Prat. 13_011. Comune di Tavernola Bergamasca (Bergamo) SOMMARIO

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2 SOMMARIO 1 PREMESSA INQUADRAMENTO GEOGRAFICO QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO Disamina degli strumenti Considerazioni sulla fattibilità dell intervento MODELLO GEOLOGICO DEL SITO Inquadramento geomorfologico Inquadramento geologico Inquadramento idrografico e idrogeologico INDAGINI GEOGNOSTICHE Premessa Sondaggi meccanici a carotaggio continuo Sondaggio S Sondaggio S Prove S.P.T. in foro Monitoraggio piezometrico Prove penetrometriche dinamiche Caratteristiche delle prove Profondità raggiunta dalle prove e livelli litotecnici determinati Tromografie digitali Premessa Elaborazione prova TR Analisi della traccia Elaborazione prova TR Prove di permeabilità Lefranc Prova n. 1 (sondaggio S1) Prova n. 2 (sondaggio S2) MODELLO GEOTECNICO DEL SITO Caratterizzazione stratigrafica e litotecnica Parametrizzazione geotecnica Premessa tecnica Correlazioni geotecniche Attribuzione dei parametri RISPOSTA SISMICA E STABILITÀ DEL SITO

3 7.1 Zona sismica Parametri sismici puntuali Risposta sismica locale Amplificazione stratigrafica Amplificazione topografica Adeguatezza del sito di costruzione Adeguatezza del terreno di fondazione Liquefazione SINTESI DELLE CRITICITÀ RISCONTRABILI NEL SITO VERIFICHE DI STABILITÀ DEL PENDIO Verifiche dello stato di fatto Sezione A-A Sezione B-B Sezione C-C Sezione D-D Sintesi delle verifiche allo stato di fatto Verifica dello stato di progetto lungo la sezione G-G IMPIANTO FONDAZIONALE INDICAZIONI TECNICHE Sbancamenti Gestione delle acque Riempimento della conca lungo la sezione G-G Smaltimento delle acque meteoriche dimensionamento pozzi perdenti Portate in ingresso ai pozzi perdenti Portate in uscita dai pozzi perdenti Valutazione per lo studio dell area di indagine Caratteristiche realizzative dei pozzi perdenti CONCLUSIONI

4 1 PREMESSA Su incarico dell Impresa Sorosina s.r.l. e dell Ing. Angelo Malfer Poma è stata eseguita la presente indagine geologico-geotecnica, volta a caratterizzare i terreni interessati dalla realizzazione nuovo Piano di Lottizzazione in località Foppa. Il Piano comprende la realizzazione di edifici di varie dimensioni, suddivisi in una serie di lotti. È altresì prevista la realizzazione di strade di accesso, parcheggi e strutture accessorie. L indagine, in particolare, si rende necessaria in aderenza alle disposizioni normative in capo a: L.R. 11 marzo 2005 n. 12 e rispettivi criteri attuativi definiti con D.G.R. 22/12/05, n. 8/1566 Criteri ed indirizzi per la definizione della componente geologica, idrogeologica e sismica del piano di governo del territorio, in attuazione dell art. 57 della L.R. 11 marzo 2005, n. 12 e s.m.i. D.M. 14 gennaio 2008 Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni (pubblicato sulla G.U. n. 29 del 4 febbraio 2008 Supplemento Ordinario n. 30) e s.m.i. 3

5 2 INQUADRAMENTO GEOGRAFICO L area di progetto è sita nel territorio comunale di Tavernola Bergamasca (Bergamo), ed in particolare in località Bianica, sulla sponda idrografica destra del Torrente Rino. La quota di riferimento è compresa tra 330 m e 250 m s.l.m. circa. L esatta ubicazione dell area è visibile nello stralcio di C.T.R. in figura. Figura 1 - Corografia dell'area di studio 4

6 3 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO 3.1 Disamina degli strumenti Dalla disamina degli strumenti normativi di riferimento, eseguita al momento della redazione della relazione, è emerso che l area di intervento: secondo il Quadro del Dissesto P.A.I. Aggiornato, riportato in stralcio, è lambita da un area di frana quiescente (Fq) legata alla scarpata della Valle del Rino; Figura 2 - Stralcio del Quadro del Dissesto P.A.I. Aggiornato Cerchiata in rosso l area di progetto 5

7 secondo la Carta E1.g del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale, ricade nelle Aree prevalentemente inedificate nelle quali la compatibilità degli interventi di trasformazione territoriale è condizionata ad approfondimenti e studi di dettaglio di carattere idrogeologico e idraulico che accertino la propensione dell area all intervento proposto (art. 43); Figura 3 - Stralcio del Piano Territoriale di Coordinamento Provinciale (Carta E1.g) Cerchiata in verde l area di progetto 6

8 secondo la Carta dei Vincoli del P.G.T. comunale (Geo.Te.C., aprile 2010), ricade parzialmente all interno di un area di rispetto di una sorgente pubblica idropotabile, collocata nella Valle del Rino; Figura 4 - Stralcio della Carta dei Vincoli del P.G.T. (Geo.Te.C., aprile 2010) Cerchiata in rosso l area di progetto 7

9 secondo la Carta di Fattibilità Geologica del P.G.T. comunale (Geo.Te.C., aprile 2010), ricade nelle classi di fattibilità 2l (fattibilità con modeste limitazioni: aree con acclività da bassa a media), 3c (fattibilità con consistenti limitazioni: aree localmente interessate dalla presenza di fenomeni di degradazione o soliflusso) e 3d (fattibilità con consistenti limitazioni: aree con acclività da media ad elevata), e lambisce la classe 4 (fattibilità con gravi limitazioni); Figura 5 - Stralcio della Carta di Fattibilità Geologica del P.G.T. (Geo.Te.C., aprile 2010) Cerchiata in rosso l area di progetto 8

10 secondo la carta del vincolo idrogeologico ai sensi del R.D. 3267/23, consultabile sul SITER della Provincia di Bergamo e riportata in stralcio, non ricade in questo vincolo. Figura 6 - Stralcio della carta del vincolo idrogeologico (SITER della Provincia di Bergamo) Cerchiata in rosso l area di intervento 9

11 3.2 Considerazioni sulla fattibilità dell intervento Il sito non è interessato da nessun vincolo geologico o ambito di criticità ostativo nei confronti della realizzazione degli interventi di progetto. In particolare, si sottolinea l assenza di dissesti significativi interferenti con le opere di progetto. L intervento ricade interamente nelle classi di fattibilità 2 e 3 (fattibilità con modeste o consistenti limitazioni), ed è soltanto lambito dalla classe 4, legata alla presenza della scarpata della Valle del Rino ed esclusa dal Piano di Lottizzazione. Per la sottoclasse 2l, le Norme Geologiche di Piano prevedono che: 10

12 Per le sottoclassi 3c e 3d, invece, prevedono che: Gli approfondimenti geognostici del caso sono stati eseguiti e sono descritti nella presente relazione, anche in virtù della tipologia di opera: studio geologico generale, rilevamenti e sopralluoghi di campagna, rilevamento geomorfologico di dettaglio, recupero di indagini geotecniche eseguite in terreni prossimali o analoghi al sito di progetto, esecuzione di indagini geotecniche e geofisiche in sito, verifiche di stabilità dei pendii. 11

13 4 MODELLO GEOLOGICO DEL SITO 4.1 Inquadramento geomorfologico È stato eseguito un dettagliato rilevamento geomorfologico dell area oggetto d indagine, riportato nella Carta Geomorfologica di Dettaglio allegata e descritto nei paragrafi successivi. Il sito è costituito da un pendio mediamente acclive, prevalentemente prativo, morfologicamente articolato e in parte terrazzato. L area di lottizzazione è delimitata a sud da Via Bianica e da una serie di abitazioni, mentre a nord si chiude in corrispondenza del brusco ciglio di scarpata che segna in modo molto netto il bordo destro della Valle del Rino. I processi morfogenetici più significativi che hanno determinato il modellamento del paesaggio di questo comparto territoriale sono essenzialmente legati alla dinamica di versante, alla dinamica delle acque superficiali, al glacialismo quaternario ed al carsismo. La dinamica di versante è responsabile dei dissesti che punteggiano il territorio, e del modellamento generale dei pendii per l azione della gravità. La dinamica delle acque superficiali è responsabile dell escavazione delle valli, in primo luogo la Valle del Rino. Il glacialismo quaternario si è esplicato principalmente con la deposizione di depositi glaciali lungo i versanti ad opera del grande ghiacciaio camuno, nonché con il rimodellamento di numerose morfologie. Il ripiano su cui sorgerà il Piano di 12

14 Lottizzazione è in effetti costituito da depositi glaciali derivanti proprio da questi processi. Il carsismo, infine, ha agito sulle rocce carbonatiche determinando la loro alterazione, che avviene generalmente ad organi geologici (alternanze di tasche limoso-argillose anche plurimetriche con pinnacoli di roccia sana). L impronta antropica è notevole, a causa dell elevata urbanizzazione del sito. Entrando nel merito del rilevamento eseguito, sono stati riscontrati i seguenti elementi degni di nota: Due modeste frane attive puntiformi lungo la scarpata che digrada verso il fondovalle del Rino. Si tratta di fenomeni localizzati, dovuti all elevata acclività del pendio. Alcuni orli di scarpata di vario tipo, generalmente dovuti a rotture di pendenza di origine strutturale oppure a fenomeni erosivi più o meno localizzati. Un orlo di erosione torrentizia inattivo, ben marcato, che segna il ciglio della scarpata spondale del Rino. L incisione, molto profonda, è decisamente antica, e l orlo non è più interessato da fenomeni erosivi spondali alla quota a cui si trova attualmente. Una piccola faglia che disloca il substrato roccioso, trasversale al Torrente Rino, non interferente con le opere. Una sorgente con manufatto di raccolta artigianale, lungo la scarpata del Rino. Un canale di adduzione, lungo la scarpata del Rino. Una serie di terrazzamenti antropici nella parte alta del ripiano. Alcuni altri elementi minori di origine antropica. 13

15 Figura 7 La profonda incisione della Valle del Rino è ben evidenziata dalla scarpata spondale sinistra (lato opposto rispetto all area di intervento), caratterizzata da elevata acclività con tratti subverticali 14

16 4.2 Inquadramento geologico L area si inquadra nell ambito territoriale del Sebino Bergamasco, caratterizzato dalla presenza di formazioni triassiche e giurassiche localmente coperte da depositi superficiali quaternari di varia origine. L area di intervento, nella fattispecie, si colloca sull unità stratigrafica nota come Calcare di Domaro (38). L unità è costituita da calcari micritici grigi con liste di selce nocciola, a stratificazione decimetrica planare, con intercalazioni di argilliti grigio-verdi e localmente di calcareniti-ruditi. Nella parte medio-superiore, vi sono frequenti intercalazioni di marne verdi e rossastre, localmente in lenti potenti associate a calcari marnosi rossastri, a volte nodulari. In zone di paleoalto, vi sono successioni ridotte con calcari marnosi rossastri a stratificazione nodulare e diffuse ammoniti. Figura 8 - Stralcio della Carta Geologica della Provincia di Bergamo Cerchiata in bianco l area di progetto Da un punto di vista tettonico, non si rilevano lineamenti strutturali tali da interferire direttamente con le opere di progetto. 15

17 Di fatto, a seguito del rilevamento geologico e geomorfologico effettuato nel sito, si è stabilito che: Il substrato roccioso (Calcare di Domaro) affiora soltanto sulla ripida scarpata che conduce verso il fondovalle del Torrente Rino, al margine nord dell area di intervento. Il ripiano morfologico su cui sorgerà il Piano di Lottizzazione è in massima parte costituito da depositi glaciali (till), appartenenti probabilmente al Complesso dell Oglio, benché non segnalati dalla Carta Geologica della Provincia di Bergamo. Questi depositi dovrebbero avere spessori compresi tra i 12 m e i 15 m (sulla scorta di informazioni di bibliografia e delle indagini geognostiche eseguite). I depositi glaciali sono generalmente sciolti, ma in alcune zone si presentano cementati. In sostanza si tratta di diamicton massivi a supporto di matrice, con clasti provenienti dall alta Val Camonica. 16

18 Figura 9 - Depositi glaciali cementati nell area di intervento Figura 10 - Depositi glaciali sciolti nell'area di intervento 17

19 Figura 11 - Affioramento di substrato roccioso calcareo lungo la scarpata che conduce al fondovalle del Torrente Rino 18

20 4.3 Inquadramento idrografico e idrogeologico L elemento idrografico più vicino è la Valle del Rino, che scorre comunque circa 50 m a nord del sito e a considerevole dislivello altimetrico, senza comportare nessuna interferenza diretta (esondazione) con le opere di progetto. Eventuali interferenze indotte (erosioni spondali, ecc.) sono fortemente limitate dal fatto che l alveo del Rino è interamente in roccia. Dal punto di vista idrogeologico, è segnalata una sorgente pubblica idropotabile nel fondovalle del Rino, la cui area di rispetto interferisce con una parte del Piano di Lottizzazione. Di conseguenza, per tale settore del P.L. dovranno essere rispettate le norme dell art. 94 del D.Lgs. 152/2006 relative alle attività consentite e vietate. È stata rilevata inoltre, durante i sopralluoghi in sito, una modesta sorgente sulla scarpata che conduce al fondovalle del Rino, raccolta con un manufatto artigianale. Figura 12 Modesta sorgente lungo la scarpata che digrada verso il Torrente Rino 19

21 Per quanto attiene alla conducibilità idraulica dei terreni, si faccia riferimento alle prove eseguite e riportate nei capitoli successivi. In considerazione dell acclività del pendio, pur se modesta, non sussiste la possibilità che si verifichino modesti ristagni idrici superficiali. 20

22 5 INDAGINI GEOGNOSTICHE 5.1 Premessa Per la caratterizzazione dei terreni oggetto di intervento, finalizzata a delineare l assetto stratigrafico e le caratteristiche litotecniche dei terreni interessati dal progetto, sono state eseguite le seguenti indagini geognostiche e geofisiche: CODICI TIPOLOGIA NUMERO CARATTERISTICHE Meccanici a carotaggio continuo con S Sondaggi 2 piezometri, prove S.P.T. in foro e prove di permeabilità in foro SPT Prove S.P.T. in foro 8 Nei sondaggi S1 e S2 PZ Monitoraggio piezometrico 1 Letture mediante freatimetro PSP Prove penetrometriche Penetrometro superpesante Pagani TG 11 dinamiche (DPSH) PM Prove penetrometriche dinamiche (DPM) 1 Penetrometro medio Sunda DPM 30 TR Tromografie digitali 2 Eseguite con Tromino Figura 13 Tabella riassuntiva delle indagini geognostiche eseguite nel sito di progetto Le indagini geotecniche e geofisiche così eseguite hanno permesso di ricostruire un indicativa stratigrafia dei terreni attraversati, attribuendo a ciascun livello di terreno riconosciuto i parametri geotecnici più significativi; i valori derivati dalle prove penetrometriche sono stati normalizzati alle N SPT, anche tenendo conto dello specifico contesto litotecnico del sito. L esatta ubicazione delle indagini geognostiche e geofisiche eseguite è visibile nella Tavola 1 allegata (Ubicazione indagini geognostiche). 21

23 5.2 Sondaggi meccanici a carotaggio continuo I sondaggi meccanici a carotaggio continuo consentono una visione diretta del sottosuolo grazie all estrazione delle carote di terreno o roccia. Si tratta pertanto delle indagini geognostiche più significative per quanto concerne la valutazione stratigrafica e litotecnica dei depositi. Inoltre, i fori di sondaggio vengono utilizzati anche per l esecuzione di prove S.P.T. e per l installazione di piezometri, che consentono di effettuare periodiche misure della soggiacenza dell acqua nel sottosuolo. In sintesi, sono stati eseguiti n. 2 sondaggi (S1-S2) nel sito di intervento. Durante le operazioni di carotaggio è stata utilizzata acqua per l infissione del rivestimento a mantenimento della stabilità delle pareti del foro e per il raffreddamento e la pulizia degli utensili di taglio. Le perforazioni sono state spinte sino a profondità di 10,00 m dal piano di campagna. Di seguito sono allegate le stratigrafie di sondaggio, derivate direttamente dalla descrizione delle carote in cantiere, nonché le fotografie di tutte le cassette catalogatrici. 22

24 5.2.1 Sondaggio S1 Il sondaggio S1 ha evidenziato la seguente stratigrafia: 0-10,00 m Diamicton massivo con abbondante matrice fine. Clasti prevalentemente carbonatici, alcuni terrigeni (Verrucano Lombardo), di provenienza dell Alta Val Camonica, prevalentemente spigolosi. Colore da bruno chiaro a grigiobiancastro. Figura 14 Posizione del sondaggio S1 23

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26 5 0 Figura 15 - Sondaggio S1 cassetta 1 (0-5 m) 24

28 5.2.2 Sondaggio S2 Il sondaggio S2 ha evidenziato la seguente stratigrafia: 0-4,10 m Terreno di riporto. 4,10-5,80 Limo con sabbia e ghiaia, bruno, plastico, con ciottoli centimetrici sparsi. 5,80-10,00 m Ghiaia e sabbia grigiastra, con clasti prevalentemente spigolosi. Figura 17 Posizione del sondaggio S2 26

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32 5.3 Prove S.P.T. in foro Nei fori di sondaggio sono state effettuate alcune prove S.P.T., che hanno fornito i seguenti risultati: SONDAGGIO S1 N. PROFONDITÀ N 1 N 2 N 3 N SPT PROVA [m] SPT1_1 1,50 30 > 50 - > 50 SPT1_2 3, > 50 SPT1_3 4,50 24 > 50 - > 50 SPT1_4 6,00 > > 50 Figura 20 - Prove S.P.T. nel foro S1 SONDAGGIO S2 N. PROFONDITÀ N 1 N 2 N 3 N SPT PROVA [m] SPT2_1 1, SPT2_2 3, SPT2_3 5, SPT2_4 6,00 > > 50 Figura 21 - Prove S.P.T. nel foro S2 29

33 Le prove sono molto diverse tra loro da un sondaggio all altro. Nel sondaggio S1, che è privo di terreno di riporto, i valori di N SPT sono molto alti (> 50) sin dai primissimi metri, e permangono elevati a tutte le profondità di esecuzione delle prove S.P.T. Nel sondaggio S2, invece, la presenza di circa 4,00 m di riporto e poi di un ulteriore spessore di limo comporta valori di N SPT medio-bassi per i primi 5,00 m circa, per poi tornare a valori elevati (> 50) una volta rientrati nel depositi grossolano. 30

34 5.4 Monitoraggio piezometrico Nei fori di sondaggio S1 ed S2 sono state effettuate alcune misure piezometriche immediatamente dopo l esecuzione dei sondaggi. Queste misure hanno, per il momento, escluso la presenza di acqua. Si consiglia di eseguire alcune misure aggiuntive nelle prossime settimane, distanziate tra loro nel tempo (in attesa dell inizio dei lavori), in modo da valutare l eventuale presenza di acqua con diversi regimi meteorici (periodi piovosi e periodi asciutti). In caso di rinvenimento di acqua si potranno valutare le eventuali soluzioni da adottare caso per caso. 31

35 5.5 Prove penetrometriche dinamiche Caratteristiche delle prove Le prove penetrometriche dinamiche da PSP1 a PSP9 e da PSP11 a PSP12 sono state eseguite ove consentito dalla logistica mediante penetrometro superpesante statico/dinamico Pagani TG , con maglio del peso di 63,50 kg ed altezza di caduta pari a 75 cm. I dati tecnici del penetrometro possono essere così riassunti: Diametro delle aste : 34 mm Diametro dei rivestimenti : 48 mm Punta conica diametro : 50,8 mm Conicità : 90 Peso del maglio : 63,50 kg Altezza di caduta (volata) : 75 cm La prova penetrometrica dinamica PM10 è stata eseguita mediante penetrometro dinamico medio Sunda, con maglio del peso di 30 kg ed altezza di caduta pari a 20 cm, stante l impossibilità di accedere all area con il penetrometro superpesante. I dati tecnici del penetrometro medio possono essere così riassunti: Punta conica diametro : 35,70 mm Conicità : 60 Peso del maglio : 30,00 kg Altezza di caduta (volata) : 20,00 cm 32

36 Nei tabulati allegati sono riportati: 1. La planimetria relativa all ubicazione delle prove eseguite (cfr. Tavola 1 allegata). 2. Le tabelle dei numeri di colpi necessari all avanzamento della punta penetrometrica nel terreno. 3. I diagrammi indicanti il numero dei colpi necessari all avanzamento della punta penetrometrica e la relativa resistenza dinamica. Per la trattazione teorica dei metodi di calcolo ed interpretazione delle prove penetrometriche si rimanda alla bibliografia specifica. 33

37 5.5.2 Profondità raggiunta dalle prove e livelli litotecnici determinati La profondità esatta raggiunta dalla prova penetrometrica dinamica è indicata nella seguente tabella: N. PROVA PROFONDITÀ RAGGIUNTA [m] ASTE BAGNATE [m] PSP1 3,00 No PSP2 3,40 No PSP3 4,40 No PSP4 3,80 No PSP5 3,80 No PSP6 8,60 No PSP7 4,60 No PSP8 3,20 No PSP9 3,00 No PM10 2,90 No PSP11 5,40 No PSP12 5,60 No Figura 22 - Profondità raggiunta dalle prove penetrometriche dinamiche Il rifiuto all avanzamento della punta penetrometrica è imputabile al raggiungimento di un livello litotecnico o molto addensato in tutti i casi. Le prove sono paragonabili tra loro, e possono essere suddivise in due gruppi. Le prove da PSP1 a PSP5, PSP8, PSP9 e PM10 evidenziano sin da subito un orizzonte ad addensamento rapidamente crescente con la profondità. Le prove PSP6, PSP7, PSP11 e PSP12, invece, denotano un primo orizzonte poco addensato e di discreto 34

38 spessore (attribuibile in alcune zone alla coltre di riporto, in altre alla coltre di alterazione naturale), al quale segue poi lo strato più addensato di cui alle altre prove. Durante l esecuzione delle prove penetrometriche non è stata rinvenuta la presenza di acqua. 35

39 5.6 Tromografie digitali Premessa Nell area in esame sono state effettuate n. 2 registrazioni di simica passiva a stazione singola mediante tromografo digitale (TR1-TR2), che hanno fornito risultati abbastanza simili tra loro. I grafici e le note che seguono fanno riferimento alle due prove eseguite. Figura 23 - Ubicazione delle tromografie (arancio) 36

40 5.6.2 Elaborazione prova TR Indicazioni generali Strumento: Tromino Zero 3G Frequenza di campionamento: 128 Hz Data registrazione: 12/04/2013 Durata della registrazione: Terreno di misura: riporto Accoppiamento suolo strumento: piedini lunghi Orientamento dello strumento: Nord Est, parallelo alla scarpata Condizioni meteorologiche durante la misura: pioggia forte Lunghezza finestre: 20 s Tipo di lisciamento: Triangular window Lisciamento: 10% Analisi della traccia 37

41 Figura 24 Serie temporale H/V La figure precedenti riportano la stabilità temporale della curva H/V durante la misura e successivamente alla rimozione del disturbo. Le tre finestre evidenziate in nero verticalmente rappresentano l operazione di pulizia eseguita sulla traccia. Tale operazione è preliminare a qualsiasi tipo di modellazione. Figura 25 - Spettri delle singole componenti 38

42 Interpretazione Figura 26 - H/V sperimentale & H/V sintetico Figura 27 - Andamento delle Vs con la profondità 39

43 Spessore (m) Vs (m/s) Rapporto di Poisson 4, ,42 19, , ,42 Vs = 738 m/s La registrazione effettuata evidenzia due picchi alle frequenze di 25 Hz e tra i 8 e 9 Hz. Il primo picco corrisponde al contatto tra il riporto, a bassa velocità, e i sottostanti terreni in posto. La registrazione può essere ragionevolmente interpretata con un modello che prevede un progressivo aumento della Vs con la profondità, senza discontinuità sismiche particolarmente nette, come accade nelle stratigrafie caratterizzate da frequenti variazioni litologiche quali possono essere quelle costituiti da depositi glaciali, come nel caso in esame. I dati di sondaggio, peraltro, confermano questa ipotesi. La V S30 calcolata a partire dal piano campagna è pari 738 m/s, e questo permette di attribuire il suolo alla categoria sismica B. 40

44 5.6.4 Elaborazione prova TR Indicazioni generali Strumento: Tromino Zero 3G Frequenza di campionamento: 128 Hz Data registrazione: 12/04/2013 Durata della registrazione: Terreno di misura: naturale Accoppiamento suolo strumento: piedini lunghi Orientamento dello strumento: Nord Est, parallelo all andamento del dosso morfologico Condizioni meteorologiche durante la misura: pioggia intermittente Lunghezza finestre: 20 s Tipo di lisciamento: Triangular window Lisciamento: 10% Analisi della traccia 41

45 Figura 28 Serie temporale H/V La figure precedenti riportano la stabilità temporale della curva H/V durante la misura e successivamente alla rimozione del disturbo. Le tre finestre evidenziate in nero verticalmente rappresentano l operazione di pulizia eseguita sulla traccia. Tale operazione è preliminare a qualsiasi tipo di modellazione. Figura 29 - Spettri delle singole componenti 42

46 Interpretazione Figura 30 - H/V sperimentale & H/V sintetico Figura 31 - Andamento delle Vs con la profondità Spessore (m) Vs (m/s) Rapporto di Poisson 0, ,42 5, , ,42 Vs = 388 m/s 43

47 La registrazione effettuata evidenzia tre picchi: il primo si colloca tra i 30 e i 40 Hz; il secondo tra 20 e 30 Hz, il terzo appena sopra i 10 Hz. Il primo picco corrisponde al contatto tra il suolo superficiale, a bassissima velocità, e i sottostanti terreni in posto. I picchi successivi corrispondono a discontinuità sismiche probabilmente dovute al diverso grado di consolidazione o cementazione dei depositi glaciali: la gradualità del cambiamento di questi parametri è supportata dal fatto che i due picchi appaiono meno marcati rispetto al primo. Anche in questo caso la registrazione può essere ragionevolmente interpretata con un modello che prevede un progressivo aumento della Vs con la profondità, senza discontinuità sismiche particolarmente nette. Il sondaggio S1, poco lontano dal punto di registrazione, evidenzia infatti la presenza di una sola litologia di depositi glaciali: questo fatto è compatibile con la presenza di picchi non molto marcati, fatta eccezione per il primo, che separa la coltre di alterazione superficiale dai depositi glaciali più consolidati. La V S30 calcolata a partire dal piano campagna è pari 388 m/s, e questo permette di attribuire il suolo alla categoria sismica B. 44

48 5.7 Prove di permeabilità Lefranc In ognuno dei due fori di sondaggio S1 ed S2 è stata realizzata n. 1 prova di permeabilità Lefranc. La prove consiste nell immissione di un quantitativo d acqua nel foro e nella misura dell abbassamento del livello ad intervalli di tempo predefiniti (da 0 a 50 minuti). Elaborando i dati di abbassamento in funzione dei tempi mediante un foglio di calcolo, è possibile pervenire alla permeabilità dei terreni nel tratto di sondaggio interessato dall esecuzione della prova Prova n. 1 (sondaggio S1) I dati usati per l elaborazione sono così riassumibili: Livello stabilizzato dell acqua all inizio della prova: quota boccaforo (0 m) Sporgenza della testa del tubo di rivestimento dal p.c.: 0,10 m Diametro del tratto di prova: 101 mm Profondità del rivestimento dal p.c.: 3,00 m Profondità del foro dal p.c.: 3,50 m Spessore del tratto di prova: 0,50 m Coefficiente di forma (da Cestari): 0,50 m 45

49 Dalle elaborazioni eseguite emerge che la conducibilità idraulica per il tratto di terreno in cui è stata eseguita la prova Lefranc è pari a: k = 6,18x10-6 m/s valore compatibile con le miscele di sabbie e limi, che possono ben rappresentare i depositi glaciali, costituiti da diamicton in cui la frazione fine è generalmente preponderante e più pervasiva rispetto a quella grossolana Prova n. 2 (sondaggio S2) I dati usati per l elaborazione sono così riassumibili: Livello stabilizzato dell acqua all inizio della prova: quota boccaforo (0 m) Sporgenza della testa del tubo di rivestimento dal p.c.: 0,30 m Diametro del tratto di prova: 101 mm Profondità del rivestimento dal p.c.: 4,50 m Profondità del foro dal p.c.: 5,00 m Spessore del tratto di prova: 0,50 m Coefficiente di forma (da Cestari): 0,50 m Dalle elaborazioni eseguite emerge che la conducibilità idraulica per il tratto di terreno in cui è stata eseguita la prova Lefranc è pari a: k = 1,07x10-6 m/s ancora valore compatibile con le miscele di sabbie e limi, che, come già detto, possono ben rappresentare i depositi glaciali, costituiti da diamicton in cui la frazione fine è generalmente preponderante e più pervasiva rispetto a quella grossolana. 46

50 PROVE DI PERMEABILITÀ - METODO LEFRANC A CARICO VARIABILE Località Tavernola Bergamasca Data 25/03/2013 SONDAGGIO PROVA S1 K1 Profondità del foro da p.c. Sporgenza della testa del tubo di rivestimento dal p.c. Lunghezza del tratto di foro scoperto dal rivestimento Profondità del rivestimento da p.c. Diametro esterno del tubo di rivestimento Diametro del tratto di foro in prova Livello stabilizzato dell'acqua all'inizio della prova Area di base Coefficiente di forma dipendente dalla configurazione geometrica 3.5 [m] 0.1 [m] 0.5 [m] 3 [m] 127 [mm] 101 [mm] Boccaforo [-] [m 2 ] 0.5 [m] Tempo Livello da bocca foro Altezza livello da fondo foro Permeabilità k [min] [s] [m] [m] [m/s] E E E E E E E E E E E E E E E E-06 Permeabilità media 6.18E-06 [m/s] GEA S.n.c. di Sergio Ghilardi & c. - Via Tezze, 1/A RANICA (BG) Tel e Fax gea@mediacom.it

51 PROVE DI PERMEABILITÀ - METODO LEFRANC A CARICO VARIABILE Località Tavernola Bergamasca Data 25/03/2013 SONDAGGIO PROVA S2 K1 Profondità del foro da p.c. Sporgenza della testa del tubo di rivestimento dal p.c. Lunghezza del tratto di foro scoperto dal rivestimento Profondità del rivestimento da p.c. Diametro esterno del tubo di rivestimento Diametro del tratto di foro in prova Livello stabilizzato dell'acqua all'inizio della prova Area di base Coefficiente di forma dipendente dalla configurazione geometrica 5 [m] 0.3 [m] 0.5 [m] 4.5 [m] 127 [mm] 101 [mm] Boccaforo [-] [m 2 ] 0.5 [m] Tempo Livello da bocca foro Altezza livello da fondo foro Permeabilità k [min] [s] [m] [m] [m/s] E E E E E E E E E E E E E E-07 Permeabilità media 1.07E-06 [m/s] GEA S.n.c. di Sergio Ghilardi & c. - Via Tezze, 1/A RANICA (BG) Tel e Fax gea@mediacom.it

52 6 MODELLO GEOTECNICO DEL SITO 6.1 Caratterizzazione stratigrafica e litotecnica Dalle osservazioni di terreno effettuate, dai risultati delle indagini geognostiche eseguite, dalla consultazione della bibliografia disponibile e dall esperienza maturata dallo scrivente in terreni prossimali al sito di intervento, è possibile delineare la seguente situazione stratigrafica: PROFONDITÀ Da 0 a 4,00 m circa (ove presente) Livello poco addensato LITOLOGIA Terreno di riporto e/o coltre di alterazione naturale Oltre 4,00 m circa Livello da mediamente a ben addensato Diamicton massivi Depositi glaciali compatti Oltre 15,00 m circa? Substrato roccioso Figura 32 - Stratigrafia del sito in esame 47

53 Il primo livello non è ubiquitariamente presente. Nella maggior parte delle prove penetrometriche, infatti, esso è talmente sottile da essere di fatto trascurabile. Laddove individuato, è ascrivibile, a seconda dei punti, o a terreno di riporto (trovato nel sondaggio S1 ed evidenziato da alcune morfologie), o alla coltre superficiale di alterazione naturale (suolo), o ad entrambi i depositi. Il secondo livello è costituito da diamicton compatti che sono, in effetti, depositi glaciali (till) connessi alla dinamica quaternaria del ghiacciaio camuno, in particolare ad una lingua glaciale penetrata all interno della Valle del Rino durante le fasi di avanzata. Si tratta di depositi a varia granulometria, anche con blocchi di una certa dimensione, prevalentemente spigolosi, poligenici, sia autoctoni che alloctoni. Nell area affiorano, a tratti, anche depositi glaciali cementati, paragonabili per comportamento geomeccanico a dei conglomerati. Il contatto con il sottostante substrato roccioso (affiorante nella Valle del Rino) non è noto, in quanto non è stato riscontrato né nelle perforazioni di sondaggio, né tanto meno nelle prove penetrometriche dinamiche. Utilizzando dati di bibliografia 1 e sulla base delle evidenze di terreno, si può stimare che i depositi glaciali abbiano spessori ragionevolmente attorno ai 15 m, profondità a cui si potrebbe verosimilmente, quindi, rinvenire il tetto del substrato roccioso, e più precisamente l orizzonte regolitico. 1 Geo.TE.C. Studio Associato, Componente geologica, idrogeologica e sismica del P.G.T., aprile 2010 (profili di V S da indagini ReMi) 48

54 6.2 Parametrizzazione geotecnica Premessa tecnica L Eurocodice 7: "Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules", introduce il concetto dei valori caratteristici dei parametri geotecnici. Il valore caratteristico, inteso come una stima cautelativa del parametro che influenza l insorgere dello stato limite in considerazione, dovrà essere utilizzato in qualsiasi tipo di verifica geotecnica, che si tratti di SLU (stati limite ultimi ovvero potenziale presenza di una superficie di rottura) o di SLE (stati limite di esercizio ossia deformazioni di tipo elastico o di consolidazione a prescindere dallo stato di rottura). L EC7, al punto (P), definisce quanto segue: Il valore caratteristico di un parametro geotecnico sarà scelto come una stima cautelativa del valore che influenza l insorgere dello stato limite I punti salienti della definizione sono i seguenti: Stima cautelativa: si tratta di una stima (il vocabolo prende in considerazione l incertezza esistente in geotecnica dovuta alla notevole variabilità delle proprietà dei depositi nonché all incertezza dovuta alle informazioni non complete generalmente a disposizione tramite prove in situ e di laboratorio), che deve essere a favore della sicurezza. Valore che influenza l insorgere dello stato limite: il valore caratteristico è in funzione dello stato limite considerato, ad esempio la rottura del terreno al collasso verticale della fondazione. Se esaminiamo, invece della rottura al collasso verticale, la rottura allo slittamento, il valore del parametro geotecnico sarà generalmente diverso. 49

55 Definire il valore caratteristico significa pertanto scegliere il parametro geotecnico che influenza il comportamento del terreno in quel determinato stato limite, ed adottarne un valore, o stima, a favore della sicurezza. Si pone in evidenza che l unica metodologia delineata dall EC7 per la definizione dei valori caratteristici è di natura statistica, anche se questa non è resa obbligatoria per gli stati membri. Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato. 1. Una stima cautelativa del valore medio è una selezione del valore medio del limitato insieme dei valori del parametro geotecnico, con un livello di confidenza del 95%. 2. Dove l analisi riguarda una rottura locale, una stima cautelativa del low value è il 5 percentile. Occorre considerare tra l altro se esiste compensazione spaziale o strutturale valutando le fluttuazioni dei parametri. In sintesi, all interno di uno strato omogeneo e dello spessore di influenza dello stato limite considerato, valgono le seguenti regole: A. Se esiste compensazione spaziale (volume interessato dallo stato limite, o suo spessore in una dimensione, significativamente maggiore della lunghezza delle fluttuazioni nei parametri di resistenza del terreno), allora il valore caratteristico corrisponde al 5 percentile della media ed è generalmente non molto distante dalla media stessa. B. Se esiste compensazione strutturale (fondazioni sufficientemente rigide tali da distribuire le sollecitazioni omogeneamente sul terreno), allora il valore caratteristico è lo stesso del precedente caso A. 50

56 C. Se non esiste compensazione strutturale, né compensazione spaziale, allora il valore caratteristico è il 5 percentile della distribuzione statistica del campione, ed è generalmente piuttosto distante dalla media Correlazioni geotecniche Nel caso in oggetto, i dati disponibili derivano dalle prove penetrometriche dinamiche e dalle prove S.P.T. in foro di sondaggio. Per utilizzare i parametri di entrambe le indagini, i valori del numero dei colpi delle prove penetrometriche è stato trasformato in N SPT, secondo la procedura di seguito descritta Correlazione con N SPT delle prove penetrometriche Poiché la prova penetrometrica standard (S.P.T.) rappresenta, ad oggi, uno dei mezzi più diffusi ed economici per ricavare informazioni dal sottosuolo, la maggior parte delle correlazioni esistenti riguardano i valori del numero di colpi N SPT ottenuto con la suddetta prova; pertanto si presenta la necessità di rapportare il numero di colpi di una prova dinamica con N SPT. Il passaggio viene dato da: N SPT = t N Dove: t Q Q SPT in cui Q è l energia specifica per colpo e Q SPT è quella riferita alla prova S.P.T. 51

57 L energia specifica per colpo viene calcolata come segue: Q 2 M H A M M ' in cui: M = peso massa battente; M = peso aste; H = altezza di caduta; A = area base punta conica; = passo di avanzamento. Si ricava quindi un coefficiente di correlazione N SPT pari a: Coeff. Corr. N SPT 1,489 (DPSH) 0,766 (DPM) Determinazione dei parametri geotecnici Una volta eseguita tale trasformazione sono stati stimati i parametri geotecnici di riferimento per gli strati omogenei individuati. Le correlazioni utilizzate per la stima dei principali parametri sono quelle più adatte al contesto litologico del sito tra le seguenti: 52

58 A - Correlazioni geotecniche terreni incoerenti Correzione N SPT in presenza di falda N SPT corretto = (N SPT - 15). N SPT è il valore medio nello strato. La correzione viene applicata in presenza di falda solo se il numero di colpi è maggiore di 15 (la correzione viene eseguita se tutto lo strato è in falda). Angolo di Attrito Peck-Hanson-Thornburn-Meyerhof Correlazione valida per terreni non molli a profondità < 5 m; correlazione valida per sabbie e ghiaie rappresenta valori medi. - Correlazione storica molto usata, valevole per profondità < 5 m per terreni sopra falda e < 8 m per terreni in falda (tensioni < 8-10 t/mq). Shioi-Fukuni 1982 (Road Bridge Specification) Angolo di attrito in gradi valido per sabbie - sabbie fini o limose e limi siltosi (condizioni ottimali per profondità di prova > 8 m sopra falda e > 15 m per terreni in falda) > 15 t/mq. Shioi-Fukuni 1982 (Japanese National Railway) Angolo di attrito valido per sabbie medie e grossolane fino a ghiaiose. Angolo di attrito in gradi (Owasaki & Iwasaki) valido per sabbie - sabbie medie e grossolane-ghiaiose (condizioni ottimali per profondità > 8 m sopra falda e > 15 m per terreni in falda) s > 15 t/mq. Modulo di Young (Ey) Terzaghi, elaborazione valida per sabbia pulita e sabbia con ghiaia senza considerare la pressione efficace. Schmertmann (1978), correlazione valida per vari tipi litologici. Schultze-Menzenbach, correlazione valida per vari tipi litologici. 53

59 D'Appollonia ed altri (1970), correlazione valida per sabbia, sabbia SC, sabbia NC e ghiaia. Bowles (1982), correlazione valida per sabbia argillosa, sabbia limosa, limo sabbioso, sabbia media, sabbia e ghiaia. Peso di volume gamma ( ) Meyerhof ed altri, valida per sabbie, ghiaie, limo, limo sabbioso. Peso di volume saturo ( sat ) Bowles 1982, Terzaghi-Peck Correlazione valida per peso specifico del materiale pari a circa = 2,65 t/mc e per peso di volume secco variabile da 1,33 (N SPT = 0) a 1,99 (N SPT = 95) B - Correlazioni geotecniche terreni coesivi Coesione non drenata (Cu) Terzaghi-Peck ( ), correlazione valida per argille sabbiose-siltose NC con Nspt < 8, argille limose-siltose mediamente plastiche, argille marnose alterate-fessurate. Terzaghi-Peck (1948). Cu min-max. Fletcher (Argilla di Chicago). Coesione non drenata Cu (Kg/cmq), colonna valori validi per argille a medio-bassa plasticità. Shioi-Fukuni 1982, valida per suoli poco coerenti e plastici, argilla di mediaalta plasticità. 54

60 Modulo edometrico-confinato (Mo) Stroud e Butler (1975), per litotipi a media plasticità, valida per litotipi argillosi a media-medio-alta plasticità - da esperienze su argille glaciali. Stroud e Butler (1975), per litotipi a medio-bassa plasticità (IP < 20), valida per litotipi argillosi a medio-bassa plasticità (IP < 20) - da esperienze su argille glaciali. Vesic (1970), correlazione valida per argille molli (valori minimi e massimi). Peso di volume gamma ( ) Meyerhof ed altri, valida per argille, argille sabbiose e limose prevalentemente coerenti. Peso di volume saturo ( sat ) Correlazione Bowles (1982), Terzaghi-Peck ( ), valida per condizioni specifiche: peso specifico del materiale pari a circa G=2,70 (t/mc) e per indici dei vuoti variabili da 1,833 (N SPT = 0) a 0,545 (N SPT = 28). 55

61 6.2.3 Attribuzione dei parametri In prima battuta si è deciso di considerare il caso in cui esista la compensazione spaziale e/o strutturale per la definizione dei parametri geotecnici. Nel caso in cui le scelte progettuali definitive (dimensione e profondità di posa delle fondazioni ecc.), non permettano di considerare la compensazione spaziale e/o strutturale, i parametri di seguito elencati andranno rivalutati sulla scorta delle nuove condizioni. Per ciascuno dei livelli riconosciuti si possono considerare i seguenti parametri geotecnici caratteristici: Litologia Profondità strato Peso specifico naturale Peso specifico saturo Angolo d attrito Coesione drenata Coesione non drenata Modulo edometrico/ elastico m kg/m 3 kg/m 3 kg/cm 2 kg/cm 2 kg/cm 2 Livello poco addensato / Riporto Livello da ben addensato a resistente Cfr. Sez. Litotecnica Cfr. Sez. Litotecnica ,00-0,10 0,30-0, (Ed) ,20-0, (El) Figura 33 - Litologie e principali parametri geotecnici caratteristici I parametri geomeccanici assegnati ai livelli litotecnici riconosciuti sono stati ricavati dalle correlazioni geotecniche di letteratura applicate alle indagini geognostiche effettuate. I valori di ciascun parametro sono stati scelti tra le correlazioni più adatte allo specifico contesto geologico e geotecnico del sito, e parzialmente rivalutati secondo una stima ragionata e cautelativa. 56

62 In caso si utilizzi il Design Approach 1 combinazione 2 (DA1-2), occorre considerare i parametri caratteristici di progetto, che vengono ridotti sono i coefficienti parziali ( M ) della seguente tabella: 57

63 7 RISPOSTA SISMICA E STABILITÀ DEL SITO 7.1 Zona sismica Il comune di Tavernola Bergamasca ricade nella zona sismica 3, a cui corrisponde una accelerazione orizzontale con probabilità di superamento del 10% in 50 anni compresa tra 0,05 (a g /g) e 0,15 (a g /g), che si traduce in una accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico pari a 0,15 (ag/g) riferita a suoli molto rigidi. 58

64 7.2 Parametri sismici puntuali Le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (2008) prevedono l assegnazione dei valori di a g, Fo e T* C necessari per la determinazione delle azioni sismiche puntualmente per ogni sito considerato. In prima battuta, ipotizzando di considerare la categoria degli edifici il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali (classe II), i parametri sismici puntuali sono i seguenti: Figura 34 - Parametri sismici puntuali per il sito di intervento Nel caso si dovesse utilizzare una categoria di edificio diversa, i parametri sismici puntuali dovranno essere ricalcolati di conseguenza. 59

65 7.3 Risposta sismica locale In seguito alla consultazione della Carta degli Scenari di Pericolosità Sismica del P.G.T. (Geo.Te.C., aprile 2010), riportata in stralcio, si nota come l area di progetto ricada in classe di pericolosità sismica Z4c (zona morenica con presenza di depositi granulari e/o coesivi); inoltre, interferisce con gli ambiti lineari di pericolosità sismica Z3a e Z4b (zona di ciglio H > 10 m e zona di cresta rocciosa e/o cocuzzolo), mentre è marginale all ambito lineare Z5 (zona di contatto stratigrafico e/o tettonico tra litotipi con caratteristiche fisico-meccaniche molto diverse). Figura 35 Stralcio della Carta degli Scenari di Pericolosità Sismica (Geo.Te.C., aprile 2010) Cerchiata in rosso l area di progetto 60

66 L area ricade all interno delle zone analizzate con il 2 livello sismico durante la redazione del P.G.T., ma è risultata conforme per ogni periodo di oscillazione valutato per quanto attiene agli effetti di amplificazione litologica (Z4c). Per quanto concerne gli effetti di amplificazione topografica (Z3), per le tipologie edilizie con periodo proprio compreso tra 0,1 s e 0,5 s (in cui ricadono le tipologie di progetto), i valori di Fa non superano mai i relativi valori del coefficiente di amplificazione topografica St, perciò la normativa è sufficiente a considerare tali effetti, e non si rendono necessari approfondimenti ulteriori. Gli ambiti lineari Z5 lambiscono marginalmente la zona di progetto e, in ogni caso, sulla scorta delle indagini geognostiche effettuate non sono emerse importanti variazioni litologiche laterali considerando l area nel suo complesso. Il contatto tra depositi glaciali e substrato roccioso avviene a profondità variabili, ed è a giorno solo lungo la scarpata che digrada verso l alveo del Rino, quindi esterna alla zona edificata. 61

67 7.4 Amplificazione stratigrafica Il moto sismico alla superficie di un sito, associato a ciascuna categoria di sottosuolo, è definito mediante l accelerazione massima a max attesa in superficie ed una forma spettrale ancorata ad essa. Il valore di a max può essere ricavato dalla relazione a max = Ss a g, dove a g è l accelerazione massima su sito di riferimento rigido ed Ss è il coefficiente di amplificazione stratigrafica. Per categorie speciali di sottosuolo, per determinati sistemi geotecnici o se si intende aumentare il grado di accuratezza nella previsione dei fenomeni di amplificazione, le azioni sismiche da considerare nella progettazione possono essere determinate mediante specifiche analisi di risposta sismica locale. Queste analisi presuppongono un adeguata conoscenza delle proprietà geotecniche dei terreni, da determinare mediante specifiche indagini e prove. Nelle analisi di risposta sismica locale, l azione sismica di ingresso è descritta in termini di storia temporale dell accelerazione su di un sito di riferimento rigido ed affiorante con superficie topografica orizzontale (sottosuolo tipo A). Ai fini della definizione delle azioni sismiche di progetto, sono state definite 7 categorie di profili stratigrafici del suolo di fondazione. Sulla base dei risultati delle indagini geofisiche (tromografie digitali), il sito indagato appartiene, a partire dalla profondità di posa delle fondazioni, alla categoria B di suolo di fondazione, così definita: 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 V s30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT30 > 50 nei terreni a grana grossa e c u30 > 250 kpa nei terreni a grana fina). 62

68 La categoria di suolo B è confermata anche da un analisi ReMi eseguita a Bianica contestualmente alla redazione dello studio geologico del P.G.T. 7.5 Amplificazione topografica Occorre inoltre definire la componente morfologica di ciascun sito, che permette di assegnare un fattore correttivo, ad esempio funzione della acclività e dell altezza del pendio o di una posizione sommitale. Gli effetti topografici possono essere trascurati per pendii con inclinazione media inferiore a 15. L area di progetto si trova in un contesto blandamente acclive, ma in vicinanza di una scarpata importante. Dunque in questo caso è opportuno a favore di sicurezza considerare la categoria topografica T2. A tale categoria si può associare un fattore S T pari a 1, Adeguatezza del sito di costruzione L area oggetto di studio non è soggetta all apertura di faglie e fratture in superficie e non presenta problemi di stabilità dei pendii che possono riattivarsi in caso di sisma. Per quanto concerne gli scavi di sbancamento, si rimanda al relativo capitolo. 7.7 Adeguatezza del terreno di fondazione I problemi riguardanti i terreni di fondazione in rapporto al fenomeno sismico sono la liquefazione e l eccessivo addensamento; soprattutto il primo fenomeno può determinare situazioni di grave pericolo per gli edifici e per le persone. 63

69 7.7.1 Liquefazione Ai fini delle norme, il termine liquefazione denota una diminuzione di resistenza a taglio e/o di rigidezza causata dall aumento di pressione interstiziale in un terreno saturo non coesivo durante lo scuotimento sismico, tale da generare deformazioni permanenti significative o persino l annullamento degli sforzi efficaci nel terreno. Deve essere verificata la suscettibilità alla liquefazione quando la falda freatica si trova in prossimità della superficie ed il terreno di fondazione comprende strati estesi o lenti spesse di sabbie sciolte sotto falda, anche se contenenti una frazione fine limo-argillosa. Nel caso in oggetto, si ritiene non vi siano le condizioni granulometriche (e molto probabilmente nemmeno idrogeologiche) affinché si verifichi la liquefazione. 64

70 8 SINTESI DELLE CRITICITÀ RISCONTRABILI NEL SITO CRITICITÀ LIVELLO DI RISCHIO NOTE Geologiche e geomorfologiche Frane No Crolli No Acclività Medio Cfr. Capitoli 9, 10. Erosione superficiale, soliflusso Medio Cfr. Capitoli 9, 10. Deformazioni gravitative profonde No Valanghe No Lineamenti tettonici interferenti No Idrauliche Esondazioni fluviali/torrentizie Esondazioni lacuali Trasporto in massa su conoide Vincolo di polizia idraulica Idrogeologiche Bassa soggiacenza della falda Aree di salvaguardia captazioni Ruscellamenti e infiltrazioni Carsismo, vulnerabilità della falda Risorgive, fontanili Contaminazioni storiche No No No No No No Basso Basso No No Geotecniche Terreni scadenti Medio Cfr. Capitoli 9, 10. Rocce scadenti No Giaciture sfavorevoli delle rocce No Doline, sinkhole, subsidenza, cavità No Terreni rimaneggiati No Terreni fini su pendii inclinati No Ristagni superficiali, paludi Medio Cfr. Capitoli 9, 10. Sismiche Faglie e/o contatti tra litotipi diversi Liquefazione Eccessivo addensamento No No No 65

71 9 VERIFICHE DI STABILITÀ DEL PENDIO 9.1 Verifiche dello stato di fatto Sono state eseguite n. 4 verifiche di stabilità del pendio naturale, lungo le medesime sezioni contenute nella tavola Sezioni Litotecniche. Tre sezioni sono orientate grossomodo in senso nord-sud e sono finalizzate a verificare la stabilità della ripida scarpata che digrada verso il fondovalle del Torrente Rino. Una sezione è stata invece tracciata lungo la conca oggetto di riempimento (sezione B-B). A C B D Figura 36 Schema delle sezioni di cui è stata verificata la stabilità allo stato di fatto 66

72 Figura 37 Tracce delle sezioni di cui è stata verificata la stabilità allo stato di fatto L analisi di stabilità è stata effettuata con il con metodo Bishop. Le verifiche sono state eseguite secondo le metodologie delle N.T.C. 2008, che tengono conto anche della parametrizzazione sismica. Di seguito si riportano il metodo e i risultati delle elaborazioni svolte. 67

73 9.1.1 Sezione A-A Figura 38 Verifica di stabilità allo stato di fatto lungo la sezione A-A 68

74 Analisi di stabilità dei pendii con: BISHOP (1955) ======================================================================== Lat./Long / Normativa NTC 2008 Numero di strati 2.0 Numero dei conci 50.0 Grado di sicurezza ritenuto accettabile 1.1 Coefficiente parziale resistenza 1.1 Analisi Condizione drenata Superficie di forma circolare ======================================================================== Maglia dei Centri ======================================================================== Ascissa vertice sinistro inferiore xi m Ordinata vertice sinistro inferiore yi m Ascissa vertice destro superiore xs m Ordinata vertice destro superiore ys m Passo di ricerca 10.0 Numero di celle lungo x 20.0 Numero di celle lungo y 20.0 ======================================================================== Coefficienti sismici [N.T.C.] ======================================================================== Dati generali Tipo opera: 2 - Opere ordinarie Classe d'uso: Classe II Vita nominale: 50.0 [anni] Vita di riferimento: 50.0 [anni] Parametri sismici su sito di riferimento Categoria sottosuolo: Categoria topografica: B T2 S.L. Stato limite TR Tempo ritorno [anni] ag [m/s²] F0 [-] TC* [sec] S.L.O S.L.D S.L.V S.L.C

75 Coefficienti sismici orizzontali e verticali Opera: Stabilità dei pendii e Fondazioni S.L. Stato limite amax [m/s²] beta [-] kh [-] kv [sec] S.L.O S.L.D S.L.V S.L.C Coefficiente azione sismica orizzontale Coefficiente azione sismica verticale Vertici profilo N X m y m

76 Vertici strato...1 N X (m) y (m) Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno ======================================================================== Tangente angolo di resistenza al taglio 1.25 Coesione efficace 1.25 Coesione non drenata 1.4 Riduzione parametri geotecnici terreno Si ======================================================================== 71

77 Stratigrafia c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di Winkler Strato c cu Fi G Gs K Litologia (kg/cm²) (kg/cm²) ( ) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³) Depositi glaciali Regolite e roccia Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]] ======================================================================== Fs minimo individuato 1.18 Ascissa centro superficie m Ordinata centro superficie m Raggio superficie m ======================================================================== B: Larghezza del concio; Alfa: Angolo di inclinazione della base del concio; Li: Lunghezza della base del concio; Wi: Peso del concio; Ui: Forze derivanti dalle pressioni neutre; Ni: forze agenti normalmente alla direzione di scivolamento; Ti: forze agenti parallelamente alla superficie di scivolamento; Fi: Angolo di attrito; c: coesione. (ID=360) xc = yc = Rc = Fs=1.181 Nr. B Alfa Li Wi Kh Wi Kv Wi c Fi Ui N'i Ti m ( ) m (Kg) (Kg) (Kg) (kg/cm²) ( ) (Kg) (Kg) (Kg)

78

79 9.1.2 Sezione B-B Figura 39 Verifica di stabilità allo stato di fatto lungo la sezione B-B 74

81 Coefficienti sismici orizzontali e verticali Opera: Stabilità dei pendii e Fondazioni S.L. Stato limite amax [m/s²] beta [-] kh [-] kv [sec] S.L.O S.L.D S.L.V S.L.C Coefficiente azione sismica orizzontale Coefficiente azione sismica verticale Vertici profilo N X m y m Vertici strato...1 N X (m) y (m)

82 Vertici strato...2 N X (m) y (m) Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno ======================================================================== Tangente angolo di resistenza al taglio 1.25 Coesione efficace 1.25 Coesione non drenata 1.4 Riduzione parametri geotecnici terreno Si ======================================================================== 77

83 Stratigrafia c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di Winkler Strato c cu Fi G Gs K Litologia (kg/cm²) (kg/cm²) ( ) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³) Terreno di riporto Depositi glaciali Regolite e roccia Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]] ======================================================================== Fs minimo individuato 2.21 Ascissa centro superficie m Ordinata centro superficie m Raggio superficie m ======================================================================== (ID=181) xc = yc = Rc = Fs=2.21 Nr. B Alfa Li Wi Kh Wi Kv Wi c Fi Ui N'i Ti m ( ) m (Kg) (Kg) (Kg) (kg/cm²) ( ) (Kg) (Kg) (Kg)

84

85 9.1.3 Sezione C-C Figura 40 Verifica di stabilità allo stato di fatto lungo la sezione C-C 80

88 Vertici strato...1 N X (m) y (m)

89 Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno ======================================================================== Tangente angolo di resistenza al taglio 1.25 Coesione efficace 1.25 Coesione non drenata 1.4 Riduzione parametri geotecnici terreno Si ======================================================================== Stratigrafia c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di Winkler Strato c cu Fi G Gs K Litologia (kg/cm²) (kg/cm²) ( ) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³) Depositi glaciali Regolite e roccia Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]] ======================================================================== Fs minimo individuato 1.19 Ascissa centro superficie m Ordinata centro superficie m Raggio superficie m ======================================================================== (ID=318) xc = yc = Rc = Fs=1.189 Nr. B Alfa Li Wi Kh Wi Kv Wi c Fi Ui N'i Ti m ( ) m (Kg) (Kg) (Kg) (kg/cm²) ( ) (Kg) (Kg) (Kg)

90

91 9.1.4 Sezione D-D Figura 41 Verifica di stabilità allo stato di fatto lungo la sezione D-D 86

94 Vertici strato...1 N X (m) y (m)

95 Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno ======================================================================== Tangente angolo di resistenza al taglio 1.25 Coesione efficace 1.25 Coesione non drenata 1.4 Riduzione parametri geotecnici terreno Si ======================================================================== Stratigrafia c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di Winkler Strato c cu Fi G Gs K Litologia (kg/cm²) (kg/cm²) ( ) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³) Depositi glaciali Regolite e roccia Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]] ======================================================================== Fs minimo individuato 1.29 Ascissa centro superficie m Ordinata centro superficie m Raggio superficie m ======================================================================== (ID=554) xc = yc = Rc = Fs=1.294 Nr. B Alfa Li Wi Kh Wi Kv Wi c Fi Ui N'i Ti m ( ) m (Kg) (Kg) (Kg) (kg/cm²) ( ) (Kg) (Kg) (Kg)

96

97 9.1.5 Sintesi delle verifiche allo stato di fatto Le verifiche di stabilità allo stato difatto eseguite hanno fornito i seguenti risultati. SEZIONE DI VERIFICA FATTORE FS MINIMO INDIVIDUATO RISULTATO DELLA VERIFICA A-A 1,18 Pendio stabile B-B 2,21 Pendio stabile C-C 1,19 Pendio stabile D-D 1,29 Pendio stabile Come si evince dai risultati delle elaborazioni effettuate, il fattore di sicurezza (Fs) minimo individuato tenendo conto di tutte e quattro le sezioni è pari a circa 1,18 (sezione A-A), superiore quindi a 1,10, ritenuto un valore di riferimento ragionevole per valutare la stabilità del pendio. Ciò significa che il pendio naturale è in condizioni di stabilità allo stato di fatto lungo le sezioni considerate. È utile considerare che la scarpata digradante verso l alveo del Torrente Rino è per la maggior parte in roccia, coperta solo da una debole e sottile coltre superficiale, e che i depositi glaciali hanno caratteristiche geomeccaniche in genere piuttosto buone; questi fattori depongono senz altro in favore della stabilità complessiva del pendio. 92

98 9.2 Verifica dello stato di progetto lungo la sezione G-G È stata eseguita anche n. 1 verifica di stabilità della conca oggetto di riempimento lungo la sezione G-G, allo stato di progetto ed introducendo nella verifica un elemento di sostegno a valle (per modellizzare un muro o una scogliera in massi ciclopici). Figura 42 Sezione G-G di progetto (da tavole progettuali) Figura 43 - Traccia della sezione G-G di progetto (da tavole di progetto, modificata) 93

99 L analisi di stabilità è stata effettuata con il con metodo Bishop. Le verifiche sono state eseguite secondo le metodologie delle N.T.C. 2008, che tengono conto anche della parametrizzazione sismica. Di seguito si riportano il metodo e i risultati delle elaborazioni svolte. Figura 44 Verifica di stabilità allo stato di fatto lungo la sezione di progetto G-G 94

101 Coefficienti sismici orizzontali e verticali Opera: Stabilità dei pendii e Fondazioni S.L. Stato limite amax [m/s²] beta [-] kh [-] kv [sec] S.L.O S.L.D S.L.V S.L.C Coefficiente azione sismica orizzontale Coefficiente azione sismica verticale Vertici profilo N X m y m Vertici strato...1 N X (m) y (m)

102 Vertici strato...2 N X (m) y (m) Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno ======================================================================== Tangente angolo di resistenza al taglio 1.25 Coesione efficace 1.25 Coesione non drenata 1.4 Riduzione parametri geotecnici terreno Si ======================================================================== Stratigrafia c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di Winkler Strato c cu Fi G Gs K Litologia (kg/cm²) (kg/cm²) ( ) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³) Terreno di riporto Depositi glaciali Regolite e roccia 97

103 Muri di sostegno - Caratteristiche geometriche N x (m) y (m) Base mensola a valle (m) Base mensola a monte (m) Altezza muro (m) Spessore testa (m) Spessore base (m) Peso specifico (Kg/m³) Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]] ======================================================================== Fs minimo individuato 1.22 Ascissa centro superficie m Ordinata centro superficie m Raggio superficie 41.4 m ======================================================================== (ID=108) xc = yc = Rc = Fs=1.219 Nr. B Alfa Li Wi Kh Wi Kv Wi c Fi Ui N'i Ti m ( ) m (Kg) (Kg) (Kg) (kg/cm²) ( ) (Kg) (Kg) (Kg)

104

105 La verifica di stabilità allo stato di progetto eseguita ha fornito i seguenti risultati. SEZIONE DI FATTORE FS MINIMO RISULTATO DELLA VERIFICA INDIVIDUATO VERIFICA G-G 1,22 Pendio stabile Come si evince dai risultati delle elaborazioni effettuate, il fattore di sicurezza (Fs) minimo individuato è pari a circa 1,22, superiore quindi a 1,10, ritenuto un valore di riferimento ragionevole per valutare la stabilità del pendio. Ciò significa che il riempimento di progetto è in condizioni di stabilità lungo la sezione longitudinale di progetto considerata. 100

106 10 IMPIANTO FONDAZIONALE Premesso che le caratteristiche fondazionali dovranno essere valutate edificio per edificio dallo Strutturista incaricato a seconda delle condizioni puntuali, in linea di massima, viste le caratteristiche geotecniche e stratigrafiche dei depositi glaciali, si ritiene possibile prevedere fondazioni a travi rovesce, con sottofondazione di cm di spessore in magrone ben rullato e costipato, con annegata rete elettrosaldata. Si consiglia di prevedere piani di posa mai inferiori a 1,50 m dal piano di campagna (quota d imposta minima). Laddove però vi sia una consistente presenza di terreni di riporto o comunque con caratteristiche geomeccaniche scadenti e la quota d imposta delle fondazioni non sia sufficiente a superarli, si dovrà prevedere una fondazione a platea rigida o reticolato rigido di travi rovesce, per evitare l insorgere di cedimenti differenziali. Anche in questo caso, per migliorare l interazione delle strutture con il terreno, al di sotto delle fondazioni sarà utile posare una sottofondazione in magrone ben rullato e costipato, di spessore cm, con annegata rete elettrosaldata. In alternativa, o nel caso in cui lo Strutturista non ritenga sufficiente l adozione della platea, dovranno essere valutate fondazioni profonde (pali), con profondità di innesto sufficienti a superare i livelli litotecnici più scadenti. Sono comunque da escludersi soluzioni fondazionali miste. Si ricorda che la scelta e il dimensionamento dell impianto fondazionale rimangono comunque di esclusiva competenza e responsabilità dello Strutturista incaricato. Con la fornitura di specifiche fondazionali più dettagliate (profondità del piano di posa, rinterro effettivo, carichi, tipologia, ecc.), sarà eventualmente possibile eseguire calcoli di capacità portante e cedimenti. 101

107 11 INDICAZIONI TECNICHE 11.1 Sbancamenti Per la realizzazione dei piani interrati e degli impianti fondazionali dei vari edifici, nonché delle strade di lottizzazione, sono previsti sbancamenti di altezza variabile, che raggiungono però in alcuni casi anche valori consistenti. Gli scavi si svolgono per la maggior parte in terreni con caratteristiche geotecniche intermedie (depositi glaciali). Alcuni fronti di scavo sono posti in direzione di strutture preesistenti, anche se non eccessivamente in prossimità alle stesse. Considerando che le abitazioni sono per lo più realizzate su di una successione di livelli terrazzati a quote via via decrescenti, si consiglia di eseguire gli scavi per trance discendenti, con gradoni di altezza massima 2,00-3,00 m e fronti inclinati di almeno 45. Eventuali scavi di altezza inferiore a 2,00 m potranno essere realizzati semplicemente inclinando i fronti. Sono tassativamente da escludersi scavi in soluzione unica e/o con fronti verticali. La scelta definitiva delle modalità di sbancamento, così come l eventuale adozione di opere provvisionali di sostegno (paratie o quant altro) e il loro dimensionamento, rimangono comunque di esclusiva competenza e responsabilità dello Strutturista incaricato e/o della Direzione Lavori. In qualsiasi caso, i lavori dovranno procedere il più celermente possibile, e i fronti di scavo dovranno essere protetti dagli agenti atmosferici mediante teloni impermeabili per tutto il tempo della loro esposizione. 102

108 Gli sbancamenti dovranno in generale essere eseguiti secondo quanto previsto anche dalle linee guida ISPESL per l esecuzione in sicurezza delle attività di scavo - D.Lgs. 9 aprile 2008, n. 81 ( Attuazione dell articolo 1 della legge 3 agosto 2007 n. 123 in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro ) e s.m.i. Eventuali acque di infiltrazione intercettate durante gli scavi dovranno essere prontamente raccolte e smaltite, evitando qualsiasi dispersione incontrollata sul terreno per non creare situazioni di instabilità. Le strade realizzate in riporto dovranno essere sostenute da muri o altre opere adeguatamente scelte e dimensionate dallo Strutturista incaricato. 103

109 11.2 Gestione delle acque Al fine di preservare le strutture fondazionali e di contenimento, sarà importante garantire un corretto smaltimento delle acque meteoriche e di ruscellamento subsuperficiale, realizzando opportune opere di drenaggio adeguatamente dimensionate dal Progettista incaricato, e collettando le acque così raccolte nel sistema di smaltimento delle acque bianche, evitando qualsiasi dispersione incontrollata sul pendio. A tergo dei muri delle abitazioni, potrà risultare vantaggioso l'utilizzo di un geocomposito drenante tipo Enkadrain. Figura 45 - Schema tipo di drenaggio Enkadrain 104

110 11.3 Riempimento della conca lungo la sezione G-G È previsto un rimodellamento morfologico della conca posta lungo il lato meridionale dell area, mediante il riempimento con i terreni naturali derivanti dagli scavi per la realizzazione delle abitazioni e delle strade. Il riempimento dovrà essere realizzato utilizzando esclusivamente terreno di buona qualità, derivante dagli scavi in sito, privilegiando la frazione più grossolana. Eventuale materiale alloctono dovrà essere di provenienza certificata. Il rimodellamento dovrà prevedere una gradonatura in superficie, e dovrà essere sostenuto alla base da una scogliera in massi ciclopici, opportunamente dimensionata sia per le verifiche interne che esterne dallo Strutturista incaricato. Prima della stesa del terreno, il piano di campagna naturale dovrà essere scoticato, e la cotica erbosa dovrà essere provvisoriamente accantonata per essere poi riutilizzata per il rinverdimento del terrapieno. Sarà inoltre utile, dopo lo scotico, realizzare nel terreno originario una serie di ripiani orizzontali, per migliorare l aderenza del terreno di riempimento con quello naturale originario. Il riempimento dovrà essere realizzato a strati successivi di circa 30/50 cm, che saranno poi compattati con appositi macchinari in modo da ottenere una densità non inferiore al 95% dello Standard Proctor. Si consiglia inoltre di realizzare, sul fondo del terrapieno, in corrispondenza dell asse dell avvallamento, una trincea drenante o un altro sistema di raccolta e collettamento delle acque. Una volta raccolte, le acque dovranno essere disperse a valle mediante uno o più pozzi perdenti, evitando tassativamente dispersioni concentrate sul pendio, per non inficiarne la stabilità. 105

111 Una volta realizzato, il terrapieno dovrà essere prontamente inerbito mediante la ricollocazione della cotica erbosa originaria; nel caso ciò non fosse praticabile, si dovrà eseguire un intervento di idrosemina con essenze locali. 106

112 11.4 Smaltimento delle acque meteoriche dimensionamento pozzi perdenti Per lo smaltimento delle acque meteoriche decadenti dai tetti degli edifici, dai parcheggi e dalle strade di lottizzazione, si consiglia la realizzazione di pozzi perdenti. L'utilizzo dei pozzi perdenti rappresenta la metodologia tecnicamente ed ambientalmente più efficace per ridurre gli apporti in fognatura. Di fatto, una volta convogliate le acque meteoriche (provenienti da coperture, vialetti, ecc...) di interesse, è possibile smaltirle negli strati superficiali del sottosuolo. In base alle considerazioni sopra riportate (aree contribuenti, intensità di precipitazione, permeabilità dei terreni) è stato svolto il dimensionamento preliminare dei pozzi perdenti di progetto in modo da smaltire le acque bianche aventi un tempo di ritorno pari a 20 anni Portate in ingresso ai pozzi perdenti Il calcolo della portata di piena di assegnato tempo di ritorno è stato effettuato attraverso l'analisi della pluviometria della zona, dalla quale si è ricavato lo ietogramma di progetto, e quindi, tramite l applicazione di un modello di trasformazione afflussi-deflussi, la portata di dimensionamento della rete meteorica. Si è quindi ipotizzato che le portate di piena così ottenute abbiano lo stesso tempo di ritorno della pioggia che l'ha prodotte. I calcoli sono stati condotti mediante il programma di calcolo Urbis, messo a punto al Politecnico di Milano. 107

113 Pluviometria Gli eventi pluviometrici che interessano in questo tipo di studio sono quelli di breve durata e forte intensità. Lo studio delle piogge intense consiste nella ricerca della cosiddetta curva di possibilità pluviometrica, che si rappresenta con l'espressione di tipo monomio: h = a t n dove h è l'altezza di pioggia [mm], t la durata [h] delle piogge ed a [mm/h] e n due parametri variabili in relazione alle caratteristiche pluviometriche dell area e del tempo di ritorno. I due parametri a ed n sono variabili con il tempo di ritorno, ma in generale si può assumere che solo la variazione di a sia significativa, mentre n rimanga costante con il tempo di ritorno. Se infatti n assumesse differenti valori a seconda del tempo di ritorno, potrebbe accadere per assurdo che per certe durate la precipitazione h decresca con il tempo di ritorno dell evento. Il parametro n è variabile tra 0 e 1. I valori dei parametri a e n adottati sono stati desunti dai risultati della regionalizzazione svolta dall Autorità di Bacino del Fiume Po, di seguito denominata AdBPo, e contenuta nella Direttiva sulla piena di progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica Allegato 3: Distribuzione spaziale delle precipitazioni intense. Nello studio dell AdBPo si valutano i parametri delle linee segnalatrici di possibilità pluviometrica per l intero bacino del Po, suddividendolo in maglie quadrate caratterizzate ciascuna da differenti valori di a ed n a parità di tempo di ritorno. Il concetto di tempo di ritorno non deve essere scambiato con il rischio di superamento della grandezza h in un determinato intervallo di tempo. Il rischio viene infatti definito come la probabilità P che il massimo annuale h venga superato almeno una volta in N anni ed è legato al tempo di ritorno Tr dall'espressione: P = 1 - (1-1/Tr) N 108

114 Quindi, la probabilità o il rischio di superamento in N anni di un evento con 20 anni di tempo di ritorno (adottato per le verifiche oltre mostrate) sarà: in 1 anno: P = 0.05 = 5% in 10 anni: P = = 40% in 20 anni: P = = 64% in 50 anni: P = = 92% Le elaborazioni svolte dall AdBPo si riferiscono a piogge di durata superiore all ora. Pertanto, per durate superiori all ora, dalle mappe elaborate nell ambito del suddetto studio è possibile, al variare del tempo di ritorno, individuare i valori per i parametri a ed n per ciascuna cella della maglia. Per quanto riguarda i bacini urbani di estensione più ridotta, in cui rientra il caso in esame, essi possono essere messi in crisi da eventi di bassissima durata, generalmente inferiore all ora. L'estrapolazione dei valori sopra citati per le piogge di brevissima durata (t < 1 ora) conduce, in genere, alla sovrastima delle precipitazioni h (t). Occorrerebbe quindi ricavare, in base ai dati di precipitazioni intense di durate t > 1 ora, i relativi valori di a e n in modo da avere, per ogni tempo di ritorno T, due curve di possibilità climatica riferite, cioè, sia alle durate t maggiori di 1 ora (dette anche a2 ed n2) che a quelle minori di 1 ora (a1 ed n1). 109

115 Lo studio AdBPo, riporta inoltre, per i 16 pluviografi del Comune di Milano, anche le elaborazioni degli a degli n per durate inferiori all ora, ovvero i parametri a1 ed n1, come evidenziato dalla precedente tabella. Seguendo l approccio precedentemente descritto, dalla analisi delle carte di regionalizzazione dell AdBPo, di cui si riporta un piccolo stralcio nella successiva immagine, sono stati individuati, per l area in esame, i valori corrispondenti per la curva di possibilità pluviometrica. Come si nota dalle tabelle precedenti, per ciascun pluviometro, a1 ed a2 differiscono in maniera marginale (la media del rapporto a2 / a1 è 0.94) mentre il coefficiente n2 risulta sensibilmente inferiore al coefficiente n1; il valore di K = n1 / n2 risulta infatti variabile fra 1.3 e 2.6. In assenza di ulteriori dati relativi alle piogge di brevissima durata, tali da consentire elaborazioni statistiche affidabili, si è ipotizzato di assumere, per le zone interessate, anche per durate inferiori all ora, gli stessi valori di a ricavati per t 1 ora nell ambito dello studio AdBPo e di fare pertanto riferimento alle curve iso a costruite per ciascun 110

116 tempo di ritorno. Per quanto riguarda la determinazione del coefficiente n1 si è calcolato il valore medio di K = n1 / n2 e si è ritenuto, quindi, di adottare per il parametro n1 i valori di n relativi a t 1 ora moltiplicati per il coefficiente K desunto dalla media dei valori sopra riportati. Il valore di K adottato per l area esaminata è di La cella relativa al territorio esaminato è la EK69. I valori di a ed n per un tempo di ritorno di 20 anni per la cella esaminata sono rispettivamente di 47,92 mm/h e 0,299 per la EK69. In mancanza di dati certi sulle precipitazioni con durate inferiori all'ora in questa fase è stato scelto di utilizzare tali parametri per il calcolo della portata liquida. I precedenti parametri sono stati utilizzati per calcolare il parametro n1 per durate inferiori all ora, utilizzando il valore K definito in precedenza, mentre è stato tenuto lo stesso valore di a superiore all ora in quanto la differenza, come già detto, era trascurabile. Il valore di n1 così calcolato è dunque pari a x 1.67 = Cella Coordinate Est UTM Coordinate Nord UTM a Tr 20 n Tr 20 a Tr 100 n Tr 100 a Tr 200 n Tr 200 a Tr 500 n Tr 500 EK , , ,92 0,299 60,85 0,296 66,40 0,294 73,66 0,

117 Tempo di corrivazione Per le analisi sotto riportate si è dovuto stimare il tempo di corrivazione. Il tempo di corrivazione è definito come il tempo necessario affinché una particella d'acqua possa percorrere l'intero bacino seguendo il percorso idraulicamente più lungo e raggiungendo poi la sezione di chiusura dello stesso. In realtà anche per una pioggia uniforme e costante, il tempo di corrivazione reale non è univocamente definito in quanto la velocità di scorrimento dell'acqua sul bacino cambia al variare delle condizioni fisiche ed in funzione del tirante idrico; tuttavia agli effetti pratici si può considerare una velocità costante, e quindi un tempo di corrivazione univocamente definito. Nel caso in esame, trattandosi di aree miste, la stima di tale fattore appare alquanto dubbia e di difficile stima. Si è utilizzato come valore per i successivi calcoli un tempo di corrivazione di 5 minuti in funzione della superficie drenata. Coefficiente di afflusso Nella tubazione non viene convogliata la totalità delle precipitazioni che interessano le aree contribuenti in quanto, a causa delle perdite idrologiche, una parte della pioggia viene dispersa e non contribuisce al deflusso. La frazione che contribuisce al deflusso viene calcolata con il coefficiente di afflusso. Per la valutazione delle perdite idrologiche si è utilizzato il metodo percentuale, ovvero adottando un coefficiente di afflusso in funzione della copertura e delle caratteristiche dei terreni che costituiscono il suolo. Nel caso in esame, è stato utilizzato a favore di sicurezza un coefficiente di afflusso pari a 1 per i tetti e i piazzali. 112

118 Calcolo della portata di ingresso È importante sottolineare che, operando la stima della portata al colmo a partire dalla precipitazione, si ritiene implicitamente valida l ipotesi che la frequenza di accadimento degli eventi meteorici estremi caratterizza direttamente quella della portata al colmo; questa ipotesi, sebbene discutibile, è applicabile in prima approssimazione a bacini montani di piccole dimensioni simili a quello in esame. Nel nostro caso si è scelto di utilizzare la modellazione lineare afflussi-deflussi attraverso il metodo dell'invaso lineare. Metodo dell invaso lineare Si basa sull ipotesi che durante la piena in tutti i canali costituenti la rete idrografica del bacino la superficie libera della corrente muti la sua posizione traslando parallelamente a se stessa (funzionamento sincrono). La formazione della piena si ipotizza avvenga per fenomeni di invaso simili a quelli che hanno luogo in un serbatoio soggetto ad afflussi variabili nel tempo ed a deflussi dipendenti dalle caratteristiche idrauliche della bocca di uscita. Il suo I.U.H. è così rappresentato: u( t) 1 e k t / k dove k è un parametro che rappresenta le caratteristiche del bacino. In mancanza di tarature di eventi noti, che consentono la stima del valore di k, si ricorre a formulazione derivanti numerose tarature e riscontri. 113

119 Nel nostro caso si è scelto l utilizzo del modello URBIS (Paoletti e Mignosa 1986) che propone di stimare la costante k in funzione del tempo di corrivazione come: k 0. 7 Tc Portate in uscita dai pozzi perdenti La portata di un singolo pozzo Qf [l/s] può essere calcolata con la seguente relazione (Sieker, 1984): dove i diversi termini sono: Q K L z L z / 2 f A f K/2 [m/s]: permeabilità in condizioni insature, pari alla metà di quella in condizioni sature, z [m]: altezza dello strato drenante del pozzo, L [m]: dislivello fra il fondo del pozzo e il sottostante livello di falda, Af [m 2 ]: superficie orizzontale drenante effettiva, calcolabile come quella di un anello di larghezza z/2, in quanto non si fa conto sulla capacità drenante del fondo del pozzo, per via della sua possibile occlusione. Tale termine viene calcolato come: A f dove R [m] indica il raggio del pozzo. 2 R z / 2 R Per determinare il numero di pozzi necessari a scaricare nel sottosuolo la precipitazione piovosa occorre "tagliare" l idrogramma così calcolato in base al numero di pozzi e fare in modo che il residuo di volume da laminare sia inferiore al volume del gruppo di pozzi di progetto

120 Figura 46 - Esempio di calcolo relativo ad un'area del sito di studio 115

121 Valutazione per lo studio dell area di indagine Sono state suddivise diverse aree, in particolare quelle inerenti i tetti degli edifici e i piazzali, così come di seguito riportato Figura 47 - Aree considerate per le elaborazioni (settore alto) 116

122 Figura 48 - Aree considerate per le elaborazioni (settore basso) 117

123 AREA Diametro Altezza ID AREA TIPO N. POZZI [mq] [m] [m] 1 Tetto Piazzale Tetto Piazzale Tetto Tetto Tetto Piazzale Tetto Tetto Tetto Piazzale Tetto Tetto Tetto Si riporta di seguito un esempio di calcolo per l area ID

124 DIMENSIONAMENTO SISTEMA DRENANTE MEDIANTE POZZI PERDENTI - SISTEMA DI SMALTIMENTO N. 1 - SISTEMA N. 1 Dati areali A [m 2 ] Superficie contribuente Precipitazione in ingresso a n Δt k Tc d i [min] Curve di possibilità pluviometrica T=20 anni Passo temporale 3.5 [1/mm] k=0,7*tc 5 [min] Tempo di corrivazione 30 [min] 0.50 [h] durata pioggia 68 [mm/h] Intensità massima Depurazione delle perdite - metodo percentuale Ca 1.00 [-] Coefficiente di afflusso P(o) 11 [l/s] Portata costante di precipitazione Dimensionamento pozzi K r z n V Af Qf Qfn 5E-06 [m/s] Permeabilità terreno 1 [m] Raggio interno di ciascun pozzo di progetto 3 [m] Altezza utile pozzo di progetto 2 [-] Numero pozzi di progetto 9.42 [m 3 ] Volume di ciascun pozzo [m 2 ] Sezione idrica efficace 0.04 [l/s] Portata di infiltrazione relativa ad un pozzo 0.08 [l/s] Portata di infiltrazione del gruppo di pozzi Vp Vr Fs progetto Fs verifica 18.8 [m 3 ] Volume del gruppo di pozzi di progetto 17.1 [m 3 ] Volume max richiesto 1.1 [-] Fattore di sicurezza in funzione dell'attendibilità dei parametri stimati 1.1 [-] Ranica (BG) Telefono e Fax: gea@mediacom.it Pagina 1

125 25 SISTEMA N Volume [m 3 ] 10 Volume di ingresso Volume uscente Volume richiesto pozzi (Vin-Vout) Volume pozzi di progetto Δt [min] Ranica (BG) Telefono e Fax: gea@mediacom.it Pagina 2

126 Si fa inoltre presente che secondo i regolamenti regionali i drenaggi derivanti dalle strade dovranno essere provvisti di disoleatore. I calcoli sono preliminari e andranno rivalutati in sede di progetto definitvo/esecutivo. Inoltre, in prima battuta, i calcoli eseguiti non tengono conto della durata critica dell evento che in taluni casi può portare ad elevate sovrastime del volume utile dei pozzi Caratteristiche realizzative dei pozzi perdenti Esecuzione dello scavo: eseguito con mezzo meccanico, deve essere eseguito con le pareti laterali verticali oppure con l inclinazione secondo la tipologia del terreno e dimensionato in modo che possa consentire lo svolgimento delle operazioni di lavoro; Formazione della fondazione/ piano di posa: la capacità portante del pozzo perdente dipende dalla corretta preparazione del piano di posa: in sostituzione della platea di fondo, si pone uno strato di pietrame e pietrisco per uno spessore di circa cm; Posa del pozzo perdente : gli anelli forati in calcestruzzo devono essere posizionati l uno sull altro senza la sigillatura dei giunti; intorno alla parete forata del pozzo perdente si pone uno strato di pietrisco, sistemato anch esso ad anello, per uno spessore in senso orizzontale di circa cm: il pietrame in corrispondenza delle feritoie deve avere una grossezza maggiore rispetto a quello posto più esternamente, per facilitare il deflusso delle acque. Inoltre tale pietrame deve essere separato dal terreno naturale 119

127 tramite la posa di un apposito geotessuto; Copertura del pozzo : la tipologia dell elemento di copertura da utilizzare è strettamente correlata ai carichi di esercizio d uso; Figura 49 - Esempio di pozzo perdente caratterizzato da tre anelli. Figura 50 - Sezione rappresentativa. 120

128 12 CONCLUSIONI Su incarico dell Impresa Sorosina s.r.l. e dell Ing. Angelo Malfer Poma è stata eseguita la presente indagine geologico-geotecnica, volta a caratterizzare i terreni interessati dalla realizzazione nuovo Piano di Lottizzazione in località Foppa. Il Piano comprende la realizzazione di edifici di varie dimensioni, suddivisi in una serie di lotti. È altresì prevista la realizzazione di strade di accesso, parcheggi e strutture accessorie. La presente relazione si è resa necessaria per definire correttamente le tipologie e le caratteristiche geologiche e geotecniche dei terreni interessati dal progetto, in aderenza alle disposizioni previste in materia di indagini e costruzioni. L'indagine si è articolata in sopralluoghi e rilevamenti in sito finalizzati ad appurare la stratigrafia e le caratteristiche geotecniche dei terreni affioranti, l'eventuale presenza di dissesti e, più in generale, l'assetto geologico dell'area e di un suo ragionevole intorno. È stata inoltre eseguita una campagna di indagini geognostiche, comprendente n. 2 sondaggi meccanici a carotaggio continuo con installazione di piezometri, esecuzione di prove S.P.T. in foro e n. 2 prove di permeabilità Lefranc, n. 12 prove penetrometriche dinamiche con penetrometro Pagani TG e penetrometro Sunda DPM 30, ed infine n. 2 tromografie digitali con Tromino. Il tutto è stato infine corredato da una ricerca bibliografica sulla cartografia disponibile. Le osservazioni e le indagini di terreno hanno permesso di rilevare una stratigrafia costituita da un primo livello non ubiquitario dotato di proprietà geotecniche da scadenti a mediocri (materiale di riporto antropico), sovrastante un livello a medioalto addensamento (depositi glaciali), presente invece in tutta l area. Il tetto del substrato roccioso non è stato rinvenuto direttamente, sebbene si stimi possa collocarsi mediamente attorno a 15 m di profondità. 121

129 Per quanto concerne le indicazioni tecniche circa impianto fondazionale, sbancamenti e drenaggi, si rimanda ai relativi capitoli. Durante l'esecuzione degli scavi e la realizzazione delle opere l impresa esecutrice dovrà verificare la corrispondenza tra le caratteristiche dei terreni riscontrate e quelle prospettate nella relazione geologica; in presenza di difformità si dovranno tempestivamente avvisare la Direzione Lavori e lo scrivente. Si precisa che le indicazioni tecniche proposte e tutte le elaborazioni effettuate dallo scrivente si basano strettamente sulla documentazione e sulle informazioni fornite dal Progettista e/o dalla Committenza. Pertanto, nel caso in cui gli interventi di progetto fossero sottoposti a successive modifiche oppure le informazioni fornite non fossero pienamente conformi all effettiva realtà dei luoghi e delle opere (per aggiunte o eliminazioni di parti degli interventi, cambiamenti di volumi o superfici, variazioni negli sbancamenti, nella posizione delle strutture, nei carichi, ecc.), lo scrivente dovrà essere tempestivamente informato per la valutazione geologico-geotecnica delle nuove condizioni. La presente relazione ha carattere unicamente geologico-geotecnico e non effettua alcuna considerazione sulla qualità ambientale e/o sulle caratteristiche chimiche dei terreni interessati dal progetto, né sui suoi aspetti paesaggistici. Lo scrivente si dichiara disponibile sin d ora per eventuali sopralluoghi che dovessero rendersi necessari dopo gli scavi di sbancamento per l adozione di nuove e/o diverse soluzioni. Nel rispetto delle condizioni sopra riportate e contenute nella presente relazione si ritiene che, eseguendo i lavori a regola d arte, non vi siano controindicazioni di carattere geologico-geotecnico alla realizzazione delle opere di progetto. 122

130 Ranica, aprile 2013 Dott. Geol. Sergio Ghilardi Dott. Ing. Francesco Ghilardi Allegati: Tavola 1 Ubicazione Indagini Geognostiche Tavola 2 Carta Geomorfologica di Dettaglio Tavola 3 Sezioni Litotecniche Elaborati prove penetrometriche dinamiche 123

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