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REGIONE FRIULI VENEZIA-GIULIA PROVINCIA UDINE

COMUNE DI CIVIDALE

MESSA IN SICUREZZA E CONSOLIDAMENTO NELLE

ZONE DEL CENTRO STORICO, DEL CONVITTO NAZIONALE E PARCO DELLA LESA LUNGO LA FORRA

DEL NATISONE INCLUSO IL DISSESTO FRANOSO SOTTO IL TEMPIETTO LONGOBARDO

PROGETTO ESECUTIVO

RELAZIONE GEOLOGICA

ES.03

GEOLOGO :

dott. Francesco CAPRONI

ORDINE DEI GEOLOGI DEL F.V.G. N° 223

Committente :

COMUNE DI CIVIDALE Via Paolino d’Aquileia, 2 Cividale del Friuli (UD)

DATA: 0 1 2 3

VERIFICATO:

REVIS

IONI

APPROVATO:

STUDIO TECNICO F.CAPRONI Via Piazza D’Armi 64 – 33100 Udine Tel./Fax 0432/282782

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Messa in sicurezza e consolidamento nelle zone del centro storico e lungo

la forra del Natisone Relazione Geologica

INDICE

1. PREMESSA........................................................................................... 3

2. INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO................ 5

3. SISMICITA’ E TETTONICA ................................................................... 9

4. IDROGRAFIA ........................................................................................ 9

5. NOTE DI IDROGEOLOGIA ................................................................. 14

6. ASPETTI CLIMATICI........................................................................... 15

7. INDAGINI ESEGUITE.......................................................................... 16

8. CONSIDERAZIONI SULLE AREE DI STUDIO ................................... 17

SITO B ................................................................................................................20 SITO C................................................................................................................24 SITO D................................................................................................................26 SITO E ................................................................................................................27

9. CONCLUSIONI .................................................................................... 30


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1. PREMESSA

Il presente studio geologico viene redatto, su incarico da parte dell’Amministrazione del comune di Cividale, per la messa in sicurezza e consolidamento nelle zone del centro storico, del convitto nazionale e parco della Lesa lungo al forra del Natisone incluso il dissesto franoso sotto il Tempietto Longobardo. A seguito di ripetuti sopralluoghi a monte delle sponde e lungo il corso del fiume sono stati individuati alcuni siti sulla base delle conseguenze possibili sull'equilibrio geostatico dei dissesti rilevati, specie se in aree già con dissesto conclamato Pertanto verranno analizzate n° 5 aree denominate con le lettere da A a E:

• un dissesto corticale progressivo in corrispondenza del fronte conglomeratico a monte del quale si sviluppa il cortile sud del Monastero di S.Maria in Valle. Il crollo ha interessato il giardino di un’abitazione privata - sito A

• un fenomeno franoso localizzato in sponda sx del Natisone all’altezza del parco della Lesa in località Carraria - sito B

• un aggrottamento basale lungo la riva dx del Natisone all’altezza di Piazzetta S.Biagio - sito C

• Un aggrottamento basale lungo la riva dx del Natisone in corrispondenza di via Borgo Brossana ( a ca. 150 m di distanza dal sito C in direzione est) – Sito D

• Un cedimento della sponda sx del rio Emiliano in corrispondenza del salto nel Natisone. Si tratta di un dissesto corticale che interessa alcuni blocchi di conglomerato con evidenti fratture di rilassamento - Sito E

Per l’analisi di dettaglio dell’area sono state eseguite le seguenti prove :

• Rilievi topografici di dettaglio dei fronti rocciosi interessati dai dissesti idrogeologici. E’ stato necessario anche ispezionare le sponde del Natisone utilizzando un mezzo natante che ha consentito misurazioni al piede delle sponde. I rilievi sono stati poi agganciati al DTM passo 1m della Protezione Civile permettendo così una corretta rappresentazione delle principali geometrie dell’ambito di intervento

• Rilievi geomeccanici sugli affioramenti con fessure di rilassamento • Prelievo di campioni di conglomerato per la definizione del peso specifico • misurazioni a stazione singola del tremore sismico mediante tromografo

digitale per la definizione della risposta sismica locale

Per le valutazioni di carattere tecnico, oltre ai rilievi in sito ed alle indagini eseguite, è stata consultata la Relazione Geologica allegata al PRGC del comune di Cividale cura della geologa D. Croce (1999).


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Ortofoto da laserscan (Protezione Civile) delle aree di intervento (Siti A, C, D e E)

Ortofoto da laserscan (Protezione Civile) delle aree di intervento (Sito B)


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2. INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO E GEOLOGICO

Le aree di indagine si sviluppano lungo la forra del Natisone in sponda dx (siti A,C, D e E) e sx (sito B) con quote assolute variabili da 115,0 m slmm (a pelo d’acqua sul Natisone) a 135,0 m slmm. Tutti i 5 siti sono caratterizzati dalla presenza dell’unità litologica dei conglomerati. Tale unità, come indicato nella Relazione Geologica allegata al PRGC è rappresentata da “depositi fluvioglaciali ed alluvionali contraddistinti da un diverso grado di cementazione; essi affiorano con continuità lungo l’incisione del Fiume Natisone e nella parte terminale di alcuni affluenti.”

Estratto dalla Carta Geologica allegata al PRGC


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Sotto il profilo geomorfologico la forra del Fiume Natisone rappresenta l’elemento più interessante del comprensorio comunale di Cividale del Friuli. Il graduale approfondimento dell’alveo fluviale ha dato, infatti, origine ad una forra di incisione con pareti piuttosto ripide e altezza di circa 20 m, che mostrano le tracce dell’azione erosiva esercitata dall’acqua a varie quote. Trattasi di particolari morfologie: ingrottamenti, marmitte e mensole la cui formazione é strettamente connessa con il diverso grado di consistenza della massa conglomeratica formatasi in seguito ai processi diagenetici, essenzialmente compattazione e cementazione, che hanno interessato le ghiaie e sabbie di origine fluvioglaciale ed alluvionale. In accordo con quanto illustrato nella Relazione allegata allo “Studio sulle condizioni geostatiche delle sponde del Fiume Natisone in corrispondenza dell’abitato del Comune di Cividale del Friuli”, redatto dall’ing. B. Bruni e dal dott. geol. M. Fogato si ritiene che l’attuale morfologia delle sponde del Natisone dipenda da una serie di fattori che possono venire suddivisi in primari e secondari:

Fattori primari 1) Formazione geologica Come su accennato il Natisone ha inciso il suo alveo in un potente deposito di materiale clastico trasportato dalle correnti di fusione di uno dei rami del ghiacciaio würmiano dell’Isonzo. In relazione alla sua morfogenesi questo deposito é caratterizzato da eterogeneità granulometrica: ciottoli, ghiaia e sabbia talvolta limosa. Il prevalere di un particolare fuso granulometrico permette, localmente, di distinguere le varie fasi deposizionali (accenno di stratificazione suborizzontale) nell’ambito della formazione. La cristallizzazione del carbonato di calcio disciolto nelle acque circolanti ha dato origine ad una parziale e disomogenea cementazione del deposito. Tale cementazione che non presenta continuità laterale e verticale condiziona le caratteristiche meccaniche dell’ammasso. 2) Caratteristiche meccaniche Le caratteristiche meccaniche sono legate alla tessitura, ovvero alla disposizione dei clasti di differente dimensione all’interno dell’ammasso (il riempimento degli spazi tra gli elementi di maggiore dimensione da parte di grani più piccoli, diminuendo la porosità, conferisce all’ammasso resistenza e rigidità) ed in particolare al grado di cementazione. Considerata la disomogeneità del deposito e la conseguente difficoltà di attribuire all’ammasso i valori della coesione e dell’angolo d’attrito interno mediante l’esecuzione di indagini geognostiche puntuali, la valutazione dei parametri geotecnici (ovvero la definizione delle caratteristiche meccaniche) viene eseguita in base all’analisi delle condizioni geometriche delle scarpate effettuando, sostanzialmente, verifiche di stabilità a ritroso. 3) Sistemi di fratturazione Le principali fratture dell’ammasso conglomeratico che si riscontrano lungo le sponde del Natisone e che presentano una continuità spaziale sono attribuibili a fenomeni tettonici. Le fratture rilevate con maggior frequenza sono quelle all’incirca perpendicolari all’asse fluviale, aventi un’immersione subverticale e quelle con andamento grosso modo parallello al versante ed aventi una inclinazione variabile tra 35 e 70°. In generale queste fratture si presentano aperte e prive di riempimento, ad esse si associano le superfici di strato, suborizzontali e mal definite, che sono invece chiuse e rivestono, pertanto, un significato puramente sedimentologico. Fattori secondari 1) Azione dell’acqua La corrente idrica fluviale ha esercitato ed esercita una notevole azione erosiva soprattutto dove alla maggior energia della corrente (ad esempio in corrispondenza delle rive convesse) sono associate plaghe conglomeratiche poco cementate. Inoltre durante le piene si produce una sovrapressione in corrispondenza dei vuoti intraclasti e delle fratture. A tal proposito si ricordano i due eventi alluvionali considerati straordinari verificatisi il 21/6/1958 ed il 6/10/1998.


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Le acque meteoriche esercitano un continuo dilavamento della parte più superficiale ed inoltre penetrano attraverso le fratture accelerando la disgregazione meccanica e la dissoluzione chimica del legante carbonatico. 2) Cicli di gelo e disgelo Durante l’inverno l’acqua infiltratasi nell’ammasso può ghiacciare provocando, in seguito all’aumento di volume, il progressivo allargamento delle fratture. Il loro ampliamento può portare all’isolamento di blocchi di conglomerato che possono collassare secondo vari cinematismi: crollo, ribaltamento o scivolamento 3) Azione antropica L’intervento dell’uomo ha reso più rapido il degrado delle sponde fluviali: le costruzioni ed i riporti sul ciglio delle scarpate, gli effetti delle vibrazioni collegate al traffico e alla realizzazione di infrastrutture, gli scarichi idrici non controllati posti al disotto delle abitazioni, hanno di fatto favorito il degrado del conglomerato.” Le aree risultano mappate a rischio idrogeologico per frana secondo il Piano di Assetto Idrogeologico (P.A.I.) del bacino dell’Isonzo: Rischio P3 per i siti , A, C, D, E Rischio P4 per il sito B

Estratto dal Piano di Assetto Idrogeologico (PAI) del Bacino dell’Isonzo – Pericolosità Geologica


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Altresì la geologa Croce riporta nella documentazione tecnica allegata al PRGC una tavola delle condizioni di rischio per dissesto idrogeologico lungo le sponde del Natisone. Vengono dunque individuate n° 2 fasce di rischio: Fascia 1 - Condizioni di rischio molto elevato Fascia di ampiezza pari a 10 m a partire dal ciglio della sponda Fascia 2 - Condizioni di rischio elevato Fascia di ampiezza pari a 30 m estesa dal limite esterno della fascia 1. Secondo questa classificazione i siti A, C e D ricadono in fascia 2 mentre i siti B ed E ricadono in ambito a rischio molto elevato (fascia 1)

Estratto dalla tavola “Fasce si rispetto per pericolosità da frana a ridosso del fiume Natisone” allegata al PRGC (D. Croce –2001)


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3. SISMICITA’ E TETTONICA

ANALISI PARAMETRI SISMICI Ai sensi della Delibera della Giunta Regionale n. 845 de 6/6/2010 Il comune di Cividale è stato dichiarato sismico ed inserito nell’ambito della zona 2 ad alta sismicità. Sulla base, inoltre, delle disposizioni previste dalle Norme Tecniche per le Costruzione (2008) si definiscono, per l’opera di progetto, i seguenti parametri generali:

- Vita nominale dell’opera VN = 50 anni - Classe d’uso III - Coefficiente d’uso CU = 2,0 - Periodo di riferimento per le azioni sismiche strutturali VR=VN*CU= 100 anni - Stato limite di riferimento SLV - Probabilità di superamento dello stato limite considerato PVR = 10% siti A, B, C, D e E Con i parametri sismici: - comune : Cividale categoria suolo = A - tempo di ritorno Tr = -VR/ln(1-PVR) = 712 anni - accelerazione massima su suolo ag = 2,81m/s2 - rapporto tra ag e accelerazione di gravità ag(g) = 0,287 - massima amplificazione dell’acc. orizz. F0 = 2,408 -coefficiente di amplificazione stratigrafica SS = 1,0 - categoria topografica = T2 - coefficiente di amplificazione topografica ST = 1,2 acc. max attesa in superficie aMAX =SS*ST*ag = 3,37m/s2

Si evidenzia che sulla base delle indagini sismiche eseguite e soprattutto in virtù delle ricostruzioni stratigrafiche effettuate si ritiene che la curva di dispersione delle Vs30 ricada per tutti i siti nell’ambito della categoria di profilo stratigrafico del suolo di fondazione di tipo A “Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di VS30 superiori a 800,0, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3,0 m.

4. IDROGRAFIA

Si ritiene utile riportare le indicazioni fornite nello studio sul rischio idraulico allegato al PRGC: Il bacino del Fiume Natisone, a monte di Cividale, si estende per circa 290 kmq parte dei quali attualmente ricadenti in Slovenia. Nei pressi di ponte S. Quirino si trova la confluenza con i


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principali sottobacini dei torrenti Erbezzo, Cosizza ed Alberone che danno un contributo alle portate dello stesso ordine di grandezza di quello dell’alto-medio corso del fiume. Dopo lo sbocco nella pianura, intorno a Cividale, il Natisone scorre in una profonda forra, scavata nei conglomerati, ricevendo i modesti contributi dalle aree collinari in sinistra (T.Lesa) e trascurabili apporti dalla pianura in destra orografica.

Gli affluenti del Natisone, nel tratto oggetto del presente studio sono i seguenti:

Aflluenti del Natisone in Comune di Cividale del Friuli

affluenti di destra affluenti di sinistra Rio Emiliano Torrente Lesa

Un’accurata descrizione delle caratteristiche morfologiche del fiume e del suo bacino idrografico comprendente molte informazioni sull’idrologia e le opere di difesa è reperibile nello “Studio preliminare del piano generale di sistemazione del bacino idrografico del Natisone” [3].

Fiume NATISONE a Cividale Principali sottobacini da [3]

Bacino superficie (km2) T. Erbezzo 19.20 T. Cosizza 47.40 T. Alberone 44.60 111.2 Natisone alto corso 125.0 Natisone medio corso 51.80 176.8 Natisone a Cividale totale 288.0

La stima dei valori di portata al colmo costituisce uno degli aspetti più importanti, per l’individuazione delle aree a rischio di inondazione. Nel caso del Natisone a Cividale si dispone di una serie storica sufficientemente ampia, per quanto non omogenea, di registrazioni idrometriche e, di una attendibile formulazione della relazione tra altezza idrometrica e corrispondente portata. Si possono quindi determinare, in maniera diretta, mediante l’applicazione di opportune distribuzioni probabilistiche i valori di portata cercati. I valori così ottenuti sono certamente più attendibili di quelli calcolabili mediante stime indirette, basate su modelli di afflusso-deflusso, o relazioni empiriche; inoltre ad ogni evento è possibile associare un tempo di ritorno e quindi un livello di rischio. Nei pressi della traversa, che si trova poco a valle del ponte del Diavolo, sono state eseguite sistematicamente, da parte del Magistrato alle Acque-Ufficio idrografico, rilevazioni idrometriche a partire dal 1929. [4] Le registrazioni si interrompono nel 1964, a seguito del danneggiamento della traversa, e riprendono nel 1969 dopo il ripristino dell’opera. In occasione dei lavori fu installata, per iniziativa della Regione Friuli-Venezia Giulia, una stazione automatica di registrazione, tuttora funzionante. Fu inoltre determinata, mediante un modello idraulico realizzato dall’Istituto di idraulica e costruzioni idrauliche dell’università di Trieste [5](1976), la scala di deflusso per la sezione idrometrica ovvero la relazione matematica che consente la trasformazione dei valori di altezza idrometrica in valori di portata defluente attraverso la sezione stessa.


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Una ricerca svolta da Caroni [6] (1992) ha evidenziato che la scala di deflusso determinata per l’attuale configurazione della traversa non è, a rigore, applicabile alle registrazioni idrometriche del periodo 1929-1964 pur fornendo valori accettabili in prima approssimazione. Pertanto le elaborazioni statistiche sono state eseguite sul set di dati, riportati nella tabella, relativo al periodo 1969-2000, limitandosi a verificare la congruenza dei risultati ottenuti relativamente all’intera serie storica disponibile.

Fiume NATISONE Stazione idrometrica diCividale del Friuli briglia a valle del ponte del diavolo Portate massime registrate in mc/s.

Anno Portata Anno Portata 1969 649.8 1985 399.8 1970 346.6 1986 606.9 1971 277.1 1987 371.8 1972 346.6 1988 286.7 1973 388.9 1989 242.0 1974 346.6 1990 634.5 1975 740.3 1991 350.8 1976 1992 426.3 1977 511.7 1993 376.1 1978 404.2 1994 342.5 1979 404.2 1995 771.9 1980 397.6 1996 1981 511.7 1997 526.0 1982 654.9 1998 1080.8 1983 478.8 1999 249.2 1984 424.1 2000 806.4

media dev. standard Qm 478.5 σ 188.2

L’elaborazione dei valori massimi annuali di portata, registrati nel periodo 1970-2000, è stata eseguita con il metodo probabilistico di Gumbel e fornisce i seguenti valori delle portate massime prevedibili alla sezione idrometrica:

Tempo di ritorno(anni)

Portata (m3/s)

30 890

200 1170

500 1300

I valori di portata così ottenuti possono ritenersi sufficientemente attendibili solo nel caso di rischio elevato (Tr = 30 ≅ n) a causa della limitata numerosità n del campione disponibile (n=30). Dall’elaborazione dei dati dell’intera serie storica si otterrebbero i seguenti valori assai prossimi a quelli della serie parziale:


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Tempo di ritorno(anni)

Portata (m3/s)

30 905

200 1190

500 1330

Va evidenziato, inoltre, che nel periodo di interruzione del funzionamento della stazione idrometrica si sono verificati eventi di piena notevoli (set 65,nov 66) la cui assenza dalle serie di dati elaborate può portare a variazioni non trascurabili nei parametri statistici del campione. Per i casi relativi a Tr = 200 e 500 anni (Tr>>n), nei quali, per quanto esposto, la stima basata sul campione disponibile può risultare poco affidabile, è stato utilizzato un metodo di valutazione di tipo “regionale” messo a punto, per la regione triveneta, dal CNR-Gruppo Nazionale per la Difesa dalla Catastrofi Idrogeologiche (GNDCI - progetto VAPI). Applicando tale formulazione le portate al colmo si ottengono moltiplicando un parametro locale, relativamente stabile (portata indice), per dei fattori di crescita, dipendenti dal tempo di ritorno, validi alla scala della regione idrologica e ricavati dallo studio di tutte le registrazioni idrometriche disponibili per essa. La portata indice è definita, nel modello proposto, come il valore medio delle portate massime annue al colmo Qm. Pertanto nel caso del Natisone (Qm=484 m3/s) applicando la curva di crescita proposta nal VAPI si ottiene:

Tempo di ritorno

Tr (anni)

Fattore di crescita (VAPI)

Portata al colmo (m3/s)

200 2.88 1390 500 3.30 1600

------------------------------------ Basandosi sulle elaborazioni precedenti è possibile, per fissare le idee, attribuire agli eventi più recenti il relativo valore del tempo di ritorno:

Data evento Altezza idrometrica

Portata(m3/s)

Tempo di ritorno(anni) 1

Tempo di ritorno (anni) 2

7 ott 1998 5.72 1080 100 50-60 4 nov 2000 4.70 810 20 22 giu 1958 5.60 1150* 200 80-100

SI rileva inoltre che nella medesima relazione si fa riferimento ai livelli idrici potenziali : - Tr=30 anni (zone ad alto rischio) Sponda Destra Nella zona di Borgo Brossana si hanno franchi idraulici assai ridotti che, per effetto del sovralzo dovuto alla sensibile curvatura dell’asse del fiume o altre locali singolarità, possono in qualche punto annullarsi. Le pertinenze delle abitazioni poste a quote più basse sono già raggiunte delle acque. Il Mulino della riva della Broscandola, che si trova all’interno della forra, è parzialmente sommerso dalle acque. A tal proposito si rileva che la parete rocciosa in corrispondenza del sito A si sviluppa proprio a partire dal cortile del mulino sopra menzionato.


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- Tr=200 anni (zone a rischio moderato) Sponda Destra Tutta l’area più depressa di Borgo Brossana è raggiunta dalle acque. Aumentano i livelli idrici presso il Mulino della riva della Broscandola senza che si estendano per la verticalità delle pareti della forra le aree inondate. - Tr=500 anni (zone a basso rischio) Sponda Destra Si estendono le aree inondate intorno a Borgo Brossana e i livelli raggiunti dal Natisone possono indurre nel tratto terminale del Rio Emiliano un rigurgito tale da provocarne l’esondazione. Il sito E si trova proprio in corrispondenza del tratto terminale del Rio Emiliano. Secondo il Piano di Assetto Idrogeologico tutte le aree sono indicate a rischio idraulico e/o attenzione geologica. In particolare : P2 pericolosità idraulica media : siti C, D e E P3 pericolosità idraulica elevata : sito A Indicazione di zona di pericolosità e di attenzione geologica : sito B

Estratto dal Piano di Assetto idrogeologico del bacino dell’isonzo-Rischio idraulico


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5. NOTE DI IDROGEOLOGIA

Si riporta un estratto della ricostruzione delle isofreatiche in m slmm allegata al PRGC . Dal confronto delle quote assolute si può verificare come la superficie piezometrica si attesti a quote inferiori al piano di scorrimento delle acque del Natisone. Pertanto per i siti A, B e E non si considerano potenziali interferenze con livelli freatici. I rimanenti siti C e D che sono posizionati in alveo necessiteranno di soluzioni tecniche adeguate per la fase di cantierizzazione per l’aggottamento delle acque fluviali.

Estratto dalla tavola “Fasce si rispetto per pericolosità da frana a ridosso del fiume Natisone” allegata al PRGC (D. Croce –2001)


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6. ASPETTI CLIMATICI

Si riportano le valutazioni tecniche inserite nella Relazione Geologica al PRGC: Il carattere del regime pluviometrico é di tipo alpino e prealpino, con un massimo tra maggio e giugno e con un minimo a febbraio, accompagnati da un massimo secondario a ottobre e un minimo secondario a fine estate. Le precipitazioni sono di notevole entità ed incidono fortemente sui processi di degrado delle masse rocciose affioranti nel territorio comunale. Sulla base delle elaborazioni eseguite dall’ERSA-CSA (ora A.R.P.A.) relative al periodo 1961-1990 risulta che il territorio indagato si colloca tra le isoiete 1300 e 1500 mm A Manzano é presente una stazione pluviometrica del Servizio idrografico e mareografico. In allegato 3 vengono riportati i grafici relativi alle precipitazioni annuali e medie mensili elaborati con i dati registrati alla stazione nel periodo 1923-1995. Al fine di fornire indicazioni sulla temperatura, nella seguente tabella sono stati riportati i valori delle medie trentennali di temperatura media mensile (°C) ricavati dalle rilevazioni eseguite nell’arco di tempo compreso tra il 1959 ed il 1988 alla stazione del Servizio Idrografico di Udine:

GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC 3,2 4,7 7,8 12,4 16,6 20,2 22,6 22,2 18,7 14,0 8,3 4,2

L’esame della tabella consente di osservare che il mese più freddo dell’anno é Gennaio ed il mese più caldo é Luglio. Nel territorio studiato prevalgono i venti orientali e specialmente del primo quadrante con particolare frequenza dei venti da N (tramontana) e da NE (greco).


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7. INDAGINI ESEGUITE

Rilievo topografici Sono stati eseguiti rilievi topografici con stazione totale per definire le esatte geometrie delle sponde-versante interessate dai dissesti idrogeologici. Tali dati sono stati poi agganciati al DTM passo 1m della Protezione Civile per ottenere le sezioni di progetto. Stazioni geomeccaniche

L’analisi geomeccanica assume aspetto fondamentale per la definizione delle caratteristiche strutturali delle pareti rocciose. Si rileva tuttavia come il conglomerato si presenti sostanzialmente con un aspetto massivo privo di famiglie di discontinuità, ma con una differente classatura dei livelli stratigrafici a testimonianza di successivi episodi deposizionali. Tuttavia tali successioni non rivestono, nelle aree di indagine, particolare significato nell’ambito del comportamento geomeccanico in quanto la roccia presenta localmente differenti gradi di cementazione associati alle dimensioni dei clasti e alla loro disposizione (tessitura). Si considerano invece assai importanti le fessure di rilassamento orizzontali e/o verticali associate all’attività disgregatrice degli eventi atmosferici e all’azione erosiva del fiume Natisone. Tali strutture sono state dunque mappate al fine di definire potenziali cunei rocciosi instabili. Altresì, in considerazione della natura stessa del conglomerato, non si è ritenuto possibile definire dati di resistenza a compressione monoassiale con l’uso di un martello di Schmidt Resta dunque assai difficile definire con indagini di tipo geognostico e/o geofisico i valori geotecnici caratteristici dell’ammasso roccioso. Si faranno dunque delle valutazioni oggettive sito per sito sulla base del fuso granulometrico, della cementazione dei livelli stratigrafici affioranti e delle geometrie dei versanti stessi. Sono stati, invece, prelevati n° 15 campioni di roccia per l’analisi del peso di volume con il metodo della pesata idrostatica. Analisi sismica dei microtremori Per valutare gli effetti di sito dovuti alla risonanza prodotta dai depositi di superficie sono stati calcolati i rapporti spettrali tra la componente orizzontale e la componente verticale del moto (HVSR) in corrispondenza del sito B le cui caratteristiche geometriche meglio si sposano con le condizioni ambientali necessarie per l’esecuzione di tale prova. È noto come la frequenza di picco di tale funzione sperimentale possa predire la frequenza fondamentale di risonanza dei sedimenti (Haghshenas et al., 2008). Per il calcolo degli HVSR è stato utilizzato il software GEOPSY (http://www.geopsy.org). L’algoritmo è basato su una selezione automatica delle finestre d’analisi (anti-trigger) al fine di mantenere la parte stazionaria del segnale ed escludere i transienti. Le registrazioni eseguite hanno avuto durate differenti (da 6 minuti sino a 20 minuti) e sono state selezionate finestre di analisi di durata pari a 25 secondi. A ciascuna finestra sono stati applicati:


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• una funzione di tapering tipo coseno al 5%, • la FFT, • lo smoothing dello spettro mediante funzione logaritmica proposta da Konno e

Ohmachi (1998), con coefficiente b=20; sono stati quindi calcolati la media quadratica delle componenti orizzontali ed il rapporto spettrale H/V (HVSR) per ciascuna finestra; infine la media HVSR con deviazione standard .

8. CONSIDERAZIONI SULLE AREE DI STUDIO

Sito A L’evento franoso ha interessato la parete rocciosa attorno alla quale si sviluppa un muro in cemento armato. In particolare si sono avuti alcuni distacchi di blocchi di conglomerato. Sulla base delle indagini eseguite si ritiene che vi sia in atto un progressivo ammaloramento corticale del fronte roccioso con potenziali nuovi distacchi. Sono stati eseguiti rilievi topografici che hanno permesso di definire le principali geometrie dell’area di intervento al fine di valutare le soluzioni progettuali più idonee. Il deposito conglomeratico presenta un buon grado di cementazione con clasti di dimensione medie variabili tra 1,0 e 6,0cm (si possono tuttavia trovare anche elementi di dimensioni maggiori sino a 10,0/15,0 cm).

Aree distacco blocchi

Conglomerato

Edificio

Aggrottamento

Muro di contenimento in cls

Aggrottamento

LEGENDA

Prospetto area di indagine


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Alla base del fronte roccioso è presente un significativo aggrottamento (5.0m x1,30x4,0m) presumile paleo struttura dell’azione del fiume Natisone in epoca passata con alveo a quote superiori a quelle attuali. L’area infatti insiste presumibilmente su un antico terrazzo del Fiume. Al fine di stabilizzare tutta la porzione rocciosa sovrastante l’aggrottamento sarà necessario intervenire con un riempimento in calcestruzzo con eventuale utilizzo di blocchi litoidi. A monte della nicchia di distacco sono presenti alcuni blocchi altamente instabili per i quali sarà necessaria una rimozione con disgaggio. Altresì si ritiene opportuno un intervento corticale di sistemazione dell’intera superficie rocciosa degradata mediante la realizzazione di una muratura di contenimento opportunamente intirantata.

Piano cortile "S.Maria in Valle"

Nicchia distacco frana

Blocchi altamente instabili

Conglomerato

LEGENDA

Aggrottamento

Schema sezione litostratigrafica tipo

Quali caratteristiche geotecniche si assegnano i seguenti valori :

Litotipo Peso di Volume kN/mc

Angolo di attrito

(°)

Coesione residua MPa

Resistenza alla compressione

MPa Conglomerato

poligenico

24

38

0,01

50

Si considera che l’ammasso roccioso sia in condizioni di resistenza residue a tal fine, per simulare la presenza di ponti di roccia, si introduce un basso valore di coesione, pari a 0,01 MPa. Quale valore indicativo della tau (tensione di aderenza) a rottura, sulla base di prove reperite in letteratura e/o eseguite dallo scrivente su compagini litologiche simili, si assegna un valore pari a 0,60 MPa.


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Foto d’archivio dopo un evento franoso

Panoramica area di indagine – stato di fatto con individuazione dei punti di distacco blocchi


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Sito B Si tratta di un fenomeno franoso che ha interessato una porzione di ca. 10 m della sponda sx del fiume Natisone all’altezza del parco della Lesa in località Carraria a valle di una carrareccia che costeggia il fiume medesimo.

Panoramica del tratto apicale del fronte di frana

Per una verifica puntuale dello stato di addensamento del conglomerato lo scrivente ha provveduto a calarsi lungo il versante roccioso. Si è potuto così verificare una sostanziale omogeneità del versante per quanto riguarda le caratteristiche tessiturali e di addensamento del conglomerato. La formazione litologica è caratterizzata da un grado di cementazione basso con legante sabbioso superficialmente incoerente. I clasti, prevalentemente calcarei, hanno dimensioni variabili da 1 a 10 cm.

Particolare della tessitura della formazione conglomeratica


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Natisone

0.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 15.0 20.0 25.0m

10.0m

5.0

0.0

-5.0

-10.0

-15.0

Carrareccia

Paletti bordo strada

Sezione litostratigrafica del versante Quali caratteristiche geotecniche si assegnano i seguenti valori :


Angolo di attrito

(°)



MPa Conglomerato

poligenico

24

36

0,01

30

In considerazione della presenza della carrareccia immediatamente a monte del corpo di frana si consiglia la realizzazione di una piattaforma in C.A. ancorata con micropali. Al fine di arrestare il fenomeno di progressivo deterioramento del fronte roccioso si suggerisce , inoltre, un intervento corticale con chiodatura e rete metallica. Quale valore indicativo della tau (tensione di aderenza) a rottura, sulla base di prove reperite in letteratura e/o eseguite dallo scrivente su compagini litologiche simili, si assegna un valore pari a 0,60 MPa. Di seguito vengono riportate le curve HVSR relative alla stazione di misura eseguita lungo la carrareccia a monte del fronte di frana.


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La curva HVSR

Si osserva in generale una bassa amplificazione mentre sono presenti alcuni picchi in frequenza.

Spettro del segnale

Dall’analisi dello spettro del segnale alle frequenze si possono evidenziare alcuni segnali di tipo direzionali di probabile origine antropica che verranno dunque scartarti nella modellazione del segnale per l’inversione dei dati.

Lo spettro di ampiezza delle componenti Z, N ed E


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Per ricavare l’andamento del valore delle velocità delle onde di taglio è stato applicato il metodo SPAC (Aki, 1957; Chavez-Garcia, 2005), basato sull’ipotesi di stazionarietà spazio-temporale del segnale sismico, alle componenti verticali dei segnali registrati in superficie. Dal confronto tra la funzione teorica e la curva sperimentale, si è potuto ricavare la funzione di dispersione per il modo fondamentale delle onde di Rayleigh, la cui conoscenza consente di risalire al modello di velocità del mezzo, attraverso un procedimento di inversione. A tal fine è necessario disporre di un modello del sottosuolo da assumere come modello iniziale, consistente in un insieme di strati piano-paralleli sovrastanti un semispazio, ciascuno caratterizzato da quattro parametri: spessore, velocità delle onde S, rapporto di Poisson, densità (h, Vs, υ, ρ).

Andamento delle Vs

0

5

10

15

20

25

30

35

0 200 400 600 800 1000

Velocità (m/s)

Pro

fond

ità (m

)

Figura 4: Modello di velocità finale.

L’inversione dei dati tramite codice di calcolo DINVER (http://www.geopsy.org/) è stata eseguita attraverso 50 iterazioni che hanno prodotto 2500 modelli. Sopra è riportato il modello di velocità finale ricavato dal procedimento di inversione, tale modello conduce a Il valore VS30 a piano campagna risulta pari a 815m/s e pertanto ciò porta a classificare il suolo come appartenente alla categoria A “Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di VS30 superiori a 800,0, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3,0 m.”


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Sito C Si tratta di un aggrottamento alla base della sponda dx del fiume Natisone all’altezza di piazzetta S.Biagio. Il costone conglomeratico sovrastante la cavità presenta due principali situazioni di potenziale criticità geostatica :

- una potenziale innesco di un distacco gravitativo di un lastrone corticale - una famiglia di fratture suborizzontali prossime al tetto dell’aggrottamento

Panoramica dal fiume della parete oggetto di sistemazione con aggottamento basale In fase esecutiva a seguito degli Interventi di pulizia e disgaggio della parete si dovrà provvedere ad un attento esame della situazione geostatica della parete al fine di definire le soluzioni progettuali più idonee per la sistemazione del fronte roccioso. Qualora si rilevasse una marcata situazione di rilassamento gravitativo del lastrone roccioso, sarà necessario provvedere ad una sistemazione corticale del fronte roccioso mediante chiodature e legatura con fune metallica.


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Aggrottamento

8.0

6.0

4.0

2.0

0.0

10.0mPiazza S.Biagio




Angolo di attrito

(°)



MPa Conglomerato

poligenico

24

38

0,01

50

Quale valore indicativo della tau (tensione di aderenza) a rottura, sulla base di prove reperite in letteratura e/o eseguite dallo scrivente su compagini litologiche simili, si assegna un valore pari a 0,80 MPa. Per quanto riguarda il sedime fondale si rileva la presenza di un livello sabbioso presumibilmente decimetrico sovrastante i depositi ciottolosi e ghiaiosi del fondo alveo (sono presenti anche blocchi lentiformi di conglomerato). Si tratta di depositi incoerenti poco addensati pertanto si suggerisce la realizzazione di un ancoraggio orizzontale dell’opera di riempimento alla roccia in posto.


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Sito D Si tratta di un aggrottamento alla base della sponda dx del fiume Natisone in corrispondenza di via Borgo Brossana ( a ca. 150 m di distanza dal sito C in direzione est). Questo sito non presenta evidenti situazioni di criticità geostatica. Si ritiene, tuttavia, importante realizzare la sistemazione del sito mediante riempimento dell’intera cavità al fine di bloccare potenziali rilassamenti e/o cedimenti del fronte roccioso sovrastante.

Panoramica dal fiume dell’aggrottamento sito-D

10.0m

8.0

6.0

4.0

2.0

0.0

Conglomerato

Deposito sabbioso

LEGENDA

Aggrottamento



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Angolo di attrito

(°)



MPa Conglomerato

poligenico

24

38

0,01

50

Quale valore indicativo della tau (tensione di aderenza) a rottura, sulla base di prove reperite in letteratura e/o eseguite dallo scrivente su compagini litologiche simili, si assegna un valore pari a 0,60 MPa. Anche in questo caso il sedime fondale è caratterizzato dalla presenza di un livello sabbioso presumibilmente decimetrico sovrastante i depositi ciottolosi e ghiaiosi del fondo alveo. Risulta pertanto corretta la realizzazione di un ancoraggio orizzontale dell’opera di riempimento alla roccia in posto.

Sito E Il sito presenta alcune fratture di rilassamento (con larghezza ≤ 10,0cm) nella formazione conglomeratica con conseguente cedimento del margine sommitale del fronte roccioso.

0.09.0

6.80

9.0

9.0

0.20

8.20

Natisone

Fratture di rilassamento

Rio

Emilia

no

A

AA

Planimetria area di indagine


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Fratture di rilassamento

0.0

6.80

9.0


Panoramica parete in sinistra idrografica


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In particolare si segnalano due fratture importanti : A) interessa proprio la porzione sommitale del fronte roccioso .Ha un’apertura

media di ca. 7.0cm ed immerge a 330° N con inclinazione di 75° B) interessa un blocco roccioso con quota sommitale a ca. +7.0m dall’alveo del

Natisone. Ha un’apertura media di ca. 4.0 cm ed immerge a 175° N con inclinazione di 85°

Per la sistemazione del fronte roccioso si ritiene necessario provvedere ad una chiodatura con legatura dei blocchi instabili. In particolare in fase esecutiva a seguito degli Interventi di pulizia (rimozione della vegetazione) e disgaggio della parete si dovrà provvedere ad un attento esame delle discontinuità presenti al fine di definire le geometrie più idonee per l’intervento di difesa attiva di progetto. Quali caratteristiche geotecniche si assegnano i seguenti valori :


Angolo di attrito

(°)



MPa Conglomerato

poligenico

24

38

0,01

50 Quale valore indicativo della tau (tensione di aderenza) a rottura, sulla base di prove reperite in letteratura e/o eseguite dallo scrivente su compagini litologiche simili, si assegna un valore pari a 0,60 MPa.


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9. CONCLUSIONI

Sulla base di tutte le informazioni ricavate nel presente studio è possibile formulare le seguenti conclusioni:

- La compagine litologica conglomeratica affiorante lungo le sponde della forra del Natisone presenta diffuse situazioni di dissesto caratterizzate da una spiccata azione disgregatrice della roccia stessa sia di tipo fisico (associata per lo più all’azione erosiva delle acque del Natisone) che chimico.

- Le indagini svolte hanno permesso di definire per ogni intervento le più idonee

tipologie di opere di consolidamento da realizzare con interventi attivi di tipo corticale (chiodatura con funi in acciaio ). Per quanto riguarda gli aggrottamenti si ritiene corretto il riempimento mediante calcestruzzo e blocchi litoidi.

- Si considera altresì importante, in fase esecutiva, effettuare una pulizia (con

rimozione della vegetazione) e disgaggio dei fronti rocciosi a seguito della quale ispezionare accuratamente le pareti oggetto di consolidamento. In tal modo sarà possibile definire in modo più accurato le geometrie delle soluzioni progettali adottate, con particolare riferimento alla posizione dei chiodi di ancoraggio.

Udine, ottobre 2016

dott. geol. Francesco CAPRONI

messa in sicurezza e consolidamento nelle zone del … · messa in sicurezza e consolidamento la...

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