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AGRIGENTO SOTTERRANEA:AGRIGENTO SOTTERRANEA:RECUPERO, CONSOLIDAMENTO E PROTEZIONE RECUPERO, CONSOLIDAMENTO E PROTEZIONE

DELLE CAVITDELLE CAVITÀÀ ARTIFICIALI E NATURALIARTIFICIALI E NATURALI

In collaborazione con:

VUOTI SOTTERRANEI DESTINATI ALLA FRUIZIONE TURISTICA: INDICAZIONI ED OPERE DI MESSA IN SICUREZZA

PAOLA BERTOLOU.T.P. – OFFICINE MACCAFERRI S.p.A.

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La VALLE e la COLLINA dei TEMPLI di Agrigento

UNICUM DI RILEVANZA MONDIALE

EVOLUZIONE DEL DISSESTO

GEOMORFOLOGICO

E GEOTECNICO DELL’AREA

AZIONI

ANTROPICHE

Minacce

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EPIGEE IPOGEE

Problematiche

- subsidenze

- instabilità locali- origine profonda dei dissesti

- cinematismi

Cotecchia et al., 2000

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Problemi di stabilità EPIGEI

Possono mettere a rischio la stabilità dei templi: Giunone Lacinia e della Concordia

Bordo meridionale Collina dei Templi

Bancate calcarenitiche che poggiano su argille di base

Tipologie di cinematismi:CROLLI, RIBALTAMENTI, SCIVOLAMENTI DI BLOCCHI

SCORRIMENTI ROTAZIONALI

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Problemi di stabilità EPIGEI

Possibili soluzioni

Per blocchi di volume definito:

- chiodature

Per consolidamento superficiale:

- iniezioni di malte cementizie/resine

- rivestimenti corticali

Per controllo movimenti profondi:

- tiranti

- interventi di appesantimento al piede, drenaggi, regimazione acque

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Rivestimenti corticali: ESEMPI

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Rivestimenti corticali: ESEMPI

Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL)

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Rivestimenti corticali: ESEMPI

Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL)

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Ancoraggistabilità pendio

Rete e/o Pannello in funetrattiene elementi instabili fra gli ancoraggi

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La deformazione del rivestimento in rete èmolto elevata

CIRIA 2005 – Soil nailing Best practice guidance: Flexible structural facing

La rete è FLESSIBILE e DEFORMABILE

elemento PASSIVO → il rivestimento

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StrappoSfilamento

Penetrazione maglia

Apertura maglia

Prove di laboratorio

Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTI

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Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTI

Tearing Pull-apart

kN kNConnection

HEA Panel 24,4 11,9

High strength knot connection 13,5 8,0

Low strength knot connection 4,6 1,3

PROVE SU NODI E BORCHIE

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Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTIPROVE SU NODI E BORCHIE

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Resistenza del pannello sottoposto ad un carico normale al proprio piano

In questo caso, si vuole valutare la capacità del sistema, nel suo complesso, ad opporsi alla pressione esercitata da un ammasso roccioso

Per far ciò si è studiata una prova che potesse essere valida per tutti i sistemi e che non ricadesse nella tipologia di azione localizzata

Sperimentazione in SCALA REALE: LABORATORIO

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Sperimentazione in SCALA REALE: LABORATORIORisultati

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Sperimentazione in SCALA REALE: SITOANCORAGGI

RIPARTITORE

PISTONE

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Sperimentazione in SCALA REALE: SITO

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Sperimentazione in SCALA REALE: SITOTests comparison - Load-displacement

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

0 50 100 150 200 250 300

Displacement (mm)

Forc

e (k

N)

DT wire mesh BO150 ST high resistance wire mesh HEA 300/10

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Sperimentazione in SCALA REALE: SITOConseguenze della rigidezza del sistema

Pannello HEA SteelGrid Rete

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Gli interventi di consolidamento eseguiti con reti e chiodi sonopassivi, perché agiscono solo dopo che c’è stato il crollo, non prima.

Le prove di laboratorio a piccola dimensione (1x 1 m) non definiscono correttamente il comportamento delle reti. È necessario eseguire prove su campioni di grande dimensione (3 x 3 m).

Il vincolo di prova e il carico di spinta devono essere rappresentativi dell’applicazione in parete rocciosa. I campioni perfettamente vincolati e pretesati non sono rappresentativi della realtà e offrono risultati fuorvianti.

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Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE

… Dal Progetto di Norma UNI U71030324 sulle Opere di Difesa Caduta Massi:

“… Il calcolo delle sollecitazioni nelle funi, nelle reti e negli ancoraggi deve tener conto della pendenza della scarpata o della parete, dell’angolo d’attrito e della deformabilità della rete”

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Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE

SLU

Confronto fra resistenza ed effetto delle azioni

SLS

Controllo degli aspetti di spostamento e deformazione

Azioni

Carico di roccia/terreno

SOLLECITAZIONI

SPOSTAMENTI

Sistema

passivo

Le ipotesi geotecniche sono tuttavia più complesse nel caso del flexible structural facing del soil nailing.

Concettualmente il calcolo dei rivestimenti applicati sui pendii in terra e in roccia è uguale.

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Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONESTATO LIMITE ULTIMO

Crolli, gravi dissesti, incolumità persone, fuori servizio dell’opera

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Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONESTATI LIMITE DI SERVIZIO

Condizioni per cui viene compromessa la funzionalità dell’opera

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Sperimentazione in SCALA REALE: SITO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Displacement (mm)

Load

(kN

)

DT wire mesh equation HEA panel equation ST - high resistance - wire mesh equation

Leggi costitutive: verifica SLS

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Conclusioni generali

• per applicazioni corticali (i carichi attesi sulla rete sono generalmente bassi): la rigidezza del sistema è piùimportante della resistenza a trazione del prodotto

• le reti devono essere verificate sia per la deformazione (stato limite di servizio: SLS) sia per il punzonamento (stato limite di ultimo SLU) deducibile direttamente dalle prove su campioni a grande dimensione.

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti

I fattori di instabilità possono essere raggruppati nelle seguenti categorie:

- fattori geo-strutturali (assetto tettonico, sismicità, densità di fratturazione); - fattori litotecnici (variazioni lito-granulometriche intraformazionali, circolazione acque di sottosuolo, coefficiente di compressibilità, porosità e risalita capillare);- fattori esogeni (acque dilavanti, azione termoclastica e crioclastica, azione del vento, umidità e condensazione);- fattori antropici.

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti

Mettono a rischio la fruibilità della struttura

Bancate calcarenitiche

Tipologie di cinematismi:

CROLLI SCOLLAMENTO IN CORRISPONDENZA DELLE SUPERFICI DI STRATIFICAZIONE

LASTRONI AGGETTANTI (erosione selettiva)

ROTTURA DEI PILASTRI -> Rischio di subsidenze in superficie

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Problemi di stabilità IPOGEI

Possibili soluzioni

Per blocchi di volume definito:

- chiodature

Per consolidamento superficiale:

- iniezioni di malte cementizie/resine

- chiodature sistematiche del cavo

- verifica della base dei pilastri

Monitoraggio (convergenza al tetto, rilascio tensionale pilastri)

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Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL)

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti

Creazione di percorsi all’interno dei cavi

Analisi geomeccanica di tutto il percorso al fine di valutare condizioni di stabilità

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti

- Classe I: cavità che hanno ormai raggiunto condizioni di equilibrio stabile. I vuoti che ricadonoin questa classe potranno essere resi fruibili senza necessità di interventi particolari, salvo occasionali lavori di disgaggio. Si tratta di zone in genere con scarse venute d'acqua, grado di fratturazione non elevato.

- Classe II: cavità in condizioni di equilibrio limite, con tracce di instabilità recenti. I vuoti così classificati richiederanno, per garantire adeguate condizioni di sicurezza, interventi di consolidamento relativamente importanti, ma comunque realizzabili senza snaturare l'aspetto originario dei siti; sono previsti, ad esempio, interventi di bullonatura (bulloni in fibra di vetro, considerato l'ambiente estremamente aggressivo per il ferro, o tiranti tubolari passivi). Si tratta generalmente di zone con modeste venute d'acqua, grado di fratturazione medio.

-Classe III: in questa classe ricadono perlopiù le zone caratterizzate da una notevole scomposizione della roccia per fratturazione, presenza di vaste zone degradate, con circolazione d'acqua relativamente abbondante; la massa rocciosa non è autoportante, specie nel caso di grandi vuoti. Es di tipologia di intervento e di armatura tramite bulloni (fino a 5 m di lunghezza) in maglia fino a 1.2 m2.

- Classe IV: cavità in condizioni di instabilità marcata, talora con ampie zone già collassate. I vuoti ricadenti in questa classe sono da considerare inagibili in assenza di importanti interventi di consolidamento, di entità tale da compromettere purtroppo, in toto o in parte, l'aspetto attuale dei cavi (rivestimenti in calcestruzzo, centine in ferro con rete e spritzbeton).

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti – i rischi

Creare canalette e manutenerleContatti con l’acqua, scivolamenti

Presenza di acqua sul percorso

Acque

Apporre segnaleticaUrti, impatti, contusioni, feriteDifficoltà ad orientarsi, ad individ. zone soccorso, sist. antincendio, uscite sicurezza

Segnaletica

Impianti di illuminazione idonei e conformi

Urti, impatti, contusioni, feriteDifficoltà di circolazioneIlluminazione

Prevedere uscite di sicurezzaUrti, impatti, contusioni, ferite, soffocamenti

Difficoltà rapida evacuazioneUscite di sicurezza

Mantenere ordinate, pulite e sgombre le vie di circolazione

Urti, impatti, contusioni, feriteIncidenti, difficoltà passaggio e evacuazione

Vie di passaggio

Periodico studio stabilità volte e terreni. Uso DPI.

Contusioni, ferite, schiacciamenti, soffocam.

Caduta di materiale dall’alto e proiezioni

Stabilità volte e pareti

Mantenere ordinati e puliti i tratti di galleria

Contusioni, incendi, feriteDifficoltà di passaggio, eventuali sorgenti per incendi

Ordine e pulizia

Qualora aerazione e ventilazione naturali risultino insufficienti, installare sistema ventilazione artificiale

Difficoltà di respirazione, soffocamento, danni alle vie respiratorie

Aria poco respirabileaccumulo di polveri

Aerazione, ventilazione

MISURE DA ADOTTAREEVENTUALI CONSEGUENZE

PERICOLOSORGENTE DI RISCHIO

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Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti

Verifiche e controlli

- periodici: ad attrezzature (es: ancoraggi dei cavi), e controllo visivo di routine per identificare eventuali rischi derivanti da atti di vandalismo nell’utilizzo, normale usura o deterioramento attrezzature e DPI, cause accidentali -> almeno una volta al giorno sulla totalità dei percorsi e prima dell’apertura al pubblico

- funzionali: controllo di routine molto approfondito per la verifica di TUTTE le attrezzature e il rilievo di eventuali segni di usura e instabilità -> intervallo da 1 a 3 mesi a seconda dell’affluenza del pubblico

- principale: controllo approfondito e dettagliato per constatare che l’insieme degli elementi e delle attrezzature che costituiscono i percorsi non presentino gravi deterioramenti suscettibili di variare le condizioni generali di sicurezza per gli utenti -> almeno una volta all’anno da personale competente ed ESTERNO ALL’UTILIZZO