Source: https://www.scribd.com/document/158631505/Istruzioni-Tecniche-per-la-Progettazione-delle-dighe-marittime-ITA-OCR-pdf
Timestamp: 2017-02-21 08:03:16+00:00
Document Index: 41498533

Matched Legal Cases: ['arte 6', 'arte 5', '§1', '§1', 'arte 2', 'arte 2']

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i risultati delle misure eseguite unitamente ai particolari esecutivi.88 n. nonchè l'esecuzione di sondaggi. 127) e le istruzioni corrispondenti (Circ. ton/ane). proposito sono dettate dalle "Raccomandazioni sulla programmazione ed esecuzione delle indagini geotecniche" (giugno 1977) e le "Raccomandazioni sulle prove geotecniche di laboratorio" pubblicate nel maggio 1990 in edizione provvisoria a cura dell'Associazione Geotecnica Italiana (A.2. i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione. ll programma delle prove di laboratorio dovrà comprendere prove di identificazione.2 Indagine geotecnica L'indagine geologica e geotecnica ha lo scopo di raccogliere tutti i dati qualitativi e quantitativi occorrenti per il progetto.6. L'indagine in situ dovrà di norma comprendere le seguenti operazioni: ø rilievo dei fondali con ubicazione dei punti d'indagine.). 1.P. 30483). notizie degli avvenimenti particolari verificatisi durante l'esecuzione dei lavori. ø i profili stratigrafici. l'esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione" (D.1988
Suppl_ Ord. 24.M. 2. ø diagrammi penetrometrici con il tipo e le caratteristiche delle attrezzature e delle modalità esecutive delle misure. LL_PP. LL_PP. la posizione e il tipo di eventuali falde idriche. Vane Test).l. geofisici e geotecnici esistenti. statiche con piezocono).G. I risultati delle indagini in situ vanno documentati con: ø una planimetria generale. 11.1.9. ~ prove penetrometriche di vario tipo (dinamiche.T. prove di carattere meccanico (S.88 n.
.3. sulla quale saranno riportati i punti d'indagine rilevati topograficamente. prove in situ e prove di laboratorio per determinare la natura e la successione dei terreni del sottosuolo (profilo litostratigrafico) e le loro proprietà fisioo~meccaniche. alla G_U. Essa comprende la raccolta dei dati geologici. la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate.1. ø prove nel laboratorio di cantiere (pocket penetrometer.
Utili indicazioni a tale. rilievo delle falde idriche. per il controllo dell'opera nel suo insieme ed in rapporto al terreno.. prove idrauliche e meccaniche in campo statico e dinamico. statiche.1 Richiamo delle norme vigenti L'indagine geotecnica va condotta seguendo le "Norme Tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce. -0 sondaggi con prelievo di campioni (rimaneggiati e/o indisturbati) adeguati per numero e qualità.2. il tipo e le caratteristiche delle attrezzature impiegate.
2.1.1.3. b) serie storiche di direzione e intensità del vento e statistiche nel paraggio in esame. e) statistica dei valori di pressione atmosferica ( per valutare l'associata componente della sopraelevazione del rilievo marino nel caso di burrasca e in vicinanza della costa . utili peraltro per ricostruire il vento in mare aperto in assenza di ossen/azioni dirette. d) forme tipiche e traiettorie delle perturbazioni che interessano I' area di generazione.
. ln mancanza di osservazioni sui venti od in sostituzione di queste possono usarsi informazioni sulla distribuzione di pressione al suolo (carte bariche).m. Regime dei venti 2. 2. la e) in relazione all'opportunità di valutare concomitanti manifestazioni di marea meteorologica.3. ø ragguagliare il vento osservato al vento spirante sul mare alla quota anemometrica standard (10 m s.1 Misure e registrazione del vento l venti vengono misurati da stazioni fisse collocate sulla terra ferma e dalle navi in transito.
.2 Presentazione ed uso dei dati di vento Le serie storiche usuali comprendono le osservazioni orarie o triorarie del vento medio (velocità e direzione) e la massima intensità sotto raffica. Esse forniscono una valutazione indiretta spazialmente mediata del campo di vento. A tal fine le informazioni necessarie od opportune sono: a) lunghezza dell'area di generazione (fetch) delle onde che interessano il paraggio.storm surge). le informazioni c) e d) di norma per le opere di qualche importanza. c) serie storiche e statistiche del vento nell'area di generazione.l (_
ø verificare la idonea collocazione della stazione.1. I Le registrazioni dei venti si riferiscono usualmente sia alle raffiche che ai valori medi (sui 10 minuti precedenti l'ora attribuita al rilievo).3. Per i fini preposti è prevalente l'interesse per quest'ultimi_ I dati di vento medio sono utilizzati per ricostruire singole mareggiate o per ricavarne la statistica. La trasposizione in termini di vento fornisce risultati approssimati. Le informazioni a) e b) dovranno essere sempre raccolte. Tali dati sono impiegati per:
ø valutare la statistica di base con tabelle di distribuzione delle osservazioni (singole) su intensità e direzione.).
(H1/3).1 Caratterizzazione delle onde Le onde appartenenti ad uno stato di mare hanno di regola carattere irregolare.. Tali parametri sono principalmente: ø l'altezza d'onda significativa (HS): è l'altezza media del terzo delle onde più alte. 2. cavo. essa è per definizione uguale al rapporto L/T_ Per velocità orbitale si intende la velocità delle particelle d'acqua.. valore che si raggiunge solo in condizioni di frangimento.
Per stato del mare reale (onde complesse) si intende il normale movimento irregolare che caratterizza l' agitazione del mare. sia in relazione agli effetti sulle navi. 2.W
ø preparare una rosa dei venti con la rappresentazione grafica della suddetta tabella. interessano anche le onde di intensità ordinaria.1. Per velocità di gruppo si intende la velocità con cui si propaga un gruppo d'onde. attraversamento di zero. Per lunghezza d'onda (L) si intende la distanza nello spazio fra due linee di ugual fase. ø il periodo significativo (Ts): è il periodo medio del terzo delle onde più alte. o per valutarne il funzionamento in condizioni operative. che sulla movimentazione dei sedimenti. Si definisce come altezza la differenza di quota fra cresta e cavo.
. Valori di azione ondosa frequenti dovranno altresì essere assunti per le verifiche degli stati limite di fessurazione. Esso è caratterizzato da parametri statistici delle singole onde. nel senso che non si presentano sempre uguali nel tempo. Per velocità di fase o celerità si intende la velocità apparente con cui si muovono le forme del profilo superficiale. ecc. risultando variabile principalmente l'altezza e secondariamente il periodo (o la lunghezza).1. essendo questa generalmente diversa dalla celerità o velocità con cui si propagano
le singole onde. Le onde possono essere misurate o ricostruite. Per il periodo (indicato con T) si intende l'inten/allo di tempo intercorrente fra gli instanti corrispondenti a due fasi successive ed uguali dell'onda (cresta.). interessa valutare principalmente le probabili condizioni estreme di sollecitazione ondosa. come di ogni altra opera esposta al mare. mentre per i problemi inerenti la manutenzione dell'opera. essa è generalmente minore della celerità. Per le onde regolari e ripetitive (denominate anche onde semplici) si danno le definizioni che seguono.4 Regime delle onde Per il progetto di un frangiflutti. intendendosi per onda l'oscillazione del livello liquido che è definito da due successivi attraversamenti di zero (livello medio) nello stesso verso. All'indicazione grafica del settore di traversia va aggiunto il diagramma polare dei fetch e quello della rosa dei venti (con le percentuali di frequenza ed intensità).4. indicata con H. Spesso le informazioni sono molteplici e non omogenee e pertanto esse debbono essere omogeneizzate prima della comparazione e della sintesi statistica.
. o come spettro bidimensionale di frequenza e direzione. il primo.90 0.0 0.i
ø l'energia totale per unità di superficie del mare (rapportata al peso specifico deIl'acqua).exp [-2. lo strumento di misura non fornisce indicazioni in tal senso)._
boe acceleromefriche.1. ecoscandagli acustici. a spettri normalmente stretti (spettro Jonswap con fattore di intensificazione del picco pari a 3.
I doppi valori a denominatore corrispondono.:
. il secondo. misura analogica o digitale della quota della superficie libera con metodi resistivi o capacitivi. occorre procedere a . quando non si distingua fra le diverse direzioni di propagazione (perchè ad es. ii
i ii I. esso è più piccolo del periodo di picco Tp degli usuali spettri unimodali e più grande del periodo medio Tm e di attraversamento di zero TZ. che costituisce una descrizione statistica completa dello stato del mare. quanto meno delle onde più alte.0. è ben rappresentata dalla distribuzione di Rayleigh. i . La distribuzione di frequenza delle altezze d'onda.86
li. in quanto lerrore statistico di campionamento e
im.0. iz ii . misuratori di pressione. . . Il periodo medio delle onde più alte è indipendente dalla altezza e pari a TS.4.88 -:.8nrmS ed è relativamente tanto più piccola quanto più largo è lo spettro (un rapporto 4.0 corrisponde ad uno spettro di larghezza di banda piccola).0 (H * /HS )2]
HS è normalmente pari a 3.2 Misure e registrazioni
. può essere dato sotto forma di spettro di frequenza. Nel . che fornisce la probabilità che l'altezza H sia minore di un valore assegnato H*
Pmb (H < H *)=1.13 + 1. . ln mancanza di informazioni specifiche sullo spettro si potrà assumere che i rapporti fra tali grandezze siano:
I.6+3... ecoscandagli inversi.84 -:. 2.l ìí
? : 1. valore medio per mare in fase di sviluppo).3. \ registrazioni alquanto lunghe. . Tali scostamenti crescono al crescere della larghezza di banda. denotata come m0.07 1. a spettri normalmente larghi (spettro Pierson-Moskowitz per mare completamente sviluppato).
I parametri di base caratterizzanti l'intensità di un'ondazione sono il valore medio quadratico dello spostamento verticale della superficie libera (nrms = mè/2) e l'altezza d'onda significativa HS. ø lo spettro di energia è la legge di ripartizione deIl'energia totale della agitazione fra tutte le onde elementari che la compongono. caso pratico di rilievo dell'onda irregolare in mare.
preferibilmente e fra loro equivalenti. Si consiglia di norma l'acquisizione automatica dei dati e l'analisi nel dominio temporale o nel dominio delle frequenze (analisi spettrale). periodo significativo. tramite il conteggio delle onde e la misura della quota della cresta più alta e del cavo più basso presenti nella registrazione. o l'ampiezza dell'inviluppo della funzione di autocorrelazione (ri) ad un lag (1) pari a mezzo periodo e ad un periodo intero (preferibilmente significativo ma anche medio o di picco). Molto utili.2*
inversamente proporzionale alla radice del numero di onde statisticamente indipendenti presenti nella registrazione (dal 60 al 90% delle onde effettive). periodo d'attraversamento di zero (periodo medio fra gli attraversamenti equiversi del livello medio).yz
. i dati di misure strumentali raccolti dal Servizio ldrografico e Mareografico Nazionale mediante la rete ondametrica di recente installata. che operano in campo mondiale. dovrà comunque essere fornita: ø la direzione media di provenienza del mare.
Per rilievi direzionali. altezza media quadratica (di tutte le onde). dispersione adimensionale in frequenza (v) oppure. nonchè la stima
dell'onda lunga eventualmente presente) da punti a terra o da navi in transito. come noto. frequenza di picco (fp). Tale metodo può essere di fatto consigliato solo per le registrazioni brevi in cui la qualità della misura è comunque condizionata dalla limitata lunghezza del rilievo.. Per rilievi non direzionali dovranno essere acquisiti comunque: a) nel caso di analisi nel dominio temporale: 0 ø ø ø altezza significativa delle onde. sono raccolte e diffuse dal Servizio ldrografico della Marina Italiana o da alcuni Servizi esteri. Dovrebbero pertanto essere presenti almeno 100 onde in ogni registrazione e di conseguenza la durata dovrebbe essere di almeno 10 minuti primi.
b) nel caso di analisi spettrale: 0 0 ~ ø energia (m0). ove disponibili. frequenza media (fm). come anche quelli della rete ENEL. Le
relative informazioni. 0 una misura della dispersione direzionale. La elaborazione statistica della registrazione può essere effettuata a mano. il primo minimo ed il successivo massimo della funzione di autocorrelazione. _
ii. oltre alle suddette grandezze. Nello studio statistico dei dati meteomarini non vanno dimenticate le osservazioni a vista dello stato del mare (stima dell'altezza e direzione dell'onda.
Per opere importanti. ad es.3 Flicostruzioni La ricostruzione delle onde viene più generalmente effettuata per via indiretta sulla base del vento spirante nell'aria di generazione. 3. I metodi di ricostruzione impiegati potranno essere sia del tipo integrato (che considerano I' agitazione ondosa al termine delI'area e della durata di generazione. in relazione al progetto in cui è inserita. possono considerarsi tali i metodi SMB e JONSWAP fra quelli integrati ed il metodo NORSWAM fra quelli evolutivi. ø considerare la persistenza del mare.4. che evidenzia gli apporti dovuti al vento e la dissipazione dovuta ai marosi) sia di tipo misto.4.1. il livello di rischio o probabilità di superamento dell'onda di progetto. le osservazioni o ricostruzioni delle caratteristiche del moto ondoso dovranno essere suddivise per classi omogenee. presupponendo che su entrambe il vento sia uniforme) sia del tipo evolutivo (basantesi sul bilancio della energia ondosa. inoltre. ø preparare una rosa del mare con rappresentazione grafica delle suddette tabelle. si dovrà fare riferimento solo ai metodi e relazioni ampiamente verificati in letteratura. 5. tenuto conto delle sue caratteristiche funzionali. 2. e gli eventi rilevanti considerati non debbono di norma essere in numero minore di 30 in totale e di 10 per settore considerato. I dati da cui la statistica è desunta debbono normalmente riferirsi ad almeno 20 anni di osservazioni._.m). Quando non si disponga di misure per la calibrazione. 2. analizzando la durata di mareggiate che superano alcuni predeterminati valori di soglia (ad es. In tutti i casi si provvederà a:
ø valutare settore per settore la correlazione esistente fra altezza e periodo dell'onda significativa e gli scostamenti probabili dalla relazione statistica. tenuto conto dei danni che tali onde possono arrecare all'opera e della possibilità di ripristinare la normale funzionalità con operazioni di manutenzione. il livello di rischio ottimale potrà proficuamente derivare da una valutazione costi-benefici. adattamento della distribuzione.1.4. estrapolazione dei valori desiderati). ø valutare settore per settore gli eventi estremi. estrapolando i maggiori valori osservati o ricostruiti con i metodi propri della statistica degli estremi (tracciamento dei punti osservati su opportuna carta probabilistica.5 Determinazione dell'onda di progetto Per ogni opera marittima si valuterà la durata di vita presunta.4 Uso e presentazione dei risultati Ai fini dell'analisi.É
2. Si valuterà. 4. Qualora si disponga di osservazioni continue o semicontinue (numerose e distribuite in maniera abbastanza uniforme e densa nel tempo) si provvederà a: ø valutare la statistica di base con tabelle di distribuzione delle osservazioni (singole) su intensità (altezza) e direzione. 1. Quantomeno dovranno essere differenziati settori direzionali di estensione molto diversa opda cui provengono venti associati a perturbazioni di genesi diversa.
. 1 ll livello di sicurezza 2 si riferisce ad opere ed installazioni di interesse generale... di depositi o piattaforme di carico e scarico._ ll livello di sicurezza 1 si riferisce ad opere o installazioni di interesse locale ed ausiliario.. per le quali è estremamente difficile riparare il danno. ecc. scarichi a mare.
Tabella 1. Per strutture flessibili o comunque per opere riparabili. si assume la probabilità corrispondente al danneggiamento incipiente inteso come il livello di danneggiamento predefinito in relazione al tipo di struttura. Per infrastrutture ad uso specifico si intendono le opere di difesa di singole installazioni industriali. di piattaforme petrolifere. scarichi a mare di grandi città.).
Per infrastrutture di uso generale si intendono opere di difesa di complessi civili. che non siano destinati ad uno specifico scopo e per i quali non è chiaramente identificabile il termine della vita funzionale dell'opera. ecc. si assume la probabilità di distruzione totale.).. comportanti un elevato rischio di perdita di vite umane o di danno ambientale in caso di collasso della stessa (difese di centri urbani o industriali.. comportanti un moderato rischio di perdita di vite umane o di danni ambientali in caso di collasso dell'opera (opere di grandi porti. Per strutture rigide (dighe a parete verticale).Si consigliano i valori riportati nelle seguenti tabelle. ecc.. di porti industriali.
. opere in porti minori o marina..). I Il livello di sicurezza 3 si riferisce ad opere o installazioni per la protezione dall'inondazìone. comportanti un rischio minimo di perdita di vite umane o di danni ambientali in caso di collasso della stessa (difese costiere. Durata minima di vita per opere o strutture di carattere definitivo (TV). commerciali o industriali. opere di interesse sopranazionale. ecc. al di sopra del quale il danno è apprezzabile e risulta necessario inten/enìre con lavori di manutenzione. strade litoranee. * Si assumeranno le probabilità corrispondenti al danneggiamento incipiente o alla
caso di danneggiamentoed alla difficoltà di riparare il danno subito.
0. che assicurino una probabilità di danneggiamento dell'opera effettivamente prossima a Pf _ Tutto ciò deriva dalla incertezza:
Per queste opere si deve comunque verificare anche lo scenario di rovina totale. Quando queste perdite sono preventivabili.10
0. L'onda così valutata ha approssimativamente la probabilità Pf) (detta anche probabilità di incontro) di essere superata nell'arco di vita dell'opera.20 0.1
Tabella 2. ln relazione a questa intensità della sollecitazione ondosa. si
desumerà l'altezza d'onda di progetto. a seguito del danneggiamento.
0. è compreso fra 5 e 20 o è maggiore di 20. Per ripercussione economica bassa. valore in relazione al quale dovranno essere assunti nei calcoli ulteriori margini di sicurezza. non è logico prevedere alcuna perdita di vite umane.15
tti.Alta
0.25 0. dalla statistica degli eventi estremi.50 0. si sceglierà il valore caratteristico (ai sensi degli eurocodici) della altezza d'onda come specificato nel seguito caso per caso. media ed alta si intendono casi in cui il rapporto fra i costi diretti del danneggiamento. cioè del superamento di un livello di danneggiamento predefinito in relazione al tipo di struttura. il rischio è elevato. Per rischio limitato per la vita umana si intendono i casi in cui. _»
Distruzione totale Ripercussione economica Bassa Media Rischio perla vita umana Limitato Elevato 0. Massima probabilità di danneggiamento ammissibile nel periodo di vita operativa dell'opera (Pf). / [-1n(1-1>f)]
In relazione a questo tempo di ritorno. La combinazione del tempo di vita dell'opera TV e della probabilità di danneggiamento Pf determina il tempo di ritorno dell'evento di progetto Tm:
Tm = T.30 0. al di sopra del quale l'opera cessa di svolgere un'apprezzabile funzione protettiva. il periodo di
questa. sommati a quelli indiretti dovuti alla perdita di funzionalità delle opere protette ed il costo totale per la realizzazione dell'opera è minore di 5.15
0.30 0. e dalla statistica altezza-periodo.
2. mentre i più grossolani. I correntometri elettromagnetici ed acustici forniscono direttamente le componenti del vettore velocità e sono più indicati in presenza di onde. registrazioni e stime La misura della velocità delle correnti può essere effettuata mediante: eliche o rotori
a coppe (Savonius). cioè del modello dell'azione ondosa utilizzato nei calcoli. 0 del comportamento dell'opera e della fondazione. spesso sede di brusche variazioni della intensità delle correnti. Le correnti da vento in mare aperto per perturbazioni della durata di due giorni circa hanno intensità pari al 2 + 3% della intensità del vento e direzione deviata di 10 + 20° circa a destra del vento (nell'emisfero Nord ed a sinistra dell'emisfero Sud) per effetto della rotazione terrestre.0 delle caratteristiche stimate dell'onda di progetto. risultano prevalentemente mossi dalle correnti litoranee. una boa di segnalazione superficiale legata ad una crociera posta ad una opportuna profondità. ø della intensità della sollecitazione effettiva per data onda sollecitante. In corrispondenza di bocche portuali. Per fornire un'immagine areale del campo delle correnti si possono impiegare dispositivi traccianti: ad es.5. Le correnti comunque non raggiungono mai intensità tale da produrre direttamente forze rilevanti ai fini della resistenza delle strutture neppure nella zona dei frangenti.5 Regime delle correnti Le correnti possono essere utilmente distinte in correnti di largo (foranee) e di riva (litoranee). I più fini. Le correnti hanno anche un ovvio effetto sulla navigazione.1. che formano la spiaggia emersa e sommersa. Le correnti di marea in mare aperto hanno modesta intensità superando raramente 0.2 mls (per i mari italiani).1 Misure. può registrarsi
il muoversi nel tempo delle masse d'acqua (traccianti). Nella zona dei frangenti si sviluppano le correnti litoranee. per venti permanenti il rapporto può crescere al 3 + 4%. Anche le correnti di densità (dovute a differenze di salinità o temperatura) non superano generalmente in mare aperto qualche decimo di mls. In alternativa. La loro intensità supera frequentemente 1 mls. risulteranno mossi dalle correnti di largo. tutte le correnti suddette possono intensificarsi in misura anche importante. cioè dei modelli di verifica strutturale e geotecnica utilizzati. ll loro effetto principale si manifesta nel trasporto dei sedimenti. che si trovano in fondali relativamente elevati. 2. ln prossimità della costa. il loro verso è legato all'obliquità dell'onda e può essere discorde da quello delle correnti di largo. esse possono costituire un impedimento al perfetto controllo della rotta dei natanti. le prime "ulteriormente in oscillanti o di marea ed in correnti quasi permanenti. La misura istantanea con sensore è normalmente effettuata da una postazione fissa. di capi o di stretti. mosse dal rilascio di quantità di moto che si verifica nei frangenti contestualmente alla dissipazione di energia.1. sensori elettromagnetici e acustici. ll lancio di molti di questi dispositivi ed il rilievo della loro posizione in istanti successivi consentirà la descrizione del campo delle velocità con una risoluzione
1. fondali maleodoranti. la seconda è detta meteorologica ed è aleatoria come tutte le grandezze meteorologiche. ecc. possono costituire impedimento per la navigazione.Regolamento per la compilazione dei progetti. sopratutto nel caso in cui si disponga di una statistica di medio o lungo periodo delle grandezze monitorate.. 29/5/1895 . L'escursione della marea nei mari italiani è modesta. fra -0. La prima componente è detta astronomica ed è ripetitiva e prevedibile. o all' azione della pressione atmosferica ed al trascinamento del vento.m. agitazione ondosa) consente una interpretazione ed estrapolazione più agevole dei risultati. La campagna di rilievo deve essere accuratamente programmata.6 Livello del mare Per oscillazioni del livello del mare o maree si intendono oscillazioni della superficie libera aventi periodo superiore all'ora. allo scopo di scegliere il metodo compatibile più semplice ed economico. Per tutti questi motivi su ogni sezione dell'opera. I bassi livelli
possono esporre all'azione dell'onda parti dell'opera normalmente sommerse o protette daIl'acqua sovrastante.Artt. possono fare affiorare scarichi di fogna. I rilievi areali del campo delle correnti non possono di fatto estendersi che a brevi intervalli.5. I massimi livelli influenzano la tracimazione sulle opere e l'altezza stessa delle onde
quando questa è limitata dal fondale per effetto del frangimento. le posizioni rilevate.. Queste sono in parte dovute alla forza di attrazione gravitazionale dei corpi celesti (luna e sole in pratica).5 e 17).spazio temporale dipendente dal numero di elementi traccianti e dalla frequenza dei rilievi. salvo casi veramente eccezionali. utilizzando traccianti. la precisione necessaria per il rilievo planimetrico dovrà essere predeterminata. La combinazione di alcune immagini areali e di registrazioni continue in pochi punti costituisce spesso una buona informazione per calibrare modelli matematici del movimento delle masse d'acqua.1...2 Presentazione e uso dei dati L'onere perla raccolta dei dati correntometrici è spesso significativo. avendo in mente quale metodo di interpretazione si intende adottare. Le tavole di marea forniscono i coefficienti mareali e le previsioni di marea.m. mantenendosi il livello. debbono essere riportati i livelli del medio mare.2m s. La conoscenza del livello del mare è di estrema importanza per molti fenomeni. vento. 2. In particolare. gli spostamenti rilevati o interpolati in corrispondenza di un preassegnato intervallo temporale.1 e +0. evidenziando le traiettorie. presentate normalmente nella forma di coordinata temporale e livelli corrispondenti alle alte e basse maree previste. Il monitoraggio della corrente in un punto opportuno del campo unitamente al monitoraggio delle cause (livelli di marea. Per alta e bassa marea ordinaria si intende il livello medio delle alte e basse maree sizigiali (maree di maggior escursione verificantesi in prossimità dei giorni di luna piena o nuova). della bassa marea e delI'alta marea tanto ordinaria che straordinaria (D.
.. stante le norme vigenti. I risultati di misure con traccianti si trasporranno su una carta.
_. 2. così da rilevare solo quanto sarà maggiormente utile o necessario..M. Il modello calibrato costituirà poi un utile strumento per estrapolare i risultati del rilievo alla varietà delle situazioni possibili.
la profondità che limita a mare tale zona è pari all'incirca al doppio dell'altezza d'onda significativa massima annuale e può essere valutata con formule empiriche.
2. Qualunque
sia lo strumento impiegato. ø la marea astronomica per sintesi delle componenti precedentemente identificate.6. ad ultrasuoni. I dati delle maree astronomiche per alcuni importanti siti vengono di norma forniti dal Servizio Tecnico Nazionale ldrografico e Mareografico. La media aritmetica di tutti i valori suddetti fornisce una buona stima del medio mare. si determineranno con i metodi propri della statistica degli estremi le maree eccezionali.Per alta e bassa marea straordinaria si intende il livello avente tempo di ritorno valutato come per l'onda di progetto. ø la marea meteorologica per differenza fra la marea effettiva e la componente astronomica. elettrico (capacitivo e resistivo) o con ecoscandaglio inverso. esso dovrà fornire una misura stabile nel tempo.1. In presenza di registrazioni su carta si determinerà almeno l'ora ed il livello di tutte le alte e basse maree. 2.1. a gorgoglio d'aria. quali ad esempio quella di Hallermeier (desunta su base morfologica da esperienze su spiagge di sabbia quarzosa). identificate le maree sizigiali si provvederà a valutare l'alta e la bassa marea ordinaria come sopra definite. 2.1. utilizzando una serie di almeno 30 valori (massimi annuali o eccedenze sopra una opportuna soglia). essere
installato su un supporto che dia garanzie di stabilità e riferito ad un caposaldo. v i coefficenti mareali (ampiezza e fase delle componenti astronomiche di periodo noto). mentre per ottenere stime complete ed affidabili occorre almeno un anno di registrazioni. I trasporti più intensi avvengono nella zona dei frangenti o zona litorale e rimangono in essa contenuti. In alternativa si provvederà alla sola registrazione su carta. le componenti basilari si possono ottenere da registrazioni di almeno 28 giorni. dovranno essere valutati gli effetti sul traspordo dei sedimenti e le modificazioni indotte da dette opere sui fondali.6.1 Osservazioni di marea Le ossen/azioni vengono effettuate in un pozzetto che filtri le oscillazioni di breve periodo (onde) tramite un mareografo a galleggiante. In presenza di alcuni anni di registrazioni.2 Analisi dei dati di marea In presenza di un periodo sufficiente di registrazioni regolari si valuterannoz ø il medio mare (media dei valori registrati).
. in cui il regime idrodìnamico preesistente venga perturbato da opere fondate a profondità non particolarmente elevate. La probabilità di superamento Pf sarà scelta disgiuntamente per alta e bassa marea straordinarie in relazione a quanto si può temere negli scenari corrispondenti.7 Trasporto dei sedimenti
In tutti i casi. Preferibilmente i dati mareografici debbono essere acquisiti automaticamente con scansione non superiore ad un'ora.
essendo il rilievo del trasporto una attività assai laboriosa. 1. quest'ultima risulta l'unica causa indipendente del trasporto.68.trasporto solido fluviale. In tutti i casi. produzione biologica (conchiglie). compensazione della subsidenza. trasporto verso il largo o dal largo. correnti). Ad esempio. 7. spesso alquanto distanziati nel tempo. possono aversi fino a profondità circa doppia della precedente. . la misura riguarda gli effetti cumulati fra due rilievi. 1 Misure del trasporto La misura diretta del trasporto istantaneo di sedimenti è operazione delicata e assai laboriosa. escavazioni o ripascimenti artificiali. Indicazioni in situazioni più complesse possono desumersi dallo spostamento di forme del fondo o con l'impiego di traccianti: sedimenti marcati aventi lo stesso comportamento sedimentologico dei sedimenti del fondo e la cui presenza quantitativa può essere successivamente rilevata. ad esse è principalmente dovuto il sollevamento delle particelle. = HS12 [2. come nella zona dei frangenti. ma ancora significativi. Quando le correnti. estendendosi a profondità sufficiente.
dovranno essere quantomeno stimate le voci del suddetto bilancio. Ove le onde siano presenti con intensità non trascurabile (quando la massima velocità orbitale al fondo supera 0.. che. HS12 è l'altezza d'onda significativa a riva con frequenza di eccedenza di 12 ore/anno e Ts è l'associato periodo significativo.. Tutte le volte che si faccia uso di relazioni di bilancio della massa dei sedimenti. ecc. esso deve sempre essere posto in relazione a grandezze monitorate che siano espressive delle cause del trasporto stesso (onde. Esse sono:
ø ø ø ø ø ø ø ø trasporto litoraneo.M7* *^ ^i'†*i`_†'. trasporto eolico. ad esempio sedimenti (radioattivi) colorati. Essa può essere effettuata attraverso l'impiego di trappole che catturino il trasporto di fondo e attraverso la misura combinata di concentrazione e velocità media nella fase sospesa.2s .
.~_†`
ri.12 /(gTS2)]
dove d1 è la profondità sotto il livello di bassa marea. erosione di formazioni rocciose.†_'. Gli -agenti naturali che determinano il trasporto dei sedimenti sono essenzialmente onde e correnti. In questi ultimi casi.'^. sedimenti distinguibili per le proprietà mineralogiche. può valutarsi il crescere nel tempo del volume sedimentato sopraflutto od eroso sottoflutto ad un pennello.15 mls circa).511. 2. vento. Più frequentemente vengono rilevate variazioni dei profili di spiaggia che per loro natura sono oggetto solo di erosione o deposito. Trasporti meno intensi. sono esse stesse determinate dall'onda incidente. possa essere considerato un completo ostacolo al trasporto stesso: il volume apportato o asportato dall'area sotto controllo eguaglia il volume depositato o eroso dall'area stessa.. alle correnti è dovuto invece lo spostamento risultante delle particelle.§.
3. Questi ultimi sono rappresentati generalmente da formazioni coerenti (argille e limi) o da terreni incoerenti (ghiaie e sabbie). costituisce la fase finale per individuare l'opera capace di assicurare la migliore utilizzazione delle risorse finanziarie investite. Si tratta essenzialmente di dati: sulla morfologia e sulla stratigrafia dei fondali.1 Requisiti fondamentali I
La funzione principale di una diga frangiflutti è la protezione del bacino portuale e delle aree di manovra delle navi (porto ed avamporto). Tale tipo di struttura può avere anche altre finalità e produrre effetti non desiderati.1. 3. dalla conoscenza più o meno approfondita delle caratteristiche ambientali del paraggio.1
I dati necessari al progetto di una diga frangiflutti scaturiscono oltre che dalla reperibilità dei materiali da costruzione. infatti. Si possono distinguere in linea generale quattro tipi di terreni: 1. anche di accumulo recente.1. dalla reperibilità dei materiali. La valutazione della spesa. 3. il cui comportamento può essere caratterizzato dalla densità relativa e dall'angolo di attrito interno. Nella scelta del tipo di opera è necessario tener conto di questi effetti. ø l'esaltazione del moto ondoso per riflessione. Fra questi si ricordano: ø il blocco parziale o totale delle correnti litoranee. I fattori che inducono alla scelta di un tipo piuttosto che di un altro sono numerosi e dipendono principalmente: dal fondale. sulle caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione. Per la stabilità delle fondazioni è necessario sviluppare analisi in sito ed in laboratorio atte a determinare le caratteristiche fisicomeccaniche di tali terreni.2 Terreni di fondazione Il terreno di fondazione delle opere foranee è spesso costituito da formazioni rocciose o da terreni sedimentari vari. dal sistema e dall'attrezzatura previsti per la costruzione. sul clima meteomarino (moto ondoso e venti). ø l'arresto del trasporto solido litoraneo. La delormabilità sotto forti carichi può
.3. sulle condizioni mareali e correntometriche. A parità di affidabilità tecnica può essere determinante il fattore economico. per ciascuna delle soluzioni tecniche ritenute soddisfacenti. ghiaie e sabbie. dal terreno di fondazione. con una struttura che sia stabile rispetto alle sollecitazioni indotte dal moto ondoso e dall'ambiente marino in genere.
Le caratteristiche di detti materiali debbono essere descritte con ogni dettaglio nel capitolato speciale d'appalto. Nella progettazione si deve tener conto della reperibilità e della distanza di approvvigionamento per idonei materiali da costruzione (cave di prestito.'. a titolo di esempio. 0 resistenza a compressione semplice non inferiore a 30 kNlm2. pietrame. 3. anche qui l'ammissibilità dei carichi trasmessi è limitata dalle deformazioni. nel corso degli anni.%L_°“'-%. abrasione (con valore inferiore a 25% . consolidate normalmente o sottoconsolidate_ Nel primo caso la resistenza al taglio non supera di norma il valore 100 kPa. ø andamento temporale sotto carico della pressione nei pori dei terreni di fondazione. Quando sono fessurate. l'elevatissimo impegno tecnico ed economico richiesto per la costruzione obbligano il progettista a considerare attentamente il problema della scelta dei materiali e della durabilità di essi. dei singoli elementi di mantellata e della intera struttura. acciaio. ecc.. in ambiente marino. ~ 2. In particolare si richiamano. Le verifiche di sicurezza della fondazione andranno effettuate anche in presenza di sisma (per le zone sismiche) e richiedono la conoscenza di: 0 resistenza al taglio. tout-venant. forma compatta. per cui la dimensione maggiore deve essere inferiore a 2 volte quella minore. bitume. .
rappresentare un fattore più critico rispetto alla resistenza al taglio. il cui comportamento è caratterizzato dalle relazioni tra sforzi e deformazioni.
. Devono essere esenti da fratture e piani di sfaldamento e resistenti all'azione dell'acqua e del gelo.LAV). Prove specifiche sono richieste per definire i parametri idraulici e strutturali di accettabilità. Pertanto. che sono caratterizzate da elevata resistenza al taglio e bassa deforrnabilità. 3.I massi devono rispondere ai requisiti essenziali di buona qualità. in quanto le deformazioni sono particolarmente influenzate dalle sollecitazioni cicliche e dinamiche. vanno affinati gli studi sul comportamento dei materiali. scogli) ovvero della presenza di fabbriche (cemento. Si ricordano le prescrizioni per le seguenti grandezze: 0 ø ø ~ peso dell'unità di volume (con valore non inferiore a 26 kNlm3). Queste relazioni condizionano l'entità dei carichi ammissibili. l 1I
.. ' . argille sovraconsolidate. possono avere un comportamento meno favorevole. ø andamento temporale sotto carico delle deformazioni anche in presenza di eventuali liquefazioni.›. compattezza e durabilità. imbibizione (con valore inferiore al 3%). argille..eì3†^. limi e limi sabbiosi.3 Materiali da costruzione La realizzazione di opere marittime in difficili condizioni ambientali. materiali sintetici.1..3"'U=“. Le argille sensibili possono essere negativamente disturbate dalle operazioni costruttive.) per la produzione di manufatti. le seguenti raccomandazioni: 1) Massi naturali (scogli). 4.
__à___.
. Ciò consente di ottenere la garanzia attesa in termini di durabilità nel manufatto. 1
.. E' noto come.
`M____. ai calcestruzzi armati per i cassoni e gli impalcati. E' possibile distinguere le quattro diverse tipiche zone di esposizione al clima marino illustrate in Fig.í___.1 con il relativo rischio graficamente indicato.ll diametro nominale Dn è legato al peso W (0 alla massa) del masso ed al peso specifico vr (o alla densità) del materiale dalla relazione:
Dn : (W/._`_i`°*'°'“°í
"`.-_-_
(1. Sempre in merito alle strutture di calcestruzzo armato o semplice.Vengono usati per una vasta gamma di opere.'
Bassa mar. 2) Conglomerati cementizi e malte.. finitura.).--'›".\//Ã'(-'/ / ~ 1 -“›
Fig.ea
'... si confezionino calcestruzzi di resistenza assegnata e di caratteristiche tali da corrispondere pienamente alle esigenze più disparate (impermeabilità.'4`-\:/7Ã'/_/1. . ' -' Q
l"~'.Yr)l/3
esso è cioè il lato del cubo di ugual volume.. ecc... Prescrizioni analoghe vanno inserite nel Capitolato Speciale anche per le malte. si fa presente che non tutte le parti di una stessa opera si trovano nelle medesime condizioni di esposizione agli agenti atmosferici... dai massi artificiali per le scogliere e le banchine. non gelività. . anche attraverso l'impiego dei diversi additivi disponibili in commercio.
Per ridurre l'attacco chimico si sceglieranno cementi a basso contenuto di C3A (noti anche come cementi ferrici) o cementi ferrico-pozzolanici o cementi d'altoforno ad elevato contenuto di loppa (>65%)_ Condizioni da prescrivere ai fini della durata dell'opera fra copriferro e rapporto acqua-cemento. 2 80
M. Si sottolinea che l'impermeabilità e la compattezza del conglomerato contribuisce a rallentare l'azione dannosa degli agenti aggressivi esterni.
.L›. intesa come assenza di porosità macroscopica. UNI 9156 "Cementi resistenti ai solfati". attenua l'azione aggressiva. Si richiamano qui espressamente le vigenti Norme Italiane: UNI 9858 "Calcestruzzo Prestazioni. Istruzioni per migliorare la resistenza alla corrosione delle armature". posa in opera e criteri di conformità" ed in particolare I Prospetti Il e Ill.N».
. Acqappor ua/Cemento
Copriferro Fig. incrostazioni. Istruzioni per migliorare la resistenza all'acqua di mare".25 4
-. posa in opera e stagionatura. La massima compattezza si ottiene ricorrendo a idonei mezzi di compattazione e a classi di consistenza adeguate. nonchè l'esposizione delle soluzioni adottate per ridurne o annullarne gli effetti.3 _
/ /. Anche un'elevata compattezza del conglomerato. // ì
ti å››L›. Si devono pertanto confezionare conglomerati poco permeabili che verranno ottenuti con un corretto proporzionamento dei componenti e seguendo le più opportune modalità di confezione. In particolare la permeabilità del conglomerato può essere ridotta impiegando un adeguato dosaggio di cemento e bassi rapporti acqua/cemento. UNI 8981 Parte 6 "Durabilità delle opere e manufatti di calcestruzzo./
/// \ . sono illustrate nel diagramma della Figura 2. produzione. attacco chimico e biologico. UNI 8981 Parte 5 "Durabilità delle opere e manufatti di calcestruzzo. effetto di fatica nel calcestruzzo).~:\'« ' 1221521 am 1121121
Il progetto della struttura dovrà contenere l'analisi dei fenomeni temibili (corrosione delle armature.-›:¬:@. La riduzione del rapporto acqualcemento può essere ottenuta ricorrendo ad additivi riduttori d'acqua e mantenendo la lavorabilità a valori adeguati.
Si fa presente che le strutture dei cassoni devono essere verificate agli stati limite di fessurazione. generalità sulla scelta Le tipologie strutturali generalmente adottate per la realizzazione di una diga frangiflutto sono essenzialmente due: le opere a gettata (o a scogliera) e le opere a parete (verticale o sub-verticale). . tale valore è compreso fra i 5 ed i 10 cm.1 anche da una serie di vantaggi e svantaggi ascrivibili alle due tipologie.l
Si tratta di opere funzionanti a gravità (Fig. Una ulteriore protezione dellarmatura si ottiene con rivestimenti epossidici. la funzione dei filtri è quella di evitare il rifluimento verso l'esterno del materiale di nucleo durante il riflusso dell'onda. Le dighe a gettata sono suscettibili di dissesti per i motivi che saranno indicati nel seguito. 0 uno o più strati di rivestimento (mantellata) costituiti da massi naturali o artificiali (di varia forma). inoltre.4 Tipologie e. da una infrastruttura verticale o subverticale e da un coronamento di calcestruzzo o sovrastruttura munita di muro paraonde.5. Il peso degli elementi del filtro sarà intermedio tra quello degli elementi costituenti il rivestimento ed il nucleo. che assolve la funzione di protezione dai frangenti. tuttavia essi sono facilmente riparabili se di lieve entità.6). Se questi ultimi sono rocciosi. In qualche caso l'infrastruttura poggia direttamente alla quota del fondale originario e l'imbasamento costituisce filtro tra la struttura massiccia ed i terreni di fondazione.1. variare in funzione della diversa esposizione dell'opera al clima marino: per la zona di bagnasciuga. Sono costituite generalmente da un basamento a scogliera.3): ø una infrastruttura o nucleo generalmente di pietrame disposti a scarpa sia verso l'esterno che verso l'interno. separato dal nucleo tramite uno o più strati di transizione. nelle altre zone non deve essere inferiore a 5 cm. valori dell'ordine di 3 cm (minimo inderogabile) possono essere adottati per le pareti sottili delle celle dei cassoni (ambiente chiuso e non aerato).
. ø una sovrastruttura formata generalmente da un coronamento di calcestruzzo disposta a quota tale da evitare o ridurre la tracimazione. L'infrastruttura è costituita da pile di massi prefabbricati resi solidali tra loro con
. La scelta è condizionata oltre che dalle considerazioni svolte al paragrafo 3. come meglio indicato al paragrafo 3.Lo spessore minimo del copriferro può. l'imbasamento può non essere necessario. ø uno strato di fondazione interconnesso tra la base dell'opera ed il piano di posa.2. ove maggiore è la penetrazione dei cloruri. Ciò vale anche
quando intervengano assestamenti dovuti a cedimento dei terreni di fondazione. Si tratta di opere che sono costituite essenzialmente da (Fig. Le condizioni di stabilità di una scogliera sono assicurate attraverso una serie di verifiche. In ogni caso è necessario premettere la descrizione delle due strutture: _a_) Dighe a gettata o a scogliera.
b) dighe a parete. 3.
l'opera è in condizioni di "stabilità statica" (beninteso si intende stabilità dal punto di vista strettamente idraulico). per le quali si procede a rendere monolitica l'infrastruttura con collegamenti verticali di calcestruzzo armato. mentre in altre sono accettati movimenti rilevanti. Il cassone cellulare prefabbricato deve essere progettato per le condizioni di galleggiamento (verifica di stabilità al galleggiamento) che sono quelle di trasporto dal cantiere al luogo di impiego. senza alcun intervento di bonifica e senza il ricorso a spessi scanni di imbasamento. Anche in questi casi l'opera è generalmente completata con un coronamento di calcestruzzo armato gettato in opera. ma l'improvviso spostamento di grandi blocchi o dell'intera struttura a cassoni.1. Analoghe tecniche costruttive si seguono per le opere a pile di massi prefabbricati.a. non un progresso graduale del danneggiamento dall'inizio fino al collasso della struttura. l'infrastruttura viene completata con il riempimento di materiale incoerente o di calcestruzzo magro. Le dighe a parete sono anch'esse suscettibili di dissesti sia per cedimento dell'imbasamento o della fondazione sia per spostamenti dell'intera struttura o di parti di essa. Si attendono gli assestamenti e successivamente si procede alla realizzazione della sovrastruttura e del muro paraonde. Una classifica delle opere a gettata dal punto di vista del comportamento della mantellata sotto l'azione del moto ondoso può farsi con l'ausilio del parametro di stabilità NS =HS/ADH. perchè la stabilità viene assicurata raggiungendo con la fondazione indiretta strati più consistenti. (generalmente a scarpa) emergenti o meno dal livello medio marino e destinati ad assorbire completamente o parzialmente le azioni del moto ondoso.2 DIGHE A GET'I'ATA (O A SCOGLIERA)
. per motivi costruttivi. al crescere della sollecitazione ondosa. con Dn il diametro nominale degli elementi e con A la densità relativa data da A = ôc / ôw .particolari accorgimenti ovvero da cassoni prefabbricati in c. la preferenza è accordata alla infrastruttura a cassoni cellulari. L'infrastruttura a cassoni viene costruita in un cantiere specializzato. In alcune dighe a gettata si accettano solo movimenti limitati (oscillazioni e spostamenti) degli elementi costituenti la mantellata. il comportamento dell'opera è analogo a
quello delle spiagge naturali. i danni risultano per questo tipo di opere difficilmente riparabili.1 Configurazione e classificazioni Gli ammassi di materiali lapidei naturali o artificiali costituenti le dighe a gettata sono disposti secondo configurazioni diverse. Ciò induce ad assumere nella progettazione condizioni. sono impiegate su terreno di fondazione con scarsa capacità portante e possono risultare di vantaggioso impiego. in cui con HS viene indicata la altezza d'onda significativa. Opere di questo tipo funzionano non a gravità. a cui l'opera risponda senza danno. essendo oc la densità del materiale lapideo e ow quella dell'acqua. più gravose di quelle che vengono scelte per le dighe a gettata. Una volta in sito. Trattandosi di dissesti che presentano. il cui profilo trasversale si modifica continuamente sotto
l'azione delle mareggiate. Quando il profilo originario può ricostituirsi senza asportazioni apprezzabili.2.
3. Attualmente. In quest'ultimo caso. Le dighe a parete possono anche essere realizzate su pali o con palancolate.
tracimabilità ridotta.. La granulometria dell'ammasso deve rispettare alcune esigenze fondamentali che sono la compattezza e la non trasmissibilità del moto ondoso attraverso il corpo. opere di cucitura. ` 0 un coronamento.) atte ad assicurare la stabilità del rilevato. le spiagge di sabbia presentano NS>500.). assicurando in ogni caso la stabilità delle varie parti ed evitando che abbiano a verificarsi sormonti inaccettabili con la protezione dello specchio acqueo ridossato o incompatibili con l'operatività.1 kgf -:z 1 N) del peso P degli elementi del nucleo.2.1 Nucleo o corpo Il nucleo (o corpo) disposto nella parte centrale dell'opera a gettata è formato generalmente da un' ammasso lapideo ottenuto da materiale di cava. Opere con spostamenti importanti ed irreversibili degli elementi lapidei (frangiflutti a berma. Spiagge di ghiaia (0_4<Dn<10 cm) hanno in genere Ns=15 + 500. ø uno o più strati di transizione (filtro) fra il nucleo ed il rivestimento.3.2. La disposizione degli elementi destinati a costituire un'opera a gettata varia a seconda del tipo di comportamento richiesto e degli accorgimenti che è necessario adottare per garantire la stabilità o per soddisfare altre esigenze (ad esempio: percorribilità della parte superiore con automezzi.m.1.ll
La stabilità statica corrisponde a valori del parametro Ns=1 + 3. cioè con diverse pendenze dei paramenti o con paramenti interrotti da berme..
. Il Capitolato Speciale deve precisare un limite superiore (P 5 500 kgf E 5000 N) ed uno inferiore (P 2 0.1. ecc. Ci si limita qui a considerare le opere con NS<6. ø un rivestimento (mantellata) destinato ad assorbire le azioni del moto ondoso (sia nella parte foranea che in quella ridossata). Frangiflutti di massi naturali fortemente mobili sia trasversalmente 7 che longitudinalmente presentano valori NS=4 + 20. Le diverse parti della diga devono essere progettate in modo da assolvere alle funzioni descritte al par.2 Funzioni delle varie parti delle dighe a gettata Nella sezione tipica delle dighe a gettata si rinvengono normalmente. da un insieme di opere (dreni.. al di sopra del fondale naturale: ø un nucleo centrale. costituita nel caso più semplice da uno strato di materiale di spessore pari a quello asportato per l'eliminazione dei depositi superficiali o. in casi più complessi.2. le altre ricadendo per lo più nel campo delle opere di difesa della costa. che può comprendere o meno un massiccio di calcestruzzo e un eventuale muro paraonde.
3.. ecc. che di norma non viene costipato per la parte al di sotto del l. 3. a forma di trapezio regolare o irregolare. Le dighe a gettata possono essere fondate direttamente sui fondali naturali oppure possono comprendere una fondazione.m. dighe con mantellata ad S) sono caratterizzati da valori Ns=2 + 4.
.>.i«š4ti:l:iii¦i:.==i 1.~
~. Le dimensioni degli elementi che la costituiscono vanno commisurate all'intensità dell'azione dell'onda.:«1w:i¬i1i:i`~' ..¬\¬¬›:_ « Igiišlílìåifiilliliìilliili ` I rt-«ri<§i~¢.†`†i.95 1 .m.›i:f.¬.¢.§.00 1 . ` :. La regola dei filtri di Terzaghi (che si traduce nelle disequazioni ((115.2^*
3. .10 1 .m.2 Strati di transizione La funzione del filtro è quella di impedire l'asportazione del materiale costituente il nucleo per effetto dei flussi ciclici causati dall'azione del moto ondoso o delle correnti.: .«› Hi: «:«'.2. 11%:-:fi:
Tabella 3.ri<i†. agg» ¬¢.-I-.=.. s)/ (d85.<.O2 0.<l f:i=.:›_.>..^.i.>¬:.i.›.«. :digg:-:¢:.2..i.04 0.%§:.f.«i-fw:-iii: 1~~ :¬^*«i4«i. ái-id.i†i:›f.=.\ ». (da Shore Protection Manual.i.4titir:ii.
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3..111.› "šsri i=~i1:«:`:«.tìiiifrlíf*
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1^.›. lo spessore
.<\¬i««ri>:›~r:i i¬:-.i=. si può considerare che lo spessore minimo non possa scendere sotto il valore 0.1_=i=.¢.«i..ig<. KA è un coefficiente di forma (vedi Tabella 3).««i ›i ~ in ~'ef:..<. › 19l 2 l “ ái ' e i ? :l : l 1 l i † 51† l\§\i\m›.:.›~@
†¦=i=l1drl†l†šrl>ìã=.80 + 1_00m..¬.. Per filtri posti in opera al di sotto del l. in cui n (numero di elementi nello spessore) deve essere 22..00 1.:.:.¢.-. i) < 4+ 5 e (d15.i§í^”*«†i i%=<i¢›iil<ilì.it-: I-. _›_^ B \:1:_<* .i.i¬:~=.~.t`<:~ . Lo spessore s degli strati-filtro può essere ricavato in base alla espressione s = nKADn50.2.¬$¬~z-¬-.s)/(d15. . ~ gti*-.
1.i)<20+25.3 Rivestimenti e mantellata
La mantellata costituisce la parte dell opera a diretto contatto con le onde frangenti nella parte più esposta all'azione del moto ondoso.2. con i pedici s ed i indicanti rispettivamente il diametro dello strato di granulometria superiore e quello di granulometria inferiore) deve essere comunque rispettata.1.~.-i«i¢-†li«:«ilil.' M «<1-..¢i~.i.›i:i¢::: ¬¢»i ›:¬: ~.02 1. l'impiego di elementi di peso compreso fra 1/10 ed 1/15 di quello degli elementi della mantellata. per lo strato sottostante la mantellata. Alcuni manuali suggeriscono. Valori del coefficiente di forma (detto anche di strato) KA e della percentuale di vuoti P per alcuni tipi di elementi da mantellata. 1984).
con eliminazione delle frazioni di minore peso.. La berma al piede migliora la stabilità della mantellata e riduce la risalita dell'onda. sottoposta all'azione dei getti d'acqua conseguenti al fenomeno della tracimazione. ø consentono. Per l'esecuzione della mantellata vengono adoperati massi naturali o massi artificiali (di conglomerato cementizio) di forma la più varia. non esiste alcuna limitazione all'impiego dei massi artificiali più noti (tetrapodi..0 + -1. Per opere in limitate profondità. stabit. con HS altezza significativa dell'onda di progetto). Si è soliti pertanto distinguere la "mantellata". con l'interposizione di uno strato-filtro. Per i massi artificiali si richiede il massimo concatenamento fra gli elementi vicini. cubi scanalati Antifer. dolos. la mantellata si appoggia inferiormente su uno strato orizzontale di materiale di minore peso. La larghezza minima delle berme intermedie viene normalmente stabilita in 3 + 4 volte la dimensione tipica degli elementi (in generale massi naturali) che la costituiscono. In alternativa la mantellata si appoggia su un rilevato di scogli (unghia).della mantellata sarà costituito da almeno due strati di massi. sottoposta all'attacco diretto del moto ondoso. Il paraonde può emergere rispetto alla berma ovvero essere disposto a quota inferiore. Il dimensionamento della mantellata di una diga a gettata richiede grande cura. La mantellata è limitata verso il basso ad una quota tale che gli effetti del moto ondoso risultino poco sensibili (di solito ad una quota pari a 1.). Al di sotto di una quota dipendente dall'entità del fenomeno di sormonto. Talvolta la mantellata è risvoltata parallelamente al fondale così da costituire una sorta di berma.comportamento idraulico e strutturale conduce alla scelta più oculata. che può costituire il vero e proprio coronamento o essere appoggiata ad un muro paraonde. in particolare della mantellata principale. una effettiva differenziazione di peso degli elementi costituenti gli strati a contatto. la parte di rivestimento che presenta maggiori problemi di stabilità è quella di sommità. La zona di mantellata è delimitata superiormente da una berma orizzontale più o meno estesa. Le berme che interrompono la continuità delle scarpate delimitantl i rivestimenti hanno diversi scopi: ø costituiscono fondazione del rivestimento sovrastante. Una attenta valutazione dei vantaggi e degli svantaggi di ogni singolo tipo e contemporaneamente del loro . accropode. cubi. In tal caso si ottiene una attenuazione della pendenza e quindi un incremento della stabilità.
. le azioni divengono meno intense e la pezzatura dei massi di mantellata può essere convenientemente ridotta.2 HS rispetto al livello di bassa marea. Nel caso di elevata profondità. In alcuni casi ci si può limitare ad impiegare come rivestimento un tout-venant "selezionato". dai rivestimenti posti a quote inferiori o nella parte ridossata. In linea di principio.
sovrastante eventualmente rimossi dalla loro posizione originaria. la mantellata si appoggia direttamente sul fondale. dal punto di vista costruttivo. 0 servono ad incrementare la stabilità globale e a ridurre le sollecitazioni sul fondale. prolungato rispetto al filo della scarpata con una berma di larghezza conveniente. di sagoma trapezia. Sul paramento della diga ridossato dal moto ondoso. la presenza di un'elevata percentuale di vuoti ed infine una notevole scabrezza del paramento (nel senso idraulico). ecc.
la conformazione della estremità della piattaforma orizzontale (talvolta si realizza una sorta di sbalzo per indirizzare l'acqua tracimante a conveniente distanza dal sottostante rivestimento). Gravi danni si possono anche avere alle imbarcazioni ormeggiate dietro l'opera.›_ : . una stima delle portate di tracimazione può essere ricavata mediante l'uso di relazioni empiriche. dipende oltre che dalla esigenza di rispettare il requisito della stabilità. all'interno del filo esterno del frangiflutti. Il suo diametro in sommità è superiore alla larghezza della sezione corrente alla stessa quota.4 Coronamento Il coronamento può essere costituito da una semplice berma di sommità.ij.1ììì?{ ì* « ^~1=¬s. ad esempio. fesigenza di una percorribilità veicolare
»1› L»`~_:l>í^í›:~. ovvero disposti con pendenza inferiore che nella sezione corrente. anche per la presenza di una agitazione ondosa provocata a tergo. di norma. ed in particolare della larghezza e della quota da assegnare alla berma e alla sommità del muro paraonde. realizzata con gli stessi elementi della mantellata. la collocazione di
tubazioni di trasporto di prodotti movimentati in terminali ubicati lungo la diga. il rischio delle tracimazioni.:`*
§. da numerosi fattori.i§.2. La scelta della soluzione..
. determinata in larga misura dalle diverse e più onerose sollecitazioni esercitate dal moto ondoso. a causa della curvatura del paramento.i:_: `if~í ?`ì :l«í=f:íl š . A differenza che nella sezione corrente dell'opera.. La testata viene sviluppata planimetricamente. il contrasto reciproco fra gli elementi si riduce e manca in buona parte l'azione del "riflusso". Nel caso di adozione di massiccio di coronamento con muro paraonde. I provvedimenti indicati possono essere adottati. l'altezza della parte di muro non protetta dalla matellata (l'aumento di tale altezza comporta un incremento delle azioni esercitate dalle onde frangenti sull'opera). sporgenze) per la diversa composizione strutturale. almeno per le onde di altezza non eccessiva). :: i:=: »:» «iii . nelle testate.3 Testate delle dighe a gettata Le testate delle dighe a gettata sono di solito realizzate anch'esse secondo la tipologia descritta per la sezione tipo.::. Presentano una forma a tronco di cono innestato nella sezione corrente dell'opera.-. parallelepipedo con le facce maggiori orizzontali ed un muro paraonde di forma pressochè trapezia (quest'ultimo può a volte mancare).^›:. Ciò comporta l'impiego di elementi più grandi o di più elevato peso specifico. la testata costituisce una singolarità
dell'opera a gettata (cosi come singolarità possono essere considerate le'zone angolose o le eventuali.~:^.=. Una valutazione della tracimazione nei casi specifici può essere invece ottenuta solo con prove su modello in adeguata scala.2.« « g
3. la configurazione della base del massiccio (per migliorare la stabilità si usano taglioni di calcestruzzo ammorsati nella scogliera sottostante). 3. _
Oltre che dal punto di vista geometrico. Queste azioni si sviluppano prevalentemente nella zona di tangenza con la direzione dell'onda incidente e a tergo di tale zona. In linea generale. varie sono le alternative. Tali alternative riguardano la forma del muro (talora dotato di un risvolto atto a rinviare le onde incidenti. la quota di sommità (che influenza l'entità delle tracimazioni e può avere rilevanza dal punto di vista paesaggistico).mtrtiiaii-›:«. Relativamente al fenomeno della tracimazione possono aversi ripercussioni particolarmente "dannose nei piazzali portuali e nelle zone di passaggio di uomini o autoveicoli.i.^. separatamente o insieme. fra i quali. ::. In alternativa può essere formato da un "massiccio" di conglomerato cementizio.2._i_'~'
(anche ai soli fini della costruzione e manutenzione dell'opera).
. è essenziale che lo sfasamento temporale fra l'esecuzione delle diverse parli (nucleo. Ciò riveste particolare importanza nel caso in cui sia richiesta una posa in opera della mantellata secondo un ordine prestabilito (ad es. 4] la stabilità del coronamento sotto l'impatto delle onde che risalgono il paramento. In generale. Qualunque siano le modalità di costruzione.) e quando i singoli elementi possono risentire negativamente delle sollecitazioni d'urto durante la collocazione in sito. 3. rivestimenti) sia contenuto entro limiti tali da minimizzare i danni per eventuali mareggiate. le parti più delicate delle opere a gettata (unghie al piede. 71 la rottura o cedimento della fondazione. 3.In alcuni casi si può passare. l'erosione del fondale al piede dell'opera.il contenimento delle deformazioni sotto carico della fondazione e della struttura. nella sola testata. anche per evitare controversie. tetrapodi.
. filtri. adottando ad esempio un cassone a pianta circolare immorsato nell'estremità della gettata.
Capitolato Speciale d'appalto per la determinazione del costo. accropodi. tra le quali le principali (Figura 3) riguardano: 1) il contenimento dello spostamento dei massi della mantellata per effetto delle onde incidenti e la resistenza di questi alle sollecitazioni a cui vengono sottoposti.. 229-. Vanno pertanto eseguite le opportune verifiche di stabilità. ad una diversa tipologia dell'opera di difesa. Anche le scarpate naturali ottenibili con l'impiego di mezzi marittimi sono diverse da quelle ottenibili con mezzi terrestri. Le modalità costruttive interessano la larghezza e la quota della sommità dell'opera durante la realizzazione per la necessità del passaggio contemporaneo degli automezzi trasportanti i materiali e dei mezzi adibiti alla posa in opera. mantellate) vengono poste in opera con maggiore precisione con l'impiego di gru terrestri che non con gru montate su pontone.2. 61 la stabilità del paramento interno alle sollecitazioni indotte dalla tracimazione. ~ 51 il sormonto dell'onda sul coronamento. In sede progettuale occorre prevedere le modalità di esecuzione. 2) il contenimento della perdita dei massi dello strato sottostante la mantellata e del materiale fine del nucleo. . ecc.2.5 Modalità di danneggiamento di un'opera a gettata Un'opera a gettata può subire danni per cause diverse. 3] l'erosione della berma al piede della mantellata.4 Condizionamenti al progetto derivanti dalle modalità di esecuzione Le opere a gettata possono essere costruite con l'impiego contemporaneo o esclusivo di mezzi terrestri o marittimi.
Si sono sviluppati quindi metodi di verifica (probabilistici) che consentono.<_«-g.¬:._
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I1:1›=1:11i igl›)l-›i:__¬.t.ì<i i› 1::i*ì¢§:.§. Per alcuni tipi (ad esempio frangiflutti a berma) il "danno" atteso nel corso delle prime mareggiate è inteso come una modificazione del profilo iniziale e contribuisce a conferire un maggior grado di stabilità a fronte delle mareggiate successive.¢3:g›.§.È«ì.f.$i1ì:ì£l!$.
I. a condizione di conoscerne i limiti di validità. 6.ili l ilili i äli›. f .$¬./4 ììz
~ «~.j
Fig. la quantificazione della probabilità di rovina
delle opere stesse.†
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3.=`«šff^:1šì›ì1`.r=1›:i«:§:§i 2. il comportamento delle dighe a gettata è valutato in modo diverso che in molte altre opere di ingegneria. i. 6.%.:*~
\-.'3f1?_` I i«:`ltii« i«:-:«:b¬' ~»ili«›l*^«_<:«:««¢ t«:t:›«2›« ~
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3.tì.¬t1<.i¬1.>(K..»:l.
/ . _› gi. 1 Dimensionamento con criteri probabilistici Il dimensionamento delle opere a gettata viene eseguito contemperando le esigenze di stabilità con quelle costruttive.i-i_i.i1l}i :3:5.i.____7_____/ _ Bonifica _
`«1ilil^lll›l¬^l ll'l1†l_l.i<i=i=§:. 1
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¬.igç:.
Q t \.«}.2 Formule perla verifica di stabilità
Tutte le parti di un'opera a gettata possono essere dimensionate utilizzando formule semplici.. .' -.§§t§l¢l
==i::i==ii"=<i-t.1 eg:i=§:tqsa.i.1iì. mediante un'analisi del "rischio di distruzione".j:».
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íz§li>i:.› .2..i\.:.6 Dimensionamento delle opere a gettata 3.2.¢› ' '
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› .'-:{:{i_~>i«ji.›: ›.i<§i.£1:..?§l.t. Metodi di analisi del rischio sono indicati nelle raccomandazioni
del PIANC (1992).Q
iírtåfglìi išlitligššlzl 1 .¢.*.¦. in quanto si accettano danni non trascurabili in corrispondenza di eventi ondosi relativamente frequenti rispetto alla vita dell'opera..:fi .<i1:=:tf...i«i =.2$..`.i.
I iz .ì§'..._-.
Una riduzione sensibile va eseguita nel caso di applicazione alle testate. in cui l'effetto del periodo d'onda non rilevante. oi.Le formule più impiegate per la mantellata sono le seguenti:
M = massa dell'elemento di mantellata. dipende anche dall'incidenza delle onde.15 + 0. non è concordanza nell'assumere un fattore moltiplicativo costante per tutti i tipi elementi di mantellata (ad esempio quello intercorrente fra H1 .danno è data dal rapporto tra il volume complessivo dei massi spostati ed il volume totale della mantellata.10 e H1 . ' Sono stati tentati diversi accorgimenti per estendere la formula di Hudson condizioni di attacco di onde irregolari. in quanto essa
fu ricavata nel campo d/L = 0. Tuttavia. è I'angolo formato dalla scarpata con l'orizzontale. La scelta di KD . introducendo il diametro Dn ed il numero di stabilità. variabile a seconda del tipo di elemento. Una maggiorazione dell'altezza d'onda è frequentemente accettata.50. si ha:
Ns = E = (KD cot g oi.)1/3
ll coefficiente di stabilità KD di Hudson fu ricavato per condizioni di moto ondoso regolare e per la condizione di danno compreso fra 0 e 5%. NS. Il valore di KD può essere reperito in letteratura. Gli elementi di cui alla tabella 4 hanno solo valore indicativo.3). A=(ôc /ôw-1). è a vi di
. Valori diversi del coefficiente KD vanno introdotti in caso di incidenza di onde frangenti sulla mantellata o sul fondale antistante l'opera. ove oc è la densità del materiale impiegato per la costruzione dell'elemento e ow quella dell'acqua.
La formula di Hudson non tiene conto del periodo del moto ondoso. KD è un coefficiente scelto in funzione del grado di danneggiamento (movimento degli elementi).
H è l'altezza d'onda di progetto (ad esempio l'altezza significativa). La percentuale che quantifica il .
5 3.`
1.2 2.0-20.0
10.0 3.0 8.5 2.0 2.0 4.0
4. (2) (3) n è il numero di elementi compresi nello spessore della mantellata (numero di strati).0 5.0
2.0 11. Nelle more dell'acquisizione di più dettagliate informazioni sulla variazione del coefficente kD con la pendenza. Per pendenze comprese tra 1/1.0J0) `*.`f
Tabella 4.5 a 3.0
4.0 3.=` .0
15. .5 16.¬:=l.0 8. Speciale posa in opera con l'asse maggiore del masso posto normalmente al piano della mantellata. 1982).5 7.lí=l"z*i`1šiif›
(4) Non è consigliato l'uso di un singolo strato nelle mantellate di massi naturali sottoposte a onde frangenti.6(4)
2. Esempi di valori consigliati del coefficiente KD per determinare il peso degli elementi di mantellata. I valori si riferiscono al criterio di "non danneggiamento" (spostamenti e oscillazioni dei massi < 5%).5 8.
(1 ) AVVERTENZA: i valori di kD scritti in italico non sono stati prodotti da apposite prove di laboratorio e.5 22. è ammissibile il singolo strato solo nel caso di una attenta posa in opera dei massi.4 3.5 2.5-24.5 2.0 (9)
da 1.0 (5) (5)
6.5 9.i1~.8 6.0
1.2 1.5 a 1/5.(1)
i`*išišlil:l:«li1š**== (1.2 6.8 2. l'uso del kD dovrebbe essere limitato a pendenze comprese tra 1l1. sono riportati solo per consentire una progettazione preliminare dell'opera.5
7. i~¬.l åil§1§}5lšI'l ~
'i=.5 6. Alcune prove su elementi di mantellata in testata mostrano una relazione funzionale tra kD e pendenza.0
2.5 8.`<*D
2.0 7.sì:¬«1lil:~T=liì»:t1si.0
pertanto. 1 5. se non si tollera l'oscillazione dei dolos (<2%) occorre ridurre il kD del 50% (Zwamborn e Van Niekerk. 1979).0 5.0 8.. La stabilità del dolos su pendenze superiori a 1/2 dovrebbe essere indagata con apposite prove su modello in funzione delle locali condizioni al contorno.2 5.0 70
9.5 4.9 2.
8. (5) (6) (7) (8) (9)
Nel caso di onde non frangenti.8 (8)
2.0 14.*".3 4.3 7.0
7.l›i=:=.5 a 1/3.3 3.1 iììiìtvljtjì.8 (8)
31. Massi sagomati con forma parallelepipeda quando la maggiore dimensione lineare è circa 3 volte più grande della piccola (Markle e Davidson.
elementi di calcestruzzo. p Ambedue i tipi di formula non possono essere impiegati per opere con cresta bassa sul I. La prima di esse:
H.5) .5 si adotterà la relazione che fornisce il valore minore di HS /ADHSO.m_m. La seconda:
HS /AD. dovrà essere D85/ D15<1.. /AD. Nell'intervallo di lim compreso tra 2. S è il livello di danneggiamento. Per mantellate costituite da massi naturali.E
2) Formule di Van der Meer: Le formule di Van der Meer sono state invece ricavate portando in conto l'azione di onde irregolari. N è il numero di onde presenti nella mareggiata.5. con Ae area della sezione trasversale erosa dalla mareggiata rispetto al profilo originale.5<› = 6. p* è un parametro indicatore della permeabilità della struttura (variabile fra 0. tollerabili spostamenti dei massi anche in assenza di
erosione del profilo (vedi nota "1"). Dn5D è il diametro nominale del masso (di peso mediano).15). (o addirittura sommersa rispetto al I. Per dighe staticamente stabili./cargo gg*
vale per strutture investite da frangenti del tipo "surging" (šm 2 3.0 p**°-13(s/4/š)0-2 .m_m.5)
ove oi e A hanno lo stesso significato già esposto per la formula di Hudson. HS è l'altezza d'onda significativa. non essendo..6)..
. sono state ottenute da Van der Meer due formule. esse consentono di tener conto anche degli effetti della variabilità del periodo. particolarmente presenti in acque molto basse (d/L <0.50= 1.°~5
vale per opere soggette a onde frangenti del tipo "plunging" (låm 5 2.) e per mantellate a scarpata non costante (a berma o ad S) (vedi nota "2").5 e 3. lim = tgoi/ ¬lH/ L0 è il parametro di frangimento (numero di lribarren) con H/Lo parametro di ripidità dell'onda (H indica l'altezza significativa davanti alla struttura ed L0 la lunghezza al largo riferita al periodo medio Tm). Sono disponibili formule analoghe per i più comuni tipi di massi artificiali di calcestruzzo. con una diversa definizione del danneggiamento.2 <p*›°-18 (S/¬/'1~i>°-2 t.espresso come rapporto A6 / D%50.1 e 0.
lì = 2. sempre per danno zero.
0.le >-
a) Per l'Accropode.< 1
.25-4.
NOTA "2" Frangiflutti a cresta bassa Per questi la stabilità dei massi lapidei della mantellata e della cresta può essere verificata con le stesse formule innanzi scritte nel testo.5) e per danno zero.8 -R-9
' 0 < 5°.
AD. per danno zero e cot oi = 1. fi. che misura la riduzione della dimensione del masso in relazione al basso livello della cresta:
1.5).5 ADH
b) Per i`Tetrapodi ( cot oi = 1. applicando al valore HS /ADH un fattore correttivo.2
c) Per i Cubi (cot oi = 1.33.
esso può essere suddiviso in conci indipendenti con giunti inten/allati di 5-1Dm. Un massiccio di coronamento può essere soggetto allo slittamento orizzontale verso l'interno.0. Fenomeno certamente complesso. si veda il paragrafo 4. Per evitare che assestamenti di diversa entità portino a rottura il coronamento. Non esiste ancora un metodo universalmente accettato per valutare le forze esercitate dal moto ondoso su qualsiasi configurazione di muro di coronamento.1 e la tabella in esso riportata. Per quanto riguarda la forza verticale di sollevamento dovuta alle sottopressioni agenti sulla base del massiccio.La formula di Van der Meer corrispondente al danno limite per la stabilità del piede della diga è data da:
HS = 8-7(&j1. dal livello di risalita dell'onda.1. _ Qualche volta si prevede una leggera armatura al fine di ridurre la fessurazione superficiale indotta da coazioni termiche e di fornire qualche resistenza sia alle sollecitazioni flessionali dovute ai cedimenti differenziali della fondazione (o alle spinte delle onde sul muro verticale) che alle tensioni localizzate in corrispondenza di collegamenti fra gli elementi contigui. dal periodo dell'onda e dalla permeabilità del materiale di fondazione del coronamento.2.3 Veri che di stabilità del massiccio di coronamento ll massiccio di coronamento di una diga frangiflutti è normalmente una struttura di calcestruzzo resistente a gravità. 3. Per la verifica della resistenza strutturale dei massi di mantellata. al rovesciamento e allo sprofondamento dovuto ad erosione della scogliera antistante e sottostante.
. Per una stima prudenziale.
questa fa riferimento. la grandezza e la distribuzione delle sottopressioni dipendono dalla quota della fondazione. nel quale sono presenti forze da shock difficilmente ricavabili anche su modello.43
dove h è la profondità alla base della diga e ht è la profondità in corrispondenza della sommità del piede (v. si può assumere una pressione verticale massima sul lembo esterno pari al valore della locale pressione orizzontale ed un valore nullo in corrispondenza del lembo interno (ove sia presente uno strato permeabile). 6.Figura 4). La stabilità viene verificata con il consueto confronto tra forze e momenti destabilizzanti (l'azione dell'onda sulla parete verticale e le sottopressioni sulla platea orizzontale) e forze e momenti resistenti (il peso del massiccio di calcestruzzo e la forza d'attrito tra la base e l'ammasso granulare) (Figura 4c). al danneggiamento corrispondente alla rimozione di due massi per ogni tratto longitudinale di lunghezza pari a quella di un masso. per onde limitate dal fondale (HS/h) z.5.
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è l'altezza della cresta Fic (v. Flux.35
.4).6. Esempi di calcolo sono nello Shore Protection Manual (1984).58 1.02 significativo
a 1. si può assumere un coefficiente minore o pari a 0. Figura 4). nonchè delle opere.55 0.=d
Livello di superamento x% 0.2.7. 3.41
d 2. persone e mezzi a tergo.5
Per strutture molto permeabili (p* > 0.97 1 . il limite superiore di Flux/ HS è dato da:
5E2É.12 0.34 1.72
b 1.6. le sottopressioni si portano alla pressione corrispondente alla quota di sfogo. Nel caso che il massiccio presenti un dente di ammorsamento (taglione) nella sottostante scogliera. Nel caso si dispongano attraverso la platea sfiati verticali (fori di drenaggio). in essi. dalle due formule seguenti: l= ašm
šm <1.001 0. per semplicità. per mantellate di massi naturali e nucleo poco permeabile a scarpa costante e per livello di superamento X.17 0.4 Valutazione dell'altezza di risalita dell'onda e dell'entità della tracimazione Nel dimensionamento di una diga a gettata è necessario valutare il sormonto di masse d'acqua per la stabilità e sicurezza della diga stessa.5
šm >1. L'aumento di livello d'acqua sopra il medio mare. La forza orizzontale resistente si valuta attraverso il prodotto del peso del massiccio (alleggerito dalle sottopressioni) per il coefficiente d'attrito.46 0. Ulteriori parametri geometrici influenzanti sono: la pendenza della mantellata. che condiziona l'entità della tracimazione. la larghezza e profondità della berma e la sua altezza rispetto a quella del muro paraonde. L'elemento geometrico principale. In questo caso si può anche condurre la verifica allo scorrimento lungo il piano inclinato congiungente l'estremità del taglione con quella interna della platea (con le relative componenti normali e parallele delle forze) e mettere in conto tra i pesi stabilizzanti quello del terreno compreso tra la base della platea e quella del taglione. la distribuzione delle sottopressioni può assumere un andamento triangolare (grande permeabilità) o di diverso tipo fino a quello rettangolare.88
› c 0. il carico dell'onda viene assunto come statico.96 0. usualmente assunto minore o pari a 0. può essere fornito.In relazione alla maggiore o minore permeabilità del materiale di appoggio del massiccio.
Manufatti di materiali sciolti).Metodi empirici consentono di valutare l'entità della tracimazione espressa dalla portata media Q (m3/s per metro di lunghezza della cresta).. Manufatti di materiali sciolti). 11. ln presenza di spessori notevoli di terreno argillosolimoso di bassa resistenza. se necessario_.3. E.) si deve esaminare la stabilità dell'opera sia verso mare che verso l'interno nelle condizioni di esercizio (a lungo termine) e.1988 Cap. Cosi si può ricorrere allo scavo ed alla sostituzione di tutto o di parte del terreno di fondazione avente scarsa resistenza ed elevata compressibilità con materiale sabbioso o ghiaioso.M.) Per risolvere i problemi di stabilità e di cedimento. Nella verifica di stabilità globale. LL_PP. anche per le condizioni che si hanno durante la costruzione o a fine costruzione (a breve termine). Per la sicurezza di persone e veicoli transitanti lungo il coronamento.F* = (RC /HS)2 (sm /2†¢)"2
ø a e b coefficienti empirici i cui valori vanno meglio determinati mediante prove su modello.M. sono da prescriversi prove su modello fisico per una più precisa valutazione della portata tracimabile e della sua variabilità onda per onda.3. I cedimenti dovuti alla compressibilità devono essere stimati usando i consueti metodi di calcolo. Una relazione fra le grandezze in gioco è la seguente:
. si può ricorrere ai dreni verticali per accellerare la
. 3. I cedimenti sono dovuti alla compressibilità dei terreni di fondazione.PP. (metodo di Bishop semplificato.2. LL. metodo di Janbu. Ö deve essere opportunamente contenuta. Si devono valutare i cedimenti e verificare che questi siano compatibili con la funzionalità e sicurezza dell'opera. 11. La portata di tracimazione stimata empiricamente fornisce un ulteriore parametro per il dimensionamento di massima della struttura. Per dighe banchinate all'interno. nel caso di azioni sismiche. vari sono i possibili tipi di intervento.7 Verifica di stabilità globale La diga a gettata deve essere verificata seguendo le norme sui manufatti di materiali sciolti (Norme geotecniche D. Data la variabilità temporale del fenomeno della tracimazione. alla liquefazione degli stessi terreni sotto l'azione dinamica dell moto ondoso ed all'asportazione di frazioni fini di materiali dal corpo dell'opera.1988 Cap. è opportuno valutare il volume massimo tracimabile in rapporto al valore medio. Quelli legati alla liquefazione sotto l'azione dinamica del moto ondoso ed all'asportazione di frazioni fini sono difficilmente valutabili. da eseguire con i metodi dell'equilibrio limite..3 (Norme geotecniche D. ll coefficiente di sicurezza non deve essere minore di 1. ecc. alla liquefazione di terreni sabbiosi fini a bassa densità sotto l'azione sismica. E.
g Dal punto di vista del comportamento idraulico.3
3. Gli effetti negativi dei cedimenti su alcune parti dell'opera possono talvolta essere limitati. Si può anche fare ricorso a materiali sintetici in forma di fogli. con un apposito programma di costruzione.'.m. la geometria del profilo dell'opera verso il largo deve essere tale da escludere il frangimento.
. le dighe a parete sono caratterizzate da un imbasamento a scogliera (sottostruttura) spianato alla quota voluta.12.3. nel tempo. Per la scogliera che costituisce la sottostruttura della diga valgono i criteri esposti per le dighe a gettata.1 Tipologia Come si è accennato.`.F
consolidazione."å"'l.
""L'. le caratteristiche geometriche (fondo piano) e di resistenza (sufficientemente elevate) del terreno di fondazione lo consentono. Si raccomandano però maggiori cautele.'_`_
Fig. Così pure strati di fondazione formati da sabbia sciolta. le dighe a parete si distinguono in due tipi o classi a seconda dell'interazione che si determina tra il moto ondoso incidente e l'ostacolo da esse costituito: a) dighe a parete verticale o subverticale. tappeti e materassi da inserire al contatto tra scogliera e terreno di fondazione con compito di rinforzo e separazione. Queste opere sono di solito impiegate in mari a debole escursione di marea (v. soprattutto in merito agli accertamenti geotecnici sui terreni di fondazione. per fasi.
10. sul quale poggia un muro verticale o subverticale costituente la cosiddetta infrastruttura dell'opera. poichè l'opera a parete verticale è capace di tollerare cedimenti totali e differenziali minori che l'opera a gettata e gli eventuali interventi di manutenzione sono molto onerosi. Figure 5 e 6). destinate a riflettere l'onda incidente (ovvero a creare dinanzi all'opera un processo di moto stazionario)-_ Per ottenere le suddette condizioni. possono essere compattati con la vibroflottazione.00 Q
3. Lato porto
l. e quindi suscettibili di liquefazione sotto l'azione sismica. Quando l'ubicazione. sormontato a sua volta da una struttura di coronamento fuori acqua (sovrastruttura). 5
..00 Lato mare
__. le dighe a parete possono poggiare direttamente sui fondali marini.m._'.
Fig.«››
Fig..\§`È Il' l¦5 ì'.00
1.«= sa.* '
. come opera soggetta ad onde stazionarie. 7
. in fase di alta marea.. .00 .cls.la:.00
V . 211 O É -. l Alcune dighe.`
'.* \
'QW›'.
~1--~-. vm . ' Blocfcht._'_n'.
+ 2. su cui è poggiata l'infrastruttura.30 I 1..
4.Q 597 « _.A 5. fondate a profondità relativamente basse. in fase di bassa marea.
____\____í____.
“†___.¬. ro I 4. \ { Misto di cava
iso ) __:y 47 3 Qrqó. ln casi estremi. l'imbasamento a scogliera.'.:
2. La figura 7 si riferisce ad un caso limite di cui si hanno esempi storici.D'87 -É .00
. ubicate in paraggi soggetti a notevoli escursioni di marea. . al variare del tirante d'acqua alla base della parete verticale. e come opera soggetta ai frangenti. può risultare parzialmente emergente in fase di bassa marea e quindi comportarsi in questa fase come una diga a scogliera. possono comportarsi.í. me che è raccomandabile evitare estendendo la gettata a protezione dell*opera a muro.*†m¢Iš:-Et
. Pu'-5=I”-
Df 4.____/'i
›O. 6
b) dighe a parete destinate a subire gli effetti del frangimento.85
L'altezza del cassone è scelta in modo tale da ridurre al
minimo il costo di costruzione della scogliera di imbasamento e della struttura a parete. 0
šß Fig.3. versati in opera entro appositi casseri.
15. La sua larghezza va determinata.50
+ 3. Per solidarizzare i massi tra loro vengono
predisposti dei pozzi verticali riempiti successivamente con conglomerato cementizio armato gettato in opera ovvero degli incastri tra gli elementi superiori e quelli inferiori. da getti di calcestruzzo. le pareti di ripartizione e collegamento hanno spessore di circa 20 + 30 cm. 1 Caratteristiche costruttive L'infrastruttura di un'opera a parete può essere formata. come già accennato.
. da cassoni cellulari prefabbricati in conglomerato cementizio armato zavorrati in opera (con sabbia o tout-venant o conglomerato cementizio magro). 8
Di uso più frequente per le nuove opere sono i cassoni cellulari prefabbricati.17.wo
Si tratta di accorgimenti atti a migliorare la resistenza allo scorrimento tra strato e strato. ll cassone viene normalmente realizzato in
calcestruzzo armato. 00 9
. costruiti a terra su scivoli o in mare su piattaforme (Figura 8). per meglio distribuire la pressione sullo scanno di pietrame. Gli spessori devono essere
. le cui dimensioni sono generalmente limitate ad un massimo di 4 -:. ln genere si pone la lunghezza del cassone pari o superiore al doppio della sua altezza. 0. mentre la lunghezza del cassone è dettata dalla capacità manifatturiera (la maggiore lunghezza assicura una migliore ripartizione di punte di sollecitazione). mentre la lastra di fondo è spessa da 50 a 70 cm. imponendo la condizione di stabilità all'azione dell'onda. i massi prefabbricati devono avere le massime dimensioni compatibili con la potenza di un sollevamento dei pontoni destinati al loro posizionamento in opera.00. Queste dimensioni andranno verificate con i metodi di analisi delle forze dettati dal regolamento per le strutture in calcestruzzo armato. Nelle dighe del primo tipo (Figure 5 e 6).5 m. da pile di massi prefabbricati di calcestruzzo. ll masso di base è generalmente più largo.00
. Ogni cassone in opera costituisce un tratto completo e monolitico della diga (con la sommità circa 1 metro fuori acqua).
.3. galleggianti. Un cassone di calcestruzzo è diviso in un certo numero di celle. La parete esterna è normalmente spessa da 40 a 50 cm.1.09 t
ilso .
3) la resistenza allo schiacciamento locale dell'imbasamento. 5) la resistenza della fondazione al refluimento del sedime d'appoggio.comportamento monolitico del cassone cellulare. analizzando:
1) la stabilità dell'intera sovrastruttura allo scorrimento ed al ribaltamento. per assicurare il . va realizzata la sovrastruttura (gettata in opera o anche prefabbricata) costituita dal masso di coronamento con o
senza muro paraonde.
FV = variazione della spinta di galleggiamento dovuta all'onda.3. Nel caso in cui sia assicurata la stazionarietà del moto ondoso dinanzi alla diga.
3.1 Le forze
Le forze agenti sull'opera (infrastruttura più sovrastruttura) possono essere distinte in forze di massa e forze al contorno.3. per quelle monolitiche. 6) la compatibilità degli assestamenti della fondazione e dell'opera con la funzionalità a questa richiesta. 4) la stabilità all'onda della scogliera di imbasamento e del masso guardiano. W = spinta di_galleggiamento esercitata sull'opera in condizioni di quiete. 3.2. Figura 12.
3. mentre quelle al contorno possono così distinguersi: F0 = componente orizzontale della forza dell'onda. le componenti F0 e FV dovute all'azione ondosa sono rispettivamente uguali alla risultante del diagramma di carico orizzontale e alla risultante del diagramma di carico verticale tracciati in Figura 9 (fase di cresta dell'onda) e in Figura 10 (fase di cavo dell'onda). 1.correlati alle dimensioni delle celle. Una volta sistemati i cassoni mediante zavorramento. RV = reazione verticale dell'imbasamento di appoggio.).. 2) per quelle non monolitiche la stabilità dei singoli blocchi e.2 Cause di danneggiamento di una diga a parete Una diga a parete può subire danni per cause diverse (v.3.2 Dimensionamento delle dighe a parete soggette all'azione di onde non frangenti (onde stazionarie) l criteri di calcolo indicati sono riferiti a dighe con parete verticale senza modifica al profilo (ad es.4..
3. ecc.2). e all'entítà della pressione ondosa. Va pertanto verificata la stabilità (anche in presenza di azione sismica per le zone sismiche). Le forze di massa si riducono al peso proprio dell'opera P. 3. scanalature.
. la resistenza dell'elemento e delle connessioni. Spessore delle pareti e relative orditure verranno verificati con i metodi della Scienza delle Costruzioni. sovrastruttura inclinata) o alla parete stessa (fori. par.
R0 = reazione orizzontale all'imbasamento di appoggio.
e quindi forze minori di quelle prodotte da onde cilindriche di altezza uguale (costante). Poi la crescita si interrompe bruscamente e la pressione si porta ad un minimo relativo proprio al culmine della fase di cresta dell'onda. La reazione RV dell'imbasamento viene calcolata come risultante di pressioni distribuite al suolo con lo schema di fondazione rigida su terreno elastico alla Winkler. Tenendo conto di quanto riscontrato per dighe sottoposte all'azione di onde stazionarie. le onde più alte manifestano fronti di estensione limitata. è corretto procedere alla verifica delle dighe utilizzando il semplice
ln effetti. par. 3. nei quali si incontra una forte riduzione di altezza dal centro verso la periferia. dove con H si indichi il valore dell'altezza d'onda incidente. dovrà risultare:
. la pressione cresce con gradualità solo fino ad un certo istante.6.3. Per l'equilibrio alla traslazione. mentre. Alcune considerazioni sulla distribuzione spaziale delle altezze d'onda lungo ciascun fronte rendono meno gravose tali prescrizioni (v. 3.ll diagramma ivi riportato è valido in condizioni di moto ondoso regolare cilindrico definito dalla teoria di Sainflou linearizzata e largamente utilizzata nel recente passato in Europa. 3. 1976) prescrivono: per H il valore Hmax atteso una sola volta in un lasso di tempo doppio della vita presunta dell'opera.5 H. R0=F0 . il secondo fenomeno solo in fase di cresta d'onda.2. nel corso delle mareggiate. Le registrazioni in mare delle azioni dovute alle onde più alte mostrano inoltre che la pressione sulla parete diminuisce nel dominio del tempo in modo regolare durante la fase di cavo d'onda. la cui comprensione riveste notevole importanza per la verifica
di stabilità. Entrambi i fenomeni sopra menzionati (contrazione dei fronti di maggiore altezza e caduta della pressione) sono caratteristici (Boccotti) delle onde tridimensionali di mare ed hanno favorevoli effetti ai fini della stabilità delle dighe: il primo sia in fase di cresta. in fase di cresta. ln merito le raccomandazioni dell'Associazione Internazionale Permanente per i Congressi di Navigazione (PIANC. Non è superfluo ricordare che la condizione necessaria per la stazionarietà dell'onda di fronte alla parete verticale è che l'altezza libera della parete misurata sotto il livello dell'acqua (d) si mantenga sempre superiore o pari a 1.2 Le verifiche di stabilità Le onde più alte. Pertanto esse generano carichi non uniformi rispetto all'asse longitudinale della diga. sia in fase di cavo d'onda. un'onda più alta rispetto alla media si forma normalmente mediante una progressiva concentrazione di altezza verso la zona centrale del fronte.2.3. Come conseguenza. La caduta di pressione è associata alla formazione di un alto getto verticale. par. Per la valutazione della forza verticale FV dovuta alle sottopressioni di origine ondosa agenti sulla base della parete si intendono qui ripetute tutte le considerazioni svolte a proposito del coronamento di calcestruzzo delle dighe a scogliera (v.2).3).2.
dove la forza FV è positiva se orientata verso l'alto. nella loro formazione seguono processi quasi-deterministici. su di un determinato fronte.
1 Ãš. ln particolare si raccomanda H = H1/20 (H1/20 E 1. e H = H1/100 (H1/100 = 1.
verifica a ribaltamento. per il significato dei simboli).4.
iii) verifica a schiacciamento dell'imbasamento a scogliera.1) per tutte le verifiche.ii 1 ho
_. iv) verifica a slittamento di zolle comprendenti l'imbasamento a scogliera ed il terreno naturale sottostante (opera-terreno).1. Le verifiche convenzionali di stabilità sono generalmente quattro: i) ii) verifica a scorrimento dell'opera sull'imbasamento. il paragrafo 2.1. per l'altezza H.schema di onda regolare cilindrica (diagrammi di carico illustrati nelle Figure 9 e 10) assumendo. ll periodo d'onda può essere preso pan a Ts (periodo caratteristico delle onde più alte .9
. un valore minore di quello massimo atteso nel corso di vita della struttura.-
Fig. ancora il paragrafo 2.1.4. _ Q____
3'_ -.
.67 HS) per le verifiche di stabilità in fase di cavo d'onda (cfr.ctr.40 HS) per le verifiche di stabilità in fase di cresta e H = H1/100 per la verifica preliminare di non-frangimento in fase di cresta..
/z a*^"'"
_.›z.
.e»t\››._1
..ç..› .:.<.l lg H h' h' ___--1 P3 = Ycoshkdd p1(d J
k=2E L ..E.'. ...\.. l __.\..
.. _\:__ -~
A..›...
infrastruttura e coronamento). devono essere eseguite le verifiche con il metodo dell'equilibrio limite: (metodo di Bishop semplificato.. Oltre alle verifiche di stabilità.3. Manufatti di materiali sciolti) ed essere comunque superiore a 1.4.1YI_§_>Cr
dove Ms è il momento stabilizzante. M. tenendo conto delle fasi di costruzione dell'intera opera (scogliera di fondazione. Per "momento stabilizzante" si intende il momento della forza P* = P-W rispetto all'asse di ribaltamento. 11. 1 Riguardo allo schiacciamento. E. Per risolvere i problemi di stabilità globale può essere sufficiente aumentare le dimensioni della scogliera di fondazione. Infatti la notevole riduzione di altezza tra il centro e i lati del fronte produce il suo effetto più favorevole nei confronti della stabilità delle grandi zolle comprendenti scogliere e terreno naturale. Talora è necessario procedere allo scavo di tutto o di parte del terreno di fondazione avente scarsa resistenza ed elevata
.) considerando sia le condizioni a fine costruzione (a breve termine) sia le condizioni in esercizio (a lungo termine) e le azioni sismiche.5. la verifica a scorrimento va effettuata per tutte le sezioni di appoggio tra i blocchi.
Riguardo infine allo slittamento del complesso opera-terreno.__H_rcH2 1 L tanhkd
Riguardo allo scorrimento. Per questa particolare verifica può essere ammessa anche l'altezza d'onda H=Hs (con il periodo TS). Figure 9 e 10). Quando l'opera è costituita da blocchi sovrapposti. Le verifiche a ribaltamento e a schiacciamento in fase di cavo d'onda possono risultare condizionanti solo se il momento stabilizzante rispetto all'asse OM sia significativamente minore del momento stabilizzante rispetto all'asse OB. ll relativo coefficiente di sicurezza deve rispettare le norme generali vigenti (Norme geotecniche D. sono OB e OM rispettivamente in fase di cresta e in fase di cavo d'onda (v.6 e il coefficiente di sicurezza Cs uguale a
1. la verifica va effettuata utilizzando la seguente disuguaglianze:
_.3. Gli assi di ribaltamento per la valutazione dei momenti Ms e M. ecc. Riguardo al ribaltamento. si ammette un carico massimo sulla scogliera pari a 5
X 105 N/m2 (skg/@1112). Per "momento ribaltante" si intende il momento delle forze FQ e FV rispetto allo stesso asse di ribaltamento. è il coefficiente di sicurezza per il quale si assumerà il valore 1. la stabilità è assicurata dalla diseguaglianza:
con il coefficiente di attrito u uguale a 0. metodo di Janbu. devono essere eseguiti i calcoli dei cedimenti. e si deve verificare se essi siano compatibili con la funzionalità e la sicurezza dell'opera in esercizio.. è il momento ribaltante e C.
soddisfatta la corrispondente verifica in fase di cresta d'onda.lg.M.
n.1988 Cap.
_ 2d sab d H
.3. sostituendolo con materiale sabbioso e ghiaioso.6 + 0. e pertanto le verifiche vengono limitate alla condizione di cresta d'onda durante le quali si manifestano i carichi maggiori. ln questo modo possono essere anche ridotti adeguatamente i cedimenti. Si può così intervenire con dreni verticali per accelerare la consolidazione di terreni di fondazione argillosi. p3 e p4. con pali di ghiaia o con gettiniezione.75 (1+ cos
_ al = 0.5
.5 (1 + cos ß) (011 + ot2 cosz |3)¬/ H
tlal ttf . 3.5 (1+cos ß)0t10t3 YH
l 11* = 0. scegliendo opportunamente il metodo o l'intervento in relazione alle caratteristiche del terreno di fondazione della scogliera e dell'infrastruttura e tenendo conto delle fasi e delle modalità costruttive dell'opera. sono (Goda): pl = 0.3 Dimensionamento delle dighe che possono essere soggette all'azione di onde frangenti Per il dimensionamento e la verifica di stabilità delle dighe per le quali non è assicurata la condizione di stazionarietà dell'onda di fronte alla parete verticale indicata al paragr. nb-d(H)2 . L'utilizzazione di geosintetici o materassi di vario tipo a contatto tra scogliera e terreno di fondazione con funzioni di separazione e rinforzo può essere di grande utilità. ln presenza di terreni di fondazione superficiali formati da sabbia sciolta. notevolmente deformabili e suscettibili di liquefazione. si può fare riferimento a criteri ormai internazionalmente diffusi in letteratura. Le espressioni delle pressioni p1. nei diagrammi di Figura 11. In presenza di spessori notevoli di terreno argilloso e limoso di bassa resistenza.š E. si può intervenire con la compattazione (ad esempio la vibroflottazione).
l compressibilità. 3.2. smh zkh
oc2=mm --.L-tr-9
p4 =0.:1i.3. pg. Le stesse istruzioni sono state predisposte per dighe con momenti stabilizzanti equivalenti rispetto ai due assi OM e OB .-
.1 (escludendo la condizione particolare di violenti effetti impulsivi per la quale non è idonea la stessa tipologia a parete).{
P2=P1. può essere necessario ricorrere ad altri tipi di provvedimenti per migliorare le caratteristiche ed il comportamento del terreno di fondazione ed ottenere un comportamento accettabile dell'opera.
.ot3 =1-. 11. 11
3.\ ^v/x~//4/'fr
. il carico trasmesso dall'infrastruttura. ormeggio di navi o abbia funzioni similari. Per la verifica di stabilità allo scorrimento il coefficiente di sicurezza potrà essere ridotto a 1.3._
fa /Av/.<«r/xvrxv/. sul terreno naturale. costituisce una
. L'ampiezza dello scanno.18 ël. l'altezza dello scanno.3 semprechè la diga non costituisca.
Fig. ll muro paraonde della diga a parete andrà anche verificato singolarmente.P1-fr
___l_.Hf)
dove min (.-13-_ __
.) indica il minore dei valori in argomento._
Q--. dove necessario.sHS. hb è la profondità del fondo ad una distanza di 5 H1/3 dalla diga. Allo scopo. o l'angolo formato dal piano del fondo con l'orizzontale.ill.hih[ coshkhì
H=m1n(1. ß è l'angolo di inclinazione del fronte d'onda rispetto alla parete decurtato di un franco di sicurezza di 15°. sarà non minore di un quarto della dimensione b della base dell'opera._
.4 Dimensionamento della scogliera di fondazione La scogliera di fondazione ha la funzione di diffondere. più estesa sul lato mare (berma) che sul lato costa. lato porto..1-exp
:1r).¢::«:1..1... . Generalmente la protezione al piede è realizzata con blocchi rettangolari del peso da 15 a 50 t. il rapporto di fyr con il peso specifico dell'acqua.s.1›_›. .1..41" `^~ 1r'~». = max {1.~... _ ..ÉíQ.†._.11:¢:¢:§1.
».. inoltre la pendenza della scarpata lato mare andrà assunta pari ad 1/2 e la pendenza della scarpata latobacino pari a 2/3.ì§V:§}.__.3 0 + 1..~~~. .¬«rrrqgrqr. sulla base dei risultati di adeguate prove. '
d={(1-1<)/1<“3}(h'/ HV3) 1< = 1<.. la valutazione di NS può essere fatta utilizzando la seguente formula suggerita dallo stesso Tanimoto.
:::†_¬..£f 1ååäàäåišfåäääåzkia.« Éšìlitilìlìtil ššìíššåìåìÈíÈìlìšìlìÈì§åìåìlìl
:>{I1:1ft1:1:11=11111:1:111:.E §
..1›:.. (variabile con l'altezza d'onda di progetto).«~~::».:. . vr il peso specifico dell'elemento.
N.e.1t ta:1rs<r=i: z†==§=1^t2 .«.. 1 l'ampiezza della berma e dr solrto maggiore dr 5 m. .:.ag.. .+«».«.._M.3.1. sulla base di considerazioni analitiche e prove con onde irregolari.›«srifrf rr11121:11251111tre=11ftr&ltl lt =
protezione non trascurabile rispetto all'azione erosiva del moto l'ampiezza dello scanno ha un notevole effetto sulla stabilità a slittamento del complesso scogliera-terreno naturale.-. HS l'altezza dell'onda significativa e NS il numero di stabilità. ¬ «¬›¬w<.ì': 4ì::%†å%%::%š%L£àåLìtå 1M... l blocchi di protezione al piede sono indispensabili.:¢11111111.__ ~ 7 ~~~_
ll .. ln ogni caso la berma e la scarpata della infrastruttura in scogli deve essere costituita da elementi di mantellata di peso sufficiente ad assicurarne la stabilità. S.~<r«1›._ l _. Per massi naturali. Esso va determinato.%.~«~»_r.. Per tale insieme@. ll peso minimo degli elementi per una fondazione (scogliera) di massi naturali può essere calcolato con una formula del tipo Hudson (Tanimoto):
dove W è il peso del masso.1:¢ 1. come anche la forma dei massi.1›:\ä-¢«'<:r1(r¢11M11H:“«M*:>»1 r 11.1<2 1<..:. ll valore del numero di stabilità dipende dalle condizioni d'onda e dalle dimensioni della scogliera.-1.:. ._L%i.~. .:p.:<:¢:11.4ršVt%e§. specialmente quando la direzione di propagazione delle mareggiate più intense è diversa dalla ortogonale..:. _ _____.___. .81-:Xp [-15 01 (1 _ 1<)]}
.:¢:. 3.4.:..=* =.=(4†th'/ L')/s1nh(41t11'/ L')
.1 La protezione del piede lato mare
Nelle dighe a parete ~è d'uso sistemare una o due file di blocchi di calcestruzzo a protezione del piede sul lato mare. tenendo conto di questi fattori.1.:11:1:~:y«:.:¢.†.z...g “§š$\›
f . di ragionifffêlfw \ .››:r. .«_...
3. seppur disperso dall'agitazione ondosa.5¬/H
. h' la profondità di imbasamento della parete e ßm è la larghezza della berma della scogliera di fondazione. se di dimensioni appropriate. Nelle suscritte formule il numero di stabilità è funzione di tre parametri principali h'/HS
dove. A tal fine si usa stendere uno' strato di materiale di cava di modesto spessore oltre il piede della mantellata. tale da dar luogo al dissesto del corpo della struttura. se arretrato rispetto al paramento esterno.
tV V. Tale protezione può essere realizzata anche mediante l'uso di geosintetici stesi per adeguata larghezza sotto la mantellata e zavorrati nella parte esterna. che. rispetto al caso di una scogliera. h'/L' e ßm /L'. agitazione tale da produrre spesso erosione del fondale. protegge il fondale quantomeno per un tempo limitato. è necessario prendere misure precauzionali. Quando l'erosione del fondale può indurre un assestamento dell'imbasamento.
3. in tali condizioni esso viene di norma verificato presupponendo che su di esso si esercitino pressioni massime date dalla formula di
p=1.il. ll muro paraonde. non contribuisce in maniera significativa alla spinta totale dell'onda sulla parete. 3.5 Dimensionamento del coronamento ll coronamento deve essere portato a quota sufficiente a rendere tollerabile la tracimazione in relazione all'uso che si fa della retrostante banchina ed alla resistenza del paramento retrostante.
1<2 = s1n2(21t ßM /1. una maggiore agitazione nella zona antistante. in quanto la forza su di esso esercitata risulta sfasata rispetto alla forza sul paramento principale. L' è la lunghezza d'onda corrispondente al periodo dell'onda significativa.2 La protezione contro l'escavazi0ne al piede dell'imbasamento La forte riflessione di un frangiflutti a parete determina.4.3.
Fig.'š^.
`rš._>. 12
Fra le grandezze che caratterizzano i fenomeni
rilevanti che si verificano nel modello e nel prototipo. Con riferimento ai frangiflutti. essi rappresentano in modo fedele alcuni fenomeni. essendo uno strumento di elaborazione o trasformazione dei dati. l modelli fisici permettono anche una rappresentazione visiva e diretta delle opere in progetto e del loro funzionamento. quando si ricavano valori o funzioni che soddisfano al problema. per capacità di simulazione. su cui si possano fare facilmente misure e che sia rappresentato dalle stesse equazioni. infatti. Un modello. PROVE SU MODELLO
L'uso dei modelli fisici e matematici è di grande utilità per accertare sia la stabilità delle opere che gli effetti sulla costa.1. ø modelli di opere. quando non si disponga di adeguate formule di calcolo. ll ricorso ai modelli è necessario. l modelli matematici sono d'altro canto particolarmente indicati per rappresentare fenomeni la cui dinamica è ben nota. ed in forma numerica. La realizzazione di qualunque modello richiede la preventiva identificazione: ø dei fenomeni fisici rilevanti ai sensi di quanto si vuole evidenziare: i modelli infatti sono sempre modelli parziali. non fornisce usualmente risultati più attendibili dei dati su cui è basato. finalizzati in genere ad accertare la stabilità delle opere stesse e la loro rispondenza alle specifiche funzionali.
. che. risulti preferibile per affidabilità degli strumenti. talchè risulta estremamente
onerosa la realizzazione per essi di un modello fisico affidabile. finalizzati a stabilire la corrispondenza fra onde al largo ed onde incidenti sulle opere o sul litorale. la cui rappresentazione analitica è difficile e spesso solo approssimativa. La ricerca della soluzione per via matematica può farsi in diversi modi: in forma analitica. aggiungendosi all'incertezza dei dati l'incertezza sulla esattezza del modello. fornendo le informazioni necessarie. ø modelli del litorale interessato dalla “costruzione del frangiflutti. _. i
4. Nota l'attendibilità dei dati disponibili ed eseguiti gli accertamenti preliminari necessari. mentre differiscono essenzialmente le dimensioni. deve sussistere una
corrispondenza biunivoca. ci si dovrà pertanto accertare che tutti i fenomeni rilevanti in prototipo siano fedelmente rappresentati in modello e che non siano eccessivamente amplificati fenomeni irrilevanti nel prototipo. mentre distorcono o cancellano altri fenomeni. come ad esempio la turbolenza o il frangimento delle onde. ~ dei dati necessari per l'esecuzione del modello. finalizzati a valutare gli effetti delle opere soprattutto in relazione al movimento dei sedimenti. per tempi e costi di esecuzione. si sceglierà il modello o il complesso dei modelli parziali più idoneo. A favore dei modelli fisici si può addurre la capacità di rappresentare fenomeni fisici. i modelli di uso più frequente sono:
ø modelli di propagazione ondosa. quando viene identificato un algoritmo che fornisce il risultato con una sufficiente approssimazione. l fenomeni in modello e prototipo possono avere la medesima natura. per ottenere la risposta sul comportamento e sugli effetti di strutture marittime. ad esempio la propagazione ondosa. o che si
svolgono intrinsecamente in spazi di grande estensione. Altrimenti il modello fisico può essere realizzato in forma analogica quando si rintraccia un fenomeno.
per la definizione delle specifiche e per il controllo della sua esecuzione.
Finalità principale di questi modelli è di regola laccertamento della stabilità dell'opera progettata agli attacchi ondosi previsti. le dimensioni di massi di calcestruzzo impiegati per la mantellata superano i valori indicati in Tabella 5. che. Per questi elementi il modello accerta soltanto la stabilità idraulica. ln particolare.1 Generalità _
Le prove vengono condotte secondo la regola di similitudine di Froude con scala delle densità (masse volumiche) fissata. dato per certo che esso rimanga integro. Risulta opportuno in questi casi registrare durante le prove eventuali ondeggiamenti.l
Nel seguito si forniscono alcune indicazioni per la scelta del modello di un frangiflutti. questo secondo effetto riveste notevole importanza per grandi elementi snelli. pur non portando alla loro rimozione. mentre la resistenza alle sollecitazioni a cui viene sottoposto deve essere accertata per altra via. come la sezione d'urto esposta all'onda ed il peso della struttura nelle condizioni effettive di immersione. seppur accertata la stabilità idraulica. Di regola si distorcono leggermente le dimensioni dei granuli di questi elementi della struttura così che la permeabilità risulti ridotta nella scala delle velocità. si potrà pertanto operare sugli spessori delle membrature in modo da ottenere in scala le caratteristiche sopra menzionate. per le ridotte dimensioni dei meati in essi presenti.
4. possono determinare negli urti di fine corsa sollecitazioni assai gravose per il singolo elemento. 4.1. debbono essere accuratamente ridotte in scala le caratteristiche essenziali. sussiste rischio per la integrità degli elementi stessi. e scalare opportunamente la densità degli elementi. Per gli altri tipi si rimanda alle "Istruzioni tecniche per la progettazione e costruzione delle opere di difesa delle coste" citate in calce all'indice. Effetti scala di fatto ineliminabili rimangono per i fenomeni di areazione dell'acqua (non riproducibile in modello rispetto al prototipo) e di resistenza strutturale degli elementi (esaltata in modello).1 MODELLI FISICI DI FRANGIFLUTTI
l frangiflutti sono composti da elementi principali sufficientemente grandi. Si raccomanda di verificare la densità effettiva del fluido e dei solidi impiegati in modello. in prototipo
e in modello. Per assicurare I' assenza di effetti scala dovuti alla viscosità è necessario verificare che anche in modello il numero di Reynolds D (gH)1/20 (D = dimensione lineare caratteristica degli elementi. (ll rischio non sussiste se non è superata almeno una delle due soglie). cioè accerta che l'elemento non venga rimosso dall'onda. da escludere per essi rilevanti effetti della viscosità e della capillarità. V E' opportuno tener conto della differenza di densità fra la densità nel prototipo (acqua salata) e nel modello. Effetti scala si hanno di regola nel nucleo della struttura e nella fondazione. v = viscosità cinematica) sia maggiore di 1 + 3 x 104.
. comunque. ln questi casi. Per modelli di strutture complesse risulta a volte difficile ottemperare esattamente alla scala delle densità. Quando.
7. alla testata di un molo. sia in termini di onde indipendenti. per le strutture più importanti. Acquista importanza nel caso di onde irregolari. Condizioni estreme per l'impiego della mantellata di massi artificiali in conglomerato cementizio senza verifiche di resistenza strutturale
4 l.2 Dati. la stabilità dei massi decresce per frangenti di tipo tuffante ("plunging") e cresce per frangenti di tipo a risalto ("surging"). l
presenza di forte vento concorde con le' onde. ha effetti non trascurabili sull'altezza dei frangenti. quali quelli che si verificano ad es. il primo comportamento verificandosi quando il numero di lribarren (rapporto fra la pendenza della scarpa e la radice quadrata della ripidità'dell'onda al largo) non supera 2. parag. si dovranno valutare attentamente gli effetti della obliquità degli attacchi ondosi e dello spostamento longitudinale dei massi. preferito per ovvie ragioni di economia.1.5 circa (v. Molti fra i modelli di opere vengono effettuati in canaletta con attacco ondoso rigorosamente ortogonale. Di norma esso non viene rappresentato in modello.2. 4.0
ll periodo dell'onda e l'associata forma dei frangenti hanno sempre un certo effetto sulla stabilità dei massi di una scogliera e debbono pertanto essere accuratamente valutati in prototipo e ben riprodotti. ln questi casi. attraverso la vorticità indotta nell'acqua. la durata della mareggiata.5 7. al crescere del periodo ed a parità di pendenza del paramento e di altezza dell'onda incidente. L'attacco ondoso. 2
Tipo di masso . dovrà essere commisurato alla presunta durata della mareggiata di progetto.
6. risultati. Anche per strutture a gettata dinamicamente stabili (in cui l'equilibrio corrisponde a un bilanciamento statistico dei movimenti dei massi e non alla immobilità degli stessi). e deprimendone la altezza quando è concorde. ritardando il frangimento ed esaltando l'altezza quando ~contrario alla propagazione. e programma delle prove l dati necessari per questo tipo di prove sono:
. sia in termini di durata effettiva. ll dispositivo sperimentale. 3. sarà opportuno affiancare a prove in canaletta. non consente peraltro di evidenziare fenomeni intrinsecamente tridimensionali. se ne tenga conto in sede di interpretazione dei risultati.
â. in relazione alla quale cresce la probabile onda massima che investe l'opera. ll vento stesso.2). finalizzate a definire la sezione corrente dell'opera.TABELLA 5. prove in vasca per la configurazione finale di progetto per le testate.0 9.6.
l risultati delle prove permetteranno: v la valutazione.
nell'attacco. nonchè eventualmente forme spettrali presunte in frequenza e direzione) per ogni settore di provenienza ed al variare del tempo di ritorno dell'evento. con frequenza apprezzabile. si che normalmente per frangiflutti di una certa importanza è opportuno ridurre il rischio (od aumentare i margini di sicurezza) con una verifica del progetto su modello fisico. Una accurata scelta di questi attacchi. il paramento interno). in condizioni caratterizzanti i successivi attacchi ondosi. aventi spettro in scala rispetto al prototipo (larghezze di banda conformi a quelle del prototipo). altezza d'onda massima
f. a seguito di ogni attacco ondoso. sui fondali antistanti l'opera. si consiglia di generarle con un
procedimento che determini almeno 1000 (meglio 2000) onde indipendenti.2 MODELLI MATEMATICI Dl FRANGIFLUTTI
Non si dispone. individuata per il paraggio. ancora.
È. nonchè delle onde che. Fa eccezione il caso. il livello medio dell'acqua rivestono un ruolo importante. 0 la valutazione della tracimazione (frequenza degli eventi e volumi coinvolti. Quale che sia l'onda di progetto prevista. soddisfacendo ai criteri sopra esposti (sollecitazione crescente fino al completo danneggiamento). il muro paraonde. per tracimazione o per filtrazione attraverso il frangiflutti. si formano a ridosso dello stesso (all'interno del bacino). 1. ø statistica delle onde estreme: caratteristiche dell'onda massima (altezza e periodo.»_s.~. Più in generale nel programma delle prove è bene prevedere un insieme di prove semplificate. dei danni subiti dalle diverse parti del frangiflutti (berma al piede della mantellata. almeno in forma qualitativa) e della riflessione.
4. peraltro non infrequente. confrontandole con le sollecitazioni indotte. di modelli matematici totalmente affidabili. Le diverse formule per la valutazione della stabilità degli elementi sono affette da errori non trascurabili. 0 statistica dei livelli del mare concomitanti. ^
0 disegno dettagliato dell'opera. può consentire notevoli risparmi di tempo e denaro. ø indicazioni sul vento concomitante. la mantellata stessa. Gli attacchi ondosi di prova dovranno essere almeno cinque. in questo caso. così come alle condizioni di prova in genere. Normalmente l'altezza d'onda incidente è un parametro idoneo ad ordinare le condizioni di attacco ondoso. direzione media (per le prove in vasca). Durante I' esecuzione delle provedovranno essere misurate le effettive condizioni caratterizzanti l'attacco ondoso: altezza d'onda significativa incidente. di onde frangenti. è bene che le prove vengano condotte in condizioni di sollecitazione crescente fino al completo danneggiamento dell'opera. E' inoltre importante che la statistica delle condizioni estreme. periodo significativo. soprattutto. Se si opera con onde irregolari. al fine di accertare i margini di sicurezza insiti nel progetto. per scegliere fra diverse configurazioni alternative delle opere. così da
rappresentare la distribuzione di altezze d'onda presenti in una mareggiata del prototipo. sia tradotta nel modello. sia il periodo dell'onda che.
Per opere di ridotto impegno (tecnico ed economico) potranno non rivelarsi necessarie le prove su modello fisico. che spesso si riflettono anche in riduzione del costo. previa accurata valutazione del rischio di danneggiamento dell'opera. di apportare modifiche migliorative. La verifica del progetto su modello fisico e la conseguente possibilità di ricalibrare opportunamente alcune sue caratteristiche costruttive permettono.
. non certo trascurabile. di simili strutture. in generale. semprechè la stabilità della struttura sia accertata con i margini di sicurezza propri delle formule impiegate.
)1/3 diametro mediano (passante al 50%) diametro del passante al 15% ed all' 85% profondità limite sotto il livello di bassa marea altezza adimensionale della cresta dell'opera sul livello marino altezza della cresta del muro sulla cresta della mantellata forza orizzontale (risultante spinta moto ondoso) forza verticale (risultante spinta moto ondoso) frequenza d'onda frequenza di picco altezza d'onda altezza d'onda significativa altezza media del terzo più alto delle onde in una mareggiata altezza media del decimo più alto delle onde in una mareggiata altezza media del ventesimo più alto delle onde in una mareggiata altezza media del centesimo più alto delle onde in una mareggiata profondità d'acqua profondità in corrispondenza della sommità del piede coefficiente di forma _ coefficiente di stabilità del masso numero d'onda = (21:/L) lunghezza d'onda lunghezza d'onda al largo = gT2 /2rc lunghezza di picco spettrale dell'onda di progetto
di collasso pressione (indotta dall'onda) fattore di permeabilità portata media di tracimazione per unità di lunghezza dell'opera altezza della cresta del muro sul livello marino altezza di risalita dell'onda per livello di superamento di x% reazione orizzontale reazione verticale parametro di danneggiamento = (Ac /Dš 50) parametro di ripidità dell'onda = (21cH/ gT2) parametro di ripidità dell'onda relativa al periodo medio parametro di ripidità dell'onda relativa al periodo di picco periodo d'onda periodo d'onda medio periodo d'onda significativo periodo d'onda di picco tempo di vita dell'opera (economico strutturale o di progetto) tempo di ritorno della mareggiata di progetto spessore di scogliera multistrato di omogenea pezzatura spinta di galleggiamento peso del masso volume dell'elemento della mantellata angolo formato dalla scarpata con l'orizzontale angolo formato dal fronte d'onda con l'asse longitudinale della diga densità relativa del masso = (ôc /ôw -1) ~ ›
Of.1 l
massa dell'elemento momento ribaltante momento stabilizzante momento di ordine zero dello spettro d'energia del moto ondoso numero delle onde di uno stato di mare numero di stabilità = (HS /ADH) peso proprio dell'opera _ probabilità di danneggiamento.
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