LIQUEFAZIONE TERRENI
Background
L’edificio, costituito da due distinti corpi, presenta uno sviluppo in pianta prevalentemente irregolare. Il corpo principale, a due livelli fuori terra, è adibito a civile abitazione. Il secondo corpo di fabbrica per uso garage e locali cantina presenta un livello fuori terra ed un secondo livello interrato. Per entrambi i corpi, la struttura di fondazione risulta diretta continua in muratura portante, mentre le strutture in elevazione fuori terra risultano essere in muratura portante con mattoni pieni e malta di calce tradizionale. I solai del corpo principale sono realizzati in SAP e tavelloni ad eccezione del solaio di copertura. L’edificio risulta danneggiato dal recente evento sismico del 2012 anche per causa di fenomeni di liquefazione dei terreni e necessitava di un consolidamento degli strati di terreno liquefacibili.
Stato di fatto.
L’immobile risulta duramente colpito dall’evento sismico del 20-29 maggio 2012 il cui epicentro è stato rilevato tra i Comuni di Finale Emilia (MO) e San Felice sul Panaro (MO). In particolare, la scossa più dannosa è risultata essere quella delle ore 04:03 del 20 maggio 2012 di magnitudo 5.9 della scala Richter con epicentro a circa 15 km di distanza dal paese di Mirabello (FE). L’evento sismico del 2012 ha causato danneggiamenti di natura diversa e sia su elementi strutturali che non, amplificati dalla manifestazione dei gravi effetti del fenomeno della liquefazione dei terreni. Si riportano di seguito le lesioni più significative identificate a seguito dei sopralluoghi eseguiti dai tecnici incaricati dalla committenza:
- fessure orizzontali presenti in corrispondenza delle fasce di piano dovute ai cedimenti in fondazione conseguenti al fenomeno della liquefazione dei terreni;
- fessure in corrispondenza dell’innesto tra solai e murature portanti derivanti dai cedimenti in fondazione;
- fessure in corrispondenza dell’innesto tra due murature verificatesi per le medesime cause;
- lesioni in corrispondenza di architravi dovute agli spostamenti delle strutture portanti sotto l’azione orizzontale del sisma;
- lesioni sub-orizzontali localizzate in corrispondenza delle angolate dell’edificio dovute ad abbassamento fondale.
Per suddette ragioni l’edificio rientra in classe di livello operativo E3 e risulta in stato di danno più che gravissimo (classe 4) tale da ritenersi necessaria la sua prossima demolizione. Sulla medesima impronta è dunque prevista la realizzazione di un nuovo fabbricato che dovrà essere realizzato secondo disciplina normativa vigente anche tenendo conto delle risultanze dello stato di fatto.
Per queste ragioni i progettisti dell’opera hanno ritenuto opportuno di procedere, preliminarmente alla ricostruzione, con un intervento di consolidamento del terreno secondo la tecnologia di “Compaction Grouting” e con l’obiettivo di migliorare le proprietà meccaniche dello strato di sabbia che aveva dato luogo ai fenomeni di liquefazione del terreno.
Il terreno di fondazione e verifica a liquefazione.
Al fine di verificare la suscettibilità a liquefazione dello strato sabbioso sono state preliminarmente eseguite in un test site dedicato a sud ovest del fabbricato una prova penetrometrica CPT (profondità = 12,8 mt da p.c.) e una penetrometrometrica CPTU (profondità = 11,83 mt) con penetrometro Pagani modello TG63 (200KN). La verifica a liquefazione dei terreni è stata successivamente condotta secondo il “metodo di Robertson e Wride” ipotizzando l’azione di un sisma di magnitudo pari a 6,14 della scala Richter ed una accelerazione di picco attesa al sito di 0,202 g.
La CPT1 pre intervento ha evidenziato la presenza di sei strati di spessore di 20 cm in cui il fattore di sicurezza di partenza non era verificato. La CPTU1 ha invece evidenziato valori del fattore di sicurezza diffusamente al di sotto della soglia di 1,25 per tutto lo strato trattato.
Obiettivi d’intervento.
Per una maggior uniformità dei risultati si è pianificato di consolidare integralmente lo strato sabbioso individuato e mediamente compreso tra – 8,5 e -11 m dal p.c. fino a soddisfare il fattore di sicurezza indicato dalle prescrizioni Regionali e pari ad 1,25.
L’intervento GEOSEC.
Dal punto di vista operativo si sono eseguite iniezioni di resina fino a 11 metri di profondità secondo una maglia a celle triangolari. Le iniezioni sono state condotte sotto controllo geofisico ERT 4D e CPTU in corso d’opera. I risultati ottenuti hanno dimostrato un incremento medio del fattore di sicurezza sulla strato trattato pari la 41% con picchi di miglioramento anche superiori al 200% rilevati alle profondità di circa 9,5 met da p.c.