RELAZIONE GEOLOGICA E RELAZIONE GEOTECNICA PER IL PROGETTO PRELIMINARE DI SCUOLA PRIMARIA NEL PLESSO SCOLASTICO DI VIA BRODOLINI COMUNE DI NOVATE M.

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1 COMUNE NOVATE MILANESE (MI) via Giacomo Brodolini Progetto : Realizzazione di nuova scuola primaria RELAZIONE GEOLOGICA E RELAZIONE GEOTECNICA PER IL PROGETTO PRELIMINARE DI SCUOLA PRIMARIA NEL PLESSO SCOLASTICO DI VIA BRODOLINI COMUNE DI NOVATE M.SE Estensori: Impresa esecutrice delle prove: Studio tecnico-ambientale Geodrill srl Treviolo (BG) Dott. Geol. Sbrana - Marchese febbraio 2015

2 I N D I C E 1.0 Indagine geognostica 1.1 PREMESSA PAG ATTREZZATURE USATE E METODOLOGIA DELL INDAGINE IN SITU Sondaggi meccanici pag Descrizione sonda pag Metodologia esecutiva dei sondaggi pag Metodologia esecutiva prove SPT in foro pag Modalità stesura stratigrafie pag Prove penetrometriche SCPT pag Analisi sismica pag Prospezione geosismica con metodo M.A.S.W. pag Analisi multicanale delle onde superficiali pag Risultati pag Verifica sismica di II livello pag Relazione geologica 2.1 INQUADRAMENTI: TERRITORIALE, GEOLOGICO. GEOMORFOLOGICO E IDROGEOLOGICO DELL AREA PAG LITOSTRATIGRAFIA DEL SOTTOSUOLO PAG Relazione geotecnica 3.1 MODELLO GEOTECNICO DEL SOTTOSUOLO E PARAMETRI GEOTECNICI PAG IPOTESI DI TIPOLOGIA DI FONDAZIONE E RELATIVE CONDIZIONI DI SICUREZZA PAG. 26 Fanno parte del presente rapporto Tavola 1 - Planimetria con ubicazione indagini Tavola 2 - Sezioni litotecniche e stratigrafiche Allegati Allegato 1 Docum. fotografica di modalità esecuzione indagini Allegato 2 Stratigrafie dei sondaggi Allegato 3 Tabulati delle prove SCPT di campagna Allegato 4 - Tabelle di elaborazione dei parametri geotecnici 1

3 1.0 INDAGINE GEOGNOSTICA 1.1 PREMESSA Per incarico dell Amministrazioni Comunale di Novate M.se è stata eseguita una indagine geognostica sui terreni interessati dalla prossima realizzazione di una nuova scuola primaria come risulta dalla planimetria fornitaci dagli uffici della stessa Amministrazione in data , cui sono sovrapposte le ubicazioni delle indagini effettuate (vedi Tavola 1) e relative sezioni litotechiche e stratigrafiche (Tavola 2). L indagine è consistita nella esecuzione di: - n 5 prove penetrometriche dinamiche continue del tipo SCPT; - N 2 sondaggi geognostici a carotaggio continuo con prove SPT in foro; - Indagine geofisica con metodo MASW; come di seguito dettagliatamente descritto. 1.2 ATTREZZATURA USATA E METODOLOGIA DELL INDAGINE IN SITO Sondaggi meccanici Descrizione sonda Per l esecuzione del sondaggio geognostico è stata utilizzata una sonda idraulica Beretta modello T44. La sonda è dotata di testa di rotazione a 4 velocità con coppia minima di 45 Kgm (45 giri/min) e massima di 803 Kgm (352 giri/min). La testa è munita di martello a percussione idraulica Demoter DM90. Il tiro spinta teorico della sonda è pari a 5000 Kg. L attrezzatura di perforazione consiste in: - aste di perforazione diam. 76 mm e peso 12 kg/m, lunghezza 1.5 e 3.0 metri; - carotiere semplice diam. 101 mm e lunghezza 1.5 e 3.0 metri con corona a prismi al widia per pulizia finale del foro; - carotiere doppio diam. 101 mm con corona diamantata; - rivestimenti di diam. 127 mm 2

4 - maglio per prove SPT di fabbricazione Nenzi a sganciamento automatico con maglio di peso 63.5 kg ed altezza di caduta libera 75 cm; - scandaglio per misura della profondità del fondo foro; - freatimetro. La sonda è equipaggiata con pompa fango triplex da 200 lt a 26 bar usata sia per lubrificare con fluido gli utensili che per le operazioni di scarotatura Metodologica generale esecutiva dei sondaggi Le operazioni di carotaggio avvengono nel seguente modo: all asta di perforazione viene collegato un tubo campionatore cavo chiamato carotiere, capace di contenere il terreno che viene carotato per avanzamento a secco per tratti successivi variabili da pochi decimetri al metro in funzione della densità o consistenza del terreno. Nel substrato roccioso il carotaggio viene generalmente eseguito con carotiere doppio con eventuale utilizzo di corona diamantata. Il risultato è una sequenza continua di prelievo di terreno chiamata carote, a partire dal piano campagna sino alla profondità voluta; le carote vengono conservate in apposite cassette catalogatrici in plastica dotate di coperchio in scala 1:1. Il foro viene generalmente rivestito, ove necessario, con tubo metallico di diametro 127 mm a seguire per evitare il franamento. Al termine del sondaggio, una volta recuperata la batteria di aste con l utensile di perforazione, prima del recupero dei rivestimenti, può essere installato in foro anche un tubo piezometrico con diametro variabile in funzione della perforazione effettuata, successivamente viene quindi effettuato il riempimento dell intercapedine piezometro foro con ghiaietto siliceo selezionato di pezzatura 2 6 mm in corrispondenza del tratto micro fessurato del piezometro ed infine realizzato un tampone superficiale sigillante contenente argilla rigonfiante a base bentonite. Al termine di queste operazioni può inoltre essere effettuato lo spurgo dell eventuale materiale fine rimasto in sospensione mediante elettropompa sommersa sino ad ottenere acqua chiara. Durante il sondaggio, ove ritenuto necessario ed in caso la litologia del terreno lo permetta, può essere prelevato un campione indisturbato. In ogni caso può essere sempre prelevato un campione disturbato conservandolo in contenitori ermetici (sacchetti, vaso di vetro) e portandolo successivamente in laboratorio. 3

5 Modalità di esecuzione delle prove S.P.T. in foro di sondaggio Le prove penetrometriche S.P.T. (Standard Penetration Test) sono state eseguite facendo penetrare una punta conica od un campionatore a tubo aperto (tipo Raymond di de = 50.8 mm e di = 35 mm) per 45 cm nel terreno; i colpi necessari all infissione vengono misurati in tre fasi successive di 15 cm. Il valore di Nspt risulta dalla somma di colpi ottenuti per il 2 e 3 tratto. Prima di ogni prova viene controllato con lo scandaglio la quota del fondo foro confrontandolo con quelle raggiunte dalla manovra di perforazione dalla quale non deve differire oltre i 7.0 cm. In presenza di materiali molto compatti o ghiaia viene adottato il campionatore chiuso a punta conica e L utile =630 mm. La documentazione fotografica delle predette modalità esecutive è riportata in Allegato Modalità di stesura delle stratigrafie Nel corso delle perforazioni vengono rilevate le stratigrafie dei terreni attraversati, in esse compaiono oltre agli elementi relativi ai campionamenti ed alle prove i seguenti dati: Composizione granulometrica approssimata come indicato nella tabella seguente: DENOMINAZIONE DIAMETRO DEI GRANI (mm) argilla < limo sabbia ,75 ghiaia 4,75-75 ciottoli >75 Si elenca per primo il nome del costituente principale, seguito dal costituente secondario nella forma: - preceduto dalla preposizione con se rappresenta una percentuale compresa fra il 25% ed i 50%; - seguito dal suffisso oso se rappresenta una percentuale compresa tra il 10% ed il 25%; 4

6 - preceduto da debolmente e seguito dal suffisso oso se rappresenta una percentuale compresa tra il 5% ed il 10%. Colore prevalente. Consistenza dei terreni coesivi e semicoesivi, misurando la resistenza al penetrometro tascabile sulla carota appena estratta e scortecciata, il grado di consistenza è definito nella seguente tabella. DEFINIZIONE RESISTENZA AL PENETROMETRO TASCABILE (kg/cm2) privo di consistenza < 0.25 poco consistente moderatamente consistente consistente molto consistente > 2.0 Caratteristiche di addensamento dei terreni granulari, con riferimento orientativo indicato nella seguente tabella: VALUTAZIONE DELLO STATO DI Nspt ADDENSAMENTO 0-4 sciolto 4-10 poco addensato moderatamente addensato addensato > 50 molto addensato Presenza di locali fenomeni di cementazione; Presenza di eventuali sostanze organiche e riporti; Si riportano in Allegato 2 le stratigrafie rilevate, contenenti anche le caratteristiche delle prove SPT in foro Prove penetrometriche S.C.P.T. La prova consiste nell infissione a battitura di aste di 34 mm. L infissione avviene mediante battitura con un maglio di 73,5 kg di peso che cade automaticamente da un altezza di 75 cm. 5

7 Il numero N di colpi che rappresenta la resistenza alla penetrazione a qualsiasi profondità misurata per ogni affondamento della punta di 30 cm viene riportato in un diagramma continuo di penetrazione in allegato 3 alla presente relazione. In Allegato 3 sono riportati i tabulati delle prove SCPT Analisi sismica Per quanto riguarda gli aspetti sismici, il Comune di Novate Milanese, con D.G.R.L. n del 7 novembre 2003, è stato classificato in Zona sismica 4. La classificazione contenuta nella D.G.R.L. n fa seguito all O.P.C.M. n del 30 marzo 2003: Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in area sismica (pubblicato sulla G.U. n. 105 del 8 maggio 2003). Seguendo la metodologia per la valutazione dell amplificazione sismica locale prevista dal d.m. 14 gennaio 2008 N.T.C., dalla d.g.r.n del 7 novembre 2003 e dal d.d.u.o. n del 21 novembre 2003, si riscontra che per le aree interessate alla prossima realizzazione dei parcheggi interrati, è sufficiente un indagine sismica di I livello in quanto situati in un territorio a bassa sismicità (Zona 4) e non rientranti nella tipologia di edifici strategici dove indagini più di dettaglio vanno obbligatoriamente svolte come previsto dal già citato d.d.u.o. n del Tuttavia, trattandosi della realizzazione di un edificio classificato ad alta sensibilità per i soggetti fruitori dell opera, (vedi normativa citata) si ritiene necessario estendere l indagine provvedendo a realizzare una verifica di secondo livello, che viene decritta e valutata, nella metodologia e negli esiti, nel capitolo successivo Prospezione geosismica con metodo M.A.S.W Analisi multicanale delle onde superficiali 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. Questa proprietà si chiama dispersione. 6

8 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. La costruzione di un profilo verticale di velocità delle onde di taglio (Vs), ottenuto dall analisi delle onde piane della modalità fondamentale delle onde di Rayleigh è una delle pratiche più comuni per utilizzare le proprietà dispersive delle onde superficiali. Questo tipo di analisi fornisce i parametri fondamentali comunemente utilizzati per valutare la rigidezza superficiale, una proprietà critica per molti studi geotecnici. L intero processo comprende tre passi successivi: l acquisizione delle onde superficiali (ground roll), la costruzione di una curva di dispersione (il grafico della velocità di fase rispetto alla frequenza) e l inversione della curva di dispersione per ottenere il profilo verticale delle Vs. Per ottenere un profilo Vs bisogna produrre un treno d onde superficiali a banda larga e registrarlo minimizzando il rumore. Una molteplicità di tecniche diverse sono state utilizzate nel tempo per ricavare la curva di dispersione, ciascuna con i suoi vantaggi e svantaggi. L inversione della curva di dispersione viene realizzata iterativamente, utilizzando la curva di dispersione misurata come riferimento sia per la modellizzazione diretta che per la procedura ai minimi quadrati. Dei valori approssimati per il rapporto di Poisson e per la densità sono necessari per ottenere il profilo verticale Vs dalla curva di dispersione e vengono solitamente stimati utilizzando misure prese in loco o valutando le tipologie dei materiali. Quando si generano le onde piane della modalità fondamentale delle onde di Reyleigh vengono generate anche una molteplicità di tipi diversi di onde. Fra queste le onde di corpo, le onde superficiali non piane, le onde riverberate (back scattered) dalle disomogeneità superficiali, il rumore ambientale e quello imputabile alle attività umane. Le onde di corpo sono in vario modo riconoscibili in un sismogramma multicanale. Quelle rifratte e riflesse sono il risultato dell interazione fra le onde e l impedenza acustica (il contrasto di velocità) e fra le superfici di discontinuità, mentre le onde di corpo dirette viaggiano, come è implicito nel nome, direttamente dalla sorgente ai ricevitori (geofoni). Le onde che si propagano a breve distanza dalla sorgente sono sempre onde superficiali. 7

9 Queste onde, in prossimità della sorgente, seguono un complicato comportamento non lineare e non possono essere trattate come onde piane. Le onde superficiali riverberate (back scattered) possono essere prevalenti in un sismogramma multicanale se in prossimità delle misure sono presenti discontinuità orizzontali quali fondazioni e muri di contenimento. Le ampiezze relative di ciascuna tipologia di rumore generalmente cambiano con la frequenza e la distanza dalla sorgente. Ciascun rumore, inoltre, ha diverse velocità e proprietà di attenuazione che possono essere identificate sulla registrazione multicanale grazie all utilizzo di modelli di coerenza e in base ai tempi di arrivo e all ampiezza di ciascuno. La scomposizione di un campo di onde registrate in un formato a frequenza variabile consente l identificazione della maggior parte del rumore, analizzando la fase e la frequenza indipendentemente dalla distanza dalla sorgente. La scomposizione può essere quindi utilizzata in associazione con la registrazione multicanale per minimizzare il rumore durante l acquisizione. La scelta dei parametri di elaborazione così come del miglior intervallo di frequenza per il calcolo della velocità di fase, può essere fatto con maggior accuratezza utilizzando dei sismogrammi multicanale. Una volta scomposto il sismogramma, una opportuna misura di coerenza applicata nel tempo e nel dominio della frequenza può essere utilizzata per calcolare la velocità di fase rispetto alla frequenza. La velocità di fase e la frequenza sono le due variabili (x; y) il cui legame costituisce la curva di dispersione. E anche possibile determinare l accuratezza del calcolo della curva di dispersione analizzando la pendenza lineare di ciascuna componente di frequenza delle onde superficiali in un singolo sismogramma. In questo caso MASW permette la miglior registrazione e separazione ad ampia banda ed elevati rapporti S/N. Un buon rapporto S/N assicura accuratezza nel calcolo della curva di dispersione, mentre l ampiezza di banda migliora la risoluzione e la possibile profondità di indagine del profilo Vs di inversione. Le onde di superficie sono facilmente generate da una sorgente sismica quale, ad esempio, una mazza battente. 8

10 La configurazione base di campo e la routine di acquisizione per la procedura MASW sono generalmente le stesse utilizzate in una convenzionale indagine a riflessione (CMP). Però alcune regole operative per MASW sono incompatibili con l ottimizzazione della riflessione. Questa similitudine permette di ottenere, con la procedura MASW, delle sezioni superficiali di velocità che possono essere utilizzate per accurate correzioni statiche dei profili a riflessione. MASW può essere efficace con anche solo dodici canali di registrazione, meglio a ventiquattro canali, collegati a geofoni singoli a bassa frequenza (<10Hz). Per quanto riguarda le proprietà di dispersione delle onde di superficie: le componenti a bassa frequenza (lunghezze d onda maggiori) sono caratterizzate da forte energia e grande capacità di penetrazione, mentre le componenti ad alta frequenza (lunghezze d onda corte), hanno meno energia e una penetrazione superficiale. Grazie a queste proprietà, una metodologia che utilizzi le onde superficiali può fornire informazioni sulle variazioni delle proprietà elastiche dei materiali prossimi alla superficie al variare della profondità. La velocità delle onde S (Vs) è il fattore dominante che governa le caratteristiche della dispersione. Nel nostro caso, la strumentazione utilizzata per la acquisizione dei dati è costituita da: 9

11 Un sismografo Sara Electronic Instruments a 24 canali; 24 geofoni a 4.5 Hz; Una mazza da 6 Kg con relativa piastra di battuta Acquisizione multicanale Sismogramma multicanale A: onde in aria E: onde rifratte B: onde dirette F: onde riverberate C: onde di superficie G: rumore ambientale D: onde riflesse Il principale vantaggio di un metodo di registrazione multicanale è la capacità di riconoscimento dei diversi comportamenti, che consente di identificare ed estrarre il segnale utile dall insieme di varie e differenti tipi di onde sismiche. Quando un impatto è applicato sulla superficie del terreno tutte queste onde vengono simultaneamente generate con differenti proprietà di attenuazione, velocità e contenuti spettrali. Queste proprietà sono individualmente identificabili in una registrazione multicanale e lo stadio successivo del processo fornisce grande versatilità nell estrazione delle informazioni utili. La procedura MASW può sintetizzarsi in tre stadi distinti: 1. acquisizione dei dati di campo; 2. estrazione della curva di dispersione; 3. inversione della curva di dispersione per ottenere il profilo verticale delle Vs (profilo 1-D) che descrive la variazione di Vs con la profondità. 10

12 Risultati In appendice sono riportati i risultati della prova MASW. Nella report riassuntivo vengono mostrate la curva di dispersione, lo spettro f-k, il sismogramma ed il profilo delle velocità delle onde Vs 30 il cui valore è stato calcolato utilizzando la formula V s30 = 30 h i= 1, N V i i dove h i e V i indicano lo spessore (in metri) e la velocità delle onde di taglio (m/s) dello strato i esimo, per un totale di N strati presenti nei 30 m superiori. Il sito verrà classificato sulla base del valore di V S30 come riportato nella seguente tabella. 11

13 A B C D E Ammassi rocciosi o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di V s30 superiori a 800 m/s eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m Rocce tenere e depositi di terreno 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 fra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e C u,30 > 250 KPa nei terreni a grana fine) Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < C u,30 < 250 KPa nei terreni a grana fina) Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s30 inferiori a 180 m/s (ovvero N SPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e C u,30 < 70 KPa nei terreni a grana fina). Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con V s > 800 m/s). Nell indagine eseguita si sono riscontrati i seguenti valori calcolati: V S30 = m/s La tipologia stratigrafica del sottosuolo risulta quindi la seguente: CATEGORIA DI SOTTOSUOLO DI TIPO C Si veda di seguito il tabulato dell interpretazione della prospezione MASW. 12

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15 Verifica sismica di secondo livello Sulla base ai risultati ottenuti dalle prospezioni sismiche M.A.S.W. è stato possibile calcolare il valore del Fattore di Amplificazione (Fa) atteso per l area in esame. Il valore ottenuto è stato utilizzato per valutare il grado di protezione raggiunto al sito dall applicazione della normativa sismica vigente. La valutazione del grado di protezione viene effettuata in termini di contenuti energetici, confrontando il valore di Fa ottenuto dalle schede di valutazione con un parametro di analogo significato calcolato per ciascun comune e valido per ciascuna zona sismica (zona 2, 3 e 4) e per le diverse categorie di suolo soggette ad amplificazioni litologiche (B, C, D ed E) e per i due intervalli di periodo s (relativo a strutture basse, regolari e piuttosto rigide) e s (per strutture alte e più flessibili). Il parametro calcolato per ciascun Comune della Regione Lombardia è riportato nella banca dati on line della Regione Lombardia e rappresenta il valore di soglia oltre il quale lo spettro proposto dalla normativa risulta insufficiente a tenere in considerazione la reale amplificazione del sito. La procedura prevede pertanto di valutare il valore di Fa con le schede di valutazione e di confrontarlo con il corrispondente valore di soglia, considerando una variabilità di ±0.1 che tiene conto della variabilità del valore di Fa ottenuto dalla procedura semplificata. Per il comune di Novate Milanese (zona sismica 4) e con un suolo in Classe C (determinato con la prospezione MASW) i valori di Fa soglia risultano: Fa ( s)= 1.8 Fa ( s)= 2.4 Per procedere con il calcolo del valore di Fa per il sito in esame si è scelto di applicare, tra quelle disponibili, la scheda litologica sabbiosa in quanto unica tra quelle disponibili per la quale l andamento delle Vs risulta compatibile. All interno della suddetta scheda litologica si è scelta, in funzione della profondità e della velocità Vs dello strato superficiale, la curva n 2 per la valutazione del valore di Fa nell intervallo s e nell intervallo s, in base al valore del periodo proprio del sito T. 14

16 Il periodo proprio del sito T necessario per l utilizzo della scheda di valutazione è stato calcolato considerando tutta la stratigrafia fino alla profondità in cui il valore della velocità Vs uguale o superiore a 800 m/s utilizzando la seguente equazione: T = 4 n i= 1 n i= 1 i i= 1 n hi h i Vs h i = 0.72 Nel caso in esame con l indagine Masw non è stata raggiunta la velocità di 800 m/s ed è stato quindi estrapolato un opportuno andamento delle Vs con la profondità fino al raggiungimento dello stesso che è stato valutato a circa 86.3 m da p.c. E stato prolungato l ultimo strato rilevato dall indagine fino a quota 35 m da p.c. e sono stati aggiunti cinque ulteriori sismostrati corrispondenti ai punti della retta che mostra il trend lineare di estrapolazione completando nel modo seguente la tabella profondità-vs: Profondità (m) Vs (m/s) I valori di T e di Fa così determinati vengono approssimati alla prima cifra decimale e per il sito in esame risultano: 15

17 T = 0.72 s Fa ( s) = 1.1 Fa ( s) = 2.4 In entrambi i casi i valori riscontrati sono risultati inferiori ai valori soglia per il comune di Novate Milanese: la normativa è quindi da considerarsi sufficiente a tenere in considerazione anche dei possibili effetti di amplificazione litologica del sito. Viene pertanto confermata la categoria di suolo C. 16

18 2.0 RELAZIONE GEOLOGICA 2.1 INQUADRAMENTO DELL AREA: TERRITORIALE, GEOLOGICO, GEOMORFOLOGICO E IDROGEOLOGICO Territorialmente, il Comune di Novate Milanese è ubicato nella porzione centrale della Provincia di Milano e confina a sud con il Comune di Milano stesso, ad est con il Comune di Cormano, mentre a nord e ad ovest è confinante con il comune di Bollate. Per quanto riguarda l individuazione cartografica, l intero territorio comunale è contenuto nella Sezione B6b1 della Cartografia Tecnica Regionale (CTR) della Regione Lombardia in scala 1: Sotto il profilo altimetrico il territorio di Novate M.se si situa in una fascia di altitudine compresa tra i 150 m slm a Nord ed i 140 m slm a Sud, piuttosto pianeggiante con una debole immersione da N verso S del 3,5. Dal punto di vista geologico in senso ampio, il territorio comunale di Novate Milanese, come gran parte della Provincia di Milano, è caratterizzato superficialmente da una facies fluvio-glaciale quaternaria (RISS II - WURM) che costituisce il livello principale dell estesa pianura su cui è sito il Comune (come può essere osservato nella Carta Geologica d Italia e nelle relative Note Illustrative riferite ai Fg 45 e 46). L individuazione delle litologie superficiali sul complesso territoriale del Comune di Novate Milanese, è resa particolarmente difficile a causa della forte antropizzazione subita negli anni, che ha convertito il territorio da agricolo in densamente urbanizzato. La litologia dell area è quindi in generale rappresentata da materiali costituiti in genere da ghiaie ben gradate con sabbia, ma come detto sopra, molte aree hanno subito particolari sconvolgimenti (alto numero di escavazioni, anche profonde, rimaneggiamenti non solo superficiali, attività industriali, ecc.) che impongono una precisa ricostruzione a scala locale, soprattutto in funzione dello specifico uso del suolo che puntualmente si vuole raggiungere. 17

19 Per questo, è particolarmente importante valutare che se da un punto di vista geomorfologico generale, la conformazione di base del territorio comunale è determinata prevalentemente dai processi di origine fluvioglaciale che ne hanno modellato l aspetto, pure la morfologia specifica di un area può presentare condizioni più variate e complesse. È certamente il caso dell area di via Brodolini, almeno su parte della quale allo stato attuale sono ben riconoscibili tracce di rimaneggiamenti pregressi abbastanza importanti e profondi. In particolare, sull area oggetto di indagine e futura sede della nuova scuola primaria, si notano depressioni più o meno accentuate, come risulta anche dalla foto successiva (Foto 1). Nonostante che la parte direttamente interessata alla costruzione degli edifici secondo il progetto architettonico preliminare che ci è stato fornito appaia in generale estranea alle zone più depresse, ci pare di dover segnalare questo aspetto non secondario che a nostro parere va valutato nello sviluppo e uso futuro dell area nel suo complesso. Soprattutto perché, come risulta nettamente anche dalle stratigrafie dei sondaggi e dagli esiti delle altre prove dell indagine geognostica eseguita, l area per la gran parte sembrerebbe essere stata interessata da escavazioni, di profondità ridotta (comprese tra p.c. e circa m) poi colmate1 con terreni naturali, ma privi di adeguata compattazione, quindi con residue discontinuità altimetriche sensibili che possono arrivare anche a 50 cm, vista la non grande estensione superficiale dell area. 1 A quanto risulta anche progressivamente e in tempi successivi. 18

20 Foto 1 Panoramica dell area di indagine e dell intervento. Le distorsioni sono proporzionali in Lunghezza e larghezza Infine, sotto il profilo idrogeologico, si riporta per sintesi, un estratto della descrizione dei caratteri idrogeologici generali dallo studio specifico che fa parte del PGT vigente, rinviando integralmente a quello studio per la più ampia trattazione degli aspetti idrogeologici di maggior dettaglio. Sotto il profilo idrogeologico ampio, il settore settentrionale della Provincia di Milano è principalmente caratterizzato dalla presenza di sedimenti fluvio-glaciali con particolare prevalenza dei litotipi ghiaioso-sabbiosi, e spessori difficilmente inferiori a 50 / 80 m, che si trasformano, spostandosi in superficie da Nord a Sud, in materiali a granulometrie più fini, anche se non in maniera progressivamente costante. Quanto osservato orizzontalmente in superficie si riscontra anche procedendo verticalmente, dalle quote del p.c. a quote più profonde, dove si ha un passaggio da depositi grossolani a depositi fini (passaggio da depositi fluviali a depositi fluviolacustri e quindi deltizi e costieri) attribuiti, questi ultimi, al più recente periodo Villafranchiano. La struttura idrogeologica generale dell area è quindi caratterizzata dalla presenza, procedendo dall alto verso il basso, di falde libere o localmente semiconfinate che si sviluppano all interno dei litotipi più permeabili profondi litozona ghiaiosa-sabbiosa 19

21 di Martinis e Mazzarella, (1971), che rappresenta il così detto Acquifero tradizionale 2. In questa sede, riteniamo sufficiente rilevare che non esistono criticità di carattere idrogeologico nei dintorni (presenza di pozzi idropotabili, aziende a rischio, ecc.) e inoltre la soggiacenza della falda, ricostruita in base ai dati SIA della Provincia di Milano, si pone, anche in zona, intorno ai 20.0 m dal p.c., e quindi la sua potenziale influenza sull opera in esame risulta pressoché nulla. 2.2 LITOSTRATIGRAFIA DEL SOTTOSUOLO Per quanto detto si comprende come la litostratigrafia del sottosuolo indagato in via Brodolini risulti attribuibile a una successione di strati, per i quali è possibile, sulla base dei sondaggi geognostici, riconoscere alcuni orizzonti piuttosto omogenei fra di loro e precisamente: terreno di coltivo in spessore di circa 1.0 metro; orizzonte costituito da sabbia da limosa a debolmente limosa con ghiaia e rari ciottoli riferibile presumibilmente a terreno naturale di riporto non compattato per colmo depressione, in spessore di ulteriori circa 3.0 metri; orizzonte costituito da sabbia e ghiaia debolmente limosa debolmente ciottolosa esteso almeno sino alla profondità verificata con i sondaggi geognostici(13 metri) Nelle stratigrafie allegate la descrizione è maggiormente di dettaglio e puntuale, ma tenendo conto degli obiettivi e delle peculiarità del sottosuolo dell area interessata alla prossima costruzione, è possibile, anche in virtù della prove di campagna, ricondurre questa litostratigrafia all interno di fasce omogenee di interesse diretto rispetto all obiettivo di conoscere le caratteristiche dei materiali del terreno che dovrà accogliere le fondazioni della scuola. 2 Ex da Studio della componete geologica, idrogeologica e sismica del territorio comunale che supporta il PGT del Comune di Novate M.se 20

22 3.0 RELAZIONE GEOTECNICA 3.1 MODELLO GEOTECNICO DEL SOTTOSUOLO E PARAMETRI GEOTECNICI In base alle resistenze misurate dalle prove penetrometriche il sottosuolo viene suddiviso in orizzonti stratigrafici e geotecnici (litotecnici), definendo il modello geotecnico con attribuzione di valori ai principali parametri geotecnici. Si veda la seguente tabella n 1. Prove SCPT Spess m Orizzonte 1 Orizzonte 2 Orizzonte 3 Nscpt Nspt β=1.5 Spess m Nscpt Nspt β=1.5 Spess m Nscpt Nspt β=1.5 Rifiuto prof. (m) 1 3,9 2,9 4,4 2,1 12,1 18,2 2,4 29,1 43,7 8,7 2 4,2 5,0 7,5 3,6 22,5 33,7 4,5 38,3 57,4 / 3 3,3 2,5 3,8 6,0 15,5 23,3 1,5 35,6 53,4 11,1 4 3,6 3,0 4,5 5,4 11,7 17,6 3,3 29,1 43,7 / 5 3,9 3,7 5,6 5,1 10,3 15,5 4,5 32,4 48,6 / valore medio 3,8 3,4 5,1 4,4 14,4 21,6 3,2 32,9 49,4 valore di Nspt normalizzato valore minimo valore di Nspt normalizzato 29,1 43,7 35 Tabella 1 Va specificato che per quanto riguarda le prove penetrometriche SCPT le resistenze vengono correlate allo standard SPT applicando un coefficiente β che viene determinato sulla base di: confronto con i valori SPT ottenuti nelle prove in foro eseguite nei sondaggi geognostici ; dati bibliografici (Tissoni 1987, S.G.I., Meardi, Pagani, Cestari,ecc.), esperienza dello scrivente, energia strumentale, litologia accertata visivamente e le condizioni al contorno. Nel caso specifico si è scelto il valore di correlazione β=1,5. 21

23 Le resistenze Nspt vengono normalizzate alla pressione litostatica efficace, escluso l orizzonte n 1 presumibilmente rimaneggiato, comunque di riporto non compattato. I parametri geotecnici del terreno vengono valutati come caratteristici (k) con metodo statistico a partire dalle resistenze penetrometriche misurate in modo diretto. Nell approccio statistico la probabilità di non superamento da utilizzare deve essere quella del 5% come specificato sia nell EC1 che nell EC7 ed è coerente con quanto indicato nella Normativa Nazionale. Trattandosi di campioni poco numerosi (N<30) si può utilizzare la distribuzione di Student applicata al valore di resistenza ; nel caso di campione unitario o molto piccolo si può anche operare introducendo un coefficiente di variazione(c.o.v.) dedotto dalla letteratura scientifica. Si procede quindi per ogni orizzonte scegliendo la tipologia del valore caratteristico da calcolare. Nel caso specifico si calcola il valore caratteristico della media trattandosi di resistenze compensate e non compensate da misure dirette. Il valore caratteristico della popolazione viene invece calcolato in caso di resistenza non compensata da misure estrapolate. È utile precisare cosa si intende per resistenza compensata: si tratta di una zona di terreno a resistenza minima e massima che vengono sollecitate contemporaneamente e conseguentemente assumono un comportamento meccanico intermedio fra i due estremi. Rientrano in questo comportamento le fondazioni estese a dimensione ridotta o rigide, opere di contenimento, portata laterale di pali, versanti o scavi di elevata estensione. Mentre nel caso di resistenze non compensate vengono coinvolti modesti valori di terreno e rientrano in tale caso le fondazioni non collegate rigidamente fra loro, fronti di scavo ed opere di contenimento di moderate dimensioni, fondazioni su pali per quanto riguarda la portata di base. In conclusione, per le opere che coinvolgono elevati valori di terreno (resistenza compensata) si ritiene di indicare di fare riferimento ai valori corrispondenti alla media dei valori medi (quindi nel caso specifico per la portata laterale del palo) mentre per le opere che coinvolgono limitati valori di terreni (resistenza non compensate) si ritiene di indicare di fare riferimento ai valori medi misurati dai parametri geotecnici riferiti alla verticale più sfavorevole (quindi per la portata di base del palo). Si veda di seguito un esempio di curva di distribuzione statistica: 22

24 Prova dinamica SCPT n 4 orizzonte n 2 Nella attribuzione di valori ai parametri geotecnici, le valutazioni espresse si basano sui risultati delle prove eseguite, tenuto conto della litologia dei terreni, facendo riferimento agli Autori indicati nelle legende indicate negli allegati rispettivi ed all esperienza dello scrivente. Si vedano in Allegato 4 i relativi tabulati di elaborazione. Peso di volume - γ Peck e Terzaghi Densità relativa - dr Marcuson & Bieganousky -Bazaara Angolo di attrito interno - Peck Hanson & Thorburn - Meyerhoff Road Bridge Specification - Japanese National Railway Owasaki & Iwasaki - Sowers - De Mello Modulo di deformazione - E Bowles Schmertmann Webb - Mezebach e Malcev - Schultze- Mezebach D Appollonia et Alii - 23

25 Tornaghi et Alii Modulo di Poisson - μ Yaky Modulo di taglio Modulo di elasticità tangenziale dinamico Velocità onde di taglio Ohsaki & Iwasaki Imai & Tanuochi Imai & Tanuochi Si propone in sintesi la suddivisione in tre principali unità litotecniche del sottosuolo indagato. -1- Orizzonte superficiale:poco addensato parametro simbolo U.M. Valore media Peso di volume naturale γ wk t/m Peso di volume saturo γ satk t/m Modulo di Poisson μ K Numero di colpi Nspt K - 5 Angolo di attrito interno K gradi 26,5 coesione c K Kg/cm 2 0 Modulo di deformazione drenato E K Kg/cm 2 35 Densità relativa dr K % Orizzonte intermedio: moderatamente addensato parametro simbolo U.M. Valore media Peso di volume naturale γ wk t/m 3 1,90 Peso di volume saturo γ satk t/m 3 2,00 Modulo di Poisson μ K Numero di colpi correlato SPT Nc K - 21 Angolo di attrito interno K gradi 33 Densità relativa dr K % 55 Coesione drenata c K Kg/cm 2 0 Modulo di deformazione drenato E K Kg/cm

26 -3- Orizzonte profondo: addensato parametro simbolo U.M. Valore medio Valore minimo Peso di volume naturale γ wk t/m 3 2,00 1,98 Peso di volume saturo γ satk t/m ,08 Modulo di Poisson μ K - 0,29 0,29 Numero di colpi correlato SPT Nc K Angolo di attrito interno K gradi 37 36,5 coesione c K Kg/cm Modulo di deformazione E K Kg/cm drenato Densità relativa dr K %

27 3.2 IPOTESI DI TIPOLOGIA DI FONDAZIONE E RELATIVE CONDIZIONI Per quanto riguarda le condizioni di fondazione, considerato che il progetto preliminare non prevede la realizzazione di interrato, occorre fare le seguenti considerazioni. A)- Nella ipotesi di fondazioni superficiali dirette, esse verrebbero certamente a interessare l orizzonte n 1 incoerente e poco addensato, presumibilmente terreno di riporto naturale, non compattato e caratterizzato da valori di resistenza modesti e disomogenei.(vedi Stratigrafie) Infatti, osservando i valori della Tabella n 1 si rilevano valori di resistenza anche doppi fra le prove eseguite. È evidente che, in caso di adozione di questa tipologia fondazionale, risultano necessari approfondimenti di indagine relativi all accertamento delle caratteristiche meccaniche di tali terreni con specifiche analisi in laboratorio geotecnico per determinare la variabilità (quindi con prelievo di adeguato numero di campioni indisturbati, almeno in 5-6 punti, su cui eseguire sia prove per determinare i parametri di resistenza che di compressibilità (oltre a prove di identificazione: edometrie, triassiali, tagli diretti). Si tenga presente che occorre in ogni caso ipotizzare, qualora ne risultasse la fattibilità, fondazioni estese e rigide del tipo platea nervata o reticolo di travi. B)- Una possibile e praticabile alternativa con la quale si consiglia di confrontare i costi, ma soprattutto i vantaggi in termini di sicurezza vista la sensibilità degli edifici da realizzare può essere quella di trasferire i carichi di progetto in profondità all orizzonte addensato n 3 mediante fondazioni indirette su pali o di valutare la possibilità di bonifiche, che ad esempio contemplino l utilizzo di pali di ghiaia o altre tecniche similari. In questo caso riteniamo che il progettista delle strutture potrebbe fare ampio e forse esaustivo riferimento, per le relative verifiche di calcolo, al modello geotecnico del sottosuolo e relativi parametri geotecnici precedentemente indicati e proposti. Milano, 20 febbraio 2015 Studio tecnico-ambientale 26