Con D.M. 21 gennaio 1981, pubblicato sul
supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale n. 37 del 7 febbraio 1981,
sono state approvate le norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e
sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri
generali e le prescrizioni per la progettazione l’esecuzione ed il collaudo
delle opere di sostegno delle terre e delle opere di
fondazione.
Sono state ora elaborate dal Servizio Tecnico
Centrale di questo Ministero le Istruzioni per l’applicazione di tale norme. Le
Istruzioni stesse hanno riportato il parere favorevole dell’Assemblea Generale
del Consiglio superiore.
Con la presente circolare quindi si emanano le
Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche in oggetto indicate
riportandone il testo in allegato.
Ai fini di dare una completa visione della
materia si è ritenuto utile riportare, a fronte delle Istruzioni stesse, anche
il testo delle Norme in vigore[1].
Nella scelta dei valori dei coefficienti di
sicurezza si terrà conto dei seguenti fattori:
·
requisiti ed
importanza dell’opera con particolare riguardo alla sicurezza delle
persone;
·
grado di
conoscenza sulla costituzione del sottosuolo e sulle proprietà dei
terreni;
·
caratteristiche ed intensità delle azioni
considerate e loro probabilità di verificarsi (secondo i criteri esposti dalle
norme tecniche sui carichi e sovraccarichi approvate con D.M. 3 ottobre 1978,
pubblicate sulla Gazzetta Ufficiale
n. 319 del 15 novembre 1978);
·
grado di
approssimazione dei metodi di calcolo;
·
influenza
delle variazioni dei parametri caratteristici dei terreni sui valori dei
coefficienti di sicurezza;
·
esperienza
locale.
Per le opere di rilevante importanza, in rapporto
anche alla sicurezza dell’opera stessa e a tutela della pubblica incolumità, la
richiesta valutazione dei prevedibili spostamenti potrà essere controllata
durante e dopo la costruzione dell’opera, secondo un programma di misure e di
osservazioni da definire in progetto.
Particolare attenzione sarà dedicata alle opere
provvisionali quali scavi con o senza armatura, opere di sostegno, procedimenti
per abbassamenti della falda, ancoraggi, consolidamenti,
ecc.
Le opere provvisionali vanno progettate con
criteri analoghi a quelli delle opere a carattere
permanente.
La relazione geotecnica
conterrà:
a) illustrazione del programma di indagini con
motivato giudizio sulla affidabilità dei risultati ottenuti; caratterizzazione
geotecnica del sottosuolo in relazione alle finalità da raggiungere con il
progetto, effettuata sulla base dei dati raccolti con le indagini
eseguite.
La relazione deve essere corredata da una
planimetria con le ubicazioni delle indagini, dalla documentazione sulle
indagini in sito ed in laboratorio, dal profilo litologico e stratigrafico del sottosuolo con la
localizzazione delle falde idriche;
b) scelta e dimensionamento del manufatto o
dell’intervento; risultati dei calcoli geotecnici, conclusioni tecniche;
procedimenti costruttivi e controlli. La relazione deve essere completa di tutti
gli elaborati grafici ed analitici necessari per la precisa comprensione del
progetto.
Lo studio geologico è di regola opportuno. Esso è
necessario in zone soggette a vincolo idrogeologico, per le opere che alterino
sensibilmente i caratteri morfologici della zona ad esempio: strade, ferrovie,
aeroporti, idrovie. ecc., ed in tutti i casi indicati nelle sezioni
seguenti.
La relazione geologica definirà con preciso
riferimento al progetto i lineamenti geomorfologici
della zona nonché gli eventuali processi morfologici e i dissesti in atto o
potenziali e la loro tendenza evolutiva, la successione litostratigrafica locale, con definizione della genesi e
distribuzione spaziale dei litotipi, del loro stato di
alterazione e fessurazione e della loro degradabilità;
preciserà inoltre i caratteri geostrutturali generali,
la geometria e le caratteristiche delle superfici di discontinuità in genere e
degli ammassi rocciosi, in particolare, e fornirà lo schema della circolazione
idrica superficiale e sotterranea.
La relazione sarà corredata degli elaborati
grafici, carte e sezioni geologiche, ecc. e della documentazione delle indagini
in sito ed il laboratorio.
La caratterizzazione geotecnica del sottosuolo e
la ricostruzione geologica debbono essere reciprocamente
coerenti.
A tale riguardo la relazione geotecnica deve fare
esplicito riferimento alla relazione geologica e
viceversa.
Tra i dati geotecnici necessari per il progetto
dell’opera saranno in particolare presi in considerazione la stratigrafia, le
caratteristiche delle falde idriche, le proprietà geotecniche dei terreni e
tutti gli altri elementi significativi del sottosuolo, nonché le proprietà dei
materiali da impiegare per la costruzione dei manufatti di materiali
sciolti.
Le indagini saranno sviluppate secondo gradi di
approfondimento e di ampiezza commisurati alle varie fasi, dal progetto alla
costruzione, attraverso le quali si giunge alla realizzazione
dell’opera.
Per definire il profilo geotecnico, le proprietà
fisico-meccaniche dei terreni, la posizione delle
falde idriche e le loro caratteristiche, si raccomanda di eseguire specifiche
indagini, in sito ed in laboratorio, secondo un programma definito in base alle
caratteristiche del sottosuolo e dell’opera in progetto.
Nel caso di modesti manufatti è sufficiente un
giudizio di fattibilità basato sull’ispezione dei luoghi e sulla pratica locale,
utilizzando informazioni e dati geologici e geotecnici deducibili dalla
letteratura. Opere che interessino grandi aree e che incidano profondamente sul
territorio, richiedono un progetto di fattibilità secondo i criteri di cui alla
sezione H della norma.
Nel caso di opere di notevole mole ed importanza
dal punto di vista della sicurezza o che interessino terreni con caratteristiche
meccaniche scadenti, si consiglia di effettuare il controllo del comportamento
dell’opera durante e dopo la costruzione. A tal fine sarà predisposto un
programma di osservazioni e misure (spostamenti di punti significativi,
pressioni neutre, ecc.) di ampiezza commisurata all’importanza dell’opera ed
alla complessità della situazione geotecnica[2]
.
Il volume significativo ha forma ed estensione
diverse a seconda del problema in esame e va individuato caso per caso, in base
alle dimensioni dell’opera ed alla natura e caratteristiche dei terreni del
sottosuolo.
Tecniche d’indagine
A titolo indicativo nella tabella della pagina
seguente sono elencati i mezzi di indagine di più frequente
uso.
Il tipo e la tecnica esecutiva delle perforazioni
di sondaggio saranno scelti in funzione della natura dei terreni e delle
operazioni da compiere nel corso del sondaggio (prelievo di campioni
rimaneggiati o indisturbati, rilievi sulle falde idriche, prove di carattere
meccanico, ecc. …).
I dati forniti dalle prospezioni geofisiche (con
metodi elettrici, sismici. ecc.) saranno in ogni caso tarati e controllati con
quelli forniti dalle altre indagini. Di regola, salvo casi particolari, essi non
possono essere impiegati direttamente nei calcoli statici.
La scelta dei mezzi di indagine sarà effettuata
in fase di progetto dell’indagine e verificata durante lo svolgimento
dell’indagine stessa.
Svolgimento delle indagini in
sito
La posizione dei punti di indagine sarà rilevata
topograficamente e riportata su una planimetria.
Pozzi cunicoli e trincee saranno eseguiti nel
rispetto delle norme di sicurezza per gli scavi all’aperto e in sotterraneo,
badando in particolare a garantire l’accessibilità per tutto il tempo di durata
delle indagini.
Gli scavi saranno realizzati in modo tale da non
causare apprezzabili modifiche alla situazione esistente, sia dal punto di vista
statico che da quello idraulico. Dopo la loro utilizzazione, salvo il caso che
vengano direttamente inglobati nell’opera, essi vanno accuratamente riempiti ed
intasati con materiale idoneo in modo da ripristinare, per quanto possibile, la
situazione iniziale.
Nel corso dell’esecuzione di perforazione di
sondaggio. particolare cura deve essere posta per evitare di provocare
mescolanze tra terreni diversi e di porre in comunicazione falde
idriche.
I fori di sondaggio, salvo il caso che vengano
utilizzati per l’installazione di strumenti di misura (ad es. inclinometri, piezometri, ecc.), devono essere accuratamente
richiusi. procedendo al sistematico intasamento a partire dal fondo con
materiali idonei (ad es. malte cementizie, miscele cemento-argilla, sabbia fine,
ecc.).
Il prelievo di campioni rimaneggiati può essere
effettuato con le normali attrezzature di scavo o di perforazione. I campioni
rimaneggiati devono essere granulometricamente
completi, avere dimensioni tali da consentire il riconoscimento dei terreni
attraversati e devono essere in numero sufficiente per costruire i profili
geologico e geotecnico.
I campioni rimaneggiati devono essere conservati
in cassette o barattoli con chiare e durevoli indicazioni sul numero del
sondaggio o del pozzo e sulle quote di prelievo; non devono essere esposti
all’azione degli agenti atmosferici e devono essere conservati per lo meno per
tutta la durata dell’indagine.
Il prelievo di campioni indisturbati da scavi o
perforazioni di sondaggio deve essere eseguito da personale specializzato, sotto
il controllo di tecnici qualificati, con utensili ed
TABELLA 1
|
FINALITA’ Profili geologico e geotecnico |
PRINCIPALI MEZZI DI INDAGINE | ||
|
sondaggi pozzi trincee cunicoli prospezioni
geofisiche |
Con prelievo di campioni rimaneggiati ed
indisturbati | ||
|
Proprietà fisico
meccaniche |
Terreni a grana
fine |
prove di laboratorio su
campioni prove penetrometriche | |
|
Terreni a grana
grossa |
Prove penetrometricbe | ||
|
Rocce |
prove di laboratorio su campioni | ||
|
Rilievi sulle falde
idriche |
Terreni di qualsiasi
tipo |
piezometri | |
|
Permeabilità |
Terreni a grana grossa o rocce porose molto
fratturate |
prove idrauliche in fori di
sondaggio | |
|
Terreni a grana fine |
prove di laboratorio su campioni
indisturbati | ||
|
Verifica di procedimenti
tecnologici |
Palificate |
prove di carico su pali singoli o gruppi di
pali | |
|
Impermeabilizzazioni |
prove di permeabilità in sito e misura di
quote | ||
|
Consolidamenti (terreni e
rocce) |
prove di laboratorio determinazione delle proprietà
meccaniche in sito eventualmente con l’ausilio delle
indagini geofisiche prima e dopo l’intervento | ||
attrezzature particolari (campionatori). Il tipo di campionatore sarà scelto in relazione al tipo di terreno ed
alle finalità dell’indagine. Le dimensioni dei campioni indisturbati e la
tecnologia di prelievo saranno stabilite in base alle prove da eseguire in
laboratorio ed alle caratteristiche del terreno.
I campioni indisturbati devono essere sigillati e
conservati in modo che mantengano invariati il contenuto in acqua e la struttura
fino al momento della utilizzazione.
Su ciascun campione indisturbato saranno
riportati i dati necessari per stabilire la posizione del campione e le
caratteristiche del campionatore
adoperato.
I risultati delle indagini, condotte da personale
tecnico specializzato, saranno documentati con:
·
una
planimetria generale della zona con riportati tutti i punti di indagine
direttamente rilevati sul terreno;
·
i profili
litostratigrafici di eventuali scavi e fori di
sondaggio;
·
i
particolari esecutivi delle prove o misure eseguite;
·
dati sulla
posizione e tipo di eventuali falde idriche;
·
notizie
degli avvenimenti particolari verificatisi durante l’esecuzione dei lavori ed
ogni altro eventuale dato utile per la caratterizzazione geotecnica e geologica
del sottosuolo.
Si indicheranno, altresì, i tipi e le
caratteristiche di tutte le attrezzature impiegate.
Indagini di laboratorio
Le indagini di laboratorio hanno lo scopo di
determinare:
le proprietà indici per l’identificazione e la
classifica geotecnica dei terreni;
le proprietà fisico-meccaniche (peso dell’unità di volume, resistenza a
rottura, deformabilità, permeabilità, ecc.).
La determinazione delle proprietà indici può
essere effettuata sia su campioni rimaneggiati che su campioni indisturbati; le
proprietà fisico-meccaniche devono essere determinate
con prove eseguite su campioni indisturbati.
Le prove sui materiali da costruzione devono
essere effettuate su campioni significativi dei materiali disponibili preparati
in laboratorio secondo modalità da stabilire in relazione alle condizioni dì
posa in opera previste ed alla destinazione del manufatto.
I risultati delle prove di laboratorio devono
essere accompagnati da chiare indicazioni sulle modalità sperimentali
adottate.
Le fondazioni sono distinte in fondazioni dirette
(ad es. punti, travi, platee) e fondazioni profonde (ad es. pali, pozzi,
cassoni, paratie).
Il comportamento delle fondazioni è condizionato
da numerosi fattori, dei quali si elencano quelli che generalmente occorre
considerare:
a)
Terreni di fondazione:
— litostratigrafia;
— proprietà fisiche e
meccaniche;
— presenza e
caratteristiche delle acque sotterranee.
Tutti questi elementi devono
essere definiti con le indagini specifiche.
b)
Opere in progetto:
— dimensioni d’insieme
dell’opera;
— caratteristiche
della struttura in elevazione, con particolare riferimento alla sua attitudine
ad indurre o a subire cedimenti differenziali;
— sequenza cronologica con la quale
vengono costruite le varie parti dell’opera;
— distribuzione, intensità o variazione
nel tempo dei carichi trasmessi alla fondazione, distinguendo i carichi
permanenti da quelli accidentali, e questi, a loro volta, in statici e
dinamici.
c) Fattori
ambientali:
—
caratteri morfologici e lineamenti geologici della zona;
— deflusso delle acque
superficiali;
— presenza o
caratteristiche di altri manufatti (edifici, canali, acquedotti, fogne, strade,
muri di sostegno, gallerie, ponti, ecc.) esistenti nelle vicinanze o dei quali è
prevista la costruzione.
Le fasi del progetto assumeranno ampiezza e grado di
approssimazione diversi secondo l’importanza del manufatto e dei fattori sopra
elencati, e in relazione al grado di sviluppo previsto per il progetto
(preliminare, di massima, esecutivo).
Qualora non si adotti un unico tipo di fondazione
per tutto il manufatto, si terrà conto dei diversi comportamenti dei tipi di
fondazione adottati, in particolare per quanto concerne i
cedimenti.
Nel caso di ponti, opere marittime e simili è
necessario in particolare considerare la configurazione e la mobilità dell’alveo
fluviale o del fondo marino, la erodibilità di questi
in dipendenza del regime delle acque e delle caratteristiche dei terreni e del
manufatto.
La costruzione di manufatti in zone franose, per
i quali non è possibile una diversa localizzazione, richiede la valutazione
delle azioni trasmesse dai terreni in movimento al manufatto ed alla sua
fondazione. A tale fine è necessario definire le caratteristiche geometriche e
cinematiche dei dissesti in conformità a quanto indicato dalla sezione G della
norma.
La profondità da raggiungere con l’indagine sarà
stabilita con il fine di valutare le caratteristiche dei terreni nel volume
significativo definito al paragrafo B.3. delle Norme e della relativa
Istruzione.
Nel caso di fabbricati di civile abitazione la
profondità da raggiungere con le indagini può essere dell’ordine di b ÷ 2b, ove b è la lunghezza del lato minore del
rettangolo che meglio approssima la forma in pianta del manufatto. Nel caso di
fondazioni su pali, la profondità, computata dall’estremità inferiore dei pali,
può essere dell’ordine di 0,5 ÷ b.
Delle indagini in sito si ricordano in
particolare le prove penetrometriche, statiche e
dinamiche, e quelle scissometriche. A seconda del tipo
di terreno, queste prove possono efficacemente integrare le indagini di
laboratorio per la determinazione delle proprietà meccaniche dei
terreni.
Le indagini geotecniche di laboratorio, da
effettuare presso laboratori qualificati nel settore della meccanica delle terre
e delle rocce, saranno commisurate al tipo ed alle caratteristiche dell’opera e
saranno programmate sulla base della natura dei terreni. Esse consentono di
determinare le caratteristiche fisiche generali e le proprietà indici al fine di
classificare i terreni; ed inoltre i parametri di resistenza necessari per la
verifica a rottura del complesso fondazione terreno.
Nel caso di terreni a grana fine, specifiche
prove di laboratorio possono fornire i parametri che definiscono la comprimibilità e, ove necessario, le caratteristiche di
consolidazione per valutare i cedimenti e il loro decorso nel
tempo.
Nella programmazione delle prove di laboratorio
si terrà conto che la resistenza e la deformabilità dei terreni dipendono dal
valore delle tensioni nel sottosuolo (dovute al peso proprio del terreno, ed ai
sovraccarichi trasmessi
dalla fondazione) e dalle, modalità di
applicazione nel tempo dei sovraccarichi stessi.
C.4.1.
Criteri di progetto
Nel progetto si terrà conto della presenza di
sottoservizi e dell’influenza di questi sul comportamento del
manufatto.
Nel caso di reti idriche e fognarie occorre porre
particolare attenzione ai possibili inconvenienti derivanti da immissioni o
perdite di liquidi nel sottosuolo.
E’ opportuno che il piano di posa di una
fondazione sia tutto allo stesso livello. Ove ciò non sia possibile, le
fondazioni adiacenti, appartenenti o non ad un unico manufatto, saranno
verificate tenendo conto della reciproca influenza e della configurazione dei
piani di posa.
Le fondazioni situate nel]’alveo e nelle golene
di corsi d’acqua possono essere soggette allo scalzamento e perciò vanno adeguatamente difese o
approfondite. Analoga precauzione sarà presa nel caso delle opere
marittime.
C.4.3. Cedimenti
Per effetto dei carichi trasmessi dalle opere di
fondazione, i terreni subiscono deformazioni che provocano spostamenti del piano
di posa. Le componenti verticali degli spostamenti (cedimenti) assumono in
genere valori diversi sul piano di posa di un manufatto. Si definisce cedimento
differenziale la differenza dei cedimenti tra punti di una stessa fondazione, di
fondazioni distinte con sovrastrutture comuni e di fondazioni distinte con
sovrastrutture saticamente
indipendenti.
In base alla evoluzione nel tempo si distinguono:
cedimenti immediati e cedimenti differiti. I cedimenti differiti sono
caratteristici dei terreni a grana fine poco permeabili e dei terreni
organici.
La previsione dei cedimenti sarà basata su
calcoli svolti con i procedimenti e con i metodi della geotecnica, tenuto conto
delle caratteristiche meccaniche dei terreni.
Nel caso di terreni a grana fine, i parametri che
caratterizzano la deformabilità .saranno di regola ottenuti con indagini di
laboratorio. Nel caso di terreni a grana media o grossa, i parametri anzidetti
possono essere valutati sulla base dei risultati di indagini in
sito.
Sulla base della previsione dei cedimenti sarà
espresso un giudizio sulla loro ammissibilità con riferimento ai limiti imposti
dal comportamento statico e dalla funzionalità del
manufatto.
Qualora il manufatto in progetto possa influire
sul comportamento statico e sulla funzionalità di manufatti adiacenti, il
giudizio di ammissibilità sarà esteso a questi ultimi.
C.5.1.
Criteri di progetto
A seconda delle modalità esecutive, i tipi più
comuni di pali di fondazione possono essere classificati
in:
·
pali
prefabbricati ed infissi (es. pali infissi a percussione, vibrazione. pressione,
ecc.);
·
pali gettati
in opera senza asportazione di terreno;
·
pali gettati
in opera con asportazione di terreno.
L’interasse tra i pali va stabilito tenuto conto
della funzione della palificata e del procedimento costruttivo. Di regola, e
salvo condizioni particolari. l’interasse minimo deve essere pari a 3 volte il
diametro del palo.
Per le palificate soggette anche a forze
orizzontali di intensità non trascurabile si deve valutare lo stato di
sollecitazione nel palo e nel terreno e verificarne l’ammissibilità, sviluppando
calcoli geotecnici specifici in presenza di tali forze.
C.5.2.
Indagini specifiche
L’indagine sul terreno si intende estesa dal
piano di campagna fino alla profondità significativa al di sotto della punta dei
pali.
C.5.3.
Carico limite e carico ammissibile del palo singolo
Per la determinazione del carico assiale limite
del complesso palo-terreno. si farà ricorso a:
a) formule statiche che consentono di valutare la
resistenza alla base del palo e quella lungo il fusto;
b)
formule dinamiche, basate su
osservazioni acquisite durante la esecuzione dei pali infissi e
battuti;
c)
correlazioni empiriche basate
sui risultati di prove penetrometriche;
d)
sperimentazione diretta su pali
di prova (vedi par. C.5.5. «Norme»).
L’approssimazione del calcolo del carico limite,
svolta con i procedimenti di cui ai precedenti punti a, b, c, dipende dalle schematizzazioni in
detti procedimenti e da fattori variabili caso per caso. Pertanto deve essere
giustificata la scelta del procedimento impiegato ed espresso un giudizio sulla
attendibilità delle previsioni.
Nei casi in cui siano notevoli le incertezze
sull’applicabilità dei procedimenti o sui valori dei parametri da introdurre nei
calcoli o sull’influenza della tecnica di esecuzione del palo sulle proprietà
dei terreni, il carico assiale limite sarà stabilito in base ai risultati di
prove di carico di progetto.
C.5.4.
Carico ammissibile della palificata
Il progetto della fondazione su pali deve
comprendere considerazioni riguardanti i cedimenti della qualifica e l’influenza
di questi sulla sovrastruttura.
Il calcolo dei cedimenti può essere svolto sulla
base di una opportuna schematizzazione delle sollecitazioni trasmesse dalla
palificata al sottosuolo.
Le dimensioni degli elementi strutturali di
collegamento tra i pali devono essere fissate in coerenza con le ipotesi
adottate per la ripartizione dei carichi tra i pali stessi.
Questi elementi vanno verificati per la
condizione di carico costituita dalle azioni ad essi trasmesse dalla
sovrastruttura e dalle reazioni dei singoli pali.
C.5.5.
Prove di carico
Prove
di progetto. Queste prove
vengono effettuate su pali appositamente costruiti.
Esse hanno la finalità di determinare il carico
limite del complesso palo-terreno, perciò vanno spinte fino a quel valore del
carico per il quale si raggiunge la condizione di rottura del terreno. Ove ciò
non sia possibile la prova deve essere eseguita fino ad un carico pari ad almeno
2,5 volte il carico di
esercizio.
Prove
di collaudo. Queste prove
vengono effettuate su pali della palificata durante ed al termine della sua
costruzione, al fine di verificare se il comportamento dei pali corrisponde a
quello previsto in progetto.
Esecuzione delle prove. L’applicazione del carico sul palo sarà graduale
e le modalità e durata della prova saranno fissate sulla base delle
caratteristiche meccaniche dei terreni.
La misura degli spostamenti della testa del palo
deve essere riferita a punti fissi non influenzati dalle operazioni di
prova.
Gli strumenti impiegati per le prove (flessimetri, manometri, martinetti, ecc.) devono essere
tarati e controllati.
D.4.1. Azioni
sul muro di sostegno
I più comuni tipi di muri di sostegno possono
essere suddivisi dal punto di vista costruttivo in muri di pietrame a secco,
eventualmente sistemato a gabbioni; muri di muratura ordinaria o di conglomerato
cementizio; muri di conglomerato cementizio armato, formati generalmente da una
soletta di fondazione e da una parete con o senza
contrafforti.
Il coefficiente di spinta attiva assume valori
che dipendono dalla geometria del paramento del muro e dei terreni retrostanti,
nonché dalle caratteristiche dei terreni e del contatto
terra-muro.
Nel caso di muri i cui spostamenti orizzontali
siano impediti, la spinta può raggiungere valori maggiori di quelli relativi
alla condizione di spinta attiva.
Per la distribuzione delle pressioni neutre
occorre far riferimento alle differenti condizioni che possono verificarsi nel
tempo in dipendenza, ad esempio, dell’intensità e durata delle precipitazioni,
della capacità drenante del terreno. delle caratteristiche e della efficienza
del sistema di drenaggio.
Le azioni sull’opera devono essere valutate con
riferimento all’intero paramento di monte, compreso il basamento di
fondazione.
La verifica strutturale del muro sarà eseguita
con i metodi della tecnica delle costruzioni.
I manufatti di materiali sciolti sono ad esempio:
rilevati per strade, ferrovie, aeroporti e piazzali, riempimenti a tergo di
strutture di sostegno, argini e moli.
Per i rilevati ed i rinterri a tergo di opere di
sostegno sono da preferire le terre a grana media o grossa. Terre a grana fine
possono essere impiegate per opere di modesta importanza e quando non sia
possibile reperire materiali migliori.
Si possono adoperare anche materiali ottenuti
dalla frantumazione di rocce.
Sono da escludere materiali con forti percentuali
di sostanze organiche di qualsiasi tipo e materiali fortemente
rigonfiati.
I materiali per gli argini saranno scelti tenendo
presenti i possibili motivi di filtrazione.
Per i dreni saranno adoperati materiali di
elevata permeabilità; la loro granulometria sarà
scelta in relazione alle caratteristiche dei materiali a contatto con i dreni
stessi, secondo quanto disposto alla sezione N.
Per i moli saranno adoperati blocchi di rocce
durevoli, in particolare nei confronti dell’acqua marina, e di dimensioni e
caratteristiche idonee a resistere alle azioni esercitate dal moto ondoso.
Limitatamente alla zona interna del manufatto possono essere adoperati materiali
naturali o di frantumazione purché privi di frazione fine e opportunamente
protetti da filtri.
Per la progettazione delle opere stradali e per
l’impiego delle terre nei manufatti stradali, si rinvia alle apposite norme del
CNR relative alla campionatura, alle prove sui materiali stradali ed alla
tecnica di impiego delle terre.
Si rinvia anche alle «istruzioni per la redazione di progetti
stradali» pubblicate dal CNR.
I manufatti indicati nella relativa norma sono,
ad esempio, gallerie idrauliche, stradali, ferroviarie con relativi imbocchi di
estremità o intermedi (pozzi, finestre, discenderie), caverne per centrali
idroelettriche, depositi o parcheggi sotterranei.
Lo scavo in sotterraneo può svilupparsi in
differenti posizioni rispetto alla superficie topografica:
·
con piccolo
ricoprimento di terreno (ad es. gallerie metropolitane, subacque, parietali);
·
con grande
ricoprimento di terreno (ad es. gallerie di valico, depositi
sotterranei).
Per le gallerie minerarie si rimanda alla
normativa specifica.
Il programma di ricerche e di indagini sui
terreni deve essere predisposto ed attuato sulla base della ricostruzione dei
lineamenti geologici della zona ed in dipendenza dell’entità del
ricoprimento.
Nel caso di rocce fratturate le ricerche devono
comprendere la descrizione qualitativa e quantitativa dello stato di fratturazione ed in genere delle discontinuità strutturali
presenti nella formazione.
F.3.1.
Criteri di progetto
Nella previsione progettuale dei metodi di scavo,
particolare considerazione dovrà aversi per la sicurezza in avanzamento, per la
stabilità di eventuali manufatti circostanti e per la sistemazione del materiale
di risulta.
La costruzione di un’opera in sotterraneo
determina una modifica dello stato tensionale del
sottosuolo rispetto alla situazione preesistente. Il nuovo stato di
sollecitazione dipende dallo stato tensionale
preesistente, dalla forma e dalle dimensioni dell’opera, dalla posizione di
questa rispetto alla superficie esterna, dal metodo seguito nella costruzione e
dalla successione delle varie fasi della lavorazione, nonché dal tipo di
rivestimento, provvisorio. o definitivo, adottati.
Ulteriori variazioni dello stato tensionale possono essere indotte nel sottosuolo durante
l’esercizio dell’opera per effetto della spinta di fluidi convogliati dalla
galleria o di sollecitazioni statiche e dinamiche dovute al
traffico.
La grandezza delle deformazioni indotte nel
terreno dalla costruzione di un’opera in sotterraneo dipende dallo stato tensionale del terreno, dall’azione dell’acqua eventualmente
presente, nonché dal metodo di scavo adottato.
Gli spostamenti della superficie esterna per
effetto dello scavo in sotterraneo, devono essere sempre valutati con prudenza,
tenendo conto anche dell’effetto dell’eventuale abbassamento della falda
provocato dalla costruzione dell’opera.
F.3.2.
Metodi di scavo
La stabilità del fronte di avanzamento dipende
dallo stato dei terreni che si attraversano o di quelli immediatamente
circostanti, dalla grandezza del ricoprimento in rapporto al diametro della
galleria, dalla velocità di avanzamento, dalle caratteristiche della eventuale
macchina di scavo, dai procedimenti che si seguono nella posa in opera dei
sostegni e del prerivestimento. In particolari terreni
(ad es., sabbie fini di bassa porosità, argille dure fessurate, rocce fratturate) le condizioni di stabilità
possono essere notevolmente modificate dagli effetti meccanici dei fenomeni di
filtrazione o di percolazione dal fronte di scavo.
Eventuali metodi speciali di trattamento
preventivo, previsti in progetto per migliorare temporaneamente o
permanentemente le proprietà meccaniche dei terreni devono essere adeguatamente
illustrati e giustificati, secondo quanto disposto alla sezione
N.
Le previsioni di progetto devono essere
sufficientemente ampie per tener zonto di eventuali
variazioni delle proprietà meccaniche dei terreni lungo l’asse della
galleria.
F.3.3.
Verifica del rivestimento
Il comportamento del rivestimento dipende dalle
dimensioni e dalla profondità della galleria, dallo stato tensionale del sottosuolo, dalla rigidità della struttura,
dal metodo, dalla sequenza e dai tempi delle operazioni di costruzione
dell’eventuale prerivestimento.
Il comportamento del prerivestimento dipende principalmente dalle modalità e
dall’accuratezza con le quali viene realizzato. Pertanto l’adeguatezza del
rivestimento e dell’eventuale prerivestimento sarà
controllata in fase costruttiva per mezzo di misure.
Il programma dei controlli previsti in progetto
indicherà la strumentazione da impiegare, nonché la ubicazione degli strumenti e
la sequenza delle misure.
Le fronti di scavo indicate nella norma cui si
riferiscono le presenti istruzioni, attengono ad esempio a scavi di fondazioni,
trincee stradali, canali, ecc.
Per le fronti di scavo in miniere e cave, si
rimanda, invece, alla normativa specifica.
G.2.1. Verifiche di
stabilità
La stabilità dei pendii è influenzata da numerosi
fattori tra i quali è generalmente necessario prendere in
considerazione:
a)
caratteristiche
morfologiche;
b)
caratteristiche geologiche, e
proprietà fisico-meccaniche dei terreni costituenti il
pendio;
c)
caratteristiche e circolazione
delle acque sotterranee: pressioni interstiziali e nelle discontinuità dei
terreni costituenti il pendio;
d)
peso proprio ed azioni esterne
applicate alle opere inesistenti sul pendio;
e)
carattere sismico della
zona;
f)
fattori
ambientali.
G.2.2.
Indagini specifiche
Lo studio geologico comprenderà il rilevamento
diretto delle discontinuità del terreno (giunti di stratificazione, faglie,
diaclasi e fratture) delle quali saranno determinate la distribuzione spaziale,
la frequenza e le caratteristiche. Attraverso una analisi geo-morfologica quantitativa del pendio e delle aree
adiacenti, inoltre, si ricercheranno le indicazioni sulla franosità della zona e sua natura, caratteristiche e
grandezza dei movimenti verificatisi in passato.
La determinazione delle pressioni neutre va
effettuata ponendo piezometri in posizioni opportunamente scelte in relazione
alle caratteristiche geometriche e stratigrafiche del
pendio.
Le indagini di laboratorio saranno
particolarmente dirette alla determinazione della resistenza al taglio, massima
e residua.
Se la verifica di stabilità riguarda pendii
naturali in frana, le indagini saranno dirette a definire la posizione e la
forma delle eventuali superfici di scorrimento. Si prevederà a tal fine la posa
in opera di basi e di picchetti ed il rilevamento periodico della loro posizione
rispetto a caposaldi esterni all’area interessata dal
movimento. Queste operazioni saranno volte a determinare la grandezza degli
spostamenti e il loro andamento nel tempo, in relazione anche ai fattori
meteorologici e idraulici.
Quando risulti necessario rilevare gli
spostamenti in profondità si metteranno in opera inclinometri o apparecchi rilevatori di scorrimenti
profondi. Gli spostamenti saranno riferiti a quelli misurati in
superficie.
G.3.1.
Indagini specifiche
In merito alle indagini specifiche da svolgere si
precisa che:
a) i rilievi topografici saranno estesi ad
un’area più ampia di quella direttamente interessata ai
lavori;
b) lo studio geologico è necessario specialmente nel
caso di scavi profondi ed ampi o in situazioni geologiche complesse. In tali
casi esso deve svolgersi secondo quanto indicato al punto G.2.3. delle
norme;
c)
le indagini geotecniche in sito
saranno volte a riconoscere la costituzione del sottosuolo e a determinare i
valori della pressione dell’acqua interstiziale e nelle discontinuità. La
profondità delle esplorazioni sarà stabilita in relazione a quella dello scavo,
avendo cura di estendere l’indagine a monte del previsto ciglio ed al di sotto
della quota di fondo scavo;
d)
le indagini geotecniche di
laboratorio si svolgeranno secondo quanto indicato al punto
G.2.2.
Al fine dell’accertamento della fattibilità
dell’opera saranno raccolte informazioni atte a definire:
le caratteristiche topografiche e geomorfologiche della zona;
i caratteri delle acque superficiali e
sotterranee;
le caratteristiche ed il comportamento di
manufatti esistenti nei dintorni.
Lo studio geologico definirà i lineamenti geomorfologici e la loro tendenza evolutiva, i caratteri
stratigrafici e strutturali, il grado di alterazione, la degradabilità e la
fessurazione degli ammassi rocciosi, nonché lo schema
idrogeologico.
Lo studio geotecnico sarà atto a definire le
proprietà fisico-meccaniche dei principali tipi di
terreni, la posizione e le caratteristiche delle eventuali falde idriche. Per
questo saranno eseguite indagini in sito e in laboratorio, secondo i criteri
indicati nella sezione B, e proporzionate alla prevista destinazione
dell’area.
Sarà accertata l’eventuale esistenza di cavità
naturali o artificiali nel sottosuolo, di dimensioni significative ai fini del
progetto.
Nel caso di aree, che, in tutto o in parte,
ricadano in specchi d’acqua marini, lacuali o fluviali, i predetti studi saranno
estesi ai fondali e devono essere integrati dal rilievo della batimetria che
comprenda anche le zone adiacenti, significative ai fini della destinazione
dell’area.
La verifica di fattibilità geologica e geotecnica
comprende l’accertamento delle modifiche che il sistema di opere in progetto può
indurre nell’area e deve precisare se le condizioni locali impongano l’adozione
di soluzioni e procedimenti costruttivi di particolare
onerosità.
Nel caso di pendii sarà accertata la stabilità di
insieme con riferimento alla condizione precedente la realizzazione delle opere
in progetto ed a seguito della costruzione di tali opere, secondo quanto
prescritto nella sezione G.
Nel caso di reti idriche e fognarie, ed in genere
di sottoservizi in zone già urbanizzate o da urbanizzare, sarà accertata
l’influenza di esse sui manufatti esistenti, sia in fase di costruzione che di
esercizio a seguito di guasti o rotture.
Per l’estrazione di liquidi o gas dal sottosuolo
saranno valutate le deformazioni provocate dalle variazioni dello stato tensionale effettivo, i conseguenti spostamenti della
superficie topografica e la loro influenza sulla funzionalità dei manufatti
esistenti secondo quanto trattato nella sezione L.
In questa categoria rientrano gli accumuli di
materiali sciolti di qualsiasi natura, inclusi quelli versati alla rinfusa (ad
esempio, depositi di rifiuti urbani e industriali, materiali di risulta di scavi
e demolizioni, discariche minerarie).
L’entità degli accertamenti e degli studi da
svolgere va commisurata alla esigenza di sicurezza, all’importanza della
discarica, alla morfologia della zona e alla presenza nel sottosuolo di terreni
di bassa resistenza.
Il modello fisico assunto a base della
progettazione delle opere e degli interventi sarà ottenuto da specifici studi
idrogeologici e geotecnici.
I manufatti indicati nella relativa norma hanno
lo scopo di:
·
abbassare il
livello della falda idrica o ridurre il valore delle pressioni neutre nel
sottosuolo o in manufatti di materiali sciolti;
·
eliminare o
ridurre le pressioni neutre a tergo di strutture di sostegno;
·
consentire
la filtrazione verso l’esterno di acque circolanti nel sottosuolo o in manufatti
di materiali sciolti senza causare il sifonamento;
·
interrompere
l’eventuale risalita di acqua per capillarità.
I drenaggi ed i filtri, in relazione alle
finalità per cui vengono realizzati, devono essere progettati in modo da
soddisfare i seguenti requisiti:
a) il materiale filtrante deve essere più
permeabile del terreno con il quale è a contatto;
b)
la granulometria del materiale filtrante deve essere tale da
evitare che particelle di terreno causino intasamento del filtro e del
drenaggio;
c)
lo spessore dello strato
filtrante deve essere sufficientemente elevato da consentire una buona
distribuzione delle frazioni granulometriche nello
strato stesso e deve essere definito tenendo conto anche dei procedimenti
costruttivi.
Se i criteri di progetto sopra elencati non
possono essere soddisfatti con un solo strato filtrante, sarà impiegato un tipo
a più strati. Ciascuno strato filtrante nei riguardi di quelli adiacenti, sarà
progettato alla stessa stregua di un filtro monostrato.
I tubi disposti nei drenaggi allo scopo di
convogliare l’acqua raccolta devono essere dimensionati tenendo conto della
portata massima ed i fori di drenaggio dei tubi vanno dimensionati in modo da
evitare che granuli del materiale filtrante penetrino nelle tubazioni
stesse.
I materiali naturali o artificiali da impiegare
per la confezione di drenaggi e filtri, saranno formati da granuli resistenti e
durevoli e non devono contenere sostanze organiche o altre
impurità.
Le acque ruscellanti in
superficie non devono penetrare entro i drenaggi e i filtri; esse devono essere
regolate e raccolte mediante canalizzazioni.
Il terreno formante il piano di posa di drenaggio
e filtri non deve subire rimaneggiamenti, deve essere sufficientemente
consistente e se necessario costipato.
Durante la costruzione vanno eseguiti regolari
controlli della granulometria del materiale
impiegato.
Il materiale del filtro e del drenaggio va posto
in opera evitando la separazione delle frazioni granulometriche.
[1] Nella pubblicazione presente, i testi del Decreto e delle Istruzioni non sono riportati a fronte ma in successione.
[2] Ai fini del progetto e della esecuzione delle indagini, possono essere utilmente consultate le raccomandazioni sulla programmazione ed esecuzione delle indagini geotecniche pubblicate a cura de l’Associazione Geotecnica Italiana.