Perché dopo forti piogge opere di sostegno e muri possono crollare? Le cause dei cedimenti

Durante forti eventi piovosi si può verificare il crollo di opere di sostegno, come ad esempio muri e paratie, il cui obiettivo è quello di contenere il terreno presente alle loro spalle. In effetti, esiste un legame diretto tra piogge e crolli… ma per quale motivo? In questo articolo andremo a chiarire innanzitutto cosa si intende per opere di sostegno, quali sono le principali tipologie e perché potrebbero crollare in seguito a forti piogge.

Cosa sono le opere di sostegno: le principali tipologie

Si parla di opera di sostegno ogni qual volta ci troviamo davanti ad una parete verticale che funge da contenimento ad una zona di terreno sopraelevata rispetto alla quota a cui ci si trova. Le opere si realizzano a seguito di scavi necessari per abbassare il piano campagna, oppure per contenere una zona sopraelevata. Sono "di sostegno" perché, letteralmente, sostengono il terreno che si trova alle loro spalle, evitando che questo – a seguito di movimenti – possa franare. Sono opere spesso usate in ambito infrastrutturale, in quanto trovano ampio impiego nella realizzazione di nuove infrastrutture viarie o ferroviarie. Tuttavia, applicazioni possono trovarsi anche nell'edilizia ordinaria, per esempio per la realizzazione di seminterrati di edifici.

Si distinguono principalmente in paratie e muri di sostegno. Tra loro, sussiste una grossa differenza:

• Le paratie sostengono il terreno alle loro spalle grazie all'aiuto del terreno ai loro piedi, tramite una progettata profondità di infissione: vuol dire che, rispetto alla parte di opera che vediamo fuori terra, ce ne sta anche un'altra importante parte che sta sotto terra.
• I muri di sostegno sono invece strutture che fondano sui terreni di valle e supportano il terreno alle loro spalle mediante il loro stesso peso. Non hanno quindi una parte "annegata" all'interno del terreno di valle (a meno di eventuali fondazioni profonde in casi in cui il terreno di fondazione sia particolarmente scadente).

  

Come funzionano le opere di sostegno

In assenza di un muro o una paratia di sostegno, il fronte di scavo verticale, sopra una certa altezza di scavo, tenderebbe a franare, in quanto le caratteristiche meccaniche del terreno non sono idonee a farlo rimanere verticale. Questo dipende anche dai carichi che sono applicati a monte del fronte di scavo (per esempio, la presenza di edifici). L'opera di sostegno serve quindi a ripristinare le condizioni di equilibrio che, in caso contrario, verrebbero meno. Visto che il terreno è impedito nei suoi movimenti orizzontali, allora questo eserciterà una spinta sull'opera che dipenderà, tra le altre cose, proprio dal peso di terreno che sta alle spalle dell'opera. Questa quindi deve essere progettata in maniera tale che sia in grado di assorbire, con un buon margine di sicurezza, le forze di spinta che il terreno andrà ad esercitare.

Ma cosa centra l'acqua? Così come il terreno, anche l'acqua spinge lateralmente se messa all'interno di un recipiente. Immaginiamo l'opera di sostegno proprio come una parete di un recipiente. Visto che il terreno ha una sua permeabilità, quando piove l'acqua può cominciare a filtrare all'interno del terreno e ad accumularsi dentro questo recipiente, che già contiene anche il terreno appunto. Se questa acqua non ha altre vie per allontanarsi dal recipiente, allora ecco che comincia a spingere – come il terreno – sulle pareti laterali, quindi sull'opera di sostegno. Il risultato? le spinte totali esercitate sui muri crescono spaventosamente. Possono anche più che raddoppiare in entità per effetto della presenza dell'acqua! Ecco che, se in condizioni ordinarie abbiamo una forza complessiva che spinge 10, allora quando piove tanto possiamo arrivare a spinte complessive di 20, 30. Le azioni esterne aumentano in maniera spropositata e sollecitano il muro o la paratia, producendone eventualmente il crollo se queste non sono progettate per assorbirle.

Le misure di prevenzione

Ma se questo fenomeno è noto, perché non si prendono provvedimenti idonei? Il progetto dell'opera di sostegno tiene conto della presenza di acqua nel terreno solo nel caso in cui questo stesso abbia, in condizioni ordinarie, già acqua al suo interno. Ci si riferisce cioè a tutti quei casi in cui le falde acquifere siano ad un livello tale da sollecitare anche in condizioni metereologiche favorevoli l'opera (quando c'è il sole, per capirci). In tutti gli altri casi, la presenza di acqua non è contemplata perché porterebbe ad un sovradimensionamento dell'opera economicamente poco vantaggioso. In questi casi, però, il progetto dell'opera deve prevedere opportuni sistemi di drenaggio che allontanino queste acque in eccesso, evitando di riempire questo contenitore. Quello che può generare comunque il crollo è un eventuale occlusione di questi sistemi di drenaggio, per mancanza o scarsa manutenzione.

Il crollo è sempre la combinazione di molteplici fattori: possono per esempio esserci problematiche legate ad errori di progettazione, solitamente associati ad una scarsa conoscenza del comportamento meccanico dei terreni che si vogliono contenere. Tuttavia, la spinta dell'acqua ha elevata importanza sulla stabilità dell'opera, ecco perché se c'è un problema latente, sicuramente si manifesterà quando piove tanto.

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