MIGLIORAMENTO SISMICO ED ADEGUAMENTO FUNZIONALE DEL PONTE SUL FIUME SENIO POSTO AL KM DELLA S.P. 7 SAN SILVESTRO FELISIO PROGETTO ESECUTIVO

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Rocco Lamberti
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1 MIGLIORAMENTO SISMICO ED ADEGUAMENTO FUNZIONALE DEL PONTE SUL FIUME SENIO POSTO AL KM DELLA S.P. 7 SAN SILVESTRO FELISIO PROGETTO ESECUTIVO Presidente: Sig. Michele De Pascale Dirigente responsabile del Settore: Ing. Paolo Nobile Consigliere delegato ai LL.PP.: Sig. Davide Ranalli Responsabile dell' U.O.: Ing. Chiara Bentini Firme: RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO: Ing. Paolo Nobile INCARICATO DELL'INTEGRAZIONE TRA LE VARIE PRESTAZIONI SPECIALISTICHE: Ing. Massimo De Giovanni PROGETTISTA : Prof. Ing. Raffaele Poluzzi Rev. Descrizione Redatto: Controllato: Approvato: Data: TITOLO ELABORATO: RELAZIONE GEOTECNICA Elaborato n.: Revisione: Data: Scala: Nome file: SR /12/ PE-SP7-SR05_Relazione Geotecnica.doc

2 RELAZIONE GEOTECNICA INDICE 1. Premessa Le risultanze dell indagine geotecnica Parametri assunti per i calcoli e le verifiche delle fondazioni Nota sulla analisi della fondazione mista

3 1. Premessa La conoscenza del terreno nella zona in cui si colloca il ponte Felisio si evidenzia con gli aspetti geologici ampiamente richiamati a livello territoriale, indagati a livello locale, quindi descritti e contenuti nella relazione geologica. Secondo quanto previsto dalle NTC 2008, con particolare riguardo agli aspetti sismici, dalla stessa relazione risulta la caratterizzazione del terreno che può essere ricompresa nella categoria C ; il terreno presenta un bassissimo livello del potenziale di liquefazione, per cui è stato possibile escludere la liquefacibilità dagli aspetti progettuali; è stata effettuata un analisi di risposta locale si è avuto conferma della liceità di assumere come input alle calcolazioni sismiche lo spettro coerente con il terreno C, ha avuto riguardo ai periodi significativi, nei confronti dei quali lo spettro normalizzato non presenta accelerazioni superiori a quelle del terreno C. Dal punto di vista geotecnico ci si riferisce alle indagini disponibili ed integrate, convenientemente descritte e commentate nella stessa relazione geologica; le caratterizzazioni geotecniche là espresse, con riferimento alle prove CPT e riferite alle diverse profondità, vengono qui riprese in una sintesi mirata alle interazioni con le strutture fondali già presenti nel ponte esistente a ancora con riferimento alle quote che sono presenti all inserimento dei tiranti di spalla. Giova preliminarmente ricordare che le fondazioni esistenti sia delle pile, sia delle spalle, sono strutture continue relative ad ogni pila e ad ogni spalla (peraltro sia le pile sia le spalle sono di tipo monolitico) e fondate su pali prefabbricati, infissi e di sezione quadrata. Il complesso fondale in loco da oltre 50 anni presenta un assetto consolidato, forse più che rispetto a nuove fondazioni autorizza a chiamare in causa un contributo reciproco fra pali e fondazione diretta, oggi previsto dalle già citate NTC Le risultanze dell indagine geotecnica Con riferimento ai contenuti della relazione geologica se ne riporta un breve estratto relativo all inquadramento geologico della zona, alla indagine geognostica, all ubicazione delle prove CPT con il dettaglio grafico delle resistenze R p ed R l ottenute. Si riporta ancora l individuazione di dettaglio delle caratteristiche fisicomeccaniche dei terreni e la modellazione geotecnica del sito. Dalla modellazione geotecnica, sono stati ricavati i parametri assunti per le verifiche di portanza dei pali e per stabilire un grado di contributo nell impatto plinto-terreno (come fondazione diretta) alla portanza dei pali. 2

4 1 2 Penetrometrie statiche Indagine sismica Figura 1 Ubicazione prove di indagine geognostica eseguite nel mese di settembre u.s. dal Lab. Geoprobe 3

5 Figura 2 Rielaborazione interpretativa della prova penetrometrica n. 1 eseguita dal Lab. Geoprobe 4

6 Figura 3 Rielaborazione interpretativa della prova penetrometrica n. 2 eseguita dal Lab. Geoprobe 5

7 Figura 4 Indagine Sismica fatta eseguire dal Lab. Geoprobe 6

8 Figura 5 Prova penetrometrica n. 1 eseguita per conto della provincia di Ravenna ad ottobre del 1996 nella sommità arginale sinistra 7

9 Figura 6 Prova penetrometrica n. 2 eseguita per conto della provincia di Ravenna nel mese di ottobre 1996 nella sommità arginale destra 8

10 U.G. Profondità m da p.c. Litologia qc g Cu Cum f Dr da a prevalente MPa (kn/mc) (kpa) (kpa) ( ) (%) A 0,00 1,80 2,40 LA/AL 0,8 3,4 18,9 19, A1 1,60 1,80 2,40 2,60 S/SL 4,1 6,7 18,5 18, B 2,40 2,60 5,60 6,60 LAS 1,2 3,6 19,1 19, C 5,60 6,60 10,00 11,00 LSA 3,2 4,3 19,3 19, C1 5,80 6,60 9,00 10,80 S/SL 5,0 11,8 18,5 18, D 10,00 11,00 12,00 16,00 LAS 0,8 3,1 8,9 9, E 12,00 16,00 17,80 19,60 LS 2,0 3,2 9,2 9, E1 12,20 16,20 18,60 20,40 S/SL 4,0 9,8 8,5 8, F 18,60 20,40 22,80 23,60 LA/AL 0,8 2,0 8,9 9, G 22,80 23,60 26,00 S/SL 3,9 9,8 8,5 8, H 26,00 29,60 30,00 AL/LA 1,2 3,5 9,1 9, I 29,60 30,00 32,40 S/SL 4,0 9,8 8,5 8, L 32,40 fine indag. AL/LA 1,2 2,6 9,1 9, L1 34,60 36,00 S/SL 3,9 8,8 8,5 8, LA/AL = limi argillosi e/o viceversa; S/SL = sabbie variabilmente limose; LAS = limi argillosi e/o sabbiosi; LSA = limi sabbiosi e/o argillosi; LS = limi sabbiosi; AL/LA = argille limose e/o viceversa. Figura 7 Unità geotecniche (U.G.) identificate sulla base dei risultati dell indagine geognostica Figura 8 Spettro sismico normalizzato 9

11 3. Parametri assunti per i calcoli e le verifiche delle fondazioni Gli strati di terreno interessati dalla portanza dei pali e, complessivamente dalle fondazioni, sono quelli compresi dalla quota delle fondazioni delle spalle fino alla punta dei pali delle pile, quindi fino alla profondità di circa m 22,00, comprendendo anche gli strati di un conveniente spessore sottostante i pali. La stratificazione è caratterizzata da repentine variazioni e alternanza di strati prevalentemente coesivi con straterelli limo-sabbiosi. Quanto alle assunzioni dei parametri necessari al calcolo dei pali, è lecito, anzi consigliabile un più prossimo riferimento alle componenti coesive; infatti il complesso fondale è caratterizzato da un indubbio stato di consolidamento avvenuto negli anni, mentre le finalità dell intervento del presente progetto sono mirate essenzialmente alle conseguenze di azioni temporanee ed impulsive (transito dei carichi dettati dalle norme NTC Cap. 5 e azioni sismiche). Pertanto nei calcoli delle fondazioni si fa riferimento ad un modello di terreno di tipo coesivo e caratterizzato da una c u 125 kpa (1,25 kg/cm 2 ) in assenza di contributi attritivi. Quanto ai calcoli delle fondazioni sono riportati al rispetto del Cap. 6 delle NTC ed in particolare i pali risponderanno all approccio 2 (A 1, M 1, R 3 ) col coefficiente ξ relativo a 2 verticali indagate. 4. Nota sulla analisi della fondazione mista Con riferimento agli stati limite ultimi (SLU) si riporta il 3 Capoverso del punto : gli stati limite ultimi delle fondazioni miste si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dalla mobilitazione della resistenza del terreno e al raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali che compongono la fondazione stessa. Pure nel riferimento a quanto sopra è sembrato opportuno far precedere le verifiche da una valutazione (chiaramente approssimata) di rigidezze dei due sistemi fondali: pali e fondazione diretta, con l intento di giungere ad una valutazione nel complesso più conservativa senza ricorrere a comportamenti ultimi che per le due strutture collaboranti richiederebbero cedimenti elevati. Si fa riferimento al calcolo di cedimenti di pali riportato nel Cap. 5 del testo Poulos-Davis, in particolare paragrafo e successiva tabella 5.1. I contenuti del paragrafo con le tabelle nello stesso riportate fanno riferimento ad un terreno tipo Boussinesq in cui il palo si inserisce; i risultati scaturiscono dalla teoria di Mindlin. Il terreno interessato è di media deformabilità e l assunzione di un modulo elastico, pur nella sua problematicità, non influisce molto sui risultati se, con lo stesso modulo si valuta anche il cedimento della fondazione superficiale. Si assume un modulo elastico E = 1000 t/m 2. 10

12 Si calcola il cedimento di palo ρ p con le caratteristiche geometriche di quelli esistenti e, data la modesta sezione, si prescinde dal contributo della punta mentre per gli effetti laterali si considera l effettivo perimetro di cm 4 x 30 = cm 120. con: P = L = E s = I p = K = carico sul palo lunghezza modulo elastico del terreno coefficiente tabulato in funzione del parametro K coefficiente di rigidezza del palo E p = R A = modulo del palo rapporto di area Nel caso presente, stabilita una circonferenza pari al perimetro e quindi con diametro d = 38 cm si ottiene: da cui Dalla tabella citata 5.1 del testo Poulos-Davis, per interpolazione si deduce I p 3, permettendo così di calcolare il cedimento di palo ρ p. il cui valore risulta incrementabile di almeno il 50% per effetto gruppo, quindi ρ p 2,5 cm. 11

13 Da cui la rigidezza della palificata di 25 pali risulta Quanto alla fondazione diretta, il cedimento ρ f secondo Boussinesq è calcolato come Solo ai fini di valutare una rigidezza si fa riferimento ad una pressione media p = 30 t/m 2 e ad una larghezza della fondazione pari a B = 2,50 m. Tabella dei cedimenti di fondazioni su suolo alla Boussinesq Il coefficiente c dipende dal rapporto L/B = 11,0/2,5 = 4,4 e va assunto con riferimento alla tabella tenendo conto con evidente approssimazione del fatto che, grazie alla monoliticità della pila, la fondazione si comporta come infinitamente rigida. È ragionevole assumere c 3,0 pertanto Da cui la rigidezza, calcolata in base al carico che corrisponderebbe alla pressione di 30 t/m 2 Con un arrotondamento dei risultati la ripartizione fra palificata e fondazione diretta risulta pari a: Quota ai pali 12

14 Quota alla fondazione diretta I risultati ottenuti saranno ripresi alla base delle verifiche di fondazione nel nuovo assetto del ponte. (Prof. Ing. Raffaele Poluzzi) 13

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