REGIONE VENETO PROVINCIA DI VERONA COMUNE DI AFFI

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1 di Ampelio Cagalli & C. s.a.s. - Via XXV Aprile, Cerea (Vr) tel. e fax explogeo@libero.it REGIONE VENETO PROVINCIA DI VERONA COMUNE DI AFFI INTERVENTI PER LA REALIZZAZIONE DI UN NUOVO COMPLESSO COMMERCIALE ADIACENTE ALLA STRADA PROVINCIALE N. 29 VIA COSTABELLA Relazione geologica con note geotecniche Relazione sismica (D.M ) Committenza: Cenaf s.r.l. Via Alto Adige, 40/VII Bolzano Progettista: Studio Gabbiani & Associati Contrà Sant Ambrogio, Vicenza IL TECNICO DOTT GEOL. AMPELIO CAGALLI Cerea, febbraio 2014

2 SOMMARIO PREMESSA... pag. 3 RELAZIONE GEOLOGICA... pag INQUADRAMENTO GEOLOGICO DELL AREA DI INTERVENTO... pag Ubicazione e topografia... pag Unità geologiche, litologiche, strutturali... pag Forme del terreno e processi geomorfologici... pag Rischi geologici, naturali e indotti... pag Idrografia... pag Idrogeologia... pag Quota di falda... pag Vincoli, sicurezza idraulica... pag INDAGINI GEOGNOSTICHE DI CAMPAGNA... pag Sondaggi geognostici a carotaggio continuo... pag Conclusioni indagini geognostiche di campagna... pag ASPETTI GEODINAMICI E SISMICITA... pag Zonazione sismica... pag Indagine sismica per la determinazione della categoria del suolo di fondaz.... pag Dati sismici per le verifiche agli stati limite.... pag Liquefazione dei terreni... pag VALUTAZIONI CONCLUSIVE DI CARATTERE GEOLOGICO... pag. 37 2

3 PREMESSA A seguito dell incarico ricevuto si è provveduto all esecuzione delle indagini geognostiche e geofisiche relativamente ad un area sita in fregio alla s.p. n. 29 in territorio del Comune di Affi (Vr) dove è prevista la realizzazione di un nuovo complesso commerciale. Di seguito si propone una foto aerea con indicata l ubicazione dell area d intervento. VISTA AEREA DELL AREA D INTERVENTO Il presente scritto fa riferimento ai disposti del D.M "Norme tecniche per le costruzioni il quale fornisce un nuovo approccio tecnico alle procedure di calcolo ed alle verifiche delle strutture coerentemente con le condizioni geologiche dell area di intervento. Il presente scritto è stato redatto nel mese di febbraio dell anno 2014 e contiene: Relazione geologica con le risultanze delle indagini geognostiche e geofisiche di campagna 3

4 Per ottenere i dati necessari alla caratterizzazione geolitologica e geotecnica dei terreni presenti sono state eseguite le seguenti indagini: DATA INIZIO/FINE INDAGINI INDAGINI GEOGNOSTICHE IN SITO INDAGINI GEOFISICHE MASW Dal al per i sondaggi geognostici ed i rilievi di campagna per le prove MASW Sondaggi geognostici a carotaggio continuo. - verticali eseguite : n. 3 denominate S1 S2 S3 - profondità indagata: S1 a 15 m ed S2-S3 a 10 m - prove SCPT in foro : tot. esegute n. 6 n. 1 stendimenti. Nelle pagine successive di propongono la pianta ed una alcune sezioni significative dell edificio in progetto estratti dagli elaborati forniti dal Progettista; il fabbricato verrà realizzato in elementi prefabbricati in cls, sarà dotato di massimo quattro piani fuori terra con piano interrato; il piano quarto sarà adibito a pargheggio. L intervento in progetto occuperà una superficie di ca m 2. 4

5 Pianta piano terra edificio in progetto 5

6 Sezioni significative dell edificio in progetto

7 RELAZIONE GEOLOGICA (NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M CIRCOLARE 2 FEBBRAIO 2009 N. 617, C.S.LL.PP.) 1. INQUADRAMENTO GEOLOGICO DELL AREA D INTERVENTO 1.1 Ubicazione e topografia L area d intervento si individua in territorio comunale di Affi e più precisamente adiacente alla strada provinciale n. 29; la stessa insiste su terreni pianeggianti posti alla quota media di ca. 185 m. s.l.m.m. (vedi seguenti estratti da tavoletta I.G.M. scala 1: e da C.T.R. scala 1:5.000). ESTRATTO DA TAVOLETTA I.G.M. (scala 1:25.000) Area di intervento CARATTERISTICHE TOPOGRAFICHE: Area sostanzialmente pianeggiante ESTRATTO DA C.T.R. (scala 1:5.000) Area di intervento QUOTA TOPOGRAFICA MEDIA: 185 m s.l.m. 7

8 1.2 Unità geologiche, litologiche, strutturali Da un punto di vista litologico, i terreni affioranti nell area sono rappresentati prevalentemente da sedimenti fluvio-glaciali morenici appartenenti alla cerchia morenica meridionale ed orientale del Lago di Garda depositati durante le ultime fasi glaciali quaternarie (Riss Würm). Si tratta di materiali estremamente eterogenei con presenza di elementi ghiaiosi di diversa pezzatura e natura petrografica-mineralogica posti in matrice fine da argillosa a sabbiosa talora caratterizzati da ampie fasce di alterazione. Nella CARTOGRAFIA GEOLOGICA consultata sono indicati i seguenti depositi: CARTA GEOLOGICA D'ITALIA F. 48 PESCHIERA DEL GARDA (scala 1: ): alluvioni fluvio glaciali e fluviali, da molto grossolane a ghiaiose, con strato di alterazione di ridotto spessore (Riss) raccordate con le cerchie moreniche maggiori gardesane ESTRATTO DA CARTA GEOLOGICA D ITALIA F. 48 PESCHIERA DEL GARDA (particolare non in scala) m R (Riss): morene ghiaiose con strato di alterazione argilloso (Riss): alluvioni fluvioglaciali e fluviali ghiaiose alterate in argille rossastre fg r2 Ubicazione area di intervento 8

9 1.3 Forme del terreno e processi geomorfologici Nel settore dell anfiteatro morenico gardesano, interessato dalla presente indagine, affiorano soprattutto depositi rissiani sovrapposti a detriti morenici delle precedenti glaciazioni; questa successione, riconoscibile per vari caratteri tessiturali e per il diverso grado di alterazione, è molto irregolare visti gli intensi processi di esarazione glaciale, dilavamento ed accumulo; i materiali morenici hanno poi subito trasporto e rimaneggiamento ad opera dei corsi d acqua, più o meno effimeri, che hanno attraversato la regione dopo il ritiro dei ghiacciai al termine dell ultima glaciazione. Il successivo stralcio da CARTA DELLE UNITÀ GEOMORFOLOGICHE DEL VENETO scala 1 : evidenzia i caratteri geomorfologici significativi del territorio. LEGENDA Cordoni morenici Bordo dei terrazzi fluviali Depositi fluvioglaciali ed alluvionali antichi e recenti delle vallate alpine e pre-alpine e della fascia di conoidi pedemontane del Pleistocene ed Olocene (Adige, Garda) Rilievi collinari ed anfiteatrici morenici Depositi mobili degli alvei fluviali attuali Area d intervento 1.4 Rischi geologici, naturali e indotti L area non appare interessata da fenomeni di dissesto in atto o potenziali. 1.5 Idrografia A scala macroscopica gli elementi idrografici principali sono il Lago di Garda (ca. 3,5 Km ad Ovest) ed il Fiume Adige (ca. 4,0 Km ad Est); nelle vicinanze dell area d intervento si riscontra la presenza di alcuni corsi d acqua effimeri con modesta portata e sezione d alveo. 1.6 Idrogeologia Per quanto riguarda la struttura complessiva dell acquifero residente nei sedimenti quaternari, è nota la presenza di una falda superficiale a carattere freatico dotata di basse potenzialità e posta a parecchi m da attuale p.c., mentre negli strati permeabili profondi risiedono falde dotate di buona capacità idrica. 9

10 1.7 Quota di falda Alla data di esecuzione delle indagini (febbraio 14) la quota di falda non è stata rilevata almeno fino alla massima profondità di ca. 15,00 m da p.c. attuale. 1.8 Vincoli, sicurezza idraulica Nel successivo stralcio da CARTA DELLE FRAGILITÀ relativa al P.T.P. (Piano Territoriale Provinciale) redatto a cura della Provincia di Verona si nota che la porzione di territorio comunale di Affi, dove è previsto l intervento, ricade in aree di attenzione e di medio rischio idraulico derivante, con ogni probabilità dalla posizione topograficamente leggermente depressa dell area; non si rileva invece un ambito di vulnerabilità idrogeologica. ESTRATTO DA CARTA DELLE FRAGILITÀ Pericolo Idraulico: Molto elevato Elevato Medio Moderato Vulnerabilità Idrogeologica: Molto elevata Elevata Media Moderata Ambito di attenzione idraulica Impatto principali linee di comunicazione Fascia di rispetto punto di prelievo pozzi pubblici ed acquedotti Area d intervento 10

11 2. INDAGINI GEOGNOSTICHE DI CAMPAGNA 2.1 Sondaggi geognostici a carotaggio continuo Per la valutazione litologica, la determinazione delle caratteristiche di resistenza e dei principali parametri geotecnici dei terreni presenti e per la determinazione della quota della falda sono stati eseguiti n. 3 sondaggi geognostici a carotaggio continuo denominati S1, S2, S3 spinti rispettivamente alla profondità di 15 m. (S1) e 10 m (S2, S3) da p.c. attuale; inoltre si è tenuto conto anche delle risultanze di un sondaggio (denominato S4) spinto alla profondità di 18 m da p.c. effettuato sempre a cura dello scrivente nelle immediate adiacenze in anni precendenti; nei fori di sonda sono state eseguite prove SCPT di resistenza. L ubicazione dei punti prova è indicata nella successiva planimetria dell area d intervento UBICAZIONE SONDAGGI GEOGNOSTICI Ubicazione S1 Ubicazione S2 Ubicazione S3 Ubicazione S4 S3 S4 S2 S1 Per l esecuzione dei sondaggi si è utilizzata una sonda oleodinamica autocarrata; la macchina era attrezzate con batteria di perforazione dotata di carotiere semplice con diam. esterno di 101 mm; i fori di sonda sono stati armati con tubi di rivestimento del diam. di 127 mm. Lo svuotamento del campionatore, privo di anello strappa-carota e di cestello raccoglitore, è stato realizzato mediante semplice caduta gravitativa; i terreni campionati sono stati sistemati in apposite cassette catalogatrici visibili nelle schede proposte nelle pagine successive assieme alla ricostruzione stratigrafica eseguita secondo la grafica A.G.I. (1977). All interno dei fori di sonda sono state eseguite alcune prove di resistenza SCPT (Standard Cone Penetration Test) utilizzando un campionatore a punta chiusa stante la natura esclusivamente granulare (ghiaie) dei terreni presenti; essendo totalemente assenti livelli coesivi di potenza campionabile non sono stati prelevati campioni indisturbati di terreno, né si sono 11

12 potuti eseguire test con pocket penetrometro e torvane. L esecuzione della prova SCPT consiste nella registrazione del numero di colpi necessari ad un determinato avanzamento ( = 15 cm) di un utensile di dimensioni standardizzate. Le caratteristiche tecniche dello strumento utilizzato sono le seguenti: massa battente = 63,5 kg volata = 76,2 cm avanzamento = 15 cm x n. 3 ripetizioni apertura punta conica = 60 (punta chiusa) diametro punta conica = 50,8 mm (punta chiusa) Nelle pagine seguenti vengono proposte le colonne litostratigrafiche dedotte dai sondaggi eseguiti e la documentazione fotografica dei campioni estratti; nelle tabelle sono anche indicati i valori di N Scpt e la quota di falda (dove rinvenuta). Segue una tabella riepilogativa relativa all esecuzione dei sondaggi geognostici. Tecnici Explogeo s.a.s. Assistenza di cantiere Responsabile dei procedimenti dott. geol. Ampelio Cagalli Ordine Geologi del Veneto n. 195 Sondaggio geognostico a carotaggio continuo con esecuzione di Metodo di perforazione prove SCPT in foro. Campionatore Carotiere semplice con diam. esterno 101 mm, interno 88 mm In acciaio trafilato a freddo, filettatura quadra con raccordo nipple Aste diam. est. 50 mm spess. 7 mm - peso 7,4 kg/m S1 3,00 / 3,45 ; 6,00 / 6,45 m S2 1,50 / 1,95; 3,00 / 3,45 m Prova SCPT S3 3,00 / 3,45; 6,00 / 6,45 m S4-7,50 / 7,95 m Campioni indisturbati Non eseguiti (non essendo stato rinvenuto alcun livello coesivo) Prove pocket/torvane Non eseguite (non essendo stato rinvenuto alcun livello coesivo) Quota falda Non rilevata 12

13 SONDAGGIO: S1 CANTIERE: CENAF s.r.l. Data inizio/fine lavori: 04/ Profondità (m da q.i.) Litologia Descrizione Prof. p.p. s.c.p.t. (m) kg/cm 2 intervallo (m) n. colpi H 2 O Terreno vegetale ,00-3,45 3,15 = 46 3,42 = rifiuto Ghiaia eterogenea (d=2/5 cm) in matrice sabbiosa/limo sabbiosa, petrograficamente eterogenea (calcari, porfidi, metamorfiti) con ciottoli fino a 8/10 cm asciutta. 6,00-6,45 6,15 = 19 6,30 = 35 6,45 =

14 SCPT Intervallo sondaggio S1 : 0,0 5,0 m SCPT Foto cassette catalogatrici Sondaggio S1 Intervallo sondaggio S1: 5,0 10,0 m intervallo sondaggio S1: 10,0 15,0 m 14

15 SONDAGGIO: S2 CANTIERE: CENAF s.r.l. Data inizio/fine lavori: 05/ Profondità (m da q.i.) Litologia Descrizione Prof. p.p s.c.p.t. (m) kg/cm 2 intervallo (m) n. colpi H 2 O Terreno vegetale = = = Ghiaia eterogenea (d=2/5 cm) in matrice sabbiosa/limo sabbiosa, petrograficamente eterogenea (calcari, porfidi, metamorfiti) con ciottoli fino a 8/10 cm asciutta = 36 4,78 = rifiuto

16 SCPT SCPT Intervallo sondaggio S2: 0,0 5,0 m Foto cassette catalogatrici Sondaggio S2 Intervallo sondaggio S2: 5,0 10,0 m 16

17 SONDAGGIO: S3 CANTIERE: CENAF s.r.l. Data inizio/fine lavori: 06/ Profondità (m da q.i.) Litologia Descrizione. Terreno vegetale Prof. p.p. s.c.p.t. (m) kg/cm 2 intervallo (m) n. colpi H 2 O = = = Ghiaia eterogenea (d=2/5 cm) in matrice sabbiosa/limo sabbiosa, petrograficamente eterogenea (calcari, porfidi, metamorfiti) con ciottoli fino a 8/10 cm asciutta = = rifiuto

18 SCPT Intervallo sondaggio S3: 0,0 5,0 m Foto cassette catalogatrici Sondaggio S3 SCPT Intervallo sondaggio S3: 5,0 10,0 m 18

19 SONDAGGIO: S4 CANTIERE: limitrofo. Data inizio/fine lavori: Profondità (m da q.i.) 1. LITOLOGIA 2. DESCRIZIONE Int. Spt n. colpi p.p. kg/cm c.i. H 2 O ,00 0,05 Asfalto ,70 5,30 Riporto eterogeneo prevalentemente ghiaioso ciottoli e con qualche trovante di porfido Ø max 100 mm e con presenza di frammenti di laterizio Terreno vegetale limoargilloso con presenza di ghiaie stondate Ghiaie poligeniche spigolose e stondate in matrice limosa con ciottoli Ø max 100 mm e massi in porfido (detrito di morena). 7,50 7,55 33 rif ,00 12,20 Livelletto limo argilloso con ghiaie stondate Ø max 20 mm. Ghiaie poligeniche spigolose e stondate in matrice limosa con ciottoli Ø max 100 mm e massi in porfido (detrito di morena). Note al sondaggio S4 Il sondaggio S4 è stato eseguito nel mese di gennaio 2012 per la realizzazione del capannone limitrofo all area d intervento. La quota inizio corrispondeva a quella dell allora area di parcheggio, sopraelevata mediante riporto, di alcuni metri rispetto alla superficie dell area d intervento Cenaf s.r.l.; dal che la presenza superficiale di materiali alloctoni non rinvenuti negli altri sondaggi. 19

20 S4 0-5 Intervallo sondaggio S4: 0,0 5,0 m SCPT Foto cassette catalogatrici Sondaggio S4 S Intervallo sondaggio S3: 5,0 10,0 m S Intervallo sondaggio S3: 10,0 15,0 m 20

21 Foto cassette catalogatrici Sondaggio S4 S Intervallo sondaggio S3: 15,0 18,0 m Foto stazioni di esecuzione dei sondaggi geognostici Stazione S1 Stazione S2 Manca foto Stazione S3 Stazione S4 21

22 PARAMETRI GEOTECNICI DEDOTTI DALLE PROVE SCPT IN FORO I sondaggi geognostici eseguiti hanno evidenziato una notevole omogeneità laterale dei sedimenti presenti nell area indagata costituiti da ghiaie moreniche in matrice sabbiosa/limo sabbiosa ben addensate. Al fine della determinazione dei parametri geotecnici è stato assunto il valore di colpi (assolutamente cautelativo) NSPT = 50 in tutti i casi in cui si è avuto il rifiuto considerato come n. di colpi > di 75 per l infissione nei due intervalli di conta ovvero II + III = 30 cm. Sondaggio S1 intervallo ( m da q.i.) n. colpi NSPT Valore cautelativo assunto da 0,00 a - 15,00 m > 75 rifiuto 50 Sondaggio S2 Intervallo ( m da q.i.) n. colpi NSPT Valore cautelativo assunto da 0,00 a - 10,00 m > 75 rifiuto 50 Sondaggio S3 Intervallo ( m dal q.i.) n. colpi NSPT Valore cautelativo assunto da 0,00 a - 10,00 m > 75 rifiuto 50 Sondaggio S4 Intervallo ( m dal q.i.) n. colpi NSPT Valore cautelativo assunto da 0,00 a - 18,00 m > 75 rifiuto 50 In base al numero di colpi necessario all avanzamento stabilito, è possibile risalire alla valutazione orientativa di alcuni parametri geotecnici caratteristici dei terreni investigati che, nella situazione in oggetto, sono rappresentati esclusivamente da depositi granulari. I parametri geotecnici determinati sono i seguenti: angolo di attrito interno efficace φ [ ] modulo di deformazione drenato E [kg/cm 2 ] peso di volume saturo γ sat [t/m 3 ] peso di volume drenato γ dr [t/m 3 ] La procedura di determinazione dei parametri si basa su correlazioni empiriche e sui dati dedotti dalle esperienze di vari Autori; i valori dei parametri sono deducibili dalle correlazioni illustrate nelle tabelle proposte di seguito considerando N scpt = N spt. I valori indicati dei parametri geotecnici sono cautelativi. 22

23 N SPT φ' (ANGOLO DI ATTRITO EFFICACE) Rif.: Peck Hanson Thorburn ( ) (Terreni granulari) N SPT φ' ( ) N SPT φ' ( ) N SPT φ' ( ) N SPT φ' ( ) N SPT = 50 S1-S2-S3-S4 φ' = 41 N SPT E' (MODULO DI DEFORMAZIONE DRENATO) Rif.: D'Apollonia et al. (1970) SABBIE e GHIAIE N.C. (normalmente consolidate) (Terreni granulari) N SPT E' (kg/cm 2 ) N SPT E' (kg/cm 2 ) N SPT E' (kg/cm 2 ) N SPT E' (kg/cm 2 ) N SPT = 50 S1-S2-S3-S4 E' = 577 kg/cm 2 N SPT γ (PESO DI VOLUME) Rif.: Terzaghi & Peck ( ) (Terreni granulari) N SPT γ sat γ d N SPT γ sat γ d N SPT γ sat γ d N SPT γ sat γ d N SPT = 50 S1-S2-S3-S4 γ sat = 2.15 ; γ d = Conclusioni indagini geognostiche di campagna Le indagini eseguite in corrispondenza dell area d intervento hanno consentito di rilevare la presenza di un comune motivo deposizionale costituito da terreni di natura ghiaiosa come evidenziato nelle colonne stratigrafiche proposte nel par Le prove di resistenza SCPT, eseguite all interno del banco ghiaioso, hanno consentito di riconoscere caratteristiche geotecniche molto buone; di seguito si riassumono i parametri geotecnici dedotti da tali prove. Sondaggio n. colpi assunto φ E γ sat γ dr S , ,15 1,85 In nessun foro di sonda è stata rilevata la presenza di falda. 23

24 3. ASPETTI GEODINAMICI E SISMICITA 3.1 Zonazione sismica Secondo quanto disposto dall Ordinanza della Presidenza del Consiglio dei Ministri n del e s.m.i. ed a quanto previsto dalla DGRV 96/CR del 07/08/2006 i parametri sismici vengono calcolati puntualmente in base al valore dell accelerazione massima attesa sul sito con probabilità di superamento pari al 10% in 50 anni (ag). Sito in esame: LATITUDINE / LONGITUDINE : 45, / 10, Categoria topografica: T1, superficie pianeggiante (inclinazione media inferiore a 15 ) ag: 0,190 g Zona: 2 Grado di sismicità: 9 La classificazione sismica nazionale attribuisce al territorio comunale di Affi la classe sismica Indagine sismica per la determinazione della categoria del suolo di fondazione Per la determinazione del parametro V s30 e l attribuzione della categoria sismica al suolo di fondazione, è stata eseguita un indagine geofisica MASW a cura del dott. geol. Luca Zanoni e del dott. geol. Marco Zandonà specialisti del settore; dagli esiti di detta indagine, presentati di seguito, è risultata la seguente categoria di suolo di fondazione: Categoria suolo di fondazione: B roccie tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fine 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 fra 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 fine) 24

25 INDAGINE SISMICA CON TECNICA MASW - HVSR PER LA CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEI TERRENI SECONDO IL D.M. 14 gennaio 2008 Premessa TECNICO INCARICATO Dott. geol. Luca Zanoni COLLABORATORE Dott. geol. Marco Zandonà Su incarico di Explogeo s.a.s. del dott. geol. Ampelio Cagalli è stata eseguita un'indagine sismica sui terreni d intervento. Gli obiettivi delle indagini erano: - caratterizzazione del sito dal punto di vista sismico secondo il D.M (Norme Tecniche per le Costruzioni); - misura della frequenza di risonanza del sito. A tale scopo è stata eseguita l'indagine utilizzando la tecnica: MASW H.V.S.R. (Horizontal-to- Vertical Spectral Ratio). Metodo di indagine Attrezzatura utilizzata L'indagine è stata eseguita utilizzando un sismografo Sysmatrack della MAE - Advanced Geophysics Instruments dotato delle seguenti caratteristiche: - convertitori: risoluzione 24 bit, tecnologia sigma-delta; - range dinamico: 144 db (teorico); - distorsione massima: +/-0,0010%; - banda passante: 2Hz-30KHz; - common mode rejection: 110 db a 60 Hz; - diafonia: -120dB a 20 Hz; - soglia di rumore dell'amplificatore programmabile: 27nV; - precisione del trigger: 1/30 del tempo di campionatura. Il sensore utilizzato è il seguente: 24 geofoni verticali con frequenza di 4,5 Hz; geofono triassiale MAE S3S2 con frequenza di 2 Hz. 25

26 Sysmatrack Geofono da 4,5 Hz Indagine MASW Sensore triassiale MAE S3S2 Curva di risposta dei velocimetri del S3S2 Nella maggior parte delle indagini sismiche per le quali si utilizzano le onde compressive, più di due terzi dell energia sismica totale generata viene trasmessa nella forma di onde di Rayleigh, la componente principale delle onde superficiali. Ipotizzando una variazione di velocità dei terreni in senso verticale, ciascuna componente di frequenza dell onda superficiale ha una diversa velocità di propagazione (chiamata velocità di fase) che, a sua volta, corrisponde ad una diversa lunghezza d onda per ciascuna frequenza che si propaga (dispersione). Sebbene le onde superficiali siano considerate rumore per le indagini sismiche che utilizzano le onde di corpo (riflessione e rifrazione), la loro proprietà dispersiva può essere utilizzata per studiare le proprietà elastiche dei terreni superficiali. Secondo l ipotesi fondamentale della fisica lineare (Teorema di Fourier) i segnali possono essere rappresentati come la somma di segnali indipendenti, dette armoniche del segnale. Tali armoniche, per analisi monodimensionali, sono funzioni trigonometriche seno e coseno, e si comportano in modo indipendente non interagendo tra di loro. Concentrando l attenzione su ciascuna componente armonica il risultato finale in analisi lineare risulterà equivalente alla somma dei comportamenti parziali corrispondenti alle singole armoniche. L analisi di Fourier (analisi spettrale FFT) è lo strumento fondamentale per la caratterizzazione spettrale del segnale. L analisi delle onde di Rayleigh, mediante tecnica MASW, viene eseguita con la trattazione spettrale del segnale nel dominio trasformato dove è possibile, in modo abbastanza agevole, identificare il segnale relativo alle onde di Rayleigh rispetto ad altri tipi di segnali, osservando, inoltre, che le onde di Rayleigh si propagano con velocità che è funzione della frequenza. Il legame velocità frequenza è detto spettro di dispersione. La curva di dispersione individuata nel dominio f-k è detta curva di dispersione sperimentale, e rappresenta in tale dominio le massime ampiezze dello spettro. 26

27 E possibile simulare, a partire da un modello geotecnico sintetico caratterizzato da spessore, densità, coefficiente di Poisson, velocità delle onde S e velocità delle Onde P, la curva di dispersione teorica la quale lega velocità e lunghezza d onda secondo la relazione: Modificando i parametri del modello geotecnico sintetico, si può ottenere una sovrapposizione della curva di dispersione teorica con quella sperimentale: questa fase è detta di inversione e consente di determinare il profilo delle velocità in mezzi a differente rigidezza. Sia nella curva di inversione teorica che in quella sperimentale è possibile individuare le diverse configurazioni di vibrazione del terreno. I modi per le onde di Rayleigh possono essere: deformazioni a contatto con l aria, deformazioni quasi nulle a metà della lunghezza d onda e deformazioni nulle a profondità elevate. Le onde di Rayleigh decadono a profondità circa uguali alla lunghezza d onda. Piccole lunghezze d onda (alte frequenze) consentono di indagare zone superficiali mentre grandi lunghezze d onda (basse frequenze) consentono indagini a maggiore profondità. L'obiettivo dell'indagine consiste nella ricostruzione sismostratigrafica del sottosuolo finalizzata all'assegnazione della categoria del sottosuolo di fondazione (Vs30) come richiesto dalla normativa vigente (Norme Tecniche sulle Costruzioni D.M. 14/01/2008). L'interpretazione dei dati viene eseguita utilizzando il software Easy Masw della Geostru e fogli elettronici autoprodotti. Indagine H.V.S.R. La tecnica a sismica passiva H.V.S.R, Horizontal to Vertical Spectral Ratio, è molto rapida, non invasiva e richiede pochissimo spazio a disposizione. Attraverso la misura del rapporto spettrale H/V determinato da microtremori (oscillazioni del suolo indotte da fattori naturali o antropici) è possibile valutare le frequenze proprie di vibrazione del sottosuolo. Attraverso l'elaborazione dello spettro H/V, oltre alle frequenze di risonanza del terreno, è possibile ottenere dettagli stratigrafici e velocità delle onde di taglio Vs. Per l acquisizione dei dati viene usato un geofono triassiale a 2 Hz della ditta MAE srl. In questo tipo di analisi, si pone l'attenzione sul fenomeno della doppia risonanza cioè la corrispondenza tra le frequenze fondamentali del segnale sismico trasmesso in superficie e quelle degli edifici in progetto, oppure esistenti. In caso di evento sismico infatti ci potrebbe essere una notevole trasmissione di energia dal suolo all'edificio con importanti sollecitazioni strutturali. La frequenza di risonanza di un edificio può essere stimata con la formula semplificata: fe = 10 Hz / numero piani Oppure può essere valutata con formule semplificate, quale quella indicata nel D.M , valida per edifici con Z non superiore ai 40 metri e massa distribuita, approssimativamente, in maniera uniforme lungo l altezza 1 fs = C Z Tipologia C 1 Costruzioni con struttura a telaio in acciaio 0,085 Costruzioni con struttura a telaio in calcestruzzo armato 0,075 Costruzioni con qualsiasi altro tipo di struttura 0,050 L'interpretazione dei dati viene eseguita utilizzando i software GEOPSY, HVlab della MAE e fogli elettronici autoprodotti. 27

28 Risultati delle indagini INQUADRAMENTO GEOGRAFICO L'area in analisi è ubicata nel Comune di Affi in provincia di Verona, ad una quota di circa 184 m s.l.m.. Le coordinate Gauss Boaga del centro dello stendimento sono: - Latitudine: 45 33'6.78"N - Longitudine: 10 46'53.23"E L indagine MASW è stata eseguita all interno del piazzale dove, gli spazi hanno consentito una lunghezza di 46 m con offset di 2 m; l indagine HVSR è stata eseguita nei pressi dell estremità nord dello stendimento MASW. HVSR W MASW Foto aerea dell area di intervento con ubicazione delle indagini HVSR W MASW Corografia - CTR 1: Elemento n Affi (non in scala) 28

29 Terna triassiale e Sismatrak RISULTATI DELL'INDAGINE MASW Le tabelle e le figure sottostanti riassumono i risultati dell'indagine. TRACCE N. geofoni Durata acquisizione Interdistanza geofoni Frequenza campionamento ,0 ms 2,0 m 1000 Hz Tracce elaborate 29

30 ANALISI SPETTRALE Frequenza minima di 1 Hz elaborazione Frequenza massima di 60 Hz elaborazione Velocità minima di 1 m/s elaborazione Velocità massima di 1200 m/s elaborazione Intervallo velocità 1 m/s Spettro Velocità di fase - Frequenze CURVA DI DISPERSIONE Spettro di velocità di fase con sovrapposti punti di massimo individuati dal picking automatico (in azzurro), picking manuale dei primi modi e curve sintetiche N Descrizione Profondità [m] INVERSIONE Spessore [m] Peso u. v. [kg/mc] Coeff. Poisson Falda Vp [m/sec] Vs [m/sec] 1 Strato aerato ,3 No 284,4 152,0 2 Depositi alluvionali ghiaiosi 15,40 14, ,3 No 789,2 426,7 4 Bedrock geofisico oo oo ,3 NA 1791,4 957,5 30

31 Spettro di velocità di fase con risultante dell'inversione Profilo di velocità risultante RISULTATI INDAGINE HVSR Dati riepilogativi: Numero tracce: 3 Durata registrazione: 1200 s Frequenza di campionamento: 250,00 Hz Numero campioni: Direzioni tracce: Nord-Sud; Est-Ovest; Verticale. Finestre selezionate Dati riepilogativi: Numero totale finestre selezionate: 10 Numero finestre incluse nel calcolo: 10 Dimensione temporale finestre: 30 s Tipo di lisciamento: Konno & Ohmachi Percentuale di lisciamento: 11,00 % Grafici tracce: Traccia con finestre di calcolo 31

32 Rapporto spettrale H/V Dati riepilogativi: Frequenza massima: 25,00 Hz Frequenza minima: 0,50 Hz Passo frequenze: 0,10 Hz Tipo lisciamento:: Konno & Ohmachi Percentuale di lisciamento: 1,00 % Risultati: Frequenza del picco del rapporto H/V: Grafico rapporto spettrale H/V 0,98 Hz ±0,37 Hz Verifiche SESAME: Verifica Rapporto spettrale H/V e suo intervallo di fiducia Esito Ok Ok *Secondo: "Guideline for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations" Ok Ok Ok Ok NO NO Ok 32

33 Conclusioni. L'analisi incrociata dei risultati delle indagini eseguite consente di definire il seguente modello sismostratigrafico. Fig. 1: Modello sismostratigrafico risultante da analisi combinata 33

34 Categoria di suolo di fondazione Per l identificazione della categoria di sottosuolo la normativa raccomanda la misura della velocità di propagazione delle onde di taglio (mdap.c.) Vs ovvero l esecuzione (m/s) di prove tipo SPT; la categoria viene poi identificata attraverso le Tabelle 3.2.II (riportata di seguito) e 3.2.III delle NTC Le indagini MASW eseguite, hanno consentito di misurare la VS30 come riportato nella tabella sottostante. PIANO POSA Affi FONDAZIONI Vs30 0,0 1,0 2,0 507,25 3,0 559,62 4,0 593,21 5,0 609,14 6,0 625,64 7,0 643,07 8,0 661,49 9,0 701,69 723, ,0 747,09 Pertanto la categoria di suolo risulta essere di tipo"b 34

35 Frequenza caratteristica di risonanza del sito Le frequenze di picco caratteristiche del sito, individuate dal rapporto H/V, presentano una buona coerenza e rispondono ai requisiti del progetto SESAME. Nella tabella sottostante si riepilogano i valori elaborati. Frequenza dei picchi del rapporto H/V 0,98 ± 0,37 Hz. dott. geol. Luca Zanoni - ORG Veneto n 377 dott. geol. Marco Zandonà - ORG Veneto n

36 3.3 Dati sismici per le verifiche degli stati limite Sulla base delle informazioni fornite dal Progettista relative alla classe d uso dell edificio (classe III) e la vita nominale dello stesso (50 anni), è possibile, avvalendoci dei dati forniti dall Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, fornire i seguenti dati sismici propedeutici alla verifica progettuale agli stati limite intesi come condizione superata la quale la struttura in esame non soddisfa più i requisiti per i quali è stata progettata. Secondo le Norme Tecniche delle Costruzioni gli stati limite sono quattro: SLO (stato limite operatività) SLD (stato limite danno) SLV (stato limite salvaguardia vita) SLC (stato limite prevenzione del collasso) Seguono le tabelle riepilogative dei dati sismici. SLO (Stato Limite Operatività) PARAMETRI SISMICI COEFFICIENTI SISMICI Prob. di superamento: 81 [%] Ss: 1,200 Tr: 30 [anni] Cc: 1,460 ag: 0,055 g St: 1,000 Fo: 2,537 Kh: 0,012 Tc*: 0,239 [s] Kv: 0,006 Amax: 0,649 Beta: 0,180 SLD (Stato Limite Danno) PARAMETRI SISMICI COEFFICIENTI SISMICI Prob. di superamento: 63 [%] Ss: 1,200 Tr: 50 [anni] Cc: 1,450 ag: 0,073 g St: 1,000 Fo: 2,490 Kh: 0,016 Tc*: 0,249 [s] Kv: 0,008 Amax: 0,862 Beta: 0,180 SLV (Stato Limite salvaguardia della Vita) PARAMETRI SISMICI COEFFICIENTI SISMICI Prob. di superamento: 10 [%] Ss: 1,200 Tr: 712 [anni] Cc: 1,420 ag: 0,190 g St: 1,000 Fo: 2,450 Kh: 0,055 Tc*: 0,279 [s] Kv: 0,027 Amax: 2,235 Beta: 0,240 SLC (Stato Limite prevenzione del Collasso) PARAMETRI SISMICI COEFFICIENTI SISMICI Prob. di superamento: 5 [%] Ss: 1,160 Tr: 1462 [anni] Cc: 1,410 ag: 0,245 g St: 1,000 Fo: 2,433 Kh: 0,088 Tc*: 0,284 [s] Kv: 0,044 Amax: 2,792 Beta: 0, Liquefazione dei terreni La liquefazione denota una diminuzione di resistenza al taglio e/o di rigidezza causata dall aumento di pressione interstiziale in un terreno saturo non coesivo durante uno scuotimento sismico tale da generare deformazioni permanenti significative o persino l annullamento degli sforzi efficaci nel terreno; in questo contesto il problema principale che si pone in fase di progettazione è 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 esame, i terreni di appoggio sono costituiti da ghiaia in matrice sabbiosa con assenza della falda accertata almeno fino a 15 m da p.c.; con queste premesse non sussiste il rischio di liquefazione in caso di evento sismico. 36

37 4. VALUTAZIONI CONCLUSIVE DI CARATTERE GEOLOGICO Le indagini svolte hanno permesso di trarre le conclusioni di seguito esposte. PROFONDITÀ (in m da p.c.) Inoltre: p.c. / 15 LITOLOGIA ORIENTATIVA Ghiaia eterogenea (d=2/5 cm) in matrice sabbiosa/limo sabbiosa, petrograficamente eterogenea (calcari, porfidi, metamorfiti) con ciottoli fino a 8/10 cm asciutta. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE Molto Buone - l area appare stabile da un punto di vista geomorfologico e non presenta dissesti in atto o potenziali; - l area si inserisce in un ambito di attenzione idraulica di medio rischio; - l area non risulta gravata da vincoli geologici, idrogeologici, ambientali; - la falda, alla data dell indagine, non è stata rilevata fino alla massima profondità indagata (-15 m da p.c. attuale; - l area ricade in zona sismica 2, grado di sismicità 9; la classificazione sismica nazionale attribuisce al territorio comunale di Cavaion la classe sismica 3 - i terreni di appoggio non sono a rischio di liquefazione in caso di evento sismico. 37