7.1 I L MONITORAGGIO DELLE ZONE FRANOSE C APITOLO 7 I

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C

APITOLO

7 I

L MONITORAGGIO DELLE ZONE FRANOSE

7.1 I

NQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO

Particolare attenzione, in questo studio, è stata rivolta al monitoraggio della rete di drenaggio nei tratti in cui questa attraversa zone fortemente soggette a fenomeni di instabilità.

L’area su cui si sviluppa il comune di Volterra è caratterizzata da notevole fragilità geologica e litotecnica per cui i fenomeni franosi interessano notevoli porzioni del suo territorio. In particolare, questi fenomeni sono presenti nelle zone:

a) in prossimità degli impluvi;

b) nelle zone argillose, dove sono frequenti i fenomeni di “soliflusso”; c) in corrispondenza delle “paleofrane”;

d) nelle zone detritiche.

I fenomeni franosi in prossimità degli impluvi sono legati al progressivo processo di erosione dovuto allo scorrimento dell’acqua;

I soliflussi sono scorrimenti lenti della porzione più superficiale dei terreni argillosi che si manifestano con la deformazione dei versanti evolvendo frequentemente, anche a causa della attività antropica, in modeste frane di colamento localizzate. Tali movimenti, interessano spessori dell’ordine di 2÷3 m dello strato superficiale del suolo e sono riconoscibili dalle tipiche ondulazioni che si formano sul terreno; frequentemente se è presente una copertura erbosa essa rimane intatta e si deforma insieme al terreno. Nei depositi argillosi questo fenomeno, in forme più o meno accentuate, è presente ovunque e spesso viene mascherato dall’attività agricola.

Le paleofrane o le frane quiescenti costituiscono fenomeni in stasi che possono tuttavia riattivarsi quando, a seguito di interventi antropici o di eventi climatici eccezionali, ci siano delle alterazioni dell’equilibrio raggiunto.

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Capitolo 7 Il monitoraggio delle zone franose

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Le zone detritiche sono costituite da strati di materiali poco coerenti e di granulometria molto disomogenea che si sono depositati a seguito di precedenti frane. Tale disomogeneità, che è facilmente riscontrabile in occasione di scavi, determina una notevole instabilità.

Durante il rilievo della rete fognaria, anche a seguito di segnalazioni da parte del personale tecnico dell’ASA, si è riscontrato che il tratto che va dalla zona “Fraggina, Leccetti, S. Stefano” alla zona in cui dovrà sorgere il nuovo depuratore “Volterra Sud”, presenta notevoli criticità.

Il tratto di rete in questione, rappresentato in rosso in fig.7.1, è situato nella zona posta ad ovest della città, si sviluppa per una lunghezza di circa 1200 m partendo da quota 448m slm e terminando a quota 256m slm per una pendenza media pari al 16%, ma con punte massime dell’ordine del 25%.

In tale tratto, la rete, ha la funzione di recapitare la portata in ingresso, verso il depuratore di progetto “Volterra Sud”, ma attualmente riversa direttamente nel Botro del Lenzo. Inizialmente è stata realizzata con collettori in Gres DN600, ma, in seguito alla loro rottura, alcuni di questi sono stati sostituiti con collettori in PVC dello stesso diametro.

Lungo tale tratto, che è in aperta campagna, non si hanno in pratica allacciamenti alla linea, se non in pochi casi e relativamente a scarichi di abitazioni private.

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fig.7.1 – Carta geologica di Volterra (da piano strutturale Comune di Volterra)

La fig.7.1 riporta sulla carta geologica, il tratto di rete in esame; come si nota il terreno attraversato è costituito da depositi detritici nella zona alta e da argille azzurre nella parte finale, quindi, per quanto detto, terreni dalla spiccata propensione ai fenomeni franosi.

Per le argille azzurre, sulla base di numerose indagini eseguite in condizioni ben assimilabili a quelle in oggetto, valgono i seguenti parametri geotecnici:

• Coesione non drenata Cu = 50÷150 KPa • Angolo di attrito φ = 0

• Peso specifico saturo γsat = 19 KN/m2

• Peso specifico γ = 18 KN/m2

• Conducibilità idraulica K = 10-10÷10-9 m/s

Argille Azzurre Sabbie/Argille sabbiose

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fig.7.3 – Carta delle classi di acclività di Volterra (da piano strutturale Comune di Volterra)

La fig.7.2 riporta sulla carta geomorfologica, il tratto di rete in esame; come si nota il terreno attraversato è costituito da coltri detritiche e da ampie zone interessate da vari tipi di frane, sia quiescenti che attive, come mostrano le immagini di fig.7.4, scattate lungo l’argine del Botro del Lenzo nei pressi del podere “Villa Grande”.

Sia le immagini di fig.7.4 che la carta delle acclività di fig.7.3, mostrano infine come la pendenza del terreno sia notevole, nonostante si tratti di argille, con valori medi dell’ordine del 15÷25%, ma con punte massime del 35÷50% ; questo lascia presagire che i fenomeni di assestamento siano tutt’altro che completati.

A complicare ulteriormente le cose, va infine rilevato che la zona compresa tra il pozzetto 28 e il pozzetto 36 è destinata all’uso agricolo, ed è quindi soggetta a periodici rimaneggiamenti dello strato superficiale che certamente vanno ad accentuare l’instabilità generale del terreno.

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fig.7.4 – Microfrana situata nei pressi dell’argine del Botro del Lenzo

7.2 D

ESCRIZIONE DELLA RETE NEL TRATTO FRANOSO

Durante il rilievo, si è potuto riscontrare che lungo questo tratto, indicato in fig.7.5, la rete è stata realizzata con collettori del diametro di 600 mm in Gres, materiale dall’elevata resistenza all’azione aggressiva delle acque nere, ma anche notoriamente fragile e quindi poco indicato ad essere utilizzato in zone come

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questa, in cui i cedimenti indotti dal movimento del terreno generano nel collettore delle sollecitazioni molto elevate.

fig.7.5 – Planimetria del tratto di rete in esame

A causa della notevole pendenza del terreno, che lungo la linea raggiunge valori attorno al 25%, le pendenze dei collettori vengono ridotte mediante pozzetti di salto ma rimangono comunque elevate (dell’ordine del 20%). Per ridurre l’energia della corrente, tali pozzetti sono del tipo “a vortice”; la corrente all’ingresso sbatte contro un setto in calcestruzzo, dissipando parte della propria energia, dopodiché percorre un tratto in curva e compie il salto (fig.7.6).

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fig.7.6 – Schema di pozzetto a vortice

7.3 C

RITICITÀ RISCONTRATE

I segni del movimento del terreno, che spesso non sono facilmente individuabili dall’esterno, risultano evidenti all’interno dei pozzetti quando questi presentano delle incrinature sulle pareti o la rottura dei collettori che vi confluiscono.

I pozzetti che presentano questo tipo di criticità, sono il 25, 26 e 36 riportati nelle figg.7.7, 7.8, 7.9.

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fig.7.8 – Pozzetto 26- sia il collettore in ingresso che quello in uscita risultano incrinati

fig.7.9 – Pozzetto 36

Nel pozzetto 36, oltre alla rottura del collettore in arrivo, si rileva anche la rottura del setto in calcestruzzo e la parziale occlusione del collettore in partenza.

Ben più critica è risultata la condizione del pozzetto 35, in cui si è avuta la spaccatura del collettore a monte; la fuoriuscita del liquame ha innescato un fenomeno di erosione del terreno che, con il tempo, ha innescato una piccola frana, come mostrato nelle immagini di figg. 7.10, 7.11, 7.12.

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165 fig.7.10 – Pozzetto 35

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166 fig.7.12 – Pozzetto 35

Le dinamiche che possono aver prodotto tale fenomeno sono essenzialmente: a) Lo scivolamento di una porzione di terreno lungo una superficie di

scorrimento preesistente;

b) Lo spostamento relativo di due pozzetti consecutivi dovuto al cedimento di uno di questi.

Il caso a) è schematizzato in fig.7.13; la frana genera una rotazione (scivolamento

rotazionale) del pozzetto di valle inducendo nel collettore delle tensioni di taglio

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Nel caso b) il cedimento Δ di un pozzetto (scivolamento planare) induce nel collettore delle tensioni di flessione e taglio, come schematizzato in fig.7.14.

fig.7.14

7.4 M

ONITORAGGIO DEGLI SPOSTAMENTI

Al fine di migliorare le condizioni di stabilità dell’area, considerata la tipologia di dissesto ed i parametri acquisiti, i fattori di rischio non giustificano un intervento di tipo strutturale, come per esempio interventi atti alla riduzione delle forze agenti, (intercettazione delle acque superficiali, drenaggi, riprofilature ed alleggerimenti, ecc.), oppure interventi atti all’incremento delle forze resistenti, (contrasti, ancoraggi, consolidamenti, ecc.). Tali tipi di intervento hanno in genere costi elevati e trovano giustificazione solo in condizioni di rischio eccezionale (centri abitati, beni monumentali ecc.).

Considerando tuttavia che gli eventi franosi presentano in genere una serie di segni precursori che rendono possibile, anche in tempi ristretti, una previsione

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della loro evoluzione, è possibile attivare, in questo caso, un controllo diretto degli effetti del fenomeno, predisponendo, anche sulla base della tipologia di rischio che questo caso presenta, un monitoraggio attraverso i seguenti interventi:

• periodici sopralluoghi e rilevamento sul terreno degli indicatori di instabilità e della loro evoluzione (per esempio apertura delle fessure, rigonfiamento, variazioni o comparsa/scomparsa di sorgenti, ecc.);

• fotografie periodiche da postazioni fisse;

• controllo dei movimenti superficiali attraverso l’installazione di allineamenti di picchetti o mediante rilevamento topografico o con sistemi satellitari (GPS) ;

• installazione di sistemi per il monitoraggio degli spostamenti sia in superficie che in profondità (per esempio estensimetri, clinometri, inclinometri, ecc.);

• installazione di sistemi per il monitoraggio delle variazioni dei livelli piezometrici (per esempio piezometri);

Tale tipo di monitoraggio, unito alla possibilità di disporre di pluviogrammi e ietogrammi, permette inoltre di effettuare studi in modo da individuare empiricamente le “soglie pluviometriche” di innesco dei movimenti franosi.

7.5 P

OSSIBILI INTERVENTI RIABILITATIVI

Alcuni interventi atti a riabilitare la rete fognaria nel tratto in esame sono già stati effettuati sostituendo i collettori rotti in Gres con collettori in PEAD dello stesso diametro.

Tuttavia, al fine di risolvere il problema in maniera definitiva, visto che i numerosi dissesti che interessano la zona su cui si sviluppa il tratto fognario in oggetto indicano una generale condizione di instabilità di tutto il versante, si rende necessario l’espletamento di tecniche di ingegneria naturalistica (fossi di scolo e drenaggi), finalizzate all’allontanamento delle acque di ruscellamento ed infiltrazione in modo da ristabilire le condizioni di stabilità.

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Inoltre, data l’importanza di tale tratto fognario, che costituisce uno dei due rami di ingresso al nuovo depuratore di progetto “Volterra Sud” è anche opportuna la pianificazione di tutta una serie di interventi, quali ad esempio:

• la sostituzione di tutti i collettori in Gres con collettori in PEAD di pari diametro. Questo tipo di intervento, non presenta costi particolarmente elevati, e, grazie alla maggior elasticità del PEAD, consente alla rete di adattarsi in caso di movimenti del terreno di lieve entità. Tale intervento non sarà però sufficiente in caso di movimenti più consistenti.

• La valutazione della fattibilità di un nuovo tracciato che attraversi terreni con caratteristiche geotecniche migliori.