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6.3. Stabilità dei pendii naturali¶

Norma¶

Le presenti norme si applicano allo studio delle condizioni di stabilità dei pendii naturali, anche in presenza di azioni sismiche (§ 7.11.3.5), e al progetto, alla esecuzione e al controllo degli interventi di stabilizzazione.

6.3.1. Prescrizioni generali¶

Lo studio della stabilità dei pendii naturali richiede: osservazioni e rilievi di superficie, raccolta di notizie storiche sull'evoluzione del pendio, constatazione di movimenti in atto e dei loro caratteri geometrici e cinematici, raccolta dei dati sulle precipitazioni meteoriche, sui caratteri idrogeologici della zona e sui precedenti interventi di consolidamento.

Le verifiche di sicurezza devono essere basate su dati acquisiti con specifiche indagini geotecniche.

6.3.2. Modellazione geologica del pendio¶

Il modello geologico deve rappresentare le caratteristiche geologiche, geomorfologiche, geologico-strutturali e idrogeologiche, con particolare riguardo alla genesi delle forme e dei processi, dei diversi litotipi, dell'ambiente deposizionale, del metamorfismo delle rocce, degli stili tettonici e geologico-strutturali dell'area.

Il modello geologico deve inoltre riconoscere e descrivere le criticità di natura geologica in relazione ai possibili processi di instabilità.

6.3.3. Modellazione geotecnica del pendio¶

Tenendo conto del modello geologico ed evolutivo del versante, devono essere programmate specifiche indagini per la caratterizzazione geotecnica dei terreni e dell'ammasso roccioso.

La modellazione geotecnica deve rispettare i seguenti criteri:

la superficie del pendio deve essere definita attraverso un rilievo plano-altimetrico in scala adeguata;
lo studio geotecnico deve definire la successione stratigrafica, le caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni, l'entità e la distribuzione delle pressioni interstiziali, gli eventuali spostamenti plano-altimetrici.

Il numero minimo di verticali di indagine e misura deve permettere una descrizione accurata della successione stratigrafica dei terreni interessati dai cinematismi di collasso.

6.3.4. Verifiche di sicurezza¶

Le verifiche devono essere effettuate con metodi che tengano conto del tipo di frana e dei possibili cinematismi, considerando la forma e la posizione della eventuale superficie di scorrimento, le proprietà meccaniche dei terreni e degli ammassi rocciosi e il regime delle pressioni interstiziali.

Per i pendii in frana le verifiche devono essere condotte lungo le superfici di scorrimento che meglio approssimano quella riconosciuta con le indagini.

Il coefficiente di sicurezza dei pendii naturali è definito come il rapporto tra la resistenza al taglio disponibile (\(\tau_f\)) e la tensione di taglio agente (\(\tau\)) lungo la superficie di scorrimento. La valutazione deve essere eseguita impiegando sia i parametri geotecnici, congruenti con i caratteri del cinematismo atteso o accertato, sia le azioni prese con il loro valore caratteristico.

6.3.5. Interventi di stabilizzazione¶

Il progetto degli interventi di stabilizzazione deve comprendere:

la descrizione completa dell'intervento;
l'analisi dell'influenza delle modalità costruttive sulle condizioni di stabilità;
il piano di monitoraggio;
un significativo piano di gestione e controllo nel tempo della funzionalità e dell'efficacia dei provvedimenti adottati.

Il progetto degli interventi deve essere basato su specifici modelli geotecnici di sottosuolo.

6.3.6. Controlli e monitoraggio¶

Il monitoraggio di un pendio o di una frana interessa le diverse fasi che vanno dallo studio del progetto alla realizzazione e gestione delle opere di stabilizzazione e al controllo della loro funzionalità e durabilità.

Il controllo dell'efficacia degli interventi comprende la definizione delle soglie di attenzione e di allarme e dei provvedimenti da assumere in caso di loro superamento.

Circolare¶

C6.3 Stabilità dei pendii naturali¶

C6.3.1 Prescrizioni generali¶

Nel caso della stabilità dei pendii naturali che siano interessati da movimenti franosi, potenziali o in atto, la cui scala di riferimento sia quella del singolo pendio, vale quanto nel seguito riportato.

Nello studio delle condizioni di stabilità dei pendii naturali sono presi in considerazione almeno i seguenti fattori: - le caratteristiche geologiche e gli assetti geologico-strutturali del sito; - gli assetti geomorfologici e l'evoluzione morfologica; - la sismicità dell'area e le evidenze di fenomeni di instabilità pregressi sismo-indotti; - le condizioni climatiche ed in particolare la distribuzione nel tempo degli eventi meteorici significativi; - gli assetti idrogeologici; - il regime idrico superficiale; - le caratteristiche geometriche del pendio; - le caratteristiche cinematiche della frana; - il regime delle pressioni interstiziali e delle pressioni dell'acqua nelle discontinuità eventualmente presenti; - le proprietà fisiche e meccaniche dei terreni e delle rocce costituenti il pendio e quelle che caratterizzano le discontinuità; - peso proprio e azioni applicate sul pendio.

A questo fine deve essere predisposta una serie di indagini, anche distribuite nel tempo, per identificare il modello geologico di riferimento e i modelli geotecnici necessari per le verifiche di sicurezza e per la progettazione degli interventi.

Le indagini e gli accertamenti devono essere rivolti dapprima all'individuazione dei caratteri geometrici e cinematici della frana, con scelte calibrate in base al tipo di fenomeno e al suo stato. Devono essere inoltre finalizzati anche alla ricostruzione lito-stratigrafica del versante e alla caratterizzazione geotecnica dei terreni e degli ammassi rocciosi coinvolti nel fenomeno franoso.

Tra le indagini assumono interesse preminente, per la marcata influenza che tale aspetto ha spesso sulle condizioni di stabilità, quelle finalizzate alla ricostruzione del regime delle pressioni interstiziali, da perseguire alla luce dell'inquadramento idrogeologico del sito, con strumentazione adatta a misure puntuali e all'impiego nei terreni in studio.

C6.3.2 Modellazione geologica del pendio¶

Lo studio geologico di un pendio naturale, finalizzato alla valutazione delle condizioni di stabilità, consiste nella definizione dell'assetto lito-strutturale, geomorfologico e idrogeologico del versante al fine di identificare i meccanismi e i cinematismi di rottura attuali o potenziali, nonché le possibili cause.

Con tali riferimenti viene definito l'ambito geomorfologico significativo che corrisponde a quella porzione di territorio, identificabile cartograficamente sul terreno e delimitabile anche in profondità, nella quale sussistano assetti predisponenti ad una specifica tipologia di movimento franoso ed in cui i processi morfo-evolutivi di versante/fondovalle possano interferire direttamente o indirettamente con l'area d'interesse.

L'evoluzione di un versante naturale, e di conseguenza anche la sua stabilità, può essere condizionata da situazioni geologiche locali non riportate nella cartografia geologica o non visibili in superficie, che richiedono, quindi, una caratterizzazione geologica di dettaglio.

C6.3.3 Modellazione geotecnica del pendio¶

Tenendo conto del modello geologico di riferimento, lo studio geotecnico di un pendio è finalizzato all'identificazione del suo modello geotecnico ed implica: - la definizione dei caratteri geometrici e cinematici dell'eventuale corpo di frana; - l'acquisizione dei dati necessari alle analisi, quali le caratteristiche meccaniche e idrauliche dei terreni o delle rocce presenti; - la valutazione del comportamento delle discontinuità e del regime delle pressioni interstiziali.

Ricostruito il modello geotecnico del pendio, lo studio geotecnico si completa con la valutazione delle condizioni di stabilità attuali e future, in relazione alla realizzazione di nuovi manufatti e in base anche alle possibili evoluzioni delle condizioni climatiche e ambientali, con il dimensionamento degli eventuali interventi di stabilizzazione e la programmazione del piano di monitoraggio.

C6.3.4 Verifiche di sicurezza¶

Le verifiche di sicurezza si eseguono utilizzando i valori caratteristici dei parametri di resistenza congruenti con lo stato e l'evoluzione del cinematismo della frana, facendo riferimento, nelle situazioni più frequenti, ai valori dei parametri di resistenza di post-picco o, nel caso di possibile riattivazione di frane preesistenti, ai valori residui. Il coefficiente di sicurezza è definito dal rapporto tra la resistenza unitaria al taglio disponibile lungo la superficie di scorrimento (esistente o potenziale) e lo sforzo di taglio mobilitato lungo di essa. Il suo valore minimo deve essere scelto e motivato dal progettista in relazione al livello di affidabilità dei dati acquisiti, alla validità del modello di calcolo utilizzato, nonché al livello di protezione che si vuole garantire e che è funzione delle conseguenze di un eventuale fenomeno franoso. È necessario inoltre adottare valori cautelativi delle pressioni interstiziali nelle verifiche di sicurezza.

Le verifiche devono essere eseguite anche per le combinazioni sismiche previste dalle NTC, secondo quanto disposto nel § 7.11 delle NTC stesse.

C6.3.5 Interventi di stabilizzazione¶

Nel dimensionamento degli interventi di stabilizzazione devono essere valutate le condizioni di stabilità iniziali, prima dell'esecuzione dell'intervento, e quelle finali, ad intervento eseguito, in modo da valutare l'incremento del margine di sicurezza rispetto al cinematismo di collasso critico potenziale o effettivo. In dipendenza della tipologia di intervento deve essere valutata l'evoluzione temporale dell'incremento del coefficiente di sicurezza nel tempo, per garantire il raggiungimento di condizioni di stabilità adeguate in tempi compatibili con i requisiti di progetto.

Se un pendio è interessato da una nuova costruzione, il progettista deve verificare la stabilità del pendio prima della realizzazione dell'opera, quantificandone il coefficiente di sicurezza nelle condizioni più critiche. Se in queste condizioni il valore del coefficiente di sicurezza è giudicato adeguato alla nuova costruzione si procede alle verifiche dell'opera, valutandone anche la stabilità globale secondo quanto prescritto nel §6.8.2. Il progettista deve poi rianalizzare la stabilità del pendio tenendo conto della presenza della nuova costruzione e controllando che il valore del coefficiente di sicurezza non risulti inferiore al valore ottenuto con l'analisi effettuata prima della costruzione dell'opera. In caso contrario, è necessario predisporre interventi di stabilizzazione del pendio per riportare il margine di sicurezza finale almeno pari a quello precedente la realizzazione della nuova opera.

C6.3.6 Controlli e monitoraggio¶

Il piano dei controlli e di monitoraggio dei pendii è parte integrante del piano di indagini ed è uno strumento essenziale per validare le ipotesi sulla sicurezza del pendio e l'efficacia degli interventi di stabilizzazione. In situazioni particolari, il monitoraggio continuo del pendio è funzionale alla gestione della sicurezza dei manufatti presenti e rappresenta un metodo per la mitigazione del rischio rispetto ai fenomeni di instabilità per frana.

Il primo obiettivo del monitoraggio è quello di fornire un quadro di riferimento del comportamento del pendio prima di attuare un intervento di stabilizzazione. Si dovranno a questo fine installare dispositivi che permettano di misurare l'evoluzione di grandezze fisiche significative quali spostamenti, superficiali e profondi, e pressioni interstiziali.

Il controllo del pendio nel corso del tempo e a seguito di un intervento di stabilizzazione si esegue attraverso il monitoraggio delle grandezze fisiche significative ai fini della mitigazione del rischio di instabilità o di danneggiamento dei manufatti e dei beni esistenti. Tipiche grandezze fisiche da monitorare sono: - parametri ambientali (piogge, temperatura, neve); - accelerazioni sismiche al suolo; - pressioni interstiziali e suzioni (nei terreni insaturi); - spostamenti assoluti di punti sulla superficie e in profondità; - spostamenti relativi tra punti interni ad un eventuale corpo di frana; - deformazioni di elementi strutturali.

Il sistema di controllo da mettere in opera dovrà essere progettato in relazione alla pericolosità del fenomeno e al rischio ad essa connesso. Nei casi di fenomeni di crollo potenziale, per limitare il rischio per la vita umana il monitoraggio dovrà essere continuo.