I gabbioni sono strutture aperte e modulari, costituite da reti metalliche a forma di prisma parallelepipedo o di materasso o ancora di sacco, riempite di pietrame di opportuna pezzatura e caratteristiche.
La rete è di filo di ferro zincato (plastificato per ambienti corrosivi) a maglie esagonali con collegamenti a doppia torsione, per ridurre il pericolo di apertura del gabbione in caso di rottura del filo metallico.
I bordi dei gabbioni sono rinforzati con filo metallico di spessore maggiore per facilitare il piegamento nella messa in opera e per dare maggiore resistenza. I singoli elementi vengono legati tra di loro ad assumere le forme previste dall’opera di progetto. Con tale elemento costruttivo modulare molto spesso si erigono muri di sostegno, rilevati stradali e ferroviari, sbarramenti fluviali in alveo, difese di sponda e per il mantenimento di terreni franosi.
Gli aspetti positivi che caratterizzano le strutture in gabbioni sono:
- la deformabilità, che li rende adatti a terreni franosi;
- la resistenza a trazione, funzionando la rete da armatura;
- l’effetto drenante, che riduce le spinte idrostatiche;
- la modularità, che permette l’eventuale modifica della struttura secondo esigenze future;
- la riparabilità, essendo ricucibili e rifasciabili con pezzi di rete nuova;
La perdita di funzionalità dovuta all’azione abrasiva del materiale solido presente nelle correnti fluviali rappresenta invece un aspetto negativo.
Tipologia
Gabbioni a scatola
I gabbioni a scatola hanno la forma di un prisma rettangolare, con dimensioni variabili in altezza, larghezza, lunghezza, dimensione delle maglie, spessore del filo. Le dimensioni standard sono: sezione 1m x 1m, 1 m x 0.5m, lunghezze fino a 4 m.
Il peso a vuoto è variabile: un gabbione 2m x 1m x 1m può pesare da 127 a 196 N a seconda della grandezza delle maglie e dello spessore del filo. Per la messa in opera, prima del riempimento occorre effettuare la giunzione per piegatura delle diverse parti del gabbione e cucire con filo di ferro zincato (un doppio giro ogni due maglie) gli spigoli contigui rinforzati con le barre metalliche di spessore maggiore. Nel caso di gabbioni lunghi più di 2 m, si inseriscono setti divisori per limitare la deformabilità e consentire un migliore riempimento. Il riempimento con ciottoli (in genere di dimensioni poco più grandi delle maglie, di materiale non friabile, non gelivo e di elevato peso specifico) deve avvenire con molta cura, per non lasciare vuoti che potrebbero inficiare la funzionalità della forma scelta per l’opera in gabbioni. A riempimento avvenuto, i gabbioni vengono chiusi cucendone la falda superiore. Una componente essenziale del progetto risulta il costo di approvvigionamento del materiale di riempimento. Durante il riempimento nei gabbioni vengono inseriti tiranti trasversali tra pareti opposte e tiranti ad angolo tra pareti adiacenti (di norma 4-6 tiranti per metro di lunghezza) allo scopo di aumentare la compattezza dell’insieme rete-pietrame e ridurne i pericoli di insaccamento
Gabbioni a sacco
Sono cilindri fatti con maglie di filo metallico a doppia torsione, aperti all’estremità (a sacco) o su un fianco (a pagliericcio). Sono lunghi da 2 a 3 m, con diametro 65÷95 cm, capacità 0.65÷2.15 m3, peso a vuoto 78÷196 N. Si usano per chiusura di rotte arginali in emergenza con gettate di gabbioni, e sono riempiti fuori opera, dai margini verso il centro.
Materassi Reno
Sono gabbioni particolari con tre dimensioni diversificate, di cui una nettamente più piccola delle altre due, che ne permette l’uso come sottofondo per strutture in elevazione (costituite dai classici gabbioni) o come rivestimenti di sponda o versante. Il telo metallico di base presenta falde ogni 60 cm (il materasso risulta così suddiviso in più tasche) e pareti laterali già unite al telo. Le dimensioni standard sono: larghezza 2 m, spessore 15, 23 o 25 cm, lunghezza fino a 6 m, peso 34÷36 N per metro di lunghezza. Si aprono a piè d’opera, con riempimento delle tasche in opera, ancoraggio al terreno con picchetti ed eventuali muretti di base al piede. Si completano con 2÷3 tiranti verticali per metro di lunghezza. I materassi Reno non reggono spinte, potendo funzionare solo come rivestimento delle sponde. A volte sono impermeabilizzati con mastice bituminoso.
Il software Gabbioni – GDW esegue l’analisi di muri e briglie in gabbioni in condizione statiche e sismiche. Le verifiche di sicurezza sono eseguite per combinazioni di carico definite dall’utente secondo le direttive imposte dalle normative vigenti.
L’analisi di stabilità globale viene eseguita con GSA (Global Stability Analysis)
Campi di applicazione dei gabbioni
Briglie
Le briglie possono essere in legno, muratura, calcestruzzo (armato o non armato), gabbioni, acciaio. Esse generalmente sono sporgenti di qualche metro dal fondo dell’alveo e pertanto favoriscono il deposito a monte di esse, a differenza delle soglie che, non emergendo sensibilmente dall’alveo, tendono solo a fissarne l’altimetria, senza provocare deposito bensì regolando l’erosione prevedibile tra due soglie consecutive. A regime, tuttavia, non c’è differenza sostanziale tra tali opere.
Abbiamo parlato più approfonditamente delle briglie in un precedente articolo: “La sistemazione degli alvei fluviali: le briglie“
Pennelli
Un pennello (o repellente) è una struttura ben ammorsata alla sponda che si protende in alveo in senso approssimativamente trasversale alla corrente con una prevalente dimensione lineare, costruito con lo scopo di accentrare la corrente evitando l’erosione della sponda ed il divagamento dell’alveo.
La difesa di una sponda fluviale con tale sistema richiede la progettazione di una serie (o batteria) di pennelli. Nel complesso si tratta di un’opera di difesa longitudinale delle sponde naturali (o artificiali) che tende a stabilizzare le sponde stesse, allontanando la corrente e riducendo la sezione trasversale dell’alveo. Tra due repellenti successivi si ha in genere un progressivo e benefico interrimento, mentre in prossimità della testa (estremo del pennello verso il centro del fiume) la corrente crea vortici che provocano erosioni localizzate.
Rispetto alle opere continue, l’onere costruttivo e di manutenzione è inferiore. Gli eventuali danni che dovessero subire di norma non ne compromettono completamente la struttura e risultano essere facilmente riparabili. I pennelli sono quasi sempre costruiti in gabbioni e questo aspetto conferisce alla struttura una certa flessibilità. Si tratta di opere temporanee, in quanto non conferiscono un assetto definitivo all’alveo fluviale. La progettazione dei pennelli potrà essere ritenuta soddisfacente se col tempo si troveranno completamente interriti dai sedimenti e ormai lontani dalla corrente fluviale.
I pennelli in gabbioni sono i più usati: la messa in opera avviene sott’acqua, la parte anteriore è sommergibile, la radice deve essere insommergibile. Poggiano su una platea spessa 50 cm e sporgente 2÷5 m, o meglio 1.5÷2 volte la massima escavazione prevedibile. Lo spessore è 1÷3 m.
Opera di sostegno: muri di gabbioni
Grazie alle loro caratteristiche di flessibilità, permeabilità e monoliticità, i muri in gabbioni sono diffusamente utilizzati in ambito di consolidamento di versante, stradale, ferroviario, idraulico (argini) e architettonico. Ne abbiamo parlato, in un articolo passato in cui vengono descritte le verifiche geotecniche (Leggi Muri in gabbioni calcolo secondo le NTC 2018 & Cir. 2019)
Di seguito un video che mostra un esempio su come effettuare l’analisi di stabilità interna e globale di tipo geotecnico di un muro di gabbioni. L’analisi di stabilità globale viene effettuata attraverso il modulo Analisi di stabilità dei pendii – Slope compreso nel programma Gabbioni – GDW. Da qui è possibile esportare il modello per eseguire l’analisi di stabilità interna nel software Analisi agli elementi finiti in Geotecnica – GFAS.
L’applicazione online Gabbioni consente di effettuare le verifiche SLU di tipo geotecnico (scorrimento, ribaltamento e carico limite), sia in condizioni statiche che sismiche. E’ possibile disporre i blocchi al massimo su cinque file.
Oltre alle verifiche sopra esposte, l’applicazione consente di eseguire la verifica a punzonamento della rete metallica e di considerare l’incremento di spinta per effetto del sovraccarico sul terrapieno.
E’ inoltre possibile gestire i fattori di combinazione delle azioni e dei parametri geotecnici così come disciplinato dalla normativa nazionale ed internazionale.
