RELAZIONE GEOLOGICA - GEOTECNICA- SISMICA

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1 RELAZIONE GEOLOGICA - GEOTECNICA- SISMICA Indice del contenuto 1. Premesse...pag Geologia e geomorfologia dell area...pag Indagini geognostiche...pag Prove penetrometriche statiche CPT...pag Prove penetrometriche dinamiche SCPT...pag Caratteristiche geotecniche e litostratigrafiche del terreno di fondazione...pag Indagini geofisiche...pag Sismica a rifrazione (metodo Microtremori)...pag Modalità operative...pag Classificazione del terreno in base alle Vs30 D.M. 14 gennaio pag Indagine sismica passiva HVSR...pag Risultati di indagini sismiche passive HVSR...pag Risultati ottenuti in sito dall indagine sismica HVSR...pag Indagine sismica a rifrazione: metodo tomografico con misura delle vp...pag Modalità operative...pag Interpretazione dei risultati...pag Sismicità dell area...pag Tipo di fondazioni consigliate...pag Verifica dello Sato Limite Ultimo (SLU)...pag Verifica di stabilità di versante...pag Microzonazione sismica: Rischio Sismico...pag Primo livello di approfondimento:carta delle aree suscettibili di effetti locali...pag Secondo livello di approfondimento: Carta di microzonazione sismica...pag Valutazione dello spettro di risposta elastico secondo il D.M. 14/01/ pag Valutazione dei cedimenti sotto azioni sismiche...pag Verifica alla liquefazione...pag Considerazioni conclusive...pag. 52 Allegati Cartografici Tav. n. 1: Carta Corografica scala 1: ; Tav. n. 2: Carta Topografica scala 1: ; Tav. n. 3: Ripresa fotografica generale dell area di interesse cala grafica; Tav. n. 4: Planimetria catastale scala grafica; Tav. n. 5: Carta geologica scala 1:5.000; Tav. n. 6: Indagini geognostiche scala grafica; Tav. n. 7: Rischio sismico: aree soggette ad effetti locali per eventi sismici, scala 1: 2.500; Tav. n. 8: Rischio sismico: Carta delle aree suscettibili di effetti locali, scala 1: 5.000; Tav. n. 9: Carta di microzonazione sismica, scala grafica. Allegati ALL. n. 1 Prove penetrometriche statiche CPT e dinamiche SCPT, corredate di interpretazione geotecnica; ALL. n. 2 Verifiche geotecniche; ALL. n. 3 Indagini sismiche a rifrazione eseguite mediante il metodo dei microtremori Re.Mi; ALL. n. 4 Rapporto spettrale HVSR; ALL. n. 5 Indagine tomografica e determinazione delle vp; ALL. n. 6 Spettro di risposta elastico secondo il D.M. 14/01/2008; ALL. n. 7 Verifica alla liquefazione; ALL. n. 8 Verifica di stabilità di versante. 1

2 1. PREMESSE Su incarico della Proprietà, e in accordo con i Tecnici Progettisti, nel mese di gennaio 2010 è stato eseguito il presente studio, inerente il Piano Particolareggiato di Iniziativa Privata, denominato Bersella, sito in comune di Castelvetro di Modena, in Via Cavalliera, angolo Via Bergognina. La presente relazione geologico-geotecnica-sismica è stata redatta, per quanto riguarda la caratterizzazione geologica e geotecnica dei terreni di fondazione, ai sensi dell OPCM 3274, delle Norme Tecniche per le costruzioni D.M. delle Infrastrutture e dei Trasporti del 14/09/2005, della D.G.R. Emilia Romagna n 1677/05 del 24/10/2005 e del D.M. 14 gennaio 2008 inerente le Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni e, per quanto riguarda la valutazione relativa al rischio sismico, lo studio è stato elaborato in base alle disposizioni in materia di riduzione del rischio sismico, di cui alla Deliberazione dell assemblea Legislativa Regione Emilia Romagna n.112 del 2 maggio 2007, Atto di indirizzo e coordinamento tecnico ai sensi dell art.16, c.1 della L.R. 20/2008 Indirizzi per gli studi di microzonazione sismica in Emilia Romagna per la pianificazione territoriale ed urbanistica. Fig. n. 1.1 Ripresa fotografica generale dell area sulla base di foto aerea tratta da archivio cartografico Telespazio- Seat Pagine Gialle 2

3 Relazione geologico-geotecnica e sismica inerente la realizzazione del Piano Particolareggiato di Iniziativa Privata, L area interessata dallo studio è ubicata a nord-ovest del centro abitato di Castelvetro di Modena, come visibile nella Carta Corografica - tavole C.T.R. n 219_NE, 219_SE, redatta alla scala 1: (tav. n. 1), nella Carta topografica (tav. n. 2) sezione CTR n Castelvetro di Modena, redatta alla scala di 1: e nella Ripresa fotografica generale dell area di interesse tratta dall archivio fotografico interattivo TELESPAZIO Seat Pagine Gialle spa (tav. n. 3), che compaiono in allegato. L area è inoltre identificata al Nuovo Catasto Terreni del comune di Castelvetro di Modena nel Foglio 17 mappali 231, 232, 234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 254, 256, 257, 260, 300, 302, 305, 306, 308, 310, 316, 346, 348, 402 parte, 406..(Tav. n. 4). 2. GEOLOGIA E GEOMORFOLOGIA DELL AREA L area di interesse è posta a nord-ovest dell abitato di Castelvetro di Modena, in località Bersella, alla quota topografica media compresa tra e m s.l.m., su di un pendio che degrada verso ovest nell area sita a nord della Via Cavalliera e verso sud-ovest nella zona posta a sud. Fig. n. 2.1 Ripresa fotografica dell area nord della lottizzazione (14/01/2010) 3

4 Relazione geologico-geotecnica e sismica inerente la realizzazione del Piano Particolareggiato di Iniziativa Privata, Fig. n. 2.2 Ripresa fotografica dell area sud della lottizzazione (14/01/2010) Da quanto è emerso dai nostri precedenti studi geologici svolti nell area, nella lottizzazione in oggetto è presente uno strato di terreno di riporto derivante dagli scavi per la realizzazione degli edifici adiacenti, sito in parte nella zona posta a nord ed in parte nella zona sud. 4

5 Fig. n. 2.3 Ripresa fotografica dell area eseguita nell Aprile 2008: si nota il passaggio tra il piano campagna originario e il sovrastante spessore di riporto Fig. n. 2.4 Ripresa fotografica della parte terminale dello spessore di riporto sito nella zona nord della lottizzazione, eseguita nell Aprile

6 Tale riporto, derivante dagli scavi degli interrati realizzati nelle aree adiacenti, si presenta costituito da ciottoli eterogenei ed eterometrici di ghiaia, mista a qualche resto di laterizio, in matrice argilloso-limosa, di colore giallastro - nocciola. Fig. n. 2.5 Ripresa fotografica di dettaglio del materiale costituente il riporto presente nell area Da quanto si osserva dalla Carta geologica, in scala 1: 5.000, (tav. n. 5), tratta dalla Carta geologica progetto CARG Regione Emilia Romagna nell area oggetto di studi affiorano le seguenti litologie: SUCCESSIONE NEOGENICO-QUATERNARIA DEL MARGINE APPENNINICO PADANO AEI - SINTEMA EMILIANO-ROMAGNOLO INFERIORE: Limi prevalenti (ghiaie prevalenti nelle aree poste presso il fiume Secchia); contatto inferiore in discontinuità su CMZ e su FAA attraverso una superficie di discontinuità di importanza regionale. In aree non erose al tetto suoli decarbonatati con fronte di alterazione superiore a 5 m. Potenza affiorante di pochi metri. Età: Pleistocene medio. La formazione è presente nei lotti oggetto di studio e in un ampia area circostante; CMZ SINTEMA DI COSTAMEZZANA: Sabbie gialle in strati da sottili a spessi con lamine piano-parallele od oblique, poco cementate, con intercalazioni a luoghi lentiformi di ghiaie e di orizzonti di peliti grigio chiare. Contatto inferiore graduale 6

7 per alternanze su FAA. Spessore da 5 a 50 metri circa. Età: Pleistocene inferiore - medio. La formazione è presente ad est e a nord-ovest dell area di interesse in un sottile lembo posto tra il sovrastante Sintema Emiliano Romagnolo Inferiore e la sottostante Formazione delle Argille Azzurre; FAA - ARGILLE AZZURRE: argille, argille marnose, marne argillose e siltose grigie e grigio-azzurre, talora grigio plumbeo, in strati medi e subordinatamente sottili, a giunti poco o non visibili per bioturbazione, con subordinati strati arenacei sottili risedimentati. Localmente sono presenti sottili livelli discontinui di biocalcareniti fini e siltiti giallo, o ocra se alterate, sottilmente laminate. Nella parte alta possono essere presenti slumps. Limite inferiore paraconcordante o marcato da una lieve discordanza angolare su FCO, discordante su unità più antiche. Potenza di alcune centinaia di metri. Età: Pliocene inferiore - Pleistocene superiore. La formazione è presente a sud-est e nord-ovest dell area di studio. Dalla consultazione della carta del disseto PTCP della Provincia di Modena non sono emersi fenomeni di dissesto in atto o quiescenti sia nelle vicinanze che in prossimità dell area oggetto di studio. 7

8 3. INDAGINI GEOGNOSTICHE In relazione alle litologie presenti nell area ed in base alla tipologia di intervento in progetto, relativo alla realizzazione del piano particolareggiato denominato Bersella, la campagna geognostica è stata espletata mediante le seguenti indagini geognostiche: PROVE PENETROMETRICHE n. 2 prove penetrometriche statiche con punta meccanica CPT, eseguite nel 2004 n.3 prove penetrometriche statiche con punta meccanica CPT, eseguite nel 2007 n. 4 prove penetrometriche dinamiche SCPT, eseguite nel 2008 n. 5 prove penetrometriche statiche con punta meccanica CPT, eseguite nel 2009 INDAGINI GEOFISICHE N. 1 stendimento sismico a rifrazione con il metodo dei microtremori Re.Mi. e determinazione del parametro Vs 30, eseguito nel 2006 N. 1 stendimento sismico a rifrazione con il metodo dei microtremori Re.Mi. e determinazione del parametro Vs 30, eseguito nel 2010 N.1 indagine sismica passiva Horizontal to Vertical Spectral Ratio Metodo di Nakamura, eseguito nel 2010 N.1 indagine sismica a rifrazione con metodo tomografico e misura delle Vp, eseguito nel

9 In allegato n. 1 sono presenti i grafici e i tabulati delle prove penetrometriche statiche CPT e dinamiche SCPT, corredate di interpretazione geotecnica, l ubicazione delle stesse è visibile in Tav. n Prove penetrometriche statiche con punta meccanica CPT Sono state eseguite, dal 2004 al 2009, n. 10 prove penetrometriche statiche con punta meccanica (CPT), spinte alle seguenti profondità dal piano campagna. Prova n. Lotto/mappale Profondità (m da p.c.) Penetrometro n.1 (2004) Lotto 16 mappale Gouda da 200 kn n.2 (2004) Lotto 16 mappale Gouda da 200 kn n.1 (2007) Lotto 17 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.2 (2007) Lotto 17 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.3 (2007) Lotto 17 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.1 (2009) Lotto 7 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.2 (2009) Lotto 7 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.3 (2009) Lotto 7 mappale Pagani TG/ da 100 kn n.1 (2009) Lotto 20 mappale 402 parte n.2 (2009) Lotto 20 mappale 402 parte Gouda da 200 kn Gouda da 200 kn I penetrometri utilizzati sono, come indicato nella precedente tabella, un Penetrometro statico Pagani TG/ da 100 kn di spinta, montato su cingoli ed un Penetrometro statico tipo Gouda da 200 kn di spinta, montato su autocarro a trazione integrale. Il dispositivo di misura consiste in una centralina di acquisizione digitale. Il segnale elettrico generato dalla cella di pressione durante l infissione della CPT viene opportunamente condizionato ed amplificato dalla centralina di acquisizione e 9

10 visualizzato su di un display digitale a quattro cifre. Le caratteristiche degli strumenti impiegati per i sondaggi sono le seguenti: Penetrometro statico Pagani TG/63 punta meccanica Begemann spinta 100 kn intervalli di misura 20 cm parametri registrati Rp (resistenza alla punta) Rl (resistenza attrito laterale) Rlt (resistenza laterale totale) area punta 10 cm 2 angolo alla punta 60 Penetrometro statico Gouda punta meccanica Begemann spinta 200 kn intervalli di misura 20 cm parametri registrati Rp (resistenza alla punta) Rl (resistenza attrito laterale) Rlt (resistenza laterale totale) area punta 10 cm 2 angolo alla punta 60 In allegato n. 1 compaiono i grafici e le tabelle riguardanti le prove eseguite corredate dell'elaborazione geotecnica e litostratigrafica. La prova penetrometrica statica CPT (Cone Penetration Test) viene realizzata infiggendo nel terreno, alla velocità di 2 cm/sec, la punta meccanica Begemann. La punta presenta alla sua estremità inferiore un cono avente un angolo al vertice di 60, un diametro alla base di 36 mm e quindi un area di base di 10 cm 2. Esso supporta lungo il suo stelo un manicotto d attrito, la cui superficie laterale è di 150 cm 2. Figura 1 10

11 I valori degli sforzi di reazione che il suolo oppone alla penetrazione della punta, allo scorrimento del manicotto laterale e l avanzamento dell insieme punta più aste, verranno registrati ogni 20 cm di avanzamento in profondità. L esecuzione della prova avviene tramite il seguente schema di avanzamento (fig. 2): 1) posizione di riposo con punta completamente chiusa; 2) spinta esercitata sulle aste interne con avanzamento di 4 cm del solo cono; visualizzazione dello sforzo di punta (Rp); 3) spinta esercitata sulle aste interne con avanzamento di 4 cm di cono + manicotto; visualizzazione dello sforzo di punta + attrito laterale (Rl); 4) spinta esercitata sulle aste esterne con avanzamento di 12 cm e ritorno alla posizione di riposo con punta completamente chiusa; visualizzazione dello sforzo di punta + attrito + attrito della batteria di aste (Rt). Figura 2 Nella fase di avanzamento in cui viene letta la resistenza alla punta, il display restituisce automaticamente il carico unitario di resistenza (Rp) tenuto conto della superficie di infissione di circa 10 cm 2. Nella fase di avanzamento in cui viene letta la somma delle resistenze alla punta ed al manicotto di frizione il display visualizza il carico assoluto espresso in kg diviso per 10 (Rl). Ad ogni profondità di misura (x), i valori reali della resistenza alla penetrazione della punta q c e dell attrito laterale locale f s possono essere calcolati tramite le seguenti formule: q c (x) = Rp (x) [Kg/cm 2 ] AP (Area Punta) = 10 cm 2 AM (Area Manicotto Laterale) = 150 cm 2 f S (X) = (Rl(x+1) Rp(x+1)) * (AP/AM) = (Rl(x+1) Rp(x+1)) / 15 La particolare punta utilizzata per la perforazione Friction Jacket Cone è servita a determinare, oltre al carico di rottura, anche la litologia dei terreni investigati; infatti, dal 11

12 rapporto tra la resistenza penetrometrica alla punta e la resistenza laterale locale si riesce, attraverso l esperienza di Begemann modificata da Schmertmann, a risalire alla granulometria, e di conseguenza alla litologia, dei terreni attraversati dall indagine. Metodo di Begemann: Il metodo di BEGEMANN considera il rapporto tra Rp e Rl come parametro indicativo delle variazioni litologiche. In particolare l Autore suggerisce le seguenti correlazioni: Va ricordato che tali correlazioni sono valide solo per terreni immersi in falda. Metodo di Schmertmann: Il metodo di SCHMERTMANN considera come indicativo della litologia della verticale indagata il rapporto delle resistenze Fr (con Fr%=100 Rl/Rp), secondo il grafico seguente: 3.2 Prove penetrometriche dinamiche SCPT In data 14/04/2008 sono state eseguite, all interno del mappale 234, n.4 prove penetrometriche dinamiche SCPT che sono state spinte a rifiuto strumentale rispettivamente alle profondità di m (SCPT n.1), m (SCPT n. 2), m (SCPT n. 3) e m (SCPT n. 4) dal p.c.. 12

13 Lo strumento impiegato risponde alle norme ISSMFE-SCPT, le cui caratteristiche tecniche sono riassunte nella tabella che segue: Penetrazione standard L = 0,30 m Massa maglio M = Kg Caduta H = 0,75 m Diametro base punta D = 50,80 mm Angolo di apertura punta α = 60 Ulteriori specifiche tecniche dell attrezzatura di prova sono illustrate in allegato n 1. Sempre in allegato compaiono i grafici e le relative tabelle riportanti i dati rilevati in sito e la loro interpretazione geotecnica, desunta da correlazioni tra Nscpt e Nspt (standard penetration test). Per le prove eseguite è stato realizzato un modello grafico in cui sono riportati: il numero dei colpi, la profondità in metri e la resistenza dinamica alla punta RPD (formula olandese) in Kg/cm²; le misure sono state ricavate ogni cm 30 di avanzamento del sondaggio penetrometrico. 4. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE E LITOSTRATIGRAFICHE DEL TERRENO DI FONDAZIONE Sulla base dei dati emersi dalle indagini geognostiche eseguite in passato (n.10 prove penetrometriche statiche CPT e n. 4 SCPT), si può riassumere quanto segue: Prove penetrometriche CPT eseguite nel 2004 (Lotto 16 mappale 316): le CPT sono state spinte entrambe, ad una profondità di 7.40 m dal p.c. attuale e da un punto di vista litologico il sottosuolo esaminato è risultato costituito, al di sotto del terreno vegetale (spessore medio m), da un deposito coesivo argilloso limoso consistente. Con l aumentare della profondità aumentano gradualmente i valori di resistenza alla punta Rp e della consistenza del terreno; Prove penetrometriche CPT eseguite nel 2007 (Lotto 17): Tutte le CPT presentano, a seguito del sottofondo dell area cortiliva dello spessore di 0.60/0.80 m, un primo strato costituito da argille o argille limose a consistenza medio-scarsa, presente fino a circa 1.80/2.00 m da p.c., da tale quota si rilevano depositi argilloso-limosi a consistenza medio-elevata fino a circa 3.00/3.40 m da 13

14 p.c., seguiti da argille e limi consistenti che si approfondiscono fino a fondo foro ( m da p.c. nella CPT n. 2 e 5.60 nelle CPT n. 1 e n. 3); i parametri geotecnici variano in base ai depositi investigati: in particolare i terreni argilloso-limosi a consistenza medio-scarsa presenti da 0.60/0.80 m da p.c. a /2.00 da p.c. hanno valori di Rp compresi tra 0.4 e 1.8 MPa, quelli coesivi mediamente consistenti, rilevati da 1.80/2.00 m da p.c. a 3.00/3.40 m da p.c. presentano valori di Rp compresi tra 1.8 e 3.9 MPa, mentre quelli consistenti che si approfondiscono da 3.00/3.40 fino a fondo foro (-5.40/5.60 m da p.c.) hanno valori di Rp compresi tra 3.8 e 8.7 MPa; Prove penetrometriche CPT eseguite nel 2009 (Lotto 7): da un punto di vista litologico, il terreno studiato è caratterizzato, al di sotto del terreno vegetale (spessore medio di 0.40 m), dalla presenza di terreno di riporto, derivante da operazioni di escavazione durante la realizzazione dei fabbricati adiacenti all area oggetto di studio, per uno spessore di circa m. Tale terreno di riporto risulta costituito da argille limose a scarsa-media consistenza con valori di resistenza alla punta del penetrometro statico Rp compresi tra 0.78 e 1.96 MPa, fino alla profondità di circa m, con intercalati ciottoli ghiaiosi e resti di laterizi che hanno dato valori di resistenza alla punta Rp compresi tra 2.06 e MPa. Dalla quota di m fino a m sono presenti ciottoli ghiaiosi e resti di laterizi immersi in matrice argilloso limosa a medio-elevata consistenza, con valori di resistenza alla punta Rp compresi tra 1.96 e 3.53 MPa. In seguito, a partire da m inizia il substrato ghiaioso addensato che ha portato a rifiuto le attrezzature di prova facendo registrare valori di Rp compresi tra 6.86 e MPa; per quanto riguarda il grado di consolidazione dei materiali coesivi, nella CPT n. 1 è stata rinvenuta la presenza di terreni sovraconsolidati SC con OCR > 4 fino a m da piano campagna, da quota m fino al termine della prova ( m) sono stati rinvenuti terreni leggermente sovra consolidati LC con OCR compreso tra 2 e 4. Nella CPT n. 2 è stata rinvenuta la presenza di terreni sovraconsolidati SC con OCR > 4 fino a m, seguiti da terreni leggermente sovra consolidati LC con OCR compreso tra 2 e 4 fino al termine della prova ( m). Nella CPT n. 3 sono stati rinvenuti terreni sovraconsolidati SC con OCR > 4 fino a m seguiti da terreni leggermente sovra consolidati LC con OCR compreso tra 2 e 4 fino al 14

15 termine della prova ( m), con intercalati sottili livelli di terreni sovraconsolidati SC con OCR > 4; In allegato n. 1, tabella dei parametri geotecnici, sono visibili anche gli angoli d attrito dei terreni attraversati, questi si diversificano in base ai diversi autori (es. ø Ca = Caquot; ø Ko = Koppejan; ø DB = De Beer etc.); Prove penetrometriche CPT eseguite nel 2009 (Mappale 402 parte): le n. 2 CPT eseguite presentano una scarsa omogeneità litostratigrafica in senso verticale, ad una buona omogeneità in senso orizzontale; da un punto di vista litologico, il terreno studiato è caratterizzato, al di sotto del terreno vegetale (spessore medio di 0.40 m), dalla presenza di terreno di riporto, derivante da operazioni di escavazione durante la realizzazione dei fabbricati adiacenti all area oggetto di studio, per uno spessore di circa m. Tale terreno di riporto risulta costituito da argille limose a scarsa-media consistenza con valori di resistenza alla punta del penetrometro statico Rp compresi tra 0.69 e 1.96 MPa, fino alla profondità di circa m (CPT n. 1) e m (CPT n. 2), con intercalati ciottoli ghiaiosi e resti di laterizi che hanno dato valori di resistenza alla punta Rp compresi tra 3.53 e MPa. Dalla quota di -9.00/9.60 m inizia il substrato ghiaioso addensato con argilla che ha portato a rifiuto le attrezzature di prova facendo registrare valori di Rp compresi tra e MPa; per quanto riguarda il grado di consolidazione dei materiali coesivi, in entrambe le CPT eseguite appositamente nel lotto in oggetto è stata rinvenuta la presenza di terreni sovraconsolidati SC con OCR > 4 per tutte le verticali di prova; In allegato n. 1, tabella dei parametri geotecnici, sono visibili anche gli angoli d attrito dei terreni attraversati, questi si diversificano in base ai diversi autori (es. ø Ca = Caquot; ø Ko = Koppejan; ø DB = De Beer etc.); al termine delle prove penetrometriche eseguite è stata rilevata la presenza della falda freatica all interno del foro di sondaggio della CPT n. 1 alla profondità di m; le misurazioni sono state effettuate mediante freatimetro elettroacustico. 15

16 5. INDAGINI GEOFISICHE In relazione alla litologia presente nell area di interesse e sulla base del progetto di Piano Particolareggiato, la campagna di indagini geofisiche è stata realizzata mediante l esecuzione di quanto segue: N. 1 stendimento sismico a rifrazione con il metodo dei microtremori Re.Mi. e determinazione del parametro Vs 30, eseguito nel 2006 N. 1 stendimento sismico a rifrazione con il metodo dei microtremori Re.Mi. e determinazione del parametro Vs 30, eseguito nel 2010 N.1 indagine sismica passiva Horizontal to Vertical Spectral Ratio Metodo di Nakamura, eseguito nel 2010 N.1 indagine sismica a rifrazione con metodo tomografico e misura delle Vp In allegato n. 2 sono presenti i grafici relativi ai risultati ottenuti dall elaborazione degli stendimenti sismici a rifrazione, eseguiti con metodo Re.Mi, in allegato n.3 vengono riportati i risultati ottenuti dall indagine sismica eseguita con metodo passivo HVSR e in allegato n. 4 si riportano gli elaborati ottenuti dall indagine sismica eseguita mediante metodo tomografico in corrispondenza della lottizzazione in oggetto. L ubicazione di tale indagini è visibile nella tav. n. 6 indagini geognostiche che compare in allegato SISMICA A RIFRAZIONE (metodo dei MICROTREMORI) L Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri N. 3274/2003 e successive modifiche ed integrazioni, ha introdotto in Italia la nuova normativa tecnica in materia di progettazione antisismica. La caratterizzazione geotecnica dei terreni dal punto di vista sismico, richiede, come elemento indispensabile, la conoscenza del profilo delle velocità delle onde di taglio Vs degli strati del terreno presenti nel sito di studio, fino alla profondità di almeno 30 metri dal piano di posa delle fondazioni. 16

17 La normativa, sulla base del suddetto profilo, fornisce una classificazione dei suoli suddivisa nelle tipologie A, B, C, D, E, S1, S2. Per misurare le velocità delle onde di taglio si possono eseguire rilievi in foro di sondaggio meccanico con tecnica down-hole, se si dispone di un foro singolo o crosshole tra due fori, oppure prospezioni sismiche mediante stendimenti superficiali utilizzando geofoni orizzontali con opportune energizzazioni del terreno o tramite geofoni verticali acquisendo i segnali dei microtremori rifratti ambientali. Questa tecnica, nota con la sigla Re.Mi. (Refraction Microtremors), permette di ricostruire il profilo verticale delle Vs con procedimenti di modellazione diretta delle velocità di fase delle onde relative ai rumori sismici locali, rifratte alla superficie. Nell approccio teorico si utilizzano le onde superficiali di Rayleigh per la determinazione dei parametri di comportamento meccanico dei terreni a bassi livelli di deformazione, modulo di taglio e coefficiente di smorzamento, e si basa sulle proprietà dispersive che queste onde subiscono durante l attraversamento di tali terreni. Le onde di Rayleigh costituiscono un particolare tipo di onde superficiali che si trasmettono sulla superficie libera di un mezzo isotropo e omogeneo, e sono il risultato dell interferenza tra onde di pressione P e di taglio S. In un mezzo stratificato queste onde sono di tipo dispersivo e vengono definite di pseudo- Rayleigh o di superficie. La dispersione è una deformazione di un treno d onde dovuta ad una variazione di propagazione di velocità con la frequenza; le componenti a frequenza minore penetrano più in profondità rispetto a quelle a frequenza maggiore. Il calcolo del profilo delle velocità delle onde Rayleigh, Velocità/frequenza può essere convertito mediante opportuno software in profilo Velocità/profondità. La metodologia permette di raggiungere livelli di profondità generalmente compresi fra 1/4 e 1/3 della lunghezza dello stendimento dei geofoni. (Esempio: Profondità = Lunghezza stendimento = metri 120 = metri 30 40) Lo studio analitico del metodo Re.Mi. consente di operare favorevolmente in ambienti fortemente inquinati da rumori urbani e/o industriali. Una volta determinate le velocità delle onde di taglio fino alla massima profondità raggiunta, si calcola una media pesata dei valori delle Vs di ogni strato per una 17

18 profondità di 30 metri dal piano campagna e con tale parametro è possibile catalogare il sito nella classe di riferimento dell ordinanza in oggetto Modalità operative L indagine sismica è stata eseguita utilizzando 24 geofoni verticali con frequenza naturale di 14 Hz fissati al terreno ad intervalli regolari di 5 metri per una lunghezza complessiva dello stendimento pari a 115 metri. I dati sono stati registrati mediante un sismografo Geode, della Geometrics, con filtri disinseriti, velocità di campionamento (sample rate) di 2 millisecondi e lunghezza delle acquisizioni di 30 secondi. Complessivamente sono stati registrati 10 files ad intervalli irregolari nell arco di circa 1 ora di tempo per n.2 linee totali (una linea è stata eseguita nel 2006 e l altra in gennaio 2010) Classificazione del terreno in base alle VS 30 D.M. 14 Gennaio 2008 L elaborazione, visibile in allegato n.2, restituisce un grafico che riporta la curva di dispersione attraverso un immagine a colori che mostra il profilo delle velocità delle onde di Rayleigh come Velocità di fase e frequenza. Analizzando tale grafico si ottiene un modello teorico dell andamento delle Vs con la profondità fino ad una quota di m da p.c. dal quale si ricava, attraverso la formula: Vs 30 = 30 h i /Vs i Tale valore, nell area indagata, per la classificazione sismica dei terreni di fondazione seguendo le indicazioni del D. M. 14 Gennaio 2008, è risultato pari a Vs 30 = 323 m/s (Re.Mi eseguita nel 2006) Vs 30 = 305 m/s (Re.Mi eseguita nel gennaio 2010) 18

19 Quindi, secondo la classificazione del suolo, sulla base della nuova normativa sismica per gli edifici (D.M. 14 Gennaio 2008), in base ai dati ottenuti dalle indagini geofisiche in sito, con la realizzazione di n. 2 indagini sismiche a rifrazione, attraverso il metodo dei microtremori (Re.Mi.) si classifica il terreno di fondazione del lotto, come appartenente alla categoria C, corrispondente a 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 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) INDAGINE SISMICA PASSIVA HVSR E stata eseguita la caratterizzazione sismica dei terreni tramite la tecnica di indagine sismica passiva Horizontal to Vertical Spectral Ratio Metodo di Nakamura (HVSR), al fine di individuare le frequenza caratteristiche di risonanza di sito. Si riporta in allegato 3 una sintesi esplicativa di tale metodo e le caratteristiche della strumentazione utilizzata Risultati di indagini sismiche HVSR I risultati che si possono ottenere da indagini sismiche HVSR sono: La frequenza caratteristica di risonanza del sito, che rappresenta un parametro fondamentale per il corretto dimensionamento degli edifici antisismici. Si dovranno adottare adeguate precauzioni nell'edificare strutture aventi la stessa frequenza di vibrazione del terreno, per evitare l'effetto di "doppia risonanza", fenomeno estremamente pericoloso per la stabilità delle costruzioni. La frequenza fondamentale di risonanza di un edificio, qualora la misura venga effettuata all'interno dello stesso. In seguito sarà possibile confrontarla con quella caratteristica del sito e capire se in caso di sisma la costruzione potrà essere o meno a rischio. 19

20 La velocità media delle onde di taglio Vs calcolata tramite un apposito codice di calcolo. È necessario, per l'affidabilità del risultato, conoscere la profondità di un riflettore noto dalla stratigrafia (prova penetrometrica, sondaggio, etc.) e riconoscibile nella curva H/V. E' possibile calcolare la Vs30 e la relativa categoria del suolo di fondazione come esplicitamente richiesto dalle Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio La stratigrafia del sottosuolo con un range di indagine compreso tra 0.5 e 700 m di profondità, anche se il dettaglio maggiore si ha nei primi 100 metri. Il principio su cui si basa la tecnica HVSR, in termini di stratigrafia del sottosuolo, è rappresentato dalla definizione di strato, inteso come unità distinta da quelle sopra e sottostanti per un contrasto d'impedenza, ossia per il rapporto tra i prodotti di velocità delle onde sismiche nel mezzo e densità del mezzo stesso Risultati ottenuti in sito dall indagine sismica HVSR La curva HVSR ottenuta dall indagine e riportata in allegato 3, ha evidenziato un flesso pronunciato in corrispondenza di 4.95 Hz, evidenziato anche dalla curva della componente verticale (up-down); tale dato indica un evidente cambio litologico alla quota di 10.0/13.0 di profondità, interpretabile con il passaggio dal voluminoso corpo detritico di riporto, costituito da sedimenti alluvionali incoerenti, in matrice argillosolimosa. Il picco massimo di HVSR è 2.90 a 4.95 Hz. L indagine non ha evidenziato frequenze caratteristiche di risonanza del terreno predisponenti ad amplificazione e doppia risonanza con i fabbricati civili in progetto. 5.3 INDAGINE SISMICA A RIFRAZIONE: METODO TOMOGRAFICO CON MISURA DELLE VP Nella posizione indicata in Allegato 4, in data 12/01/2010 è stato realizzato n.1 stendimento di sismica a rifrazione con metodo tomografico. Il rilievo sismico a rifrazione consiste nel misurare i tempi impiegati dalle onde elastiche di compressione, generalmente definite di tipo P (primarie), e/o dalle onde elastiche di taglio, dette anche onde di tipo S (secondarie), per arrivare dal punto di energizzazione (in superficie) ai vari punti di ricezione (geofoni), allineati sulla superficie topografica. Tale metodo di indagine si basa sul principio fisico che le onde elastiche che incidono 20

21 su un piano di discontinuità vengono rifratte con un angolo critico (legge di Snell) (fig ). Dall analisi delle velocità di propagazione nel sottosuolo delle onde sismiche longitudinali (Vs) e/o trasversali (Vp), ottenute dal rapporto fra la distanza punto di energizzazione-ricevitore ed il tempo di arrivo delle onde elastiche, è possibile risalire alla probabile composizione litologica di massima dei terreni, al loro grado di fratturazione, alla geometria delle prime unità sottostanti la coltre superficiale e alla profondità a cui si trova il substrato roccioso (bedrock), ma funziona solo nei casi in cui vi sia un progressivo incremento di velocità sismica con la profondità (v 1 < v 2 ). Legge della RIFLESSIONE v v i i i = i Legge della RIFRAZIONE v v i r sen i = sen r v v v v r1 i r2 rc=90 sen i c = sen 90 v v sen i c = v v Fig Legge della riflessione (in alto); Legge della rifrazione (in basso): in corrispondenza del punto critico c si ha un raggio incidente con un angolo i c ; questo origina un raggio rifratto con un angolo r c = 90 (Snell). 21

22 In questo modo è stato possibile distinguere i terreni di copertura dal substrato di fondo e, approssimativamente, valutarne i relativi spessori Modalità operative Per la realizzazione di una sezione sismica con tecnica tomografica è stata impiegata una strumentazione costituita da un sismografo GEODE Ultra Light Exploration della GEOMETRICS a 24 canali, con velocità di campionamento (sample rate) di 0.25 millisecondi e lunghezza delle acquisizioni di 0.25 secondi, collegato a n. 24 geofoni da 14 Hz attraverso un cavo elettrico; ad ogni acquisizione i dati vengono processati ed inviati ad un PC. Lo stendimento è realizzato attraverso l infissione dei geofoni nel terreno, sulla superficie topografica, con un intervallo di 5.0 m l uno dall altro per una lunghezza complessiva di ml nel caso che la linea sia composta da n. 24 geofoni e di lunghezza pari a 57,5 m per una linea composta da n. 12 geofoni. Ognuno di questi geofoni viene poi collegato con un cavo elettrico al sismografo che analizza i dati, poi processati da un pc. Costruita la geometria dello stendimento, si esegue la registrazione delle onde elastiche: si genera lungo la linea, una fonte di rumore puntuale (shot) attraverso l utilizzazione di masse battenti o tramite esplosioni controllate (fonti ripetibili e riproducibili), nel contempo si registra il dato. Tale operazione si effettua in diversi punti lungo lo stendimento. La tecnica di elaborazione tomografica necessita di un numero di registrazioni, e di conseguenza di energizzazioni, maggiori rispetto alla tradizionale. Nel caso in studio si sono effettuati n. 7 shot lungo tutto lo stendimento Interpretazione dei risultati Successivamente all acquisizione dei dati di campagna, si attua l interpretazione dei dati, prima restituendo graficamente i sismogrammi dei diversi geofoni in funzione del tempo e della geometria dello stendimento, poi identificando i tempi di arrivo della prima onda in ogni geofono (primo arrivo o first arrival) per ogni energizzazione. I tempi di primo arrivo sono rappresentati in una diagramma tempo-distanza, costruendo delle curve di propagazione delle onde. Queste vengono poi approssimate a rette, nelle quali l inclinazione rappresenterà l inverso della Velocità di propagazione 22

23 del mezzo. Successivamente, si potrà determinare lo spessore dei vari livelli di sottosuolo indagati a diversa velocità attraverso formule empiriche. La tomografia sismica, per raggi diretti, è una tecnica d indagine che permette l individuazione di anomalie nella velocità di propagazione delle onde sismiche con un potere risolutivo nettamente superiore ad altri metodi, offrendo la possibilità di ricostruire, con elevato grado di qualità, anomalie stratigrafiche, anche particolarmente complesse non risolvibili con differenti tecniche d indagine. Per realizzare la tecnica tomografica è necessario utilizzare un maggior numero di sorgenti di energizzazione e di punti di ricezione delle onde sismiche, che permettano una distribuzione dei raggi sismici omogenea e con una densità che viene predefinita in funzione del "target" da raggiungere. Per il trattamento dei dati per la ricostruzione tomografica dell immagine si utilizza una suddivisione dell area di studio in celle elementari, calcolando per ciascuna di queste un valore di velocità congruente con il tempo di tragitto medio relativo ai percorsi dei raggi sismici che le attraversano; la presentazione delle elaborazioni eseguite dà come risultato una mappa della distribuzione delle velocità sismiche in una sezione piana contenente le sorgenti ed i geofoni, come si osserva nell allegato n. 4. In allegato (allegato n. 4) è rappresentata la sezione sismica a rifrazione con metodo tomografico della lunghezza complessiva di 165,0 m : tale misura è comprensiva degli scoppi esterni. La profondità di ispezione è direttamente proporzionale alla lunghezza dello stendi mento; nel caso specifico si indaga sino a circa 50,0 m di profondità rispetto al piano campagna. La sezione sismica in tecnica tomografica, è rappresentata alla scala 1: I range di velocità sismica registrati aumentano con la profondità e sono rappresentati con sfumature di colore, che con l aumentare di questa variano dal rosso intenso, al giallo, al blu, come è visibile nella legenda posta a lato della sezione. L ubicazione della traccia della sezione sismica con tecnica tomografica è presente nella Tav. n. 7 Indagini geofisiche. In particolare, possiamo distinguere i seguenti strati, sulla base delle Vp registrate: - 1 strato da p.c. attuale a circa 8.00/10.00 m d a p.c.: terreno di riporto :Vp 0.40 km/sec; - 2 strato da 8.00/10.00 m a 13.00/16.00 m da p.c.: substrato ghiaioso addensato: Vp 1.20 km/sec; 23

24 La distinzione dei due depositi principali desunta dalla sezione sismica in tecnica tomografica concorda con i dati ricavati dalle prove penetrometriche e l indagine Re.Mi eseguite in sito. Sempre in allegato sono presenti i grafici delle dromocrone, che sono state ricavate dall interpretazione dei primi arrivi (osservate) e quelle costruite per l elaborazione tomografica (calcolate), rappresentate in un grafico che correla la distanza tra i geofoni e i tempi di primo arrivo del treno di onde sismiche. 6. SISMICITA DELL AREA In base alla normativa riguardante la situazione sismica del territorio, con riferimento a quanto proposto dal GdL del 1998, il Comune di Castelvetro di Modena (MO), ricadeva in una zona classificata sismica di categoria II. Nel mese di Marzo 2003 è stata redatta una bozza al fine di definire un sistema normativo per la progettazione antisismica ed acquisire dei criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale. In riferimento a tale bozza si classifica il comune come appartenente alla classe sismica 2, indicativa di zona a media pericolosità sismica. Con l entrata in vigore, il 23/10/2005, dell OPCM n.3274/2003 e successive modifiche, in materia di classificazione sismica del territorio nazionale e del D.M. 14/10/2005 recante Norme tecniche per le costruzioni e tenendo conto anche del D.M. 14/01/2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, il Comune di Castelvetro di Modena è stato classificato in classe di sismicità 2 (zona a media sismicità). Nelle nostre verifiche geotecniche consideriamo la classificazione ora vigente che definisce l area di studio appartenente alla classe di sismicità 2, pertanto il grado di sismicità è pari a S = 9. Si procede ora alla verifica del coefficiente di intensità sismica C mediante la formula: C = (S 2)/100 = (9-2)/100 = 0.07 = 7% Il coefficiente di intensità sismica C = 7%, viene applicato nelle successive verifiche geotecniche. Inoltre sulla base della classificazione nazionale che fa ricadere l area in esame in classe 2, i valori di a g, espressi come frazione dell accelerazione di gravità g, da adottare in tale classe erano pari ad a g = 0.25 g. 24

25 Sulla base dei contenuti del D.M. 14/01/2008 Nuove norme tecniche per le costruzioni è stato definito un parametro di accelerazione massima attesa a g in relazione ad un tempo di riferimento T R stimato di 475 anni, per l area in oggetto, identificata dalle seguenti coordinate geografiche: Latitudine: , Longitudine , tale parametro è risultato pari ad a g attesa= g. Poiché tale valore di accelerazione sismica orizzontale a g si riferisce al bedrock, per definire il valore di a g in superficie si calcola inizialmente il fattore stratigrafico S s caratteristico dell area secondo il N.T.C D.M. 14/01/ da cui essendo in classe C si avrà: S s = 1,00 1,70 - (0,60 F o a g /g) 1,50 (6.1) dove: F o = Fattore che quantifica l amplificazione spettrale massima, su sito di riferimento rigido orizzontale, ed ha valore minimo pari a 2.2; per il sito oggetto di studio tale valore, calcolato mediante l utilizzo di apposito software, risulta pari a 2.388; a g /g = accelerazione orizzontale del sito, con tempo di ritorno pari a 475 anni / accelerazione di gravità; S S = Coefficiente di amplificazione stratigrafica o fattore stratigrafico, calcolato tramite la relazione 5.1; che per il sito oggetto di studio risulta pari a 1.47; Successivamente, sulla base delle condizioni topografiche del sito studiato, si calcola il fattore topografico S T dalla seguente tabella: Categoria topografica Ubicazione opera/intervento S T T1 Pianura 1.0 T2 Sommità del pendio 1.2 T3 Cresta del rilievo 1.2 T4 Cresta del rilievo 1.4 Per la lottizzazione studiata, sita, come suddetto, sulla sommità di un pendio, caratterizzato da un inclinazione media inferiore a 15 e appartenente, quindi alla categoria topografica T2, si ottiene un fattore topografico S T pari a

26 In base ai valori del fattore stratigrafico e del fattore topografico ottenuti, si procede al calcolo dell accelerazione massima orizzontale A max da cui: A max = S a g = g = 0.29g (6.2) Dove S = S s * S t = TIPO DI FONDAZIONI CONSIGLIATE. IPOTESI DI FONDAZIONI SUPERFICIALI Sulla base dei dati emersi dall elaborazione delle indagini geotecniche e in relazione alla tipologia dell intervento da realizzare per alcuni lotti del Piano Particolareggiato in oggetto sono state prese in considerazione delle fondazioni superficiali dirette impostate su platea generale in c.a. In particolare per il lotto n. 16, per il calcolo della capacità portante del terreno, si sono utilizzati i parametri geotecnici emersi dall elaborazione delle n. 2 CPT eseguite nel 2004, ed è stato considerata una fondazione diretta dotata delle dimensioni riportate nella tabella seguente, con quota di imposta ubicata alla profondità D = 3.00 m da piano attuale di campagna. I parametri geotecnici del terreno e le dimensioni delle fondazioni, sono riassunti nella seguente tabella : - larghezza della platea B = m; - lunghezza della platea B = m; - profondità della quota di imposta D = 3.00 m da p.c.; - peso specifico terreno sopra quota d imposta γ = 1.90 t/m 3 ; - peso specifico terreno sotto quota d imposta γ = 1.90 t/m 3 ; - coesione non drenata Cu = 10.0 t/m 2 ; - profondità falda acquifera Dw = non rilevata; - classe di sismicità Cs = 2 - pendenza del terreno B = 0. Il calcolo della pressione ammissibile è stato eseguito utilizzando l equazione di Terzaghi per fondazioni su platea generale in c.a. con la condizione a breve termine dove Cu 0 e ϕ = 0 (condizione più gravosa). Considerando, inoltre, un fattore di sicurezza Fs = 3 si ottengono i seguenti risultati: 26

27 Pressione ammissibile (Verifica a breve termine Cu 0 e ϕ = 0) Profondità di imposta Pressione limite Pressione ammissibile 3.00 m 6.27 Kg/cm Kg/cm 2 IPOTESI DI FONDAZIONI PROFONDE A causa della presenza di uno spesso strato di terreno di riporto nell area posta a nord della lottizzazione in oggetto, sono state prese in considerazione per tale zona, fondazioni profonde impostate su pali trivellati, tali da raggiungere ed essere immersi nel substrato ghiaioso addensato in posto. Tale accorgimento è dovuto al fatto che il terreno di riporto non offre garanzie di stabilità sufficienti per progettare una fondazione superficiale e produrrebbe notevoli assestamenti differenziali alla struttura da realizzare. Sulla base di quanto finora esposto, dai dati emersi dall elaborazione delle indagini geotecniche e in relazione alla presenza di terreno di riporto, derivante da operazioni di escavazione del terreno durante le operazioni di realizzazione di edifici posti nelle vicinanze della zona considerata, si consiglia, come soluzione per le opere di fondazione, la realizzazione di fondazioni profonde impostate su pali trivellati. In relazione a quanto è emerso dai Nostri rilievi, al fine di ottenere delle portate soddisfacenti per i pali da realizzare, questi dovranno essere approfonditi e immersi nel livello ghiaioso addensato, rilevato a partire da circa m dal p.c. attuale, alla profondità di m. Nei calcoli da Noi effettuati sono stati considerati dei pali trivellati di diametro variabile da ø = 60 cm a ø = 80 cm e di lunghezza utile L = m da p.c. Per il calcolo della portanza dei pali si utilizzano i parametri geotecnici del terreno emersi dall elaborazione delle prove geotecniche in sito e riassunti nell Allegato n. 2. La capacità portante limite del singolo micropalo è stata valutata utilizzando le seguenti formule statiche: Ql = Qp + Qs Dove Ql = portata limite; Qp = portata di punta; Qs = portata laterale. 27

28 La resistenza laterale del palo in terreni coerenti Qs per pali con area della superficie laterale As vale relazione: Qs = Qa As dove: Qa = coefficiente di adesione tra terreno e palo. Deriva tramite relazioni sperimentali dal valore di coesione non drenata Cu e dal tipo di palo. La Qs viene calcolata per via numerica come somma dei contributi delle singole sezioni elementari del palo. La resistenza alla punta del palo in terreni incoerenti con area di punta Ap è definita dalla seguente espressione: Qp = (Nc c+nq Ql) Ap dove: c = coesione Ql = tensione totale alla profondità della punta. La tensione totale a una certa profondità è data dalla somma dei pesi di volume naturale o saturi del terreno moltiplicati per gli spessori degli strati sovrastanti; Nq = fattore dipendente dall angolo di attrito interno del terreno ϕ; Nc = (Nq-1) ctg ϕ è un fattore di capacità portante correlato direttamente al fattore Nq. La resistenza laterale del palo Qs è calcolata per pali con area della superficie laterale As in terreni incoerenti tramite l espressione: Qs = (Qa+mkQl)As dove: Qa = (<coesione) coefficiente di adesione tra palo e terreno; Ql = tensione totale alla profondità della punta. La tensione totale a una certa profondità è data dalla somma dei pesi di volume naturale o saturi del terreno moltiplicati per gli spessori degli strati sovrastanti; m = coefficiente di attrito tra palo e terreno; K = coefficiente di spinta. Infine il fattore di sicurezza Fs è dato dall espressione : Fs = Qlim/ (N+Pp) 28

29 dove: Qlim = carico limite del palo N = carico verticale di esercizio Pp = peso proprio del palo prodotto dal volume del palo per il peso di volume del calcestruzzo. I D.M. 21/01/1981 e successivo 11/03/1988 prescrivono un valore minimo ammissibile del fattore di sicurezza pari Fs = 2.5. Dall analisi dei risultati ottenuti, esposti nell allegato n. 2 e nella seguente tabella, si evincono le seguenti portate ammissibili dei micropali: TABELLA DI PORTANZA DEI PALI TRIVELLATI Lunghezza utile misurata da p.c. Diametro reso Portanza ammissibile L = m φ = 60 cm Q amm. = kn L = m φ = 80 cm Q amm. = kn Riassumendo quindi, si evince che, un palo di lunghezza utile L = m e di diametro variabile da ø = 60 cm a ø = 80 cm è dotato di una portata ammissibile anch essa variabile tra Q amm. = kn ton e Q amm. = kn ton. 8. VERIFICA DELLO STATO LIMITE ULTIMO (SLU). IPOTESI DI FONDAZIONI SUPERFICIALI In relazione a quanto esposto nel D.M. 14 Gennaio 2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, si procede alla verifica nei confronti degli stati limite ultimi (SLU). Nelle verifiche agli stati limite si distinguono: - EQU: stato limite di equilibrio come corpo rigido; - STR: stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione; - GEO: stato limite di resistenza del terreno. Per ogni stato limite ultimo deve essere rispettata la condizione: Ed Rd Dove: Ed = valore di progetto dell azione o degli effetti delle azioni; 29

30 Rd = valore di progetto della resistenza del terreno. Per quanto riguarda le azioni, i relativi coefficienti parziali γ F sono indicati nella seguente tabella: (A1) (A2) CARICHI EFFETTO Coeff. Parziale γ F (o γ F ) EQU STR GEO Favorevole 0,9 1,0 1,0 Permanenti γ G1 Sfavorevole 1,1 1,3 1,0 Permanenti non strutturali (1) Variabili Favorevole 0,0 0,0 0,0 Sfavorevole γ G2 1,5 1,5 1,3 Favorevole 0,0 0,0 0,0 Sfavorevole γ Qi 1,5 1,5 1,3 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti Tab. n. 8.1: Coefficienti parziali per le azioni o per l effetto delle azioni. Nella Tab. n. 8.1 il significato dei simboli è il seguente: γ G1 = coefficiente parziale del peso proprio della struttura; γ G2 = coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturali; γ Qi = coefficiente parziale delle azioni variabili. Si precisa che il terreno e l acqua costituiscono carichi permanenti (strutturali) quando, nella modellazione utilizzata, contribuiscono al comportamento dell opera con le loro caratteristiche di peso, resistenza e rigidezza. La resistenza Rd del terreno può essere determinata: 1) in modo analitico, con riferimento al valore caratteristico dei parametri geotecnici del terreno, diviso per il valore del coefficiente parziale γ M specificato nella seguente tabella e tenendo conto, ove necessario, dei coefficienti parziali γ R relativi al particolare tipo di opera: Parametro cui applicare il coefficiente parziale Descrizione Simbolo Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) Tangente dell angolo di resistenza al taglio tan φ k γ φ 1,00 1,25 Coesione efficace c K γ c 1,00 1,25 Resistenza non drenata c uk γ cu 1,00 1,40 Peso dell unità di volume γ γ γ 1,00 1,00 Tabella 8.2: Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno. 30

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