Dissesto idrogeologico e stabilizzazione dei pendii: l’uso delle palificate

Il dissesto idrogeologico rappresenta l’insieme dei processi idro-geomorfologici che determinano un’azione erosiva e di instabilità del suolo e dei pendii, compromettendo aree agricole, urbane e infrastrutture. Esondazioni, alluvioni, frane, smottamenti ed erosione superficiale sono sempre più frequenti con i cambiamenti climatici e le città italiane non sono escluse.

La Commissione De Marchi (1970 e 1974) fornisce una definizione di dissesto idrogeologico, inteso come l’insieme di “quei processi che vanno dalle erosioni contenute e lente, alle forme più consistenti della degradazione superficiale e sottosuperficiale dei versanti, fino alle forme imponenti e gravi delle frane”.

Massimo Gargano, direttore generale dell’Associazione Nazionale dei Consorzi per la Gestione e la Tutela del Territorio e delle Acque Irrigue – ANBI ha dichiarato che “Roma è la capitale più a rischio idrogeologico in Europa, minacciata da circa 400 frane: ad esserne interessati sono un migliaio di ettari, su cui vivono oltre 400 mila abitanti” .

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Un’efficiente manutenzione degli alvei dei fumi è una delle azioni da attuare, ma fondamentale è la conoscenza dei fenomeni che sono alla base dell’instabilità geomorfologica sui versanti e la corretta valutazione delle cause e dei meccanismi dei dissesti. Ciò è indispensabile per la prevenzione e mitigazione dai rischi geologico-idraulici, così come una corretta pianificazione dell’uso del territorio della gestione delle risorse naturali e una raccolta ed elaborazione dei relativi dati e informazioni.

Analizziamo nel dettaglio quali sono le modalità e i criteri di progettazione dei pali di consolidamento utilizzati per la stabilizzazione dei pendii.

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Pali per la stabilità dei pendii

L’uso dei pali per la stabilizzazione di pendii (naturali o artificiali) instabili o per il preventivo rinforzo di pendii potenzialmente instabili è molto frequente nella prassi tecnica internazionale per svariati motivi tra i quali:

• semplicità ed economia di realizzazione;
• versatilità nelle configurazioni tipologiche e geometriche;
• efficacia stabilizzante;
• casistica particolarmente diffusa.

In questo articolo, tratto dal manuale Progettazione delle opere geotecniche secondo le NTC 2018 e gli Eurocodici, di Piergiuseppe Froldi, edito da Maggioli Editore, andiamo illustrare sinteticamente le modalità e i criteri di progettazione dei pali di consolidamento (o stabilizzazione).

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Configurazioni realizzative delle palificate di stabilizzazione

Le configurazioni realizzative delle palificate sono numerose e differenziate in funzione della loro geometria e costituzione. In generale i pali sono realizzati verticalmente, fatta eccezione per alcuni modelli di palificate con micropali (“pali radice”).

Sulla base del numero di file di pali disposte trasversalmente alla linea di massima pendenza lungo il versante, si possono distinguere (Fig.1):

• palificate monofilari;
• palificate plurifilari.

In funzione degli elementi che costituiscono la struttura di stabilizzazione possono, invece, distinguersi i seguenti tipi (Fig.2):

• palificate semplici con pali isolati;
• palificate composte solidarizzate in testa da struttura di collegamento;
• palificate composte ancorate con tiranti (attivi o passivi).

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In funzione poi della configurazione planimetrica dei pali nella fila, possono distinguersi ulteriormente (Fig.3):

1. a pali accostati o compenetrati (s ≤ D),
2. a pali distanziati in effetto gruppo (s ≤ nD),
3. a pali distanziati senza effetto gruppo (s > nD), dove “s” è l’interasse trasversale e “n” un parametro discriminante l’effetto gruppo.

Inoltre, nel caso di disposizioni plurifilari, le palificate possono distinguersi in funzione dell’allineamento in senso monte-valle delle file successive:

• palificate con file allineate;
• palificate con file sfalsate (es. palificata a tre file con disposizione a “quinconce”).

Le tre caratteristiche differenzianti possono assortirsi secondo diverse modalità, per esempio può essere realizzata una palificata monofilare composta con pali in effetto gruppo ancorata o una palificata plurifilare semplice (non collegata in testa) con pali accostati.

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Ne discende che, a fronte delle molteplici configurazioni possibili, vi sono altrettanti schemi di calcolo di progetto in grado di considerare differenti modalità di funzionamento meccanico (geotecnico e strutturale) dell’insieme, caratterizzato dall’interazione opera-terreno.

Qualora la palificata venga realizzata a presidio di un’opera la cui stabilità è il principale obiettivo dell’opera, si distingue in base alla sua posizione relativa:
• palificata di monte;
• palificata di valle.

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Comportamento trasversale dei pali di stabilizzazione dei pendii

Il comportamento dei pali in palificate di stabilizzazione si differenzia in funzione della geometria e configurazione del sistema. In letteratura i pali soggetti a un carico laterale prodotto dallo spostamento del terreno sono conosciuti come pali passivi; il loro stato di sforzo è causato dall’interazione cinematica con il circostante terreno in movimento.

Si differenziano dai pali cosiddetti attivi, i quali sono sollecitati da una forza esterna di diverso tipo, tipicamente prodotta da una sollecitazione strutturale in testa al palo (es.: pali soggetti a spinte inerziali sismiche della sovrastruttura sulla fondazione, spinte di terreni a monte) e a loro volta sollecitano il terreno a tergo.

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La progettazione dei pali passivi si basa sull’analisi delle azioni trasmesse dal flusso di terreno in movimento.

Secondo detto modello concettuale, un palo immerso in un pendio instabile o potenzialmente instabile reagisce come evidenziato nella figura al seguito; la parte di palo che si sviluppa sopra la linea di scivolamento è la cosiddetta “passiva”, quella sotto è la cosiddetta “attiva”.

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