Relazione geotecnica A-06

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1 Relazione geotecnica A-06 Elaborato A-06.doc Settembre Emissione Ing. Cosimo Convertino Ing. Nicola Mori Ing. Remo Chiarini

2 INDICE 1. Introduzione Inquadramento generale dell area di intervento Caratterizzazione geotecnico-stratigrafica del terreno Terreni corrispondenti all area del nuovo impianto di depurazione Terreni corrispondenti al tracciato della condotta fognaria... 8 Relazione geotecnica Pagina 2

3 1. INTRODUZIONE La presente relazione geotecnica è parte integrante del progetto del nuovo depuratore di Ponte Buriano e dei relativi collettori fognari, redatto su incarico della società Nuove Acque S.p.a., gestore unico del Servizio Idrico Integrato per i comuni dell A.T.O. n 4 della Toscana (Alto Valdarno). Il nuovo impianto di depurazione tratterà da subito le acque reflue urbane provenienti dai collettori misti e neri dei nuclei abitati di Ponte Buriano e C. Fischio nel comune di Arezzo, ma è dimensionato per ricevere e trattare in futuro gli ulteriori contributi che verranno addotti anche dalle frazioni di Cincelli e di Meliciano, per un totale di circa 600 a.e. Il nuovo collettore fognario, che sarà costituito da condotte in ghisa sferoidale DN100 mm e DN150 mm nei tratti in pressione e da tubazioni in PVC DE200 mm nei tratti a gravità, verrà realizzato in destra idrografica del Fiume Arno e si svilupperà per circa 1050 m lungo la S.P. n.1 Setteponti, in corrispondenza dei centri abitati di Ponte Buriano e C. Fischio. Il dimensionamento di tale collettore, al quale verranno allacciate le condotte fognarie attualmente esistenti, è stato basato sulla scorta delle previsioni di espansione demografica dei centri abitati di Ponte Buriano, C. Fischio, Meliciano e Cincelli. Stante la necessità di scaricare le portate eccedenti la portata massima di progetto della fognatura, al fine di salvaguardare l integrità e la funzionalità delle sue parti costruttive e di non sovraccaricare l impianto di depurazione con portate che si potrebbero formare durante piogge intense, ogni allaccio della fognatura mista esistente alla fognatura di progetto sarà realizzato mediante la costruzione di pozzetti scaricatori di piena dimensionati per scolmare portate superiori a 6 volte la portata media nera in tempo secco, in conformità a quanto stabilito dall art. 16 L.R. n.20 del emanata ai sensi dell art. 113 del D. Lgs. 152/2006. A causa della morfologia non pianeggiante del territorio da servire con il nuovo depuratore, e dato che la quota media del sito in cui è stata prevista la localizzazione dell impianto di depurazione sarà maggiore di quella dell abitato di Ponte Buriano, il progetto prevede la realizzazione di due stazioni di sollevamento: la prima solleverà le acque reflue nere in direzione del secondo impianto di sollevamento e verrà posta Relazione geotecnica Pagina 3

4 nelle piazzola di parcheggio nei pressi del ponte romanico; la seconda stazione invece sarà costruita nella zona sud dell insediamento di Ponte Buriano, in un area adiacente alla S.P. n.01, e solleverà le acque reflue prodotte dai nuclei abitati verso l impianto di depurazione per mezzo di una condotta premente in ghisa sferoidale DN 150 mm posata all interno della sede stradale della S.P. n.01 Setteponti e per taluni tratti in banchina. Il depuratore, che avrà una potenzialità nominale di 600 AE, sarà realizzato in un area a sud di C. Fischio, parallelamente alla S.P. n.01, a circa 110 m. In corrispondenza del Km della Strada Provinciale Setteponti verrà realizzato un accesso carrabile a servizio dell impianto di depurazione che avrà una larghezza di 30 metri. La viabilità di accesso all impianto, con sede stradale larga 6 m, avrà uno sviluppo di circa m e verrà realizzata in rilevato con paramenti inerbiti con scarpa 2/3. Detta strada, come prescritto dalla Provincia di Arezzo in fase di progettazione preliminare mediante autorizzazione prot. UT 801/23-02-N/54 del , per i primi 50 m sarà pavimentata in conglomerato bituminoso, mentre per i restanti 54 m sarà realizzata in macadam e avrà una pendenza del 3.0% per i primi 20 m e una pendenza uniforme, salvo i tratti di raccordo verticale, dell 8.20% per i restanti 84 m. L accesso sarà di norma inibito da una sbarra posta a 20 m dalla strada provinciale. Relazione geotecnica Pagina 4

5 2. INQUADRAMENTO GENERALE DELL AREA DI INTERVENTO Il sito nel quale ricade l impianto di depurazione in progetto (vedi Figura 2-1) è situato ad ovest rispetto all abitato di Ponte Buriano e risulta compreso tra la Strada Provinciale Setteponti ed il fiume Arno. Le condotte fognarie che avranno come recapito l impianto suddetto si estenderanno fino all abitato di Ponte Buriano, seguendo il tracciato della strada suddetta. Il terreno su cui sorgerà l impianto risulta debolmente inclinato verso sud est, qui raccordandosi con la fascia di pertinenza fluviale destra del fiume Arno e si colloca a quote comprese tra m s.l.m. Il versante e le scarpate esistenti sono stabili e non sono stati rilevati indizi morfologici tali da far supporre fenomeni di instabilità in atto. L assetto strutturale della formazione affiorante garantisce sufficientemente la stabilità del sito. Difatti l andamento della stratificazione si presenta a traverpoggio e l inclinazione dei piani di strato è tale da non costituire linea di possibile scivolamento nella direzione di massima pendenza NO-SE. Per la realizzazione degli interventi non sono comunque previste modifiche sostanziali dell attuale morfologia del luogo. In particolare, l area dove è prevista la realizzazione delle vasche e delle opere accessorie che compongono il fitodepuratore sarà interessata da interventi di scavo e riporto di modesta entità, con valori massimi di scavo dell ordine dei 3.5 m, mentre i riporti in terra non supereranno il metro di altezza. N Figura 2-1: Inquadramento dell area d intervento Relazione geotecnica Pagina 5

6 3. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICO-STRATIGRAFICA DEL TERRENO La caratterizzazione geotecnico-stratigrafica dei relativi terreni di fondazione è basata sulla Relazione Geologica redatta dalla Dott.ssa Geol. Benedetta Chiodini ed allegata al presente progetto. 1.1 Terreni corrispondenti all area del nuovo impianto di depurazione. Nella zona sono stati rilevati affioramenti di strati siltosi appartenenti ad una sequenza di flysch, coperti a valle dai depositi fluviali recenti olocenici e a monte dai depositi fluviali terrazzati del Pleistocene superiore - Olocene. Il substrato si presenta in facies prevalentemente siltosa e calcareo marnosa coperta da coltre detritica di debole spessore. L andamento strutturale nella zona si ripete con una certa regolarità e la direzione di immersione dei piani di strato è prevalentemente NE con inclinazione pari a circa 20. Nell area sulla quale sorgerà l impianto di fitodepurazione, nel maggio 2007 è stata condotta una campagna di indagini geognostiche nell ambito della quale sono stati eseguiti n 4 pozzetti esplorativi mediante e scavatore (in figura indicati come scavi geognostici) e n 1 sondaggio geognostico a carotaggio continu o. L ubicazione di dette indagini è riportata nella Figura 3-1. Ai fini della caratterizzazione geotecnica dei terreni fondali non è stato prelevato alcun campione indisturbato mentre si dispone di una prova SPT realizzata alla profondità di 1.55 m dal piano campagna: N SPT = 12. Nel corso della campagna di indagini geognostiche i terreni sono risultati asciutti per tutto lo spessore investigato. Nel periodo immediatamente successivo alla stessa (04 16 giugno 2007), attraverso il piezometro installato entro il foro di sondaggio è stato individuato il livello freatico alla profondità di 3.80 m dal p.c. Ai fini delle verifiche statiche dei manufatti accessori all impianto di fitodepurazione (pozzetti e vasca di rizofiltrazione), si è tuttavia ipotizzato che la falda fosse collocata ad una quota coincidente con quella che caratterizza la massima piena duecentennale in Arno, pari m s.l.m., ovvero circa 1.00 m al di sotto rispetto alla quota del piano campagna di progetto ( m s.l.m.). Relazione geotecnica Pagina 6

7 Figura 3-1: Sondaggi geognostici eseguiti all interno dell area dell impianto di fitodepurazione. I sondaggi eseguiti all interno dell area del fitodepuratore hanno evidenziato che il contatto stratigrafico terreno superficiale substrato litoide, è particolarmente superficiale ed in particolare si colloca a profondità comprese tra m. Il terreno superficiale è prevalentemente costituito da limi sabbiosi a debole componente argillosa con ciottoli anche abbondanti, parzialmente coperti da terreno vegetale sabbioso. Il substrato litoide è invece di tipo calcareo marnoso e risulta alterato nella sua porzione superficiale. Indicando con γ sup il peso naturale del terreno superficiale e con γ bed il peso naturale del substrato litoide, nella relazione geologica si suggerisce di adottare i seguenti valori: γ sup = 1.9 t/m 3 ; γ bed = 2.2 t/m 3. A favore della sicurezza, nelle verifiche geotecniche e nel calcolo delle azioni spingenti sulle pareti dei manufatti in c.a. si è ipotizzato che il substrato litoide sia collocato al di sotto dei manufatti e che lo stesso terreno di fondazione sia costituito Relazione geotecnica Pagina 7

8 dai limi sabbiosi costituenti lo strato superficiale. Pertanto, ai fini delle verifiche suddette, al terreno interagente con i manufatti sono stati associati parametri di resistenza caratteristici dei terreni più superficiali. Poiché tali terreni hanno un comportamento prevalentemente granulare, per essi si è assunto un valore di coesione c nullo, mentre il valore da associare all angolo di attrito φ è stato determinato a partire dai risultati della prova SPT. Considerato che la profondità a cui la prova è stata eseguita è pari 1.55 m, che γ sup =1.9 t/m 3 e che al momento di esecuzione del sondaggio la falda è stata rinvenuta a partire dalla profondità di 3.80 m dal piano campagna, si assume che per l orizzonte stratigrafico esaminato lo stato tensionale in sito sia caratterizzato da una pressione effettiva litostatica: σ v0 = γ sup z = 1.9 x 1.55 = t/m 2. In base al tipo di terreno in esame ed al relativo stato tensionale, le formule che meglio approssimano la situazione in cui si sta operando sono la formula (1) di Peck- Hanson & Tornburn, valida per le sabbie in genere, a livelli tensionali inferiori a 8 10 t/m 2, e la formula (2) di Meyerhof, valida per le sabbie in genere contenenti una percentuale di limo superiore al 5%, a livelli tensionali inferiori a 5 8 t/m 2 : φ = N = 30.6 ; 1) SPT 2) φ = N = SPT N SPT A favore di sicurezza, al fine di tenere in conto le incertezze insite nell applicazione di formule di natura empirica, si è assunto φ = 28. Al fine di determinare le sollecitazioni ed i cedimenti subiti dai manufatti, si è ipotizzato che il terreno di fondazione fosse assimilabile ad un suolo elastico alla Winkler. In relazione a quanto riportato in letteratura per litotipi analoghi a quello in esame, si è assunta una costante elastica k w = 2.4 kg/cm Terreni corrispondenti al tracciato della condotta fognaria Diversamente da quanto visto in precedenza, causa la minore importanza dei manufatti, nella zona esterna all impianto di depurazione, lungo la S.P. Setteponti, non è stato effettuato alcun sondaggio. Pertanto le uniche informazioni di natura geologico-geotecnica disponibili per tali terreni sono state desunte dalla banca dati territoriali della Provincia di Arezzo (Figura 3-2). Relazione geotecnica Pagina 8

9 Figura 3-2: Ubicazione planimetrica dei pozzi di stratigrafia nota [banca dati territoriali Provincia di Arezzo]. In particolare, come si vede dalla figura suddetta, si dispone in questo caso di quattro pozzi di stratigrafia nota, a partire dai quali i terreni rinvenuti nella porzione di terreno più superficiale sono così schematizzabili: - PZO : Argilliti (dal p.c. fino alla profondità di 30 m); - PZO : Limi Sabbioso Argillosi (dal p.c. fino alla profondità di 3.0 m, a cui fa seguito il substrato litoide costituito da un alternanza di marne e siltiti); - PZO : Argilla Limosa (dal p.c. fino alla profondità di 8.0 m, a cui fa seguito il substrato litoide costituito da un alternanza di arenarie e marne); - PZO : Argilla Sabbioso limosa (dal p.c. fino alla profondità di 6.0 m, a cui fa seguito il substrato litoide costituito da un alternanza di arenarie, marne e siltiti). In mancanza di ulteriori informazioni a riguardo, è apparso ragionevole assumere per tali terreni gli stessi parametri geotecnici già impiegati nella zona circostante l impianto di trattamento delle acque reflue, diminuendo in via cautelativa l angolo di attrito: c = 0 kpa, φ = 25. Difatti, i terreni adiacenti al pozzo PZO sono costituiti da Argille Limose, con valori di coesione generalmente non nulli, ma angoli Relazione geotecnica Pagina 9

10 di attrito più bassi rispetto a quelli che generalmente caratterizzano i terreni classificabili come sabbie limose. Tale assunzione risulta sicuramente a favore della sicurezza nel caso dei terreni ricadenti in prossimità del PZO , dove il substrato litoide è presente a partire dalla quota del piano campagna. Nel caso dei terreni circostanti rispetto al pozzo PZO la situazione appare molto simile a quella che si presenta nell area interessata dal nuovo impianto, dove erano stati assunti c = 0 kpa, φ = 28. Il pozzo PZO risulta invece collocato ad una distanza troppo grande rispetto al tracciato della condotta e per tale motivo le informazioni ad esso inerenti si ritengono poco significative ai fini delle verifiche. Per quanto riguarda la costante di Winkler, si è ritenuto ragionevole assumere anche nel caso dei manufatti ricadenti lungo la condotta fognaria il valore k w = 2.4 kg/cm 3. Per ciò che concerne la profondità della falda, anche in questo caso si è preso a riferimento l evento di massima piena duecentennale che può verificarsi in Arno. Poiché le verifiche dei manufatti sono state condotte prendendo sempre a riferimento le condizioni geometriche e di carico più gravose, il livello di massima piena duecentennale, m s.l.m., è stato messo a confronto con il punto più depresso individuabile lungo il tracciato della condotta fognaria, che è risultato essere m s.l.m. Ai fini delle verifiche di tutti i manufatti, si ipotizza che la falda risulti superficiale. Il Progettista Ing. Remo Chiarini Relazione geotecnica Pagina 10