5191 relGEO INTEGR rev1 - comune.ra.it · Spettri-NTCver.1.0.3 (rilaciaoa Consiglio Superiore...

lsaragoni

stefano

SOMMARIO

1. PREMESSA .................................................................................................................................................... 2

2. LITOLOGIA ................................................................................................................................................... 3

3. CARATTERISTICHE SISMICHE .............................................................................................................. 5

3.1 sismicità ............................................................................................................................................................5

3.2 STIMA DELLA PERICOLOSITA’ SISMICA DEL SITO .............................................................................8

3.3 CARATTERISTICHE SISMICHE DEL TERRENO.................................................................................... 15

4. MODELLAZIONE STRATIGRAFICA .................................................................................................... 21

4.1 GENERALITA’ ...................................................................................................................................... 21

5. STIME GEOTECNICHE ......................................................................................................................... 29

5.1 VALUTAZIONI SULLA CAPACITA’ PORTANTE ......................................................................... 30

6. CONCLUSIONI............................................................................................................................................ 30

ALLEGATI ....................................................................................................................................................... 33

lsaragoni

guarnieri

STUDIO DUE ESSE - 2 -

1. PREMESSA

Vengono qui riportati i risultati di uno studio geologico, eseguito nel 2009, avente

come oggetto alcuni terreni, situati in via della Lirica a Ravenna, ove è in progetto la

realizzazione di un edificio dirigenziale, e le integrazioni che si sono rese necessarie

a seguito di varianti al PUE ed all’adozione del nuovo POC del Comune d Ravenna.

Si è partiti dalla consultazione degli allegati al POC6I, che individuano e

caratterizzano l’intero territorio comunale dal punto di vista geologico e sismico,

per avere indicazioni di massima sull’area in esame per poi procedere, se

necessario, ad un eventuale maggiore grado di approfondimento. Si è fatto quindi

riferimento alle Norme Tecniche di Attuazione del POC, nella fattispecie all’art. 2

(POC5), dove viene indicata la necessità di opportune indagini geologiche e

sismiche.

L’indagine ha carattere preliminare e mira a fornire le indicazioni di massima ed

eventuali limitazioni, dovute agli aspetti geologici (nel senso lato della parola), di

cui tenere conto nel progettare le strutture in oggetto.

In relazione alle dimensioni delle opere vennero eseguite due prove

penetrometriche con piezocono (CPTU) ed un sondaggio a carotaggio continuo. In

osservanza alle nuove Norme Tecniche per le costruzioni venne eseguita anche una

caratterizzazione sismica dei suoli di fondazione, mediante l’esecuzione di uno

stendimento sismico (metodo Masw attivo e passivo), che consentì di ricavare la

- 3 -

categoria di suolo attraverso la valutazione delle Vs30; ad integrazione è stata

eseguita una prova sismica passiva a stazione singola (HVSR).

Non verranno riportate considerazioni generali sull’inquadramento geologico,

geomorfologia, idrologia ed idrogeologia, in quanto già ampiamente trattate nella

relazione generale per l’urbanizzazione dell’area1, ma solamente quanto risulterà

utile ai fini della presente indagine puntuale.

2. LITOLOGIA

Dalla interpretazione dei dati penetrometrici (CPTU) e del sondaggio si è potuto

determinare l'andamento litologico del sottosuolo:

• fino a -5 m circa: limi e limi sabbiosi, con livelli ed intercalazioni di sabbia limosa

• fino a -11,4 m circa: limo–limo argilloso (a -7/7,10 m e -8,7/9,4 m circa livelli

torbosi)

• fino a -12,5 m circa: sabbia, dapprima limosa poi grossa con fossili

• fino a -17,30 m circa: ghiaia fine, arrotondata, di colore grigio, con fossili

• fino a -26 m circa: sabbia grigia, da fine a media, con fossili

• fino a -30 m circa: si alternano livelli limoso-argillosi e sabbioso-limosi, il colore

è grigio chiaro con striature giallastre

• fino a -37 m circa: sabbia medio-fine, grigio/gialla

• fino a -41 m circa: si alternano livelli di sabbie-s. limose e limi argillosi

• fino a -43 m circa: argilla limosa

• fino a -45 m circa: alternanze di limo sabbioso-argilloso

1 studio Angeli


• fino a -47 m circa: argilla limosa con intercalazioni sabbioso limose

• fino a -50 m circa: limi sabbiosi ed argillosi (alla base sabbie medio-fini)

• fino a -51,5 m circa: argilla limosa grigio-nera, con fossili

• fino a -60m: limo sabbioso (argilloso al tetto) di colore grigio

La genesi dei terreni presenti è da ricercare, per gli strati sabbiosi, nell’elaborazione

litorale; l’azione del moto ondoso congiuntamente all’azione eolica hanno dato

origine a depositi caratterizzati da un buon grado di addensamento.

La presenza dei livelli che contengono maggiormente particelle fini,

limoso/argillose, è attribuibile ad un ambiente deposizionale particolarmente

tranquillo, di tipo lagunare; qui infatti, in relazione alle basse energie in gioco,

anche i materiali fini potevano essere abbandonati dal mezzo di trasporto. Con

l’avvicinarsi della linea di costa alla zona in esame (ingressione marina) era

possibile la deposizione solo dei materiali più grossolani (sabbie-ghiaie fini). Come

si può intuire le variazioni di granulometria sono pertanto legate essenzialmente

alla variabilità dell’ambiente di deposizione.

Nella carta geomorfologica

allegata al POC6I (all. 6I.4.2, un

cui estratto è riportato a lato)

l’area appare chiaramente come

una zona interfluviale, carat-

terizzata da litologia argilloso-

limosa.

- 5 -

Nel periodo di esecuzione della prove (febbraio 2009) la falda freatica era presente a

-2,5 m circa dal p.c. (innalzamento p.c. di 0,5/1 m). I dati freatimetrici indicano, dal

1988 al 2009, profondità media della falda comprese tra -1,8/3,2 m circa dal p.c.

3. CARATTERISTICHE SISMICHE

3.1 SISMICITÀ

La recente riclassificazione della sismicità del territorio (Ordinanza n. 3274 del

20/03/2003 e successive modifiche) ha individuato quattro valori di accelerazione

orizzontale (ag/g) di ancoraggio dello spettro di risposta elastico e le norme

progettuali e costruttive da applicare; il territorio nazionale è, di conseguenza,

stato suddiviso in quattro zone. Ogni zona è stata individuata in base ai valori di

accelerazione di picco orizzontale del suolo (ag), con probabilità di superamento

del 10% in 50 anni. Ai sensi di questa normativa il territorio del Comune di

Ravenna rientra in zona sismica 3 caratterizzata da ag (acceleraz. orizzontale

massima sul suolo di cat. A) pari a 0,15 g.

Dalla consultazione delle banche dati dell’Istituto Nazionale di Geofisica e

Vulcanologia, relativamente alle osservazioni macrosismiche dei terremoti

(DBMI112), sono risultati 61 eventi sismici (di magnitudo > 4) i cui segnali sono

stati avvertiti anche a Ravenna.

Il valore massimo di magnitudo, registrato nel raggio di 50 km, è Mw = 5.88 ed è

riferibile ad un terremoto che ha interessato la Romagna nell’anno 1688.

2 M. Locati, R. Camassi e M. Stucchi (a cura di), 2011. DBMI11, la versione 2011 del Database Macrosismico Italiano. Milano, Bologna, http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11. DOI:

10.6092/INGV.IT-DBMI11


Il diagramma che segue, proveniente dalla stessa fonte bibliografica, riporta la

collocazione temporale e l’intensità al sito degli eventi sismici sopra descritti

(limitatamente a quelli con intensità epicentrale uguale o superiore a 4-5).

Per la caratterizzazione simica del sito sono stati utilizzati i risultati di una indagine

sismica condotta nel 2009, con il metodo Masw (Multi Channel Analysis Surfaces

Waves) attivo e passivo, integrati con i risultati di una prova a stazione singola, a

simica passiva (HVSR).

La prova Masw aveva permesso di determinare l’andamento della velocità delle Vs

fino a circa 25 metri di profondità (estrapolando la Vs fino a 30 m), ottenendo valori

di Vs30 = 30/Σ(hi/vi) = 182x m/s

- terreni di “CATEGORIA C” (S =1,45 secondo le NTC).

Le misure di microtremore ambientale sul terreno di fondazione, sono state

effettuate con un tromografo digitale progettato specificamente per l’acquisizione

del rumore sismico. Lo strumento (Tromino, 10 x 7 x 14 cm per 1 kg di peso) è

- 7 -

dotato di tre sensori elettrodinamici (velocimetri) orientati N-S, E-W e

verticalmente, alimentato da 2 batterie AA da 1.5 V, fornito di GPS interno e senza

cavi esterni. Questa prova integrativa ha permesso di stimare l’andamento delle Vs

fino a profondità dell’ordine dei 100 m.

E’ risultato che Vs30 = 30/Σ(Σ(Σ(Σ(hi/vi) = 207 m/s

Confermando l’appartenenza del suolo alla categoria C.

In base ai risultati della prova Masw venne valutata anche la propensione alla

liquefazione dello spessore sabbioso (evidenziato dalle prove geognostiche

eseguite) situato tra 11/37 m dal p.c. per valori della magnitudo M=6,14. I risultati

ottenuti indicavano, con un buon grado di approssimazione, che non vi è pericolo

di liquefazione per lo spessore considerato (i valori CSR ricadono tutti nella zona di

“non liquefazione”).

Indicazioni più dettagliate, sull’indagine sismica condotta, sono contenute nello

specifico elaborato tecnico (ALLEGATO n. 1).

In relazione alla litologia delle zone sembra in ogni modo eccessivo ipotizzare

fenomeni di liquefazione del terreno (l’unico fenomeno ipotizzabile per tale

porzione del territorio), affermazione suffragata anche dall’assenza di dati storici

che indichino il manifestatasi del fenomeno.

Si è comunque provveduto ad una ulteriore valutazione, che interessa lo spessore

compreso tra 0-15 m dal p.c., basata sui risultati delle prove penetrometriche,

utilizzando il metodo proposto da Robertson e Wride (1998).

Le verifiche sono state eseguite considerando:

• un valore di magnitudo Mw = 6 (valore superiore al massimo storico della

Magnitudo momento, nel raggio di 50 km dal punto in esame)


• profondità della falda dal p.c.: -1,0 m (valore cautelativo nei confronti del

minimo ipotizzato)

Sia i valori di Fs (tutti > 1,25) dei singoli livelli, sia il rischio globale, fornito

dall’indice del potenziale di liquefazione (IPL=0), indicano un rischio di

liquefazione molto basso.

Più avanti sono riportati i risultati di dettaglio della verifica eseguita.

3.2 STIMA DELLA PERICOLOSITA’ SISMICA DEL SITO

Le coordinate del sito sono3 : Latitudine: 44,402076

Longitudine: 12,181612

Essendo ancora in fase di fattibilità sono stati

implementati i seguenti parametri:

Vita nominale dell’opera (Vn): 50 anni

(Tab. 2.4.I NTC08)

Classe d’uso: Classe III (§ 2.4.2 NTC08)

Valore del Coefficiente d’uso (Cu): 1,5

(Tab. 2.4.II NTC08)

3 ricavate da Geostru PS

Determinazione dei parametri sismici

(1)* Coordinate WGS84

Lat. 44.401142 ° Long. 12.180640 °

(1)* Coordinate ED50

Lat. 44,402076 ° Long. 12,181612 °

Classe dell'edificio

III. Affollamento signif icativo... Cu = 1.5

Vita nominale(Opere provvisorie <=10, Opere ordinarie>=50, Grandi opere >=100)

50

Interpolazione Media ponderata

Calcola

Cerca Posizione

Via della lirica n°

Comune Ravenna Cap

Provincia Ravenna Cerca

Coordinate WGS84

Latitudine °

Longitudine ° Cerca

Isole - - Seleziona - -

- 9 -

Vita di riferimento (Vr) = Vn * Cu: 75 anni

I valori di accelerazioni di progetto (ag) sono stati ricavati utilizzando il software

Spettri-NTCver.1.0.3 (rilasciato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici).

Nell’immagine precedente sono evidenziati i parametri riferibili agli Stati Limite di

danno e di vita.

Accelerazione orizzontale massima al sito (ag) = 0,074 g (SLD) e 0,193 g (SLV)

Tempi di ritorno Tr = 75 anni (SLD) e 712 anni (SLV)

I dati disaggregati dei valori di Magnitudo e distanza (esse1-gis.mi.ingv.it) hanno

fornito le seguenti coppie di valori:

- SLD: Magnitudo compresa tra 4 e 6 Distanza tra 0-50 km

- SLV: Magnitudo compresa tra 4-6,5 Distanza tra 0-30 km

Gli accelerogrammi di riferimento sono quelli forniti dalla Regione Emilia

Romagna, per il Comune di Ravenna:

• 000046xa_039014Ravenna

• 000126xa_039014Ravenna

• 000354xa_039014Ravenna

Per la classificazione del sito è inoltre necessario conoscere le caratteristiche

stratigrafiche del sottosuolo dell’area indagata. In particolare devono essere noti:

TR ag Fo TC*

[anni] [g] [-] [s]

SLO 45 0,058 2,472 0,275

SLD 75 0,074 2,462 0,284

SLV 712 0,193 2,511 0,284

SLC 1462 0,252 2,458 0,294

Valori dei parametri ag, Fo, TC* per i periodi di ritorno TR associati a ciascuno SL

La verifica dell'idoneità del programma, l'utilizzo dei risultati da esso ottenuti sono onere e responsabilitàesclusiva dell'utente. Il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici non potrà essere ritenuto responsabile dei dannirisultanti dall'utilizzo dello stesso.

SLATO LIMITE


- il numero e lo spessore degli strati di copertura, cioè dei livelli sovrastanti il

bedrock o il bedrock-like, intendendo con questi termini l’eventuale substrato

roccioso (bedrock) o uno strato sciolto (bedrock-like) con velocita� delle onde S

nettamente maggiore dei livelli superiori (e generalmente con valori oltre i 500-

700 m/s)

- la velocita� delle onde S negli strati di copertura

Per quanto riguarda il secondo punto le velocità Vs sono ricavabili dalle prove

geofisiche eseguite, mentre il numero e gli spessori degli strati presenti sono

ricavabile dalle prove eseguite, per lo spessore più superficiale (fino a 60 m dal p.c.);

la stratigrafia profonda è stata valutata dalle sezioni stratigrafiche profonde

disponibili (Servizio Geologico e Simico dei suoli-Regione Emilia Romagna) e dalla

Carta Sismotettonica Regionale

In relazione al primo punto, invece, si può osservare come l’area sia caratterizzata

da alcuni metri (15-20 m circa) di terreni fini a bassa velocita� (Vs ≤ 200 m/s) seguiti

da terreni granulari più rigidi (sabbie e ghiaie, Vs > 300 m/s). Questa

configurazione determina delle moderate amplificazioni per risonanza delle

coperture fini a frequenze dell’ordine dei 2,5 Hz. I valori di Vs30 si assestano poi tra

260 e 300 m/s. In tutta l’area e� visibile una modesta amplificazione delle curve H/V

a frequenze < 1 Hz, legata alla risonanza delle coperture sovrastanti uno strato

rigido (Vs ≈ 500 m/s) posto a profondità variabile tra 100 e 150 m, interpretabile

come la base del Subsintema AES8 (Subsintema di Villa Verucchio – sez.

54/Servizio Geologico Sismico e dei Suoli/Regione Emilia Romagna) ed assunto

come bedrock-like.

- 11 -

STRATIGRAFIA (in corsivo la litologia interpretata)

0-11/12 m limo sabbioso-argilloso Vs=120/175 m/s

12-17 m ghiaie fini Vs=170 m/s

17-38/40 m sabbie medio-fini, limose Vs=260-360 m/s

40-60 m alternanze limoso-sabbiose e limoso-argillose Vs=290 m/s

40-80 m idem Vs=290 m/s

80-95 m sabbie di barriera e cordone litorale Vs=400 m/s

>95 m argille e limi di prodelta/piattaforma Vs>500 m/s

(estratto sez. 54 dal sito del Servizio geologico Sismico e dei Suoli della Regione Emilia Romagna)

Disponendo dei parametri necessari si è infine proceduto con l’elaborazione

monodimensionale di RSL, utilizzando il software STRATA4.

4 Albert R. Kottke - Ellen M. Rathje


Sono state ottenute le serie temporali in output (SLV ed SLD), e gli spettri di

risposta elastici (SLV ed SLD), riportati nelle pagine successive.

Department of Civil, Architectural, and Environmental Engineering University of Texas, Austin Strata is distributed under the GNU General Public License

- 13 -

!0,20%

!0,15%

!0,10%

!0,05%

0,00%

0,05%

0,10%

0,15%

0,20%

0%

5%

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15%

20%

25%

acc#(g)#input1#(000046xa_039014Ravenna))#

!0,40%

!0,30%

!0,20%

!0,10%

0,00%

0,10%

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5%

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25%

acc#(g)#

output1#(000046xa_039014Ravenna)#

!0,20%

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0,05%

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0,15%

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25%

acc#(g)#

input2#(000126xa_039014Ravenna))#

!0,30%

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0,10%

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0,20%

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5%

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0,05%

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5%

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25%

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0,00%

0,05%

0,10%

0,15%

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5%

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0,05%

0,10%

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0,20%

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5%

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30%

35%

acc#(g)#


ACCELEROGRAMMI

!0,20%

0% 5% 10% 15% 20% 25%

!0,30%

0% 5% 10% 15%

!0,20%

!0,15%

!0,10%

!0,05%

0,00%

0,05%

0,10%

0,15%

0,20%

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

acc#(g)#


!0,25%

!0,20%

!0,15%

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0,00%

0,05%

0,10%

0,15%

0,20%

0,25%

0% 5% 10% 15% 20% 25%

acc#(g)#

output3#(000354xa_039014Ravenna)

OUTPUT SLV

OUTPUT SLD

- 15 -

3.3 CARATTERISTICHE SISMICHE DEL TERRENO

Nell’elaborato del POC6.I-Relazione sismica sono presenti le schede di due ambiti

rispetto ai quali l’area in esame è circa baricentrica.

Si tratta dell’ambito S1a-b PARCO BARONIO, situato a poche centinaia di metri a

N dell’area e dell’ambito S5 IPERCOOP-BORGO MONTONE situato ad alcune

centinaia di metri a S-SO dell’area. Nelle schede si evidenzia la possibilità di

fenomeni di amplificazioni sismiche; gli allegati 6I.6.2 e 6I.7.2 (carte di pericolosità e

probabilità di liquefazione ciclica), riportano una improbabilità del verificarsi del

fenomeno della liquefazione, per tale porzione del territorio comunale.


La propensione alla liquefazione dello spessore sabbioso (evidenziato dalle prove

geognostiche eseguite) situato tra 11/37 m dal p.c., valutata utilizzando i risultati

della prova Masw (2009), escludeva, con un buon grado di approssimazione, il

pericolo di liquefazione per lo spessore considerato (i valori CSR ricadono tutti,

inequivocabilmente, nella zona di “non liquefazione”).

In tale sede si è comunque provveduto a valutare la propensione alla liquefazione

anche dello spessore compreso tra 0-15m, utilizzando i parametri ricavati dalle due

prove CPTU eseguite, attraverso il metodo di Robertson e Wride (1998).

Alla luce dei risultati ottenuti con le verifiche eseguite, appare improbabile che

possano verificarsi fenomeni di liquefazione dei livelli sabbiosi presenti. Fenomeno

generalmente limitato agli strati sabbiosi, saturi, presenti nei primi 15/20 metri. In

relazione ad un valore dell’Indice del Potenziale di Liquefazione IPL=0 è da

considerarsi molto basso (Iwasaki et al. 1978) anche il rischio globale di

liquefazione.

estratto da all. 6I.6.2 (pericolosità BASSA)

estratto da all 6I.7.2 (LPb < 15%)

- 17 -

Prov.: RA

Oggetto: variant e PUA Molinet t o

Committente: STUDIO DUEESSE

Riferimento: Lot t o 1 PUA Molinet t o via della Lirica - CPT1

Località: Ravenna

VALUTAZIONE DEL POTENZIALE DI LIQUEFAZIONE

(da prove penet romet riche CPT)

Metodo di Robertson e Wride (1998)

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Pro

fon

dit

à (

m)

kg/cm2

ANDAMENTO DEL CARICO LITOSTATICO

Tensione verticale efficace

Tensione verticale totale

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7

Pro

fon

dit

à (

m)

(Fs)

ANDAMENTO DEL FATTORE DI SICUREZZA

Fattore di sicurezza (Fs =1,0) Robertson e Wride

Fattore di sicurezza (Fs =1,25 O.P.C.M.3274 )

Fs calcolati in funzione della magnitudo M attesa

VALUTAZIONE DEL POTENZIALE DI LIQUEFAZIONE

(da prove penet romet riche CPT)

Metodo di Robertson e Wride (1998)

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Pro

fon

dit

à (

m)

kg/cm2

ANDAMENTO DEL CARICO LITOSTATICO

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6

Pro

fon

dit

à (

m)

(Fs)

ANDAMENTO DEL FATTORE DI SICUREZZA

Fattore di sicurezza (Fs =1,0) Robertson e Wride


Cedimenti

La compressibilità dei depositi limosi, pressoché impermeabili e/o a bassa

permeabilità, fa sì che la dissipazione delle pressioni interstiziali avvenga in tempi

sicuramente più lunghi rispetto alla breve durata di un sisma e pertanto, l’evento

sismico difficilmente produrrà incrementi significativi in termini di eventuali

cedimenti sulle strutture.

- 19 -

Tale conclusione deve essere però estesa anche ai depositi di tipo sabbioso, seppur

dotati di maggiore permeabilità rispetto ai precedenti; infatti anche se in essi la

dissipazione delle pressioni interstiziali avviene in tempi più rapidi tuttavia, anche

in questo, caso essi risulteranno più lunghi rispetto alla durata di un sisma.

Nei terreni di fondazione coesivi, è stato comunque dimostrato (Carrol, 1963) che

l'azione sismica non produce variazioni negative significative nelle caratteristiche

meccaniche.

Poiché nei primi 12 m circa sono presenti terreni limo-argillosi con livelli

caratterizzati da bassi valori di consistenza, la maggiore compressibilità dei depositi

potrebbe costituire condizioni locali di amplificazione delle problematiche legate ai

cedimenti (probabilità segna-

lata anche nell’elaborato 6I.5.2

“carta delle aree suscettibili di

effetti locali” del POC6I, un cui

stralcio è riportato a lato).

Si è pertanto provveduto ad

effettuare anche una stima dei

cedimenti permanenti nei

terreni coesivi, sui livello compreso tra il p.c. e -12 m circa dal p.c. (livelli A-B); si è

fatto riferimento all’Atto di indirizzo e coordinamento tecnico ai sensi dell’art. 16, c.

1, della L. R. 20/2000 per “Indirizzi per gli studi di micro zonizzazione sismica in

Emilia-Romagna per la pianificazione territoriale e urbanistica” del 2 maggio 2007

(progr. 112) dell’Assemblea legislativa della Regione Emilia-Romagna.


A tale scopo è stata utilizzata la seguente formula: ∆H =εvrH

dove: H = altezza dello strato e εvr (%) è la deformazione volumetrica post ciclica

dove: α = costante sperimentale in prima approssimazione

uguale a 1, Cr = indice di riconsolidazione postciclica = 0,225

Cc, Cc = indice di compressione (in prima approssimazione è

stata utilizzata l’espressione Cc =0,009-0,055Log(2Cu/sigma’v) - Shmertmann), e0 =

indice dei vuoti iniziale,

∆u/σ’0 = rapporto di pressione interstiziale.

Nei calcoli sono stati assunti valori ricavati dalla letteratura geotecnica e dalle

prove eseguite. In particolare, posto: Cr = 0,065, e0 = 0,86 e ∆u/σ’0 =0,3, è

risultato un cedimento permanente post-sismico dell’ordine di 1,09/3,14

centimetri (liv. A/B), per un totale di 4,23 cm.

εvr =αCr

1+ eo

log1

1−∆u

σ 'o

- 21 -

4. MODELLAZIONE STRATIGRAFICA

4.1 GENERALITA’

Individuata l’area di intervento si é provveduto a valutarne, dal punto di vista

geologico-tecnico, la possibilità d’attuazione e le eventuali limitazioni dovute ad

aspetti direttamente legati al territorio (geomorfologia, idrologia, caratteristiche

geomeccaniche, ecc.).

Ad una prima fase di acquisizione di dati bibliografici é seguita una verifica diretta

delle caratteristiche geomeccaniche, portata a termine attraverso l’esecuzione di:

• n° 2 prove penetrometriche statiche con piezocono (CPTU), spinte fino a -13/14

m circa dall’attuale p.c.

• esecuzione di una prova di dissipazione della sovra-pressione neutra (U)

• n° 1 sondaggio a carotaggio continuo, spinto fino alla profondità di -60 m dal

p.c.

• prelievo di n° 5 campioni di terreno per l’esecuzione di analisi di laboratorio

(non più disponibili).

Per l’esecuzione delle prove penetrometriche è stato usato di un penetrometro

statico SUNDA-Menhir, montato su carro cingolato auto ancorante, sviluppante

una spinta di 100 KN. Sono state eseguite due prove penetrometriche statiche con

piezocono5 (CPTU), munito di inclinometro (per la misura di eventuali deviazioni

laterali della batteria di aste), interrotte alla profondità di -13/14 m circa dall’attuale

p.c. per la presenza di livelli sabbioso-ghiaiosi impenetrabili (superamento della

5 Particolare tipo di punta elettrica che consente anche la registrazione delle variazioni della pressione neutra, durante l’infissione.


resistenza meccanica della batteria di aste/punta). Per ogni verticale si è

provveduto, in fase preliminare, alla disaerazione dei vuoti all’interno del cono,

previo fissaggio sulla punta di un contenitore con collare a tenuta contenente olio

siliconico, ed all’assemblaggio del filtro poroso desaturato; si è infine applicata una

guaina in gomma per mantenere la condizione di saturazione fino all’atto

dell’infissione. Successivamente sono stati registrati, ogni 2 centimetri, i seguenti

parametri caratteristici:

• resistenza di punta (Qc) • resistenza di attrito laterale locale (Fs)

• inclinazione • velocità di avanzamento.

• sovrapressione interstiziale indotta (U)

Ciò ha permesso di ottenere i valori di resistenza specifici corretti al cono (Qt) ed al

manicotto (FT) secondo le relazioni

QT = Qc+Ut(Ag/Ac) FT = Fs+(Ush*Ash-Ut*At)/As

dove:

Ut = pressione interstiziale sul cono

Ag/Ac = rapporto delle aree di punta

Ash-At-As = parametri caratteristici della punta

Ush-Ut = pressioni interstiziali agenti sulla superficie del manicotto.

I risultati sono stati riportati in forma di grafici, sui quali é indicata la profondità

attuale della falda; é stata inoltre eseguita un’interpretazione della litologia

(Schmertmann) utilizzando il rapporto fra la resistenza unitaria d’attrito laterale

locale (fs) e la resistenza alla punta (qc), misurate alla medesima profondità,

espresso in rapporto percentuale: FR(%) = 100 fs/ qc

- 23 -

Le stratigrafie, così ottenute, sono poi state verificate con quelle ottenute

dall’esecuzione del sondaggio.

Poiché, ai fini progettuali, può essere utile anche un’indicazione sulle caratteristiche

di permeabilità dei livelli argillosi, nel corso della CPTU1 si è provveduto alla

sospensione dell’avanzamento ed alla esecuzione di una prova di dissipazione della

sovra pressione neutra ∆U; la prova è stata interrotta al raggiungimento dell’80% di

dissipazione dell’eccesso di sovra pressione nei pori. In linea di massima è

comunque stato raggiunto un valore di dissipazione tale da consentire valutazioni

sulla permeabilità dei terreni.

Un’analoga prova, prevista nel corso della CPTU2, non è stata eseguita, ritenendola

superflua, per le similitudini riscontrate, sia a livello litologico, che meccanico, tra

le due CPTU.

La valutazione del grado di permeabilità dei terreni, attraverso l’esecuzione della

prova di dissipazione, procede nel seguente modo:

- si indica il valore iniziale della sovra pressione come 0% di dissipazione

- il valore della pressione idrostatica (Uo) corrisponde al 100% della dissipazione

- si valuta quindi il tempo corrispondente al 50% della dissipazione (T50)

Per il piezocono utilizzato (di tipo U2 – nel quale il filtro è situato dietro il cono) è

stata riscontrata la seguente relazione media tra permeabilità e T50 (in secondi):

k (cm/sec) ≈ 1/(251 • T50)1.25


La dissipazione è stata eseguita sul livello argilloso situato a -9,0 m dal p.c.; sono

risultati valori della permeabilità dell’ordine di:

k (cm/sec) = 5,25E-08 (valore che risulta in buon accordo con quelli che

normalmente sono forniti dai test di permeabiltà eseguiti in laboratorio.

Alla fine dell’esecuzione delle prove CPTU è stato verificato il livello freatico

all’interno dei fori di sondaggio, rilevando le profondità riportate nella tabella

seguente; come ci si poteva aspettare è stata osservata un’estrema omogeneità del

livello freatico (rispetto alla quota p.c.):

CPTU1 => -2,5 m dal p.c.

CPTU2 => -2,4 m dal p.c.

Nel grafico seguente sono riportati i diagrammi delle CPT, le quote dei campioni,

le prove SPT ed i livelli stratigrafici individuati.

- 25 -


A B C1 C2 C3 D E

C1

C2

SPT

C3

CC1

C4

CC2

CC3

C5

- 27 -

Livello geotecnico A: dal p.c. a -5 m circa, limo con lenti sabbiose

Peso di volume γ 1,75 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc 40÷100 kg/cm2 Coesione non drenata cu 0,5÷0,6 kg/cm2

Angolo di attrito φ - ° Coef. Compressione volum. mv 0,018 cm2/kg

Livello geotecnico B: da -5 m a -11,5/12 m circa, limo debolmente argilloso, con livelli tortosi (-7/7,10 m e -8,7/9,4 m circa)

Peso di volume γ 1,7 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc 10÷20 kg/cm2 Coesione non drenata cu 0,2÷0,3 kg/cm2

Angolo di attrito φ 36 ° Coef. Compressione volum. mv 0,02 cm2/kg

Livello geotecnico C1: da -11,5/12 m a -17 m circa, livello ghiaioso-sabbioso

Peso di volume γ 1,9 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc 20 kg/cm2 Coesione non drenata cu - kg/cm2

Angolo di attrito φ 40 ° Coef. Compressione volum. mv 0,002 cm2/kg

Livello geotecnico C2: da -17 m a -27 m circa, sabbie, medio-fini, caratterizzate da un discreto grado di addensamento, con fossili

Peso di volume γ 1,76 g/cm3 Resistenza alla penetrazione Nspt 37 (a -26 m circa) Coesione non drenata cu - kg/cm2

Angolo di attrito φ 37 ° Coef. Compressione volum. mv - cm2/kg

Livello geotecnico C3: da -27 m a -36,5 m circa, sabbia medio-fine

Peso di volume γ 1,75 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc - kg/cm2 Coesione non drenata cu - kg/cm2

Angolo di attrito φ 30 ° Coef. Compressione volum. mv - cm2/kg PP = 2 kg/cm2 TV = 1 kg/cm2 cm2 (i valori sono riferiti ai livelli limosi)

Livello geotecnico D: da -36,5 m a -51 m circa, alternanza di limi argillosi, limi sabbiosi, sabbie ed argille limose (spessore medio degli strati 1-2 m circa)

Peso di volume γ 1,75÷1,84 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc - kg/cm2 Coesione non drenata cu 0,6÷0,8 kg/cm2

Angolo di attrito (livelli sabbiosi) φ 33 ° Coef. Compressione volum. mv -

PP = 1,5÷2,5 kg/cm2 TV = 0,6÷1 kg/cm2 (i valori alti sono riferiti ai livelli argillosi)

Livello geotecnico E: da -51 m a -60 m, limo sabbioso (argilloso al tetto)

Peso di volume γ 1,76 g/cm3 Resistenza alla punta media Qc - kg/cm2 Coesione non drenata cu 0,5÷0,6 kg/cm2

Angolo di attrito (livelli sabbiosi) φ 20 °


Coef. Compressione volum. mv - PP = 1,2÷2,4 kg/cm2 TV = 0,5÷0,9kg/cm2 (i valori alti sono riferiti ai livelli argillosi)

4.2 ANALISI DI LABORATORIO ESEGUITE

Trattandosi di uno studio preliminare a supporto della progettazione, ed in

relazione ai tempi stretti imposti dalla Committenza, vennero analizzati solo i livelli

sabbiosi e s. limosi, prelevando il materiale dalle cassette di sondaggio (CC1-CC2-

CC3); prove maggiormente significative (ad es. con cella triassiale) dovranno essere

eseguite in un secondo tempo (in fase di progetto definitivo) su campioni di terreno

appositamente prelevati.

Vennero eseguite le seguenti prove geotecniche:

- caratteristiche fisiche: al fine di ricavare una indicazione di massima dei pesi di

volume (il contenuto in acqua non è da considerare reale in relazione alle modalità

di prelievo dei campioni)

- prova di taglio diretta, eseguita in condizioni di taglio rapido (CU), in relazione ai

tempi ristretti a disposizione (per le sabbie non vi comunque una differenza

sostanziale dei risultati, come nel caso dei terreni coesivi)

Caratteristiche

fisiche

taglio diretto

(CU)

CC1

(-32/32,5 m)

sabbia medio-fine

W= 23,94%

γ = 1,76 g/cm3

γ s= 1,42 g/cm3

φ = 31,71 °

cu = 0,21kg/cm2

CC2

(-43/43,5 m)

limo sabbioso

W= 23,94%

γ = 1,76 g/cm3

γ s= 1,42 g/cm3

φ = 33,59 °

cu = 0,30 kg/cm2

CC3

φ = 24,86 °

- 29 -

(-52/52,5 m) sabbia limosa

cu = 0,46 kg/cm2

L’unica prova condotta con SPT su livello sabbioso (vi è stata una reale difficoltà,

nel corso del sondaggio, ad individuare livelli sabbiosi, a profondità >37 m, sui

quali eseguire ulteriori prove) ha permesso di valutare lo stato di addensamento del

materiale:

-25,5/25,95 m => NSPT = 37 (materiale denso)

5. STIME GEOTECNICHE

Per quanto riguarda la caratterizzazione geomeccanica dei terreni indagati i profili

Qc - FT, forniti dalle prove penetrometriche, hanno identificato con chiarezza:

• I° livello limoso sabbioso (-5 m circa) Qc =5÷50 kg/cm2 (0,5÷5 MPa)

• II° livello limoso, con lenti di agille torbose e torba(-11÷12 m circa)

Qc <10 kg/cm2 (1 MPa)

• III° livello sabbioso/ghiaioso (-17 m circa) Qc >400 kg/cm2 (40 MPa)

Osservando l’andamento della pressione interstiziale U, delle CPTU, si può notare

come nei terreni superficiali si abbia un andamento similare alla pressione

interstiziale Uo; un contenuto incremento, oltre -5 m circa, indica (unitamente ai

bassi valori di qc) la presenza di limi. Oltre -11/12 m circa i valori di U hanno

nuovamente un andamento similare alla pressione interstiziale Uo, al di la di varie

oscillazioni, ad indicare la presenza dei depositi sabbioso-ghiaiosi (permeabili). Le

prove indicano, per lo spessore impenetrabile, uno stato addensato/molto

addensato (DR >80%).

L’andamento litologico è stato confermato anche dall’esecuzione del sondaggio S1.


5.1 VALUTAZIONI SULLA CAPACITA’ PORTANTE

La capacità portante è fortemente condizionata dalla natura e dalle caratteristiche

geomeccaniche dei primi metri di terreno di fondazione, dalla profondità alla quale

verranno applicati i carichi, e dalla profondità della falda.

Le prove eseguite, così come i dati bibliografici, hanno messo evidenza la presenza

di circa 11 m di terreni che presentano caratteristiche geomeccaniche scarse, seguiti

da uno strato di ghiaia fine (fino a –17 m circa) sovrastante a circa 10 m di sabbie

medio-fini, con fossili ed addensate. Pare pertanto necessario, in relazione alle

caratteristiche dell’intervento in progetto, l’uso di fondazioni su pali.

Le elaborazioni, eseguite con l’ausilio del programma GeoTec C-6.0 (Interstudio),

hanno comportato l’inserimento in planimetria dei profili stratigrafici, relativi alle

prove penetrometriche utilizzate. A questo punto sono state eseguite alcune stime

di portanza (pre-dimensionamento) per pali di tipo Franki. I risultati della

elaborazione sono riportati in allegato.

6. CONCLUSIONI

I risultati del presente studio hanno permesso di evidenziare i seguenti aspetti

geologico-tecnici :

- 31 -

• le stratigrafie, desunte dalle CPTU e dal sondaggio eseguito, indicano una

buona omogeneità laterale ed una improbabilità di liquefazione del terreno in

caso di evento sismico nell’area interessata e nell’immediato intorno

• attualmente la falda è presente a -2,4/2,5 m dal p.c. I dati bibliografici6 riportano

profondità comprese tra -1,8/3,2 m dal p.c., nel periodo dal 1988 ad oggi; si

segnala pertanto la necessità di prevedere l’impermeabilizzazione delle

eventuali opere interrate e l’opportunità di approntare opportune opere di

emungimento degli scavi

• in relazione alle caratteristiche geomeccaniche scarse dello spessore di terreno

superficiale, l’adozione di fondazioni su pali sembra l’ipotesi più realistica.

La base dei pali potrà essere incastrata al tetto delle ghiaie fini (-12/13 m circa)

Si ritiene opportuno trascurare l’apporto dell’attrito laterale (dei primi 12 m

circa) poiché il terreno sovrastante non offre sufficiente resistenza di attrito;

lungo il fusto del palo sarà al contempo possibile il così detto “attrito negativo”

che agirà sul palo in aggiunta al carico trasmesso dalla fondazione. In allegato

vengono riportati i valori di carico, a titolo esemplificativo, per pali Franki, che

potranno essere di aiuto al Progettista nelle scelte finali.

• in base a quanto è stato rilevato con la presente indagine puntale non sono

emersi particolari limitazioni (se non quelle previste dalla legge e considerando

quanto precedentemente esposto) all’attuazione dell’intervento.

6 prove eseguite dal Dott. Angeli


Dott. Geol. Giampaolo Guarnieri

lsaragoni

guarnieri

- 33 -

ALLEGATI

ubicazione area (C.T.R. scala 1:5000)

estratto di P.R.G. (scala 1:5000)

ubicazione area di intervento (scala 1:2000)

ubicazione area e prove (scala 1:500)

carta geologica (scala 1:50000)

rapporti prove di laboratorio

risultati prova di dissipazione

risultati e diagrammi penetrometrici

stratigrafia sondaggio

foto cassette

ALLEGATO n. 1 – risultati indagine sismica (masw)

ALLEGATO n. 2 – risultati indagine sismica (HVSR)


UBICAZIONE AREA (C.T.R. scala 1:5000)

- 35 -

ESTRATTO P.R.G. (scala 1:5000)


UBICAZIONE AREA DI

INTERVENTO (scala 1:2000)

- 37 -

CPTU1

MASW

S1 HVSR

CPTU2

UBICAZIONE AREA E PROVE (scala 1:500)


CARTA GEOLOGICA

(estratto da carta geologica d’Italia scala 1:50000)

- 39 -

- 41 -

- 43 -


ELABORAZIONE DATI ----------------- DATI GENERALI Normativa applicata: Norme Tecniche per le costruzioni - D.M. 14 gennaio 2008 Coefficiente di riduzione attrito : 1.25 Coefficiente riduzione della coesione : 1.4 STRATIGRAFIA n° 1 - CARATTERISTICHE DEGLI STRATI -------------------------------------------------------------------------- Num Descrizione Gamma1 RP alfa mv Cu Ø kg/mc kg/cmq cmq/kg -------------------------------------------------------------------------- 1 Sabbia sciolta 1650 13.4 2.00 0.04 0.00 35.00 2 Sabbia 1800 75.7 1.50 0.01 0.00 42.00 3 Argilla media 1762 10.6 5.18 0.02 0.53 0.00 4 Sabbia 1800 42.5 1.50 0.02 0.00 35.00 5 Sabbia sciolta 1650 6.4 2.00 0.08 0.00 27.00 6 Limo argilloso 1699 6.9 7.57 0.02 0.35 0.00 7 Argilla limosa 1695 6.8 7.11 0.02 0.34 0.00 8 Sabbia densa o compatta 1900 292.5 1.50 0.00 0.00 41.00 -------------------------------------------------------------------------- STRATIGRAFIA n° 2 - CARATTERISTICHE DEGLI STRATI -------------------------------------------------------------------------- Num Descrizione Gamma1 RP alfa mv Cu Ø kg/mc kg/cmq cmq/kg -------------------------------------------------------------------------- 1 Sabbia sciolta 1650 8.3 2.00 0.06 0.00 35.00 2 Sabbia 1800 30.5 1.50 0.02 0.00 37.00 3 Argilla media 1758 10.3 5.34 0.02 0.52 0.00 4 Limo argilloso 1700 7.0 7.55 0.02 0.35 0.00 5 Argilla tenera 1650 5.0 8.00 0.03 0.25 0.00 6 Argilla limosa 1715 7.8 6.62 0.02 0.39 0.00 7 Argilla tenera 1698 6.9 7.03 0.02 0.35 0.00 8 Sabbia densa o compatta 1900 222.9 1.50 0.00 0.00 40.00 -------------------------------------------------------------------------- FONDAZIONI PROFONDE DATI GEOMETRICI DEI PALI ----------------------------------------------------------------------------------- Num Testa Punta Lun Cil Lun Cono Conicità Profond Sfrido X Y Ø m Ø m m m m/m m m m m ----------------------------------------------------------------------------------- 1 0.40 0.40 9.00 0.00 0.00 3.00 0.00 3.90 26.95 2 0.50 0.50 9.00 0.00 0.00 3.00 0.00 10.95 26.90 ----------------------------------------------------------------------------------- ALTRI DATI DEI PALI ----------------------------------------------------------------------------------- Num Kl Kc Kp Alfa l Alfa c Alfa p Peso Spec Terreno Tipo Kg/m3 ----------------------------------------------------------------------------------- 1 1.40 1.40 1.40 1.00 1.00 1.00 2400.00 Sciolto Battuto in opera 2 1.40 1.40 1.40 1.00 1.00 1.00 2400.00 Sciolto Battuto in opera ----------------------------------------------------------------------------------- RISULTATI CALCOLO PORTANZA DEL PALO 1 ----------------------------------- RISULTATI ----------------------------------------------------------------------------------- Quota Ø Cu Superf Sigma1 k Alfa Tan.Delta Per attrito Per coesione m gradi kg/cmq mq kg/mq Kg Kg ----------------------------------------------------------------------------------- 3.80 0.00 0.53 1.01 3347.80 1.00 0.83 0.000 0.0 3167.0 4.60 35.00 0.00 1.01 7415.60 1.00 1.00 0.560 4176.0 0.0 5.60 27.00 0.00 1.26 8960.60 1.00 1.00 0.408 4589.9 0.0 9.00 0.00 0.35 4.27 12673.90 1.00 1.00 0.000 0.0 10681.4 11.80 0.00 0.34 3.52 17935.20 1.00 1.00 0.000 0.0 8545.1 12.00 41.00 0.00 0.25 20498.20 1.00 1.00 0.695 3582.7 0.0 ------------------------------------------------------------------------------------ TOTALI Limite 12348.6 22393.5 TOTALI Esercizio 8820.4 15995.4 Superficie punta = 0.13 Nq secondo Berezantzev = 142.00 Portanza per attrito = 369165.3 Portanza per coesione = 0.0 Portanza punta limite = 369165.3 Portanza punta esercizio = 263689.5

- 45 -

Portanza totale limite = 403907.5 Portanza caratteristica = 288505.3 Peso del palo = 2714.3 Portanza netta = 285791.0 ----------------------------------------------------------------------------------- Num Portanza Portanza Portanza Totale Totale Peso Totale attrito kg coes. kg Punta Kg Limite kg Carat Kg kg netta kg ----------------------------------------------------------------------------------- 1 12348.60 22393.53 369165.33 403907.46 288505.33 2714.34 285791.00 2 15435.75 27991.91 584132.65 627560.31 448257.37 4241.15 444016.22 -----------------------------------------------------------------------------------

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