Cavità dei centri storici partenopei: analisi geologiche ed interventi di consolidamento

Pietro Salomone - ingegnere 28/01/2017 6042

Un Caso Studio

CENNI STORICI
Il centro storico delle città partenopee sono state partorite dalle sue stesse viscere. Il sottosuolo è stato sempre oggetto di scavo per la presenza di materiali idonei alla costruzione (tufo, pomici, pozzolana e lapilli). Gli scavi e le cavità ottenuti per l'estrazione non furono mai abbandonati ma furono variamente utilizzati come cisterne o depositi.
Il substrato di gran parte del territorio cittadino è costituito essenzialmente da prodotti piroclastici quali tufo giallo caotico di spessore variabile in altezza e profondità, materiali incoerenti sciolti quali lapilli, scorie e pozzolane di spessori variabili. Benché le proprietà fisico-meccaniche dei terreni piroclastici sotto l'azione dei carichi esterni fossero ormai abbastanza conosciute, la varianza di certi loro valori, per problematiche connesse all'interazione con fattori intrinseci ed estrinseci, fanno sì che per qualunque intervento si vada a realizzare sul territorio sia richiesta l'attenzione per uno studio puntuale accurato dei terreni in sito. I tanti eventi d'instabilità nel sottosuolo, con ripercussioni su quanto presente in superficie, che hanno colpito e colpiscono con relativa frequenza la Città come Napoli Afragola e Casoria sono quasi sempre provocati da infiltrazione d'acqua al piano più o meno superficiale con alterazione del terreno interessato dalle fondazioni. Questi inconvenienti sono riconoscibili e imputabili prevalentemente a disfunzioni dei sottoservizi, e più precisamente dell'acquedotto e delle fognature, a causa del degrado generalizzato, della vetustà, della manutenzione conservativa insufficiente, dell'aumento di portate rispetto ai loro requisiti di progetto originario. Le perdite d'acqua non controllate, sia per la notevole permeabilità dei terreni sottostanti sia per la presenza delle cavità, trovano vie veloci di scorrimento nascosto, comportando trascinamenti degli stessi materiali in sito con erosioni consequenziali che si evidenziano poi in superficie e con quanto su di essa presente con cedimenti, smottamenti e voragini.

INQUADRAMENTO GENERALE
L'area oggetto di studio è sita nel centro storico. Nel sottosuolo sono presenti diverse cavità antropiche utilizzate in passato come cisterne per accumulo d'acqua, come testimoniato dal censimento effettuato dal CIRAM - Centro Interdipartimentale di Ricerca "Ambiente". La cavità interessata è posta sottostante il civico 40.



Figura 1 - Inquadramento generale dell'area.



Figura 2 - Planimetria della Cavità.

  

Figura 3 - Sezione A-A' della Cavità.  Figura 4 - Sezione B-B' della Cavità.

ANALISI GEOGNOSTICHE
A seguito di fenomeni di subsidenza che hanno interessato un tratto della sede stradale si è avviata una campagna di indagini geognostiche e geofisiche, al fine di comprendere i volumi interessati dal dissesto e l'eventuale interferenza tra questo e le strutture poste in adiacenza alle aree di interesse. Le indagini effettuate e commissionate sono consistite in:
1. Sondaggi geognostici a distruzione di nucleo;
2. Videoispezioni nei fori realizzati;
3. Prove penetrometriche dinamiche pesanti tipo DPSH;
4. Prove con Georadar;
5. Tomografie elettriche;
6. Apposizione di capisaldi di riferimento;
7. Installazione di deformometri digitali a lettura continua;
8. Misure di livello;

Al fine di determinare le caratteristiche meccaniche dei terreni in oggetto, sono state effettuate prove penetrometriche dinamiche superpesanti denominate DPSH. La prova DPSH consiste nella misura della resistenza alla penetrazione di una punta conica di dimensioni standard, infissa per battitura nel terreno, per mezzo di un idoneo dispositivo di percussione.
Le misure vengono di norma annotate ogni 20 cm, pertanto il relativo numero di colpi va moltiplicato per 1,5 nel caso si vogliano equiparare alle prove SPT classiche.
L’esecuzione di prove penetrometriche consente, nota la stratigrafia, di rilevare informazioni valide ai fini della ricostruzione dei profili geotecnici, attraverso l’identificazione di parametri quali:
> Densità relativa;
> Angolo di resistenza al taglio;
> Modulo di Young;
> Modulo edometrico;
> Peso di volume;
> Peso di volume saturo;
> Modulo di Poisson;

La strumentazione utilizzata ha le seguenti caratteristiche tecniche:
> Peso Massa Battente = 63.50 Kg
> Altezza Caduta Libera = 0.75 m
> Peso Sistema Battuta = 0.63 Kg
> Diametro Punta Conica = 50.46 mm
> Area Base Punta Conica = 20.00 cm2
> Angolo Apertura Punta = 90°
> Lunghezza della Aste = 1.00 m
> Peso Aste Per Metro = 6.30 Kg
> Prof. Giunzione 1a Asta = 0.80 m
> Avanzamento Punta = 0.20 m
> Numero di Colpi Punta = N (20) Relativo ad un avanzamento di 20 cm
> Rivestimento/Fanghi non è stato utilizzato.

I test, indicati con gli identificativi da Prova 1 a Prova 4, hanno investigato i terreni fino ad una profondità massima, dal locale piano campagna, di circa 16 metri. A seguire si riportano le risultanze delle DPSH dalle quali si evincono alcune curve rappresentative che consentono di individuare dati sul comportamento a rottura e sulla deformabilità dei terreni investigati.



Figura 5 - Ubicazione prove DPSH.



Figura 6 - Risultati delle prove DPSH.

INDAGINI GEOFISICHE
Al fine di individuare la presenza di vuoti al di sotto del manto stradale integro e apparentemente non interessato dall'assestamento, si sono effettuate indagini indirette consistite in tomografie elettriche e georadar.

INDAGINE GEORADAR
In corrispondenza e a ridosso dell'area interessata da fenomeni di cedimento della strada sono state eseguite alcune indagini con georadar. Le indagini sono state condotte lungo una serie di direttrici ortogonali all'asse stradale, con cadenza irregolare, superiore ai 10 m. I risultati ottenuti hanno rivelato la presenza di una rete articolata di sottoservizi sulla quale si vanno talora a sovrapporre tracce riconducibili alla presenza di cavità e/o scavernamenti. A seguire i radargrammi più significativi, con breve descrizione interpretativa.

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