06-2010 | Difesa del territorio
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Indagini, modellazione geotecnica e normativa per la difesa del territorio

prof. ing. Stefano Aversa

Si narra che il famoso clinico Antonio Cardarelli fosse in grado di diagnosticare diverse malattie solo guardando da lontano l’aspetto e il portamento delle persone. I riscontri successivi molto spesso confermavano le sue diagnosi, incrementandone la fama ed alimentando la corposa aneddotica sulla sua persona. Se già all’epoca le sue capacità erano guardate con sospetto da molti colleghi, oggi non sarebbe concepibile procedere ad una diagnosi sulla base di osservazioni qualitative, senza il supporto di dati oggettivi determinati con specifiche analisi ed indagini. Allo stesso modo, all’ingegnere che si interessa di problemi geotecnici (progettazione di fondazioni, opere di sostegno, rilevati, argini, gallerie e scavi, stabilità dei pendii, risposta sismica locale, e così via) si richiede una previsione quantitativa che non può essere basata sulla mera osservazione dello stato dei luoghi, ma necessita di campagne di indagini con finalità e grado di approfondimento variabili in funzione di vari aspetti della problematica da esaminare. Proseguendo con l’analogia medica, come le analisi cliniche devono essere programmate dal medico sulla base della loro utilità ai fini della diagnosi e per la definizione di eventuali cure o interventi, così le indagini geotecniche non possono che essere definite dal progettista.

Le recenti Norme Tecniche sulle Costruzioni (NTC), emanate con DM 14/01/2008, sono molto chiare in proposito, affermando testualmente che “le indagini geotecniche devono essere programmate in funzione del tipo di opera e/o di intervento” e che “é responsabilità del progettista la definizione del piano delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica”. Come il medico sarà il solo responsabile dell’interpretazione complessiva delle analisi e degli accertamenti svolti, alla luce della problematica clinica da esaminare, così il progettista, che conosce le opere e gli stati limite rilevanti, dovrà interpretare i risultati delle indagini, sintetizzandoli nell’ambito di un quadro generale che è detto “modello geotecnico di sottosuolo”. Anche su questo aspetto le Norme Tecniche sulle Costruzioni (NTC) sono molto chiare ed efficaci, definendo modello geotecnico “uno schema rappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regime delle pressioni interstiziali e della caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volume significativo, finalizzato all’analisi quantitativa di uno specifico problema geotecnico”.

Questa definizione aiuta a comprendere che il modello geotecnico può variare al modificarsi dell’opera in esame e, per una stessa opera, in funzione dello stato limite considerato, ma anche del metodo di verifica e della modellazione che si intendono adoperare. Non esiste, quindi, un modello geotecnico di sottosuolo indipendente dall’opera, dalla situazione, dallo stato limite e, se vogliamo, anche dall’approccio progettuale scelto. Le NTC chiariscono poi bene le differenze tra Modellazione Geotecnica e Modellazione Geologica, essendo quest’ultima finalizzata alla “ricostruzione dei caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di pericolosità geologica del territorio”. Il Modello Geologico “deve essere sviluppato in modo da costituire utile elemento di riferimento per il progettista per inquadrare i problemi geotecnici e per definire il programma delle indagini geotecniche.”

Gli esiti degli studi geologici “devono essere esaurientemente esposti e commentati in una Relazione Geologica”. Tale relazione dovrà essere propedeutica alla Relazione Geotecnica, nella quale si illustreranno “le scelte progettuali, il programma e i risultati delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione, …, unitamente ai calcoli per il dimensionamento geotecnico delle opere e alla descrizione delle fasi e modalità costruttive”. La sequenza logica richiesta tra studi geologici e geotecnici esalta la professionalità non solo dell’ingegnere incaricato delle indagini e degli studi geotecnici, ma anche del geologo, al quale è richiesto un compito di inquadramento ed indirizzo, estremamente utile al progetto. Anche la valutazione delle condizioni di stabilità dei pendii e la progettazione di eventuali interventi di mitigazione del rischio di frana devono essere effettuati su base quantitativa e, quindi, ingegneristica, a partire da un idoneo modello geotecnico di sottosuolo, definito sulla scorta di indagini geotecniche programmate tenendo conto dell’inquadramento geomorfologico ed evolutivo del versante. Le NTC indicano anche alcuni criteri per la definizione del piano di indagini, tenendo conto dell’estensione dell’area a rischio di frana e della profondità delle potenziali superfici di scorrimento, con particolare attenzione alla valutazione del regime delle pressioni interstiziali.

Tra gli aspetti sostanzialmente modificati dalle NTC rispetto al precedente quadro normativo vi è la definizione dell’azione sismica sia per quanto riguarda quella attesa su affioramento rigido sia per quanto attiene la valutazione dell’effetto di sito. Su quest’ultimo aspetto la norma recepisce quanto noto da anni su come il moto sismico possa essere modificato nella sua propagazione dalla formazione rigida di base alla superficie e su come tale modifica sia funzione della rigidezza dei terreni presenti. Pertanto le NTC richiedono che si esegua un’analisi di Risposta Sismica Locale, RSL, (ancorché, in molti casi, con procedure semplificate) per definire l’azione sismica trasmessa agli edifici ed alle altre strutture. Ciò richiede un’adeguata caratterizzazione del sottosuolo in termini di successione degli strati e di rigidezza a taglio degli stessi a modesti livelli di deformazione con prove di origine geofisica (cross-hole, down-hole, SCPT, SDMT, MASW).

Come spesso accade, le novità positive possono essere accompagnate da ricadute non altrettanto positive. Nel caso di specie, a parere di chi scrive, possono sussistere due rischi da non sottovalutare: n la necessità di condurre prove per lo studio della RSL può lasciare intendere in modo non corretto che queste possano essere le uniche indagini da eseguire, trascurando così che i risultati di queste indagini non sono in genere sufficienti per verifiche geotecniche delle strutture in condizioni di esercizio e tanto meno allo stato limite ultimo; n la richiesta di mercato spingerà ad un incremento dell’offerta di prove di tipo MASW, più facili da eseguire ed economiche rispetto alle down-hole (o SCPT e SDMT), ma più incerte nell’interpretazione e, soprattutto, più difficilmente controllabili da parte del progettista o di chi è incaricato di verificare il progetto. Si tratta di preoccupazioni basate sulle osservazioni di situazioni già verificate nel breve lasso di tempo intercorso dall’entrata in vigore della nuova normativa.

Pertanto, nella mia veste di presidente dell’Associazione Geotecnica Italiana, ho ritenuto giusto allertare con una lettera sull’argomento il Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. Sull’argomento “effetti di sito” vale anche la pena di chiarire le differenze esistenti tra gli studi di RSL, finalizzati alla verifica di strutture, e la Microzonazione Sismica (MS), che invece è condotta per finalità di pianificazione urbanistica. La prima - e sostanziale - differenza è la scala alla quale si opera: del manufatto nel primo caso, territoriale nel secondo. In genere, quindi, le indagini e lo studio per la RSL forniscono informazioni più puntuali e specifiche di quelle che si possono ottenere dagli studi per la MS. Gli studi di MS forniscono, poi, risultati in condizioni di campo libero, a livello del piano campagna, prescindendo dai caratteri specifici delle opere. Gli studi di RSL devono, invece, fare riferimento a quote generalmente diverse dal piano campagna, che dipendono dall’opera in esame (ad es., piano di posa per le fondazioni superficiali).

Peraltro dovrebbero, a rigore, tenere conto anche dell’interazione tra il terreno e la struttura. Infine, al di là degli aspetti scientifico-tecnici, lo studio di RSL rientra nella definizione del modello geotecnico di sottosuolo e come tale nelle responsabilità del progettista. Il progettista non potrà utilizzare direttamente i risultati di uno studio di MS, qualora questo fosse disponibile, ma potrà trarne vantaggio per programmare le indagini e gli studi di RSL.

prof. ing. Stefano Aversa - Ordinario di Geotecnica, Università Parthenope, Napoli Presidente dell’Associazione Geotecnica Italiana

 

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