La realizzazione di uno scavo profondo in prossimità di edifici esistenti può modificare l’equilibrio del terreno e influire sul comportamento delle strutture circostanti. Le operazioni di sbancamento, la costruzione di opere di sostegno e le eventuali variazioni della falda possono infatti generare cedimenti, rotazioni e cambiamenti nello stato fessurativo degli immobili vicini.
Questi fenomeni non provocano necessariamente danni immediatamente visibili. In molti casi iniziano con movimenti di piccola entità che possono essere individuati soltanto attraverso strumenti di misura adeguati. Il monitoraggio degli edifici vicino agli scavi permette di osservare l’evoluzione di questi movimenti durante le diverse fasi del cantiere. Fessurimetri, inclinometri ed elettrolivelle forniscono dati complementari con cui valutare la risposta delle strutture e riconoscere tempestivamente eventuali anomalie.
Perché gli scavi possono provocare movimenti negli edifici
Prima dell’inizio dei lavori, il terreno si trova in una condizione di equilibrio determinata dalla distribuzione dei carichi, dalle sue caratteristiche geotecniche e dalla presenza di acqua nel sottosuolo. L’apertura di uno scavo altera questo equilibrio, rimuovendo una parte del terreno e modificando lo stato tensionale dell’area.
Le pareti dello scavo possono deformarsi verso l’interno, provocando spostamenti nel terreno retrostante. Se questi movimenti raggiungono le fondazioni degli edifici vicini, possono verificarsi cedimenti uniformi o differenziali. I cedimenti differenziali sono particolarmente importanti perché interessano in modo diverso le varie parti di una struttura. Possono quindi causare rotazioni, deformazioni e apertura di fessure nelle murature. L’entità degli effetti dipende da numerosi fattori:
- profondità e geometria dello scavo;
- tipologia del terreno;
- distanza dell’edificio dal fronte di scavo;
- caratteristiche delle fondazioni;
- rigidezza delle opere di sostegno;
- presenza e andamento della falda;
- condizioni strutturali iniziali dell’immobile;
- durata e sequenza delle lavorazioni.
Per questo motivo, il sistema di monitoraggio degli edifici deve essere progettato tenendo conto delle caratteristiche specifiche del sito e del comportamento atteso della struttura.
Definire le condizioni dell’edificio prima dello scavo
Per comprendere se una variazione sia realmente collegata ai lavori, è necessario conoscere lo stato dell’edificio prima dell’apertura dello scavo. La fase preliminare dovrebbe comprendere un rilievo delle fessure già presenti e l’acquisizione di una serie di misure iniziali. Questi dati costituiscono il riferimento rispetto al quale confrontare le letture effettuate durante il cantiere.
In assenza di una condizione iniziale documentata, può risultare difficile distinguere una lesione preesistente da una fessura generata o modificata dalle lavorazioni. Anche la valutazione della progressione del fenomeno diventa meno affidabile.
È inoltre importante considerare le condizioni ambientali. Le variazioni di temperatura possono produrre dilatazioni e contrazioni dei materiali e determinare cambiamenti ciclici nell’ampiezza delle fessure. Il confronto tra misure strutturali e temperatura aiuta a distinguere questi fenomeni reversibili dai movimenti progressivi associati allo scavo.
Fessurimetri per controllare l’apertura delle lesioni
Le fessure rappresentano uno dei segnali più evidenti di un cambiamento nel comportamento di un edificio. La sola osservazione visiva, però, non permette di quantificare il movimento né di verificare con precisione la sua evoluzione. I fessurimetri misurano lo spostamento relativo tra due punti collocati sui lati opposti di una lesione o di un giunto. Attraverso misure ripetute è possibile stabilire se la fessura sia stabile, soggetta a variazioni periodiche oppure caratterizzata da un’apertura progressiva.
Il DS811 misuratore di giunti è progettato per rilevare variazioni di posizione tra due punti e può essere utilizzato per il controllo di giunti e fessure nelle strutture. In funzione della configurazione e delle staffe di montaggio, il sensore può controllare diverse componenti dello spostamento. Nei casi in cui la lesione presenti un movimento complesso può essere impiegato anche un misuratore di giunti triassiale, capace di rilevare le variazioni lungo tre direzioni.
La posizione dei fessurimetri deve essere definita sulla base del quadro fessurativo e dei meccanismi strutturali ipotizzati. I sensori devono essere installati sulle lesioni più rappresentative, evitando punti esposti a urti, manomissioni o interferenze con le attività quotidiane dell’edificio.
Inclinometri ed elettrolivelle per misurare le rotazioni
Un edificio interessato da cedimenti differenziali può subire una rotazione prima che compaiano nuove fessure chiaramente visibili. La misura dell’inclinazione permette quindi di individuare variazioni nell’assetto della struttura e di seguirne l’andamento nel tempo.
Il tiltmetro IN920 è progettato per il controllo di strutture interessate da rotazioni e può essere installato direttamente sulle pareti. A seconda della versione scelta, consente di effettuare misure lungo uno o due assi.
Per il monitoraggio di edifici civili e industriali è disponibile anche l’inclinometro fisso da parete IN922, dotato di staffe per il fissaggio alla muratura e realizzato nelle versioni monoassiale e biassiale.
Quando è necessario misurare l’inclinazione media tra due punti distanziati, può essere utilizzata l’elettrolivella IN923. Installata mediante un’apposita barra, permette di controllare le rotazioni di pavimenti, pareti e altri elementi strutturali.
Il posizionamento di più sensori su piani o porzioni differenti dell’edificio consente di verificare se il movimento interessi l’intera struttura oppure sia concentrato in una zona specifica.
Integrare le misure per interpretare il comportamento dell’edificio e il monitoraggio degli edifici
Un singolo sensore permette di controllare un parametro specifico, ma non sempre è sufficiente per ricostruire la dinamica complessiva del fenomeno. L’apertura di una fessura può essere più significativa quando è accompagnata da una rotazione della parete o da una variazione di quota. Per questo motivo, nei monitoraggi più complessi è opportuno integrare fessurimetri, inclinometri ed elettrolivelle, confrontando le rispettive serie temporali.
Le letture possono essere effettuate manualmente oppure raccolte mediante unità di acquisizione dati. Nei cantieri in cui i movimenti possono evolvere rapidamente, il monitoraggio degli edifici automatico permette di acquisire i dati a intervalli regolari e di individuare tempestivamente eventuali accelerazioni.
Il sistema MYLOG può essere collegato a inclinometri fissi, misuratori di giunti e altri sensori SIM. Gli intervalli di acquisizione sono programmabili e i dati possono essere elaborati mediante il software VEDO, sia in sito sia da remoto.
Il monitoraggio degli edifici vicini agli scavi consente così di trasformare movimenti inizialmente impercettibili in informazioni misurabili. L’integrazione tra fessurimetri, inclinometri, elettrolivelle e sistemi di acquisizione permette ai tecnici di seguire la risposta delle strutture durante il cantiere e di intervenire qualora i dati evidenzino un’evoluzione anomala.