ch-rf-it-rilevato paramassi cogne-aosta, rev00

CASE HISTORY
Rev: 01, Issue Data Gennaio 2009
L’opera Rilevato Paramassi in Terra Rinforzata di Pont di Laval
RILEVATO PARAMASSI– in Fraz.ne CRETAZ (Cogne - AO)
Terra rinforzata con il sistema Terramesh verde tipo terra
Premessa
Scopo della presente relazione è quello di indicare i principi progettuali che
hanno ispirato la soluzione di seguito individuata per la realizzazione di un rilevato paramassi in terra rinforzata realizzato in prossimità dell’abitato di Cogne
(Val d’Aosta).
La mattina del 5 giugno 2007 si è verificata una frana da crollo di grandi blocchi, anche di 30 m3, che ha interessato la strada regionale 47 di Cogne.
Il crollo è avvenuto dal costone roccioso in sinistra idrografica presso la località Cretaz (Pont di Laval) a pochi chilometri dal comune di Cogne.
Cos’è un Rilevato Paramassi in Terra Rinforzata?
Fig 11. Vista del rilevato di valle e piede del rilevato di monte al
termine della costruzione
La necessità di porre in sicurezza centri abitati, infrastrutture e
qualsiasi altra realtà quotidiana sottoposta a fenomeni di rischio di caduta massi, ha creato la necessità di sviluppare tipologie di intervento contro questi fenomeni con tecnologie volte
a ottimizzare i costi di realizzazione e manutenzione.
TERRA RINFORZATA
I rilevati paramassi sono costituiti da terrapieni a sezione trapePARAMENTO VERDE
zoidale, ubicati in aree sub-pianeggianti a protezione di abitati
o infrastrutture.
Nella maggior parte dei casi il rilevato è realizzato in terre rinTERRA RINFORZATA PARAMENTO IN PIETRAME
forzate le quali offrono il vantaggio di mantenere la scarpata
del terrapieno sub-verticale con il conseguente risparmio di
materiale per la realizzazione, riduzione degli spazi di ingombro e maggiori garanzie di arresto del blocco di roccia evitando
il rotolamento sulla scarpata; inoltre i rinforzi offrono maggiore
resistenza all’impatto garantendo un assorbimento di energia maggiore rispetto ad una scarpata naturale.
A tergo del rilevato può essere realizzata una trincea avente il duplice scopo di intercettare i massi prima dell’impatto contro il rilevato e di raccogliere i blocchi di roccia mobilizzati.
Le tipologie più frequenti di rilevati paramassi vengono realizzate con muri in gabbioni, in terre rinforzate rinverdibili
con rinforzi metallici o sintetici e terre rinforzate con paramento in pietrame e rinforzi metallici.
MURO IN GABBIONI
Il rinverdimento è avvenuto nell’arco di pochi
mesi dall’esecuzione dell’idrosemina a spessore
Fig 12. Vista dei due rilevati ad alcuni mesi dal termine della
costruzione: si nota il rinverdimento e l’inserimento nell’ambiente
circostante
L’evento di crollo del luglio 2008 sul Rilevato Paramassi in Terra Rinforzata di Pont di Laval
La foto finale mostra il comportamento del rilevato paramassi in seguito ad un crollo multiplo
di blocco di dimensioni importanti. Il comportamento del rilevato si è dimostrato adeguato.
Il caso di Pont di Laval
Fig 13. Vista generale dei due rilevati nel luglio 2008, dopo il
crollo di alcuni blocchi
Fig 14. Particolari dei blocchi che hanno colpito il rilevato di monte
Officine Maccaferri S.p.A.
Via Agresti, 6 - P.O. BOX 396 - 40123 Bologna (Italy)
Tel. (+39) 051-6436000 - Fax (+39) 051-236507
E-mail: [email protected] - Web site: www.maccaferri.com
Azienda con Sistema Qualità
Certificato da BVQI con accreditamento Sincert e Ukas.
A seguito del crollo avvenuto il 5/06/2007, e dopo le prime operazioni
di disgaggio avvenute con l’utilizzo di esplosivo, la situazione di dissesto ha reso necessari altri interventi di messa in sicurezza.
L’ufficio tecnico del Servizio Sistemazioni Idrauliche e Dissesti di
Versante, in collaborazione con la Maccaferri S.p.A., ha quindi redatto il progetto di
realizzazione di due valli paramassi in terra armata, il primo di lunghezza 291 metri
lineari avente altezza fuori terra di circa
11.5 m ed il secondo di lunghezza 50 metri lineari avente altezza fuori terra di circa
11.5 m, da ubicarsi sul sito della cavadiscarica comunale di Pont di Laval.
La costruzione del rilevato è durata 4 mesi, mentre il costo dell’intero intervento è
Fig 1. Uno dei massi caduti
stato di circa 2 milioni e 600mila euro.
sulla strada
Fig 2. La situazione della zona, vista dall’alto
La progettazione di un Rilevato Paramassi in Terra Rinforzata
La costruzione del Rilevato Paramassi in Terra Rinforzata di Pont di Laval
Il dimensionamento di un rilevato paramassi si articola in diverse fasi che devono analizzare il cinematismo del blocco, l’impatto del blocco sul rilevato e la stabilità del rilevato
stesso. Per quanto riguarda il cinematismo del blocco di progetto, devono essere identificati il suo volume, le caratteristiche delle traiettorie percorse e i parametri cinematici del
blocco all’impatto.
Infatti, in relazione alle caratteristiche della roccia di cui è costituito il blocco, al tipo di
terreno su cui rimbalza ed alla irregolarità della superficie topografica, l’impatto può avvenire con diverse direzioni, altezze ed energie.
La realizzazione di un rilevato paramassi è suddivisa
in fasi successive che garantiscono la buona riuscita e
durata dell’intervento. In seguito all’individuazione, tramite l’analisi delle traiettorie dei blocchi, della migliore
collocazione plano-altimetrica del rilevato, deve essere
preparato il piano di posa in modo da garantire buone
caratteristiche di portanza e stabilità.
Successivamente si procede con la posa degli elementi di rinforzo avendo cura di sistemare, a tergo del
paramento rivestito con geostuoia, circa 30 cm di terreno vegetale per favorire il successivo inerbimento.
Fig 3. Simulazione traiettorie di
Al momento dell’impatto il blocco di roccia sviluppa una forza
caduta blocchi
contro il rilevato la quale genera una penetrazione.
Esistono in letteratura numerose formulazioni empiriche (es: Kar, 1978) che permettono di
valutare, in genere sotto ipotesi di un comportamento elasto-plastico del materiale costituente il rilevato e di carico dinamico variabile nel tempo, il valore della forza impulsiva
massima, da cui si può risalire alla penetrazione del blocco nell’opera. Tali formulazioni si
sono però spesso rivelate poco realistiche, pertanto il Politecnico di Torino ha sviluppato,
sulla base delle risultanze di prove di laboratorio (es: comportamento all’interfaccia materiale di rinforzo-terreno) e back analysis di eventi, l’analisi numerica del comportamento di
rilevati paramassi in terra rinforzata.
La modellazione numerica è fondamentale per la corretta valutazione del comportamento
di questo genere di opere quando sottoposte ad impatti, quindi a forze di tipo impulsivo: il
rilevato non può infatti essere considerato un mezzo continuo ed isotropo, ed in condizioni
dinamiche è soggetto a grandi deformazioni e plasticizzazione degli elementi, per cui esula
dalle formulazioni della scienza delle costruzioni e della meccanica classica.
In particolare, facendo riferimento alle prove in vera grandezza effettuate in passato, si è
osservato che un rilevato in terra rinforzata soggetto all’urto di un blocco roccioso dissipa
l’energia cinetica di questo in due fenomeni ben distinti: il costipamento e la
plasticizzazione del terreno nella zona di impatto, con la conseguente formazione
dell’impronta sul paramento, e la successiva traslazione verso valle dei corsi interessati
dall’impatto stesso.
È stata effettuata un’analisi con modellazione numerica della struttura di rilevato tipo Terramesh realizzato con materiali di Officine Maccaferri. La modellazione numerica è stata
sviluppata mediante il codice di calcolo agli elementi finiti ABAQUS/Explicit© in campo
dinamico.
Fig 4. Simulazione degli
spostamenti nel corpo del
rilevato a seguito di impatto
Dall’analisi dei risultati della modellazione, si è osservato come i rilevati in terra rinforzata
sopportino urti con energia d’impatto decisamente superiori ai 5000 kJ, mantenendo le
deformazioni sul paramento di valle decisamente contenute.
In seguito alla definizioni dell’entità della penetrazione e della forza di
impatto del blocco, deve essere sviluppata la verifica di stabilità garantendo che tutte le superfici di forma curvilinea che
presentino possibili meccanilamento, sia attraverso il rilerale (verifica interna) (Fig. 5)
namente nel terreno circostanglobale) (Fig. 6), presentino un
sicurezza superiore ad un valore prestabilito dal progettista, in accordo con quanto
definito dalle vigenti norFig 6. Esempio di verifica di stabilità globale di un mative.
Verifica di Stabilità globale FS = 1.494
24
TMV1
TN
TS
TMV2
TMV2
F
8
6
TMV1
12
4
0
[m] 0
4
MacStARS 2000
Maccaferri
Stability Analysis
of Reinforced Slopes
Data:26/03/2006
Pratica:
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Progetto:
Sezione:
Documento: Esempio Rilevato
rilevato in terra rinforzata. La verifica può essere
eseguita con metodi all’equilibrio limite
(MacStaRS 2000 www.maccaferri.com)
4
2
[m] 0
2
4
6
8
La predisposizione e la compattazione del rilevato viene effettuata per strati successivi di spessore non superiore a 30-35 cm impiegando le attrezzature tradizionali (rulli, piastre vibranti, ecc.). Terminato il rilevato è
necessario eseguire l’idrosemina sul paramento esterno per favorire l’inerbimento della struttura.
Nel caso specifico di Pont di Laval si è impiegato il
sistema Terramesh, che è costituito da unità preassemblate in sede di produzione dove il rinforzo è composto da rete metallica a doppia torsione plastificata
(maglia 8x10 filo diametro 2.7i.-3.7e.), mentre il paramento esterno è composto da una rete elettrosaldata
di irrigidimento e un ritentore in biostuoia di cocco
(vedi dettaglio, Fig. 10).
Le verifiche statiche per il dimensionamento della resistenza, lunghezza e spaziatura dei rinforzi sono state
eseguite con codice di calcolo Macstars 2000
(Maccaferri Stability Analysis of Reinforced soils).
Fig 8. Fase di compattazione
H=1.46
H=5.11
10
a=25.0
6.00 - 0.73
a=25.0
6.00 - 0.73
rapsmi di scivovato struttusia più esterte (verifica
fattore
di
10
16
8
L=6.00
Maccaferri Green Terramesh - 65° 8/2.7P - 0.73
20
F
L=6.00
Maccaferri Green Terramesh - 65° 8/2.7P - 0.73
12
Legenda
Fig 7. Il rilevato in costruzione
Tipo di
Rinforzo
Verifica di Stabilità interna FS = 1.741
14
Il rilevato strutturale dovrà essere costituito da terreno
di buona qualità (granulare e ben selezionato), di elevato potere drenante ed alto angolo di attrito interno, e
soprattutto mantenere inalterate le sue caratteristiche
nel tempo.
12
14
MacStARS 2000 Progetto:
Maccaferri
Stability Analysis
of Reinforced Slopes
Data:26/03/2006
Pratica:
Sezione:
Documento: Esempio Rilevato
Fig 5. Esempio di verifica di stabilità interna al
corpo del rilevato, per i rinforzi di un rilevato in
terra rinforzata. In tale analisi viene verificata
l’interazione tra rinforzo e terreno di riempimento
(MacStaRS 2000 – www.maccaferri.com)
Fig 10. Schema delle caratteristiche dell’elemento del sistema
Terramesh
Fig 9. Durante la costruzione del rilevato, vista da Valle (SR47)