RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA · 2012. 4. 11. · 0-1 Terreno 1-5.5 Inerti 5.5 Limi e argille...

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RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA

Committente: SolHar Piangipane Srl DATA:20/12/2011

REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO

FOTOVOLTAICO CONNESSO ALLA RETE

ELETTRICA DI DISTRIBUZIONE

Potenza = 1 960 kW

SITO PRESSO LA DISCARICA DI PIANGIPANE,

COMUNE DI RAVENNA

Dott. Geol. Fabio Zaffagnini

mailto:studio.ithttp://www.casadioeco.it/

Casadio & Co. – geologia acustica ambiente

2


Committente: SolHar Piangipane Srl

RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA

PER LA REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO CONNESSO ALLA RETE ELETTRICA DI

DISTRIBUZIONE Potenza = 1 960 kW SITO PRESSO LA DISCARICA DI PIANGIPANE,

COMUNE DI RAVENNA

SOMMARIO

PREMESSA ..................................................................................................................................................... 4

NORMATIVA DI RIFERIMENTO ..................................................................................................................... 4

DESCRIZIONE DELL'INTERVENTO ............................................................................................................... 5

MORFOLOGIA E GEOLOGIA DEL TERRITORIO .......................................................................................... 5

MODELLO GEOTECNICO .............................................................................................................................. 6

ELEMENTI DI PROGETTAZIONE ANTISISMICA ........................................................................................... 6

PROFONDITÀ FONDALE, CARICO AMMISSIBILE E CEDIMENTI ............................................................... 8

CONCLUSIONI .............................................................................................................................................. 12


4

PREMESSA

La presente relazione geologica è stata commissionata allo scrivente allo scopo di verificare le condizioni

geologiche, geotecniche e l’idoneità di un'area, sulla quale sarà realizzato un campo fotovoltaico presso un’area

di discarica esaurita in località Piangipane, comune di Ravenna.

Alla presente relazione sono allegati:

- corografia a scala 1:5.000;

- planimetria area d'intervento a scala 1:1000;

NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Relativamente alla parte geologica, si fa riferimento alle seguenti normative:

1. Decreto Ministeriale 14.01.2008 Testo Unitario - Norme Tecniche per le Costruzioni Consiglio Superiore dei

Lavori Pubblici

2. Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008.

Circolare 2 febbraio 2009. Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici

3. Pericolosità sismica e Criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale. Allegato al voto n.

36 del 27.07.2007

4. Eurocodice 8 (1998) Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture Parte 5: Fondazioni,

strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (stesura finale 2003)

5. Eurocodice 7.1 (1997) Progettazione geotecnica – Parte I : Regole Generali . - UNI

6. Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica – Parte II : Progettazione assistita da prove di laboratorio

(2002). UNI

7. Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica – Parte II : Progettazione assistita con prove in sito(2002).

UNI

Relativamente alla parte geotecnica, si fa riferimento alle seguenti normative:

1. Decreto Ministeriale 14.01.2008 Testo Unitario - Norme Tecniche per le Costruzioni Consiglio Superiore dei

Lavori Pubblici

2. Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008.

Circolare 2 febbraio 2009. Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici

3. Pericolosità sismica e Criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale. Allegato al voto n.

36 del 27.07.2007

4. Eurocodice 8 (1998) Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture

5. Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (stesura finale 2003)


5

6. Eurocodice 7.1 (1997) Progettazione geotecnica – Parte I : Regole Generali . - UNI

7. Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica – Parte II : Progettazione assistita da prove di laboratorio

(2002). UNI

8. Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica – Parte II : Progettazione assistita con prove in sito(2002).

UNI

DESCRIZIONE DELL'INTERVENTO

Il progetto prevede la messa in posa di pannelli fotovoltaici montati su platee di fondazione di dimensione di

dimensione 2.4 x 6 appoggiate sulla superficie del capping, a seguito una leggera operazione di scotico.

MORFOLOGIA E GEOLOGIA DEL TERRITORIO

Dal punto di vista morfologico, l'area è pianeggiante

alla quota di circa 1,7 m s.l.m..

Essa ricade dal punto di vista geologico all’interno

dei depositi alluvionali di pianura classificati come

AES8a Unità di Ravenna, e caratterizzati da limi e

argille prevalenti.

L’area in passato è stata occupata da una cava per

l’estrazione di argilla, poi trasformata in discarica per

inerti.

Il corpo di discarica raggiunge la profondità di circa

5-6 m dal piano campagna ed è stata ricoperta da

uno strato di 1 m di terra.

La stratigrafia è seguito riassunta:

Livello Descrizione

m

0-1 Terreno

1-5.5 Inerti

5.5 Limi e argille

Da prove condotte nei pressi dell’area, rese pubbliche dalla regione Emilia Romagna (223140C022), si evince

che la falda sia presente alla profondità indicativa di 2 m circa, ma è possibile che essa subisca forti fluttuazioni

stagionali.


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MODELLO GEOTECNICO

Non essendo possibile condurre indagini geognostiche all’interno di un corpo di discarica, si considerano valori

cautelativi, riconducendo gli inerti a valori comparabili a ghiaie e sabbie non particolarmente consolidate.

Il modello geotecnico del sito può quindi essere così semplificato:

Livello Descrizione cu E

m t/m3 ° Kg/cm2 Kg/cm2

0-1 Terreno 1.8 15 0 30

1-5.5 Inerti 1.7 25 0 150

5.5 Limi e argille 1.8 0 0.6 50

ELEMENTI DI PROGETTAZIONE ANTISISMICA

La nuova normativa in materia sismica impone un approccio più attento relativamente alle azioni indotte da

eventi sismici di particolare entità, agenti sulla struttura degli edifici.

Tali eventi sismici sono in primo luogo descritti in termini di accelerazione di picco su sottosuolo rigido (PGA),

valore proposto in base alla nuova classificazione sismica nazionale, che distribuisce i vari comuni del territorio

nazionale in 4 categorie.


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Procedendo con le azioni di progetto si passa poi ai cosiddetti “effetti di sito”, che modificano l’azione sismica di

partenza, in base alla litologia dei depositi attraversati dalle onde sismiche prima di pervenire all’edificio di

progetto.

Le varie tipologie di sottosuolo sono discriminate sulla base delle velocità di propagazione delle onde S e sono

state raggruppate in 5 + 2 categorie.

Il valore indicativo di tali velocità è definito dalla media pesata su uno spessore di 30 m delle velocità misurate

vs,30. In alternativa si utilizzano dei parametri corrispondenti, meno significativi, rappresentati dal valore della

coesione non drenata cu o del numero di colpi NSPT.

Qui di seguito è mostrata la tabella di identificazione dei tipi di sottosuolo:

Descrizione del profilo stratigrafico Vs30 (m/s) NSPT Cu

(kPa)

A Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi Caratterizzati da Vs30 > 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m

> 800 - -

B

Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti Con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 360 e 800 m/s (oppure resistenza penetrometrica NSPT > 50, o coesione non drenata cu > 250 kPa)

360 – 800 > 50 > 250

C

Depositi di sabbie o ghiaie mediamente addensate o argille di media consistenza Con spessori variabili da diverse decine a centinaia di metri, caratterizzati da valori di Vs30 compresi tra 180 e 360 m/s (15 < NSPT < 50, 70 < cu < 250 kPa)

180 – 360 15 – 50 70 – 250

D Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivi da poco a mediamente consistenti Caratterizzati da valori di Vs30 < 180 m/s (NSPT < 15, cu < 70 kPa)

< 180 < 15 < 70

E

Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali Con valori di Vs30 simili a quelli dei tipi C o D e spessore compreso tra 5 e 20 m, giacenti su di un substrato di materiale più rigido con Vs30 > 800 m/s

S1

Depositi costituiti da, o che includono, uno strato spesso almeno 10 m di argille/limi di bassa consistenza, con elevato indice di plasticità (PI > 40) e contenuto d’acqua, caratterizzati da valori di Vs30 < 100 m/s (10 < cu < 20 kPa)

< 100 - 10 – 20

S2 Depositi di terreni soggetti a liquefazione, di argille sensitive, o qualsiasi altra categoria di terreno non classificabile nei tipi precedenti

In base alla tipologia di terreno di fondazione, l’Ordinanza dispone uno spettro di risposta elastico orizzontale

tipico, che individua la risposta della struttura dell’edificio ai movimenti impressi dal terreno.

Quindi dato un generico accelerogramma, è possibile calcolare i valori massimi Se delle accelerazioni indotte,

espresse in funzione dei periodi propri T dell’edificio, assegnato un valore limitato di coefficiente di smorzamento

.

In base alla classificazione sismica del sottosuolo, il terreno di studio ricade all’interno della classe C.


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PROFONDITÀ FONDALE, CARICO AMMISSIBILE E CEDIMENTI

Metodi di Calcolo

Nelle verifiche della portata del terreno sono state considerate le condizioni così come stabilite dalle N.T.C. 2008

Approccio 2. L’approccio 2 si basa sul concetto dei coefficienti di sicurezza parziali e considera una serie di

combinazioni (A1-M1-R3) che incrementano le azioni di progetto, lasciano invariati i singoli parametri

caratteristici del terreno e riducono il valore finale di resistenza.

Le verifiche condotte sono allo SLU (riferiti allo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dalla mobilitazione

della resistenza del terreno e al raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali che compongono la

fondazione stessa) e allo SLE (relativi agli spostamenti e alle distorsioni del terreno compatibilmente con i

requisiti prestazionali della struttura in elevazione).

Verifica al carico limite

Il rapporto fra il carico limite in fondazione e la componente normale della risultante dei carichi trasmessi sul

terreno di fondazione deve essere superiore a q. Cioè, detto Qu, il carico limite ed R la risultante verticale dei

carichi in fondazione, deve essere:

Qu / R >= q

Le espressioni di Hansen per il calcolo della capacità portante si differenziano a seconda della presenza o meno

di un terreno puramente coesivo (=0) e si esprimono nel modo seguente:

Caso generale

qu = cNcscdcicbcgc + qNqsqdqiqbqgq + 0.5B'Nsdibg

Caso di terreno puramente coesivo =0

qu = 5.14c(1+sc+dc-ic-bc-gc) + q

in cui dc, dq, d, sono i fattori di profondità; sc, sq, s, sono i fattori di forma; ic, iq, i, sono i fattori di inclinazione del

carico; bc, bq, b, sono i fattori di inclinazione del piano di posa; i fattori gc, gq g sono i fattori d'inclinazione del

pendio.

I fattori Nc, Nq, N sono espressi come:

Nq = etgKp


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Nc = (Nq - 1)ctg

N = 1.5(Nq - 1)tg

Caso di terreno stratificato

Le formule riportate precedentemente sono valide nel caso di un terreno che permane omogeneo in profondità.

Nel caso di terreno stratificato occorre mediare le caratteristiche che intervengono nelle suddette formule (angolo

di attrito, coesione, peso di volume, etc…). In tali operazioni di media, entrano in gioco solo gli strati interessati

dal potenziale cuneo di rottura che si sviluppa al di sotto della fondazione.

Verifica della portanza per carichi orizzontali (scorrimento)

Per la verifica a scorrimento lungo il piano di fondazione deve risultare che la somma di tutte le forze parallele al

piano di posa che tendono a fare scorrere la fondazione deve essere minore di tutte le forze, parallele al piano di

scorrimento, che si oppongono allo scivolamento, secondo un certo coefficiente di sicurezza. La verifica a

scorrimento sisulta soddisfatta se il rapporto fra la risultante delle forze resistenti allo scivolamento Fr e la

risultante delle forze che tendono a fare scorrere la fondazione Fs risulta maggiore di un determinato coefficiente

di sicurezza s

Eseguendo il calcolo mediante gli Eurocodici si può impostare s>=1.0

Fr / Fs >= s

Le forze che intervengono nella Fs sono: la componente della spinta parallela al piano di fondazione e la

componente delle forze d'inerzia parallela al piano di fondazione.

La forza resistente è data dalla resistenza d'attrito e dalla resistenza per adesione lungo la base della fondazione.

Detta N la componente normale al piano di fondazione del carico totale gravante in fondazione e indicando con f

l'angolo d'attrito terreno-fondazione, con ca l'adesione terreno-fondazione e con Br la larghezza della fondazione

reagente, la forza resistente può esprimersi come

Fr = N tg f + caBr

La Normativa consente di computare, nelle forze resistenti, una aliquota dell'eventuale spinta dovuta al terreno

posto a valle della fondazione. In tal caso, però, il coefficiente di sicurezza deve essere aumentato

opportunamente. L'aliquota di spinta passiva che si può considerare ai fini della verifica a scorrimento non può

comunque superare il 30 percento.

Per quanto riguarda l'angolo d'attrito terra-fondazione, f, diversi autori suggeriscono di assumere un valore di f

pari all'angolo d'attrito del terreno di fondazione.


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Calcolo delle tensioni indotte

Metodo di Boussinesq

Il metodo di Boussinesq considera il terreno come un mezzo omogeneo elastico ed isotropo. Dato un carico

concentrato Q, applicato in superficie, la relazione di Boussinesq fornisce la seguente espressione della tensione

verticale indotta in un punto P(x,y,z) posto alla profondità z:

3Qz3

qv = –––––––

2R5

dove R= (x2+y

2+z

2).

Per ottenere la pressione indotta da un carico distribuito, occorre integrare tale espressione su tutta l'area di

carico, considerando il carico Q come un carico infinitesimo agente su una areola dA. L'integrazione analitica di

questa espressione si presenta estremamente complessa specialmente nel caso di carichi distribuiti in modo non

uniforme. Pertanto si ricorre a metodi di soluzione numerica. Dato il carico agente sulla fondazione, si calcola il

diagramma delle pressioni indotto sul piano di posa della fondazione. Si divide l'area di carico in un elevato

numero di aree rettangolari, a ciascuna delle quali compete un carico dQ: la tensione indotta in un punto P(x,y,z),

posto alla profondità z, si otterrà sommando i contributi di tutte le aree di carico calcolati come nella formula di

Boussinesq.

Cedimenti della fondazione

Metodo Edometrico

Il metodo edometrico è il classico procedimento per il calcolo dei cedimenti in terreni a grana fina, proposto da

Terzaghi negli anni '20.

L'ipotesi edometrica è verificata con approssimazione tanto migliore, quanto minore è il valore del rapporto tra lo

spessore dello strato compressibile e la dimensione in pianta della fondazione. Il metodo risulta dotato di ottima

approssimazione anche nei casi di strati deformabili di grande spessore.

L'implementazione del metodo è espressa secondo la seguente espressione:

n i

H = ––––––– zi i=1 Eed,i

dove

è la tensione indotta nel terreno, alla profondità z, dalla pressione di contatto della fondazione;

Eed è il modulo elastico determinato attraverso la prova edometrica e relativa allo strato i-esimo;


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z rappresenta lo spessore dello strato i-esimo in cui è stato suddiviso lo strato compressibile e per il quale si

conosce il modulo elastico.

Risultati

Sulla base della parametrizzazione sopra descritta e considerando una platea di dimensioni 2.4 x 6 m impostata

in superficie, la portanza calcolata è pari a 1.26 mentre i cedimenti presunti sono pari a 0.38 cm, valore

accettabile.


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CONCLUSIONI

L’intervento oggetto di questa relazione consiste nella realizzazione di un campo fotovoltaico presso una

discarica in località Piangipane, Comune di Ravenna.

Dal punto di vista morfologico, l'area ricade all'interno di un'area pianeggiante, alla quota di 1.7 m s.l.m.

La falda è considerata presente alla quota di 2 m dal p.c. ma è possibile che essa risalga sensibilmente anche

solo per capillarità.

Dal punto di vista sismico, il terreno appartiene alla classe C.

Da quanto sopra accertato, l’intervento è realizzabile, occorre però attenersi ai seguenti consigli operativi:

1. per fondazioni indicative a platea di dimensioni 2.4 x 6 m circa appoggiate in superficie, la capacità portante

è pari a 1.26 kg/cm2 e affinché i requisiti normativi siano soddisfatti (Fs >=2.3) è bene che nelle varie

combinazioni il carico allo SLU non superi il valore di 0.54 kg/cm2; in termini di SLE è bene non superare il

carico di esercizio medio in condizioni statiche (in assenza di sisma, vento, neve...) di 0.40 kg/cm2;

2. affinché la verifica allo scorrimento sia soddisfatta è necessario non superare un carico laterale pari a

1270.82 kg;

Forlì, 20 Dicembre 2011

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