Studio dei cedimenti indotti dallo scavo di gallerie superficiali in ambiente urbano = Study of subsidence induced by shallow tunnel in an urban environment

Il presente lavoro di tesi intende studiare i cedimenti che vengono indotti dallo scavo di una galleria superficiale e i relativi effetti sugli edifici che ricadono all’interno della zona di influenza dello scavo. Tale ricerca è stata condotta sulla base di uno specifico caso studio, ovvero la realizzazione di una galleria superficiale per una rete metropolitana. Lo scavo attraversa diverse configurazioni geologiche ed è caratterizzato da differenti geometrie; pertanto, si sono analizzate diverse sezioni di scavo caratterizzate da coperture variabili. In particolare, sono stati analizzati quattro diversi scenari, ognuno relativo ad una specifica sezione del tracciato della galleria, che insieme risultano essere rappresentativi del problema in esame. Dopo aver fornito un inquadramento generale del caso studio, vengono fatti poi alcuni richiami relativi allo scavo di gallerie superficiali e allo scavo in tradizionale. Si è proseguito poi con la valutazione dei cedimenti indotti in superficie dallo scavo del tunnel mediante la formulazione analitica proposta da Peck (1969). Tale formula richiede l’introduzione di alcuni parametri che sono caratteristici del problema in esame, in particolare il parametro k [-] che dipende dal tipo di terreno e il volume perso Vl [%]; tali parametri sono stati stimati tramite un procedimento di taratura sulla base dei risultati ottenuti da un’analisi numerica agli elementi finiti dello stesso problema. Quindi per ognuna delle quattro sezioni considerate, sono stati stimati i parametri k e Vl e successivamente ricostruite le curve di subsidenza per via analitica. In questo modo è stato possibile andare a ricostruire i cedimenti in superficie per ciascuna sezione del tunnel. Si è inoltre proceduto alla valutazione del danno indotto negli edifici a seguito dello scavo della galleria, utilizzando il metodo introdotto da Nagen Loganathan (2011). Questo metodo viene inquadrato in tutti i suoi aspetti e successivamente applicato al caso studio per stimare il possibile danno per due edifici-tipo: uno avente una fondazione superficiale, l’altro caratterizzato da una fondazione profonda su pali, per una specifica sezione del tunnel analizzata in precedenza. I risultati ottenuti hanno mostrato che lo scavo per la realizzazione della galleria non comporta grossi cedimenti in superficie. Infatti, per tutti gli scenari studiati, i cedimenti massimi risultano essere inferiori ai 5 mm. Di conseguenza, anche la classe di rischio attribuita agli edifici tipo applicando il metodo proposto da Loganathan (2011) e utilizzando la classificazione di Rankin (1988) risulta essere “Trascurabile”, ovvero per questi edifici è poco probabile riscontrare danni superficiali e l’operazione di valutazione del rischio può essere interrotta al primo livello.