6.
Conclusioni
6.1
Osservazioni al quadro normativo
A termine dell’excursus normativo che si è compiuto nel primo capitolo, si evince chiaramente come la progettazione delle opere arginali non sia agevolata da disposizioni di legge dedicate e dettagliate, bensì occorre far riferimento a più testi e linee guida che sovente, sono datate nel tempo.
In particolare, ad oggi, anche con l’avvento dell’ultimo D.M. del Gennaio 2008 non è stato risolto completamente questo problema.
Per avere conferma di quanto sostenuto, è sufficiente consultare il D.M. al capitolo 6, dove, all’interno della “Progettazione geotecnica”, precisamente al paragrafo 6.8, si affronta il tema delle “Opere di materiali sciolti e fronti di scavo”.
Appare subito in maniera lampante come la trattazione abbia un carattere sintetico e generico, in più, soffermandosi a leggere, si nota la mancanza di indicazioni specifiche per un approccio al calcolo.
Illustrando gli aspetti costruttivi, al paragrafo 6.8.4 si dice che i materiali costituenti il manufatto devono essere posti in opera in strati con metodologie idonee a garantire il
raggiungimento delle proprietà fisiche e meccaniche richieste in progetto; di fatto però,
non viene specificato a quali metodologie rifarsi; allo stesso modo si fa riferimento a
proprietà fisiche e meccaniche dei materiali ma non si spiegano i parametri a cui far
riferimento e quali valori minimi riguardanti le caratteristiche suddette devono essere raggiunti.
Al paragrafo 6.8.3, dove si affrontano invece le “Verifiche in condizioni di esercizio
(SLE)”, il testo enuncia che si debbano fare controlli sui cedimenti per assicurarsi che
essi siano compatibili con la funzionalità dei manufatti, ancora una volta non si specifica con quali metodologie fare tali verifiche e quali valori eventualmente considerare per capire se un’opera può conservare la sua funzionalità.
Relativamente a questo aspetto e a titolo di esempio, si vuol fare un paragone con le strutture in calcestruzzo armato e in acciaio.
Nei capitoli del D.M. in cui si trattano tali tipologie di costruzioni, si trovano disposizioni molto dettagliate su come valutare le deformazioni delle strutture in esercizio; vengono infatti indicate le combinazioni di carico da considerare e i valori limite dei parametri specifici che si devono prendere in esame per codeste verifiche. Tornando ora alla progettazione di opere in materiali sciolti, si vuol far notare come anche la parte in cui si affrontano i controlli e il monitoraggio, di fondamentale importanza per i rilevati arginali, sia carente di disposizioni normative.
Il D.M., nel paragrafo dedicato ai controlli e al monitoraggio, dice di accertarsi che i valori delle grandezze misurate, quali ad esempio spostamenti e pressioni interstiziali, siano compatibili con i requisiti di sicurezza e funzionalità del manufatto e di quelli contigui; inoltre che durante la costruzione devono essere eseguite prove di controllo del grado di addensamento, dell’umidità e della deformabilità degli strati posti in opera e che il tipo ed il numero di controlli devono essere convenientemente fissati in relazione all’importanza dell’opera ed alle caratteristiche geotecniche dell’area, in modo da assicurare un congruo numero di misure significative.
Ancora una volta emerge il carattere di generalità della norma, tant’è vero viene spontaneo chiedersi su quali criteri vada decisa la maggiore o minore importanza di un
opera e cosa si voglia intendere nel dettaglio con caratteristiche geotecniche dell’area.
Infine, si vuol sottolineare che il citato D.M. non contiene alcun criterio per definire le “azioni idrauliche”.
Con ciò si intende, ad esempio, la mancanza di criteri per stabilire i valori massimi delle portate liquide (ad esempio quella duecentennale); dati che sono imprescindibili per la progettazione delle opere arginali in quanto da essi discendono i valori dei tiranti idrici, dei volumi d’acqua invasati ecc.
I criteri e le necessarie informazioni di questo genere, ad oggi, devono essere reperite presso organismi territoriali come le Autorità di Bacino.
Riassumendo tutte queste considerazioni che sono state fatte, si vuole evidenziare che allo stato attuale il quadro normativo in materia di progettazione geotecnica dei rilevati arginali sembra un po’ carente; o meglio, le tematiche sono state affrontate ma con un carattere di superficialità e generalità che conseguentemente, non si traduce in un agevolazione dal punto di vista operativo per il progettista, che si trova sprovvisto all’atto pratico, di criteri da seguire.
In aggiunta non sembra un fattore positivo la discrezionalità, a cui spesso si rimanda nel citato D.M., in riguardo alla scelta delle metodologie di calcolo, controllo e monitoraggio delle opere; infatti, se da un lato questo fatto possa esser visto favorevolmente dagli addetti ai lavori, in realtà potrebbe produrre opere di scarsa qualità con evidenti ripercussioni negative in materia ambientale.
Infine , in relazione all’operato delle Autorità di Bacino, c’è da dire che senza ombra di dubbio offrono un apporto fondamentale alle amministrazioni pubbliche in materia di monitoraggio e di proposte per la mitigazione dei rischi idrologici e idraulici; tuttavia per natura stessa, essendo istituzioni territoriali, si organizzano, studiano, pianificano e progettano limitatamente ad un area geografica ben definita.
Conseguentemente, le proposte di interventi strutturali e non strutturali che vengono promosse, è probabile che abbiano una valenza limitata alla zona in cui le autorità stesse operano; ecco perché sarebbe necessario una norma per la progettazione dei rilevati arginali, di valenza nazionale, che fosse più dettagliata e che fornisse criteri e indicazioni specifiche di progetto per queste importanti opere di difesa.
6.2
Le più importanti cause di dissesto dei rilevati arginali
Nel capitolo 3 sono state trattate le cause di dissesto dei rilevati arginali mentre nel capitolo 4 si è analizzato il caso specifico del fiume Serchio; a conclusione di quanto visto, si vogliono richiamare le tipologie di crisi arginale che si presentano più frequentemente o che comunque rivestono una grande importanza per le caratteristiche di imprevedibilità e impeto con le quali si manifestano.
Lo studio dei recenti eventi di piena hanno evidenziato e confermato come il
sifonamento a campagna e il “piping”, causati dai moti di filtrazione sia attraverso il
corpo arginale sia nel terreno di fondazione, costituiscano i principali pericoli per la stabilità e la sicurezza delle arginature di contenimento.
Per prevenire il fenomeno di sifonamento e progettare interventi di messa in sicurezza dei rilevati arginali (par. 3.2), risulta di fondamentale importanza individuare in modo corretto il profilo geotecnico e l’andamento degli strati di terreno interessati dalle filtrazioni sia quando ci si riferisce ad arginature esistenti sia per quelle di nuova costruzione od oggetto di lavori di rialzo e di rinforzo.
Diverso, abbiamo detto, è il discorso per il “piping” che intrinsecamente non può essere oggetto di studi teorici volti alla risoluzione del fenomeno; invero, a causa del fatto che le arginature si sviluppano per grandi lunghezze e su terreni alluvionali, le caratteristiche possono variare sensibilmente e non risultano facilmente individuabili con indagini puntuali (par. 3.3).
Evidentemente quindi, gli interventi di prevenzione per la messa in sicurezza da questo fenomeno risultano difficilmente attuabili.
Tuttavia acquistano fondamentale importanza i provvedimenti, di somma urgenza durante gli eventi di piena, attuabili a seguito dell’osservazione diretta mirata alla localizzazione a campagna dei cosiddetti “fontanazzi” con fuoriuscita di acqua e sabbia, altresì di zone “sortumose” in cui , nel terreno, le pressioni neutrali e quelle efficaci sono in equilibrio.
Altra tipologia di dissesto molto frequente, e per questo importante, è la tracimazione dei rilevati; la rendono degna di un’attenzione specifica le numerose motivazioni per cui si può manifestare.
Ad esempio, può accadere che nel corso d’acqua transiti una portata di piena superiore alla piena di progetto, si può avere tracimazione per un fenomeno di rigurgito causato da un ostacolo imprevisto posto subito a valle della sezione di studio, oppure può accadere che l’argine non abbia più a disposizione un adeguato franco di sicurezza per eccessivi costipamenti del corpo arginale o per cedimenti differenziali in fondazione. E’ interessante osservare, anche, che la tracimazione di un rilevato può avvenire come conseguenza di eventi di rottura dovuti ai moti di filtrazione.
Difatti, l’infiltrazione dell’acqua attraverso l’argine può causare un progressivo sviluppo di una cavità, la quale ingrandendosi favorisce il crollo del terreno sovrastante, provocando l’abbassamento puntuale del coronamento con l’apertura di una breccia superficiale che dà origine alla tracimazione.
6.3
Campagna di indagini geofisiche e geotecniche propedeutica alla
realizzazione di interventi strutturali sugli argini del fiume
Serchio a seguito dell’alluvione del dicembre 2009
Le modalità e la dinamica con cui si sono verificati gli eventi di rottura in occasione dell’alluvione del 25 Dicembre 2009, hanno riportato all’attenzione il problema di una possibile fragilità strutturale che deve essere indagata per tutto il tratto arginato del basso corso del fiume.
L’esigenza è quella di migliorare la tenuta degli argini attuali nei confronti di eventi di instabilità originati da fenomeni di natura idraulica e/o meccanica, comunque non connessi a fenomeni di sormonto.
Al fine di determinare una migliore caratterizzazione del sistema arginale ed individuarne i conseguenti tratti critici in relazione alla tenuta strutturale, è stata programmata una campagna di indagini geofisiche e geotecniche sugli argini del fiume Serchio nei tratti prioritari delle Province di Lucca e di Pisa.
Le indagini, tutt’oggi in pieno svolgimento, hanno la finalità di ottenere una prima caratterizzazione geotecnica dei terreni di fondazione, curando in particolare “il profilo stratigrafico” in termini di peculiarità macrostrutturali.
Sulla base delle risultanze di tali indagini si prevederanno interventi di consolidamento strutturale, che saranno pertanto connessi ad evidenze e conoscenze ancora da acquisire. I criteri di impostazione delle indagini sono stati orientati all’impiego di prove speditive, espletabili nell’ambito del ridotto quadro temporale disponibile, atte a caratterizzare a livello preliminare, ed in modo il più possibile omogeneo, tutti i tratti del sistema arginale in studio che risultano, sulla base delle conoscenze empiriche disponibili, in condizioni di sicurezza critiche.
Si elencano a seguire le tipologie di indagine stabilite e i relativi parametri geotecnici che si ricavano:
- Tomografie elettriche
Questa tecnica permette di indagare la struttura resistiva del terreno, mettendo in evidenza i contrasti di resistività elettrica che sono connesse con la natura dei terreni e del loro contenuto in acqua; in pratica, il metodo tomografico in corrente continua consente di ricostruire sezioni bidimensionali di resistività che corrispondono a sezioni stratigrafiche del terreno.
- Esecuzione di sondaggi a carotaggio continuo con carotiere semplice fino alla
profondità di circa 20 m con prelievo di campioni indisturbati compatibilmente con la natura dei terreni mediante campionatore Osterberg;
Prove di permeabilità a carico variabile di tipo Le Franc alle profondità di 1,
-3,-5 e di -8 metri da piano campagna e registrazione dei dati di prova con misura della permeabilità verticale Kv ed orizzontale Kh;
- Installazione di piezometri “Casagrande”; - Analisi di laboratorio dei campioni prelevati.
I carotaggi hanno lo scopo di fornire indicazioni circa il profilo stratigrafico del corpo arginale e del terreno di fondazione su cui esso poggia, le prove di permeabilità forniscono il valore del coefficiente di permeabilità “k”, indispensabile per lo studio della filtrazione nei rilevati di contenimento ed infine i piezometri permettono di individuare la quota della falda.
Le prove di laboratorio consentono invece di ricavare il peso del volume naturale e l’umidità naturale del terreno, i limiti di Atterberg, la granulometria, e, tramite la prova di taglio CIU in cella triassiale con misura delle pressioni neutre, si ottengono i parametri meccanici drenati (C ' e φ ' ) e non drenati ( Cu e φ ).
- Prove Penetrometriche Statiche Continue con punta elettrica e piezocono CPTU L’esecuzione della prova CPTU fornisce la resistenza alla punta (qc), la resistenza all’attrito laterale sul manicotto (fs) e le pressioni neutre (u).
Dall’elaborazione dei dati di resistenza misurati durante la prova penetrometrica si ottengono i seguenti parametri geotecnici: innanzi tutto un’interpretazione stratigrafica molto più dettagliata di quella ottenuta tramite i sondaggi, la coesione non drenata Cu, l’angolo di attrito interno φ, il peso di volume naturale γn, la densità relativa Dr, l’indice
di compressione Cv, il coefficiente di compressibilità volumetrica mv ed infine il modulo edometrico Ed.
