Monitoraggio vibrazioni durante lo scavo di un pozzo a percussione

Premessa

Qualche settimana fa, durante lo scavo di un pozzo, per esigenze specifiche locali si sono monitorate le vibrazioni prodotte dalle operazioni.

La macchina utilizzata per la realizzazione del pozzo è stata una Massenza, mod. MPS40 (le principali caratteristiche sono riportate nel riquadro a lato), a percussione, mediante benna mordente e sistema a valvola di fondo.

Lo scavo ha previsto la posa di un rivestimento di diametro 800 mm, fino alla profondità di circa 28 metri dal p.c..

Per il monitoraggio delle vibrazioni è stato utilizzato un sismografo Nomis Mini-Graph 7000, con trigger tarato a 2 mm/s. Tutto ciò che superava tale limite è stato registrato e successivamente sottoposto ad analisi secondo la norma UNI 9916-2004.

La stratigrafia del sito è la seguente:

• da p.c. a -8 m, argilla
• da -8 m a -10 m, argilla sabbiosa
• da -10 m  a -13 m, sabbia
• da -13 m a -28 m, ghiaia

Analisi delle registrazioni

La norma UNI 9916-2004 indica dei valori di riferimento per la velocità di vibrazione (p.c.p.v.) al fine di valutare l'azione delle vibrazioni di breve durata sulle costruzioni, correlandoli alle frequenze delle sollecitazioni. La norma individua tre tipologie di edifici con caratteristiche via via peggiori dalla prima classe (costruzioni industriali e simili) alla terza classe (degne di essere tutelati, es. monumenti storici).

Nei circa tre giorni di scavo il sismografo ha registrato un totale di 52 eventi con velocità maggiori di 2 mm/s.

I risultati sono graficati nell'immagine sottostante, insieme ai valori di riferimento indicati dalla norma UNI 9916-2004 per le tre classi di edifici.

E' possibile notare che solamente in tre casi le vibrazioni indotte dallo scavo del pozzo hanno superato i valori indicati dalla norma per gli edifici più sensibili. 

Occorre inoltre precisare che: 

• i perforatori, consci che erano in corso misure di vibrazione, hanno probabilmente limitato almeno in parte le altezze di caduta degli utensili e di conseguenza le energie in gioco
• il punto rosso a velocità maggiore (4.14 mm/s a 16.5 Hz) non è stato registrato durante le fasi di scavo in foro, bensì corrisponde ad un "appoggio" di una nuova colonna di rivestimento sopra a quella già infissa.

Durante lo scavo, soprattutto della ghiaia in falda, erano avvertibili importanti movimenti del terreno, dovuti probabilmente ad un effetto altalena del camion di perforazione a causa dell'argano e del movimento rapido su-giù dell'utensile di scavo. Tuttavia il sismografo non ha registrato nessuna di queste vibrazioni. La spiegazione che ci siamo dati è che tali vibrazioni fossero importanti come valore assoluto del vettore spostamento ma troppo lente per raggiungere i 2 mm/s di velocità del trigger.

Dalla singola esperienza eseguita ne consegue che, sebbene generalmente sottovalutato, il problema delle vibrazioni indotte potrebbe essere non ignorabile in caso di perforazioni a percussione eseguite nei pressi di edifici datati o monumenti di particolare rilevanza.