Sistemi di terre rinforzate soggetti a carichi elevati in aree ad elevata sismicità

Il presente caso studio descrive un intervento realizzato nell’ambito del progetto di ampliamento di un importante impianto petrolchimico situato nella Turchia occidentale di Aliaga District.
L'area si trova in una zona classificata nel grado più alto della scala di sismicità e le accelerazioni sismiche di progetto sono estremamente elevate.
Il progetto prevedeva la costruzione di imponenti strutture in terra rinforzata a sostegno di terrazzamenti sui quali era prevista l’edificazione di grandi serbatoi e altre strutture pesanti collegate alla raffineria. I ca-richi tipici erano quindi quelli prodotti da serbatoi di diametri variabili, situati su superfici di terrazzi ad altezze differenti, in funzione del movimentato contesto geomorfologico dell’area.
In totale sono stati previsti venti muri, aventi una superficie totale di circa 81.000 m², con un'altezza mas-sima di 16,0 metri, inclinazione di 80°, soggetti a grandi carichi in grado di produrre pressioni di sovrac-carico di 200 kPa.
L’analisi di stabilità globale dei muri è stata eseguita nell’intorno della struttura di contenimento, dove le condizioni di stabilità sono influenzate dalla presenza della parete e dei rinforzi.
Questo documento oltre alla progettazione di dettaglio, descrive le fasi di costruzione a partire dal dispie-gamento degli elementi in rete doppia torsione, l’installazione e il riempimento con materiale lapideo, l’installazione delle geogriglie di rinforzo ed i vantaggi dell'uso del sistema proposto.

1 Strutture ibride di rinforzo dei terreni
E’ stato utilizzato un sistema di terre rinforzate modulare, ideato per applicazioni di rinforzo di terrapieni o di stabilizzazione di fronti di scavo che si compone di elementi di facciata costituiti in rete metallica a doppia torsione in acciaio.
Nell’ambito del progetto di ampliamento della raffineria, per la costruzione delle strutture di sostegno ver-ticali e per la stabilizzazione dei fronti è stato adottato in sistema ibrido, costituito dalla combinazione de-gli elementi di facciata in rete metallica a doppia torsione con geogriglie ad alta resistenza. Il sistema si basa su principi di rinforzo del terreno in cui gli elementi di trazione, cioè geogriglie polimeriche ad alta resistenza, sono introdotti nella massa di terreno come rinforzo per mantenere il terreno verticale o ad ele-vata pendenza, grazie all’interazione tra suolo ed elementi di rinforzo. La disposizione schematica è illu-strata in Figura 1.
Le geogriglie sono strutture planari costituite da una matrice monoassiale di geosintetici compositi. Le strisce ad alta resistenza, sono costituite da fasci di alto peso molecolare e filati di poliestere ad alta tena-cità, rivestiti da una guaina in polietilene.

Figure 1. Schema di combinazione Terramesh System - Paralink

1.1 Descrizione del progetto e dati iniziali

1.1.1 Inquadramento geologico

Il sito di edificazione interessa i pendii di raccordo tra le pianure alluvionali ad Est, dove si trovano Tupras e Petkim, e i rilievi collinari disposti in direzione Nord-Sud, che raggiungono i 218 metri di altezza e costituiscono la spina dorsale della penisola Alia?a (Fig. 2).
Il sottosuolo è costituito da una potente coltre di vulcaniti tufacee a chimismo da acido a intermedio, con subordinati litotipi andesitici e basaltici, brecce vulcaniche e rari depositi lacustri e calcarei. Nella parte meridionale dell’area predominano le sequenze stratificate di vulcaniti massicce (tufi acidi) di colore bianco, a grana medio-fine, con uno spessore complessivo di oltre 50 metri. Verso nord, questo complesso litologico è gradualmente sovrastato da sequenze più eterogenee di andesiti con intercalate lave basaltiche, brecce vulcaniche, rocce tufacee e sporadiche rocce scistose.

Fig. 2 – Vista generale del complesso petrolchimico di Aliaga (Turchia occidentale), con evidenza del sito in progetto.
 

1.1.2 Sismicità

Il polo industriale di Alia?a si trova all'estremità sud-occidentale del “Bak?rçay graben”, che è l’elemento tettonico principale del sistema anatolico occidentale.
La zona circostante ha sperimentato in passato gli effetti di diversi terremoti da moderati a forti che hanno causato danni significativi su larga scala.
E’ stata condotta un’analisi dettagliata per valutare il grado di pericolosità sismica e la magnitudo del ter-remoto di progetto e per determinare gli effetti sulle condizioni del sito in base alle caratteristiche del ter-remoto.
L'analisi condotta indica che per il sito e per le prestazioni corrispondenti ad un periodo di ritorno di 475 anni, sarebbe opportuno adottare l'accelerazione PGA = 0,75 g come parametro di progetto.
 

1.1.3 Caratteristiche del sito di progetto

Come mostrato in Fig. 3, in considerazione della particolare morfologia collinare del sito, sono stati pre-visti un totale di 13 terrazzamenti, in gran parte utilizzati per sostenere i grandi serbatoi di stoccaggio dei sottoprodotti.
Le strutture di sostegno che sostengono queste terrazze sono state progettate utilizzando strutture ibride costituite dalla combinazione di due tipi di rinforzi del Wall System Terramesh® e Paralink (geogriglie ad alta resistenza), allo scopo di conferire la massima flessibilità in caso di evento sismico violento.
Per calcolare i coefficienti sismici kv e kh da utilizzare nell’analisi pseudo-statica, il valore medio del pro-filo di accelerazione di picco lungo l'altezza di ciascuna struttura di contenimento, è stata definito muro per muro sulla base di una dettagliata analisi della risposta del sito.

Fig. 3 – Vista in pianta del nuovo insediamento con evidenza delle opere di sostegno (area nord)

NELL'ARTICOLO INTEGRALE LA DESCRIZIONE DELLE SOLUZIONI TECNICHE E LE TECNICHE COSTRUTTIVE