2_AGI_GRISOLIA et al..(Rev)

INFLUENZA DELLE TECNICHE COSTRUTTIVE SUI RISENTIMENTI
INDOTTI DALLO SCAVO DI PARATIE PERIMETRALI DI STAZIONE DELLA
NUOVA LINEA C DI ROMA
Grisolia M., Iorio G., Panetta G., Catinari C.
Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale - “Sapienza” Università di Roma
Zechini A.
Roma Metropolitane S.r.l.
SOMMARIO
Il sistema di monitoraggio messo a servizio della costruzione della Nuova Linea C della Metropolitana di Roma,
consente di ricavare importanti dati di controllo dei risentimenti indotti dalle opere in tutte le diverse fasi costruttive. In
questa nota vengono rappresentati e commentati i risentimenti indotti dallo scavo delle paratie di contenimento laterale
che hanno preceduto la costruzione delle diverse stazioni di linea dei tratti T4 e T5. Per la costruzione delle paratie sono
state previste tecniche diverse per tipologia di macchina impiegata, sequenza delle operazioni e sistema di sostegno degli
scavi. Il contesto stratigrafico e geotecnico relativamente omogeneo per le diverse stazioni ha consentito di fare
interessanti correlazioni tra distribuzione ed entità dei cedimenti indotti al contorno e tecnica di scavo adottata.
L’applicazione di un programma di calcolo ad elementi finiti ha quindi consentito di interpretare gli effetti della tecnica
costruttiva adottata e del contesto stratigrafico sui risentimenti al contorno. La nota potrà offrire spunti di carattere
applicativo anche in considerazione dell’ampio programma di costruzione di nuove linee metropolitane previsto per la
città di Roma.
Parole chiave: Scavi profondi, paratie, cedimenti, monitoraggio
1 INTRODUZIONE
La realizzazione di una linea metropolitana rappresenta
un’operazione di grande complessità progettuale e
costruttiva a causa di problemi di ordine geotecnico ed
ambientale e per i possibili risentimenti diretti od indiretti
indotti su strutture ed infrastrutture esistenti.
Nel caso di una città storica come Roma, i problemi
risultano esaltati oltre che dalla eccezionale complessità
stratigrafica e geotecnica dei terreni, dalle preesistenze
monumentali ed archeologiche e dalla diffusa presenza di
cavità sotterranee. Una corretta progettazione deve essere
orientata alla scelta di metodologie costruttive in grado di
minimizzare gli effetti sull’ambiente controllando le
deformazioni indotte nel terreno circostante derivanti dalle
variazioni dello stato tensionale indotte dalle operazioni di
scavo e dall'alterazione temporanea o permanente delle
condizioni idrauliche al contorno. Moderne e consolidate
tecniche di scavo basate sull’impiego di speciali
macchinari, il consolidamento dei terreni e sistemi di
monitoraggio consentono di adattare i lavori e di
controllarne gli effetti entro ampi limiti.
In tale ambito si inseriscono i lavori di costruzione
della nuova Linea C della Metropolitana di Roma che
presentano eccezionali complessità intrinseche sia per i
caratteri propri delle opere che per le caratteristiche dei
terreni interessati e per la delicatezza delle condizioni
ambientali.
I manufatti di stazione delle Tratte T4 e T5, posti a
grande profondità in complesse situazioni stratigrafiche e
con elevati carichi idraulici, hanno reso necessario
l’impiego di particolari soluzioni costruttive per limitare i
risentimenti ambientali. In particolare, per la realizzazione
delle paratie di confinamento, vista l’eccezionale
profondità di scavo, sono state previste innovative
tecniche costruttive diverse per tipologia di macchina di
scavo, sequenza delle operazioni e sistema di sostegno
degli scavi. Come dimostrano altri “case histories”, la sola
costruzione dei diaframmi perimetrali può comportare
notevoli spostamenti del terreno in superficie che, in
particolari
contesti
stratigrafici,
rappresentano
un’importante aliquota dei cedimenti totali connessi con le
successive fasi di scavo del manufatto. Grazie alla
disponibilità di un esteso sistema di riscontri sperimentali,
nella presente nota vengono valutate l’estensione e l’entità
dei cedimenti indotti dallo scavo delle paratie di diverse
stazione delle tratte T4 e T5 della nuova linea.
Un quadro stratigrafico e geotecnico relativamente
omogeneo per le diverse stazioni ha consentito di valutare
gli effetti di metodologie costruttive diverse e di
determinare i principali fattori da cui dipendono i
risentimenti indotti. I dati disponibili rappresentano
un’occasione irripetibile per estendere le conoscenze sui
delicati fenomeni di interazione tra opere in sotterraneo ed
ambiente circostante, anche in considerazione dell’ampio
programma di ampliamento della rete metropolitana
previsto nella città di Roma.
2 INQUADRAMENTO AMBIENTALE
La nuova Linea C, una volta ultimata, attraverserà la
città di Roma da nord-ovest a sud-est (Fig. 1). Il progetto
prevede inizialmente la realizzazione delle tratte T4 (San
Giovanni-Malatesta), T5 (Malatesta – Alessandrino), T6A
(Alessandrino – Innesto di Torrenova) e T7 (Innesto di
Torrenova – Pantano) per un totale di 18.3 km di linea e
ventuno stazioni (Tabella 1). I tratti di linea in fase di
costruzione si inseriscono in un contesto ambientale
estremamente sensibile per la presenza di una diffusa
urbanizzazione (quartieri Appio, Pigneto, Centocelle,
Alessandrino) soprattutto a ridosso delle aree di stazione.
2.1 Quadro geologico ed idrogeologico
I terreni interessati dalle opere presentano
caratteristiche stratigrafiche riconducibili a ben individuati
complessi stratigrafici, che riflettono varie fasi di erosione
e sedimentazione, ed a modificazioni morfologiche
prodotte dall’attività vulcanica (Fig. 1 e 2).
Al di sotto di uno strato di spessore variabile di terreni
di riporto e, localmente, di depositi alluvionali a
colmamento di antichi fossi, il sottosuolo risulta
sostanzialmente costituito da alternanze di strati di terreni
piroclastici ad andamento suborizzontale appartenenti al
complesso vulcanico dei Colli Albani. Questi presentano
un diverso grado di cementazione ed alterazione e caratteri
variabili tra quelli di terreni poco consistenti a
comportamento plastico, e quelli di termini sabbiosi e
Figura 1. Profilo Geologico Tratta T4 compreso tra le stazioni di S. Giovanni e Malatesta (adattato da Metro C, Progetto costruttivo).
Figura 2. Profilo Geologico Tratta T5 compreso tra le stazioni di Teano e Alessandrino (adattato da Metro C, Progetto costruttivo).
Nr
T4
DENOMINAZIONE TRATTE
SAN GIOVANNI - MALATESTA
N°
STAZIONI
km.
4
San Giovanni - Lodi
Pigneto - Malatesta
3.0
4.3
T5
MALATESTA - ALESSANDRINO
5
Teano - Gardenie - Mirti
Parco di Centocelle - Alessandrino
T6
ALESSANDRINO - Innseto di TORRENOVA
2
Torre Spaccata - Giglioli
2.8
Innesto di TORRENOVA-PANTANO
10
Torrenova/Giardinetti
Torre Angela - Torre Gaia
Grotte Celoni - Fontana Candida
Borghesiana - Bolognetta
Finocchio - Graniti - Pantano
8.2
TOTALE
21
T7
18.3
Tabella 1. Stazioni della nuova Linea C della Metropolitana di Roma attualmente in fase di costruzione
limosi incoerenti o poco coerenti o materiali cementati con
caratteristiche da pseudolitoidi a litoidi. Il complesso
vulcanico superiore, superati due strati di tufi pseudo
litoidi fratturati e pedogenizzati (TL e VS) caratterizzati
da elevati stati di addensamento, è costituito da due strati
di pozzolane (nere PN e rosse PR), assimilabili a sabbie
ben addensate, separate da uno strato di tufi terrosi (TT).
Il complesso inferiore è costituito da una alternanza di
livelli piroclastici da semilitoidi a litoidi con intercalazioni
di sabbie limose (T1 e T2) e tufi argillificati costituiti
prevalentemente da limi argillosi di media o bassa
plasticità (TA). Alla base è presente il complesso
sedimentario fluvio-lacustre prevulcanico costituito da un
primo strato di limi sabbiosi e argillosi (ST), seguito da
uno strato prettamente limoso-argilloso (AR), e infine da
uno strato continuo di sabbie e ghiaie (SG). A profondità
maggiori è presente il complesso delle argille plioceniche
di origine marina (APL) che costituisce il substrato di tutta
l’area della città di Roma.
Particolarmente complesso risulta il quadro
idrogeologico riconducibile ad un doppio sistema di falde
sovrapposte di cui una in diretta correlazione con il
reticolo idraulico di superficie, ed una più profonda, in
pressione, che si sviluppa nell’ambito delle sabbie e ghiaie
di base.
3 DIAFRAMMI PERIMETRALI DELLE STAZIONI
3.1 Caratteristiche tecniche e costruttive
I manufatti di stazione delle Tratte T4 e T5 sono
realizzate con la tecnica del “cut and cover” che prevede,
a seconda dei casi, metodologie del tipo “top-down”,
“bottom-up” o miste in cui lo scavo è sostenuto da
diaframmi in calcestruzzo armato variamente contrastati.
Per lo scavo dei pannelli elementari dei diaframmi sono
state impiegate idrofrese a due ruote taglienti o benne
mordenti di tipo idraulico a fune libera o su asta
telescopica (“kelly”).
Nel caso delle stazioni della Tratta T5 i diaframmi
perimetrali si sviluppano quasi esclusivamente nei terreni
della serie vulcanica, mentre nella Tratta T4 si attestano
nei terreni limo-sabbiosi argillosi (ST/STa) e sabbioghiaiosi (SG) del complesso fluvio-lacustre ed in due casi
nelle argille plioceniche di base (stazioni San Giovanni e
Pigneto).
Il procedimento costruttivo dei pannelli prevede la
realizzazione delle corree di guida, l'esecuzione dello
scavo in presenza di fanghi di stabilizzazione, la messa in
opera d'armature ed infine il getto del calcestruzzo,
eseguito a partire dal fondo scavo mediante tubo
convogliatore. Infine sono previste delle operazioni di
rifinitura del diaframma (“scapitozzatura”). In fase di
scavo sono utilizzati fanghi bentonitici o miscele
polimeriche biodegradabili. In tutti i casi i pannelli sono
stati realizzati in modo “alternato”, procedendo prima allo
scavo e getto dei pannelli primari e successivamente a
quelli intermedi secondari a presa avvenuta dei primi, con
opportuna compenetrazione tra i pannelli per garantirne
una efficiente tenuta idraulica.
3.2 Problematiche costruttive
La scelta del sistema di scavo è stata fortemente
condizionata dall’elevata profondità dei pannelli, dalla
necessità di garantire la tenuta idraulica delle future
stazioni e dai risentimenti ambientali sul regime di
circolazione delle acque nel sottosuolo e sulle preesistenze
al contorno.
In taluni casi, impreviste difficoltà esecutive connesse
con il particolare contesto stratigrafico ed idrogeologico
dell’area, hanno reso necessario l’impiego di specifici
accorgimenti tecnici rispetto alle usuali tecniche di scavo
in tradizionale. L’attraversamento di orizzonti litoidi
diffusamente presenti nel complesso dei tufi antichi (T1T2) è stato possibile mediante l’impiego dello “scalpello”
o tramite l’esecuzione preventivi prefori mediante
sondaggi a rotazione e attrezzature tipo “rotary”
Per i diaframmi realizzati tramite idrofresa della
stazione Lodi, al passaggio stratigrafico tra i termini limoargillosi-sabbiosi del fluvio-lacustre (ST/STa) e le
sottostanti sabbie e ghiaie ad elevata permeabilità (SG) si
sono verificate perdite ingenti ed improvvise del fluido
bentonitico, provocando potenziali problemi di stabilità e
di sicurezza durante le fasi di scavo. In tal caso i problemi
sono stati superati tramite la preventiva realizzazione di
iniezioni cementizie di intasamento dei terreni sabbioghiaiosi.
3.3 Effetto dello scavo dei diaframmi e controllo dei
risentimenti indotti
La fase di installazione dei diaframmi può indurre
spostamenti del terreno in superficie e potenziali effetti
sulle preesistenze. Come dimostra la nota curva limite di
subsidenza elaborata da Clough e Rourke (1990) relativa a
diaframmi in calcestruzzo gettati in opera in terreni
granulari ed argille da soffici a consistenti, il bacino di
subsidenza indotto si esaurisce ad una distanza pari a circa
due volte la profondità dello scavo H con un valore
massimo del cedimento pari a circa lo 0.15% di H. Nel
caso di terreni a comportamento tipicamente granulare,
alla variazione dello stato tensionale iniziale indotta dalla
costruzione del diaframma può inoltre corrispondere un
incremento delle tensioni orizzontali nel terreno (Viggiani
G.M.B. et al., 2006) di cui si dovrebbe tenere conto nel
dimensionamento strutturale dell’opera.
Considerata l’importanza delle opere e la particolarità e
la delicatezza del contesto ambientale, la costruzione delle
stazioni è stata preceduta dalla installazione di un
completo sistema di monitoraggio riferito a tre macroaree
di controllo: strutture di perimetrazione e interno stazione;
volume di terreno circostante; preesistenze nell’intorno
degli scavi. Il primo insieme di misure ha riguardato
spostamenti, deformazioni e sollecitazioni delle strutture
interne della stazione. Il secondo ha riguardato le misure
di spostamenti superficiali e in profondità (misure
inclinometriche, assestimetriche e topografiche) e la
misura delle pressioni interstiziali nel volume di terreno
che interagisce con le fasi costruttive dell’opera. Il terzo
infine ha riguardato le misure sugli edifici esistenti, quali
spostamenti, rotazioni ed eventuali rilievi fessurimetrici.
La frequenza delle letture è stata definita in funzione delle
specifiche fasi di costruzione e dall’eventuale
raggiungimento di predefinite soglie limite di controllo.
stato possibile riscontrare che il bacino di subsidenza
indotto si esaurisce ad una distanza pari a circa una volta
la profondità dello scavo H (Fig. 5) con un valore
massimo del cedimento pari a circa lo 0.03% della
medesima profondità H.
5 FATTORI CHE INFLUENZANO I RISENTIMENTI
4 RISENTIMENTI INDOTTI DALLO SCAVO DEI
DIAFRAMMI DELLA LINEA C
La raccolta sistematica delle letture dei capisaldi
predisposti nelle sezioni di monitoraggio poste a ridosso
delle diverse stazioni delle tratte T4 e T5 (San Giovanni,
Lodi, Pigneto, Malatesta, Teano, Gardenie, Mirti, Parco di
Centocelle, Alessandrino) ha permesso di ricavare
specifiche curve di subsidenza indotte dalla costruzione
dei diaframmi perimetrali di confinamento.
Nella Figura 3 sono rappresentati, in funzione della
distanza dalla paratia, i valori dei cedimenti massimi
misurati. I dati sono da intendersi riferiti alle condizioni
finali una volta ultimata la realizzazione del settore dei
diaframmi perimetrali afferente alla sezione di
monitoraggio. In tutti i casi, nonostante la grande
profondità di scavo raggiunta, i cedimenti ottenuti sono
risultati di modesta entità se riferiti alla citata curva di
Clough e Rourke (1990). Il valore del massimo cedimento
misurato è nell’ordine dei 13 mm e tende a diminuire con
la distanza tanto che, a partire da circa 40-45 m dai
diaframmi, è risultato praticamente nullo. Normalizzando i
valori dei cedimenti rispetto alla distanza dalla paratia è
5.1 Tecniche costruttive impiegate
La presenza di terreni con caratteristiche stratigrafiche
relativamente omogenee e riconducibili a ben individuati
complessi stratigrafici (vulcanico, fluvio-lacustre), ha
consentito di valutare per le diverse stazioni l’influenza
delle tecniche costruttive impiegate sui cedimenti indotti
nel terreno circostante.
Nell’insieme, i risentimenti sono risultati mediamente
maggiori nel caso di scavo con benna meccanica rispetto a
quelli con idrofresa nonostante le maggiori profondità di
scavo di questi ultimi, a conferma della maggiore
affidabilità di tale tecnologia nel limitare le deformazioni
indotte nel terreno circostante gli scavi.
Nel caso infatti delle stazioni Lodi, Pigneto e Mirti, i
pannelli sono stati realizzati con idrofresa con profondità
di scavo comprese tra 36 e 48 m circa, i cedimenti
massimi in superficie sono risultati variabili tra 2.7 e 12.0
mm. Nel caso delle stazioni Malatesta e Gardenie, i
pannelli realizzati mediante benna meccanica con
profondità di scavo comprese tra 36 e 39 m circa, hanno
indotto maggiori valori dei cedimenti massimi e compresi
Distanza dal filo paratia (m)
0
10
20
30
40
50
Cedimenti dal piano campagna (mm)
0
-4
-8
Scavo con idrofresa
Scavo con benna mordente
-12
-16
Figura 3. Cedimenti indotti dalla realizzazione dei diaframmi perimetrali dei manufatti di stazione della nuova Linea C.
Distanza dal filo paratia
Profondità di scavo
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
0
Cedimenti
Profondità di scavo
0.01
0.02
0.03
0.04
Stazioni Linea C - Tratte T4-T5
0.05
Figura 4. Curva di subsidenza normalizzata
1.5
STAZIONE PIGNETO - SEZ 2 VALLE
STAZIONE PIGNETO - SEZ 2 MONTE
Distanza dal filo paratia (m)
T2
TA
T1
25
Quote assolute (m slm)
20
IDROFRESA
15
30
0
40
-4
35
30
25
-12
20
-16
10
5
SG
-3.9 m slm
-5
APL
-10
35
TA
30
40
Distanza dal filo paratia (m)
20
30
40
0
10
Distanza dal filo paratia (m)
20
SG
-3.9 m slm
APL
R
LSO
TA
30
0
25
-4
20
-8
-12
-16
0
-5
10
-8
-12
35
Quote assolute (m slm)
5
Cedimenti piano campagna (mm)
Quote assolute (m slm)
Distanza dal filo paratia (m)
10
20
0
10
0
-4
STAZIONE MALATESTA - SEZ 1 VALLE
STAZIONE MALATESTA - SEZ 1 MONTE
BENNA
40
0
-5
-20
15
30
-16
5
-20
20
TA
T2
TA
T1
TA
20
ST
-10
R
LSO
TA
T2
TA
T1
R
10
0
10
-15
25
IDROFRESA
15
-15
30
R
-8
ST
0
0
45
40
STa
-5.5 m slm
15
BENNA
10
T2
TA
T1
TA
5
0
-4
-8
-12
-16
STa
0
-5
Cedimenti piano campagna (mm)
30
Distanza dal filo paratia (m)
20
Quote assolute (m slm)
35
Cedimenti piano campagna (mm)
R
PR
TA
40
10
Cedimenti piano campagna (mm)
0
45
-5.5 m slm
SG
-10
-10
-15
-15
SG
-20
-25
APL
-30
-35
STAZIONE MALATESTA - SEZ 2 MONTE
STAZIONE MALATESTA - SEZ 2 VALLE
R
25
LSO
Quote assolute (m slm)
20
TA
15
BENNA
10
T2
5
TA
T1
TA
STa
SG
0
-5
-10
-5.5 m slm
30
35
0
25
-4
20
-8
-12
-16
R
LSO
30
Quote assolute (m slm)
R
30
Cedimenti piano campagna (mm)
35
Distanza dal filo paratia (m)
10
20
15
BENNA
10
5
-10
30
40
0
-4
-8
-12
-16
TA
0
-5
TA
T2
TA
T1
Cedimenti piano campagna (mm)
0
-5.5 m slm
STa
SG
-15
-15
-20
Figura 5. Malatesta e Pigneto: contesto stratigrafico nelle sezioni di monte e valle
tra 4.0 e 13.5 mm.
Analizzando le curve di subsidenza relative ai casi di
Pigneto e Malatesta è emerso inoltre come, a parità di
tecnologia costruttiva impiegata, gli abbassamenti siano
marcatamente differenti tra i lati prospicienti dell’opera.
Tali differenze sono risultate imputabili al quadro
stratigrafico locale legato alla presenza ed alle
caratteristiche di terreni di recente riporto ed alle modalità
di preparazione del piano di lavoro (scavi e riporti)
eseguite preventivamente alla realizzazione dei pannelli.
proposito, con riferimento a due casi ritenuti
rappresentativi (Stazione Pigneto Sez 2M e Stazione
Malatesta, Sez 2M) sono state simulate le varie fasi di
realizzazione dei pannelli e ricostruito il campo di
spostamenti misurato sperimentalmente a tergo dei
diaframmi mediante il codice agli elementi finiti Plaxis
3D Tunnel.
Coerentemente agli studi presenti nella letteratura
scientifica in materia (Ng et al., 1995 - Gourvenec e
Powrie, 1999 - Schaper e Triantafyllidis, 2004), la
realizzazione di un pannello è stata simulata in tre fasi:
1) Scavo della paratia considerando la pressione offerta
dalla bentonite sulle pareti della trincea;
5.2 Variazione dello stato tensionale a tergo dei pannelli
a seguito delle varie fasi costruttive
Per comprendere le variazioni tensionali associate alle
varie fasi costruttive nel volume di terreno circostante i
pannelli, in mancanza di specifiche misure in sito, sono
state eseguite delle analisi numeriche tridimensionali. A tal
2) Getto del calcestruzzo fresco simulando la pressione
agente sulle pareti attraverso una legge bilatera del
tipo:
γ cls ⋅ h

γ b ⋅ h + (γ cls − γ b ) ⋅ hcrit
h ≤ hcrit

h > hcrit
per
Stratigrafia
(1)
con γcls=25 kN/m3, γb=10.3-11.0 kN/m3, hcrit=altezza
critica, assunta pari al 20-30% dell’altezza di scavo H,
e z profondità dal pc.
3) Maturazione del calcestruzzo.
R
LSO
TA
T1-T2
TA
T1-T2
TA
STA
SG
APL
Stratigrafia
Metodologia di analisi. Le analisi eseguite si riferiscono
ad un tratto di n.5 pannelli adiacenti di medesime
dimensioni (2.8*1.0 m) ed altezza H di progetto, di cui i
tre “primari” (nn.1-3-5) distanziati di 2.8 m, e i due
“secondari” (nn.2 e 4) realizzati successivamente. E’stato
preliminarmente simulato lo scavo, il getto e maturazione
dei pannelli primari (n. 1, 3 e 5) e successivamente quello
dei secondari (n. 2 e 4). In questo modo è stato possibile
valutare le variazioni tensionali complessivamente indotte
nel terreno circostante i pannelli e valutare il campo di
spostamento.
Con riferimento al quadro stratigrafico in esame, nelle
analisi il terreno è stato assimilato ad un mezzo elastoplastico con incrudimento isotropo regolato dalle
deformazioni volumetriche εpv e distorsionali plastiche
[γp=(2·εp1 - εpv )], modello “Hardening Soil”, proposto da
Schanz, Vermeer e Bonnier (1998-99). Il comportamento
in campo elastico è definito da un modulo di Young E’
funzione dello stato tensionale efficace attraverso la
relazione
 c' cot ϕ '+σ '3
E ' = E ' ref ⋅
 c' cot ϕ '+ p
ref





m
(2)
dove pref = 100kPa è una pressione di riferimento, Eref è il
modulo di Young per un valore della tensione principale
efficace minima σ'3=100kPa, ed m dipende dalle
caratteristiche del terreno. Per i termini vulcanici pseudolitoidi (T1-T2) è stato assunto un modello elasto-plastico
perfetto con criterio di rottura alla Mohr-Coulomb. Le
analisi sono state eseguite assumendo per i vari termini i
parametri geotecnici di Tabella 2, ottenendo un bacino di
subsidenza di andamento analogo a quello registrato
sperimentalmente.
R
PR
TA
T1-T2
TA
T1-T2
ST
SG
APL
γ
kN/m3
17
17
17
17
17
17
17
18
20
20
c'
kPa
10
25
30
400
30
400
30
25
5
25
ϕ’
°
25
27
30
35
30
35
30
24
35
26
E’ref
MPa
400
270
650
1000
650
1000
650
370
1400
450
γ
kN/m3
17
17
17
17
17
17
18
20
20
c'
kPa
10
5
10
40
10
40
5
1
40
ϕ’
°
30
35
35
35
35
35
28
38
26
E’ref
MPa
240
1000
624
1115
624
1115
60
1400
460
ν’
m
E’ref/E50 ref
E’ref/E0ed ref
0.2
0.5
0.9
0.1
0.1
0.1
0.6
0.4
0.7
10
10
ν’
m
E’ref/E50 ref
E’ref/E0ed ref
0.2
0.5
0.2
0.1
0.1
0.6
0.4
0.7
10
10
Tabella 2. Stazioni Malatesta e Pigneto: parametri di riferimento
assunti nelle analisi numeriche
Preliminarmente alle fasi di scavo e getto dei pannelli si è
proceduto a simulare lo stato tensionale iniziale. Nel
modello di sottosuolo le effettive condizioni idrauliche
iniziali al contorno, sono state riferite a quelle di un moto
di filtrazione monodimensionale verso il basso, tra i
termini vulcanici e le ghiaie. L’azione stabilizzante del
fango bentonitico durante lo scavo di ogni pannello e la
pressione del calcestruzzo fresco sono state modellate
come carichi di superficie, mentre per il calcolo della
bilatera è stata ipotizzata una altezza critica hcrit (Lings, et
al., 1995) pari al 25% dell’altezza massima H del
pannello.
Risultati ottenuti. Dalle analisi è risultato un buon
accordo tra gli andamenti degli abbassamenti verticali e
quelli misurati. (Fig.6).
Gli spostamenti orizzontali calcolati a ridosso del
pannello centrale sono in entrambi i casi analizzati diretti
in direzione del terreno. Pur in mancanza di dati
sperimentali di confronto, è stato comunque possibile fare
delle ipotesi interpretative sui reali fenomeni di
interazione occorsi. Per la sezione di monte di Malatesta le
deformazioni risultano concentrarsi negli strati superficiali
di terreni di riporto R ed alluvionali LSO di scadenti
caratteristiche meccaniche; nel caso di Pigneto i maggiori
spostamenti risultano nello strato sabbio-limoso ST.
6 CONCLUSIONI
I manufatti di stazione della nuova Linea C della
Metropolitana di Roma sono opere di eccezionale
complessità per le importanti profondità di scavo da
raggiungere, per gli elevati carichi idraulici e per il quadro
stratigrafico ed ambientale in cui si inseriscono.
La predisposizione di un completo sistema di
monitoraggio ha consentito di raccogliere dati significativi
di interazione anche con riferimento alle diverse fasi
costruttive elementari.
I dati disponibili hanno indicato come l’installazione
10
20
30
Distanza dal filo paratia (m)
40
50
0
-4
-8
Analisi numeriche
-12
Valori sperimentali
-16
Cedimenti piano campagna (mm)
Cedimenti piano campagna (mm)
Distanza dal filo paratia (m)
0
0
10
20
30
40
50
0
-4
-8
Analisi numeriche
-12
Valori sperimentali
-16
Figura 6. Stazioni Malatesta e Pigneto: confronto tra cedimenti ottenuti dalle analisi numeriche e quelli misurati
Spostamenti orizzontali (mm)
0
4
8
12
16
Spostamenti orizzontali (mm)
20
0
ST
R
R
12
16
20
30
LSO
30
TA
BENNA
20
T2
10
SG
0
-3.9 m slm
-5.5 m slm
APL
-10
TA
T1
TA
STa
SG
Quota assoluta (m s.l.m.)
IDROFRESA
8
35
40
Quota assoluta (m s.l.m.)
T2
TA
T1
4
50
R
PR
TA
25
20
15
10
5
0
-5
Figura 7. Stazioni Malatesta e Pigneto: confronto tra spostamenti orizzontali ottenuti a ridosso del diaframma dalle analisi numeriche
dei pannelli delle paratie perimetrali delle stazioni della
nuova Linea C prese in esame comporti dei risentimenti al
contorno di entità comunque modesta rispetto a quanto
riscontrato in altri contesti. Ciò può essere attribuito sia ad
un favorevole contesto stratigrafico legato alla presenza di
terreni piroclastici di buone caratteristiche meccaniche, sia
alla efficacia delle tecniche e modalità costruttive adottate.
Specifiche analisi numeriche tarate sui dati sperimentali
hanno mostrato come a seguito delle fasi di scavo, getto e
maturazione del calcestruzzo si verifichino spostamenti ed
incrementi delle tensioni orizzontali con possibili
incrementi delle sollecitazioni sulla struttura nelle
successive fasi di scavo delle stazioni. Tali considerazioni
potranno rilevarsi utile elemento di confronto e supporto
per la progettazione di altri previsti tratti della linea
metropolitana di Roma in contesti stratigrafici e geotecnici
ben più complessi.
7 BIBLIOGRAFIA
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Metropolitana di Napoli. Atti del XXII Convegno
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ABSTRACT
INFLUENCE OF CONSTRUCTION TECHNIQUES
ON
THE
SETTLEMENT
INDUCED
BY
EXCAVATION OF DIAPHRAGM WALLS OF NEW
LINE C STATIONS IN ROME
Keywords: Deep excavations,
Settlement, Monitoring
Diaphragm
walls,
The new C Line of Rome Underground -T4, T5 and
T6A lots- , about 10 km twin running tunnels and eleven
stations, at present is in advanced working state of
progress. Due to the presence of a densely built urban
environment, the selected solution for the construction of
the stations consists of a “cut and cover” excavation
retained by multi-propped diaphragm walls to minimise
settlements and prevent damage to the structures. The
diaphragm walls were carried out with hydromills and self
guided mechanical grab. Excavations about 35-55 m
depth, occour into volcanic deposits deriving from the
Colli Albani apparatus, with a very complex local
hydrogeological framework. An intense programme of
monitoring was set up to control and prevent the effects
induced by the excavation during the entire construction
progress. This paper presents the in situ measurement of
ground surface settlement due to lateral diaphragm walls
installation of some stations of the new C Line using
different construction techniques. The maximum
settlements ranged from 10-15 mm and occurred since at
distances of twice the excavation depth. Minimum
displacements occurred using hydromill, also with
excavation depth of 40-50 m, while the maximum values
occur in the cases of excavations carried out using a heavy
self guided mechanical grab. Numerical analyses carried
out to interpret situ measurements for two different
stations of T4 lot, namely Pigneto and Malatesta, showed
the main influence of presence of soft soil on the
settlements due to diaphragm wall installation.

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