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IL PROBLEMA DELLE CAVITA' SOTTERRANEE A ROMA (Un rischio geologico)
4 - RICERCA CAVITA' (un metodo innovativo)
La conoscenza precisa dell'andamento plano-altimetrico ipogeo acquista una importanza decisiva in caso di gallerie estese e soprattutto qualora siano coinvolte problematiche di stabilità di manufatti; inoltre è di importanza capitale mettere in relazione le geometrie urbanistiche e strutturali con l'andamento della rete di gallerie.
In particolare per qualsiasi valutazioni del rischio e di stabilità delle gallerie è necessafio valutare i seguenti elementi:
A tali elementi andrebbero aggiunti vari fenomeni aleatori e di complessa valutazione che possono localmente peggiorare le condizioni di stabilità, quali:
Per ottenere una tale mole di informazioni e dati, sia diretti che indiretti, in occasione dello studio sulle cavità di Via Buie d'Istria (Roma) è stata messa a punto una metodologia di Indagine Televisiva in foro che non solo permette di definire con estrema precisione la presenza o meno e la tipologia di cavità nel punto di perforazione, ma anche di individuare l'andamento del sistema di gallerie, dal punto di vista plano-altimetrico.
L'attrezzatura è costituita da una telecamera con ottica di 6 mm, angolo di 60° e 560 linee di definizione, montata su una struttura tubolare in grado di scendere lungo il foro del diametro di circa 130 mm; l'illuminazione è realizzata con lampada alogena da 250 Watt.
L'immediata visione in sito su monitor delle immagini e la possibilità di registrazione su videocassetta, permette sia un efficace sviluppo delle indagini televisive in tempo reale che la possibilità di una loro più meditata visione diagnostica successiva.
L'indagine si sviluppa con una prima ispezione della camera ed una puntuale annotazione degli elementi interessanti e del loro orientamento rispetto al Nord Magnetico tramite bussola. Successivamente, dopo aver annotato tutti gli elementi necessari, si eseguono le registrazioni televisive, sia con panoramiche che con riprese fisse su elementi particolarmente significativi. In questa maniera le perforazioni a distruzioni di nucleo non saranno più eseguite in gran numero ad alla cieca, ma la loro ubicazione sarà determinata sulla base dell'andamento delle gallerie via via individuate dalle indagini televisive, con notevole risparmio di numero di fori.
Un aspetto di non secondaria importanza derivato dalle indagini televisive in foro, oltre alla geometrizzazione delle gallerie, è rappresentato dalla possibilità di eseguire una analisi diagnostica dello stato fisico delle calotte e dei pilastri.
Lo scavo di una galleria determina una modificazione dello stato tensionale che si risolve con la realizzazione di sollecitazioni e deformazioni in calotta e sui piedritti, che sono più o meno sopportati in funzione delle geometrie del cavo e dei parametri geomeccanici degli ammassi: in pratica la resistenza della calotta controlla l'ampiezza delle gallerie, mentre la resistenza dei piedritti determina la stabilità dei pilastri.
Sulle calotte si inducono tensioni di trazione o di compressione, mentre sulle pareti dei piedritti si inducono stress di compressione: le tensioni più elevate sono sempre quelle subite dalle pareti dei pilastri. L'evoluzione che subisce una galleria dopo lo scavo è rappresentata pertanto da deformazioni e da distacchi di materiale che in ordine crescente di sollecitazione e di potenziale instabilità coinvolgono la calotta, la congiunzione calotta-pilastro e successivamente le pareti intere dei pilastri, fino agli stati critici nei quali i pilastri assumono la classica forma a "clessidra": tale trasferimento tensionale dal tetto del cavo ai pilastri viene comunemente chiamato "effetto arco".
Nella analisi diagnostica si assume pertanto che gli elementi geometrici, le tipologie dei distacchi, la qualità e le granulometrie dei detriti franati nelle gallerie, diano una risposta sintetica della storia tensionale subita dal cavo, dal momento dello scavo ai giorni nostri. Con tali elementi è già possibile eseguire una zonazione di rischio ed inoltre, assumendo coefficienti di sicurezza unitari, per esempio in caso di pilastri particolarmente tensionati, è possibile con valutazioni di Back Analysis, stimare la resistenza a compressione del pilastro stesso. Tali resistenze a compressione, statisticamente analizzate e confrontate con i parametri di laboratorio, permettono per approssimazioni successive di avvicinarsi alla descrizione del comportamento geomeccanico dell'ammasso pozzolanico esistente in sito.
Queste metodologie richiedono ovviamente la conoscenza di reti di gallerie con sufficiente sviluppo areale per permettere una geometrizzazione statisticamente attendibile delle gallerie e dei pilastri.
La fase di analisi diagnostica degli elementi morfologici, morfometrici, geomeccanici e tensionali delle gallerie, rappresenta la fase centrale della metodologia proposta e tale indagine trova senz'altro nel geologo la figura principale per la sua corretta esecuzione. Infatti soltanto il geologo, nell'ambito delle sue conoscenze geologico geomorfologiche, è in possesso della capacità di interpretare le forme ed i fenomeni di alterazione in contesti sia naturali che antropizzati (geologia urbana) e di esprimere ipotesi attendibili sufle tendenze evolutivi nel tempo delle geostrutture.
Ovviamente per soddisfare efficacemente tali esigenze il geologo dovrà contaminare il propiio sapere di base con altre discipline (conoscenze approfondite di Meccanica delle Terre e delle Rocce, tecniche costruttive di strutture fondazionali, tecniche di scavo delle gallerie, metodi di analisi tensionali sugli ammassi da parte di strutture in esse inserite, ecc) e metterle al servizio della soluzione di concreti problemi.
Tale metodologia di indagine richiede pertanto un approccio interdisciplinare e si inserisce nelle varie problematiche affrontate nell'ambito della Geologia Applicata e della Geologia Urbana.
di Maurizio Lanzini - (articolo pubblicato in "Geologia dell'Ambiente" n. 3 - lug./set. 1995)
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3 - Analisi critica delle metodologie di studio delle cavita' sotterranee |
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