Fascicolo RELAZIONE GEOLOGICA CON Consorzio di Bonifica … · Relazione geologica di supporto alla...
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Transcript of Fascicolo RELAZIONE GEOLOGICA CON Consorzio di Bonifica … · Relazione geologica di supporto alla...
Fascicolo
RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO
Ing. Francesco Piragino
Casse di espansione in linea nell'alto bacino del
torrente Vingone nel Comune di Scandicci (FI)
CASSA VINGONE
preliminare
definitivo
esecutivo
progetto n. 519/A
4
Comune di Scandicci
RELAZIONE GEOLOGICA CON
MODELLAZIONE GEOTECNICA
variante di ottobre 2014
tel: 055-240269; fax: 055-241458; e-mail: [email protected]
Via Verdi, 16 - 50122 FIRENZE
Consorzio di Bonifica n.3 Medio Valdarno
Dott. Geol.
Gianluca Pansini
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INDICE
1 Premessa e metodologia d’indagine ......................................................................................... 4
2. Caratterizzazione e modellazione geologica del sito d’intervento ............................................ 4
2.1 Ubicazione delle aree d’intervento .......................................................................................... 4
2.2 Vincolistica e pericolosità ......................................................................................................... 6
2.3 Inquadramento geomorfologico .............................................................................................. 8
2.4 Inquadramento geologico ...................................................................................................... 10
2.5 Condizioni idrogeologiche locali ............................................................................................. 12
2.6 Caratteri idrografici ................................................................................................................ 14
3. Indagini geognostiche e caratterizzazione fisico‐meccanico dei terreni ................................. 14
3.1 Criteri d’indagine .................................................................................................................... 14
3.2 Prove penetrometriche statiche (CPT) e dinamiche (DPSH) .................................................. 15
3.3 Sondaggio profondo a carotaggio continuo ........................................................................... 19
3.4 Indagine sismica a rifrazione con onde SH e P ....................................................................... 22
3.5 Indagine con sismica passiva tipo HVSR ................................................................................. 24
3.6 Indagine geoelettrica .............................................................................................................. 25
4. Modellazione geotecnica del sottosuolo ............................................................................... 26
4.1 Potenziale liquefazione dei terreni ......................................................................................... 28
5. Categoria di sottosuolo ......................................................................................................... 29
6. Contributo alla modellazione Sismica .................................................................................... 30
7. Descrizione dell’intervento previsto ...................................................................................... 31
8. Conclusioni ........................................................................................................................... 32
FIGURE NEL TESTO:
Fig. 1 – Corografia e inquadramento topografico dell’area su CTR in scala 1:10.000 e su foto aeree estratte
da Google Earth (la forme e estensione dell’area di invaso delle acque sono indicative). ...................... 6
Fig. 2 ‐ Carta della pericolosità idraulica (estratto dallo stralcio n. 067del PAI). ............................................... 7
Fig. 3 ‐ Carta della pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante (estratto dallo stralcio n. 067 del
PAI). .......................................................................................................................................................... 7
Fig. 4 ‐ Carta della pericolosità geologica (estratto dalla TAV. D03 delle indagini geologiche allegate al RU
comunale)................................................................................................................................................. 8
Fig. 5 ‐ Carta geomorfologica (estratto dalla TAV. G5 delle indagini geologiche allegate al PS comunale). ...... 9
Fig. 6 ‐ Carta geologica dell’area (estratto dalla sezione 275070 della Carta Geologica Regionale in scala
1:10.000). ............................................................................................................................................... 12
Fig. 7 – Carta idrogeologica dell’area (estratto dalla cartografia del Piano Strutturale – tavola Fi5). ............. 13
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Fig. 8 – Ubicazione delle indagini eseguite e traccia della sezione geognostica. ............................................. 15
Fig. 9 – Diagramma N(20) Vs profondità e resistenza dinamica(Qcd) Vs profondità della DPSH 1. ................ 18
Fig. 10 – Grafici della resistenza alla punta (Qc) in kg/cmq delle prove penetrometriche CPT 2 e CPT 3. ...... 18
Fig. 11 – Velocità delle onde sismiche P e SH dei principali materiali. ............................................................ 23
Fig. 12 – Profilo sismo‐tomografico in onde P. ................................................................................................ 24
Fig. 13 – Profilo sismo‐tomografico in onde SH. .............................................................................................. 24
Fig. 14 – Valore di resistività di alcune rocce, minerali e metalli. .................................................................... 25
Fig. 15 – Sezione tomografica ELET1 – resistività elettrica. ............................................................................. 26
Fig. 16 – Sezione geotecnica interpretativa ..................................................................................................... 27
Fig. 17 – Vista in sezione e in pianta dell’opera di sbarramento sul Borro Soglia. .......................................... 32
ALLEGATI:
Allegato 01: Ubicazione indagini eseguite;
Allegato 02: Stratigrafia sondaggio profondo;
Allegato 03: Sezione geotecnica e parametrizzazione del terreno;
Sezione sismica in onde P con sovrapposizione delle indagini;
Allegato 04: Rapporto GAIA SERVIZI:
Indagine sismica a rifrazione;
Indagine sismica HVSR;
Indagine geoelettrica;
Certificati e elaborazione grafica prove penetrometriche.
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NORMATIVA DI RIFERIMENTO:
Decreto Ministeriale 14/01/2008 Testo unitario – Norme Tecniche per le Costruzioni; Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Istruzioni per l'applicazione delle "Norme Tecniche per le
Costruzioni" di cui al D.M. 14 gennaio 2008 – Circolare 2 febbraio 2009 n. 617;
Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Pericolosità sismica e criteri generali per la classificazione
sismica del territorio nazionale – allegato al voto n. 36 del 27/07/2007;
Eurocodice 8 (1998) Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture –
parte 5: fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (2003);
Eurocodice 7.1 (1997) Progettazione geotecnica – parte I: regole generali; Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica – parte II: progettazione assistita da
prove di laboratorio; Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica – parte II: progettazione assistita da
prove in sito; L.R. 21/03/2000 n. 39 Legge Forestale della Toscana & D.P.G.R. 8/08/2003 n. 48/R; L.R. 03/01/2005 n. 1 Norme per il governo del territorio; D.P.C.M. 06/05/2005 Piano Assetto Idrogeologico Autorità di Bacino del Fiume Arno; D.P.G.R. 9/07/2009 n. 36/R Regolamento di attuazione dell’art.117 c.1 e c.2 della LR
01/2005. Disciplina sulle modalità di svolgimento delle attività di vigilanza e verifica delle opere e delle costruzioni in zone soggette a rischio sismico;
Del. C.C. n. 74 del 12/11/2003 e smi Piano Strutturale Comunale; Del. C.C. n. 10 del 19/02/2007 e smi Regolamento Urbanistico Comunale.
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1 PREMESSA E METODOLOGIA D’INDAGINE
La presente relazione, svolta su incarico del Consorzio di Bonifica della Toscana Centrale (CBTC), illustra i
risultati di un’indagine geologico‐tecnica eseguita in prossimità del corso d’acqua del Torrente Vingone in
località Ponte a Vingone, Comune di Scandicci, a supporto del Progetto Definitivo di sistemazione idraulica
per la riduzione del rischio idraulico, da attuarsi tramite la realizzazione di una cassa di espansione con
relativa opera di sbarramento di valle. Tale intervento, insieme a un’opera simile prevista sul Borro Soglia, è
il frutto di un protocollo d’intesa tra il CBTC e l’Amministrazione Comunale di Scandicci ed è volto alla
riduzione del rischio idraulico nelle zone a valle dei due corsi d’acqua, con specifico riferimento alla zona
abitata di Vingone.
Il presente studio segue l’indagine geologica effettuata a supporto del Progetto Preliminare, redatta dal
medesimo scrivente nel giugno del 2013. Lo studio geologico si è basato, oltre che su dati esistenti dalla
pianificazione territoriale, sulle seguenti indagini effettuate in situ:
‐ n. 3 prove penetrometriche statiche CPT e/o dinamiche DPSH;
‐ n. 1 sondaggio profondo a carotaggio continuo;
‐ n. 3 campioni indisturbati con esecuzione di analisi di laboratorio complete;
‐ n. 1 prospezione sismica a rifrazione di 120,0 m di lunghezza in onde P e SH;
‐ n. 1 indagine sismica passiva (microtremori) tipo HVSR, con n. 1 stazione di misura;
‐ n. 1 indagine geoelettrica tomografica di 188,0 m di lunghezza.
Il documento è stato eseguito in ottemperanza al D.M. 14/01/2008 – Testo Unico sulle Norme Tecniche per
le Costruzioni e alla Circolare 2 febbraio 2009 n.617/C.S.LL.PP ed è finalizzato alla caratterizzazione e
modellazione geologica e geotecnica del sito.
2. CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO D’INTERVENTO
2.1 Ubicazione delle aree d’intervento
L’opera in progetto è rappresentata da una cassa di espansione con volume massimo di laminazione di ca
46.500 mc, corrispondente a una superficie complessiva di ca 2,1 ha. A valle della cassa di espansione, è
prevista una briglia a bocca tarata, costituita da uno sbarramento trasversale in cemento armato di ca 103
m di lunghezza, dotato di una luce di apertura e fondato su pali trivellati. La briglia sarà mitigata tramite
rilevati di appoggio in terra e lateralmente sarà ammorsata in due rilevati in terra laterali per una lunghezza
complessiva di ca 125 m. L’opera di sbarramento sarà realizzata a ca 800 m di distanza verso monte della
confluenza del Borro Soglia con il Torrente Vingone, in prossimità del toponimo I Mandorli, ad Est del
tracciato della A1.
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L’area nel complesso è individuabile nel foglio 275070 in scala 1:10.000 della Carta Tecnica Regionale (Fig.
1).
Cassa di espansione sul T. Vingone
Cassa di espansione sul Borro Soglia
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Fig. 1 – Corografia e inquadramento topografico dell’area su CTR in scala 1:10.000 e su foto aeree estratteda Google Earth (la forme e estensione dell’area di invaso delle acque sono indicative).
2.2 Vincolistica e pericolosità
Vincolo idrogeologico (ai sensi della Legge n. 3267 del 1923, del R.D. 1126/1926 e Regolamento di
Attuazione della L. R. 21/03/2000 n. 39, D.P.G.R. 05/09/2001 n. 48/R).
- L’area non risulta vincolata.
Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico P.A.I. (adottato dal C.I. dell’A.d.B. del Fiume Arno
l’11/11/2004); la normativa di piano è entrata in vigore con il D.P.C.M. 6 maggio 2005 "Approvazione
del piano di bacino del fiume Arno, stralcio assetto idrogeologico" (GU n. 230 del 3‐10‐2005) – Nella
cartografia del PAI sono perimetrate le aree del territorio comunale con pericolosità idraulica e con
pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante individuando quattro livelli di pericolosità. La
normativa del PAI definisce le tipologie d’intervento consentite per ogni livello di pericolosità.
- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta in parte classificata a pericolosità
idraulica moderata (classe P.I. 1);
- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta classificata a media pericolosità di
frana (classe P.F. 2). (cartografia a livello di sintesi, in scala 1.25.000).
Cassa di espansione sul Torrente Vingone
(dimensioni e forma della zona esondabile sono da considerarsi indicative)
Ubicazione opera di sbarramento di valle
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Fig. 2 ‐ Carta della pericolosità idraulica (estratto dallo stralcio n. 067del PAI).
Fig. 3 ‐ Carta della pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante (estratto dallo stralcio n. 067 del PAI).
Si riporta quanto previsto per queste aree dall’art. 12 delle Norme di Attuazione del Piano di Assetto
Idrogeologico.
Art. 12 – Aree a pericolosità media e moderata da processi geomorfologici di versante e da frana.
Nelle aree P.F. 2 è consentita ogni tipologia di intervento prevista dagli strumenti di governo del territorio
purché l’intervento garantisca la sicurezza, non determini condizioni di instabilità e non modifichi
negativamente le condizioni ed i processi geomorfologici nell’area e nella zona potenzialmente interessata
dall’opera e dalle sue pertinenze. Nelle aree P.F.2 e P.F.1 si persegue l’obiettivo di integrare il livello di
sicurezza alle popolazioni, mediante la predisposizione prioritaria da parte degli enti competenti ai sensi
della legge 24 febbraio 1992, n. 225 di programmi di previsione e prevenzione.
Pericolosità Geologica (secondo il vigente RU).
- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta classificata a Pericolosità Geologica
media (classe G2).
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Fig. 4 ‐ Carta della pericolosità geologica (estratto dalla TAV. D03 delle indagini geologiche allegate al RUcomunale).
2.3 Inquadramento geomorfologico
L’area di studio è ubicata a sud del nucleo abitato di Vingone in una zona di passaggio tra la zona di pianura
alluvionale del fiume Arno e del fiume Greve, caratterizzata prevalentemente da sedimenti alluvionali
recenti e attuali, e le prime propaggini delle colline presenti a sud, costituite da tipi litologici appartenenti
alla successione fluvio‐lacustre del Villafranchiano e da successioni argillitiche e calcareo‐marnose
appartenenti alle Unità Liguri, caratterizzate da modeste pendenze e morfologia irregolare. L’intera zona
presenta una morfologia varia, con cambi di pendenza che sono in stretta relazione con la natura litologica
dei terreni affioranti, con alcune aree fortemente influenzate dall’attività antropica, essenzialmente di tipo
agricolo.
L’opera idraulica che insiste sul Torrente Vingone si sviluppa lungo la vallata incisa dal Vingone in località
Broncigliano, anch’essa caratterizzata da pendenze medie dei versanti piuttosto dolci, nell’ordine del 10 –
15 %. Lungo l’opera di sbarramento finale le quote morfologiche variano da circa 70 m slm nel punto
sommitale sulla sponda sinistra a 62 m in corrispondenza dell’alveo fluviale, fino a ca 69 m slm in sponda
destra. Lungo il tracciato del Torrente Vingone le quote variano da ca 70 m slm nella parte di monte della
zona esondabile, fino a 62 m slm nella porzione di valle.
Dalla cartografia geomorfologica di accompagnamento al Piano Strutturale sono segnalati dei depositi di
accumulo di frana di scorrimento, non fedelmente cartografabili, a est, che interessano parzialmente la
zona di laminazione a monte dello sbarramento previsto. Dal rilievo di campagna l’intera area appare
stabile ed il drenaggio delle acque meteoriche è assicurato da alcuni fossi campestri in buono stato di
manutenzione, che regimano le acque verso valle.
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Fig. 5 ‐ Carta geomorfologica (estratto dalla TAV. G5 delle indagini geologiche allegate al PS comunale).
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Da segnalare la presenza a ovest della prevista cassa di espansione del tracciato autostradale della A1,
posto in rilevato antropico per il tratto di interesse. Il corso del Torrente Vingone, scorre intubato sotto il
tracciato della autostrada A1 nella zona di monte della cassa di espansione.
In sponda destra, rispetto al Torrente Vingone, le aree allagabili sono caratterizzate da coltivazioni agricole
prevalentemente di tipo seminativo, mentre in sponda sinistra il versante si presenta inutilizzato, adibito a
prato.
Foto 1 – Vista dal versante in riva destra della zona esondabile (area evidenziata non fedelmente) sul Torrente Vingone.
Foto 2 e 3 – Vista del sotto‐attraversamento della A1 e del corso del Torrente Vingone.
Nell’inventario dei Fenomeni Franosi Italiani (IFFI), consultabile sul sito del Lamma e dell’Autorità di Bacino
del Fiume Arno non sono mappati nell’area di interesse fenomeni franosi.
2.4 Inquadramento geologico
Nell’area indagata si rileva la presenza di terreni riferibili ai Depositi alluvionali e fluviali recenti e attuali (b),
costituiti da sabbie, limi e ghiaie (Olocene) e di depositi eluvio‐colluviali (b2a), che si trovano lungo il
tracciato del Torrente Vingone e negli immediati dintorni e terreni afferenti alle Unità Tettoniche Liguri,
dell’Unità di Monte Morello, rappresentati dalla F.ne di Sillano (SIL), con argilliti variegate, spesso siltitiche,
alternate a calcari marnosi verdastri o grigi, siltiti, calcareniti minute ed arenarie calcarifere. Più raramente
corso del Torrente Vingone
ubicazione dell’opera di sbarramento
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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si trovano limitate porzioni di successioni stratigrafiche dei suddetti litotipi calcarei. Rare sono le
intercalazioni di brecce ad elementi ofiolitici e calcarei (Cretaceo Superiore – Eocene inferiore).
Nella cartografia geologica allegata al PS sono distinti in zona anche terreni afferenti ai depositi fluvio‐
lacustri Villafranchiani (Vs) in giacitura suborizzontale.
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Fig. 6 ‐ Carta geologica dell’area (estratto dalla sezione 275070 della Carta Geologica Regionale in scala 1:10.000).
2.5 Condizioni idrogeologiche locali
Le aree con presenza di depositi alluvionali, caratterizzati da permeabilità primaria per porosità, sono
generalmente sede di circolazione idrica profonda localizzata nei litotipi più grossolani quali gli orizzonti
sabbiosi e le lenti ghiaiose. Vi è inoltre una circolazione idrica più superficiale, anche questa localizzata in
livelli a granulometria più grossolana che a contatto con litotipi più francamente limoso‐argillosi può dare
origine a risorgive naturali. La presenza di acqua in questi livelli ha carattere stagionale ed è molto
influenzata dall’andamento meteorologico, nonché dalle condizioni locali, quali uso del suolo, pendenza,
grado di antropizzazione etc. I terreni litoidi presenti nella zona d’interesse sono invece generalmente
caratterizzati da scarsa permeabilità per fratturazione.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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Fig. 7 – Carta idrogeologica dell’area (estratto dalla cartografia del Piano Strutturale – tavola Fi5).
Dai dati ricavabili da alcuni pozzi presenti nei dintorni risulta la presenza della falda principale a profondità
piuttosto elevate anche di 60,0 m dal p.c. all’interno del substrato roccioso sottostante i depositi alluvionali
superficiali. Localmente dalle misure effettuate a dicembre 2013, nel sondaggio S1, attrezzato a
piezometro, eseguito a breve distanza dal tracciato del Torrente Vingone si ha la presenza di un livello
acquifero a 1,35 m di profondità dal p.c. Tale livello acquifero è con ogni probabilità in relazione idraulica
con il Torrente Vingone e caratterizzato da carattere stagionale, piuttosto che una falda vera e propria..
Durante la misura del livello è stata effettuata una prova di spurgo e si è avuto evidenza di una ricarica
estremamente lenta, con ripristino del livello statico iniziale solo dopo molte ore a testimonianza della
presenza di un livello acquifero di tipo effimero.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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Per quanto riguarda la permeabilità dei terreni interessati su un campione indisturbato (S1C1 relativo a
profondità tra 1,0 e 1,5 m) è stata valutata la permeabilità attraverso prova di permeabilità di laboratorio a
carico variabile in edometro. Il valore rilevato sperimentalmente ha dato:
K = 6,26 x 10‐7 cm/sec (pari a 6,26 10‐9 m/sec).
Tale valore di permeabilità, relativo all’orizzonte geotecnico 1 (cfr modellazione geotecnica) è indicativo di
una permeabilità estremamente bassa.
2.6 Caratteri idrografici
Il torrente Vingone si presenta arginato su quasi tutto il suo tratto vallivo; tale caratteristica è determinata
dall'accumulo di materiali alluvionali che, innalzando il suo letto, in alcuni tratti hanno conferito al corso
d’acqua caratteristiche di fiume pensile. A partire da piazza di Vingone il torrente Vingone presenta sezione
artificiale regolare e risulta arginato. L’altra opera per la riduzione del rischio idraulico facente parte del
protocollo di intesa tra comune e CBTC è prevista lungo il Borro Soglia, che rappresenta un affluente minore
in sinistra idrografica del Vingone, con confluenza che avviene in prossimità di Ponte al Vingone
3. INDAGINI GEOGNOSTICHE E CARATTERIZZAZIONE FISICO‐MECCANICO DEI TERRENI
3.1 Criteri d’indagine
Per la ricostruzione litostratigrafica del sottosuolo e la caratterizzazione geomeccanica dei terreni, è stata
condotta una campagna geognostica consistita in:
n. 3 prove penetrometriche statiche/dinamiche con penetrometro Pagani da 10 t (DPSH1, CPT2 e
CPT/DPSH3);
n. 1 sondaggio profondo a carotaggio continuo, spinto a 11,0 m di profondità (S1);
n. 3 campioni indisturbati (S1C1 tra 1,0 – 1,5 m; S1C2 tra 2,0 – 2,4 m e S1C3 tra 3,2 – 3,4 m) con
esecuzione di analisi di laboratorio complete per la determinazione dei parametri geomeccanici oltre a
n. 1 prova SPT a 9,0 m di profondità.
n. 1 prospezione sismica a rifrazione di 120,0 m di lunghezza in onde P e SH;
n. 1 indagine sismica passiva (microtremori) tipo HVSR, con n. 1 stazione di misura;
n. 1 indagine geoelettrica tomografica di 188,0 m di lunghezza.
Queste indagini sono state ubicate in corrispondenza dell’opera trasversale di sbarramento prevista a valle
della cassa di laminazione in progetto.
In questo modo sono state ricavate informazioni, sulla stratigrafia presente, sulle caratteristiche
geotecniche dei terreni interessati dall’opera di sbarramento ed è stata effettuata la caratterizzazione
sismostratigrafica dei terreni con il calcolo del parametro Vs30 per la determinazione della categoria di
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sottosuolo ai sensi delle NTC 2008. L’ubicazione di tutte le indagini eseguite è riportata nella figura
seguente e nella figura in allegato 1.
Fig. 8 – Ubicazione delle indagini eseguite e traccia della sezione geognostica.
3.2 Prove penetrometriche statiche (CPT) e dinamiche (DPSH)
In data 29/10/2013 sono state eseguite nell'area d'intervento n. 2 prove penetrometriche statiche (CPT 2 e
CTP/DPSH 3) e una dinamica (DPSH 1) con penetrometro Pagani da 10t. Tutte le prove sono state condotte
fino a rifiuto strumentale. La prova CPT 2 è stata eseguita in sponda destra rispetto al Borro Soglia ed ha
dato rifiuto strumentale a 4,00 m, la prova CPT/DPSH 3 è stata eseguita in sponda sinistra ed ha dato rifiuto
a 3,20 m, è stata poi approfondita con modalità dinamica fino a rifiuto definitivo a 5,20 m. La prova DPSH 1,
è stata eseguita solo in modalità dinamica con rifiuto a 5,0 m di profondità.
Le prove penetrometriche statiche CPT (Cone Penetration Test) rappresentano uno dei più diffusi e efficaci
metodi di indagine geotecnica in siti dove affiorano terreni coesivi. Prevedono l'infissione nel terreno di una
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punta conica metallica di dimensioni standard, posta all’estremità di un’asta di acciaio prolungabile che
misura con continuità la resistenza del terreno attraversato. Le caratteristiche dell'utensile sono:
‐ area di base della punta: 10 cmq;
‐ angolo di apertura della punta: 60°;
‐ superficie laterale di attrito del manicotto "Begemann": 150 cmq;
‐ velocità di avanzamento costante: 2cm/s (+/‐ 0,5 cm/s);
‐ massimo valore di resistenza alla punta (Rp o Qc): 500 kg/cmq;
‐ massimo valore di attrito laterale locale (Rl): 10 kg/cmq.
La spinta viene fornita attraverso un martinetto idraulico, che può raggiungere propulsione massima di 10 t
ed è trasmessa alla punta attraverso una batteria di aste. Nel caso di prove con punta meccanica (CPT),
l'avanzamento della penetrometria avviene in 3 fasi, che si ripetono con continuità ogni 20 cm: per i primi 4
cm di avanzamento si registra la resistenza alla punta (Rp o Qc), per i successivi 4 cm quella della punta Rp
più quella laterale Rl è cioè la resistenza totale Rt (Rl = Rt‐Rp). La Rl è dovuta all'attrito acciaio/terreno,
ottenuta dividendo la spinta esercitata, depurata della resistenza alla punta Rp, per la superficie laterale del
manicotto. Negli ultimi 12 cm non si eseguono letture.
La risoluzione stratigrafica è di 20 centimetri. I dati acquisiti con le prove CPT permettono l'elaborazione di
profili penetrometrici del terreno in cui compaiono, in funzione della profondità, i parametri di seguito
riportati, con validità orientativa:
• resistenza alla punta Rp o Qc (Kg/cmq);
• attrito laterale locale RI (Kg/cmq);
• rapporto "Begemann" Rp/Rl;
• Iitologia (secondo Schmmertmann, Begemann o Searle);
• coesione non drenata in terreni coesivi Cu (Kg/cmq);
• angolo di attrito interno in terreni granulari (°);
• peso di volume efficace ' (Kg/cmc);
• grado di sovraconsolidazione OCR in terreni coesivi;
• modulo di deformazione non drenato Eu in terreni coesivi (Kg/cmq);
• modulo di deformazione drenato E' in terreni granulari (Kg/cmq).
La prova dinamica DPSH (Dynamic Probing Super Heavy) consiste nella misura della resistenza alla
penetrazione di una punta conica di dimensioni standard, infissa per battitura nel terreno, per mezzo di un
idoneo dispositivo di percussione. Viene registrato il numero di colpi (N) necessari per infiggere nel terreno
la punta di 20 cm. L’attrezzatura è composta da una batteria di aste lunghe 1 metro ed un diametro di 32
mm alla cui estremità inferiore è collegata una punta conica avente angolo di apertura di 60°, e da un
maglio battente. Le caratteristiche dell'utensile sono:
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‐ massa battente (M): 63,5 kg;
‐ altezza di caduta (h): 75 cm;
‐ sezione della punta (A): 20,43 cm;
‐ diametro della punta (d): 51 mm.
L'infissione avviene senza rivestimento laterale, essendo l'attrito delle aste trascurabile rispetto alla
resistenza del terreno all'attraversamento della punta. Sulla base di relazioni empiriche, è possibile risalire
dal numero di colpi N(20) ai parametri geotecnici del terreno investigato. Le informazioni che la prova
fornisce sono di tipo continuo, poiché le misure di resistenza alla penetrazione vengono eseguite durante
tutta l’infissione. Come la prova statica, la dinamica fornisce una valutazione qualitativa del grado di
addensamento e di consistenza dei terreni attraversati. La prova consente anche una stima quantitativa di
alcuni parametri geotecnici, in funzione del tipo di terreno (coesivi o granulari). I diagrammi penetrometrici
riportano, in relazione alla profondità, i valori del numero di colpi per un avanzamento di 20 cm, N(20), e la
resistenza dinamica ottenuta con al Formula Olandese Rd in kg/cmq. Per ottenere il valore di Nspt il valore
medio del numero di colpi per ogni strato deve essere corretto tramite il coefficiente teorico di energia pari
1,521. Di seguito si riporta una tabella riepilogativa delle prove penetrometriche eseguite:
Tipo prova e numero prova penetrometrica Profondità raggiunta
1. DPSH 1 0,005,00 m (rifiuto strumentale)
2. CPT 2 0,004,00 m (rifiuto strumentale)
3. CPT/DPSH 3 0,03,20 m CPT – 3,205,00 m DPSH (rifiuto strumentale)
La prova DPSH 1 ha evidenziato la presenza di un orizzonte a minor consistenza, con valore medio di N(20)
pari a circa 3 e profondo fino a circa 1,60 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior
consistenza, con valore medio di N(20) intorno a 8 fino a 2,20 m di profondità. Infine si ha un terzo
orizzonte con valore medio di N(20) intorno a 6 che si estende fino alla profondità del rifiuto. La prova
quindi individua dal punto di vista geomeccanico tre orizzonti piuttosto ben correlabili con i risultati del
sondaggio e della sismica che vedremo in seguito: uno superficiale di materiale a minor consistenza
corrispondente ad un limo argilloso e/o sabbioso, seguito da un livello limoso ma con maggior componente
sabbiosa e scarsa presenza di ghiaia e da un livello interpretabile con l’ausilio della stratigrafia del sondaggio
profondo come un livello argillitico.
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Fig. 9 – Diagramma N(20) Vs profondità e resistenza dinamica(Qcd) Vs profondità della DPSH 1.
Fig. 10 – Grafici della resistenza alla punta (Qc) in kg/cmq delle prove penetrometriche CPT 2 e CPT 3.
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La prova CPT 2 ubicata in destra idraulica del Torrente Vingone ha dato rifiuto a 4,00 m dal piano campagna
ed ha evidenziato la presenza di un orizzonte a minor consistenza, con resistenza alla punta Qc < 20 kg/cmq
(con valore medio di 15 kg/cmq), fino a circa 1,6 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior
consistenza con un Qc medio intorno a 70 kg/cmq, escludendo picchi anomali che arriva fino a circa 2,8 m di
profondità. Infine, si può individuare un terzo orizzonte a media consistenza con un Qc medio variabile, che
si estende fino alla profondità del rifiuto.
La prova CPT/DPSH 3 ubicata in sinistra idraulica del Torrente Vingone ha dato rifiuto a 3,00 m dal piano
campagna in modalità statica ed è stata approfondita fino a 5,20 m in modalità dinamica. Ha evidenziato la
presenza di un orizzonte a minor consistenza, con resistenza alla punta Qc < 20 kg/cmq (con valore medio di
19 kg/cmq), fino a circa 2,0 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior consistenza con un Qc
medio intorno a 47 kg/cmq, che arriva alla profondità del rifiuto in modalità statica. Da 3,0 m a 5,0 m in
modalità dinamica ha registrato un valore medio di N(20) pari a 12‐13 fino al rifiuto finale a 5,20 m di
profondità dal piano campagna. I livelli sono riferibili alle medesime litologie di cui sopra.
Per l’elaborazione dei parametri geomeccanici sono state considerate tutte le prove penetrometriche.
3.3 Sondaggio profondo a carotaggio continuo
In data 11/13/2013 è stato eseguito n. 1 sondaggio a carotaggio continuo (S1) posizionato in sponda destra
a breve distanza dal corso del Torrente Vingone. Il sondaggio è stato spinto fino a 11,0 m di profondità,
attestandosi per 1,0 m all’interno del substrato roccioso rappresentato da roccia argilloscistosa con
frequenti inclusi tipo diaspri e ofioliti.
Foto 4 – Esecuzione del sondaggio S1.
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In fase di esecuzione del sondaggio, sono state eseguite delle prove speditive in situ tipo pocket
penetrometer e van test e sono stati prelevati tre campioni indisturbati: tra 1,0 ÷ 1,5 m (S1C1), tra 2,0 ÷ 2,4
m (S1C2) e tra 3,2 ÷ 3,4 m (S1C3). Il sondaggio ha messo in evidenza la presenza della seguente stratigrafia:
Profondità Descrizione
0,00 – 2,00 m limo argilloso debolmente sabbioso di colore marrone
2,00 – 2,40 m sabbia limosa argillosa marrone
2,40 – 2,80 m sabbia limosa con abbondanti ciottoli
2,80 – 5,50 m argilla compatta grigio verde
5,50 – 6,50 m argilla debolmente sabbiosa compatta rossastra
6,50 – 10,50 m argilla compatta grigio verde
10,50 – 11,00 m roccia argilloscistosa con inclusi diaspri e ofioliti
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Foto 5, 6 e 7 – Foto delle cassette catalogatrici relative al sondaggio S1.
Alla profondità di 9,8 m è stata effettuata una prova SPT che ha dato rifiuto.
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3.4 Indagine sismica a rifrazione con onde SH e P
Tale metodologia d’indagine si basa sul generare delle onde sismiche artificiali per mezzo di una massa
battente e nel misurare il tempo impiegato da questa a compiere il percorso nel sottosuolo dal punto di
energizzazione fino agli apparecchi di ricezione (geofoni) seguendo le leggi di rifrazione dell'ottica (Legge di
Snell), cioè rifrangendosi sulle superfici di separazione tra due strati sovrapposti di densità (o meglio di
modulo elastico) crescente. Nella prospezione sismica a rifrazione, si sfrutta la diversa velocità di
propagazione delle onde longitudinali (onde P o "di compressione e dilatazione") e trasversali (onde SH o
“di taglio”) per determinare spessori e andamento dei livelli presenti.
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In data 31/10/2013 è stato eseguito un n. 1 profilo di sismica a rifrazione con onde SH e P, utilizzando 24
canali con una spaziatura di 5 m, per un totale di 120 m di stendimento ubicato in corrispondenza
dell’opera di sbarramento trasversale. Lo strumento utilizzato è stato un prospettore sismico AMBROGEO
modello Echo 24/2002 a 16 bit. Come sorgente energizzante per le onde P è stata utilizzata una mazza da
10 kg. Come sorgente energizzante per le onde SH è stata utilizzata una traversina di legno percossa alle
estremità da una mazza da 10 kg. La prova è stata restituita con elaborazione tomografica.
Scopo dell’indagine è stata la caratterizzazione sismostratigrafica dei terreni ed il calcolo del parametro
Vs30. Le tomografie relative alla velocità delle onde P mostrano velocità che variano da 300 m/s a 4.400
m/s quelle delle onde SH mostrano velocità che variano da 150 m/s a 1.100 m/s. Si può ipotizzare la
presenza di 5orizzonti sismici principali:
dalla superficie fino a profondità massima di circa 3,0 m si incontra un primo strato con Vp = 300÷700
m/sec e Vs = 150÷300 m/sec, correlabile con il riporto e/o la copertura detritica poco
addensata/compatta;
tra le isotachie di 700 e 2.000 m/sec per le onde P e tra 300 e 600 m/sec per le onde SH, le velocità sono
riferibili alla copertura detritica da mediamente a molto addensata/compatta;
tra le isotachie di 2.000 e 2.800 m/sec per le onde P e tra 600 e 800 m/sec per le onde SH, le velocità
sono riferibili al bedrock molto alterato e fratturato;
tra le isotachie di 2.800 e 3.400 m/sec per le onde P e tra 800 e 1.000 m/sec per le onde SH, le velocità
sono riferibili al bedrock da poco alterato e fratturato a sano;
al di sotto, Vp > 3.400 m/sec e Vs > 1.000 m/sec possono essere riferibili al bedrock sano.
Fig. 11 – Velocità delle onde sismiche P e SH dei principali materiali.
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Fig. 12 – Profilo sismo‐tomografico in onde P.
Fig. 13 – Profilo sismo‐tomografico in onde SH.
3.5 Indagine con sismica passiva tipo HVSR
Questo tipo di indagine si basa sulla misurazione, con metodi passivi, del rumore sismico ambientale che è
presente ovunque sulla superficie terrestre, è generato dai fenomeni atmosferici (onde oceaniche, vento) e
dall’attività antropica oltre che, ovviamente, dall’attività dinamica terrestre. Si chiama anche microtremore
poiché riguarda oscillazioni con ampiezze minime, molto più piccole di quelle indotte dai terremoti. Con tale
metodologia si può arrivare a determinare la frequenza caratteristica di risonanza di un sito.
In data 31/10/2013 è stata eseguita la registrazione del microtremore sismico ambientale attraverso il
posizionamento di geofono tridimensionale. La strumentazione di acquisizione utilizzata per questa
indagine è stata un prospettore sismico SARA “SR04 GeoBox" a 3 canali, completo di geofono 3D da
superficie e nel caso del Torrente Vingone è stata eseguita n. 1 registrazione in corrispondenza della zona di
ubicazione dell’opera di sbarramento finale (HVSR 1, in destra idrografica del Torrente Vingone) della
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durata di circa 20 minuti. Oltre alla frequenza di risonanza in condizioni di coperture soffici al di sopra di un
sismostrato più rigido è possibile stabilire una relazione tra lo spessore h dello strato soffice, la velocità
media delle onde S all’interno di quest’ultimo (Vs) e la frequenza di risonanza fondamentale f dello strato.
La frequenza fondamentale di risonanza (fr) dello strato relativa alle onde S è pari a:
(fr) = Vs1/4H
Pertanto, calcolata con la prospezione sismica a rifrazione la velocità di propagazione delle onde S
nell’intervallo superficiale, è stato possibile stimare, attraverso l’esecuzione delle misure HVSR, la
profondità del bedrock (h). I risultati ottenuti dalle tre misurazioni sono i seguenti:
HVSR 1
Vs (m/s) = 520 (da sismica a rifrazione)
f (hz) 16,3 (da HVSR)
h (m) = 8,0
3.6 Indagine geoelettrica
Questo tipo di indagine consiste nell’immettere corrente nel terreno attraverso un dipolo energizzante (AB)
e di misurare tramite un dipolo di lettura (MN) la differenza di potenziale indotta dal campo elettrico creato
nel terreno.
In data 31/10/2013 è stata eseguita una linea di tomografia elettrica di lunghezza paro a 188 m ELET 2, con
il posizionamento di 48 elettrodi spaziati di 4,0 m tra di loro. Ciò ha permesso di indagare con una
risoluzione nel sottosuolo di circa 2,0 m. fino ad un profondità di circa 30 m. La sezione tomografica è stata
registrata con due diverse sequenze di acquisizione, Wenner e Dipolo‐Dipolo. La strumentazione utilizzata è
stata un georesistivimetro Iris Syscal Pro, con sistema di acquisizione multielettrodo automatico gestito da
microprocessore e dotato di 48 canali.
Fig. 14 – Valore di resistività di alcune rocce, minerali e metalli.
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L'indagine tomografica è stata elaborata congiuntamente con i due metodi di acquisizione utilizzati, Wenner
e Dipolo‐Dipolo. Sostanzialmente i due tipi di elaborazione hanno fornito un risultato simile e molto ben
confrontabile, caratterizzato comunque da bassi contrasti di resistività. Nella sezione ELET2 si osserva un
andamento della resistività sostanzialmente omogeneo in tutta la superficie indagata. A parte alcuni
passaggi locali caratterizzati da resistività intorno a 40 Ohm*m, i valori registrati rimangono intorno a 15 ‐
20 Ohm*m, tipici dei terreni argillosi e limosi della superficie. Nel sottosuolo si ha il passaggio a rocce
argillitiche, che sono caratterizzate dagli stessi valori di resistività elettrica dei terreni superficiali. Non è
quindi possibile individuare un contrasto di resistività che individui il contatto tra i terreni in affioramento e
le rocce argillitiche sottostanti. I valori di resistività più elevati, registrati in prossimità del ponte
(progressiva 70‐75m), sono dovuti alle interferenze delle strutture antropiche e non indicano reali contrasti
di resistività naturali.
Fig. 15 – Sezione tomografica ELET1 – resistività elettrica.
4. MODELLAZIONE GEOTECNICA DEL SOTTOSUOLO
Sulla scorta dei rilevamenti e delle indagini svolte è possibile ricostruire il seguente assetto litostratigrafico
dei terreni, sulla cui base dimensionare le fondazioni. ln fig. 16 è riportato il modello stratigrafico e
geotecnico dell'area d'intervento, lungo una sezione significativa in corrispondenza della zona di
realizzazione dell’opera di sbarramento. La sezione geotecnica e una sezione sismica in onde P con
sovrapposizione delle indagini sono riportate anche in allegato 3.
Orizzonte geotecnico Descrizione da a
unità 1 limo argilloso/sabbioso 0,0 m 2,4 m
unità 2 limo sabbioso con ciottoli 2,4 m 3,0 m
unità 3 argilliti compatte 3,0 m 10,0 m
unità 4 roccia argilloscistosa > 10,0 m
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Fig. 16 – Sezione geotecnica interpretativa
La lettura delle stratigrafie dei sondaggi, i risultati delle analisi geotecniche e l’interpretazione delle prove
penetrometriche e delle altre tipologie d’indagine effettuate hanno permesso l’individuazione di 4 orizzonti
geotecnici, corrispondenti ad altrettante condizioni geomeccaniche. Nella tabella seguente sono riportati i
parametri geotecnici dei singoli orizzonti individuati, con i valori medi, derivanti laddove disponibili dalle
prove di laboratorio (orizzonte 1) e in alternativa dall’elaborazione delle prove penetrometriche (orizzonti 2
e 3) o da dati bibliografici (orizzonte 4).
PARAMETRI GEOTECNICI (valori medi)
TORRENTE SOGLIA MKS
Orizzonte geotecnico Profondità
(m) Litologia
Cu C Ed
(t/mc) (°) (kg/cmq) (kg/cmq) kg/cmq
Orizzonte 1 pc ‐ 2,4 limo ag/sb 1,99 21,0 0,69 0,19 33
Orizzonte 2 2,4 ‐ 3,0 limo sabbioso con ciottoli 1,84 20,8 1,54 0,34 55
Orizzonte 3 3,0 ‐ 10 argilliti compatte 1,97 29,5 1,01 0,17 81
Orizzonte 4 >10 roccia argilloscistosa 1,92 45,0 ‐ 190,00 124.850
LEGENDA
peso di volume
angolo di attrito
Cu coesione non drenata
C coesione drenata
Ed modulo edometrico
da prove di laboratorio
da elaborazione prove penetrometriche
da letteratura
In riferimento alle NTC 2008 e alle istruzioni per la loro applicazione di cui alle Circolare 2 febbraio 2009 n.
617, si ritiene che i valori medi dei parametri geotecnici dei vari orizzonti individuati possano essere
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
eessppaannssiioonnee iinn lliinneeaa,, uubbiiccaattaa ssuull TToorrrreennttee VViinnggoonnee iinn llooccaalliittàà PPoonnttee aa VViinnggoonnee,, SSccaannddiiccccii ((FFII)).
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considerati validi come parametri caratteristici di riferimento per la progettazione poiché nel caso specifico
è coinvolto un elevato volume di terreno per l’opera in progetto, con possibile compensazione delle
eterogeneità ed inoltre viene prevista un tipo di fondazione profonda in grado di trasferire le azioni dalle
zone meno resistenti a quelle più resistenti (cfr 6.2.2 delle NTC 2008 e della Circolare n. 617).
Su richiesta dei progettisti sono stati definiti anche i parametri geotecnici minimi dei vari orizzonti. Nella
tabella seguente per confronto si riportano sia i valori caratteristici (cfr valori medi) e quello minimi.
Orizzonte geotecnico
valore medio
valore minimo
valore medio
valore minimo
valore medio
valore minimo
valore medio
valore minimo
valore medio
valore minimo
Cu Cu C C Ed Ed
(t/mc) (t/mc) (°) (°) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq)
1 1,99 1,83 21,0 20,0 0,69 0,20 0,19 0,16 33 21
2 1,84 1,84 20,8 20,8 1,54 1,11 0,34 0,34 55 36
3 1,97 1,89 29,5 27,0 1,01 0,67 0,17 0,11 81 71
4 1,92 1,60 45,0 45,0 ‐ ‐ 190,00 30,00 124.850 35.700
4.1 Potenziale liquefazione dei terreni
Dal modello geologico del sito investigato si evince l’assenza di depositi sabbiosi sotto falda per i quali possa
verificarsi il fenomeno della liquefazione del terreno in caso di evento sismico. Il fenomeno di liquefazione si
manifesta sotto l'azione di carichi ciclici come quelli indotti da un sisma, quando la pressione dell'acqua nei
pori aumenta progressivamente fino ad eguagliare la pressione totale di confinamento, cioè quando gli
sforzi efficaci da cui dipende la resistenza al taglio si riducono a zero. La suscettibilità alla liquefazione deve
pertanto essere verificata nei casi in cui la falda freatica si trova in prossimità della superficie (come nel caso
in esame) ed il terreno di fondazione comprende strati estesi o lenti spesse di sabbie sciolte sotto falda,
anche se contenenti una modesta frazione fine limo‐argillosa. La possibilità del verificarsi di fenomeni di
liquefazione nel terreno di fondazione, con conseguente perdita di capacità portante, è legata appunto alla
presenza di terreni sabbiosi monogranulari saturi (sotto falda) di bassa densità relativa (sciolti); inoltre,
l'entità è direttamente correlabile all'omogeneità granulometrica e decresce all'aumentare della frazione
fine, annullandosi, sia alla presenza di argille che di ghiaie e ciottolami.
Nel caso in oggetto è presente un primo orizzonte prevalentemente limoso argilloso‐sabbioso (orizzonte 1)
seguito da un orizzonte di circa 0,8 m di spessore (orizzonte 2) prevalentemente composto da sabbie in
limose con abbondanti ciottoli. In entrambi i casi non si ritiene necessaria la verifica alla liquefazione in
accordo con quanto indicato al punto 5 del paragrafo 7.11.3.4.2 delle NTC 2008 (distribuzione
granulometrica esterna alla zona indicata dalle NTC 2008).
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
eessppaannssiioonnee iinn lliinneeaa,, uubbiiccaattaa ssuull TToorrrreennttee VViinnggoonnee iinn llooccaalliittàà PPoonnttee aa VViinnggoonnee,, SSccaannddiiccccii ((FFII)).
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5. CATEGORIA DI SOTTOSUOLO
Le Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14/01/2008) propongono l’adozione di un sistema di
classificazione geofisica e geotecnica del profilo stratigrafico del sottosuolo, mediante l’individuazione di 5
tipologie di suoli (A –B – C – D – E) più altri due speciali: S1 e S2), da individuare attraverso la stima dei
valori della velocità media delle onde sismiche di taglio mediate, oppure sulla base del numero dei colpi
Nspt, ottenuti nel corso di una prova penetrometrica dinamica, oppure sulla coesione non drenata media
Cu. Dal punto di vista strettamente normativo si fa riferimento al punto 3.2.2 del DM 14/01/2008 (categorie
di sottosuolo e condizioni topografiche).
Categoria Descrizione
A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs,30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m.
B
Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 > 250 kPa nei terreni a grana fina).
C
Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < NSPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < cu,30 < 250 kPa nei terreni a grana fina).
D
Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 inferiori a 180 m/s (ovvero NSPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e cu,30 < 70 kPa nei terreni a grana fina).
E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s).
S1 Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs,30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10 < cu,30 < 20 kPa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche.
S2 Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti.
In riferimento all’Ordinanza P.C.M. n. 3274/04 il calcolo del parametro Vs30 è dato dalla formula:
Vs 30 = 30/ ∑i=1,N (hi/Vi)
dove hi è lo spessore dello strato i‐esimo e Vi è la velocità delle onde S in m/sec dello strato i‐esimo. I valori
delle onde S lungo il profilo indagato sono variabili da 225 m/sec (valore medio del primo sismostrato) a
oltre 1.400 m/sec (valore medio dell’ultimo sismostrato). In riferimento alla formula di cui sopra si ottiene
per l’area in oggetto un valore medio di Vs 30 pari a ca 670 m/sec. Tuttavia essendo in presenza di un forte
contrasto di velocità fra i depositi afferenti ai primi due sismostrati e il substrato roccioso prima alterato e
poi intatto con Vs media superiore ad 800 m/s la zona in esame rientra nella categoria E dei suoli di
fondazione. Si ricorda che i calcoli sono stati effettuati da piano campagna e che una eventuale
asportazione dei terreni superficiali aumenterebbe il valore del parametro Vs30 diminuendo lo spessore dei
terreni a velocità più bassa.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
eessppaannssiioonnee iinn lliinneeaa,, uubbiiccaattaa ssuull TToorrrreennttee VViinnggoonnee iinn llooccaalliittàà PPoonnttee aa VViinnggoonnee,, SSccaannddiiccccii ((FFII)).
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6. CONTRIBUTO ALLA MODELLAZIONE SISMICA
Nell'ambito dell'Ordinanza P.C.M. n. 3274/03 sono state individuate (anche per la Regione Toscana) 4 zone,
delle quali le prime tre coincidono con quelle individuate dalla L. n. 64/74 e successivi D.M. ad essa
collegati, mentre la quarta è di nuova costituzione. Con la Del. G.R. n. 431 del 19/06/06 (Riclassificazione
sismica del territorio regionale) emanata in attuazione del D.M. 14/09/2005 e O.P.C.M. n. 3519
del28/04/06, l'intero Comune di Scandicci (FI) era stato inserito in zona sismica 3S. Tale zona è stata istituita
per quei comuni appartenenti alla zona 2 secondo I’Ordinanza O.P.C.M. n. 3274 del 20/03/2003 (ex Ila
categoria L. 64/74 e s.m.i.), che cambiano zona al variare delle sottozone (classi mobili). Dopodiché, con Del.
G.R.T. n.878 del 08/10/2012 (pubblicata sul BURT Parte Seconda n.43 del 24/10/2012 Supplemento n.136) è
stata approvata la nuova classificazione sismica della Regione Toscana. In riferimento a tale nuova
classificazione sismica, il comune di Scandicci (FI) è stato declassato in zona sismica 3.
Con l’entrata in vigore del D.M. 14/01/2008 la stima della pericolosità sismica è inoltre definita mediante un
approccio “sito dipendente” e non più tramite un criterio “zona dipendente”. L’azione sismica di progetto in
base al quale valutare il rispetto dei diversi stati limite è definita partendo dalla “pericolosità di base” del
sito di costruzione, che è l’elemento essenziale per la determinazione dell’azione sismica. In particolare i
caratteri del moto sismico su sito di riferimento rigido orizzontale sono descritti dalla distribuzione sul
territorio nazionale del valore dell’accelerazione massima ag del sito e dei parametri Fo e Tc*, che
permettono di definire gli spettri di risposta elastici per la generica probabilità di eccedenza nel periodo di
riferimento PVR.
È necessario pertanto determinare i parametri spettrali relativi al sito di intervento utilizzando come
riferimento le informazioni disponibili nel reticolo di riferimento riportato nella tab.1 dell’allegato B del
suddetto decreto. Lo scuotimento del suolo così individuato deve essere corretto per tener conto delle
modifiche prodotte dalle condizioni locali del sottosuolo effettivamente presente nel sito di costruzione e
dalla morfologia della superficie. Lo scuotimento del suolo così individuato deve essere corretto per tenere
conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali del sottosuolo e dalla morfologia di superficie:
‐ categoria di sottosuolo E (da indagine sismica);
‐ categoria topografica T1 ‐ superfici pianeggianti, pendii e rilievi isolati con inclinazione media < 15° (tabella
3.2.IV delle NTC 2008), con coefficiente di amplificazione topografica St = 1,0 (tabella 3.2.VI delle NTC 2008).
I parametri relativi alla costruzione in oggetto, ricevuti dai progettisti sono i seguenti:
Tipo di costruzione 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale.
Vita nominale (VN) ≥ 100anni
/
Classe d’uso II Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti,
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.
Coefficiente d’uso (CU) 1,0
Periodo di riferimento (VR=VN x CU)
≥ 100anni
7. DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO PREVISTO
L’opera in progetto è una briglia a bocca tarata, costituita da uno sbarramento trasversale in cemento
armato (rivestito per la parte fuori terra con muratura in bozze di pietra) dotato di una luce di apertura
centrale e di fondazioni profonde con pali trivellati. La cassa di espansione determinata dalla briglia prevede
un volume massimo di laminazione pari a 46.500 mc, corrispondente a una superficie di circa 2,1 ha, che
sarà in parte sottoposta ad approfondimento del piano campagna al fine di reperire le terre necessarie alla
realizzazione delle porzioni in terra. Lo sbarramento sarà ammorsato lateralmente con rilevati in terra, con
un’altezza massima pari a 7,55 m rispetto al fondo alveo e di circa 5,5 m rispetto al piano campagna
adiacente al torrente e uno sviluppo complessivo dell’opera in c.a. destra‐sinistra di 103 m. La gaveta di
sfioro avrà una larghezza pari a 87 m, mentre la luce di fondo avrà una superficie pari a 3,1 mq. Per tutti i
vari dettagli riguardo alle misure ed alle specifiche costruttive dell’opera si rimanda interamente agli
elaborati progettuali. Lungo lo sviluppo della briglia, allo scopo di mitigarne l’impatto sul paesaggio, saranno
realizzati dei rilevati in terra non strutturali che avranno una pendenza di 1:2 e saranno completamente
inerbiti. Per contrastare eventuali fenomeni di filtrazione è prevista la realizzazione di due diaframmi
plastici con miscela di bentonite e cemento che si collegheranno lateralmente all’opera e si ammorsano nel
terreno in posto.
Si riportano di seguito alcune immagini in pianta e sezione dell’opera in progetto estratte dagli elaborati
progettuali a cui si rimanda per i dettagli progettuali.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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Fig. 17 – Vista in sezione e in pianta dell’opera di sbarramento sul Borro Soglia.
8. Conclusioni
La presente relazione è stata redatta a supporto del Progetto Definitivo/Esecutivo di sistemazione idraulica
per la riduzione del rischio idraulico tramite la realizzazione di una cassa di espansione con relativa opera di
sbarramento. Tenuto conto dei risultati della campagna geognostica recentemente eseguita nell’area di
intervento si possono trarre le seguenti conclusioni.
A supporto del presente studio è stata condotta una campagna geognostica, finalizzata ricostruzione
litostratigrafica del sottosuolo e caratterizzazione geomeccanica dei terreni, consistita nella esecuzione di
n.3 prove penetrometriche statiche o dinamiche, un profilo sismico a rifrazione con onde P e SH, misura dei
microtremori sismici, un profilo geoelettrico, un sondaggio a carotaggio continuo profondo spinto fino a
11,0 metri dal piano campagna (attestato nel substrato roccioso) con prelievo di tre campioni indisturbati
che sono poi stati analizzati in laboratorio per determinarne le caratteristiche geomeccaniche. In questo
modo è stato possibile ricostruire l’assetto litostratigrafico lungo una sezione, posta in corrispondenza della
zona di ubicazione dell’opera di sbarramento trasversale. È stata, inoltre, effettuata la caratterizzazione
sismostratigrafica del sottosuolo ed il calcolo del parametro Vs30 per determinarne la categoria ai sensi
delle NTC 2008.
Dal punto di vista geologico nell’area superficialmente affiorano depositi alluvionali recenti rappresentati da
limi argilloso‐sabbiosi e sabbie limose argillose con ciottoli a giacitura sub‐orizzontale, per uno spessore
complessivo di ca 3,0 m. Sotto è stata rilevata la presenza di argille scistose compatte fino a circa 10,50 m,
seguite dal substrato roccioso vero e proprio argilloscistoso. È stato ricostruito il modello geotecnico con
individuazione di n. 4 unità distinte per ciascuna delle quali sono stati determinati i parametri geotecnici
caratteristici.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
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La fattibilità dell’intervento è legata ad aspetti sia geotecnici, dovuti all’interferenza delle acque
temporaneamente laminate nei bacini e delle opere di sbarramento e ritenuta di valle, sia ad aspetti
idrogeologici legati all’inevitabile immissione in falda delle acque esondate per percolazione con
conseguente possibile interferenza diretta con la falda. Per quanto riguarda l’aspetto idrogeologico
connesso con la realizzazione della cassa di espansione si evidenzia il fatto che la presenza di un orizzonte a
scarsa permeabilità in superficie (orizzonte 1) rallenterà il deflusso in profondità della acque invasate. Nel
caso di funzionamento della cassa, in condizioni di fenomeni di piena è da prevedere la sedimentazione di
materiali fini nelle aree occupate dalle acque.
L’opera di sbarramento finale sarà costituita da una briglia a bocca tarata in cemento armato di lunghezza
pari a ca 100,0 m fondata su pali trivellati che è consigliabile attestare all’interno del substrato roccioso
rilevato. Lateralmente l’opera in cemento armato sarà ammorsata in rilevati in terra. Lungo lo sviluppo della
briglia, allo scopo di mitigarne l’impatto sul paesaggio, saranno realizzati dei rilevati in terra non strutturali
e saranno completamente inerbiti. I rilevati saranno preferibilmente realizzati con materiale reperito in loco
dall’approfondimento della zona di laminazione e avranno una pendenza laterale di 1:2.
Lo scavo avrà profondità limitata (< 1,0 m) e andamento omogeneo rispetto alla zona allagabile, per cui non
si ritiene necessario eseguire verifiche di stabilità delle pareti di scavo.
Dalle prove di laboratorio per la classificazione del terreno eseguite nell’orizzonte superficiale si ha
presenza essenzialmente di limo argilloso sabbioso con percentuale di argilla pari a circa il 37 % e sabbia
pari a circa il 17 %. L’indice di plasticità è inferiore al 25 % e un campione rappresentativo è risultato,
secondo la classificazione HRB‐AASHTO (CNR‐UNI 10006) classificabile in classe A7‐6.
Tale materiale da un punto di vista granulometrico risulta idoneo alla realizzazione dei rilevati in terra (cfr
capitolato dell’Agenzia Interregionale per il fiume PO ‐ AIPO). Prima di procedere alla costruzione dei rilevati
sarà necessario preparare il terreno di posa, provvedendo all'asportazione del terreno vegetale e degli
apparati radicali e alla predisposizione di uno scavo di cassonetto o, qualora il declivio trasversale del
terreno fosse superiore al 15%, di opportuni gradoni di immorsamento. Il materiale dovrà essere steso per
strati omogenei di 20‐30 cm e adeguatamente compattato con mezzi d’opera. Si consiglia in fase esecutiva
di prevedere delle verifiche del grado di compattazione. Le scarpate saranno spianate e battute e i lavori di
profilatura dovranno avvenire con asporto anziché con riporto di materie.
Si rimanda agli elaborati redatti dai progettisti la caratterizzazione chimica del terreno di scavo ai fini del
riutilizzo nell’ambito dell’opera, secondo quanto previsto dal art. 185, comma 1, lettera c) del D.Lgs. 152/06
e s.m.i.
RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii
eessppaannssiioonnee iinn lliinneeaa,, uubbiiccaattaa ssuull TToorrrreennttee VViinnggoonnee iinn llooccaalliittàà PPoonnttee aa VViinnggoonnee,, SSccaannddiiccccii ((FFII)).
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Durante l’esecuzione dei lavori dovrà essere accertata in loco la rispondenza delle indagini geologiche con
lo stato effettivo dei terreni e adottato di conseguenza ogni ulteriore accorgimento necessario ad assicurare
la stabilità dei terreni e la corretta esecuzione delle opere in terra.
Firenze, Ottobre 2014
Dott. Geol. Gianluca Pansini