1. DESCRIZIONE DELLE OPERE E DEGLI INTERVENTI

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2 1. DESCRIZIONE DELLE OPERE E DEGLI INTERVENTI Le opere oggetto della presente relazione si riferiscono alla realizzazione di un edificio per n. 4 alloggi, da realizzarsi a Copertino (LE), in Via Pirro del Balzo in zona Gelsi. Il sito di costruzione, come si vede al centro nella foto satellitare in basso, è pianeggiante e caratterizzato da altre costruzioni limitrofe. L intervento comporterà lo sbancamento dello strato di terreno vegetale soprastante e il raggiungimento della quota di progetto, senza particolari opere di sostegno o provvisionali, dal momento che si rinvengono strati di roccia calcarea mediamente compatta già a circa 50 cm di profondità. 2

3 2. PROBLEMI GEOTECNICI E SCELTE TIPOLOGICHE L area di sedime ricade nella parte periferica sud dell abitato di Copertino in via Pirro del Balzo. Topograficamente l area si eleva di 45 m ca. s.l.m.m., è distante dalla costa m ca. Essa si presenta pianeggiante. La zona in esame non è sottoposta ad alcun vincolo idrogeologico né sismico. La litologia è caratterizzata dalla presenza di depositi marini Plio - pleistocenici di trasgressione costituiti da sabbie, sabbie limose e limi con livelli di limi argillosi normalmente interposti che poggiano su calcareniti grossolane variamente cementate. Il substrato di detti depositi marini è costituito da calcari del Cretaceo. L idrogeologia sotterranea consta di afflussi idrici da monte localizzati lungo il contatto calcareniticalcari, complicati dalla risalita del cuneo salino nell entroterra. All atto del sopralluogo, dall osservazione delle pareti di scavo, per profondità superiori ai 3 m nell area di occupazione del fabbricato in esame, che in quelle contermini, non sono stati rilevati in superficie elementi geomorfologici che possano condizionarne la fattibilità. Inoltre, dopo la scarificazione del terreno vegetale, il tetto della formazione sabbiosa calcarea affiorante si è presentato continuo e ben addensato. Per l accertamento della profondità di rinvenimento della falda idrica profonda, si è fatto riferimento a pozzi scavati in zona, confrontando i dati con le conoscenze generali di circolazione idrica profonda in zona. Si può dunque escludere ogni interazione falda fondazioni. In conclusione, gli aspetti geologici più importanti emersi dallo studio sono i seguenti: a) geomorfologia: non esistono problemi di stabilità a grande scala; b) geognosia: al di sotto di sottili livelli di terreno agrario e/o di riporto il terreno di fondazione è costituito da uno spessore di circa tre metri di termini pleistocenici più o meno sciolti, mediamente addensai, cui segue, ad immediato contatto, la formazione rocciosa di natura calcarea tipica della zona; 3

4 c) idrogeologia: l acqua di falda non interessa in maniera diretta la quote alle quali verranno realizzati i fabbricati. Sulla base degli aspetti litologici risulta quindi in prima analisi che le caratteristiche geotecniche dei terreni sono da considerarsi buone in funzione dell entità delle opere da realizzare; nel sottosuolo i volumi di terreno che sono interessati dai carichi sono asciutti. Al fine di limitare gli spostamenti relativi e assicurare un livello di pressione quanto più basso e costante possibile al substrato di terreno interessato, si è deciso di optare per una tipologia di fondazioni a graticcio di travi rovesce, che garantisce ottima distribuzione uniforme delle pressioni sul terreno, riducendo al contempo il loro valore massimo e medio. 3. DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA DELLE INDAGINI E DELLE PROVE GEOTECNICHE Sulla scorta della tipologia di terreno costituente il substrato immediatamente sottostante la coltre vegetale, si è fatto riferimento al report sismico e alla relazione geologica redatto dal Dott. Geol. Giovanni Quarta di Copertino. Il programma di indagini geotecniche realizzate è consistito in: - n. 1 profili sismici a rifrazione; Per quanto riguarda l esatta ubicazione e i risultati delle indagini, con individuazione delle proprietà fisiche, geomeccaniche e gli andamenti delle dromocrome e dei sismogrammi nelle battute di andata e di ritorno, si rimanda al Report Sismico allegato alla Relazione Geologica. L indagine ha permesso di rilevare 2 distinti orizzonti sismici, corrispondenti a una stratigrafia ben individuata: 1- un primo mezzo sismico, di spessore medio di circa 1 metri caratterizzato da velocità delle onde longitudinali medie cui corrispondono, immediatamente sotto la coltre di terreno vegetale, i sottostanti livelli calcarenitici poco cementati. 4

5 2- Un secondo strato, uniforme fino ai 30 m di ispezione, è associabile alla porzione più profonda e addensata del litotipo roccioso calcareo che costituisce il substrato geologico dell area. Si veda a tal proposito la sezione tomografica ricavata dell indagine sismica a rifrazione: Come si vede dalla sezione, la Vp passa da valori pari circa 500 m/s nel primo metro di profondità, a valori di 100 m/s fino a 2 mt e di circa 2000 m/s fino a 6 mt di profondità. A questi valori corrispondono Vs = 180 ms fino a 1 mt di profondità, 425 m7s fino a 2 mt e 935 fino a 6 mt. Questi risultati classificano il terreno in cat. A, sebbene nei calcoli verrà assunta cat. B a vantaggio di sicurezza. Agli strati come sopra identificati si può associare, nella modellazione ad elementi finiti, una caratterizzazione di ghiaia uniforme sciolta (a vantaggio di sicurezza) con le caratteristiche di seguito riportate: 5

6 MODELLAZIONE GEOTECNICA TERRENO DI FONDAZIONE 6

7 4. CARATTERIZZAZIONE FISICA E MECCANICA DEI TERRENI E DELLE ROCCE E DEFINIZIONE DEI VALORI CARATTERISTICI DEI PARAMETRI GEOTECNICI L indagine svolta ha permesso di dare una caratterizzazione fisico-meccanica al volume di terreno interessato dalla costruzione. Nel complesso i dati dell indagine geosismica hanno confermato la natura calcarea del sottosuolo dell area d intervento, individuando la presenza di una coltre pleistocenica di copertura, ben coesa, poggiante su di un substrato roccioso-calcareo, fessurato e poco carsificato. Dal punto di vista sismico, il calcolo della V s,30 evidenzia un valore di velocità supeiore a 800 m/s relativo allo stendimento realizzato, classificando il terreno nella categoria A di cui alla tabella n.3.2.ii del D.M. 14 gennaio 2008, corrispondente a Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi, caratterizzati da valori di V S,30 superiori a 800 m/s. Nei calcoli, come anticipato, verrà considerato terreno di cat. B. Dal punto di vista meccanico le caratteristiche del substrato roccioso si possono ricavare, sulla scorta dei risultati dell indagine sismografica, facendo riferimento a: - sistema C.S.I.R. proposto da Bieniawski ( 79), il quale classifica dal punto di vista geomeccanico gli ammassi rocciosi in funzione di 6 parametri, ai quali viene attribuito un rating ; - studi condotti dal Prof. Zezza ( 75) sugli ammassi rocciosi carsificati di Puglia, che hanno messo in relazione i parametri dinamici con quelli statici, attraverso misure di velocità. - modelli matematici elaborati da Rzhevsky Novik ( 71) e Broili ( 77), che hanno correlato il modulo di elasticità dinamico con la porosità, la resistenza a compressione e il modulo elastico statico. 7

8 In base alla classificazione C.S.I.R. e alle correlazioni con la densità per unità di volume e modulo di Young, l ammasso roccioso interessato dai carichi si può collocare nella classe IV scadente (vedi classificazione alla pagina successiva). Dal punto di vista del calcolo, il substrato calcarenitico è stato modellato come detto in ghiaia uniforme sciolta, corrispondente nelle caratteristiche elastomeccaniche a una media pesata delle caratteristiche rinvenute dalle indagini effettuate. R rigidità sismica Porosità (Rzhesvky e Novik) coefficiente di fondazione Indice di qualità per rocce t/m 2 *s % 8

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10 5. VERIFICHE DELLA SICUREZZA E DELLE PRESTAZIONI: IDENTIFICAZIONE DEI RELATIVI STATI LIMITE. Per le verifiche di sicurezza verranno effettuate le verifiche agli stati limite ultimi e agli stati limite di esercizio. STATI LIMITE ULTIMI: - Stato limite di resistenza del terreno GEO come riferimento per il raggiungimento del collasso per carico limite dell insieme fondazione-terreno, del collasso per scorrimento sul piano di posa e della stabilità globale - Stato limite di resistenza della struttura STR, come riferimento per il raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali; STATI LIMITE DI ESERCIZIO: - Si calcoleranno i valori degli spostamenti e delle distorsioni per verificarne la compatibilità con i requisiti prestazionali della struttura in elevazione. Il requisito prestazionale per il cedimento massimo si pone pari a /L = 1/1000 (1 mm di cedimento differenziale tra 2 punti a distanza di 1 m), inferiore al limite stabilito da Bjerrum ( 63) per scongiurare eventuali problematiche agli impianti. 6. APPROCCI PROGETTUALI E VALORI DI PROGETTO DEI PARAMETRI GEOTECNICI Per le verifiche di sicurezza verrà utilizzato l Approccio n. 2 di cui al punto 2.6.1, che prevede l adozione di una sola combinazione di carico, con i seguenti coefficienti parziali per azioni e resistenze (A1+M1+R3): AZIONI (A1): - permanenti strutturali (considerati sempre sfavorevoli) G1 = 1,3 10

11 - permanenti non strutturali (considerati sempre sfavorevoli) G2 = 1,5 - variabili Qk = 1,5 MATERIALI (M1): - tangente dell angolo di resistenza a taglio tg k = 1,0 - Coesione efficace c k c = 1,0 - Resistenza a compressione uniassiale q u qu = 1,0 - Peso dell unità di volume = 1,0 COEFFICIENTI GLOBALI DI SICUREZZA (R3): - per la capacità portante R = 2,3 - per lo scorrimento su piano di posa R = 1,1 7. MODELLI GEOTECNICI DI SOTTOSUOLO E METODI DI ANALISI Il modello di sottosuolo utilizzato per le verifiche geotecniche è il metodo della capacità portante proposto da Terzaghi. Il metodo consiste nella risoluzione della seguente relazione: qult = c Nc sc + D Nq + 0,5 B N s dove: Nq = a/[2 cos 2 (45 + /2)] (0,75 /2) tan dove a = e Nc = (Nq 1) cot N = tan /2 [(Kp /cos2 ) 1] dove il coefficiente Kp è gabellato in funzione degli altri coefficienti. I fattori di forma s c ed s sono dipendenti dalle dimensioni L (lunghezza) e B (larghezza) della fondazione. Per la sua valutazione, è necessario conoscere le dimensioni precise delle travi di fondazione, la profondità esatta di posa della fondazione e lo scarico dei pilastri. 11

12 La capacità portante ultima pertanto va calcolata con riferimento alla struttura e alle sollecitazioni effettive, infatti è possibile ritrovare i calcoli e le verifiche geotecniche nell ultima parte della relazione di calcolo della struttura (All. 2 - Fascicolo di calcolo). Per ottenere un ordine di grandezza della capacità portante, farà riferimento a una trave di fondazione rettangolare di base B = 120 cm con terrapieno ai bordi pari a D = 80 cm qult = D Nq + 0,5 B N s = 3,53 + 3,47 = 7 dan/cm 2 Applicando il coefficiente R3 ( R = 2,3), la capacità portante di progetto assume il valore: q ult,d = 3,0 dan/cm 2 Si è già anticipato che per le opere di fondazione verrà realizzato un graticcio di travi, della sezione 160x80 cm per le travi principali e 120x80 cm per le travi secondarie, su tutta l estensione del fabbricato. Nell analisi strutturale globale, le travi di fondazione saranno discretizzate con elementi BEAM su suolo elastico. 12

13 Per le verifiche strutturali degli elementi di fondazione e geotecniche (verifica della capacità portante) del complesso fondazione-terreno, si rimanda alla relazione allegata al fascicolo di calcolo della struttura generale. In questa sezione sono inoltre riportati i risultati del calcolo dei cedimenti. Bari, marzo 2015 IL GEOTECNICO 13