Dott. Geologo PAOLA LAFRANCONI

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1 Dott. Geologo PAOLA LAFRANCONI Geologia Applicata, Geotecnica, Idrogeologia,Geologia Ambientale, Pianificazione Territoriale S.ta Bosisolo 35; Oggiono (LC) - tel fax 0341/ tel. cell RELAZIONE GEOLOGICA INDAGINE GEOTECNICA PER REALIZZAZIONE DI ALLOGGI DI EDILIZIA RESIDENZIALE PUBBLICA DA LOCARE IN VIA MONS POLVARA NEL COMUNE DI LECCO Dott. Geologo Paola Lafranconi Novembre 2008

2 1 PREMESSA Con incarico dell Azienda Lombarda per l Edilizia Residenziale della provincia di Lecco (A.L.E.R.) è stata redatta la seguente relazione per caratterizzare dal punto di vista geologico e geotecnico il sito destinato ad ospitare la struttura in progetto. Lo studio è stato redatto ai sensi del D. M e del più recente D.M Norme tecniche per le costruzioni. Il terreno in oggetto è ubicato nel settore meridionale del comune di Lecco in Via Mons. Polvara ad una quota di circa 218 m s.l.m. Si prevede la costruzione su un area attualmente a prato, di due palazzine collegate tra loro, l edificio è formato da sei piani fuori terra, piano semi-interrato e piano interrato. Figura 1 : ubicazione area in esame 1

3 Ai sensi dell'o.p.c.m. n 3274 del 23 marzo allegato 1- il comune di Lecco è classificato in Zona 4 per il rischio sismico (rischio basso). Col presente studio ci si prefigge lo scopo di: 1. valutare lo stato dei luoghi per verificare la fattibilità geologica dell intervento 2. precisare il contesto geotecnico, per il quale è stata condotta apposita campagna di indagini, 3. valutare la portata ammissibile del terreno alla quota di fondazione e i possibili cedimenti prevedibili. 4. fornire indicazioni sull eventuale presenza di acqua libera nel primo sottosuolo, Per definire le caratteristiche geologiche-morfologiche e per individuare eventuali fenomeni morfodinamici in atto o potenziali che possano compromettere la realizzazione delle opere in progetto è stato eseguito un rilievo di dettaglio dell'area in esame e limitrofe. L'indagine si è articolata nelle seguenti fasi: 1. Raccolta ed analisi critica dei dati esistenti in bibliografia. 2. Rilievo geologico-morfologico dell'area di edificazione e circostanti. 3. Esecuzione di 6 prove penetrometriche dinamiche SCPT in data 7 Novembre 2008 spinte fino a 12,00 m di profondità. 2 GEOMORFOLOGIA ED IDROGEOLOGIA L area in esame si trova in corrispondenza di una zona prativa penepianeggiante, ad una quota media di 218 m s.l.m. tra Via Mons. Polvara e Via Besonda Superiore nel comune di Lecco. Il rilievo di dettaglio eseguito in corrispondenza dell area in esame e nelle aree limitrofe ha permesso di riconoscere la presenza di depositi di conoide alluvionale. Geologicamente il terreno sul quale si prevede di realizzare l edificio in esame è costituito da alternanza di depositi di conoide alluvionale antichi del torrente Bione. Si tratta di accumuli di clasti e materiali di erosione trasportati a valle dai torrenti e depositati in corrispondenza delle zone dove si ha una riduzione dell acclività del pendio. Le conoidi litologicamente sono costituite da materiali sciolti quali ciottoli e ghiaie, sabbie e rare lenti limose, generalmente si osserva una graduale diminuzione delle dimensioni dei clasti verso la parte terminale e più ampia della conoide. All apice della conoide si trovano blocchi di qualche metro cubo, ciottoli poligenici generalmente poco arrotondati, ghiaie e sabbie in strati debolmente inclinati, mentre nella parte mediana (zona in cui si trova l area di futura edificazione) si osserva una graduale diminuzione dei clasti di 2

4 dimensioni variabile da 5-30 cm, qui si possono trovare alternanze di sabbie e ghiaie, livelli di sabbie limose alcuni livelli possono essere parzialmente cementati. Figura 2: Carta geologica generale L idrografia superficiale è molto semplice, a circa 650 m a N scorre il torrente Caldone, mentre a circa 300 m a SE dall area in oggetto scorre il torrente Bione che con decorso prima E-W e quindi NNE-SSW attraversa la città di Lecco fino a sfociare nel Lago di Garlate in loc. Bione a quota 197m s.l. m. Il torrente Bione nel percorso urbano è per lunghi tratti interrato, in alcune zone è racchiuso tra argini in c.a. ed il suo alveo si trova ribassato rispetto al piano campagna di alcuni metri. Per il resto la circolazione superficiale è condizionata dall urbanizzazione esistente. 3

5 Nella città di Lecco i dati idrogeologici si basano sull'analisi delle stratigrafie di numerosi pozzi esistenti nell'abitato; in particolare si distinguono nel sottosuolo tre unità idrogeologiche principali, di seguito descritte dalla più recente alla più antica. 1) depositi alluvionali ghiaiosi sabbiosi fino a una profondità massima compresa tra -30 m e - 40 m, caratterizzati da permeabilità medio-alta (K = 10-2 e 10-4 cm\sec); 2) depositi fluvioglaciali consolidati ghiaioso-sabbiosi con orizzonti conglomeratici, fino a una profondità massima compresa tra -80 m e -90 m, con permeabilità medio-alta (10-1 e 10-4 cm\sec). 3) depositi fluvio-lacustri con lenti sabbiose e ghiaiose, da 80 m a 130 m di profondità, caratterizzati da bassi valori di permeabilità (K = 10-3 e 10-7 cm\sec). Le unità 1 e 2 contengono una falda libera il cui livello, posto al massimo a 40 m di profondità dal p.c. (verso monte), si raccorda (verso valle) con quello del lago. Inoltre i due acquiferi individuati possono essere intercomunicanti a causa della presenza di orizzonti semipermeabili e dell'interruzione di quelli impermeabili. Le prove eseguite hanno evidenziato l assenza di acqua fino a -12,00 m da p.c. Studi effettuati in aree limitrofe individuano la falda attorno a profondità attorno ai m.. 3 PROVE PENETROMETRICHE E STRATIGRAFIA DEI TERRENI DI FONDAZIONE 3.1 Prove Penetrometriche Dinamiche Scpt Per determinare le caratteristiche stratigrafiche e geotecniche dei terreni in esame sono state eseguite 6 prove penetrometriche dinamiche continue spinte sino alla profondità di 12,00 m da p.c. esistente Per l ubicazione delle prove si rimanda alla figura allegata. La prova Scpt consiste nella misura della resistenza del terreno alla penetrazione di una punta conica di dimensione standard, infissa per battitura, mediante un idoneo dispositivo a percussione (maglio a caduta libera). Le informazioni che la prova fornisce sono di tipo continuo, poiché le misure di resistenza alla penetrazione vengono eseguite costantemente durante l'approfondimento della punta ottenuto mediante l'aggiunta di aste alla batteria di infissione. Il campo di utilizzo di tali prove è molto vasto essendo eseguibili praticamente in tutti i tipi di terreno sia coesivi (argille) sia granulari (sabbie e ghiaie). La prova Scpt fornisce una valutazione del grado di addensamento e di consistenza dei terreni attraversati. 4

6 Molte sono le differenze tra i penetrometri, per quanto riguarda la massa del maglio, l' altezza di caduta, la dimensione della punta, il diametro delle aste e il tratto di avanzamento considerato. Per il presente studio, il penetrometro utilizzato per la realizzazione delle prove Scpt è il tipo superpesante, semovente cingolato prodotto da Pagani (Piacenza). Le principali caratteristiche tecniche dell' attrezzatura impiegata sono le seguenti: -- peso del maglio: 73,5 kg - altezza di caduta: 75 cm - punta conica: diametro 5.1 cm e conicità 60 - diametro aste: 3.6 cm - lunghezza aste: 120 cm L esecuzione di una prova penetrometrica consiste nell infiggere verticalmente nel terreno una punta conica metallica posta all estremità di un asta d acciaio prolungabile con l aggiunta di aste successive. L infissione della punta avviene per battitura, facendo cadere da un'altezza costante di 75 cm, un maglio del peso di 73,5 kg e registrando il numero di colpi di maglio necessari per approfondimenti costanti di 30 cm. La resistenza del terreno è funzione inversa della penetrazione per ciascun colpo e diretta del numero di colpi Nscpt. Se vengono raggiunti 100 colpi per approfondimento di 30 cm, la prova viene interrotta e si parla di rifiuto alla penetrazione. Conoscendo i valori di Nscpt è possibile, attraverso delle correlazioni empiriche, risalire al corrispondente valore di Nspt, dal quale si ricava la densità relativa, l angolo d attrito del terreno e, indirettamente, la litostratigrafia locale. Esecuzione prova penetrometrica SCPT 5

7 Conoscendo i valori di Nscpt è possibile attraverso delle correlazioni empiriche risalire al corrispondente valore di Nspt che è funzione dell angolo d attrito del terreno e della densità relativa, inoltre è possibile definire indirettamente la litostratigrafia locale. Le prove hanno raggiunto le seguenti profondità: Prova n Profondità in m dal p.c. Presenza d acqua Rifiuto alla penetrazione 1 12,0 No No 2 12,30 No No 3 12,0 No No 4 12,0 No No 5 12,0 No No 6 12,0 No No dove p.c. = piano campagna esistente Le tabelle, i grafici e le valutazioni statistiche relative alle prove Scpt sono riportate in appendice. Le prove eseguite in data 7 Novembre 2008 hanno permesso di evidenziare l assenza di una falda freatica fino alla quota raggiunta di 12,00 m da p.c. 4 STRATIGRAFIA DEI TERRENI E PARAMETRI GEOTECNICI 4.1 STRATIGRAFIA DEI TERRENI L'indagine geognostica unitamente al rilievo geologico-morfologico eseguito in corrispondenza dell area in esame e di quelle limitrofe, ha evidenziato la presenza di depositi di conoide alluvionale parzialmente rimaneggiato da azione antropica nella porzione più superficiale (1,0-1,2 m). La stratigrafia dell area può essere suddivisa in due orizzonti principali. Il primo, più superficiale, è costituito da continue alternanze e interdigitazioni di livelli sabbiosi ghiaiosi con sabbie limose più fini, ha uno spessore medio di 5,50 /6,50 m per spingersi fino ad un massimo di 7,50 m nella prova n.1 e 2. Oltre la profondità di 5,50-6,50 m si ha un netto miglioramento delle caratteristiche geotecniche con terreni dove si alternano livelli con ghiaie e ciottoli a livelli ghiaiosi con parziale grado di cementazione. 6

8 Sulla base dei risultati dei rilievi effettuati e delle indagini eseguite è stato possibile individuare un modello stratigrafico mediato dell'intera area in progetto: Profondità m da p.c. Da 0,0 m a -5,5/6,5m Oltre-5,50/6,50 m EDIFICIO 01 prove n (vedasi sezione per dettagli) NSPT Litologia Grado di 5-18 Sabbie medio-fini alternate a ghiaie Blocchi e ghiaia Parzialmente cementati addensamento (Agi-Colombo) Terreno da poco a moderatamente addensato Terreno addensato Nspt medio = numero colpi medio alla prova standard Nspt. (Nspt = 1.20* NSCPT) note All interno di questo orizzonte è presente un livello con mediocri caratteristiche geotecniche (Nspt=5-7) che si approfondisce dalla prova n 6 verso la prova n.1 Profondità m da p.c. Da 0,0 m a 3,0 0/4,00 m Da 3,00/4,00 m a 5,50/6,50 EDIFICIO 02 prove n (vedasi sezione) NSPT Litologia Grado di 5-10 Sabbie medie con ghiaietto addensamento (Agi-Colombo) Terreno poco addensato Sabbie e ghiaie Terreni Oltre-5,50/6,50 m Blocchi e ghiaia Parzialmente cementati moderatamente addensati Terreno moderatamente addensato Nspt medio = numero colpi medio alla prova standard Nspt. (Nspt = 1.20* NSCPT) note Intercalati si trovano orizzonti con spessore 1,00 m con migliori caratteristiche geotecniche (Nspt=17-23) In corrispondenza della prova n.2 è stata individuata una lente di materiale sabbioso da quota -3,30 a 7,50 m di profondità c(spessore 4 m), costituita da terreno poco addensato con valore di NSpt =7. 7

9 4.2 PARAMETRI GEOTECNICI Le caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione sono state determinate attraverso le correlazioni proposte da diversi autori (Terzaghi Peck, e Meyerhof) a partire dalle caratteristiche stratigrafiche dei terreni. La tabella di seguito riportata riassume le principali caratteristiche geotecniche, con riferimento agli orizzonti stratigrafici individuati nel precedente paragrafo, in allegato sono riportati in dettaglio per ogni singolo intervallo riconosciuto i valori dei parametri geotecnici: Profondità in m da p.c. esistente EDIFICIO 01 prove n NSpt Yt φ E Da 0,0 m a 5,5/6,5m , Oltre-5,50/6,50 m EDIFICIO 02 Prove Profondità in m da p.c. esistente NSpt Yt φ E Da 0,0 m a 3,0 0/4,00 m ,70-1, Da 3,00/4,00 m a 5,50/6, , Da -3,30 a -7,50 m 7 1, (solo per prova N.2) lente sabbiosa Oltre-5,50/6,50 m Yt = peso naturale del terreno (t/m 3 ) φ = angolo di attrito del terreno ( ) E = modulo elastico del terreno (kg/cm 2 ) Nspt medio = numero colpi medio alla prova standard Nspt. (Nspt = 1.20* NSCPT) 8

10 5 PORTATA AMMISSIBILE DEL TERRENO DI FONDAZIONE Dai progetti in esame (vedasi sezione di progetto) si evidenzia che il piano fondazioni si troverà ad una profondità compresa tra a -3,50 m e -4,00 m da p.c attuale per entrambi gli edifici. EDIFICIO 1 Dalla sezione geotecnica si evidenzia che le fondazioni verranno a trovarsi all interno del orizzonte caratterizzato da alternanze di livelli ghiaiosi e sabbiosi dotato di caratteristiche geotecniche varabili colpi NSPT compresi tra Pertanto si consiglia di approfondire leggermente il piano posa fondazioni (circa cm) per impostare le fondazioni a quota di -4,50 m su orizzonti dotati di valori di Nspt compresi tra Considerando le caratteristiche geologico tecniche del terreno di fondazione descritte nel paragrafo precedente, sono stati calcolati i valori di capacità portante per una fondazione superficiale tipo trave con rinterro Df=0.70, larghezza variabile B=1.00m, B= 1.50 m, B=2.00 m, e lunghezza L=10 m. La valutazione della capacità portante limite (qlim) è stata calcolata mediante l utilizzo della formula generale di Brinch-Hansen; i valori di Qlim sono stati calcolati considerando la coesione pari a zero (a favore della sicurezza) ed un fattore di sicurezza Fs=3 (come prescritto dalla normativa vigente - D.M ). Di seguito si riporta una tabella schematica, con i valori di portata ammissibile (Qamm), considerando il piano posa fonazioni a -4,50 m da p.c. attuale Portata ammissibile (kg\cm 2 ) prove B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,80 2,10 2,30 cedimenti 1,00 1,20 1,50 B= larghezza fondazione (m) Df= rinterro fondazione (m) In corrispondenza della prova n.1 lato verso Via Besonda in corrispondenza dell edificio 01 si è evidenziata la presenza di una lente dalla profondità di -5,00 m a - 7,00 m caratterizzata da mediocri caratteristiche geotecniche (Nspt=7) che può causare cedimenti di circa 2,50 cm. Pertanto si potranno instaurare cedimenti differenziali tra i due estremi dell edificio. Si consiglia di 9

11 prendere accorgimenti in questa porzione dell edificio per limitare i cedimenti (es. georeti per una migliore distribuzione dei carichi) EDIFICIO 2 Osservando la sezione geotecnica si nota che le fondazioni dell edificio si trovano al passaggio tra un livello di terreno poco addensato costituito da sabbie limose e sabbie medie con intercalati livelli di ghiaietto e un livello di terreno moderatamente addensato, dotato di migliori caratteristiche geotecniche. Si suggerisce anche in questo caso, come nel precedente di approfondire le fondazioni di cm in modo che il piano posa venga a trovarsi in corrispondenza di livelli con valori di Nspt= 18-20più idonei a sopportare i carichi. Considerando il piano posa fondazioni a -4,50 m si potrà contare sulle seguenti portate Portata ammissibile (kg\cm 2 ) B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,80 2,10 2,30 cedimenti 0,80 1,20 1,50 In corrispondenza della prova n. 2 è stata individuata una lente dello spessore di 4 m da -3,30 m a - 7,50 m da p.c., caratterizzata da valori di Nspt=7, con φ (angolo d attrito)=28, e modulo elastico E=80 (kg/cmq). In corrispondenza dell angolo NW si avranno le seguenti portate e cedimenti Edificio 02 angolo NW Prova 2 B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,10 1,30 1,45 cedimenti 1,00 1,70 2,50 In corrispondenza dell angolo NW si avra perciò una portata minore e, a parità di carico, dei cedimenti più elevati rispetto al resto dell edificio. Per diminuire i cedimenti e aumentare le portate, in tale area si potrà realizzare una bonifica sottofondale dello spessore di 0,80-1,00 m oppure si potrà realizzare un graticcio di travi alleggerite. 6 AZIONI SISMICHE Con l Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 20 marzo 2003 vengono individuate le zone sismiche sul territorio nazionale e fornite le relative normative tecniche da adottare per le nuove costruzioni. Tale Ordinanza è entrata in vigore, per gli aspetti inerenti la 10

12 classificazione sismica, dal 23 ottobre Ai sensi dell'allegato 1 il comune di in oggetto è classificato in Zona 4 per il rischio sismico (rischio basso). In base ai "Criteri attuativi della L.R. 12/05 - Componente geologica idrogeologica e sismica", la valutazione delle azioni sismiche per gli edifici non strategici ubicati in zona 4 può essere condotta limitandosi al primo livello di approfondimento. Non si prevedono fenomeni amplificazione sismica locale dovuti alla topografia. Per i fenomeni di amplificazione dovuti alla litologia dei terreni si farà riferimento alla seguente tabella: Zona sismica 4 Categoria Suolo: C (C = Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate con spessori variabili da diverse decine a centinaia di metri, caratterizzate da valori di Vs30 compresi tra 180 e 360 m/s 15<NSpt<70) 6 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE E'stata eseguita, nel comune di Lecco (Lc), tra Via Mons. Polvara e Via Besonda Superiore un indagine geologico tecnica ai sensi del D.M e del più recente D.M Norme tecniche per le costruzioni con lo scopo di definire le caratteristiche stratigraficogeotecniche dei terreni di fondazione per la costruzione di due nuovi edifici residenziali. L'indagine geognostica, consistita nell'esecuzione di 6 prove penetrometriche dinamiche pesanti, spinte alla profondità di -12,00 m da p.c., ha individuato la presenza di depositi di conoide alluvionale. In relazione al contesto litostratigrafico, idrogeologico e geotecnico definito nei paragrafi precedenti sono state analizzate le principali problematiche connesse alla realizzazione delle opere di fondazione. E stato calcolato il carico ammissibile del terreno attraverso l equazione di Brinch-Hansen. Il valore ottenuto varia, in relazione alla geometria di fondazione, ed alla litologia del terreno. Si rammenta che tale valore è stato calcolato considerando la coesione pari a zero, ed un fattore di sicurezza Fs=3 (come prescritto dalla normativa vigente - D.M ). 11

13 I risultati ottenuti (portata ammissibile kg/cm 2 e cedimenti) sono riassunti di seguito: EDIFICIO 1 Dalla sezione geotecnica si evidenzia che le fondazioni verranno a trovarsi all interno di un orizzonte con caratteristiche geotecniche varabili ( NSPT compresi tra 5-18). Pertanto si consiglia di approfondire leggermente il piano posa fondazioni (circa cm) per impostare le fondazioni a quota di -4,50 m su orizzonti dotati di valori di Nspt compresi tra In tal caso si potrà contare sui seguenti valori: Portata ammissibile (kg\cm 2 ) prove B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,80 2,10 2,30 cedimenti 1,00 1,20 1,50 B= larghezza fondazione (m) Df= rinterro fondazione (m) In corrispondenza della prova n.1 lato verso Via Besonda si è evidenziata la presenza di una lente dalla profondità di -5,00 m a - 7,00 m caratterizzata da mediocri caratteristiche geotecniche (Nspt=7) che può causare cedimenti di circa 2,50-3,00 cm., considerando i carichi sopra riportati. Si potranno avere cedimenti differenziali tra i due estremi dell edificio. Si consiglia di prendere accorgimenti in questa porzione dell edificio per limitare i cedimenti, come posizionare delle georeti per una migliore distribuzione dei carichi. EDIFICIO 2 Osservando la sezione geotecnica si nota che le fondazioni dell edificio si trovano al passaggio tra un livello di terreno poco addensato e un livello di terreno moderatamente addensato. Si suggerisce anche in questo caso, come nel precedente di approfondire le fondazioni di cm in modo che il piano posa venga a trovarsi in corrispondenza di livelli più idonei a sopportare i carichi con valori di Nspt= Considerando il piano posa fondazioni a -4,50 m si potrà contare sulle seguenti portate Portata ammissibile (kg\cm 2 ) B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,80 2,10 2,30 cedimenti 0,80 1,20 1,50 12

14 In corrispondenza della prova n. 2 è stata individuata una lente dello spessore di 3,50 m da -3,30 m a -7,50 m da p.c., caratterizzata da valori di Nspt=7, con φ (angolo d attrito)=28, e modulo elastico E=80 (kg/cmq). In corrispondenza dell angolo NW si avranno le seguenti portate e cedimenti Edificio 02 angolo NW Prova 2 B =1.00(m) B=1.50 (m) B =2.00(m) Df=0.70 m 1,10 1,30 1,45 cedimenti 1,00 1,70 2,50 In corrispondenza dell angolo NW si avra perciò una portata minore e, a parità di carico, dei cedimenti più elevati rispetto al resto dell edificio. Per diminuire i cedimenti e aumentare le portate, in tale area si potrà realizzare una bonifica sottofondale dello spessore di 0,80-1,00 m oppure si potrà realizzare un graticcio di travi alleggerite. Per quanto concerne le azioni sismiche, per la progettazione strutturale si dovrà far riferimento a terreni di tipo C considerando che il comune ricade in zona sismica 4. Si rimane a disposizione per qualsiasi chiarimento. Dott. Geologo Paola Lafranconi 13

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