Minimizzazione degli effetti delle vibrazioni su edifici limitrofi

1. PREMESSA

La posa in opera dei pali prefabbricati in c.a.c. è svolta per battitura a mezzo di apposite attrezzature (battipali) in grado di sviluppare l’energia sufficiente a vincere le resistenze opposte dal terreno. L’attività trasmette al suolo delle vibrazioni che si diffondono in direzione radiale con una intensità progressivamente decrescente all’aumentare della distanza dalla sorgente; le entità del raggio di influenza e della vibrazione, sono fattori che possono interferire con strutture confinanti la zona di lavoro e dipendono primariamente dall’energia sviluppata e dalla natura del terreno.

Il ricorso ai battipali idraulici, grazie alla loro ampia capacità di modulazione dell’altezza di caduta, offre la possibilità di regolare l’energia in modo da individuarne il valore efficace ai fini dell’infissione con il minimo disturbo arrecato alle eventuali strutture limitrofe.

2. IL BATTIPALO IDRAULICO LA SOLUZIONE AL PROBLEMA VIBRAZIONI

Per la costruzione di un magazzino automatizzato in prossimità ad un capannone esistente da realizzarsi in provincia di Treviso, sono stati utilizzati circa 350 pali di lunghezza variabile da 9 a 12 m, che andavano ad intestarsi su di un banco di ghiaia in matrice sabbiosa (si veda estratto di un sondaggio riportato nel seguito).

L’infissione dei pali più vicini posti a circa 3 m di distanza dal fabbricato esistente, ha suggerito di rilevare le vibrazioni prodotte e soprattutto di commisurarle a diversi valori di altezza di caduta del battipalo idraulico. L’attrezzatura infatti è costituita da una massa battente, che viene sollevata attraverso un pistone idraulico di una quantità variabile da 20 a 120 cm, e successivamente viene lasciata cadere liberamente sulla testa del palo, al quale trasferisce un’energia cinetica direttamente correlabile all’energia potenziale.

Le misurazioni sono state condotte nel rispetto della norma UNI 9916:2014 “Criteri di misura e valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici”, che valuta gli effetti delle vibrazioni connesse all’attività dell’uomo (cantieri; scoppio di mine; traffico stradale, ferroviario o aereo; azioni di macchinari all’interno o all’esterno di un edificio) con specifico riferimento ai danni di tipo architettonico prodotti agli edifici.

Per valutare gli effetti ascrivibili alle vibrazioni, la norma suggerisce un approccio sperimentale che lega la probabilità di danno, al raggiungimento di valori limite delle grandezze rilevate distinte per categoria di edificio; trattandosi di fenomeni cinematici, la grandezza di riferimento è la velocità di vibrazione, mentre la capacità di assorbimento di un fabbricato, viene codificata in maniera crescente in funzione della categoria che, nello specifico, la norma distingue in monumentale, residenziale e industriale.

Nel prossimo diagramma è riportato l’esito della registrazione della vibrazione indotta dalla battitura di un palo alle seguenti condizioni:

battipalo idraulico modello HH4 con massa da 4 t, altezza di caduta variabile da 20 cm a 120 cm;
palo infisso prefabbricato in cemento armato centrifugato lungo 12 m a geometria troncoconica con diametro in punta 24 cm e rastremazione 1.5 cm/m;
strumento di registrazione della velocità di vibrazione rilevata secondo tre direzioni: una verticale e due sul piano orizzontale mutuamente ortogonali tra loro (normalmente una in direzione longitudinale, l’altra in direzione trasversale);
registrazione dei dati con 5 diverse altezze di caduta, 20, 40, 60, 80 e 100 cm;

Nella rappresentazione sono riportate, in ascissa la frequenza fondamentale del segnale rilevato e in ordinata, la velocità di picco puntuale di una delle tre componenti della velocità rilevate simultaneamente nel punto di misura. Le tre spezzate rappresentano le curve limite, definite secondo l’approccio sperimentale per le tre categorie di fabbricato, raggiunte le quali è probabile che la vibrazione indotta produca un danno architettonico; la probabilità non implica automaticamente l’evidenza del danno, quanto suggerisce la necessità di eseguire rilevazioni più dettagliate.

I dati puntuali infine, rappresentano i punti di misura ove risulta evidente un incremento della vibrazione all’aumentare dell’altezza di caduta, ma in ogni caso valori molto bassi e sicuramente accettabili per il contesto industriale in cui si andava ad operare (spezzata di riferimento, la blu).

In conclusione, prima di escludere a priori e senza cognizione di causa l’adozione di valide soluzioni tecniche a problemi fondazionali, è forse il caso di contestualizzare il problema esaminando l’ambito in cui si opera, il contesto stratigrafico e la geometria di palo che si intende utilizzare.