M-01 INTERVENTI FINALIZZATI ALLA RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO DELL ABITATO DI AULLA (MS)

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1 Commissario Delegato O.P.C.M. 3974/2011 M-01 INTERVENTI FINALIZZATI ALLA RIDUZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO DELL ABITATO DI AULLA (MS) INTERVENTO DI ADEGUAMENTO DEL MURO D ARGINE IN SINISTRA IDRAULICA DEL F. MAGRA AD AULLA NEL TRATTO COMPRESO TRA LE CONFLUENZE CON IL T. TAVERONE E IL T. AULELLA ELABORATO N. G3 RELAZIONE INDAGINI SISMICHE Gruppo di progettazione Progettisti: Ing. S. Bernacca - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Ing. L. Gori - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Area Vasta Firenze - Prato - Pistoia - Arezzo Ing. L. Masula - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Coordinatore per la sicurezza: Ing. T. Cini - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Collaboratori: Ing. N. Checchi - Settore Prevenzione del Rischio idraulico e idrogeologico Geol. P. Cortopassi - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Geom. G. Di Leva - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Geom. A. Giusti - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Geol. P. F. Milano - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Ing. S. Morandi - Settore Prevenzione del Rischio idraulico e idrogeologico Geom. P. Paliotta - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Area Vasta Firenze - Prato - Pistoia - Arezzo Consulenti: Università degli Studi di Genova - DICCA Arch. e Paesaggista - Gianfranco Franchi - FRANCHI+ASSOCIATI - Progetto paesaggistico GAIA S.p.a. - Servizi di Ingegneria - Ing. R. Vercelli, Ing. A. Giunta, Ing. S. Tartaruga Terre.it S.r.l. - Aspetti ambientali Ing. C. Bertolini Responsabile Unico del Procedimento: Ing. M. Daddi - Ufficio Tecnico del Genio Civile di Massa - Carrara Dirigente Responsabile: Ing. G. Massini - Ufficio del Commissario Delegato PROGETTO DEFINITIVO NOVEMBRE 2012

2 .. - COMUNE DI AULLA - Indagini geognostiche-sismiche in zona Nuovo Argine riva sinistra Fiume Magra Committente: Ecoproget s.r.l. 4 DITTA INCARICATA: Geognostica Apuana Snc Via Tinelli n. 25/A Massa geognostica.apuana@gmail.com Relazione sulle indagini geognostiche

3 pagina n 1 INDICE PREMESSA pag. 2 RELAZIONE SULL'INDAGINE SISMICA pag Indagine con sismica a rifrazione pag Strumentazione utilizzata pag Descrizione degli elaborati pag Considerazioni e risultati dell'indagine eseguita pag. 5

4 pagina n 2 PREMESSA Per conto della ECOPROGET S.r.l. è stata eseguita un'indagine geofisica consistente in sette stendimenti di sismica a rifrazione con onde P e SH. Gli stendimenti denominati ST2, ST3, ST4, ST5 e ST6 sono stati eseguiti lungo l'argine in sinistra idrografica del Fiume Magra, nel tratto compreso tra l'uscita dell'autostrada Parma La Spezia (A15) e l'alveo del Torrente Aulella. Gli stendimenti ST1 e ST7 sono stati realizzati rispettivamente uno in sinistra idrografica del Torrente Taverone e l'altro in destra idrografica del Torrente Aulella, prima della loro confluenza nel Fiume Magra. L'indagine è stata eseguita con lo scopo di verificare la stratigrafia dei terreni presenti lungo gli argini del Fiume Magra, del Torrente Taverone e del Torrente Aulella, per parametrizzare dal punto di vista sismico gli stessi terreni e risalire alla categoria di sottosuolo, così come richiesto dal D.M. 14 Gennaio L'ubicazione dei geofoni e gli aspetti salienti della morfologia sono stati riportati, in seguito a rilievo topografico di dettaglio, su ingrandimenti in scala 1:500 della Carta Tecnica Regionale e della Carta Aerofotogrammetrica. Le indagini sono state eseguite rispettando quanto contenute nelle Istruzioni Tecniche predisposte dal Servizio Sismico della Regione Toscana. La presente relazione riferisce dei risultati ottenuti ed è corredata dalle seguenti documentazioni che ne costituiscono parte integrante. Tav. n.1 = Inquadramento geografico (Scala 1: ) Tav. n.2a, 2b, e 2c = Ubicazione indagini geognostiche (Scala 1:5.000) Tav. n.3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 Tab. n.1a-1b, 2a-2b, 3a-3b, 4a-4b, 5a-5b, 6a-6b, 7a-7b Fig. n. n.1a-1b, 2a- 2b, 3a-3b, 4a-4b, 5a- 5b, 6a-6b, 7a-7b Tab. n.2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, Fig. n.2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, = Ubicazione indagini geognostiche (Scala 1:500) = Tempi d'arrivo ai singoli geofoni = Dromocrone e sezioni sismostratigrafiche = Tabelle profondità-velocità = Sezioni sismiche interpretative (Scala 1:200 ad eccezione dello stendimento ST6 che è stato riportato in scala 1:250) Documentazione fotografica

5 pagina n 3 RELAZIONE SULL'INDAGINE SISMICA 2.1 Indagine con sismica a rifrazione Le indagini di prospezione sismica permettono l'esplorazione del sottosuolo attraverso lo studio della propagazione di onde elastiche generate in superficie. L'interpretazione dell'indagine si basa sul principio secondo il quale la velocità con cui si propaga la perturbazione, prodotta artificialmente, è funzione delle caratteristiche elastiche dei terreni attraversati e, quindi, la possibilità di determinare queste velocità con elevato dettaglio, permette di assegnare ai terreni parametri ragionevolmente realistici e di seguirne l'andamento in profondità. Nella sismica a rifrazione, in particolare, si misura il tempo impiegato dalla perturbazione a compiere il percorso nel sottosuolo dal punto di energizzazione ai singoli geofoni, presupponendo che i raggi sismici viaggino seguendo le leggi di rifrazione dell'ottica, cioè rifrangendosi sulle superfici di separazione tra strati a modulo elastico crescente. Le onde SH sono strettamente legate alle caratteristiche di rigidità e competenza dei terreni attraversati ed inoltre, a differenza delle onde P, non sono sensibili al tenore di acqua presente in un terreno, neppure quando è raggiunta la saturazione. Per l'indagine sono stati utilizzati geofoni orizzontali, con frequenza propria di 10hz, che sono stati infissi nel terreno con l'asse di oscillazione ortogonale all'allineamento. Per produrre onde di taglio SH polarizzate orizzontalmente è stata utilizzata una strumentazione costituita da un pendolo che può colpire lateralmente un parallelepipedo di legno che ha una lunghezza di 230cm, una larghezza di 40cm ed uno spessore di 12 centimetri. Tale tavola è poggiata a terra ortogonalmente all'allineamento sismico, e quindi parallelamente alla direzione di vibrazione dei geofoni, e gravata con l'asse anteriore di un mezzo fuoristrada che, tramite appositi cunei, è fatto salire su di essa. Il pendolo, costituito da una massa di 30kg, è fissato alternativamente ai due lati della tavola e lasciato cadere da un'altezza pressoché costante; in questo modo si creano vibrazioni di tipo SH dirette perpendicolarmente all'asse della sorgente e polarizzate sul piano orizzontale con ampiezza massima nella direzione della forza. In alternativa, quando per motivi logistici non è stato possibile utilizzare la strumentazione precedentemente descritta, la produzione delle onde di taglio SH, polarizzate orizzontalmente, è stata effettuata utilizzando una strumentazione costituita da una mazza del peso di 8kg che colpisce lateralmente un parallelepipedo di legno, della lunghezza di circa 100cm, larghezza di 30cm e spessore di 15 centimetri. Anche in questo caso la tavola è stata poggiata a terra disponendola ortogonalmente all'allineamento sismico, e quindi parallelamente alla direzione di vibrazione dei geofoni, e gravata con l'asse anteriore di un mezzo fuoristrada. Con la metodologia utilizzata per eliminare dalla registrazione le onde P, che comunque sono generate, ed individuare meglio l'istante di primo arrivo dell'onda SH, è necessario produrre alla sorgente due onde di polarità opposta. Questo si ottiene percuotendo la tavola prima da un lato e quindi dall'altro dopo aver invertito la polarità dei geofoni, in modo da sottrarre battuta destra e battuta sinistra, privilegiando quindi la registrazione delle sole onde SH (Metodo Cross-over).

6 pagina n 4 Per produrre le onde di compressione (P) è stato utilizzato un maglio del peso da 150kg, manovrato con un argano installato su un mezzo fuoristrada, e con un piattello di battuta in alluminio. Anche in questo caso, quando per motivi logistici non è stato possibile utilizzare la strumentazione precedentemente descritta, la produzione delle onde P è stata effettuata utilizzando la piastra di battuta in alluminio e la mazza da 8kg. 2.2 Strumentazione utilizzata La strumentazione per le indagini di sismica a rifrazione di superficie è costituita da sismometri (geofoni), amplificatori, filtri, convertitori analogico/digitali e supporti per la memorizzazione dei dati. Per la presente indagine è stato utilizzato un sismografo GEOMETRICS SMARTSEIS a 24 canali, dotato di un convertitore A/D a 16 bit preceduto da un amplificatore a singola fase che permette un guadagno del segnale fino a 24 db. I dati acquisiti sono immagazzinati in una memoria a 32 bit e visualizzati su un display a cristalli liquidi retroilluminato e possono essere riprodotti direttamente dalla stampante termica incorporata, oppure registrati su supporto magnetico. I dati registrati possono essere infatti utilizzati in campagna per una prima interpretazione effettuata con il programma di analisi presente nel sismografo, o trasferiti successivamente su P.C. e- sterno per più complete elaborazioni. Tali operazioni avvengono inizialmente con l'operazione di "piking" e quindi con lo studio delle dromocrone mediante il metodo di "Hobson-Overton", associato ad un algoritmo di inversione tarato con il "delay-time method" per l'elaborazione dei dati registrati in campagna, che permette di ottenere un primo modello della situazione litostratigrafica. L'interpretazione in tal modo ottenuta è quindi affinata mediante il "Generalized Reciprocal Method (GRM)" che consente di delineare rifrattori ondulati ad ogni profondità, e di numero infinito, da dati sismici a rifrazione in linea che consistano di valori di tempi-distanza sia in andata che in ritorno. I tempi di arrivo a due sensori distinti vengono combinati per ottenere la velocità del rifrattore, la sezione tempi-profondità ed il fattore di conversione in profondità; il fattore di conversione, e quindi il metodo, è indipendente dalla pendenza degli strati anche per angoli superiori a 20 gradi. 2.3 Descrizione degli elaborati prodotti Relativamente alle sezioni sismiche realizzate sono allegati i seguenti elaborati: Tabelle n.1a-1b, 2a-2b, 3a-3b, 4a-4b, 5a-5b, 6a-6b, 7a-7b: per ciascun punto di scoppio sono indicati i tempi di arrivo in millisecondi ai singoli geofoni. Figure n. 1a-1b, 2a-2b, 3a-3b, 4a-4b, 5a-5b, 6a-6b, 7a-7b: sono evidenziati sia il diagramma tempi di arrivo-distanze (dromocrone), in cui sulle ascisse compaiono le distanze dei sensori dall'inizio dell'allineamento ed in ordinate i tempi di arrivo espressi in millisecondi, che la relativa sezione sismostratigrafica in cui i singoli rifrattori sono rappresentati da archi di cerchio.

7 pagina n 5 Tabelle n.2, n.4, n.6, n.8, n.10, n.12, n.14: è riportata l'ubicazione di ogni geofono lungo l'allineamento sismico unitamente alle profondità dei singoli strati e alle rispettive velocità calcolate. Figure n.2, n.4, n.6, n.8, n.10, n.12, n.14: è ricostruita la sezione sismico-interpretativa in cui sono evidenziate le posizioni dei singoli geofoni, le velocità medie delle onde trasversali dei terreni attraversati e la loro probabile natura. Le velocità delle onde sismiche assegnate ai singoli strati sono quelle ricavate dalle "Analisi di Velocità" che, a loro volta, derivano dall'elaborazione delle dromocrone e forniscono utili informazioni su variazioni litologiche e/o fisiche dei mezzi attraversati, sia lateralmente che in profondità. In sismica a rifrazione i metodi d'interpretazione permettono di ricavare gli spessori degli strati stimando la distanza minima tra i sensori e il rifrattore sulla perpendicolare dello strato e non sulla sua verticale. La superficie del rifrattore, al di sotto di ogni sensore, giace ovunque su di un cerchio centrato in quel punto e con raggio uguale allo spessore dello strato, come evidenziato nelle Fig. n.1a-1b, 2a- 2b, 3a-3b, 4a-4b, 5a-5b, 6a-6b, 7a-7b; le superfici indicate nelle sezioni di Fig. n.2, n.4, n.6, n.8, n.10, n.12, n.14 sono quindi date dall'inviluppo dei vari cerchi. 2.4 Considerazioni e risultati dell'indagine eseguita Dato che l'indagine sismica è un'indagine di tipo indiretto, che non consente di "vedere" i terreni indagati, le valutazioni litologiche sotto riportate sono state attribuite in base alle elaborazioni delle indagini eseguite, tarate con quanto emerso dai sondaggi a carotaggio continuo, effettuati appositamente in corrispondenza degli allineamenti sismici, e numerose indagini di sismica a rifrazione eseguite precedentemente in questa area dalla Regione Toscana, nell'ambito del Progetto VEL. Sezione AULLA ST1 Lo stendimento è stato realizzato utilizzando alternativamente 24 geofoni orizzontali e 24 geofoni verticali, posti ad una distanza intergeofonica di circa 3 metri, per una lunghezza complessiva, compresi i colpi agli estremi, di 72.7 metri. I geofoni sono stati infissi lungo un allineamento posizionato nella viabilità sterrata presente a valle del muro di recinzione del campo sportivo, ubicato in prossimità della località Ponte Taverone (Tav.n.3.1). In entrambi i profili sismici sono state eseguite sette energizzazioni, di cui due alle estremità dell'allineamento, tre internamente e due esternamente. Le energizzazioni esterne, necessarie per ottenere informazioni a maggiore profondità, sono state eseguite a circa 53.8m dal geofono n.1 e a circa 52m dal geofono n.24. Per le energizzazioni con onde SH è stata utilizzata la tavola di dimensioni maggiori ed il pendolo di battuta da 30kg, mentre per le energizzazioni con onde P è stato utilizzato il grave da 150kg.

8 pagina n 6 Descrizione della sezione ottenuta (Figura n.2) Lo studio delle dromocrone, ottenute diagrammando i tempi di arrivo ai singoli geofoni, ha permesso di evidenziare la presenza di tre rifrattori, per cui è stato possibile distinguere quattro terreni a diversa risposta sismica. Il primo rifrattore indica la linea di separazione tra lo strato superficiale, costituito da terreno di riporto ed un sottostante livello di ghiaie non sature, appartenenti alle alluvioni terrazzate recenti. La profondità di questo rifrattore è abbastanza costante, essendo compresa tra un valore minimo di 2.5m ed uno massimo di 2.8 metri. La velocità delle onde SH nel primo sismostrato è risultata di 370m/sec, mentre quella delle onde P di 630 m/sec. Il secondo rifrattore presenta una profondità dal piano campagna abbastanza costante e compresa tra 4.2m e 4.7 metri. Questo rifrattore costituisce il passaggio tra la parte non satura e quella immersa delle alluvioni terrazzate recenti. La velocità delle onde SH nella parte non satura di questo sismostrato è risultata pari a 485m/sec come in quello immerso, mentre quella delle onde P varia da 870m/sec nello strato non saturo a 1680m/sec in quello immerso. La profondità del terzo rifrattore, che delimita le alluvioni terrazzate sature dal substrato roccioso, costituito dal Complesso di Casanova, si mantiene abbastanza costante nel tratto compreso tra il geofono n. 24 ed il geofono n. 10, da dove aumenta progressivamente fino ad un massimo di 19.3m, in corrispondenza del geofono n.1. La velocità delle onde SH in questo sismostrato è risultata di 920m/sec, mentre quella delle onde P di 2670m/sec. Sezione AULLA ST2 Lo stendimento è stato realizzato utilizzando alternativamente 24 geofoni orizzontali e 24 geofoni verticali, posti ad una distanza intergeofonica di circa 3 metri, per una lunghezza complessiva, compresi i colpi agli estremi, di 72.1 metri. I geofoni sono stati infissi lungo un allineamento posizionato nella viabilità sterrata presente a valle del depuratore, ubicato in prossimità dell'ingresso autostradale Parma La Spezia (A15) (Tav.n.3.2). In entrambi i profili sono state eseguite sette energizzazioni, di cui due alle estremità dell'allineamento, tre internamente e due esternamente. Le energizzazioni esterne, necessarie per ottenere informazioni a maggiore profondità, sono state eseguite a circa 38.6m dal geofono n.1 e a circa 49m dal geofono n.24. Per le energizzazioni esterne e agli estremi, con onde SH, è stata utilizzata la tavola di dimensioni maggiori ed il pendolo di battuta da 30kg, mentre per quelle centrali ed intermedie la tavoletta e la mazza da 8kg. Per le energizzazioni esterne e agli estremi, con onde P, è stato utilizzato il grave da 150kg, mentre per quelle centrali ed intermedie la piastra di battuta in alluminio e la mazza da 8kg.

9 pagina n 7 Descrizione della sezione ottenuta (Figura n.4) Lo studio delle dromocrone, ottenute diagrammando i tempi di arrivo ai singoli geofoni, ha permesso di evidenziare la presenza di tre rifrattori, per cui è stato possibile distinguere quattro terreni a diversa risposta sismica. Il primo rifrattore indica la linea di separazione tra lo strato superficiale, costituito da terreno di riporto ed un sottostante livello di ghiaie non sature, appartenenti alle alluvioni terrazzate recenti. La profondità di questo rifrattore varia da un minimo di 2.5m in corrispondenza del geofono n.1 ad un massimo di 3.3m sotto i geofoni n.9 e n.22. La velocità delle onde SH nel primo sismostrato è risultata di 370m/sec, mentre quella delle onde P di 630 m/sec. Il secondo rifrattore presenta una profondità dal piano campagna variabile da un minimo di 3.7m ad un massimo di 4.3 metri. Questo rifrattore costituisce il passaggio tra la parte non satura e quella immersa delle alluvioni terrazzate recenti. La velocità delle onde SH nella parte non satura di questo sismostrato è risultata pari a 490m/sec come in quello immerso, mentre quella delle onde P varia da 850m/sec nello strato non saturo a 1650m/sec in quello immerso. La profondità del terzo rifrattore, che separa le alluvioni terrazzate sature dal substrato roccioso, costituito dal Complesso di Casanova, è minima nella parte centrale dello stendimento, con valori di 10.2m, e massima agli estremi dell'allineamento con valori mai superiori a 12.5 metri. La velocità delle onde SH in questo sismostrato è risultata di 910m/sec, mentre quella delle onde P di 2650m/sec. Sezione AULLA ST3 Lo stendimento è stato realizzato utilizzando alternativamente 24 geofoni orizzontali e 24 geofoni verticali, posti ad una distanza intergeofonica di circa 3 metri, per una lunghezza complessiva, compresi i colpi agli estremi, di 72.2 metri. I geofoni sono stati infissi lungo un allineamento posizionato nel marciapiede di Via della Lunigiana. (Tav.n.3.3). In entrambi i profili sono state eseguite sette energizzazioni, di cui due alle estremità dell'allineamento, tre internamente e due esternamente. Le energizzazioni esterne, necessarie per ottenere informazioni a maggiore profondità, sono state eseguite a circa 51.5m dal geofono n.1 e a circa 53m dal geofono n.24. Per tutte le energizzazioni con onde SH è stata utilizzata la tavola di dimensioni maggiori ed il pendolo di battuta da 30kg, mentre per quelle con onde P è stato utilizzato il grave da 150kg. Descrizione della sezione ottenuta (Figura n.6) Lo studio delle dromocrone, ottenute diagrammando i tempi di arrivo ai singoli geofoni, ha permesso di evidenziare la presenza di tre rifrattori, per cui è stato possibile distinguere quattro terreni a diversa risposta sismica. Il primo rifrattore indica la linea di separazione tra lo strato superficiale, costituito da terreno di riporto ed un sottostante livello di ghiaie non sature, appartenenti alle alluvioni terrazzate recenti. La profondità di questo rifrattore è abbastanza costante, essendo compresa tra un valore minimo di 2.1m ed uno massimo di 2.3 metri.

10 pagina n 8 La velocità delle onde SH nel primo sismostrato è risultata di 320m/sec, mentre quella delle onde P di 530 m/sec. Il secondo rifrattore presenta una profondità dal piano campagna variabile da un minimo di 5.8m ad un massimo di 5.9 metri. Questo rifrattore costituisce il passaggio tra la parte non satura e quella immersa delle alluvioni terrazzate recenti. La velocità delle onde SH nella parte non satura di questo sismostrato è risultata pari a 440m/sec come in quello immerso, mentre quella delle onde P varia da 850m/sec nello strato non saturo a 1770m/sec in quello immerso. La profondità del terzo rifrattore, che separa le alluvioni terrazzate sature dal substrato roccioso, costituito dal Complesso di Casanova, diminuisce passando da 15.4m in corrispondenza del geofono n.24 a 23m sotto il geofono n.1, con un netto approfondimento dal geofono n.11. La velocità delle onde SH in questo sismostrato è risultata di 780m/sec, mentre quella delle onde P di 2600m/sec. Sezione AULLA ST4 Lo stendimento è stato realizzato utilizzando alternativamente 24 geofoni orizzontali e 24 geofoni verticali, posti ad una distanza intergeofonica di circa 3 metri, per una lunghezza complessiva, compresi i colpi agli estremi, di 72.1 metri. I geofoni sono stati infissi lungo un allineamento posizionato nel marciapiede di Via della Lunigiana. (Tav.n.3.4). In entrambi i profili sono state eseguite sette energizzazioni, di cui due alle estremità dell'allineamento, tre internamente e due esternamente. Le energizzazioni esterne, necessarie per ottenere informazioni a maggiore profondità, sono state eseguite a circa 46.7m dal geofono n.1 e a circa 41m dal geofono n.24. Per tutte le energizzazioni con onde SH è stata utilizzata la tavola di dimensioni maggiori ed il pendolo di battuta da 30kg, mentre per quelle con onde P è stato utilizzato il grave da 150kg. Descrizione della sezione ottenuta (Figura n.8) Lo studio delle dromocrone, ottenute diagrammando i tempi di arrivo ai singoli geofoni, ha permesso di evidenziare la presenza di tre rifrattori, per cui è stato possibile distinguere quattro terreni a diversa risposta sismica. Il primo rifrattore indica la linea di separazione tra lo strato superficiale, costituito da terreno di riporto ed un sottostante livello di ghiaie non sature, appartenenti alle alluvioni terrazzate recenti. La profondità di questo rifrattore è abbastanza costante, essendo compresa tra un valore minimo di 2.4m ed uno massimo di 3.2 metri. La velocità delle onde SH nel primo sismostrato è risultata di 320m/sec, mentre quella delle onde P di 530 m/sec. Il secondo rifrattore presenta una profondità dal piano campagna abbastanza costante e compresa tra 6.0m e 6.1 metri. Questo rifrattore costituisce il passaggio tra la parte non satura e quella immersa delle alluvioni terrazzate recenti. La velocità delle onde SH nella parte non satura di questo sismostrato è risultata pari a 450m/sec come in quello immerso, mentre quella delle onde P varia da 860m/sec nello strato non saturo a 1700m/sec in quello immerso.