Studio Geologico di Raffaele Maioli P.I C.F. MLA RFL 71P21F205N Via Izano Crema (CR) Tel/Fax Q : Cel.
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1 P.I C.F. MLA RFL 71P21F205N Via Izano Crema (CR) COMUNE DI TRIGOLO RELAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA RELATIVA ALLE INDAGINI PRELIMINARI GEOLOGICHE E GEOGNOSTICHE FINALIZZATE ALLA CARATTERIZZAZIONE DELL AREA PER L AMPLIAMENTO DEL CIMITERO COMUNALE DI TRIGOLO LOTTO 2 - TRIGOLO (CR) IN VIA PER MOSCONA. LA COMMITTENZA COMUNE DI TRIGOLO PIAZZA EUROPA TRIGOLO (CR) CANTIERE: Trigolo - Via per Moscona IL GEOLOGO Dott. R. MAIOLI Cantiere: Trigolo Ampliamento cimitero FEBBRAIO 11
2 INDICE 1 PREMESSA pag INQUADRAMENTO TERRITORIALE 3 3 INDAGINI ESEGUITE: PROVA PENETROMETRICHE STATICHE 4 4 MODELLO GEOLOGICO DEL SOTTOSUOLO 4 5 CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE E DEI CEDIMENTI 5 6 COMPATIBILITA CON I CORPI IDRICI 8 7 CONCLUSIONI 9 ALLEGATI 1) Prova penetrometrica a) Caratteristiche tecniche del penetrometro statico b) Caratteristiche geotecniche c) Calcolo della capacità portante d) Liquefacibilità i) Per ogni singola prova: (1) Tabulati delle prove (2) Grafico delle prove (3) Parametri geotecnici Via Izano Crema (CR) 2
3 1 PREMESSA Il presente lavoro, gentilmente commissionato dall amministrazione comunale di Trigolo è costituito da un'indagine preliminare geognostica finalizzata alla caratterizzazione geologica e geomeccanica dei terreni destinati alla realizzazione dell ampliamento del cimitero comunale di Trigolo (CR) in via per Moscona (fig. 01). l indagine geotecnica e la relazione geologica sono stati eseguiti in conformità a quanto disposto nel D.M. del 11/03/88 Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni ecc. e nella successiva C.M. del 24/09/88 n Per la caratterizzazione geologica del terreno è stata realizzata un indagine mediante N. 02 prove penetrometriche statiche all interno dell area (Fig. 01), durante la quale si sono potute individuare le litologie, i livelli di separazione degli stessi e verificare il livello della falda freatica che è stata rilevata a -2,70 m da p.c.. Sulla base dei risultati della campagna d indagine, nei capitoli seguenti sono esposti: la caratterizzazione litostratigrafica del sottosuolo dell area in esame, le indicazioni relative alla tipologia di fondazione da adottare, Le opere previste sono costituite da strutture in c.a INQUADRAMENTO TERRITORIALE MORFOLOGIA E GEOLOGIA Per determinare e ricostruire l'assetto geologico della zona sono state prese in considerazione indagini già eseguite in precedenza, sono stati esaminati i dati in nostro possesso ricavabili dalla bibliografia (studi territoriali, stratigrafie, sondaggi esplorativi, ecc.) e si è integrato il tutto con una verifica diretta sul territorio finalizzata al reperimento di nuovi elementi. L'analisi geomorfologica ha messo in evidenza alcune unità fondamentali, che caratterizzano il territorio nel suo complesso: 1) alluvioni recenti ed antiche del f. Serio 2) piano fondamentale della pianura 3) pianalto di Romanengo-Melotta La prima e la terza delle unità geomorfologiche interessano rispettivamente le porzioni sud-ovest e nord-est della zonae non assumono importanza agli effetti della presente indagine, non influendo per la loro lontananza con l'analisi relativa all'area di indagine. La restante parte del territorio è rappresentata dal "piano fondamentale della pianura", costituito da estesi depositi di natura ghiaioso-sabbiosa, formazione la cui presenza si riscontra normalmente in tutta la pianura padana. Essa forma generalmente un piano uniforme interrotto dalla rete di rogge e canali che la solcano con prevalente direzione nord-sud. Non si rilevano particolari strutture morfologiche ma solo lievi ondulazioni e depressioni all'interno delle quali si raccoglie parte del reticolo idrografico. Le quote assolute ( riferite al livello del mare) nell'ambito comunale variano dai 76 metri a nord ai 65 m a sud con pendenza media del 1,5 per mille. I depositi sono prevalentemente sabbioso-ghiaiosi con successioni di strati a granulometria diversa ma composti ciascuno da Via Izano Crema (CR) 3
4 elementi arrotondati e di varie dimensioni. Le ghiaie sono quasi sempre mescolate con variabili quantità di sabbie (ghiaie sabbiose). Il territorio di Trigolo viene ad inserirsi nella zona di separazione tra la media pianura (facies prevalentemente ghiaiosa) e la bassa pianura (facies prevalentemente sabbiosa). Le argille compaiono in predominanza più in profondità. 3 INDAGINI ESEGUITE: PROVE PENETROMETRICHE STATICHE Per definire con maggior precisione possibile le caratteristiche geologiche e geotecniche dell area influenzata dalle fondazioni dei nuovi edifici cimiteriali si sono relaizzate n. 02 (due) prove penetrometriche statiche come da fig. 01, spinte alla profondità massima di 6,00 m da p.c. come preventivate. La profondità è sufficiente a caratterizzare il terreno di fondazione. La realizzazione della prova ha rigorosamente seguito le indicazioni ed i criteri stabiliti dalle norme internazionali I.S.S.M.F.E Le caratteristiche dello strumento utilizzato rispondono infatti alle nuove categorie di standard europeo. I caratteri geomeccanici richiedono un attenta analisi per verificare i parametri relativi alla definizione della capacità portante del terreno. Profondità 4 MODELLO GEOLOGICO DEL SOTTOSUOLO Sulla base dei dati ottenuti dalle indagini effettuate, si ritiene che l area di interesse sia sufficientemente omogenea, ma nella valutazione delle tipologie fondazionali è necessario però porre particolare attenzione alla eventuale presenza di locali variazioni. Si rileva una stratigrafia verticale di semplice modellizzazione: fino a circa 0,80 m da p.c. terreni di coltivo addensati, al di sotto, fino alla profondità di circa -3,00 m da p.c. sabbie e limi sabbiosi; il contenuto di fini risulta comunque basso. Orizzonte con buone caratteristiche geotecniche sia in termini di capacità portante che di cedimenti, soprattutto nella zona non interessata dalla falda freatica; buone inoltre le caratteristiche di impermeabilizzazione idrogeologica verticale per la presenza di piccoli livelli molto limosi di spessore limitato. al di sotto fino alla profondità di -6,00 da p.c. e probabilmente oltre sabbie e sabbie limose addensate con livelli a ghiaie; orizzonte con ottime caratteristiche geotecniche soprattutto in termini di capacità portante anche se interassato da falda freatica. La permeabilità verticale ed orizzontale risulta elevata in entrambi i casi. TABELLA 1 Angolo d attrito ( ) Resist. Al Taglio ND (KPa) Carico ammissibile (Kg/cm 2 ) Modulo di Winkler (Kg/cm 3 ) Cedimento Cm 1, , < 2,50 1, , < 1,00 Tale situazione prevede cedimenti calcolati < 1,5 cm. Via Izano Crema (CR) 4
5 5 CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE E DEI CEDIMENTI Il calcolo della capacità portante del terreno è stato effettuato per verificare/confermare i risultati dell angolo di attrito e della resistenza al taglio non drenata (Su) calcolati tramite i dati derivanti dalla prova penetrometrica statica. Il calcolo è stato sviluppato secondo la nuova normativa entrata in vigore a luglio 2009 e riferita al NTC 2008, ed i risultati sono stati comparati con altri metodi usati in geotecnica. In tali metodi vengono presi in considerazione, oltre ai parametri di fondazione, fattori adimensionali di portanza legati alle caratteristiche fisiche dei terreni ed alla loro posizione rispetto al piano di fondazione, fattori correttivi di forma e di approfondimento. Il calcolo odierno prevede il dimensionamento a seguito di eventi sismici in particolare quest area è in zona sismica 4, i terreni di fondazione risultano in classe C e il sisma di riferimento MCS 475 (tempo di ritorno 475 anni) magnitudo 6,0 Richter. Il calcolo è stato eseguito considerando una fondazione continua di larghezza 1,00 m posizionata ad una profondità di -1,00 m da p.c. con falda -2,00 m da p.c.. Tale situazione risulta peggiorativa rispetto alla fondazione prevista. In grassetto i dati più significativi. I calcoli sono stati verificati per i cedimenti secondo la normativa NTC 2008 e vengono sintetizzati di seguito secondo l approccio 1 combinazione 1 e l approccio 1 combinazione 2. Non è stata verificata la condizione per l approccio 2 (A2 M2) perchè risulta peggiorativa rispetto le altre combinazioni. La verifica alla fluidificazione risulta corretta e non ci sono cedimenti dovuti al sisma. Il calcolo è poi stato eseguito allo stato limite di esercizio (SLE) che deve essere superiore allo stato limite ultimo (SLU) sotto la fondazione (di solito calcolata con A2 M2). La verifica in caso di sisma non permette carichi superiori a quelli indicati. La verifica alla fluidificazione risulta corretta e non ci sono cedimenti dovuti al sisma in quanto l entità del sisma e la probabilità che avvenga è bassa. Le formule utilizzate per i calcoli e i risultati ottenuti dalle varie elaborazioni, sono riportate negli allegati. TABELLA 1-1 Geo: Verifica allo stato limite ultimo Approccio 1 Combinazione 1 GEO Prova Sban. B L Df Hf N Rd R2 Rd/R2 si se st sann Sta 1 0,10 1,00 10,00 0,90 2, ,7 1,8 388,2 1,82 3,71 3,71 3,03 0,10 1,00 10,00 0,90 2, ,17 2,52 2,40 1,93 0,10 1,00 10,00 0,90 2, ,47 1,01 0,96 1,25 Sta 2 0,10 1,00 10,00 1,00 2, ,9 1,8 192,2 0,87 1,73 1,73 2,74 0,10 1,00 10,00 1,00 2, ,89 1,74 1,77 2,78 0,10 1,00 10,00 1,00 2, ,53 1,03 1,05 2,11 Sban.= sbancamento Via Izano Crema (CR) 5
6 B = Larghezza della fondazione (m) L = Lunghezza della fondazione (m) Df = Profondità d'appoggio (m) Hf = Profondità della falda (m) N = Carico verticale (kn) Rd = Resistenza di calcolo (kpa) R2 = Coefficiente di riduzione della resistenza Rd/R2 = Resistenza massima di progetto (kpa) si = cedimento immediato dalla Teoria dell'elasticità (Timoshenko & Goodier, 1951) secondo la procedura proposta da Bowles (1988) se = cedimento totale secondo il metodo di Egorov (1949) st = cedimento totale secondo il metodo di Tsytovich (1951) sb = cedimento totale dai metodi dell'intelligenza Artificiale secondo l'artificial Neural Network [Rete di Neuroni] (Shanin, 2002) TABELLA 1-2 STR: 5b) Verifica allo stato limite ultimo STR Approccio 1 Combinazione 2 STR Prova B L Df Hf N Rd R1 Rd/R1 Sta 1 1,00 10,00 0,90 2, ,5 1,0 1264,5 Sta 2 1,00 10,00 1,00 2, ,9 1,0 601,9 B = Larghezza della fondazione (m) L = Lunghezza della fondazione (m) Df = Profondità d'appoggio (m) Hf = Profondità della falda (m) N = Carico verticale (kn) Rd = Resistenza di calcolo (kpa) R2 = Coefficiente di riduzione della resistenza Rd/R2 = Resistenza massima di progetto (kpa) SV = Soluzione di Vesic (1973) portata ultima (kpa) PP = Soluzione di Paolucci & Pecker (1997): portata ultima (kpa) SU = Soluzione di Soubra (1999): portata ultima (kpa) MN = Soluzione di Maugeri & Novità (2004): portata ultima (kpa) SR = Soluzione di Richards et al. (1993): portata ultima (kpa) si = cedimento immediato dalla Teoria dell'elasticità (Timoshenko & Goodier, 1951) secondo la procedura proposta da Bowles (1988) se = cedimento totale secondo il metodo di Egorov (1949) st = cedimento totale secondo il metodo di Tsytovich (1951) sb = cedimento totale dai metodi dell'intelligenza Artificiale secondo l'artificial Neural Network [Rete di Neuroni] (Shanin, 2002) Nella tabella 2 vengono sintetizzati i valori derivanti dalla prova penetrometrica statica terminate a -6,00 m da p.c.. TABELLA 2 Prova Statica 1 da m. a m. Qc g Id f Su M OCR Go Vs Cc Litotipo 0.0 0,8 7, , ,8 60,6 331,6 0 SW 0,8 3 7,52 19,9 46, ,8 205,7 333,2 0 SP 3 6 7,85 19, , SM ,49 19,9 44, , ,9 0 SP Via Izano Crema (CR) 6
7 TABELLA 2 Prova Statica 2 da m. a m. Qc g Id f Su M OCR Go Vs Cc Litotipo 0.0 0,8 3,33 18,5 27,4 411,3 278,6 0 SC 0,8 3 6,36 19,3 36, ,6 252,7 319,5 0 SC 3 6 9,69 19,7 45, ,5 302,3 351,1 0 SP 6 9 7,99 19,9 44, ,2 333,8 339,9 0 SP Qc = resistenza alla punta (MPa) g = peso di volume (kn/mc) Id = indice di densità (%) f = angolo d'attrito ( ) Su = resistenza al taglio non drenata (kpa) M = modulo confinato (MPa) OCR = grado di sovraconsolidamento (-) Go = modulo di taglio (MPa) Vs = velocità onde di taglio (m/s) Cc = indice di compressibilità (-) Nella tabella 3 vengono riportati in sintesi i valori del modulo di Winkler (minimo massimo e medio) in terreni coesivi (limosi o argillosi) in falda alla profondità di imposta delle fondazioni. L intervallo di utilizzo di questo parametro è individuato dai valori minmax per i calcoli strutturali delle fondazioni si consiglia il valore medio di 10,00 Kg/cm3. Si consiglia di provare la tenuta delle fondazioni sia al valore massimo (20,00 Kg/cm3 ) che al valore minimo (4 Kg/cm3 ) in quanto il terreno, e quindi le strutture, si comportano in modo diverso. TABELLA 3: Coefficiente K di Winkler Prova Terreni Profondità K_min K'_min K_max K'_max K_med K'_med Sta 2 Incoerenti 1,10 8,96 5,38 35,24 21,14 16,78 10,07 Coesivo 1,10 2,66 1,59 5,60 3,36 3,80 2,28 Stima dei moduli di reazione K fuori falda (Kg/cmc) K in falda (Kg/cmc) (coefficienti di sottofondo). Al fine di lavorare in condizioni di sicurezza con piano di fondazione a tra 1,00 m da p.c. in corrispondenza di terreni eterogenei sabbiosi e sabbioso-limosi addensati fuori falda, si consigliano carichi non superiori a 2,50 Kg/cmq per cedimenti inferiori ai limiti di legge e carichi non superiori a 1,00 Kg/cmq per cedimenti inferiori a un centimetro ed è prevista una tipologia di fondazione a trave rovescia. Non sono previsti cedimenti in caso di sisma per fluidificazione delle sabbie. Via Izano Crema (CR) 7
8 6 COMPATIBILITA CON I CORPI IDRICI Per quanto concerne il rapporto con i corpi idrici si sono presi in considerazione due elementi: interferenza con le acque superficiali e sotterranee Nel primo caso, nell ambito della zona di prevista costruzione non è stato individuato un reticolo idrico superficiale limitrofo in grado di risentire negativamente dei previsti scavi di fondazione. I corpi idrici superficiali sono ubicati a notevole distanza rispetto la zona di interesse. Nel secondo caso, dall analisi di precedenti indagini, dalla letteratura in nostro possesso e confermata dalle attuali rilevazioni geognostiche, si è constatata la presenza di falda freatica a -2,70 m da p.c. nel mese di dicembre ed è prevedibile a -1,70 ad agosto. Questi valori non sono da considerarsi minimi, ma il valore più basso potrebbe essere raggiunto nel mese di febbraio-marzo a circa -3,00 m da p.c.. È da considerarsi, invece, peggiorativo il dato di agosto-settembre, che con le abbondanti irrigazioni potrebbe attestarsi in casi eccezionali quasi a piano campagna (-1,50 m da p.c.). La parte areata di circa 2,00 m per gran parte dell anno garantisce una buona ossidazione dei materiali organici eventualmente infiltranti, mentre la presenza della falda a circa -3,00 da p.c. garantisce la riduzione degli stessi materiali. La falda che presenta direzione N-S, verso sud, garantisce l asportazione dei minerali presenti nel terreno, l area risulta quindi ottimale per la realizzazione di una sub irrigazione. Via Izano Crema (CR) 8
9 7 - CONCLUSIONI I risultati delle indagini geologico-tecniche preliminari in sito hanno condotto alla caratterizzazione geomeccanica dei terreni destinati alla realizzazione dell ampliamento del cimitero comunale di Trigolo (CR) in via per Moscona (fig. 01). I dati stratigrafici rilevati mostrano una divisione verticale graduale con la profondità. Le granulometrie partono da limi e limi sabbiosi in superficie fino ad arrivare gradatamente a ghiaie con piccoli cambiamenti granulometrici a gradini. Si è in grado inoltre di fornire i seguenti dati: - Fondazione a trave rovescia - posizionamento della fondazione: 1,0 m da p.c. - Larghezza della fondazione: 1 metro - Angolo d attrito 35 ( ) - Su Resistenza al taglio non drenata 0,0 KPa - Modulo di Winkler (min max): 6-20 Kg/cm 3 - Fluidificazione: 0,00 cm - Posizione falda freatica -2,00 m da p.c. - carico consigliato sul terreno: 1,00 Kg/cmq - Cedimento previsto: < 1,0 cm - carico consigliato sul terreno: 2,50 Kg/cmq - Cedimento previsto: < 2,50 cm Tale situazione induce a scelte progettuali specifiche per quanto concerne sia i carichi di esercizio sia la tipologia e la strutturazione delle opere fondazionali del manufatto medesimo. Si consiglia pertanto: - poichè non è possibile escludere la presenza di livelli parzialmente compressibili e con caratteri geomeccanici scadenti, si suggerisce, all'atto dell'esecuzione del lavori, un attenta verifica da parte della DD.LL delle condizioni di omogeneità dei terreni di sottofondazione e l eventuale sostituzione di tali terreni con materiali inerti di idonea granulometria costipati in strati non superiori a 20 cm, - un omogenea distribuzione dei carichi sull intera fondazione e verificare/controllare lo sviluppo di cedimenti durante i mesi successivi può essere utile la realizzazione di una livellazione di precisione. - Per una definizione più precisa della capacità portante e per la classificazione corretta dei terreni nei primi dieci metri di profondità, la realizzazione di indagini mediante esecuzione di sondaggi geognostici a carotaggio continuo. - si consiglia di verificare periodicamente il livello della falda tramite il posizionamento di un piezometro di controllo. Dott. Raffaele Maioli Geologo Via Izano Crema (CR) 9
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