tipo di opera Sondaggi Indagine sismica n. 1 CPT: CPT8 sull argine Secchia in sinistra idraulica al Cavo Lama fino alla profondità di -13 m.s.l.m.

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1 ISO 9001: 2008 ISO 14001:2004

2 1) Premessa Con riferimento: - alla relazione geologica allegata al progetto preliminare redatta dallo studio Geo-Log a firma del Dott. Mario Mambrini redatta in Novembre 2012, che per l analisi diretta del sottosuolo ha incaricato la ditta Geoprogetti Srl con sede in Medolla (MO), titolare della concessione n del Ministero delle Infrastrutture e Trasporti per le prove geotecniche in situ, mentre per l indagine sismica lo studio C.G.A. di San Giovanni in Persiceto (BO), - all impianto di sollevamento irriguo sito immediatamente a monte ed in sinistra idraulica allo scaricatore del Cavo Parmigiana Moglia. La presente relazione geotecnica si propone di: a) descrivere le indagini e le prove geotecniche in sito, b) caratterizzare e modellare il terreno dal punto di vista geotecnico e sismico, c) verificare la sicurezza e le prestazioni delle opere da realizzare sopra descritte. Visto la ridotta entità dell opera in termini di carichi verticali e sismici, le verifiche geotecniche relative alla cabina elettrica verranno eseguite all interno del progetto esecutivo. a) Indagini geognostiche e sismiche effettuate tipo di opera Sondaggi Indagine sismica Impianto irriguo e cabina elettrica n. 1 CPT: CPT8 sull argine Secchia in sinistra idraulica al Cavo Lama fino alla profondità di -13 m.s.l.m. Tipo MASW linea sismica L1 I volumi significativi da indagare in termini di profondità delle indagini CPT sono stati rispettati. Nell ortofoto sottostante è evidenziata nel rettangolo blu la posizione dell impianto irriguo ed in marrone la cabina elettrica. 1

3 b) Successione stratigrafica, parametri geotecnici e classificazione sismica del suolo Si elenca il modello geotecnico inserito nel preliminare e adottato nel presente definitivo derivato dalla relazione geologica: Profondità dello strato da 22,00 a 5,00 m.s.l.m. da 5,00 m.s.l.m. in profondità Unità e litologia dello strato D- argilla parz. satura normalconsolidata A -Sabbia satura normalconsolidata Angolo di attrito interno [ ] Resistenza al taglio non drenata [kpa] Coesione efficace [kpa] Peso specifico [kn/mc] , ,50 Livello della falda: 16,50 m.s.l.m. Dal punto di vista sismico il terreno è inserito nella categoria C (tabella 3.2.II delle NTC 2008). 2

4 2) Verifica preliminare della sicurezza e delle prestazioni dell impianto irriguo Verranno eseguite le seguenti verifiche: - GEO - SLU e SLV di tipo geotecnico per quanto riguarda il collasso per carico limite dell insieme fondazione terreno, lo scorrimento ed il ribaltamento e SLE per i cedimenti, - UPL - SLU di tipo idraulico per quanto riguarda il sollevamento idraulico del manufatto. Il tipo di fondazione scelta è di tipo superficiale. Seguono i passaggi di verifica che esplicano la scelta progettuale adottata. Azioni di calcolo: i carichi permanenti oltre al peso proprio della struttura sono la presenza dell acqua sopra la fondazione avente altezza pari a 18,75 mslm e della falda posta a quota 16,50 mslm. Per quanto attiene i carichi variabili si sono considerati i carichi stradali di II categoria ed il peso della neve. Sono state eseguite anche le verifiche in presenza di sisma a(slv). Tipo di approccio SLU: 2 (A1+M1+R3). Si anticipano gli esiti delle verifiche: 2.1) SLU e SLV verifica EQU al ribaltamento Esito della verifica: soddisfatta. 2.2) SLU e SLV verifica GEO dello scorrimento della fondazione superficiale Esito della verifica: la verifica semplificata in questa sede non consente di tenere conto di alcuni aspetti che verranno approfonditi nella fase successiva di progettazione; ad esempio, considerando la sagoma reale del manufatto, si potrà considerare il contributo del la spinta passiva del terreno che in questa fase è stata omessa. 2.3) SLU verifica GEO della capacità portante della fondazione superficiale E stata verificato il collasso del terreno al di sotto della fondazione di progetto in condizioni non drenate che risulta essere più gravoso per i terreni argillosi. A favore di sicurezza non è stato considerato che si tratta di una fondazione in parte compensata. Esito della verifica: soddisfatta. 2.4) SLU verifica al galleggiamento UPL Si considera una quota d acqua a tergo del manufatto pari a 16,50 mslm e 15,00 in corrispondenza dell imbocco (canale vuoto). Esito della verifica: soddisfatta. 2.5) SLE verifica agli stati limite di esercizio mediante il calcolo dei cedimenti della fondazione superficiale Metodo di calcolo: Terzaghi per il calcolo del cedimento di consolidazione nel terreno argilloso. Esito della verifica: soddisfatta in quanto l entità del cedimento risulta essere compatibile con la struttura soprastante di progetto. 3

5 IMPIANTO IRRIGUO VERIFICHE SLU 4

6 IMPIANTO IRRIGUO - MANUFATTO CONTENENTE LE ELETTROPOMPE CARICHI PERMANENTI CALCOLO DEL PESO DEL MANUFATTO G1 - elementi in cemento armato in sezione A-A p.s. peso elemento numero lungh. [m.] altezza [m.] [kn/mc] [kn]/ml peso [kn] P , P P , P lunghezza manufatto m ,195 kn peso totale da P1 a P4 G1 - setti trasversali in c.a. non sezionati in sez. A-A elemento area [mq] spess. [m] numero p.s. [kn/mc] peso [kn] P P ,378 kn G2 - carico pseudostatico dell'acqua nella pompa carico dinamico da ciascuna pompa 200 kn numero pompe 4 P_pompa 800 kn G3 - peso idrostatico dell'acqua nel manufatto (livello a 18,75 mslm) lunghezza manufatto 12.5 m. spessore dei setti 0.5 m. numero dei setti 5 m. area trasversale Pw mq area trasversale Pw.2 24 mq p.s. acqua torbida 11 kn/mc Pw.1 1,527 kn Pw.2 2,640 kn G4 - spinta della terra Terreno - argilla limo γ t 18.5 KN/mc angolo di resistenza taglio φ'k 22 angolo di attrito interno parete-terreno δ k coesione - trascuro a favore di sicurezza 0 KN/mc altezza terra a tergo muro 7.1 m. Ka (Rankine) pari a λa Spinta attiva/ml - Paγ KN/m P6 - Spinta attiva totale 2,652 kn G5 - spinta della falda (16.50 mslm) altezza falda rispetto a O 2.1 m. p.s. acqua torbida 11 kn/mc Spinta da falda a ml kn/ml P8 - Spinta da falda totale 144 kn 5

7 CARICHI VARIABILI 1) carico dovute al carico variabile di II categoria posto a tergo dell'opera, ai sensi del C peso assi 480 kn numero di veicoli 1 area di influenza - base 3 m. area di influenza - larghezza 2.2 m. area di influenza 6.6 mq. Qik a mq kn/mq Qik 2727 kn considero anche il carico distribuito qik Q1 distribuito 7.2 kn/mq 270 kn P7 - Q1 totale (utilizzato per la verifica a ribaltamento e scorrimento) 2,997 kn BRACCI - CARICHI PERMANENTI rispetto ad O elemento braccio P m. P m. P m. P m. P m. P m. P pompa m. Pw m. Pw m. P7 - spinta 2.37 m. P8 0.7 m. BRACCI - CARICHI VARIABILI rispetto ad O elemento braccio Q m. 6

8 SLU - VERIFICHE GEO EQU - Verifica al ribaltamento combinazione EQU + M2 per il calcolo delle spinte da tabella 6.2.II γ M = γ φ 1.25 Tang dell'angolo di attrito/coefficiente parziale Angolo di attrito di progetto φd Coefficiente di spinta attiva Kad 0.53 Spinta attiva/ml KN/m applicata a 2.37 m. Spinta attiva totale 3,086 KN Effetto delle azioni E e resistenza R Rd 107,288 KN*m Rd / ml 8, KN*m/ml γ G 0.9 da tabella n.b. non ci sono i carichi variabili in quanto il loro coefficiente parziale è nullo se sono favorevoli (tabella 6.2.1) a favore di sicurezza non ho inserito il peso dell'acqua nella vasca anche se considerato permanente Ed 24,324 KN*m Ed / ml 1,946 KN*m/ml γq 1.5 da tabella γg per la spinta della terra 1.1 da tabella verificato in quanto Rd>Ed Verifica a scorrimento - approccio 2 - (A1-M1-R3) Scelta dei coefficienti parziali: tabella 6.2.II - parametri geotecnici γ M 1 quindi φd=φk tabella γ R 1.1 tabella 6.2.I - A1 γ G Fav./Sfav. tabella 6.2.I - A1 γ Q Fav./Sfav. Rd 3,222 KN Ed 8,131 KN Ed>Rd, SI VEDA NOTA A PAG. 2 relativa all approfondimento del calcolo per la verifica in fase esecutiva 7

9 Verifica di capacità portante della fondazione - approccio 2 - (A1-M1-R3) in condizioni non drenate Dimensioni della piastra di fondazione Base 16.5 m. Lunghezza 12.5 m. q - sovraccarico laterale: si considera a favore di sicurezza una altezza di terra 1.5 m. quindi: kpa Parametri geotecnici P.S. terreno - argilla limo γ t 18.5 KN/mc angolo di resistenza taglio φ'k 22 coesione non drenata Cu,k 58 kpa BRACCI - CARICHI PERMANENTI rispetto ad G platea elemento braccio P1 0 m. P2 4 m. P3 7.5 m. P4 1.9 m. P m. P m. P pompa 1.9 m. Pw1 1.9 m. Pw m. P7 - spinta 2.76 m. P8-falda 0.7 m. BRACCI - CARICHI VARIABILI rispetto ad G platea elemento braccio Q m. Azioni di calcolo Per quanto riguarda i pesi verticali si considerano tutte le forze G e Q combinate nello SLU Nd = γg*(g1+g2+g3)+γq1*q1+γq2*ψ02 Q2 18,666 KN Md = i precedenti carichi amplificati moltiplicati per i bracci rispetto a G - 17,202 KN*m ex = Md/Nd m B' corretta m sc Nc 5.14 q lim 396 KPA Q lim, d o Rd 31,527 KN verificato in quanto Rd>Ed 8

10 IMPIANTO IRRIGUO VERIFICHE UPL e SLE 9

11 SLE - verifica GEO per cedimenti Metodo di Terzaghi per il calcolo del cedimento di consolidazione Peso di volume del terreno 18.5 kn/mc Base fondazione m. Lunghezza fondazione 12.5 m. Strato di volume significativo (tutto in argilla e saturo) Ho 4.3 m. Pressione efficace alla prof. dello strato significativo 37 KPA Carico Q da SLE - combinazione quasi permanente kn Pressione q da SLE KPA Aumento di pressione efficace KPA Cc - indice di compressione - da letteratura 0.25 eo - indice dei vuoti - da letteratura Sc - cedimento per consolidazione 0.19 m. µ grafico di Skempton e Bjerrum, Sc - cedimento per consolidazione corretto 0.15 m. cedimento accettabile SLU - UPL - Verifica al galleggiamento Si considerano le seguenti quote idrometriche: _ quota tergo impianto pari alla falda _quota lato impianto 16.5 mslm 15 mslm Vinst,d - spinta idrodinamica B - larghezza manufatto 16.5 m. altezza d'acqua sullo spigolo di destra 2.1 m. altezza d'acqua sullo spigolo di sinistra 0 m. area mq p.s. acqua torbida 11 kn/mc v inst cal - spinta di UPL/ml KN/ml V inst,cal - spinta di UPL 2,382 KN coefficiente parziale γqi (tabella 6.2.III) 1.1 (considero l'acqua come azione permanente sfavorevole) Vinst,d 2,620 KN Gst,d - carico stabilizzante G1+G2 -azioni permanenti favorevoli date dal peso proprio 8,573 KN R - resistenza per attrito non considerata 0 KN coefficiente parziale γg (tabella 6.2.IV) 0.9 Gst,d 7,716 KN Verifica soddisfatta in quanto Gst,d > Vinst,d 10

12 IMPIANTO IRRIGUO VERIFICHE SLV 11

13 SLV - VERIFICHE GEO in presenza di sisma Calcolo dei parametri e delle forze sismiche ag/g categoria sismica del suolo C S T tabella 3.2.VI 1 S S tabella 3.2.V a max β tabella 7.11.II 0.24 Vn 50 anni Cu 1 T R anni V R 50 anni P VR SLV tabella 3.2.I 10.00% Parametri geotecnici angolo di resistenza taglio φ'k 22 da tabella 6.2.II γ M = γ φ 1.25 angolo di resistenza taglio φ'd angolo attrito terra - muro δ ( ) peso di volume del terreno KN/mc inclinazione paramento interno β ( ) 0 inclinazione terrapieno i ( ) 0 (Tang dell'angolo di attritok/coefficiente parziale) H - altezza muro 7.1 m. Kh Kv metodo di Mononobe - Okabe inclinazione risultante forza peso e forze di inerzia ϑ tan ϑ ϑ 1.64 comp. verticale verso il BASSO tan ϑ ϑ 1.69 componente verticale diretta verso l'alto Coefficiente di spinta attiva in condizioni dinamiche K AE K AE 0.01 componente verticale verso il basso K AE 0.01 componente verticale verso l'alto Spinta statica e dinamica insieme S AE 2.62 KN/m componente verticale verso il basso 12

14 S AE 2.55 KN/m componente verticale verso l'alto ai seguenti carichi gravitazionali G1 + G2 + G3 + Σ ψ2i ψ Qkj I valori dei predetti carichi sono: G1+G2+G3 12,037 KN Q1k 2,997 KN combinazione sismica G1 + G2 + P + E + Σ ψ2i ψ Qkj EQU - Verifica al ribaltamento Effetto delle azioni E e resistenza R Rd - momento stabilizzante con sisma rivolto verso l'alto 117,478 KN*m (1-kv) Rd - momento stabilizzante con sisma rivolto verso il basso 120,940 KN*m (1+kv) n.b. non ci sono i carichi variabili in quanto il loro coefficiente parziale è nullo se sono favorevoli (tabella 6.2.1) a favore di sicurezza non ho inserito il peso dell'acqua nella vasca anche se considerato permanente Ed - momento instabilizzante per sisma verso l'alto S AE 4 KN/m componente verticale verso l'alto S AE 55 KN ψ2i 0 dw - posizione baricentro sezione c.a m. stimato Ed 1,267 KN*m verificato in quanto Rd > di Ed Ed - momento instabilizzante per sisma verso il basso S AE 2.62 KN/m componente verticale verso il basso S AE 33 KN ψ2i 0 dw - posizione baricentro sezione c.a m. stimato Ed 1,214 KN*m verificato in quanto Rd > di Ed 13

15 Verifica a scorrimento Scelta dei coefficienti parziali: parametri geotecnici γ M 1.25 γ R 1 sisma verso l'alto Rd 3,492 KN Ed 425 KN è nullo l'apporto del carico variabile in quanto ψ 2=0 (per i ponti) verificato in quanto Rd>Ed sisma verso il basso Rd 3,595 KN Ed 426 KN è nullo l'apporto del carico variabile in quanto ψ 2=0 (per i ponti) verificato in quanto Rd>Ed La VERIFICA SLV per carico limite o di collasso non è eseguita in quanto in via preliminare si ritiene soddisfatta avendo le azioni variabili derivate dai carichi stradali coefficiente di combinazione pari a 0. 14