Il comune di Vecchiano si estende a nord della pianura pisana ai piedi della porzione meridionale dei Monti d'Oltre Serchio.
La zona è stata interessata nel corso del XX secolo da intensa attività estrattiva le cui tracce sono visibili nei rilievi per gli ampi e ripidi fronti di cava, pertanto le pareti rocciose sono interessate da gravi problemi di stabilità.
Questo studio ha riguardato la cava situata ai piedi del santuario di
S. Maria in Castello adiacente all'estremità settentrionale del paese di Vecchiano.
Le fasi di studio hanno previsto: il recupero delle informazioni storiche, geologico-strutturali e geomorfologiche dell'area; l'attività di campagna, tra le quali il rilevamento geologico a scala di dettaglio, raccolta di materiale fotografico, misurazione dei principali sistemi di discontinuità, prove sclerometriche e di laboratorio; la classificazione geomeccanica dell'ammasso roccioso da cui sono stati ricavati i parametri fisici utili a stabilire i movimenti di scivolamento o ribaltamento dei blocchi nel modello elaborato; l'uso di software GIS (Geographic Information System) e analisi numerica (UDEC 4.0) per la creazione di un modello geologico dei dissesti del fronte di cava e l'analisi di stabilità del pendio;
infine è stata proposta un'ipotesi di recupero dell'area e mitigazione dei dissesti attraverso interventi di geo-ingegneria al fine di mettere in sicurezza e rivalorizzare l'area.
In considerazione dello stato di abbandono e degrado in cui versa il piazzale di cava ed i problemi di instabilità dei fronti che minacciano le vicine strutture abitative, il sito è da inserire tra i casi prioritari del piano di recupero delle attività estrattive (PAERP) della Provincia di Pisa.
In conclusione, questo lavoro contribuisce a riassumere il quadro
conoscitivo del luogo e approfondisce i suoi aspetti strutturali e
geomeccanici ai fini di una possibile rivalorizzazione dell'area.
Abstract
Vecchiano is located in the northern part of the Pisa plain, just at the foot of D'Oltre Serchio mounts. Durign the 20
thcentury the landscape surrounding this village have been deeply modified by intense extractive activities.
Large and vertical quarry walls, affected by serious instability problems, are the most visible legacy of those activities. The investigations of this graduation thesis concern a quarry that is located below the S. Maria in Castello sanctuary, adjacent to the northern boundary of Vecchiano.
This quarry represents a menace for ecology and people, because of the degraded conditions of the floor, and the serious instability problems of the walls. This site is a prior case to include in PAERP project (Provincial Plane of Extraction Activities) of the Provincia di Pisa.
Geo-engineering techniques permitted to advance new hypothesis about the revaluation of the quarry. Measures of recovery and instability reduction are proposed to increase the safety of the area.
Several different steps leaded to summarize the geologic previous knowledge of the area and to examine in deep structural and geomechanical aspects of the rock mass.
The study started with the collection of preliminary informations concerning historical, geologic-structural and geomorphological informations of the area. Subsequent in situ activities included survey at a detailed scale, collection of photos and rock samples, geometric measurements and Schmidt hammer tests.
Different laboratory activities, such as uniaxial compression tests (Point
load test) and geomechanical classifications of the rock mass, have
permitted to obtain cohesion and friction angle values. All the collected
data are used with GIS (Geographic Information System) and numerical
analysis software (UDEC 4.0). The geological model created with these
software include quarry face instabilities and slope stability analysis, taking
into account slipping and overturning movements.
Il comune di Vecchiano (provincia di Pisa, Toscana settentrionale) si estende a N-E della provincia di Pisa sul margine settentrionale della pianura pisana, a ridosso dei Monti d'Oltre Serchio (fig. 1.1).
Fig.1.1 Posizione geografica di Vecchiano (Pisa)
L'intensa attività estrattiva nella zona ha avuto come scopo la produzione di cementi per l'edilizia del primo e secondo dopo guerra e nelle successive espansioni urbane negli anni '70-'80.
La mancanza di un approccio ecosostenibile nell'impiego delle tecniche estrattive, senza alcuna tutela del paesaggio, ha provocato fronti di cava estremamente ripidi ed importanti problemi di stabilità.
Questo lavoro di tesi si concentra su quest'ultimo aspetto attraverso una
classificazione della qualità dell'ammasso roccioso, determinazione della
stabilità dei fronti, modellizzazione dei dissesti e proposte di intervento per
1.1 Scopi
L'obiettivo di questo studio è finalizzato alla realizzazione di un modello di previsione delle dinamiche di crollo in roccia all'interno della cava, partendo da una caratterizzazione geomeccanica dei fronti, per giungere alla proposta di opere utili alla messa in sicurezza e rivalorizzazione dell'area vista la vicinanza del centro abitato.
Fig. 1.2 Posizione geografica della cava di S.Maria in Castello.
1.2 Metodi
Per la classificazione dell'ammasso roccioso è stato svolto un rilevamento geologico-tecnico e una raccolta di campioni per la determinazione della resistenza a compressione della roccia affiorante.
Le prove in situ hanno presentato difficoltà a causa dell'elevata probabilità
di crollo di alcune porzioni del fronte di cava (fig. 1.3).
1.3 Indagini pregresse e stato attuale dell'area
I Monti d'Oltre Serchio nel comune di Vecchiano sono stati interessati da un'intensa attività estrattiva; in particolare, già agli inizi del XX secolo, quando in seguito al primo dopo guerra vengono impiegati gli esplosivi in cava, conferendo ai fronti gran parte dell'attuale verticalità.
Dal 1921 la ditta Renato e Luciano Micheli acquisisce la proprietà delle cave di Vecchiano per l'estrazione di materiale lapideo.
Tra gli anni 1970 -1980, con l'ausilio delle nuove tecniche di esplosione a micro-ritardi, la produzione giornaliera del materiale si aggira intorno ai 1000 mc con punte di 1300 mc (Atti del Tribunale Amministrativo Regionale Toscana-Firenze,1985).
La roccia estratta aveva vari impieghi tra cui:
la costruzione delle banchine di Livorno, le strade Provinciali di Pisa, Lucca e Livorno, Camp Derby, lo scolmatore dell'Arno, scogliera per la difesa dall'erosione di Marina di Pisa, la darsena del porto di Pisa e le varianti Aurelia (Atti del Tribunale Amministrativo Regionale Toscana-Firenze,1985).
A causa delle ripetute violazioni al piano di attività estrattiva, il Comune di
ripresa e i fronti di scavo abbandonati subiscono i processi di alterazione e degradazione con i relativi fenomeni di crollo tutt'ora attivi.
Tali eventi franosi mettono a rischio le abitazioni situate a poche decine di metri dal fronte di cava e nonostante le proposte delle amministrazioni per il recupero e la messa in sicurezza dei fronti, l'area ad oggi non è stata ancora interessata da interventi diretti al ripristino ambientale.
Inoltre il piazzale di cava è ormai ridotto ad una discarica abusiva di inerti, veicoli abbandonati e materiali inquinanti che rappresentano un pericolo per la falda idrica sottostante che alimenta l'acquedotto di Livorno (Tongiorgi et al., 1982) (fig. 1.4).
Fig. 1.4 Discarica abusiva situata nel piazzale di cava nonostante i divieti della cartellonistica.
Nelle zone adiacenti alla zona di prelievo, i consistenti emungimenti (fino a 40 l/sec) sono causa di cedimenti delle fondazioni delle case nella porzione prossima ai pozzi (abbassamenti del livello dinamico di 3-4 metri) con la conseguente apertura di consistenti crepe nelle pavimentazioni, pareti e tetti (fig. 1.5).
Infatti il piazzale di cava situato a ridosso delle abitazioni, è interessato da
quattro pozzi tra i quali il pozzo “Vecchiano 3” con livello statico di falda a
5,54 metri di profondità ed il più vicino “Vecchiano 4” a 13,75 metri
all'interno dei calcari massicci fratturati (fig. 1.6) e ricoperti da circa 6 metri
Fig. 1.5 Lesioni nella pavimentazione delle abitazioni in prossimità dell'acquedotto situato nei pressi del piazzale di cava. Le crepe proseguono lungo le pareti e i soffitti delle case nelle porzioni rivolte verso l'acquedotto (Appendice V).
