Scavo di interrati accanto a un edificio vicino, una paratia di sostegno, l’abbassamento della falda, una struttura vecchia piena di fessure: in tutti questi casi qualcuno deve rispondere alla stessa domanda, si sta muovendo? Il modo per rispondere con i numeri è il monitoraggio: misurare gli stessi punti più volte nel corso dei lavori e confrontare ogni misura con la prima.
In questa guida vedrete come eseguire questo monitoraggio con stazione totale e target riflettenti adesivi, quando conviene usare un livello invece della stazione, come scegliere la dimensione del target e gli accorgimenti che separano una relazione affidabile da un mucchio di numeri che nessuno riesce a interpretare.
Che cos’è il monitoraggio di cedimenti e spostamenti
Il cedimento è lo spostamento verticale di una struttura, quasi sempre un abbassamento causato dalla fondazione o dal terreno sottostante. Lo spostamento orizzontale è il movimento laterale: un muro di sostegno che si inclina, un pilastro che esce dal piombo, una facciata che si allontana dal suo allineamento.
Il principio è sempre lo stesso:
- Lettura zero: prima che i lavori inizino a influire (prima dello scavo, dell’abbassamento della falda o dell’applicazione dei carichi), si misurano le coordinate e le quote di tutti i punti. Questo è il riferimento per tutto ciò che viene dopo.
- Campagne periodiche: si ripete la misura degli stessi punti, con lo stesso metodo, con la frequenza stabilita nel piano di monitoraggio.
- Confronto: la differenza tra ogni campagna e la lettura zero è lo spostamento del punto. Se supera la soglia di allerta fissata dal progettista, il cantiere viene avvisato.
Edifici vicini a scavi, opere di sostegno, fondazioni su terreni soffici e strutture con dissesti sono i casi più comuni. Le norme sulle fondazioni e i regolamenti edilizi di molti paesi richiedono il monitoraggio dei cedimenti in diverse situazioni; è il progetto a definire che cosa misurare, i limiti e la frequenza.
Stazione totale o livello: quale usare
I due strumenti risolvono parti diverse del problema, e molti cantieri li usano entrambi.
- La livellazione geometrica di precisione (livello digitale e stadia a codice a barre o in invar) è il riferimento per il cedimento verticale: arriva a frazioni di millimetro. Il limite è che la stadia deve appoggiare su ogni punto, di solito un caposaldo fissato alla base del pilastro o della parete.
- La stazione totale con target misura le tre coordinate (Nord, Est e quota) di punti che la stadia non raggiunge: la parte alta di una facciata, la testa di una paratia, un pilastro dall’altra parte della strada. La precisione è nell’ordine dei millimetri e dipende dallo strumento, dalla distanza e dalla procedura.
Una combinazione frequente è livellare i capisaldi di cedimento alla base delle strutture e usare la stazione totale per gli spostamenti orizzontali e i punti alti. Per verificare la chiusura della livellazione, il calcolatore di livellazione geometrica esegue il calcolo di battute indietro, avanti ed errore di chiusura.
Perché usare target riflettenti adesivi
Si può misurare senza target, puntando la stazione direttamente sul calcestruzzo in modalità senza prisma. Il problema è che nel monitoraggio bisogna misurare esattamente lo stesso punto in tutte le campagne, a volte per mesi e a volte con operatori diversi. Il target risolve questo:
- Il punto resta materializzato. La croce centrale del target è il punto. Nessuno deve indovinare dove si è collimato nella campagna precedente.
- La collimazione è ripetibile. Collimare il centro di una croce è molto più ripetibile che collimare una macchia sul muro.
- Il ritorno del segnale migliora. La pellicola riflettente restituisce molto più segnale di calcestruzzo, intonaco o vernice, soprattutto a distanze maggiori e con angoli sfavorevoli.
- È economico e veloce da installare. Si possono distribuire decine di punti nel cantiere senza forare la struttura né montare supporti.
Quale dimensione di target scegliere
La regola pratica: il target deve apparire abbastanza grande nel cannocchiale da collimarne il centro senza difficoltà, e abbastanza grande perché il distanziometro misuri in modo sicuro. Nel dubbio tra due dimensioni, scegliete la più grande.
- 2 e 3 cm: distanze brevi e spazi stretti, come capannoni, ambienti interni, strutture metalliche e piccoli elementi.
- 4 e 5 cm: l’uso generale in cantiere, per pilastri, pareti e facciate a distanze medie.
- 6 cm: distanze maggiori, angoli di incidenza peggiori o quando la luce disturba la collimazione. È la dimensione standard (60 × 60 mm) che i produttori di stazioni totali usano per indicare la portata su target riflettente.
La portata reale dipende dal modello della stazione. Cercate nel manuale la portata "su target riflettente" o "reflective sheet", e impostate la stazione per quel tipo di bersaglio, con la costante indicata dal produttore.
Il monitoraggio con stazione totale passo passo
1. Pianificate i punti
Divideteli in due gruppi. I punti di controllo vanno sulle strutture che possono muoversi: pilastri, travi, pareti e la testa dell’opera di sostegno. I punti di riferimento stanno lontano dall’area di influenza dei lavori, su strutture stabili, e sono loro a dire se la stazione stessa è nel posto giusto. Usate almeno tre riferimenti, ben distribuiti intorno all’area.
2. Installate i target
Pulite la superficie (senza polvere, grasso o intonaco che si stacca), lasciate asciugare e incollate il target premendo bene i bordi. Orientate il target verso il punto in cui starà la stazione: più è perpendicolare alla linea di mira, migliore è la misura. Negli spigoli e sulle superfici che non sono rivolte verso la stazione aiuta un supporto inclinato. Numerate ogni punto, fotografatelo e annotatene la posizione su uno schizzo.
3. Fissate la posizione della stazione
L’ideale è un pilastrino con centramento forzato, dove la stazione si posiziona sempre nello stesso punto. Senza pilastrino, usate un punto ben materializzato oppure fate una stazione libera (intersezione inversa) sui riferimenti in ogni campagna. Ciò che conta è che la stazione venga determinata sempre nello stesso modo.
4. Eseguite la lettura zero
Misurate tutti i punti in più di una serie, nelle due posizioni coniugate del cannocchiale (cerchio sinistro e cerchio destro), e usate la media. Inserite temperatura e pressione per la correzione atmosferica della distanza. Questa campagna vale più di qualsiasi altra: un errore nella lettura zero compare come spostamento in tutte le campagne successive.
5. Ripetete le campagne con la stessa routine
Stesso strumento, stessa posizione di stazione, stesso ordine dei punti e, se possibile, stessa ora del giorno. Iniziate e terminate ogni campagna misurando i riferimenti: se si sono "spostati", il problema è nella stazione, non nella struttura.
6. Calcolate gli spostamenti
Per ogni punto, confrontate con la lettura zero: ΔN, ΔE e ΔH (quota). Lo spostamento orizzontale totale è la radice di ΔN² + ΔE², e la sua direzione è un azimut; il calcolatore di azimut e distanza esegue questo calcolo a partire dalle due coordinate. Riportate ogni punto in un grafico spostamento × data: una tendenza si vede molto più facilmente in un grafico che in una tabella.
Gli accorgimenti che fanno la differenza nel risultato
- Sole e calore: l’aria riscaldata vicino al suolo e alle facciate devia la linea di mira. Evitate visuali radenti sopra asfalto caldo e misurate in orari simili.
- Angolo di incidenza: un target troppo inclinato rispetto alla linea di mira peggiora la distanza e la collimazione. Riposizionate il target invece di forzare la misura.
- Target danneggiato = punto nuovo: se un target viene strappato o sostituito, il punto riparte con una nuova lettura zero. Non confrontate mai la misura del target nuovo con la lettura zero di quello vecchio.
- Proteggete i punti: avvisate la squadra di cantiere, segnalate i target e controllate a ogni campagna che siano integri e ben incollati.
- Chiudete la poligonale di appoggio: se i punti di riferimento sono stati determinati con una poligonale, verificate la chiusura con il calcolatore dell’errore di chiusura della poligonale prima di usarli.
Domande frequenti
Ogni quanto tempo devo misurare?
Dipende dalla fase dei lavori e da ciò che ha stabilito il progettista. Durante lo scavo, l’abbassamento della falda o l’applicazione dei carichi, le campagne sono di solito più ravvicinate (settimanali o persino giornaliere nelle situazioni critiche); quando gli spostamenti si stabilizzano, l’intervallo aumenta. È la curva spostamento × tempo a mostrare se si possono distanziare.
Qual è la differenza tra punto di controllo e punto di riferimento?
Il punto di controllo si trova sulla struttura che si vuole sorvegliare e può muoversi. Il punto di riferimento è fuori dall’area di influenza dei lavori e deve restare fermo; è lui a garantire che la stazione sia stata posizionata allo stesso modo in tutte le campagne.
La stazione totale sostituisce la livellazione per i cedimenti?
Per cedimenti piccoli, non del tutto. La livellazione geometrica di precisione misura la quota con una precisione molto più alta. La stazione totale entra in gioco dove la stadia non arriva e dove conta anche lo spostamento orizzontale.
Posso usare il target adesivo per i punti di indietro e avanti?
Sì. Un target incollato su un punto fisso (parete, palo, pilastro) serve come punto di orientamento all’indietro per orientare la stazione sempre allo stesso modo, cosa utile nei cantieri urbani e all’interno dei capannoni, dove non si può lasciare un picchetto.
