Stabilità di scarpate e scavi web app

Web app gratuita per lo screening geotecnico e il supporto operativo alla sicurezza in cantiere

Stabilità di scarpate e scavi è una web app gratuita (HTML + JavaScript, utilizzabile da browser e caricabile su normale hosting) pensata per supportare tecnici, imprese e preposti nel valutare in modo rapido e tracciabile la stabilità preliminare di scarpate e scavi e nel trasformare i risultati in indicazioni operative (KPI, grafici, scenari, checklist e report Word).

La web app non sostituisce la progettazione geotecnica né i documenti di cantiere (PSC/POS), ma consente di:

• strutturare correttamente i dati essenziali (geometria, terreno, acqua, carichi);

• effettuare calcoli di screening con metodi dichiarati e coerenti con la logica delle verifiche geotecniche (impostazione agli stati limite/NTC 2018 come cornice metodologica);

• evidenziare rapidamente condizioni accettabili, sensibili/da approfondire o non accettabili, con rappresentazioni grafiche e confronti “what-if”.

A cosa serve

1) Screening rapido della stabilità

La web app fornisce un’indicazione quantitativa del rischio di instabilità tramite il fattore di sicurezza FS (o indicatori equivalenti), permettendo di capire:

• se una pendenza è ragionevolmente compatibile con i parametri inseriti;

• quanto incidono acqua (falda/infiltrazioni) e sovraccarichi al ciglio (mezzi, cumuli);

• come cambia il risultato al variare di β (inclinazione), rᵤ (condizione idraulica sintetica) e q (sovraccarico).

2) Supporto decisionale “per scenari”

La funzione scenari consente di confrontare rapidamente condizioni tipiche:

• “asciutto”

• “falda alta”

• “post-pioggia”

• “sovraccarico”

• “combinato”

Questo approccio è particolarmente utile perché in cantiere la stabilità cambia soprattutto quando cambiano acqua, traffico/mezzi, fasi e condizioni reali del terreno.

3) Tracciabilità e comunicazione interna

La web app genera:

• KPI e grafici live;

• report e verbali esportabili in Word (input, risultati, grafici, prescrizioni operative, limiti e disclaimer);

• checklist operativa e logica di STOP-WORK (sospensione) collegata a esiti e non conformità.

Quando è utile usarla

La web app è consigliata in particolare per:

1. Fase di pianificazione operativa (prima di avviare lo scavo)
   Per verificare rapidamente se la geometria proposta è sensata, quali variabili governano il risultato e quali misure operative saranno determinanti (gestione acqua e carichi al ciglio).

2. Prima di cambiare fase (avanzamento, scavo più profondo, modifica pendenza)
   Per confrontare il “prima/dopo” e capire se la fase nuova entra in un’area di maggiore criticità.

3. Dopo un evento meteo o in presenza di infiltrazioni
   Per valutare lo scenario “post-pioggia/falda alta” e decidere se servono sospensioni, drenaggi, interdizioni più ampie o approfondimenti.

4. Formazione e briefing
   Per spiegare in modo visivo (curve e scenari) come acqua e sovraccarichi impattano la stabilità e perché le interdizioni al ciglio sono misure essenziali.

Che cosa verifica e calcola (in dettaglio)

La web app include più modelli, con livelli diversi di complessità. Tutti i metodi sono dichiarati nell’Help e nel report.

A) Scarpata / parete inclinata – modello “Infinite slope” (screening)

Valuta lo scorrimento superficiale parallelo al pendio.

Calcola:

• FS in funzione di:

  • inclinazione β,

  • parametri del terreno (c’, φ’, γ),

  • condizione idraulica sintetica (rᵤ),

  • sovraccarico q (semplificato).

Restituisce:

• FS numerico + esito (OK/Attenzione/Non OK);

• curve live:

  • FS vs β (curva di stabilità al variare della pendenza),

  • FS vs rᵤ (sensibilità all’acqua),

• KPI grafici “semaforo” rispetto al target.

B) Scarpata – modello rotazionale “Bishop semplificato” (screening avanzato)

Ricerca una superficie di scorrimento circolare “critica” (FS minimo) tramite griglia di possibili centri e raggi.

Calcola:

• FS critico (minimo) usando Bishop semplificato a conci, in ipotesi semplificate (terreno omogeneo, acqua tramite rᵤ, ecc.).

Restituisce:

• FS critico e parametri del cerchio critico (xᶜ, yᶜ, R);

• rappresentazione grafica della sezione con cerchio critico (indicativa);

• grafici dei risultati della ricerca.

C) Scavo verticale (breve termine in argilla, φᵤ≈0) – stima orientativa

Stima la compatibilità dell’altezza di parete verticale in condizioni non drenate di breve periodo.

Calcola:

• altezza critica stimata Hcrit e/o un FS equivalente in funzione di cᵤ e γ (con ipotesi semplificate).

Restituisce:

• indicazione rapida di compatibilità e necessità di misure (es. blindaggio/armatura), sempre con disclaimer di applicabilità.

D) Check idraulici di screening (piping/uplift)

Controlli semplificati per individuare condizioni potenzialmente critiche legate all’acqua.

Calcola:

• KPI idraulici (es. rapporto tra gradiente critico e gradiente in uscita; rapporto tra resistenza e sollecitazione per uplift), in forma preliminare.

Restituisce:

• semaforo idraulico e messaggi operativi (quando attivi).

Input necessari, opzionali e calcolati

1) Input necessari (minimi) per avere un risultato significativo

I dati minimi dipendono dal metodo scelto, ma in generale sono:

Geometria

• β: inclinazione della scarpata/parete (°) oppure parametri equivalenti della sezione.

• H (quando richiesto): altezza dello scavo/pendio (m) o profondità equivalente.

• z / spessore (infinite slope): profondità dello strato potenzialmente instabile (m).

Terreno

• γ: peso di volume del terreno (kN/m³).

• φ’: angolo di attrito efficace (°) per condizioni drenate (scarpate).

• c’: coesione efficace (kPa) se applicabile (spesso 0 nei granulari).

• cᵤ (solo per scavo verticale breve termine in argilla): coesione non drenata (kPa).

Condizione idraulica

• rᵤ (scarpate): rapporto sintetico di pressione interstiziale (0–0,6 tipicamente in screening).

La web app include un Wizard “dati minimi” che segnala mancanze e incongruenze.

2) Input opzionali (ma spesso decisivi)

• q: sovraccarico al ciglio (kPa), utile per simulare traffico/mezzi/cumuli in forma semplificata.

• FS target: soglia interna di confronto (per semaforo/decisione operativa).

• Parametri di ricerca Bishop (passo griglia, numero di conci, vincoli).

Idraulica (se attivata)

• Δh, L e parametri semplificati per calcoli piping/uplift.

3) Variabili calcolate (output interni)

A seconda del metodo, l’app calcola e mostra:

• FS o FS critico;

• βmax o curve che indicano la pendenza compatibile col target (derivata dalla curva FS vs β);

• valori “design” semplificati quando attivati (riduzioni/aumenti dichiarati);

• cerchio critico (xᶜ, yᶜ, R) in Bishop;

• KPI idraulici (se attivi).

Esito della valutazione: come viene determinato

La web app restituisce un esito sintetico basato su:

• FS (o FS critico) confrontato con FS target impostato dall’utente;

• eventuali KPI idraulici (se abilitati) confrontati con target idraulico.

Schema tipico:

• OK: FS ≥ FS target

• Attenzione / da approfondire: 1,0 ≤ FS < FS target

• Non OK: FS < 1,0

• NA: dati insufficienti o calcolo non applicabile alle ipotesi

In parallelo, la sezione “Check cantiere” può attivare STOP-WORK se:

• esito tecnico non accettabile, oppure

• checklist evidenzia non conformità su punti critici (fessure, acqua, carichi al ciglio, armature mancanti, accessi non sicuri, ecc.).

Potenzialità (punti di forza)

1. Immediatezza e leggibilità
   KPI, semafori e grafici live rendono evidente il “perché” del risultato (sensibilità a acqua e carichi).

2. Approccio per scenari
   Consente di anticipare condizioni peggiorative realistiche (post-pioggia, falda alta, sovraccarichi).

3. Tracciabilità
   Report Word e verbali riducono il rischio di valutazioni non documentate e supportano il fascicolo interno.

4. Utilizzabile ovunque
   È una web app statica (HTML+JS): facile da distribuire, caricare su hosting e usare in campo.

Limiti di applicabilità (da considerare vincolanti)

Questa web app implementa metodi di screening e utilizza parametri sintetici per acqua e carichi. I principali limiti:

1. Non è un software di progettazione geotecnica completo
   Non gestisce in modo esaustivo: stratigrafie complesse, discontinuità, anisotropie, analisi FEM/FDM, reti di flusso, interazione avanzata terreno-struttura.

2. Acqua rappresentata in modo semplificato
   rᵤ è un indicatore sintetico; i check piping/uplift sono preliminari. In presenza di falda significativa, filtrazioni o terreni granulari sensibili, servono valutazioni idrauliche più approfondite.

3. Sovraccarico q semplificato
   Il carico q non rappresenta pienamente dinamica dei mezzi, distribuzioni complesse, effetti ciclici o vibrazioni.

4. Bishop semplificato
   La ricerca su griglia e le ipotesi di omogeneità/semplificazioni possono differire dal comportamento reale, specialmente con stratigrafia o acqua complessa.

5. Scavo verticale in argilla
   Valido solo come stima orientativa per breve termine non drenato in condizioni coerenti con l’ipotesi φᵤ≈0.

6. Esito operativo condizionato
   Un “OK” non significa “assenza di rischio”: significa “compatibile nelle ipotesi inserite”. Se in campo cambiano terreno, acqua o carichi, cambia l’esito reale.

Disclaimer (uso della web app gratuita)

Questa web app gratuita è uno strumento di supporto per screening tecnico, formazione e tracciabilità interna.
Non sostituisce:

• PSC/POS e procedure di cantiere;

• valutazioni dei rischi aziendali;

• verifiche geotecniche complete e calcoli firmati quando richiesti dal contesto;

• sopralluoghi e controlli in campo.

L’utilizzo dei risultati resta sotto la responsabilità dell’utilizzatore e dell’organizzazione di cantiere. In presenza di condizioni complesse (profondità rilevanti, falda significativa, sovraccarichi inevitabili, edifici adiacenti, sottoservizi critici, opere provvisionali complesse) è necessario ricorrere a progettazione/verifiche specialistiche e alle misure di sicurezza prescritte dai documenti di cantiere.

Acqua (falda, infiltrazioni, pioggia)

1) Come capisco se l’acqua sta governando la stabilità?
Se, aumentando anche poco rᵤ (o attivando lo scenario “falda alta/post-pioggia”), il FS scende rapidamente e passa da OK a Attenzione/Non OK, lo scavo è idro-sensibile. Operativamente significa che la stabilità dipende in modo critico dal controllo dell’acqua (drenaggi, pompaggio, regimazione, sospensioni post-evento).

2) Che valore di rᵤ devo inserire?
rᵤ è un parametro sintetico (screening). In pratica:

• 0,00–0,10: condizioni asciutte o quasi asciutte (screening)

• 0,10–0,30: umido/infiltrazioni plausibili, attenzione post-pioggia

• 0,30–0,50: falda/infiltrazioni rilevanti, rischio elevato

• >0,50: condizioni molto critiche per pendii/scavi (di norma serve gestione acqua + revisione soluzione)
  Usalo per scenari (asciutto vs post-pioggia), non come “numero perfetto”.

3) Quando devo sospendere e applicare STOP-WORK per l’acqua?
Attiva STOP-WORK se compare anche uno solo di questi:

• ristagni/allagamento al fondo scavo o aumento rapido del livello;

• colature/infiltrazioni diffuse sulle pareti con perdita di consistenza;

• erosioni localizzate per pompaggio non controllato;

• evento meteo intenso senza verifica post-evento completata.
  In questi casi, prima si mette in sicurezza (drenaggi, pompaggio controllato, interdizione), poi si rivaluta.

4) Il drenaggio/pompaggio può peggiorare la situazione?
Sì, se crea erosione localizzata o percorsi preferenziali (lavaggio fine, instabilità al piede). Serve pompaggio controllato e regimazione, evitando “getti” e depressioni concentrate.

Sovraccarichi (mezzi, cumuli, traffico, materiali)

5) Perché pochi metri di distanza dal ciglio contano così tanto?
Perché i sovraccarichi aumentano le tensioni vicino al bordo e possono innescare scorrimenti o collassi progressivi. Se il grafico “scenario sovraccarico” riduce nettamente il FS, significa che la gestione del ciglio (interdizioni fisiche, viabilità, aree deposito) è una misura primaria di sicurezza.

6) Che sovraccarico q devo usare in app?
Nella web app è un input semplificato. Se non hai un dato preciso, lavora per scenari:

• q = 0 kPa: nessun carico (ipotesi ideale)

• q ≈ 5–10 kPa: carichi leggeri / deposito molto ridotto / presenza transitoria

• q ≈ 10–20 kPa: traffico/mezzi leggeri, cumuli moderati, condizioni tipiche “non controllate bene”

• q > 20 kPa: situazione potenzialmente severa (mezzi pesanti/stazionamenti o cumuli importanti): in genere richiede interdizioni forti o soluzione sostenuta
  Usa q per vedere sensibilità: se un piccolo q ti porta sotto target, il cantiere deve imporre regole molto rigide.

7) È sufficiente “vietare” il deposito al ciglio?
No: deve diventare un vincolo fisico e controllabile (barriere, segnaletica, percorsi obbligati, area deposito dedicata). I divieti solo “a voce” falliscono spesso.

Valori tipici e scelte pratiche (senza sostituire le indagini)

8) Quali sono “valori tipici” di c’ e φ’ da inserire?
Non esistono valori universali affidabili. Se non hai indagini o dati credibili, la scelta corretta è:

• impostare valori cautelativi (più sfavorevoli),

• aumentare le misure (pendenze più dolci, blindaggi/armature, interdizioni più ampie),

• usare la web app per evidenziare che i dati sono insufficienti (wizard) e quindi serve approfondimento.
  Se devi comunque creare scenari, fallo come range: “ottimistico / medio / cautelativo”.

9) Che FS target devo impostare?
Dipende dall’approccio di verifica e dal contesto (screening vs progetto). In app è un target operativo per semaforo:

• usa un valore più alto se: terreno incerto, acqua probabile, vibrazioni, sottoservizi/edifici vicini, permanenza lunga dello scavo;

• usa un valore più basso solo per confronti interni e mai come “autorizzazione automatica”.
  In assenza di criterio aziendale, è preferibile mantenere un target prudente e usare gli scenari per capire la sensibilità.

10) Quando scegliere “scarpata” e quando “sostegno/blindaggio”?
In sintesi operativa:

• scarpata: quando hai spazio, terreno e acqua gestibili, carichi controllabili;

• blindaggio/sostegno: quando spazio ridotto, trincee urbane, terreno incoerente, falda/infiltrazioni, carichi non eliminabili, interferenze.
  Se la curva FS crolla con acqua o q, spesso la soluzione sostenuta diventa la scelta più robusta.

Errori frequenti (e come evitarli)

11) Errore: inserire parametri “ottimistici” per far tornare OK.
Correzione: lavora per scenari (cautelativo/medio) e fai emergere la sensibilità. Se l’esito cambia drasticamente con piccole variazioni, la misura corretta è progettare/armare/gestire acqua e carichi, non “aggiustare” i parametri.

12) Errore: considerare solo lo stato finale e non le fasi intermedie.
Correzione: valuta sempre la fase più critica (avanzamento, riprese, scavo parziale, post-pioggia). Le instabilità avvengono spesso “durante”, non “alla fine”.

13) Errore: ignorare l’acqua perché “oggi è asciutto”.
Correzione: scenario “post-pioggia/falda alta” sempre. Definisci regole di sospensione e verifica post-evento.

14) Errore: “il deposito è vietato” ma poi i cumuli/mezzi finiscono comunque al ciglio.
Correzione: interdizione fisica, percorsi obbligati, area deposito dedicata, controllo del preposto e stop-work se violata.

15) Errore: non collegare il risultato tecnico a un piano operativo (checklist e stop-work).
Correzione: usa la checklist integrata e imposta trigger chiari: fessure/distacchi/rigonfiamenti/acqua/armature non idonee → STOP immediato, interdizione, ripristino, nuova verifica.

16) Errore: usare la web app come “verifica definitiva” in casi complessi.
Correzione: la web app è uno strumento di screening; in presenza di falda significativa, opere provvisionali complesse, edifici adiacenti, scavi profondi o terreni variabili, serve progettazione/verifica geotecnica completa e documentazione di cantiere coerente.

UTILIZZALA CON LA DOVUTA ATTENZIONE E CAUTELA!! E' GRATUITA!!