RELAZIONE GEOLOGICA SUI TERRENI DI FONDAZIONE MODELLAZIONE SISMICA. Progetto di ristrutturazione della nuova sede della polizia municipale

Transcript

1 Studio Tecnico di Geologia Dott. Negri Giuseppe via Capodivilla Pieve di Soligo Tel cell RELAZIONE GEOLOGICA SUI TERRENI DI FONDAZIONE MODELLAZIONE SISMICA Progetto di ristrutturazione della nuova sede della polizia municipale specificatamente al CAPITOLO C6 PROGETTAZIONE GEOTECNICA precisamente C6.2.1 C6.2.2 C C C CIRCOLARE MINISTERO INFRASTRUTTURE E TRASPORTI DEL 2/2/2009 CSLLPP Ditta : Amministrazione Comunale di. ZONA SISMICA: 4 Zona con pericolosità sismica molto bassa.e' la zona meno pericolosa, dove le possibilità di danni sismici sono basse. ag < 0,05g NORMATIVA: D.M.14/01/2008 Marzo 2016 il geologo 1

2 Descrizione dell opera e degli interventi Il progetto preliminare è inerente alla ristrutturazione della nuova sede della polizia municipale di Cavallino Treporti. Il nuovo progetto ha le seguenti caratteristiche fondazioni dirette superficiali su platea assenza di interrato riferimenti normativi MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI Decreto 14 gennaio 2008 Norme tecniche costruzioni - paragrafo 3.2, azione sismica - paragrafo 6, progettazione geotecnica. modellazione geologica del sito La zona in oggetto si trova al termine della Pianura Veneta in prossimità della linea di costa in un'area inserita in un contesto di intensa urbanizzazione. L'esame morfologico di dettaglio evidenzia una situazione topografica caratterizzata da un piano regolare disposto secondo un unica livelletta con immersione verso Sud in accordo con le direttrici morfogenetiche regionali. La pendenza rilevata su base cartografica oscilla tra i valori del 0.2 % e 0.5 % a seconda del settore in esame. Questo quadro generale è parzialmente modificato solo dall intervento antropico che ha portato a leggeri riporti soprattutto connessi alla realizzazione dell esistente rete viaria. Tracce di micromorfologia costiera sono parzialmente rilevabili nel settore settentrionale dell area in esame, si tratta di modeste ondulazioni e, verso Sud da resti fossili di dune. Il quadro generale è complesso per la presenza di elevata variabilità laterale, pur con la presenza di un elemento dominante e peculiare dato da una serie di corpi sabbiosi anastomizzati allungati in senso Ovest-Est, questi sono sovrapposti tra loro fino a formare spessori di sabbie anche di una decina di metri Perifericamente ai corpi sabbiosi si ha una netta prevalenza di sedimenti fini (argille e limi). Altri elementi tipici del modello geologico sono la presenza di un livello sempre presente ma non continuo di argille e limi sovraconsolidati, noto con il termine di caranto, originatosi in coincidenza del limite Pleistocene-Olocene. Dallo studio bibliografico è inoltre emersa la presenza di torbe organizzate in livelli dotati di continuità laterale. Localmente sono presenti livelli di riporto 2

3 Situazione stratigrafica di dettaglio La presenza di terreni di facies fine in copertura di orizzonti sabbio argillosi variamente compatti, già evidenziati nello studio geologico dell area, permette l esecuzione corretta delle prove di tipo statico come di seguito esposto. L ambiente geologico è peculiare di questa fascia pianeggiante ed terreni sono costituiti da alluvioni e da formazioni Oloceniche la cui granulometria spazia dalle sabbie alle argille torbose. Dall esame delle stratigrafie risulta che i primi 20 m. di depositi appartengono ai cicli di deposizione marino lagunare Olocenica; mediamente questo materasso è suddivisibile in due complessi : il primo per uno spessore di 10 m. risulta prevalentemente formato da sabbie limose. Il secondo si differenzia per una maggiore presenza di argille che tendono a divenire predominanti in profondità. La serie Olocenica lagunare termina con un importante livello di riferimento formato da argille continentali sovraconsolidate normalmente note con il termine di caranto ; queste si rilevano a partire dai 20/25 m. di profondità. Prove eseguite dallo scrivente in prossimità dell area, sul sedime dei pontili esistenti, con esame della stratigrafia per rapporto Rp/Rl ;hanno dato i seguenti risultati: da 0.00 fino a 1.40 m sabbie grossolane assolutamente sciolte da 1.40 fino a 3.80 m banco sabbioso limoso compatto da 3.80 fino a 9.80 m sabbie limose con intercalazioni di limi e limi argillosi da compressibili a molto compressibili segue limi e argille compatte di resistenza crescente Dopo aver definito il modello geologico di riferimento - M.G.R., in relazione sia alle condizioni geologico stratigrafiche e strutturali sia in funzione dell importanza del progetto, si ritiene corretto ed utilizzabile l approccio semplificato (basato sull individuazione della categorie di sottosuolo) e sufficiente l analisi di risposta sismica locale essenziale come di seguito esposto indagini caratterizzazione e modellazione geotecnica Le unità litotecniche individuabili sula base dell analisi geologica sono riassumibili nel seguente schema : valori medi (Vm Unità (O) terre di copertura da 0,0 a 1.4 m. - Terreno rimaneggiato e di riporto unità A sabbie e sabbie limose ;in condizioni drenate, si assume che la resistenza sia dipendente dalla pressione totale σ. peso dell'unità di volume γ = 1.90 t/mc resistenza al taglio non drenata Cu = 0.00 kg/cmq angolo di attrito medio ( De Beer ) ϕ' = ln(rp/σ'vo) valore minimo rilevato 24 Unità B Argilla con limo e torbe in condizioni non drenate, si assume che la resistenza sia indipendente dalla pressione totale σ. Quindi t = Cu peso dell'unità di volume γ = 1.90 t/mc resistenza al taglio non drenata media Cu = (qc σ'vo)/15 = valore minimo rilevato 0.15 kg/cmq angolo di attrito 0.00 Problemi geotecnici e scelte tipologiche Dall analisi dei risultati delle indagini geognostiche, in considerazione della stratigrafia del terreno, delle caratteristiche geomeccaniche del terreno e dei carichi 3

4 trasmessi sul terreno dalla struttura l unica soluzione possibile consiste nella posa di pali, le caratteristiche di questi possono essere cosi riassunti. Modellazione sismica del sito In base all Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 28 aprile 2006 Criteri generali per l'individuazione delle zone sismiche e per la formazione e l'aggiornamento degli elenchi delle medesime zone, il Comune di Cavallino Treporti è classificato in zona 4 contrassegnata da un parametro di accelerazione orizzontale ag (valore riferito ad una probabilità di superamento del 10% in 50 anni) Zona con pericolosità sismica molto bassa. E' la zona meno pericolosa, dove le possibilità di danni sismici sono basse. ag < 0,05g segnalato dall Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (I.N.G.V.). L azione sismica di progetto in base alla quale valutare il rispetto dei diversi stati limite presi in considerazione viene definita partendo dalla pericolosità di base del sito di costruzione, che è l elemento essenziale di conoscenza per la determinazione dell azione sismica. La pericolosità sismica è intesa come accelerazione massima orizzontale ag in condizioni di campo libero su suolo rigido (Vs30>800 m/s), con superficie topografica orizzontale (di categoria di sottosuolo A; NTC, ξ 3.2.2), ma è definita anche in termini di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se (T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza nel periodo di riferimento PVR, come definite nelle NTC nel periodo di riferimento VR. In alternativa è consentito l uso di accelerogrammi, purchè congruenti con la pericolosità sismica del sito. Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008, infatti, la stima della pericolosità sismica viene definita mediante un approccio sito dipendente e non più tramite un criterio zona dipendente La stima dei parametri spettrali necessari per la definizione dell azione sismica di progetto viene effettuata calcolandoli direttamente per il sito in esame, utilizzando come riferimento le informazioni disponibili nel reticolo di riferimento (v. tabella 1 nell Allegato B del D.M. 14 gennaio 2008). Le forme spettrali vengono definite, per ciascuna delle probabilità di eccedenza nel periodo di riferimento PVR, partendo dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale: ag accelerazione orizzontale massima al sito; Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. Dati generali Descrizione: ampliamento di edificio residenziale Tipo opera: 2 Classe d'uso: Classe II Vita nominale: 50,0 [anni] Applicando la Normativa prevista n 3274/2003 ( Allegato 2, Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l adeguamento sismico degli edifici e Allegato 4, Norme tecniche per il progetto sismico di opere di fondazione e di sostegno dei terreni ) il suolo di fondazione come definito al punto 3.1 dell all. n. 2 risulta appartenente alla classe D Parametri sismici Categoria sottosuolo: D Categoria topografica: T1 Periodo di riferimento: 50anni Coefficiente cu: 1 Salvaguardia della vita (SLV): Probabilità di superamento: 10 % Tr: 475 [anni] ag: 0,070 g 4

5 Fo: 2,594 Tc*: 0,381 [s] Dal valore nominale di ag (g), accelerazione orizzontale massima attesa al sito, si passa ad ag (m/s2 ) moltiplicando per 9.81, mentre ag max risulta da ag*1.2 SLV SLV: Ss: 1,800 Cc: St: 1,000 Kh: 0,023 coefficiente sismico orizzontale Kv: 0,011 Amax: accelerazione massima Beta: 0,180 Verifiche della sicurezza e delle prestazioni: identificazione dei relativi stati limite Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU) Per ogni stato limite ultimo deve essere rispettata la condizione Ed Rd valore di progetto dell azione o dell effetto dell azione < valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico (terreno); in questa fase non essendo nota Ed viene eseguita solo la verifica agli SLU rimandando alla relazione di calcolo la verifica degli SLE A titolo indicativo per una fondazione su platea che abbia sedime sul primo livello sabbioso si ottiene Nella presente relazione vengono considerate solo le Verifiche GEO: verifiche di resistenza del terreno interagente con la struttura sono condotte confrontando i valori di resistenza con quelli di progetto, secondo l Approccio 2 Assenza di interrato Fondazione diretta su trave rovescia /platea di fondazione Br (cm) 70B (cm)70h (cm)50d (cm)50n.b. D <= B L (cm) 1.000N.B. B <= L f' ( ) 22f' (r)0,38 c' (dan/cm2)0,00 su (dan/cm2)0,00 g't (dan/m3)1.800g't (dan/cm3)0,001800gt (dan/m3)2.400gt (dan/cm3)0, Qlim = 1/2 g' B Ng sg ig bg gg + c' Nc sc dc ic bc gc + q' Nq sq dq iq bq gq Terreno di fondazione Coesione (c') 0 kpa Angolo di attrito (f') 22 Peso di volume terreno di fondazione (g1) 18,0kN/m3 Peso di volume terreno sopra fondazione (g2) 18,0kN/m3 Inclinazione piano campagna 0 Fondazione Larghezza (B) 1,0m Lunghezza (L) 10,0m Profondità piano di posa (D) 0,5 Fattori capacità portante Ng 7,13 Nc16,88 Nq7,82 Fattori forma della fondazione sg 1,03 sc1,05 sq 1,03 Fattori inclinazione del carico ig 1,00 ic1,00 iq1,00 Fattori inclinazione piano di posa bg 1,00 bc1,00bq1,00 Fattori inclinazione piano campagna gg 1,00 gc1,00gq1,00 Fattori profondità piano di posa dc 1,25 dq1,22 Pressione limite (Qlim) kpa 5

6 Metodo delle tensioni ammissibili DM 11/3/88 Se Fs = lim / massima di esercizio = > 3 La verifica secondo il DM 113/88 è soddisfatta Verifica di progetto gli SLU Verifiche di tipo geotecnico Condizioni di approccio progettuale di tipo 2 (A1-M1-R3) Le pressioni sul terreno derivano dalle azioni agenti sulla struttura fattorizzate con i coefficienti A1 secondo la combinazione: Ed = G. GK + P. PK + S ( 2i. Q. QKi) Considerando Ed (azione di progetto) Rd(resistenza di progetto)= R/ R = R /2.3 = /2.3 = 91 kpa Se Ed = ( Px1.3 + Gx1.5 ) < Rd/1 ; e risulta Ed < Rd con coefficiente di sicurezza Fs = Rd/Ed > 1 la verifica, per quanto riguarda gli stati limite ultimi, risulta soddisfatta. verifiche agli SLE Il modello di calcolo geotecnica che segue è da perfezionare valutando la correttezza della Ed proposta ed integrandolo con la verifica agli SLE una volta che il calcolatore verifica la congruità del valore delle azioni ( P e G ) una volte definite le condizioni di carico e la geometria delle strutture portanti Si tratta di un precalcolo eseguito per una generica fondazione su platea di base quadrata, analisi più approfondite dovranno essere realizzate al momento della verifica delle strutture in sede di progettazione esecutiva Conclusioni Dall'insieme delle indagini fin qui eseguite risulta una situazione geologica compatibile con il progetto in esame. Questo parere si basa soprattutto sui seguenti punti: 1) il terreno di fondazione è idoneo a sopportare i carichi trasmessi da edifici aventi normale tipologia costruttiva. 2) I valori del carico limite e ammissibile nonché dei cedimenti ammissibili devono essere verificati una volta definite le caratteristiche geometriche e strutturali delle strutture Va comunque sottolineato che la migliore posa delle fondazioni si realizzerebbe con piani di sedime al di sotto delle stagionali variazioni d umidità e temperatura. Al momento della progettazione l'aspetto geotecnico deve essere opportunamente verificato dal progettista delle strutture una volta definite esattamente le caratteristiche delle fondazioni. In particolare deve essere verificata e confermata la compattezza e l'assoluta mancanza di manomissioni del terreno di fondazione. Il presente elaborato è redatto in ottemperanza ai contenuti del D.M. 14 gennaio 2008 Nuove norme tecniche per le costruzioni e costituisce la relazione geologica specialistica del progetto strutturale di cui al capitolo 10.1., C10.1 punto 5.1. In corso d opera si dovrà controllare la rispondenza tra il modello geologico di riferimento assunto in progetto e la situazione effettiva, differendo di conseguenza il modello geotecnico ed il progetto esecutivo, così come previsto dalla normativa di settore. Pieve di Soligo marzo 2016 il geologo 6