PROVINCIA DI BIELLA 203 elaborato IG1... · Nel settore in esame il pendio si presenta modificato...

Comune di Vigliano Biellese

S.P. 203 "VIGLIANO B.SE - RONCO B.SE"INTERVENTI DI RIPRISTINO DEL CORPO STRADALE

AL KM 1+500 IN COMUNE DI VIGLIANO BIELLESE

PROGETTO DEFINITIVO-ESECUTIVO

SETTORE PIANIFICAZIONE TERRITORIALE, INFRASTRUTTURE,MOBILITA', TRASPORTI, SICUREZZA E PROTEZIONE CIVILE

PROVINCIA DI BIELLA

RELAZIONE GEOLOGICA

Gabriele Francini geologo ronco biellese via cavour 23 • 015461761 [email protected]

Elaborato IG 1 Relazione

ottobrre 2015

IL RESPONSABILE

DEL PROCEDIMENTO

SP 203 KM 1+500 - Vigliano Biellese RELAZIONE GEOLOGICA 1

gabriele francini geologo

1. OGGETTO

La presente relazione redatta dal sottoscritto geologo Gabriele Francini (iscrizione n. 150 sez.A all'Ordine Regionale dei Geologi del Piemonte) riassume quanto emerso da un'indagine geologica eseguita su incarico dell’Amministrazione Provinciale di Biella e costituisce “caratterizzazione e modellazione geologica” a corredo del progetto definitivo - esecutivo denominato INTERVENTO DI RIPRISTINO DEL CORPO STRADALE LUNGO LA SP 203 “VIGLIANO BIELLESE - RONCO BIELLESE” AL KM. 1+500 NEL COMUNE DI VIGLIANO BIELLESE - (PROGRAMMA DI INTERVENTI ADOTTATO CON ORDINANZA COMMISSARIALE N. 2/A18.000/217 IN DATA 01/04/2015). Le risultanze di tale indagine sono riportate negli elaborati: IG.1 - RELAZIONE IG.2 - CARTOGRAFIE - PLANIMETRIA - SEZIONE IG.3 - INDAGINI GEOGNOSTICHE. 2. RIFERIMENTI NORMATIVI

2.1 Norme generali

- D.M. 14.1.2008 «Norme tecniche per le costruzioni» (NTC)

- CIRCOLARE 2 febbraio 2009 , n. 617 C.S.LL.PP. - Istruzioni per l’applicazione delle «Nuove norme

tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008

2.2 Norme specifiche e vincoli

- NORMATIVA GELOGICA di PRG Classe 2.1 - pendio monte strada

Classe 3 A - strada e pendio a valle (vedi elaborato IG2)

- VINCOLO IDROGEOLOGICO Presente

- CLASSIFICAZIONE SISMICA Zona 4 3. CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA

3.1 Lineamenti geologici Area in territorio comunale di Vigliano Biellese, data da lembi pianeggianti, profondamente incisi da un reticolato idrografico giovanile, che costituiscono i relitti di antiche pianure pedemontane ora rilevate di un centinaio di metri sulle attuali, a formare allungate dorsali in direzione Est – Ovest (Vedi elaborato IG2). L'ossatura degli altopiani è data dal substrato lapideo che lascia il posto alle sabbie piloceniche procedendo verso Est, su cui poggiano direttamente materiali alluvionali assai grossolani, alterate sia nella matrice che negli elementi ciottolosi. Le coperture, anch'esse interessate da fenomeni di



alterazione e ferrettizzazione, sono costituite da coltri limose d'origine eolica (loess) nelle quali possono distinguersi più livelli, interrotti da paleosuoli. Poco a settentrione i pianalti transigono al rilievo collinare, culminante con il Brich di Zumaglia, dove il substrato in condizioni di subaffioramento mostra rocce cristalline massicce di alto grado metamorfico (scisti kinzigitici e migmatiti), a cui si associano subordinate masse granitiche con apliti. La roccia è in genere celata da una coltre di alterazione avente uno spessore di alcuni metri; si tratta di materiali argillificati che verso la superficie si confondono con limi di origine eolica (loess). 3.3 Area di interesse

Il tratto della SP 203 di interesse taglia il versante che collega i pianalti di Ronco con la piana di Vigliano Biellese e più precisamente sul fianco NE della dorsale isolata tra l'incisione del rio Moncavallo a SW e quella del rio Burrone a NE, ad una quota di circa 390 m (Vedi elaborato IG2). Qui la sede viaria è stata interessata da fenomeni di dissesto in occasione degli eventi alluvionali del novembre 2014. 3.4 Fenomeno di dissesto

Trattasi di un fenomeno gravitativo che interessa il pendio sia a vale che a monte della strada (vedi elaborato IG2), con uno scoscendimento a monte ed una colata verso valle. La sede viaria risulta completamente ostruita dall’accumulo dal materiale franato da monte e gravemente lesionata in corrispondenza del ciglio di valle con asportazione della banchina ed interessamento della massicciata. Lo sversamento delle acque raccolte dalla strada dopo il dissesto ha aggravato la situazione con processi di scavernamento in corrispondenza del estremo settore Nord della nicchia sottostrada. Di seguito viene caratterizzato il fenomeno gravitativi: - lo scoscendimento monte strada presenta una nicchia di stacco che al coronamento misura circa 15 m ed ha prodotto il denudamento del pendio per una altezza di circa 12 m, alla sua sommità sono presenti manufatti di pertinenza di edificio residenziale; - la colata sottostrada presenta una tipica forma stretta ed allungata, con nicchia arcuata di una decina di metri ed uno sviluppo lungo il pendio di circa 34 m su di un dislivello di 30 m per una inclinazione media di oltre 40°. I fattori predisponenti il fenomeno gravitativo sopra descritto sono da ricercarsi nell’acclività del pendio e nella presenza di materiali sciolti nel primo sottosuolo. Il fattore scatenante è individuabile nelle intense e prolungate precipitazioni della prima decade di novembre, che hanno portato alla saturazione del pendio, sia per infiltrazione diretta delle acque meteoriche che per convogliamento delle stesse, sino al successivo collasso per gravità. 3.5 Assetto litologico

Gli scassi stradali e le aree denudate dai dissesti mostrano la seguente situazione litostratigrafica, in accordo con il quadro geologico generale delineato: - copertura superficiale data da materiali colluviali fini, con uno spessore di 1-2 m



- seguono depositi alluvionali grossolani parzialmente alterati, cui seguono depositi alluvionali antichi, ad elementi profondamente alterati Sulla base delle conoscenze geologiche generali dell’area, tali depositi alluvionali poggiano, procedendo da Ovest verso Est, dapprima sul substrato roccioso e poi sulle sabbie limose giallastre di età pliocenica. Per la caratterizzazione del primo sottosuolo ed in particolare per l’individuazione dello spessore delle coltri sciolte è stata realizzata un apposita campagna di indagini geognostiche le cui risultanze sono riportate nell’elaborato IG.3 - Indagini geognostiche e riassunte nel paragrafo 5. 3.6 Acque

Il reticolo idrografico ha un ruolo fondamentale nell'evoluzione morfologica dell’area (vedi paragrafo successivo), con attiva erosione lungo i corsi d’acqua che delimitano la dorsale in esame: Rio Mocavallo e Rio Burrone. Il pendio in esame raggiunge direttamente l’alveo del Rio Burrone, dove sono possibili fenomeni erosivi al piede. Il dilavamento delle acque meteoriche è condizionato dalla presenza della strada e verso monte dalla presenza di area edificata. Per quanto attiene la acque sotterranee, la conformazione dell’area determina il naturale drenaggio verso i fondovalle della falda freatica, propria dei depositi alluvionali. E’ possibile l’instaurarsi di una falda temporanea all’interno della sottile copertura superficiale, in ragione della limitata permeabilità della stessa, che non permette il rapido smaltimento delle acque di infiltrazione. 4. DINAMICA MORFOLOGICA - STABILITA' DEI PENDII

I pendii propri della zona in esame sono di genesi geologicamente recente ed interessati da fenomeni

di modellamento in atto, classificabili come processi di attiva dinamica morfologica.

La circolazione idrica superficiale assume un ruolo predominante; essa si esplica lungo un reticolato

idrografico in fase di attiva erosione, con diffusi fenomeni di incisione che intaccano sempre più

profondamente i pianalti e che nel contempo alimentano i rii con continuo e rilevante apporto solido,

con conseguenti fenomeni di sovralluvionamento nella piana sottostante.

Le acque meteoriche raccolte su dorsali e pianalti, concentrate dalle ampie aree antropizzate

giungono con ridotti tempi di corrivazione ridottissimi alle testate dei rii e/o sui versanti, dove possono

svilupparsi intensi processi di erosione che innescano situazioni di instabilità dei pendii.

I fenomeni erosivi sono altresì favoriti dalla elevata pendenza e dall'erodibilità dei complessi alluvionali

antichi che costituiscono i versanti.

Nel settore in esame il pendio si presenta modificato dalla presenza della sede stradale, la cui stabilità puntuale è legata ai manufatti di sostegno e/o contenimento della stessa ed alla loro efficienza.



5. INDAGINI GEOGNOSTICHE

5.1 Criteri di indagine Sulla base dell’inquadramento geomorfologico generale dell’area ed delle caratteristiche del dissesto

in esame è stata realizzata un apposita campagna di indagini geognostiche per la caratterizzazione

del primo sottosuolo ed in particolare per l’individuazione dello spessore delle coltri sciolte. Le indagini

si sono così articolate:

- esecuzione numero 1 sondaggio a carotaggio continuo da piano strada, spinto alla profondità di 20

m, comprensivo di prove SPT in foro e posa di piezometro, per la ricostruzione e la caratterizzazione

litostratigrafica;

- esecuzione numero 6 prove penetrometriche dinamiche leggere su pendio per caratterizzazione

delle coltri;

- esecuzione di numero 1 prova Masw lungo strada, per la caratterizzazione della successione

stratigrafico-sismica (Vs30).

Le risultanze delle indagini, in appresso sintetizzate, sono riportate nell’elaborato “IG.3 - Indagini geognostiche” ai cui si rimanda per la consultazione di dettaglio. 5.2 Modalità e risultanze delle indagini 5.2.1 Prove penetrometriche dinamiche leggere Penetrometro dinamico leggero “tipo EMILIA” modello SUNDA DL 30 con sezione punta conica 10 cmq, peso del maglio 30 kg e altezza di caduta 20 cm (norme DIN). Lettura dei colpi del maglio in corrispondenza di un avanzamento di 10 cm nel sottosuolo. Tale lettura è indicata con N nei diagrammi delle prove, dove il numero dei colpi è riportato in funzione della profondità. I sondaggi vengono protratti sino al rifiuto all'avanzamento. Le prove sia a monte che a valle strada, attraversano materiali granulari eterometrici con valori

prevalenti 10 < N < 30 e picchi N > 40, spingendosi sino a – 8,7 m (prova 3) prima di giungere a rifiuto

in corrispondenza di clasti di grandi dimensioni e/o non alterati.

In superficie sono presenti materiali di riporto e/o terreni rimaneggiati per uno spessore prossimo ai 2

m, con valori 0 < N <10.

Non si rinviene presenza di acqua in foro.

5.2.2 Sondaggi a carotaggio continuo e piezometri Perforazione mediante sonda meccanica a rotazione, con testa idraulica. Carotaggio continuo del terreno attraversato eseguito secondo le modalità ANISIG. Posa piezometro a tubo aperto per il rilievo della falda freatica.

Dati raccolti. Il sondaggio 1 presenta la seguente stratigrafia:



00,00 - 02,70 m terreno di riporto

02,70 - 15,00 m sabbia limosa e /o limo sabbioso (profondità > 9,5 m) con ghiaia

e rari ciottoli, elevato grado di alterazione

15,00 - 20,00 m sabbia prevalentemente medio-fine siltosa, talora con rara ghiaia

sparsa alterata.

misura livello piezometrico: 15,40 m

5.2.3 Standard penetration test (SPT) SPT - “Standard Penetration Test” in foro, in conformità con le raccomandazioni AGI (durante la prova si effettua la lettura N1 dei colpi del maglio in corrispondenza di una infissione preliminare di 15 cm nel sottosuolo; la lettura dei colpi del maglio in corrispondenza della infissione vera e propria di 30 cm, da dividere in due tratti N2 e N3 di 15 cm (Nspt = N = N2 + N3). La prova viene interrotta qualora il numero di colpi superi 50 in uno dei singoli tratti di infissione indicando con R il rifiuto e registrando il numero di cm di infissione). Dati raccolti:



Analisi preliminare dei dati:

- normalizzazione dei valori di N rispetto alla profondità di esecuzione della prova, ovvero della

pressione del terreno sovrastante, con il metodo di Jamiolkowski et al (1985), escludendo coltri e

riporti. Nei calcoli è stato posto peso di volume = 2000 kg/mc (valore cautelativo in ragione della

pressione litostatica !);

- calcolo con le formulazioni di Bazaraa (1967) del valore numerico della densità relativa Dr;

- utilizzo dei valori di Dr per determinazione dell’angolo di attrito interno dei materiali in esame

mediante l’applicazione del metodo di Schmertman (1977);

- determinazione dell’angolo di attrito interno mediante le formulazioni derivate dai diagrammi di De

Mello (1971), per un confronto con il dato ricavato con metodo di Schmertman (1977).

Seguono i risultati ottenuti:

Normalizzazione N rispetto pressione terreno sovrastante N' = N*Cn Jamiolkowski et al, 1985

Determinazione Dr densità relativa dai valori di N Bazaraa, 1967

Determinazione Ø angolo attrito interno mediante formulazioni derivate dai diagrammi di De Mello, 1971

Determinazione Ø angolo attrito interno dai valori di Dr Schmertman, 1977

Sondaggio Profondità N ∂ N' Dr Ø Øm kg/cmq Jamaiolkowski et al, 1985Bazaraa, 1967 Schmertman, 1977 da De Mello, 1971

S1 4,5 13 0,90 13 40% 34 36S1 6 41 1,20 37 68% 38 41S1 7,5 24 1,50 19 49% 35 35S1 9 21 1,80 15 43% 34 33S1 10,5 23 2,10 15 44% 34 33S1 12 20 2,40 12 39% 33 31S1 13,5 22 2,70 13 40% 34 31S1 15 25 3,00 14 41% 34 31S1 16,5 25 3,30 13 40% 34 31S1 18 25 3,60 12 39% 33 30S1 19,5 28 3,90 13 40% 34 30



5.2.4 Prove MASW L’indagine geofisica tipo MASW finalizzata a ricavare il parametro rappresentativo Vs30 per la caratterizzazione sismica del terreno indagato, secondo quanto disposto dalla normativa tecnica vigente. Il metodo utilizzato comprende tre passi successivi: 1) l’acquisizione delle onde superficiali (ground roll); 2) la costruzione di una curva di dispersione (il grafico della velocità di fase rispetto alla frequenza); 3) l’inversione della curva di dispersione per ottenere il profilo verticale delle Vs. Gli stendimenti delle prove geofisiche hanno interessato il terreno al di sotto della sede stradale. Lo

stendimento 1 ha messo in evidenza quanto segue:

- discrete caratteristiche di resistenza meccanica, caratterizzato da una crescita della velocità di

propagazione delle onde S con la profondità, fatta eccezione per un livello tra i 9 ed i 14 m dove la

velocità diminuisce. Il bedrock sismico di riferimento (Vs>800 m/s) non è riscontrabile per tutta la

profondità indagata.

Per velocità, densità e spessori degli strati individuati si veda il profilo sismico verticale riportato in

appresso:

STENDIMENTO 1 - PROFILO SISMICO VERTICALE

Il valore della velocità media delle onde di taglio nei primi 30 metri (Vs30) è pari a 322 m/s, tale valore

determina la caratterizzazione fisica e geotecnica dei terreni di fondazione (NTC DM 14 gennaio 2008)

che sono ricondotti alla categoria C.



5.3 Interpretazione dati rilevati e ricostruzione litostratigrafica L’elaborazione dei dati raccolti unitamente al rilievo geomorfologico di superficie, permettono una ricostruzione litostratigrafica del primo sottosuolo, in accordo con il quadro geologico generale. Dalla interpretazione dei dati emersi dalle indagini é possibile ipotizzare quanto segue (per maggior chiarezza a si rimanda al profilo riportato nell’elaborato IG.2): Il pendio, sotto una coltre superficiale di materiali sciolti (colluvi, riporti e terreni rimaneggiati) con spessore di 2-3 m, vede la presenza di depositi alluvionali ciottolosi, profondamente alterati sia negli elementi ghiaio-ciottolosi che nella matrice sabbio-limosa, sino alla profondità di 15 m dal piano strada. Seguono sedimenti costituiti da sabbia prevalentemente medio-fine, con rara ghiaia sparsa alterata (transizione villafranchiano-pliocene?). 6. CARATTERIZZAZIONE SISMICA (NTC 3.2.2)

Nella classificazione sismica il territorio comunale di Vigliano Biellese è compreso nella ZONA 4. Con

riferimento ai § 3.2.2 del D.M. 14.1.2008 «Norme tecniche per le costruzioni» (da cui sono tratte le

tabelle sotto riportate) e sulla scorta delle risultanze della presente indagine, la categoria di sottosuolo

dell'area in esame, può essere così definita:

- il sottosuolo in corrispondenza del tratto dissestato della Sp 203 rientra nella categoria C

(vedi tabella di seguito riportata)

Tabella 3.2.II – Categorie di sottosuolo 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).



7. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE ED INDICAZIONI APPLICATIVE

L’esame del sito indica l’urgenza e la necessità improrogabile di porre in essere opere di messa in sicurezza e consolidamento della sede stradale e del pendio. Le risultanze dell'indagine geologica permettono la formulazione delle seguenti considerazioni di carattere applicativo: - OPERE A VALLE STRADA

In relazione all’assetto litostratigrafico del pendio, alla sua acclività ed alla presenza di manufatti a monte dello stesso, le opere di messa in sicurezza della sede stradale necessitano di fondazioni che si attestino in profondità. Per tale motivo è auspicabile la scelta di un manufatto di sostegno, posto al ciglio a valle della sede viaria, impostato su fondazioni di tipo indiretto con adeguati elementi di contrasto, atto ad assolvere la necessità di garantire la stabilità sede stradale, senza ulteriori sovraccarichi sul sottostante pendio. L’estensione dell’intervento deve tenere conto del potenziale ampliamento del movimento gravitativo su entrambe i lati.

- OPERE A MONTE STRADA I depositi alluvionali presenti a limitata profondità dal piano strada possiedono caratteristiche idonee alla posa di fondazioni dirette delle previste oprere di protezione e contenimento al piede della scarpata di monte.

- ACQUE E’ indispensabile l'attuazione di adeguati drenaggi a tergo dei manufatti controterra, al fine di inibire l’instaurarsi di falda freatica e smaltire potenziali infiltrazioni di acque meteoriche. Le acque meteoriche ricadenti sull’area di intervento e ad essa convogliate, devono essere adeguatamente regimate, mediante manufatti di raccolta e allontanamento, evitando sversamenti concentrati e/o incontrollati sul pendio.

- PENDIO Sia il corpo di frana che si sviluppa a valle della sede stradale comunale, che il denudamento presente a monte della stessa dovranno essere oggetto di specifico intervento di sistemazione che preveda la protezione e/o la risagomatura del pendio ed inibisca l’ampliamento del processo gravitativo.

- SCAVI Durante l'esecuzione dei lavori occorre parzializzare gli scavi e predisporre idonea protezione degli stessi. Nello stesso modo devono essere trattate le porzioni di pendio denudate dal fenomeno di dissesto.

Il presente elaborato è redatto in ottemperanza ai contenuti del D.M. 14 gennaio 2008 “Nuove norme tecniche per le costruzioni”. In corso d’opera si dovrà controllare la rispondenza tra il modello geologico di riferimento assunto in progetto e la situazione effettiva, differendo di conseguenza il modello geotecnico ed il progetto esecutivo, così come previsto dalla normativa di settore.



8. ELABORATI FUORI TESTO

Come indicato nel paragrafo 1, costituiscono parte integrante della presente relazione i seguenti

elaborati:

IG.2 - CARTOGRAFIE - PLANIMETRIA - PROFILO IG.3 - INDAGINI GEOGNOSTICHE.

ottobre 2015

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