CAP 1 RELAZIONE GEOLOGICA... 2

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2 SOMMARIO CAP 1 RELAZIONE GEOLOGICA INTRODUZIONE INQUADRAMENTO GEOGRAFICO DELL AREA STRUTTURA GEOLOGICA E GEOMORFOLOGICA Caratteri Geologici Lineamenti geomorfologici Rispondenza P.A.I AZIONE SISMICA PROSPEZIONE SISMICA MASW... 9 ACQUISIZIONE ED INTERPRETAZIONE DEI DATI DEFINIZIONE DELL AZIONE SISMICA CARATTERI IDROGEOLOGICI TERRENI CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO STRATIGRAFIA DI DETTAGLIO STIMA DELLE CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEI TERRENI CAP. 2 MODELLAZIONE GEOTECNICA DESCRIZIONE DELLE OPERE E DEGLI INTERVENTI DESCRIZIONE DELLE INDAGINI E CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEI TERRENI PROVE STANDARD PENETRATION TEST (SPT) DEFINIZIONE DEI PARAMETRI GEOTECNICI CARATTERISTICI CLASSI DEL SUOLO DI FONDAZIONE CONCLUSIONI

3 CAP 1 RELAZIONE GEOLOGICA 1.1 INTRODUZIONE Lo scrivente ha ricevuto l incarico dalla ditta PROMEDIA S.R.L., di eseguire uno studio geologico-tecnico e sismico a supporto del progetto per l adeguamento a norma e messa in sicurezza del presidio ospedaliero F. Renzetti di Lanciano. Lo scopo del presente lavoro è finalizzato alla conoscenza dell'assetto geologicogeotecnico, della situazione geomorfologica e idrogeologica, nonchè alla definizione delle caratteristiche sismiche locali del sito oggetto di intervento. Lo studio ha sviluppato i seguenti temi: l individuazione della successione stratigrafica locale e definizione dei caratteri litologici; individuazione degli elementi di pericolosità geologica e geomorfologica; constatazione dell eventuale presenza di una falda acquifera che potrebbe influenzare i terreni di fondazione; la valutazione dei parametri geotecnici di progetto; Valutazione dell azione sismica secondo i criteri del D.M. 14 gennaio 2008 A tal fine il lavoro ha perseguito i seguenti punti: ricerca bibliografica, diretta in modo particolare al reperimento di materiale cartografico relativo a studi ed indagini precedenti sull area e dintorni; Sopralluogo durante il quale si è proceduto ad un attento esame geologico, geomorfologico ed idrogeologico di un ampia area circostante il sito, in modo da avere un quadro chiaro di tutte le problematiche geologiche; Indagini in sito: - rilevamento geologico, geomorfologico di dettaglio; - osservazione di sondaggi a rotazione e carotaggio continuo e prove penetrometriche realizzati dal sottoscritto all interno del presidio ospedaliero. - realizzazione di un indagine sismica con metodologia MASW. Redazione della presente relazione. 2

4 1.2 INQUADRAMENTO GEOGRAFICO DELL AREA L area di interesse è localizzata nel comune di Lanciano, in prossimità del centro storico, più precisamente in via Milano. Questa porzione di territorio è rappresentata nel foglio 362, tavola OVEST della carta topografica della Regione Abruzzo, in scala 1 : Per una migliore definizione dell intervento si riporta una planimetra nella quale sono rappresentate l area di intervento e l ubicazione sia dei due stendimenti dell indagine sismica (MASW) realizzati, sia delle indagini geognostiche precedentemente realizzati dal sottoscritto (sondaggio a rotazione e carotaggio continuo e prove penetrometriche). 3

5 1.3 STRUTTURA GEOLOGICA E GEOMORFOLOGICA CARATTERI GEOLOGICI La zona in studio, dal punto di vista geologico, è localizzata nel settore centrale del avanfossa adriatica molisana. Questa ampia depressione si è formata all inizio del pliocene quando la tettonica compressiva che interessava i domini appenninici era ancora in corso. La porzione di territorio compresa tra le pendici della Maiella e la costa è costituita da depositi plio-pleistocenici che hanno riempito il bacino periadriatico mediante un ciclo sedimentario marino svoltosi tra la fine del terziario e l inizio del quaternario. Le argille grigio-azzurre rappresentano il deposito inferiore più antico al di sopra del quale si depositarono le sabbie gialle silicee e su quest ultime, a chiusura del ciclo, i conglomerati poligenici. Dal punto di vista granulometrico tali formazioni possono essere considerate abbastanza variabili: alle argille con sabbia, verso la parte alta della formazione, si sovrappongono le sabbie silicee a grana fine e media, più o meno argillose, di colore giallastro per l alterazione di ossidi di ferro, spesso intercalate da livelli di limi, ghiaie e argille. 4

6 Nell area di interesse, affiorano sedimenti a granulometria grossolana, costituiti da alternanze di sabbie ed arenarie con presenza di livelli ghiaiosi e conglomeratici. Tali depositi sono caratteristici della parte sommitale della formazione e la loro genesi è legata alla sedimentazione marina che avveniva in acque poco profonde tra la fine del pleistocene e l inizio del quaternario. Sotto il profilo morfologico i sedimenti grossolani formano delle piastre sommitali pianeggianti, debolmente inclinate verso il mare, e incise, in alcuni casi molto profondamente, da corsi d acqua secondari (Moro, Feltrino e Foro). Nelle aree meno rilevate ed in corrispondenza delle principali valli, sono presenti invece i depositi a granulometria sottile, che si sono sedimentati in acque profonde all inizio del pleistocene, quando il mare era presente in tutta l area. A causa dell azione erosiva delle acque correnti superficiali, questi depositi vengono spesso profondamente incisi e portati ad affiorare. Viene riportato di seguito uno stralcio della carta geologica d Abruzzo in scala 1: , realizzata da F. Ghisetti e L. Vezzani nel

7 1.3.2 LINEAMENTI GEOMORFOLOGICI L area di interesse è compresa tra la fascia pedemontana appenninica ed il settore costiero adriatico. L evoluzione geomorfologica e il modellamento dell area sono il frutto dell interazione tra diversi fattori e processi tra i quali i principali sono la natura litologica delle diverse successioni marine e continentali affioranti, i fenomeni di sollevamento generalizzato che hanno interessato l area dopo l emersione del Pleistocene inferiore e le variazioni climatiche ed eustatiche che hanno causato il conseguente approfondimento del reticolo idrografico. Tra le principali forme che caratterizzano l area sono da evidenziare quelle di versante dovute alla gravità e quelle legate all azione delle acque correnti superficiali. Le forme dovute alla gravità sono riferibili soprattutto a movimenti lenti di versante i quali hanno una grande diffusione in tutta la fascia periadriatica, dove interessano in modo particolare le coltri eluvio-colluviali e i litotipi argillosi. Tra le forme legate alle acque correnti superficiali, gli elementi geomorfologici più diffusamente presenti nella fascia pedemontana adriatica sono sicuramente i terrazzi alluvionali; tra le altre forme dovute all azione erosiva delle acque correnti superficiali si ricordano i solchi di ruscellamento concentrato e le aree a ruscellamento diffuso che prevalgono lungo i versanti con acclività poco accentuata. L area di interesse è localizzata ad una quota di circa 275 metri s.l.m, su di una superificie pianeggiante che rappresenta una delle piastre sommitali descritte nel paragrafo precedente. Questa superficie presenta una pendenza inferiore al 5% ed è solo debolmente inclinata verso NE. Muovendo verso E, si nota un cambio di pendenza che segna il passaggio tra la piastra sommitale ed il versante che borda il fosso Spirito Santo. La sua morfologia è con ogni probabilità dipendente da un forte controllo litologico, ovvero alla presenza di materiali più o meno competenti (resistenti all erosione). 6

8 1.3.3 RISPONDENZA P.A.I. In base ha quanto pubblicato sul B.U.R.A. n. 12 speciale del 1 febbraio 2008, l area non risulta perimetrata come area a pericolosità P1, P2, P3 e Ps Area in esame 1.4 AZIONE SISMICA I criteri per la caratterizzazione sismica dei terreni e per il calcolo dell azione sismica di progetto sono dettati dalle Norme Tecniche per le Costruzioni, emanate il 14 Gennaio 2008, le quali rappresentano la normativa antisismica di base attualmente vigente in Italia. Nel capitolo 3.2 delle suddette Norme si stabilisce che le azioni sismiche di progetto vengano definite sulla base della Pericolosità sismica di base la quale è stata stimata sull intero territorio nazionale a cura dell Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. Si riporta per chiarezza la definizione di Pericolosità sismica di base: componente della pericolosità sismica dovuta alle caratteristiche sismologiche dell area. La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa (a g ), in condizioni di campo libero (free field), su sito di riferimento rigido e con superficie topografica orizzontale; inoltre è valutata in termini di ampiezza dello spettro di risposta elastico corrispondente all accelerazione attesa. Tale modello è definito sulla base delle caratteristiche sismologiche dell area e suddivide il territorio italiano in classi di pericolosità omogenee. 7

9 L attuale classificazione sismica, definita nell Ordinanza PCM del 28 aprile 2006 n.3519, suddivide il territorio italiano in quattro classi di pericolosità, nelle quali le accelerazioni e gli effetti attesi vanno decrescendo dalla zona I fino alla IV. Zona sismica Accelerazione con probabilità di superamento pari al 10% in 50 anni 1 ag > < ag < ag ag 0.05 Livello di pericolosità (INGV) E la zona più pericolosa, dove possono verificarsi forti terremoti Possono verificarsi terremoti abbastanza forti Possono verificarsi modesti scuotimenti E la meno pericolosa, la possibilità di danni sismici è bassa Sulla base delle analisi storiche e delle caratteristiche sismologiche dell area viene definita la pericolosità sismica del territorio. Come si evince dalla mappa della pericolosità sismica della provincia di Chieti, il comune di Lanciano ricade in zona 3; in tale area le accelerazioni orizzontali a g, sono comprese tra Lanciano Mappa della pericolosità sismica della provincia di Chieti. Mappa dei valori di pericolosità sismica della provincia di Chieti, espressa in termini di accelerazione massima del suolo con probabilità di eccedenza del 10% in 50anni riferita a suoli rigidi (Vs > 800 m/s; cat.a, punto del 30 D.M ) Secondo tale modello, su tutto il territorio nazionale si è disposta una maglia di punti per ognuno dei quali è assegnato un valore di accelerazione massima su substrato rigido a g, 8

10 un fattore di amplificazione spettrale F 0 ed un periodo caratteristico T*c relativi all evento sismico atteso in un dato tempo di ritorno, quest ultimo essendo funzione della vita attesa dell opera e della classe di utilizzo. Note le coordinate geografiche del punto di interesse, è possibile trovare i quattro punti della maglia che lo circoscrivono e ricavare le tre grandezze citate per il punto specifico. Una volte definita la pericolosità di base, è necessario valutare la pericolosità sismica locale, (componente della pericolosità sismica dovuta alle caratteristiche locali) al fine di calcolare l azione sismica di progetto. La normativa vigente prevede che per la definizione dell azione sismica si possa fare riferimento ad un approccio semplificato basato sull individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (NTC 2008 Cap 3.2.2, Tab 3.2 II e 3.2 III). L identificazione della categoria di sottosuolo deve essere effettuata sulla base dei valori della velocità equivalente (Vs, 30 ) di propagazione delle onde di taglio (Onde S) entro i primi 30 metri di profondità. Tuttavia, nei casi in questa non sia disponibile, la normativa prevede che la classificazione possa essere effettuata in base ai valori del numero equivalente di colpi della prova Standard Penetration Test (N SPT, 30 ), nei terreni prevalentemente a grana grossa o attraverso la valutazione dei parametri geotecnici caratteristici dei terreni, in particolar modo attraverso la stima della resistenza non drenata equivalente (cu, 30 ), nei terreni prevalentemente a grana fina. Per la definizione della risposta sismica locale, nel sito oggetto di intervento, è stata eseguita un indagine sismica con metodologia MASW atta a valutare la velocità di propagazione delle onde S nei primi 30 metri di sottosuolo (Vs30) (per l ubicazione dello stendimento si veda par. 1.2) PROSPEZIONE SISMICA MASW Il metodo MASW (Multychannel Analysis of Surface waves) studia la propagazione delle onde superficiali dalla sorgente (shot point) ai ricevitori (geofoni) e permette di definire il profilo di velocità delle onde di taglio (VS). Il contributo predominante alle onde superficiali e dato dalle onde di Rayleigh, le quali risultano essere soggette al fenomeno della dispersione: in un mezzo stratificato, onde con diversa lunghezza d onda si propagano con diverse velocita di fase. Tale fenomeno e dovuto al fatto che onde ad alta frequenza si propagano negli strati superficiali lenti (quindi danno informazioni sulla 9

11 parte più superficiali del suolo) mentre onde a bassa frequenza si propagano negli strati profondi veloci (quindi danno informazioni sugli strati più profondi). I fondamenti teorici del metodo MASW fanno riferimento ad un semispazio regolare e con stratificazione parallela, per cui una limitazione alla sua applicabilità e rappresentata da strati significativamente pendenti (più di ) e topografia irregolare. La determinazione della velocità delle onde di taglio (VS) tramite le misure delle onde superficiali di Rayleigh risulta particolarmente indicata per suoli altamente attenuanti e ambienti rumorosi poichè la percentuale di energia convertita in onde di Rayleigh e di gran lunga predominante (67%) rispetto a quella coinvolta nella generazione e propagazione delle onde P (7%) e S (26%). I metodi basati sull analisi delle onde superficiali di Rayleigh forniscono una buona risoluzione e non sono limitati, a differenza del metodo a rifrazione, dalla presenza di inversioni di velocita in profondità. ACQUISIZIONE ED INTERPRETAZIONE DEI DATI Al fine di energizzare il terreno è stato utilizzato un martello di 6 kg che, tramite un operatore, batte su una piastra metallica per generare onde sismiche. Per ogni punto scoppio (shot point) è stata preparata nel terreno una piazzola avendo cura di asportare i primi centimetri di suolo vegetale al fine di migliorare il cupling tra la piastra ed il terreno; in questo modo si ottiene una migliore energizzazione sismica in termini di ampiezza e di spettro dell'impulso immesso, con un incremento del rapporto segnale/rumore. I sensori utilizzati sono geofoni verticali da 4,5 Hz, infissi nel terreno ad intervalli costanti di 1.5 metri e collegati tramite cavi sismici multipolari all unita di acquisizione dati; quest ultima è costituita da un sismografo, modello DoReMi-12ch della ditta SARA, collegato ad un notebook. Eseguito il posizionamento dei geofoni sul terreno, collegati questi tramite morsetti bipolari ai cavi elettrici e questi ultimi al sismografo, sono stati realizzati alcuni shots di prova allo scopo di tarare i parametri di acquisizione del sismografo in termini di determinazione del livello del rumore di fondo ed impostazione delle amplificazioni dei canali di registrazione. Effettuata la taratura della strumentazione, si e proceduto all acquisizione sismica effettuando delle energizzazioni all inizio ed alla fine dello stendimento utilizzando degli offset di scoppio pari a 2 e 3 volte la distanza 10

12 intergeofonica. Nel sito sono stati realizzati due stendimenti sismici denominati 1-1 e 2-2 STENDIMENTI MASW Stendimento Geofoni Distanza intergeofonica Offset scoppio Lunghezza stendimento Shot metri 3 / 4.5 metri metri 3 / 4.5 metri 18 2 L'istante di tempo zero, ovvero il segnale d inizio registrazione, è stato inviato allo strumento tramite un sensor shock montato direttamente sull energizzatore (martello). Di seguito si riportano le foto con l ubicazione dei due stendimenti realizzati. I sismogrammi acquisiti sono stati, in primo luogo, sottoposti ad una fase di processing digitale (stacking, dc remove, cuttings, trace killing), al fine di ridurre i rumori di fondo e strumentali dai sismogrammi, aumentando il rapporto segnale/rumore ed esaltando le onde di superficie. Si riportano di seguito i sismogrammi utilizzati per il calcolo della 11

13 curva di dispersione, in particolare, visto che le due prove hanno fornito risultati simili si riporta solo l elaborazione della prova 1-1. Stendimento 1-1 Successivamente si è passati alla fase d'interpretazione consistente, inizialmente, nell analisi spettrale dei sismogrammi ed estrazione della curva di dispersione mediante picking nel dominio FK e FV. I risultati e l elaborazione della prova eseguita sono riportati nelle immagini seguenti. Curva di dispersione sperimentale 12

14 Spettro Numero d onda - Frequenza Successivamente, attraverso un metodo d inversione iterativa, si è arrivati alla definizione di un profilo di VS ottimale, per il quale si ha la migliore corrispondenza tra curva di dispersione calcolata e misurata. L'analisi delle velocità di propagazione delle onde sismiche ha permesso di definire lo spessore dei diversi sismostrati dai quali, anche grazie alle indagini effettuate in precedenza, è stato possibile ottenere informazioni circa la natura litologica degli stessi ed il loro stato di rilassatezza e/o di allentamento. In definitiva l indagine eseguita ha permesso di discretizzare il sottosuolo in sei sismostrati caratterizzati ognuno da una diversa velocità di propagazione delle onde sismiche di tipo S (Vs). Schema riassuntivo indagine MASW SISMOSTRATI PROFONDITA (m.) SPESSORE (m.) Vs (m/s) Semispazio indefinito Semispazio indefinito

15 Profilo di velocità delle onde di taglio entro i primi 30 metri di sottosuolo In base alla velocità degli strati riconosciutiè stato definito il parametro Vs30 secondo la seguente relazione: dove hi e Vi rappresentano lo spessore e la velocità sismica dello strato i-esimo. Nel sito in esame il parametro Vs30, definito in corrispondenza del piano campagna grazie all indagine sismcia eseguita risulta essere: Vs30= m/s DEFINIZIONE DELL AZIONE SISMICA La determinazione del parametro Vs30 e la conoscenza del modello geologico permettono di arrivare a definire l azione sismica a livello locale secondo l approccio descritto nei paragrafi precedenti. Alla luce dell indagine svolta ed in base alle caratteristiche litostratigrafiche il sito in esame può essere classificato come Categoria B. Sulla base di tale parametro possono essere calcolati tutti i coefficienti necessari alla progettazione di un opera. A tal fine la norma introduce i parametri Ss, moltiplicativo della accelerazione su substrato rigido, e Cc moltiplicativo del periodo caratteristico, in funzione della rigidezza del terreno stesso, calcolabili secondo le indicazioni riportate in Tabella 1. 14

16 Inoltre, in base alla categoria di terreno, la normativa fornisce un ulteriore coefficiente riduttivo della accelerazione di riferimento ag, valutabile secondo la Tabella 2. Le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni introducono ulteriori fattori moltiplicativi dell azione sismica da utilizzare nel caso di topografia non pianeggiante. La normativa individua delle categorie topografiche che tengono conto della pendenza e della conformazione del versante. Dall analisi della morfologia dell area si evince che la categoria topografica da considerare è la seguente: Categoria T1 (Pendii con inclinazione media < 15 ). Pertanto grazie alle indagini svolte è possibile calcolare tutti parametri sismici necessari alla progettazione dell opera in progetto. 15

17 Sito in esame Latitudine: 42,2318 Classe: 4 Longitudine: 14,3994 Siti di riferimento Vita nominale:50 Sito 1 ID: Lat: 42,2317Lon: 14,3680 Distanza: 2584,095 Sito 2 ID: Lat: 42,2312Lon: 14,4356 Distanza: 2978,702 Sito 3 ID: Lat: 42,2811Lon: 14,4364 Distanza: 6262,831 Sito 4 ID: Lat: 42,2817Lon: 14,3687 Distanza:6085,297 Parametri sismici Categoria sottosuolo: B Categoria topografica: T1 Periodo di riferimento: 100anni Coefficiente cu: 2 Operatività (SLO): Salvaguardia della vita (SLV): Probabilità di superamento: 81 % Probabilità di superamento: 10 % Tr: 60 [anni] Tr: 949 [anni] ag: 0,054 g ag: 0,066 g Fo: 2,526 Fo: 2,564 Tc*: 0,327 [s] Tc*: 0,349 [s] Danno (SLD): Prevenzione dal collasso (SLC): Probabilità di superamento: 63 % Probabilità di superamento: 5 % Tr: 101 [anni] Tr: 1950 [anni] ag: 0,141 g ag: 0,175 g Fo: 2,626 Fo: 2,661 Tc*: 0,437 [s] Tc*: 0,441 [s] SLO: SLV: Ss: 1,2 Ss: 1,2 Cc: 1,38 Cc: 1,30 St: 1 St: 1 Kh: 0,013 Kh: 0,043 Kv: 0,006 Kv: 0,020 Amax: 0,63 Amax: 1,654 Beta: 0,2 Beta: 0,24 SLD: SLC: Ss: 1,2 Ss: 1,2 Cc: 1,36 Cc: 1,30 St: 1 St: 1 Kh: 0,016 Kh: 0,050 Kv: 0,008 Kv: 0,025 16

18 Amax: 0,772 Amax: 2,062 Beta: 0,2 Beta: 0, CARATTERI IDROGEOLOGICI TERRENI L area di interesse è caratterizzata dalla presenza di un complesso idrogeologico costituito dai sedimenti di origine marina che formano il substrato; si tratta di depositi argillosi, che nella parte alta della formazione diventano prevalentemente sabbiosi e ghiaiosi. I litotipi argillosi, generalmente affioranti alla base dei versanti, sono caratterizzati una permeabilità molto bassa o addirittura nulla, mentre i litotipi sabbiosi hanno permeabilità primaria medio-alta, pertanto, date le caratteristiche litologiche di questi litotipi, una circolazione idrica sotterranea è possibile solo nella parte alta della formazione, che, nell area in esame, è localizzata esclusivamente alla sommità dei rilievi. La successione stratigrafica decritta costituisce un acquifero (depositi sabbiosi e ghiaiosi) sostenuto alla base dai depositi argillosi presenti alla base della formazione. Di conseguenza, in accordo con i caratteri litologici descritti, la superficie impermeabile, che permette l accumulo di acqua sotterranea, si trova al contatto tra depositi sabbiosi e ghiaiosi permeabili e depositi argillosi impermeabili. Al momento delle indagini non è stata riscontrata la presenza della falda in prossimità del piano campagna, tuttavia sulla base di lavori ed indagini svolte dal sottoscritto in prossimità del sito in esame si stima che il livello statico della falda sia posto a circa 20 metri dal piano campagna. Si sottolinea che l eventuale presenza di lenti e/o livelli poco permeabili all inetrno dell acquifero, potrebbe dare luogo a piccole falde sospese. Quest ultima agisce peggiorando le caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione. 1.6 CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO STRATIGRAFIA DI DETTAGLIO La successione stratigrafica che caratterizza il sito in esame è stata valutata grazie al rilevamento geologico di dettaglio ed all osservazione di un sondaggio geognostico a rotazione e carotaggio continuo spinto alla profondità di 15 metri e prove penetrometriche. In base alle indagini svolte, la successione stratigrafica che caratterizza il settore in esame risulta di seguito descritta: 17

19 SUOLO (Orizzonte A) Terreno di copertura vegetale costituito da limo argilloso brunastro con radici e resti vegetali. Spessore nell ordine di metri. ARGILLA LIMOSA (Orizzonte B) Argilla limosa bruno-avana con presenza di livelli argilloso-limosi biancastri alternati a sabbie limose avana e sabbie a granulometria fine ("Calcimonio"). Da 0.60 a 4.80 metri nel sondaggio perforato. GHIAIE E SABBIE (Orizzonte C) Ghiaia eterometrica con clasti di dimensione centimetrica arrotondati immersi in matrice limoso-sabbiosa di colore marroncino-avana. A tratti ghiaia e ghiaino con scarsa presenza di matrice. Da circa 10 metri sabbie a granulometria medio grossolana mediamente addensate con intercalazioni di argilla limosa bruno-avana con fustoli carboniosi nerastri. Da 4.80 fino a fondo foro. Si riporta di seguito la colonnina stratigrafica con le foto delle cassette catalogatrici e della postazione del sondaggio a rotazione e carotaggio continuo realizzato nel sito (anno 2011). 18

20 Committente ASL Lanciano-Vasto Data Profondità raggiunta Quota P.C. mt s.l.m. Latitudine / Longitudine Sondaggio 15 metri / S1 Responsabile Tipo Carotaggio Geologo Roberto Sacco Rotazione e C.C. Pagina 1/1 SCALA (mt) LITOLOGIA DESCRIZIONE QUOTA S.P.T. (n Colpi) POCKET TEST kg/cmq VANE TEST kg/cmq CAMPIONI DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA PIEZOMETRO FALDA Suolo: limo argilloso brunastro con radici e resti vegetali Argilla limosa bruno-avana con livelli di argilla limosa biancastra con alternanze di sabbie limose avana e sabbie a granulometria fine ("Calcimonio") PC Ghiaia eterometrica con clasti di dimensione centimetrica arrotondati immersi in matrice limoso-sabbiosa di colore marroncino-avana. A luoghi depositi ciottolosi. A tratti ghiaia e ghiaino con scarsa presenza di matrice. Da 9,5 metri ghiaia in matrice sabbiosa a granulometria medio-fine di colore Rif 5.50 PC Sabbia a granulometria medio grossolana mediamente addensata con intercalazioni di livelli centimetrici di arenarie e livelli di argilla limosa avana Argilla limosa bruno-avana con fustoli carboniosi nerastri e intercalazioni di sabbie a granulometria grossolana Campioni: S-Pareti Sottili, O-Osterberg, M-Mazier, R-Rimaneggiato, Rs-Rimaneggiato da SPT Prove SPT: PA-Punta Aperta, PC-Punta Chiusa Carotaggio: Rotazione e C.C. Sonda: Carotaggio: Rotazione e C.C. 19

21 1.7 STIMA DELLE CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEI TERRENI Le caratteristiche geotecniche dei terreni sopra descritti sono state valute grazie al rilevamento geologico di dettaglio svolto in campagna che ha permesso di definire i caratteri litologici delle diverse unità. Per la caratterizzazione geotecnica sono stati osservati le indagini pregresse (sondaggi e prove penetrometriche), in particolare sono state analizzate, per gli orizzonti coesivi, le prove speditive eseguite sulle carote estratte dai sondaggi, mentre per gli orizzonti incoerenti, le prove in foro S.P.T. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE NOMINALI D EI TERRENI Orizzonti DH (m) γ sat.. (Kg/mc) Fi ( 0 ) C u (Kg/cm 2 ) Orizzonte A Orizzonte B Orizzonte C / DH: Spessore dello strato; γ sat. :Peso unità di volume saturo; Fi: Angolo di attrito efficace; C u: Coesione non drenata. CAP. 2 MODELLAZIONE GEOTECNICA 2.1 DESCRIZIONE DELLE OPERE E DEGLI INTERVENTI Il progetto prevede l adeguamento a norma e messa in sicurezza del presidio ospedaliero F. Renzetti di Lanciano. NORMATIVE DI RIFERIMENTO Norme tecniche per le Costruzioni 2008 Norme tecniche per le costruzioni D.M. 14 gennaio Eurocodice 7 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. 2.2 DESCRIZIONE DELLE INDAGINI E CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEI TERRENI La caratteristiche dei terreni presenti nel sito oggetto di indagine sono state valutate attraverso un rilevamento geologico di dettaglio, relativo all area di interesse, che ha permesso di definire i caratteri litologici delle diverse unità (per chiarimenti vedi relazione geologica). Per la caratterizzazione geotecnica dei terreni (vedi paragrafo successivo) sono stati analizzati le indagini pregresse realizzate nel sito oggeto di studio quali sondaggi a rotazione e carotaggio continuo con prove SPT in foro e prove penetrometriche. 20

22 2.2.1 PROVE STANDARD PENETRATION TEST (SPT) Nel foro di sondaggio realizzato (anno 2011) sono state eseguite alcune prove penetrometriche dinamiche di fondo foro del tipo S.P.T. (standard penetration test) secondo quanto dettato dalle norme ASTM 1586/68: penetration test Split-Barrel Sampling of Soil. In particolare sono state eseguite due prove alla profondità di 3.5 e 5.5. La prova consiste nel far cadere un maglio, del peso di 63,5 Kg, da un altezza di 76 cm. su una testa di battuta fissata alla sommità di una batteria di aste alla cui estremità inferiore è avvitato il campionatore di dimensioni standardizzate. Il numero di colpi (N) necessario per una penetrazione del campionatore pari a 30 cm. (dopo l eventuale penetrazione quasi statica per gravità e dopo 15 cm. di infissione dinamica per il posizionamento) è il dato assunto come indice della resistenza alla penetrazione NSPT (resistenza alla punta). Ciascuna prova è preceduta dalla pulizia del fondo foro per far sì che essa sia eseguita in terreno relativamente indisturbato. La prova viene svolta in due fasi: Si fa penetrare il campionatore nel terreno per un tratto di 15 cm. (ove tale infissione richiedesse più di 50 colpi, questo valore verrà assunto come numero di colpi per l'infissione preliminare); poi si continua con la prova registrando il numero dei colpi necessari a far penetrare il campionatore nel terreno per un tratto di 30 cm.; se 100 colpi non sono sufficienti per la penetrazione di 30 cm. l infissione verrà interrotta. Se il tratto di avviamento (15 cm.) viene superato, si registrano il numero dei colpi N2 e N3 necessari per la penetrazione per i tratti che vanno da 0,15 a 0,30 e da 0,30 a 0,45 m.. Pertanto il parametro caratteristico della prova è: Nspt = N2 +N3 rappresentante il numero di colpi per 30 cm. utili di penetrazione. Le 6 prove SPT sono state effettuate nei terreni granulari alle profondità indicate nelle tabelle di seguito riportate. Nei terreni incoerenti, la resistenza alla punta è funzione della pressione effettiva in sito б v e del grado di addensamento, ovvero dell angolo d attrito. Esistono numerosi studi che mettono in relazione queste grandezze. Le elaborazioni sono state effettuate mediante un programma di calcolo automatico Dynamic Probing della GeoStru Software. Il programma calcola il rapporto delle energie trasmesse (coefficiente di correlazione con SPT) tramite le elaborazioni proposte da diversi autori. 21

23 Di seguito viene riportata una tabella con le indicazioni relative alla profondità delle prove SPT eseguite nel sondaggio S1 con i relativi valori rilevati per l avanzamento di 45 cm della prova, per intervalli di 15.0 cm. DETTAGLIO PROVE SPT - SONDAGGIO S1 Profondità (m) N di colpi Tipo di punta 3.5 5/11/13 chiusa /rif. chiusa DEFINIZIONE DEI PARAMETRI GEOTECNICI CARATTERISTICI Dopo aver definito i caratteri litologici delle diverse unità distinte è stato possibile fornire una stima dei parametri geotecnici nominali dei diversi orizzonti. In seguito, valutando i risultati delle prove SPT realizzate ed anche dal confronto con dati esistenti in letteratura è possibile parametrizzare il terreno investigato assegnando ai diversi orizzonti dei valori geotecnici che lo rappresentano. Con l entrata in vigore delle Nuove Norme Tecniche per le costruzioni (D.M ) viene introdotto il concetto di valore caratteristico, inteso come una stima cautelativa del parametro che influenza l insorgere dello stato limite che si andrà a considerare. A partire dai parametri geotecnici ottenuti mediante prove in sito e/o mediante altre indagini sarà, quindi necessario modificare i parametri a disposizione tenendo conto di fattori quali la presenza della falda, il numero di prove eseguite e le modalità operative delle prove. Effettuate le necessarie correzioni otterremo dei parametri mediati rappresentativi del tipo di terreno investigato. Valore caratteristico dati da SPT Sondaggio S1-3,5 mt. (singolo dato) Valore caratteristico dati da SPT Sondaggio S1-5,5 mt. (singolo dato) NSPT corretto 24 N 1 (60) NSPT corretto 80 N 1 (60) Esecuzione d b per buona d per discreta s per scadente Esecuzione COV % 30 COV % 30 d b per buona d per discreta s per scadente 5,0 SPT medio caratteristico 16,5 SPT medio caratteristico Φ caratteristico secondo Φ caratteristico secondo 30,0 Hatanaka e Uchida (1996) 38,2 Hatanaka e Uchida (1996) 24,8 Φ di progetto 32,2 Φ di progetto 22

24 Nella tabella seguente sono riportati i parametri geotecnici caratteristici dei terreni, risultanti a seguito delle correzioni apportate: PARAMETRI CARATTERISTICI DEI TERRENI Orizzonti DH γ sat.. Kg/mc) Fi 0 C u (Kg/cm 2 ) Orizzonte A Orizzonte B Orizzonte C / DH: Spessore dello strato; γ sat. :Peso unità di volume saturo; Fi: Angolo di attrito efficace; Cu: Coesione non drenata. 2.3 CLASSI DEL SUOLO DI FONDAZIONE La nuova normativa (D.M ) prevede che per la definizione dell azione sismica si possa fare riferimento ad un approccio semplificato basato sull individuazione di categorie di sottosuolo a cui fare riferimento Vengono distinte sette diverse categorie di sottosuolo, di cui le prime 5 identificate con le lettere da A ad E, e le altre due come S1 ed S2. In sintesi la classificazione individua sottosuoli a rigidezza via via decrescente, a partire dal sottosuolo tipo A. La normativa stabilsce, inoltre, che ai fini dell identificazione della categoria di sottosuolo, la classificiazione debba essere basata, dove possibile, sui valori della velocita di propagazione delle onde di taglio nei primi 30 metri di sottosuolo (Vs30). Nei casi in cui la detrminazione di tale parametro non fosse disponibile, la classificazione può essere fatta con l utilizzazione dei risultati di prove penetrometriche dinamiche SPT, o attraverso la valutazione dei parametri geotecnici caratteristici dei terreni, in particolar modo attraverso la stima del parametro coesione non drenata (Cu). Dalle indagini effettuate (Vedi Paragrafo 1.4 Azione sismica), si stima, che ai fini della definizione dell azione sismica di progetto la categoria del profilo stratigrafico del suolo di fondazione appartiene alla Classe B. 2.4 CONCLUSIONI In seguito all incarico conferitomi dalla ditta Promedia s.r.l. è stato condotto uno studio studio geologico-tecnico e sismico a supporto del progetto per l adeguamento a norma e messa in sicurezza del presidio ospedaliero F. Renzetti di Lanciano. Le indagini effettuate dal sottoscritto, hanno permesso di comprendere le caratteristiche geologiche e geomorfologiche del sito in esame. 23

25 L area è caratterizzata dopo circa 1.0 metri di suolo da un substrato argilloso limoso con presenza di livelli argilloso-limosi biancastri alternati a sabbie limose avana per uno spessore di circa 5 metri. Oltre i cinque metri il substrato è costituito da ghiaie in matrice limoso-sabbiosa e sabbie, almeno fino alla profondità di indagine. Dal punto di vista morfologico l area di intervento si presenta subpianeggiante e priva di irregolarità significative. In prossimità del piano campagna non è stata riscontarta la presenza di acqua sotterranea, tuttavia si stima che nell area la falda sia posizionata a circa 20 metri di rispetto al p.c. In definitiva, dal punto di vista geologico, l area non presenta caratteristiche tali da pregiudicare la fattibilità dell opera in progetto Ai fini dell azione sismica di progetto, la categoria di suolo di fondazione da considerare è la seguente: Categoria B. Si resta a disposizione per eventuali chiarimenti Lanciano, agosto 2012 IL GEOLOGO Sacco Dott. Roberto 24