utilizzo di soluzioni tecniche a doppia torsione nel

UTILIZZO DI SOLUZIONI TECNICHE A DOPPIA
TORSIONE NEL CAMPO DELLA PROTEZIONE E
CONSOLIDAMENTO IDRAULICO:
CARATTERISTICHE
CAMPI DI APPLICAZIONE
POTENZIALITA’
Dott. Geol. Massimo Salmi
Ufficio Tecnico
Borghi Azio S.pA.
MATERIALI SCIOLTI
scogliere
rip.rap
massi ciclopici
RIGIDO
muri in cls
muri in cls
FLESSIBILE
gabbioni
materassi
burghe
geocompositi
STRUTTURE DI PROTEZIONE
la scelta del tipo di struttura avviene in base alle problematiche tecniche,
idrauliche e alle esigenze ambientali
MATERIALI
GABBIONI
GABBIONI A SACCO
E BURGHE
MATERASSI
MATERIALI
La rete a doppia torsione evita la diffusione dei
danni all’interno della struttura a causa di rotture
locali dei fili d’acciaio
Rottura
Broken
Il filo della maglia può avere diversi gradi di
protezione (zincatura forte, lega eutettica di Zn-Al,
polimeri plastici) a seconda delle esigenze di
durabilità connesse all’ambito applicativo
RESISTENZA A TRAZIONE
Resistenza a trazione di 350-500 N/mm2 in accordo
con to EN 10223-3
Acciaio
Zn o Zn-Al
Polimero
ADESIONE DELLA GALVANIZZAZIONE
l’adesione del rivestimento deve essere tale che, in
seguito all’avvolgimento del filo per 6 volte attorno ad
un mandrino avente un diametro pari a 4 volte quello
del filo stesso, lo sfregamento con le dita non produca
sfaldamento o fessurazione del rivestimento
RIVESTIMENTO POLIMERICO
In ambiente aggressivo (2<ph<7) oltre alla
galvanizzazione, si può aggiungere un rivestimento polimerico
AMBITI DI IMPIEGO
OPERE
LONGITUDINALI
RIVESTIMENTO
PROTEZIONE E SOSTEGNO
AMBITI DI IMPIEGO
OPERE
TRASVERSALI
PENNELLI
BRIGLIE
OPERE LONGITUDINALI
VELOCITA’ DELLA CORRENTE
fino 2 - 3 m/sec.
fino 3,5 – 5,5 m/sec.
fino 6 – 8 m/sec.
RIVESTIMENTI LEGGERI
RIVESTIMENTI CON
OPERE DI SOSTEGNO E
CON GEOCOMPOSITI
MATERASSI RENO O
PROTEZIONE CON GABBIONI
E RINVERDIMENTO
MATERASSI RINVERDIBILI
O GABBIONI RINVERDITI
TIPO MATECOTM
CON TALEE
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E
RINVERDIMENTO
L’uso di tecniche di ingegneria naturalistica si basa sulla
combinazione di materiali inerti e piante vive: i materiali inerti
possono essere naturali o artificiali. Quando le tensioni di
trascinamento non sono troppo elevate, possiamo utilizzare come
materiale inerte un rivestimento leggero ed elementi di
stabilizzazione a basso impatto ambientale.
• Geocomposito per la sponda
• Gabbione cilindrico di presidio al piede
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E
RINVERDIMENTO
Geostuoia antierosiva preaccoppiata tipo R.E.C.S.
picchettata in sponda – idrosemina idonea e/o
impianto di talee arbustive autoctone
Gabbione cilindrico
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E
RINVERDIMENTO
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Vengono impiegati quando è necessario impedire solo l’erosione del
terreno. I rivestimenti con materassi hanno uno spessore variabile tra
0.17 e 0.30 m.
Una protezione ottimale del piede del rivestimento si ottiene
estendendolo per una lunghezza di 1.5-2 volte la profondità di erosione
prevista in alveo.
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Gli spessori ridotti di questi materiali sono particolarmente favorevoli ad
una rapida colonizzazione da parte della vegetazione
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Geocomposito
antierosivoR.E.C.S.
Le strutture in materassi reno sono permeabili e permettono il naturale
movimento e filtrazione dell’acqua, indispensabile alla vita
dell’ecosistema. Il terreno fine si deposita in mezzo alle pietre di
riempimento facilitando la creazione di piante native. L’utilizzo di un
geocomposito antierosivo come il R.E.C.S. a chiusura del materassi
aumenta la capacità di trattenuta delle particelle fini e agevola il
radicamento e quindi il rinverdimento spontaneo
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
1976
1986
1967
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Geostuoia antierosiva preaccoppiata tipo R.E.C.S.
picchettata in sponda – idrosemina idonea e/o
impianto di talee arbustive autoctone
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Febbraio 2007
Gennaio 2007
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
Attraverso l’utilizzo di tecniche
combinate è possibile realizzare
interventi a basso impatto
ambientale per la protezione
idraulica e il rinverdimento delle
sponde di canali e di corsi d’acqua
naturali o artificiali.
Febbraio 2007
Marzo 2007
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECOTM
Il Materasso MATECO™ rappresenta una novità tra le tecniche di
Ingegneria Naturalistica in ambito idraulico.
Rispetto al tradizionale materasso idraulico tipo Reno si configura come
una importante innovazione applicativa, soprattutto sotto il profilo
dell’inserimento ambientale e del risparmio di materiali inerti costosi e di
impegnativa movimentazione.
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECOTM
Le celle del materasso MATECO™ che si trovano al di sopra del normale
livello delle acque sono rivestite con un filtro dimensionabile, e
successivamente riempite con terreno vegetale mentre quelle
sottostanti con materiale lapideo.
Il coperchio è costituito da rete a doppia torsione in lega zn-al, abbinata
a biorete ad alta resistenza in agave o cocco ignifugo
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECOTM
Situazione a 6 mesi dall’intervento
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI
O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE
Nei tratti più instabili del
corso d’acqua dove le
strutture oltre ad una
funzione protettiva devono
svolgere una funzione di
sostegno, si possono utilizzare
gabbioni con talee.
In mancanza di strutture
fondali realizzate con altre
tecniche (es.: solette su pali)
il muro deve essere fondato
ad una profondità tale da
garantire che non possa
avvenire scalzamento da
parte della corrente.
Gabbioni
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI
O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE
Struttura drenante nei confronti dei moti delle acque circolanti nei
terreni e permeabile all’acqua ed alla vegetazione
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI
O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE
PRESIDIO
ANTISCALZAMENTO AL
PIEDE
Platea in materassi
Fondazione diretta in
gabbioni
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI
O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE
1955
1959
1995
OPERE TRASVERSALI
EROSIONE INTENSA E TRASPORTO SOLIDO
NEI TRATTI RETTILINEI
NELLE ANSE
BRIGLIE TRASVERSALI
PENNELLI E REPELLENTI
E SOGLI DI FONDO
ANTIROSIVI
BRIGLIE IN GABBIONI
Le briglie vengono impiegate per ridurre la pendenza dell’alveo al fine
di controllare erosione e trasporto solido.
BRIGLIE IN GABBIONI
Esempio applicativo
Ente Appaltante
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Tipo di Opera
Messa in sicurezza mediante
sistemazioni, rifacimento opere
idrauliche e verifica sezioni di deflusso
nel Bacino del Torrente Ozola in
Comune di Ligonchio (RE)
Progettazione esecutiva
Geomm. Roberto Cioffi e Paola Paolini
Direzione Lavori
Geom. Roberto Cioffi
Coordinamento Sicurezza
Geom. Roberto Cioffi
Direttore Operativo - Assistente
Geom. Mattia Venturelli
Responsabile del Procedimento
Dott. Arch. Raffaella Basenghi
Impresa Esecutrice
COFAR Srl Castelnovo né Monti (RE)
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Consolidamento dell’alveo del torrente Guadarolo
Riduzione della pendenza di fondo al 10% per la diminuzione
dell’energia del rilievo
Miglior inserimento nel contesto ambientale
Manufatti più flessibili e di elevata permeabilità che consentono un alto
grado di adattamento in caso di ulteriori movimenti del fronte di frana
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Fasi realizzative delle briglie in gabbioni – immorsamenti laterali
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Fasi realizzative delle briglie in gabbioni – formazione del piano
di posa
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Realizzazione della gaveta in pali scortecciati
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Opera di consolidamento in alveo in realizzazione
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
Opere di consolidamento del versante
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e
Secchia sede di Reggio Emilia
BRIGLIE IN GABBIONI
Strutture di intercettazione mediante realizzazione di
briglia a gravità per intercettazione di colate detritiche
BRIGLIE IN GABBIONI
Opere di protezione in gabbioni e materassi reno per
scolmatori e scaricatori di fondo nelle casse di espansione
VERIFICHE IDRAULICHE
ANALISI IN REGIME DI MOTO UNIFORME
VERIFICHE IDRAULICHE
compatibilità delle tensioni di trascinamento
TENSIONI AMMISSIBILI - materassi reno e gabbioni
τc
C =
(γ s − γ w )d m
*
τc = C* ( ϒs-ϒw)dm
Il rivestimento risulta
stabile se è verificata
la diseguaglianza
τb ≤ τc con τb = tensione
agente.
Canale artificiale per stima di c* per materassi e gabbioni
VERIFICHE IDRAULICHE
Comportamento dei rivestimenti
Effetti della forza di flusso sul trascinamento del pietrame
VERIFICA IN TERMINI DI VELOCITÀ
Velocità critica (primo movimento) e limite (alla max. deformazione) derivate
da test di laboratorio.
Entrambe le velocità dipendono dallo spessore dei rivestimenti e dalle
dimensioni delle pietre (indicata in mm) di riempimento
Thickness
Type
(m)
0,15-0,17
Reno
mattress
0,23-0,25
0,30
Gabions
0,50
Filling stones
Critical
Limit
stone size
d50
velocity (*)
velocity (*)
70-100
0.085
3.5
4.2
70-150
0.110
4.2
4.5
70-100
0.085
3.6
5.5
70-150
0.120
4.5
6.1
70-120
0.100
4.2
5.5
100-150
0.125
5.0
6.4
100-200
0.150
5.8
7.6
120-250
0.190
6.4
8.0
Comparazione quantitativa, a parità di condizioni idrauliche,
del pietrame di rivestimento da utilizzare in caso di impiego di materassi reno o
pietrame sciolto
VERIFICHE IDRAULICHE E DEL DEFLUSSO DELLA PORTATA IN CONDIZIONI DI
MOTO UNIFORME
Q= A B
53
−2 3
−1 1 2
f
n i
(formula di Manning-Strickler)
VERIFICHE A IDRAULICHE PER CONDIZIONI A FINE LAVORI
Scabrezza
[
n = 0.03 m / 3 s
]
1.2 m
[
n = 0.04 m / 3 s
τ amm ≅ 170 N / mq
GABBIONATA
Scabrezza
Scabrezza
[
n = 0.035 m / 3 s
Ghiaia e ciottoli τ amm ≅ 49 N / mq
]
]
τ amm ≅ 120 N / mq
MATERASSATA
VERIFICHE IDRAULICHE
compatibilità delle tensioni di trascinamento
τ
b
= γ
w
Υ i
τ m = 0 .75γ w Υi
τ c = 0 ,10(γ s − γ w ) d m
τs = τ c
sen θ
1−
2
sen φ
2
θ=angolo incl. sponda
φ =angolo attrito terreno
sponda
VERIFICHE PER CONDIZIONI A FINE LAVORI
VERIFICHE IDRAULICHE
compatibilità delle tensioni di trascinamento
VERIFICHE PER CONDIZIONI A LUNGO TERMINE
2000
2001
VERIFICHE IDRAULICHE
compatibilità delle tensioni di trascinamento
VERIFICHE PER CONDIZIONI A LUNGO TERMINE
Scabrezza
[
n = 0.1 m / 3 s
]
1.5 m
τ amm ≅ 300 N / mq
GABBIONATA
Scabrezza
[
n = 0.035 m / 3 s
Ghiaia e ciottoli τ amm ≅ 49 N / mq
Scabrezza
[
n = 0.1 m / 3 s
]
τ amm ≅ 220 N / mq
]
MATERASSATA
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
Sono la miglior soluzione all’erosione dei corsi d’acqua caratterizzata da
intenso trasporto solido.
L’installazione di gabbioni trasversali permette la creazione di aree di
”Calma Idraulica" dove il trasporto solido diminuisce ed i sedimenti si
depositano nelle zone erose del letto e delle sponde fluviali.
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
c
a
I pennelli si classificano:
a) ad asta semplice
b) a martello
c) a baionetta
b
A volte l’allineamento e la spaziatura dei pennelli opposti è fissata in modo che il
loro asse si intersechi nel mezzo del letto del fiume.
Sul piano molto spesso i pennelli sono diretti a valle, perché sono i più adatti per
le protezioni spondali o per i fondali.
50
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
LUNGHEZZA DELL’OPERA
Le = LUNGHEZZA IMMORSAMENTO
(10-25% LARGHEZZA ALVEO)
L = LUNGHEZZA TOTALE
Lt = LUNGHEZZA OPERA
(< 1/4 LARGHEZZA ALVEO)
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
SPAZIATURA LUNGO SPONDE CURVE
PENNELLO I
B
PENNELLO II
C
A
PENNELLO III
D
PENNELLO VI
E
PENNELLO K
F
SPONDA EROSA
SPONDA NUOVA