Innovazione delle metodologie di scavo in sabbie sottofalda
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12/2/2020 Innovazione delle metodologie di scavo in sabbie sottofalda - Strade & Autostrade Online
GALLERIE & TUNNELLING
Innovazione delle metodologie di scavo in
sabbie sottofalda
Il caso del sottopasso di Via Gobbi con una galleria naturale della variante di Campalto sulla
S.S. 14 “Triestina”
Autori: Paolo Pujia, Alessandro Focaracci 4 Febbraio 2020
L’area metropolitana di Venezia rappresenta uno snodo fondamentale della rete stradale e autostradale del
Nord-Est. All’interno della rete viaria che interessa tale area, la S.S. 14 “della Venezia Giulia” costituisce
un’importante direttrice di collegamento tra le province di Venezia, Udine, Gorizia, Trieste e la Slovenia.
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In particolare, il tratto veneto della Statale denominato S.S. 14 “Triestina”, si configura come una
viabilità di collegamento tra i più importanti centri della provincia di Venezia con l’aeroporto Marco Polo
a Tessera.
Il progetto denominato “Varianti alla S.S. 14 “Triestina” dei centri abitati di Campalto e Tessera in
comune di Venezia – variante di Campalto” propone un tracciato di variante che produce una
razionalizzazione e una ridistribuzione del traffico veicolare presso l’abitato di Campalto verso
l’aeroporto di Tessera. La variante, che presenta uno sviluppo di 2 km, attraversa zone scarsamente
antropizzate, ai margini di aree attualmente agricole.
A circa metà del suo sviluppo, il tracciato incontra la viabilità comunale di Via Gobbi la cui interferenza
è stata risolta attraverso la realizzazione di una galleria naturale della lunghezza di circa 26 m realizzata
con il metodo del Pipe Arch, integrata da due tratti in artificiale di lunghezza complessiva di 49 m e dalle
relative rampe di accesso, di lunghezza pari a 430 m e 410 m, rispettivamente.
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Tale opera è in assoluto, sia sotto il profilo tecnico che sotto quello economico, la più impegnativa
dell’intero intervento; questa si è resa necessaria per la rilevanza di Via Gobbi che rappresenta uno dei
pochi assi di collegamento della viabilità veneta con l’aeroporto. Preferenze cookies
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Tale arteria – oltre a sostenere i principali sottoservizi afferenti – rappresenta uno dei pochi collegamenti
stabili e tali da garantire la continuità dell’esercizio stradale. La soluzione progettuale adottata, altamente
innovativa, ha consentito il mantenimento per tutta la durata dei lavori della fruibilità di Via Gobbi come
richiesto dal comune di Venezia e dagli Enti gestori (www.prometeoengineering.it).
La geologia
Il sottosuolo del settore della pianura veneta all’interno del quale ricade il presente progetto è costituito
da un potente spessore, valutato nell’ordine delle centinaia di metri, di terreni appartenenti al bacino
sedimentario pleistocenico-olocenico veneto, costituiti da terreni di scarso addensamento o consistenza.
Essi rientrano nel gruppo delle terre a granulometria fine, comprendendo termini che vanno dal basso
verso l’alto, dalle argille, con varia incidenza di frazione limosa e sabbiosa, ai limi, alle sabbie fini, alle
terre organiche tipiche della laguna veneta.
La disposizione geometrica dei diversi corpi sedimentari risulta essere del tutto casuale, in virtù delle
variazioni relative subite dal livello marino nel corso del quaternario e, con esso, dall’ambiente di
sedimentazione, regolato dal succedersi di ingressioni e regressioni del mare, nonché dalle variazioni
idrografiche dei corsi dei fiumi.
Essa è caratterizzata da eteropie laterali e interdigitazioni fra depositi a geometria frequentemente
lentiforme e dalla presenza di paleo alvei, spesso individuabili come fasce allungate, morfologicamente
rilevate rispetto alle aree circostanti.
Il tracciato della variante in progetto attraversa terreni sciolti a granulometria fine e finissima; in
particolare, nel tratto iniziale, dalla rotatoria di innesto sulle Vie Sabbadino e Orlanda fino
all’attraversamento in galleria naturale di Via Gobbi, sono segnalati in affioramento affioramento terreni
limo-argillosi di colore dal nocciola al grigio, per uno spessore dell’ordine dei 1÷2 m circa, deposti nelle
aree depresse interfluviali.
Al di sotto di questi e, in superficie, nel tratto intermedio e terminale del tracciato, a partire
dall’attraversamento di Via Gobbi, è segnalata la prevalenza di termini sabbiosi, subordinatamente limo-
sabbiosi, da grigi a nocciola. La granulometria delle sabbie è da molto fine a medio-fine.
La galleria naturale interessa terreni a granulometria sabbioso limosa, sede di un acquiferoPreferenze
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superficie piezometrica è prossima al piano campagna.
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2. Il profilo geologico-geotecnico
Le indagini condotte in fase di progettazione esecutiva hanno prediletto l’approfondimento delle indagini
nelle zone a maggiori criticità ai fini progettuali, ovvero, nel tratto in galleria. Alla luce di tali indagini, è
stato definito il seguente modello geologico-geotecnico suddiviso in quattro unità geologiche geotecniche
(U.G.):
U.G. I: presente al di sotto del piano campagna è presente uno strato di spessore variabile da 1 a 2 m
rappresentata da terreni di copertura e di natura limosa;
U.G.II: a seguire si rileva la presenza di uno strato di spessore 7÷10 m di terreni di natura
prevalentemente incoerente costituiti da sabbie a granulometria variabile da fine a media con
l’aumentare della profondità;
U.G. III e U.G. IV: al di sotto del banco di materiale sabbioso e sino alla profondità di 33÷33,5 m
dal p.c. si incontrano terreni di natura incoerente costituiti da argille limose e sabbiose (U.G. III).
All’interno di questo strato sono presenti frequenti intercalazioni di limo sabbioso e sabbie fini limose
con spessore variabile da 0,5 m a 2 m circa e grado di addensamento medio (U.G.IV).
L’idrogeologia Preferenze cookies
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La rilevanza e la difficoltà dell’opera sono conseguenti anche alla prossimità della laguna di Venezia
distante solo qualche centinaio di metri dal sottosuolo di Via Gobbi.
Attraverso la campagna di misure nelle fasi progettuali e realizzativa, è stata confermata la presenza nella
zona in esame di una falda nei livelli superficiali a una quota di 0,5÷1 m dal piano campagna.
In relazione alle variazioni litologiche descritte in precedenza, è nota comunque la presenza di un sistema
multifalda più in profondità, con livelli piezometrici localizzati a quote diverse.
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3A. Il tratto delle rampe tra diaframmi definitivi
Descrizione delle opere e delle analisi condotte
Le rampe di approccio alla galleria naturale
All’interno delle due rampe si distinguono diverse tipologie di intervento, le cui diverse soluzioni
progettuali derivano dal progressivo approfondimento della quota di scavo.
Il tratto tra muri ad U
Sono i tratti terminali del sottovia per i quali è stato sufficiente realizzare dei muri laterali a sbalzo dalla
fondazione per il sostegno delle pareti laterali di scavo. Gli scavi sono stati realizzati per un tratto senza
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l’utilizzo di opere provvisionali e per un tratto con l’utilizzo di opere di sostegno provvisionali
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(palancolati), anche contrastate da puntoni in acciaio, in funzione dell’altezza di scavo.
Il tratto tra diaframmi e puntoni definitivi
Nelle zone dove la trincea risulta più profonda, il sostegno degli scavi è stato realizzato con paratie di
diaframmi di spessore 120 cm e profondità 19 e 20 m. Il contrasto alla spinta delle terre e dell’acqua è
coadiuvato da puntoni definitivi posti sulla trave di collegamento dei diaframmi.
Al fine di realizzare un efficace impermeabilizzazione tra i pannelli in calcestruzzo di larghezza 250 cm
sono stati posti dei giunti water stop e all’interno i diaframmi presentano un rivestimento in c.a. costituito
da un solettone di base di altezza 130 cm e una coperta laterale di 60 cm.
I pozzi ellittici di approccio alla galleria naturale
La soluzione tecnica per la realizzazione della galleria naturale sotto Via Gobbi prevede la costruzione di
pozzi ellittici entro i quali posizionare le macchine di perforazione e consolidamento necessarie alla
realizzazione della galleria naturale.
Entrambi i pozzi sono realizzati mediante una corona, di pali disposti in pianta secondo un ellisse con
asse maggiore e minore rispettivamente di 28,2 m e 24,0 m e sono orientati con l’asse minore allineato
allo sviluppo longitudinale del sottovia.
Il paramento verticale è realizzato mediante l’impiego di pali CFA del diametro di 800 mm; in alcune
zone particolarmente sensibili dal punto di vista dei possibili cedimenti e degli effetti dei consolidamenti
è stata prevista un ulteriore fila di pali con tecnologia CFA a ulteriore tutela delle preesistenze.
A partire dal piano campagna tutto il volume di terreno a tergo dei pali è stato sottoposto ad un
trattamento di jet grouting bifluido sub verticale al fine di migliorare le caratteristiche meccaniche del
terreno spingente e di garantire la tenuta idraulica.
Analogo trattamento con jet grouting del diametro di 1.500 mm è stato eseguito per assicurare la stabilità
del fondo scavo con un tampone di fondo di spessore 5 m tra le quote −26 m e −21 m da p.c.
I pozzi sono stati scavati per campioni di 1,5 m e, ad ogni avanzamento, è stata gettata in opera una
parete di rivestimento per sottomurazione mediante anelli in calcestruzzo armati e ancorati ai pali già
realizzati.
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Le operazioni di ribasso del piano di scavo all’interno dei pozzi sono state accompagnate dalla
progressiva esecuzione degli interventi al fronte (pali, VTR e iniezioni) per il consolidamento del volume
di terreno entro cui si colloca la galleria naturale.
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5A. Vista aerea dei pozzi ellittici
L’analisi di tipo geotecnico
Il modello di calcolo utilizza il metodo degli elementi finiti (FEM). Il problema nelle diverse fasi
realizzative dei pozzi ellittici è stato analizzato nell’ipotesi di stato piano di deformazione, con una mesh
triangolare a tre nodi per ciascun elemento.
La sezione di riferimento è quella lungo l’asse minore dei pozzi e che interseca perpendicolarmente Via
Gobbi. Le parti strutturali sono state modellate attraverso elementi beam secondo la formulazione di
Timoshenko.
Il comportamento del materiale è di tipo plastico con criterio di rottura Mohr-Coulomb. La spinta
esercitata dal terreno sulle paratie dipende dallo stato deformativo del terreno e, conseguentemente, è
frutto della deformazione della mesh nel modello.
Le elaborazioni numeriche sono state condotte considerando la presenza di falda, il cui limite è stato
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posizionato a –1 m dal piano campagna nel tratto a monte delle paratie dei pozzi e a quota scavo nel
tratto a valle. Sono state simulate tutte le fasi di realizzazione delle opere.
La realizzazione della galleria naturale
La tecnica utilizzata denominata “Pipe Arch” consente di risolvere il problema della realizzazione di una
cavità in terreni difficili quali quelli presenti costituiti da sabbie finissime, immersi in falda ed in
condizioni di piccole coperture in rapporto alle dimensioni della galleria, potendo contare su una salda
struttura resistente ancor prima della realizzazione dello scavo.
Essa è da considerarsi, infatti, non un preconsolidamento ma un presostegno costituito da un fraticcio
strutturale formato da tubi in acciaio esterni, capace di garantire la canalizzazione delle tensioni al
contorno del cavo e quindi di creare artificialmente l’effetto arco che il terreno non è in grado di crearsi
naturalmente e la seconda di archi continui in calcestruzzo armato attraverso pali del diametro di 400
compenetrati armati anche con VTR, tali da consentire una ripartizione trasversale delle forze di scavo.
Entrambe le corone interna ed esterna sono coadiuvate elementi trasversali chiusi costituiti da centine
HEB220 passo 0,5 m a formare un graticcio resistente e in grado di contrastare gli effetti dei cedimenti in
superficie.
Nella progettazione e realizzazione di una cavità deve essere tenuto ben presente come la canalizzazione
del flusso di tensioni deviato dalla sua apertura (“effetto arco”) possa essere controllata attraverso la
scelta delle fasi di scavo e degli interventi di stabilizzazione e, di conseguenza, come la deviazione del
flusso possa essere pilotata con i medesimi strumenti (fasi di scavo e strumenti di stabilizzazione) nelle
diverse situazioni geostrutturali e geomeccaniche dei terreni in gioco.
Inoltre la tecnica del Pipe Arch, rinunciando al contributo statico del fronte (anche se nel caso specifico
del sottopasso di Via Gobbi è stato effettuato un consolidamento mediante jet grouting armati con
elementi in VTR e iniezioni cementizie e/o chimiche) e operando un contenimento continuo del terreno
al contorno del cavo, permette di minimizzare e spesso annullare le deformazioni che si innescano
nell’ammasso, riducendo sensibilmente le spinte che si generano sul rivestimento e permette, in
definitiva, di conservare quasi inalterati gli equilibri preesistenti allo scavo della cavità.
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6. La geometria e il tipo di consolidamenti utilizzati per lo scavo della galleria naturale
Il monitoraggio topografico e strutturale
Durante l’esecuzione dei lavori è stato effettuato un costante monitoraggio topografico e strutturale delle
strutture in fase di realizzazione e delle strutture preesistenti (edifici, Via Gobbi).
Conclusioni
L’esecuzione di scavi in sotterraneo in ambito urbano presenta spesso molte problematiche complesse
connesse alla presenza di possibili interazioni del terreno con le preesistenze in termini di cedimenti
ammissibili.
Nel sottoattraversamento di Via Gobbi si è aggiunta l’esigenza del Committente di non interrompere il
traffico veicolare e la particolare conformazione geologica dell’area con terreni sotto falda costituiti da
sabbie finissime a poche centinaia di metri dalla laguna di Venezia.
Queste condizioni al contorno hanno suggerito la scelta di una soluzione progettuale innovativa e di
carattere sperimentale per quanto riguarda lo scavo della galleria naturale.
In generale, la soluzione prevede un presostegno costituito da due ordini di pali del diametro di 400 per
tutta la lunghezza della galleria naturale pari a 25 m. Questo, insieme ad adeguati interventi di
consolidamento e di impermeabilizzazioni, ha permesso di contrastare i processi di filtrazione e gli effetti
sulle strutture adiacenti.
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Dati tecnici
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Stazione Appaltante: ANAS SpA
Progetto definitivo: ANAS SpA
Progetto esecutivo: Proger SpA
Consulente specialistico geotecnica e opere in sotterraneo: Ing. Alessandro Focaracci di
Prometeoengineering.it Srl
Responsabile del Procedimento: Ing. Pietro Gualandi di ANAS SpA
Direzione Tecnica e Project Manager: Ing. Paolo Pujia di Intercantieri Vittadello SpA
Direttore dei Lavori: Ing. Umberto Vassallo di ANAS SpA
Direzione di Cantiere: Ing. Stefano Vogrig e Geom. Roberto Marin di Intercantieri Vittadello SpA
Impresa esecutrice dei lavori: Intercantieri Vittadello SpA
Importo dei lavori: 23.122.975 Euro
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Il presente articolo è tratto dal fascicolo n° 139 Gennaio/Febbraio 2020
Tag Tecnologie Idrogeologia Gallerie Geologia Innovazione
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Aziende Intercantieri Vittadello Proger SpA ANAS SpA Prometeoengineering.it Srl
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