POTENZIAMENTO DELL'IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI MONOPOLI (BARI) PROGETTO DEFINITIVO

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1 REGIONE PUGLIA Acquedotto Pugliese S.p.A Bari - Via Vittorio Emanuele Orlando, n.c. - Tel Fax Codice CUP: E66D Progettisti: Ing. Marco D'Innella Ing. Maria Luisa D'Aluiso Elaborato: POTENZIAMENTO DELL'IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI MONOPOLI (BARI) ACQUEDOTTO PUGLIESE S.p.A. DIREZIONE INDUSTRIALE PROID PROGETTO DEFINITIVO Attività Geologiche: Prot. N : Data: Febbraio 2013 Nome file: Cod. Progetto: 0448 Cod. SAP: Scala: Dott. Alfredo De Giovanni Responsabile Progetto: Ing. Donato De Giorgio Il Responsabile del Procedimento Ing. Massimo PELLEGRINI Il Direttore Tecnico Ing. Raffaele ANDRIANI RELAZIONE GEOTECNICA Emesso per PROGETTO DEFINITIVO / / / rev. data descrizione dis. contr. appr.

2 RELAZIONE GEOTECNICA

3 INDICE 1 Premessa Normativa di riferimento Descrizione delle opere Azione sismica Problemi geotecnici e scelte tipologiche di fondazione Programma delle indagini e delle prove geotecniche Caratterizzazione geotecnica dei terreni in sito Stratigrafia dei Terreni Parametri geotecnici dei Terreni Verifiche e calcoli geotecnici Verifica al galleggiamento Verifica stabilità fronte di scavo Conclusioni Allegato I Documentazione fotografica Allegato II Sezioni Geologiche Allegato III Relazione di calcolo verifica di stabilita fronte di scavo... 24

4 1 Premessa La presente relazione ha per oggetto la caratterizzazione geotecnica del suolo di fondazione e il calcolo della capacità portante delle opere di fondazione relative alla realizzazione delle nuove strutture da realizzarsi nell'impianto di depurazione del Comune di Monopoli (BA). Per quanto concerne l inquadramento geologico e idrogeologico e per la descrizione delle prove geofisiche necessarie alla determinazione del modello geotecnico del suolo di fondazione si fa esplicito riferimento alla relazione geologica allegata (All D3 e D4). La verifica della sicurezza e l analisi della pericolosità sismica del sito è stata effettuata secondo le modalità e i metodi previsti dalle attuali Norme Tecniche delle Costruzioni, D.M. 14/01/2008 (NTC 2008), ed in particolare le verifiche si sono effettuate mediante il metodo ai coefficienti parziali di sicurezza sia agli Stati Limite Ultimi (S.L.U) che agli Stati Limite di Esercizio (S.L.E.). Le opere strutturali appartengono alla classe 2 prevista dal D.G.R. n.2481/86 - Regione Puglia in quanto trattasi di una nuove strutture in conglomerato cementizio armato con una classe d uso III secondo il delle NTC Dal punto di vista sismico il comune di Monopoli (BA) appartiene alla zona sismica 4, così come indicato nel D.G.R. n.153/ Regione Puglia. Le strutture di fondazione, di tipo superficiale sono costituite da una platea in c.a., e avranno un piano di posa su suolo calcarenitico e saranno a quote differenti relativamente alle varie strutture da realizzare, individuate e descritte nella relazione di calcolo preliminare delle strutture.

5 2 Normativa di riferimento NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI NTC 2008 Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14 gennaio CONSIGLIO SUPERIORE DEI LAVORI PUBBLICI Istruzioni per l'applicazione delle "Norme tecniche per le costruzioni" di cui al D.M. 14 gennaio Circolare 2 febbraio CONSIGLIO SUPERIORE DEI LAVORI PUBBLICI Pericolosità sismica e Criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale. Allegato al voto n. 36 del NORMA TECNICA UNI EN :2005 (EUROCODICE 7 - PROGETTAZIONE GEOTECNICA) Progettazione geotecnica - Parte 1: Regole generali. EUROCODICE 8 Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture - Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici. 3 Descrizione delle opere Nel progetto sono previsti i seguenti manufatti in c.a., la maggior parte dei quali interrati parzialmente o totalmente: - Sedimentatore primario ; - Ispessitore; - Vasca di equalizzazione, manufatto di immissione reflui e manufatto alloggio pompe; - Vasca di prima pioggia; - Setti divisori vasca Ossido-Nitrificazione. Tutte le opere prevedono l utilizzo di c.a. gettato in opera, di classe Rck e di caratteristiche meccaniche e fisiche opportune tenuto conto del grado di aggressività dell ambiente in cui le strutture si troveranno durante la loro vita utile. I manufatti interrati sono costituiti da setti in c.a. di spessore variabile, con fondazioni dirette realizzate con platee in c.a.

6 Le strutture maggiormente interrate non necessitano di una zavorra di contrasto alla sottospinta idrica, in quanto il livello della falda superficiale registrato interessa marginalmente le opere di fondazione, come riportato nella figura seguente:

7 4 Azione sismica Conformemente al punto 3.2 del D.M , tenuto conto della destinazione d uso delle opere, si descrive l azione sismica mediante spettri di risposta, considerando i seguenti stati limite: - stato limite ultimo di salvaguardia della vita (SLV) - stato limite di danno (SLD) Ai fini della valutazione delle azioni sismiche si assumono i parametri che definiscono la pericolosità sismica di base del sito, dedotti dall Allegato alle predette Norme, in funzione dei seguenti dati (punto 2.4 del DM ): Le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento Pv R nel periodo di riferimento, a partire dai seguenti valori dei parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:

8 ag F0 T*c accelerazione orizzontale massima al sito valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizz. Periodo di inizio del tratto di velocità costante dello spettro di accelerazione orizz. dove PVR funzione del periodo di riferimento VR e dello stato limite considerato secondo i valori riportati in tabella 3.2.I Ai fini della definizione completa dell azione sismica di progetto, si fa riferimento all approccio che si basa sulla individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento.

9 Sulla base dei risultati delle indagini geologiche e geotecniche, il terreno di sedime viene considerato appartenente alla Categoria di suolo A. Per la definizione dei parametri della pericolosità sismica di base si è scelto un punto pressoché baricentro all area e rappresentativo dei parametri dell intera superficie: Le strutture in oggetto sono state analizzate secondo la norma D.M (N.T.C.), considerandole come tipo di costruzione 3. In particolare si è prevista, una vita nominale delle opere di Vn 100 anni per una classe d uso III, e quindi una vita di riferimento di 150 anni ( 2.4.3). Le opere sono in via Marina del Mondo in loc. C.da Pantano, avente le seguenti coordinate WG S84 Longitudine e Latitudine punto che risulta corrispondere come zonazione sismica ad una Zona 4. La pericolosità sismica di base del sito di costruzione è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa al suolo in condizioni ideali su sito di riferimento rigido e superficie topografica orizzontale. Le azioni di progetto si ricavano, ai sensi delle NTC, dalle accelerazioni ag e dalle relative forme spettrali, come previsto nell allegato A della norma. I tre parametri fondamentali (accelerazione ag, fattore di amplificazione Fo e periodo T*C) si ricavano per ciascun nodo del reticolo di riferimento in funzione del periodo di ritorno dell azione sismica TR previsto, espresso in anni; quest ultimo è noto una volta fissate la vita di riferimento Vr della costruzione e la probabilità di superamento attesa nell arco della vita di riferimento. Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVr cui riferirsi per individuare l azione sismica agente in ciascuno degli stati limite considerati sono riportate nella tabella 3.2.I del della norma; i valori di PVr forniti in tabella possono essere ridotti in funzione del grado di protezione che si vuole raggiungere (cfr. anche il C3.2.1). Nella presente progettazione si sono considerati i seguenti parametri sismici:

10 Risposta sismica locale Le condizioni stratigrafiche del volume di terreno interessato dall opera e le condizioni topografiche concorrono a modificare l azione sismica in superficie rispetto a quella attesa su un sito rigido con superficie orizzontale. Tali modifiche, in ampiezza, durata e contenuto in frequenza, sono il risultato della risposta sismica locale. Gli effetti stratigrafici sono legati alla successione stratigrafica, alle proprietà meccaniche dei terreni, alla geometria del contatto tra il substrato rigido e i terreni sovrastanti ed alla geometria dei contatti tra gli strati di terreno. Gli effetti topografici sono invece legati alla configurazione topografica del piano campagna ed alla possibile focalizzazione delle onde sismiche in punti particolari (pendii, creste). Nella presente progettazione l effetto della risposta sismica locale è stato valutato individuando la categoria di sottosuolo di riferimento corrispondente alla situazione in sito e considerando le condizioni topografiche locali ( 3.2.2). Per la valutazione del coefficiente di amplificazione stratigrafica SS la caratterizzazione geotecnica condotta nel volume significativo consente di identificare il sottosuolo prevalente nella categoria A. Per la valutazione del coefficiente di amplificazione topografica ST, viste le condizioni in sito e l orografia della zona, si è attribuita la categoria topografica T1. Categoria T1: Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i <= 15 In base alle categorie scelte si sono infine adottati i seguenti coefficienti di amplificazione e spettrali:

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12 5 Problemi geotecnici e scelte tipologiche di fondazione In considerazione dei carichi di progetto e della tipologia del terreno si è deciso di utilizzare delle fondazioni superficiali che saranno realizzate mediante platee di fondazione di spessore variabile in funzione della struttura; Nella modellazione si è considerata la presenza di fondazioni superficiali, schematizzando il suolo con un letto di molle elastiche di assegnata rigidezza. In direzione orizzontale si è considerata una rigidezza pari a 0.5 volte quella verticale. I valori di default dei parametri di modellazione del suolo, cioè quelli adottati dove non diversamente specificato, sono i seguenti: Coefficiente di sottofondo verticale per fondazioni superficiali 3 [dan/cm3] 6 Programma delle indagini e delle prove geotecniche Per la caratterizzazione geologica e geotecnica dei terreni interessati dai lavori di adeguamento dell impianto depurativo di Monopoli, è stata svolta una campagna geognostica in sito riferendosi anche alle numerose campagne di indagini effettuate in zona sui medesimi litotipi nel corso di progettazioni dell Acquedotto Pugliese S.p.A.. Si riportano di seguito le risultanze emerse a seguito della campagna Geognostica svoltasi nei mesi di Ottobre e Novembre Le attività svolte sono: - prospezioni georadar (G.P.R.), lungo n. 37 linee sviluppate su circa 720 metri; - rilievo GPS per la ricostruzione plano-altimetrica delle superfici e delle strutture presenti; - n.5 prospezioni del tipo sismico a rifrazione in onde P per ricostruire la sismostratigrafia del sottosuolo; - n.1 prospezione sismica del tipo Down Hole per ricostruire la sismostratigrafia del sottosuolo; - n. 5 prospezioni sismiche del tipo Re.Mi. per la misura della VS30 - n.5 Tomografie Elettriche per conoscere l andamento della resistività del sottosuolo al fine d individuare anomalie geoelettriche riconducibili a condizioni geostrutturali critiche (vuoti carsici, fratture, sacche e livelli di terra rossa ); - n.6 Sondaggi diretti a carotaggio continuo per la ricostruzione della stratigrafia locale; - n.4 Prove di Laboratorio su campioni disturbati prelevati durante le perforazioni. - n.3 Registrazioni di video-ispezioni in fori di sondaggio; - n. 1 Prova di permeabilità; Dalle prove eseguite sono stati identificati i litotipi di seguito descritti.

13 Sulla base delle indagini sismiche eseguite e applicando l espressione riportata nel DM 14/01/2008: è stato possibile calcolare il parametro Vs30, per ciascun profilo sismico, a cui è poi stata associata la relativa categoria di suolo di fondazione secondo quanto indicato nella Nuova Normativa Sismica, come di seguito sintetizzato in tabella: Per tutti i siti in esame è possibile definire come categoria di fondazione un suolo di classe A, L ubicazione di tutte le indagini, i profili stratigrafici dei sondaggi, i risultati e la rappresentazione delle sezioni sismiche, elettriche e radar sono riportati nell Allegato Indagini geognostiche del Progetto definitivo. 7 Caratterizzazione geotecnica dei terreni in sito 7.1 Stratigrafia dei Terreni LITOTIPO A: Terreno di riporto sabbioso limoso di colore rossastro con frammenti calcarenitici Da 0,00 a 1,30 m dal p.c. (in corrispondenza dell estrema porzione ovest dell impianto lo spessore di terreno di riporto è pari a 4,50 m) - Velocità onde P: 560 m/s - Velocità onde S: 250 m/s - Coefficiente di Poisson: 0,38 - Peso di volume naturale: 15,0 KN/m 3 - Angolo di attrito efficace (Ø ): Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 - Coesione non drenata: 0,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 75 dan/cm LITOTIPO B: Sabbie e porzioni superficiali poco cementate delle calcareniti organogene Da 1,30 a 3,00 m dal P.C. - Velocità onde P: 800 m/s - Velocità onde S: 390 m/s - Coefficiente di Poisson: 0,345

14 - Peso di volume naturale: 16,7 KN/m 3 - Angolo di attrito efficace (Ø ): 35 - Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 340 dan/cm 2 - Carico limite di rottura: 6 7daN/cm 2 LITOTIPO C: Calcareniti organogene cementate a luoghi fratturare e carsificate con microcavità Da 3,00 a 9,50 m dal p.c. - Velocità onde P: 1830 m/s - Velocità onde S: 920 m/s - Coefficiente di Poisson: 0,33 - Peso di volume naturale: 20,0 KN/m 3 - Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski, 1989): Classe IV scadente - Rock Quality Designation (RQD): 35 40% - 1 Angolo di attrito efficace (Ø ): 23 - Coesione efficace (c ): 1,20 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 5300 dan/cm 2 - Resistenza a compressione semplice (alla scala del campione di laboratorio): dan/cm 2 LITOTIPO D: Calcari detritici stratificati, fratturati e carsificati con terra rossa Da 9,50 a 30,00 m dal P.C. - Velocità onde P: 1830 m/s - Velocità onde S: 920 m/s - Coefficiente di Poisson: 0,33 - Peso di volume naturale: 22,0 KN/m 3 - Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski, 1989): Classe III discreta - Rock Quality Designation (RQD): 60% - Angolo di attrito efficace (Φ ): 30 - Coesione efficace (c ): 2,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): dan/cm 2 - Resistenza a compressione semplice (alla scala del campione di laboratorio): dan/cm 2 Sulla base dei risultati sopra riportati si classifica il sito ai fini dell azione sismica: suolo tipo A (misure di V S30 comprese tra m/s) 1 L angolo di attrito efficace può essere posto pari a φ =45 per il dimensionamento delle pareti ai fini della spinta delle terre, ma il valore della coesione efficace (c ) va posto in tal caso pari a 0,00 dan/cm 2

15 Il livello piezometrico della falda acquifera sotterranea è posto poco al di sotto del livello medio mare e quindi, in funzione delle quote topografiche dell impianto, a quote variabili tra -3,60 m e - 5,80 m dal p.c. attuale. In ogni caso, per tutti i manufatti previsti in progetto, il terreno di fondazione andrà posto a non meno di -1,0 m dal p.c. attuale, e comunque al di sotto degli spessori dì terreno di riporto. Il rinvenimento nel corso delle indagini geognostiche (perforazioni, georadar, geoelettrica, video-ispezioni) di fratture beanti e microcavità sature d acque e parzialmente riempite di terre rosse all interno dei Litotipi C e D, pone come altamente probabile l intercettazione delle stesse in corrispondenza dei piani di posa dei manufatti a costruirsi. Ciò comporterà in fase esecutiva la bonifica di tali discontinuità per mezzo di iniezioni mirate di boiacca cementizia (ad es. con micropali tipo tub-fix) da eseguire preventivamente a cavallo del fondello (base delle fondazioni). La presenza di una falda acquifera salmastra ( salinità totale > 4,0 g/i) a profondità comprese tra -3,60 m e -5,80 m dal p.c. attuale, che permea copiosamente il Litotipo C, impone la realizzazione di paratie di micropali e/o pali accostati in corrispondenza degli scavi di fondazione con altezza superiore a 3,0 m. In tali casi, risulterà opportuno bonificare e impermeabilizzare preventivamente anche il fondello, al fine di evitare l infiltrazione de acque di falda negli scavi di fondazione. La permeabilità del Litotipo C è stata misurata in sito attraverso una prova di permeabilità in foro e risulta pari a K= 4x10-4 m/s SCAVABILITA dei TERRENI I terreni sono scavabili sino a circa -1,0 m di profondità dal p.c. attuale con normali escavatori a benna Al di sotto di tale quota, i Litotipi B e C andranno scavati con mezzi di demolizione meccanica di adeguata potenza.

16 7.2 Parametri geotecnici dei Terreni A seguito del prelievo di campioni indisturbati nell ambito delle profondità dei depositi limosi, sono stati eseguiti sugli stessi prove geotecniche di laboratorio al fine di ricavare alcuni tra i principali parametri utili per una qualsiasi calcolazione di opere in calcestruzzo. Nell Allegato D3 è riportato il report completo delle prove svolte mentre per una più immediata comprensione dei risultati delle prove si riportano nella tabella sottostante alcuni dei parametri più importanti: LITOTIPO A: Terreno di riporto Da 0,00 a 1,30 m dal p.c. - Coefficiente di Poisson: 0,38 - Peso di volume naturale: 15,0 KN/m 3 - Angolo di attrito efficace (Ø ): Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 - Coesione non drenata: 0,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 75 dan/cm LITOTIPO B: Sabbie e porzioni superficiali Da 1,30 a 3,00 m dal P.C. - Coefficiente di Poisson: 0,345 - Peso di volume naturale: 16,7 KN/m 3 - Angolo di attrito efficace (Ø ): 35 - Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 340 dan/cm 2 LITOTIPO C: Calcareniti organogene cementate Da 3,00 a 9,50 m dal p.c. - Coefficiente di Poisson: 0,33 - Peso di volume naturale: 20,0 KN/m 3 - Classificazione ammasso roccioso (Bieniawski, 1989): Classe IV scadente - Rock Quality Designation (RQD): 35 40% - 2 Angolo di attrito efficace (Ø ): 23 - Coesione efficace (c ): 1,20 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): 5300 dan/cm 2 2 L angolo di attrito efficace può essere posto pari a φ =45 per il dimensionamento delle pareti ai fini della spinta delle terre, ma il valore della coesione efficace (c ) va posto in tal caso pari a 0,00 dan/cm 2

17 LITOTIPO D: Calcari detritici stratificati Da 9,50 a 30,00 m dal P.C. - Coefficiente di Poisson: 0,33 - Peso di volume naturale: 22,0 KN/m 3 - Angolo di attrito efficace (Φ ): 30 - Coesione efficace (c ): 2,00 dan/cm 2 - Modulo di deformazione statico (Young): dan/cm 2

18 8 Verifiche e calcoli geotecnici 8.1 Verifica al galleggiamento Nella verifica dell'equilibrio della sezione alla traslazione verticale, la forza destabilizzante è la pressione idrostatica e quelle equilibranti sono i pesi propri delle strutture definitive e le resistenze di attrito lungo le pareti laterali. A favore di sicurezza si trascurano invece tutti i pesi permanenti portati e gli accidentali. La verifica al galleggiamento è stata condotta con riferimento allo stato limite di sollevamento (UPL) ed in relazione al battente idraulico della falda di progetto, ipotizzata a m rispetto alla quota del piano campagna. Relativamente alla verifica a sollevamento UPL, la condizione di verifica Ed Rd si esplicita in: V = G + Q G + T inst, d inst, d inst, d stab, d d dove: G inst, d = forza instabilizzante permanente di progetto (spinta d Archimede sulla soletta di fondo); Q inst, d = forza instabilizzante variabile di progetto; G stab, d = forza stabilizzante permanente di progetto (peso proprio soletta di fondo e copertura, peso proprio pareti); Di seguito si riportano la verifiche a galleggiamento della vasca di prima pioggia.

19 Verifica al galleggiamento - vasca di prima pioggia Dimensioni vasca di prima pioggia: Lunghezza m 7.50 Peso t Larghezza m 5.00 Altezza setti m spessore setti m 0.40 spessore platea di fondazione m spessore soletta di copertura m P tot 109 verifica con quota falda registrata (-0.50 m s.m.) Altezza falda m 1.01 Sottospinta S=1.5*B*L t coefficiente di sicurezza 0.9*Ptot/S 1.73 verifica con quota falda cautelativa 0.00 m s.m. Altezza falda m 1.50 Sottospinta S=1.5*B*L t coefficiente di sicurezza 0.9*Ptot/S 1.17

20 8.2 Verifica stabilità fronte di scavo Le verifiche dei pendii naturali o artificiali, viene condotta generalmente aglistati limite ultimi, tenendo conto dei prescritti coefficienti parziali di sicurezza per le azioni (γ F ), per i parametri geotecnica (γ M ), e per le resistenze (γ R ). In ogni caso occorre che sia sempre rispettata la condizione: dove: Le azioni di progetto sono dunque espresse dal prodotto γ F *F k. I parametri di progetto dei materiali si ottengono dal rapporto X k / γ M In zona sismica le verifiche agli slu possono essere eseguite ponendo γ F = 1 Nella formulazione della resistenza Rd, compare esplicitamente il coefficiente γ R, che opera direttamente sulla resistenza del sistema e quindi la relazione di verifica 2) può essere espressa dalla condizione:

21 Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno Le verifiche sono state effettuate in presenza di sisma, considerando il tipo di opera come Opere provvisorie" con classe d'uso III, e vita di riferimento VR =15 anni. Delle superfici di scorrimento analizzate sono state riportate in allegato quelle con coefficiente di sicurezza Fs compreso tra 1.1 e 3. Il coefficiente Fs min è pari a 1.15.

22 9 Conclusioni I parametri geotecnici desunti dalle prove in campo e di laboratorio, e posti a base delle calcolazioni sono di seguito riportati: LITOTIPO A: Terreno di riporto Da 0,00 a 1,30 m dal p.c. Peso di volume naturale: 15,0 KN/m3 Angolo di attrito efficace (Ø ): Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 LITOTIPO B: Sabbie e porzioni superficiali Da 1,30 a 3,00 m dal P.C. Peso di volume naturale: 16,7 KN/m 3 Angolo di attrito efficace (Ø ): 35 Coesione efficace (c ): 0,00 dan/cm 2 LITOTIPO C: Calcareniti organogene cementate Da 3,00 a 9,50 m dal p.c. Peso di volume naturale: 20,0 KN/m 3 Angolo di attrito efficace (Ø ): 23 Coesione efficace (c ): 1,20 dan/cm 2 LITOTIPO D: Calcari detritici stratificati Da 9,50 a 30,00 m dal P.C. Peso di volume naturale: 22,0 KN/m3 Angolo di attrito efficace (Φ ): 30 Coesione efficace (c ): 2,00 dan/cm2 Le verifiche del fronte di scavo, provvisto di banca intermedia sono state eseguite in presenza di sisma riscontrando tra le superfici di scorrimento analizzate un coefficiente di sicurezza minimo pari a Dalle verifiche al galleggiamento condotte per la vasca di prima pioggia si evince che non è necessario ricorrere ad un appesantimento della struttura mediante zavorra avendo riscontrato coefficienti al galleggiamento superiori ad 1 anche in caso di falda a quota superiore di 0.5 m a quella riscontrata nel corso della campagna di indagini. I

23 Allegato I Documentazione fotografica

24 Allegato II Sezioni Geologiche

25 Allegato III Relazione di calcolo verifica di stabilita fronte di scavo Normative di riferimento - Legge nr. 64 del 02/02/1974. Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. - D.M. LL.PP. del 11/03/1988. Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. - D.M. 16 Gennaio 1996 Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche - Circolare Ministero LL.PP. 15 Ottobre 1996 N. 252 AA.GG./S.T.C. Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche di cui al D.M. 9 Gennaio Circolare Ministero LL.PP. 10 Aprile 1997 N. 65/AA.GG. Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche di cui al D.M. 16 Gennaio Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 (D.M. 14 Gennaio 2008) - Circolare 617 del 02/02/2009 Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008.

26 Descrizione metodo di calcolo La verifica alla stabilità del pendio deve fornire un coefficiente di sicurezza non inferiore a Viene usata la tecnica della suddivisione a strisce della superficie di scorrimento da analizzare. In particolare il programma esamina un numero di superfici che dipende dalle impostazioni fornite e che sono riportate nella corrispondente sezione. Il processo iterativo permette di determinare il coefficiente di sicurezza di tutte le superfici analizzate. Nella descrizione dei metodi di calcolo si adotterà la seguente simbologia: l lunghezza della base della striscia α angolo della base della striscia rispetto all'orizzontale b larghezza della striscia b=l x cos(α) φ angolo di attrito lungo la base della striscia c coesione lungo la base della striscia γ peso di volume del terreno u pressione neutra W peso della striscia N sforzo normale alla base della striscia T sforzo di taglio alla base della striscia E s, E d forze normali di interstriscia a sinistra e a destra X s, X d forze tangenziali di interstriscia a sinistra e a destra E a, E b forze normali di interstriscia alla base ed alla sommità del pendio X variazione delle forze tangenziali sulla striscia X =X d -X s E variazione delle forze normali sulla striscia E =E d -E s Metodo di Fellenius (metodo svedese) Il coefficiente di sicurezza fornito da Fellenius si esprime secondo la seguente formula: c i b i Σ i ( + [W i cosα i - u i l i ]tgφ i ) cosα i F = Σ i W i sinα i dove n è il numero delle strisce considerate, b i e α i sono la larghezza e l'inclinazione della base della striscia i esima rispetto all'orizzontale, W i è il peso della striscia i esima e c i e φ i sono le caratteristiche del terreno (coesione ed angolo di attrito) lungo la base della striscia. Inoltre u i ed l i rappresentano la pressione neutra lungo la base della striscia e la lunghezza della base della striscia (l i = b i /cosα i ). Quindi, assunto un cerchio di tentativo lo si suddivide in n strisce e dalla formula precedente si ricava F. Questo procedimento viene eseguito per il numero di centri prefissato e viene assunto come coefficiente di sicurezza del pendio il minimo dei coefficienti così determinati.

27 Descrizione terreno Simbologia adottata Nr. Indice del terreno Descrizione Descrizione terreno γ Peso di volume del terreno espresso in kg/mc γ w Peso di volume saturo del terreno espresso in kg/mc φ Angolo d'attrito interno 'efficace' del terreno espresso in gradi c Coesione 'efficace' del terreno espressa in kg/cmq φ u Angolo d'attrito interno 'totale' del terreno espresso gradi Coesione 'totale' del terreno espressa in kg/cmq c u Nr. Descrizione γ γ w φ' c' φ u c u 1 Terreno Terreno Terreno Terreno Profilo del piano campagna Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra e l'ordinata positiva verso l'alto. Nr. Identificativo del punto X Ascissa del punto del profilo espressa in m Y Ordinata del punto del profilo espressa in m Nr. X [m] Y [m] Descrizione stratigrafia Simbologia e convenzioni di segno adottate Gli strati sono descritti mediante i punti di contorno (in senso antiorario) e l'indice del terreno di cui è costituito Strato N 1 costituito da terreno n 4 (Terreno 4) Coordinate dei vertici dello strato n 1 N X[m] Y[m]

28 Strato N 2 costituito da terreno n 2 (Terreno 2) Coordinate dei vertici dello strato n 2 N X[m] Y[m] Strato N 3 costituito da terreno n 1 (Terreno 1) Coordinate dei vertici dello strato n 3 N X[m] Y[m] Strato N 4 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 4 N X[m] Y[m] Strato N 5 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 5 N X[m] Y[m]

29 Descrizione falda Livello di falda Nr. X[m] Y[m] Risultati analisi Per l'analisi sono stati utilizzati i seguenti metodi di calcolo : Metodo di FELLENIUS (F) Impostazioni analisi Normativa : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/2008 Coefficienti di partecipazione caso statico Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto A1 A2 Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri M1 M2 Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Coefficienti di partecipazione caso sismico Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto A1 A2 Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav

30 Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri M1 M2 Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Sisma Accelerazione al suolo a g = [m/s^2] Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) 1.00 Coefficiente di amplificazione topografica (St) 1.00 Coefficiente riduzione (β s ) 0.20 Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale 0.00 Coefficiente di intensità sismica orizzontale (percento) k h =(a g /g*β s *St*S) = 0.78 Coefficiente di intensità sismica verticale (percento) k v =0.00 * k h = 0.00 Coefficiente di sicurezza richiesto 1.10 Le superfici sono state analizzate per i casi: [PC] [A2M2] Sisma verticale: verso il basso - Analisi condotta in termini di tensioni efficaci Presenza di falda Impostazioni delle superfici di rottura Si considerano delle superfici di rottura circolari generate tramite la seguente maglia dei centri Origine maglia [m]: X 0 = 6.59 Y 0 = Passo maglia [m]: dx = 0.50 dy = 0.50 Numero passi : Nx = 20 Ny = 20 Raggio [m]: R = 1.00 Si utilizza un raggio variabile con passo dr=0.50 [m] ed un numero di incrementi pari a 20 Si considerano le superfici passanti per il punto P(0.00, 0.00) aventi centri sulla maglia Si considerano le superfici passanti per i punti P1(0.00, 0.00) e P2(10.00, 10.00) Si considerano le superfici tangenti alla retta passante per i punti Q1(0.00, 0.00) e Q2(10.00, 10.00)

31 Sono state escluse dall'analisi le superfici aventi: - lunghezza di corda inferiore a 1.00 m - freccia inferiore a 0.50 m - volume inferiore a 2.00 mc Numero di superfici analizzate 4436 Coefficiente di sicurezza minimo Superficie con coefficiente di sicurezza minimo 1 Quadro sintetico coefficienti di sicurezza Metodo Nr. superfici FS min S min FS max S max FELLENIUS

32 Caratteristiche delle superfici analizzate Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto N numero d'ordine della superficie cerchio C x ascissa x del centro [m] C y ordinata y del centro [m] R raggio del cerchio espresso in m x v, y v ascissa e ordinata del punto di intersezione con il profilo (valle) espresse in m x m, y m ascissa e ordinata del punto di intersezione con il profilo (monte) espresse in m V volume interessato dalla superficie espresso [cmq] C s coefficiente di sicurezza caso caso di calcolo N C x C y R x v y v x m y m V C s caso (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [A2M2] (F) [PC] (F) [PC]

33 (F) [PC] (F) [A2M2] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [A2M2] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [A2M2] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] (F) [PC] Analisi della superficie critica Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso destra Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Le strisce sono numerate da valle verso monte N numero d'ordine della striscia X s ascissa sinistra della striscia espressa in m Y ss ordinata superiore sinistra della striscia espressa in m Y si ordinata inferiore sinistra della striscia espressa in m X g ascissa del baricentro della striscia espressa in m Y g ordinata del baricentro della striscia espressa in m α angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso (positivo antiorario) φ angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in kg/cmq

34 L sviluppo della base della striscia espressa in m(l=b/cosα) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in kg/cmq W peso della striscia espresso in kg Q carico applicato sulla striscia espresso in kg N sforzo normale alla base della striscia espresso in kg T sforzo tangenziale alla base della striscia espresso in kg U pressione neutra alla base della striscia espressa in kg E s, E d forze orizzontali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg X s, X d forze verticali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg ID Indice della superficie interessata dall'intervento Analisi della superficie 1 - coefficienti parziali caso A2M2 e sisma verso il basso Numero di strisce 20 Coordinate del centro X[m]= Y[m]= Raggio del cerchio R[m]= 5.50 Intersezione a valle con il profilo topografico X v [m]= Y v [m]= Intersezione a monte con il profilo topografico X m [m]= Y m [m]= Coefficiente di sicurezza C S = Geometria e caratteristiche strisce N X s Y ss Y si X d Y ds Y di X g Y g L α φ c

35 Forze applicate sulle strisce [FELLENIUS] N W Q N T U E s E d X s X d

36 Geometria fronte di scavo, caratteristiche degli strati di terreno e posizionamento della falda

37 Geometria fronte di scavo e maglia dei centri Superfici di rottura con coefficiente di sicurezza minimo 1.15 Superfici di rottura con coefficiente di sicurezza compreso tra 1.1 e 3