ACQUARIO DI ROMA ROMA EUR, Via Cristoforo Colombo Mare Nostrum s.r.l. INDICE. 1) L OPERA. pag. 2. 2) LA TECNICA DI COSTRUZIONE. pag.

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1 INDICE 1) L OPERA. pag. 2 2) LA TECNICA DI COSTRUZIONE. pag. 3 3) LE PROBLEMATICHE GEOTECNICHE.. pag. 5 4) LE INDAGINI GEOGNOSTICHE... pag. 7 5) IL PROFILO STRATIGRAFICO. pag. 8 6) LA FALDA... pag. 14 7) IL CONTROLLO DELLA FILTRAZIONE..... pag. 14 8) IL MONITORAGGIO... pag. 15 Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 1

2 MUSEO MULTIMEDIALE DEL MEDITERRANEO MARE NOSTRUM 1) L OPERA Il progetto riguarda la costruzione delle strutture di un acquario interrato, da realizzare in Roma, zona EUR, in corrispondenza della biforcazione della Via Cristoforo Colombo, nelle vicinanze della Stazione Metro Eur Palasport. La quota di fondazione del fabbricato si trova ad una profondità di 17,30 m al di sotto del piano stradale della Via Cristoforo Colombo. Lo scavo è sostenuto lungo l'intero perimetro da paratie di pali in cemento armato di diametro 1200 mm, che raggiungono la profondità di 23,50 m rispetto alla stradina denominata Passeggiata del Giappone (profondità -31,00 rispetto al piano stradale della Via Cristoforo Colombo). Le paratie hanno la funzione di sostenere lo scavo sia durante la costruzione che in via permanente dopo il completamento dei lavori. Il sistema di contrasto dei diaframmi (multivincolati) è fornito dalla stessa struttura del fabbricato. I pali delle paratie realizzati sono collegati in testa da travi in c.a. di spessore l,30 m ed altezza 1,00 m. La struttura portante del fabbricato è in c.a.p. e c.a.v. I solai sono realizzati in c.a.p. (solai alveolari tipo spiroll). Le fondazioni della struttura sono costituite da platea in c.a. di 120 cm di spessore. La platea è connessa con il lato interno delle paratie lungo l'intero perimetro dello scavo e costituisce il livello di contrasto più profondo per i diaframmi (applicato alla quota del fondo scavo). Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 2

3 2) LA TECNICA DI COSTRUZIONE La sequenza costruttiva prevista per la realizzazione della parte interrata del fabbricato, con riferimento agli schemi geometrici riportati nelle tavole EL.01, EL.02, EL.03, EL.04, EL.05 è la seguente (assumendo come quota +0,00 l estradosso della stradina denominata Passeggiata del Giappone di fronte al Bar del lago ) : FASE 1 1) Realizzazione delle due piste di cantiere a quota + 2,34. 2) Realizzazione delle paratie di pali ø 1200 ad interasse 1,30 m con testa a quota + 2,34 (si tratta dei due tronchi adiacenti ai due rami della Cristoforo Colombo, definite Paratie laterali, sezione di riferimento EE, elaborato EL10). 3) Sbancamento fino a quota - 0,30 per la realizzazione dei pali di paratia ø 1200 ad interasse 1,30 m (paratia di monte, tronco centrale, sezione di riferimento AA, di fronte al Bar del lago, elaborato EL08). 4) Realizzazione delle paratie di pali ø 1200 ad interasse 1,30 m con testa a quota + 0,00 ( Paratie laterali con testa a quota + 0,00). FASE 2 5) Sbancamento dell intera area fino a quota - 3,00 6) Realizzazione della paratia di valle all interno del lago, ø 1200 ad interasse 1,30 m con testa a quota -3,00 ( Paratia di valle, sezione di riferimento AA, elaborato EL09). FASE 3 7) Sbancamento dell intera area fino a quota - 4,30 Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 3

4 8) Realizzazione delle paratie di monte, tronchi laterali, con testa a quota 4,30 (sezione di riferimento GG, elaborato EL11). FASE 4 9) Sbancamento fino a quota 9,50 nella zona centrale. 10) Realizzazione, nella medesima zona, della platea per cantieri. 11) Montaggio parziale della struttura prefabbricata nella zona centrale. FASE 5 12) Installazione dei puntelli tra la struttura centrale e le paratie laterali. 13) Completamento dello sbancamento fino a quota 9,50 nelle zone laterali. 14) Completamento della platea per cantieri. FASE 6 15) Completamento del Montaggio della struttura prefabbricata nelle zone laterali. Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 4

5 3) LE PROBLEMATICHE GEOTECNICHE Le principali problematiche affrontate nel corso della progettazione (in relazione agli aspetti geotecnici) possono essere così sintetizzate: 1. programmazione delle indagini geotecniche in relazione all'opera da realizzare; 2. ricostruzione del profilo stratigrafico e del regime idraulico del sottosuolo; 3. caratterizzazione geotecnica dei terreni; 4. individuazione degli aspetti critici che condizionano la progettazione geotecnica in relazione all'interazione con il terreno e la falda; 5. scelta del metodo di analisi per il calcolo delle sollecitazioni e delle deformazioni delle paratie e definizione dei relativi parametri; 6. valutazione degli effetti del metodo di costruzione e della sequenza delle fasi operative; 7. valutazione dei cedimenti del piano campagna ed eventuali effetti sulle opere circostanti; 8. definizione di particolari costruttivi e prescrizioni di progetto; 9. definizione di sistemi per il controllo della filtrazione all'interno dello scavo; 10. progetto delle fondazioni; 11. valutazione dell' interazione terreno - fondazioni - sistema di sostegno; 12. definizione di un piano di monitoraggio durante e dopo la costruzione. Come frequentemente accade nella pratica ingegneristica, i diversi aspetti non sono stati affrontati nell'insieme ma individualmente, applicando caso per caso (paratie, fondazioni, filtrazione) un metodo di analisi diverso, in grado di descrivere solo il singolo aspetto. Ad Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 5

6 un'analisi complessa, basata sull'utilizzo di un unico modello generale, si è preferito l'uso di una serie di modelli semplificati, che non sono in grado di cogliere (se non in parte) l'interazione tra i vari elementi, ma forniscono di volta in volta la risposta specifica al singolo problema. Tale approccio ha consentito di ridurre il livello di complessità dell'analisi suddividendo l'obiettivo in una serie di obiettivi parziali. Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 6

7 4) LE INDAGINI GEOGNOSTICHE La progettazione geotecnica (l'analisi dei vari aspetti legati all' interazione delle opere con il terreno e la falda) deve necessariamente basarsi su un'approfondita campagna di indagini geotecniche e di studi preliminari. Il programma delle indagini, sia in sito (tipologia, numero, ubicazione, profondità, etc.) che in laboratorio (tipo di prova, etc.), va stabilito in relazione al tipo di informazione che si desidera ottenere. E' di fondamentale importanza la progettazione "strategica" delle indagini in relazione all'obiettivo prefissato (risposta = parametri per la progettazione, dipendenti dal tipo di opera e dal modello di analisi utilizzato). Pertanto si è ritenuto opportuno che la progettazione delle indagini venisse affidata allo stesso gruppo di persone incaricate della esecuzione delle verifiche geotecniche. Le indagini geotecniche sono state eseguite in fasi successive. Alle indagini preliminari di prima fase sono seguite indagini integrative di seconda fase, stabilite in base all'analisi ed alla interpretazione dei dati di prima fase e finalizzate all'integrazione delle informazioni disponibili ed all'approfondimento di alcuni aspetti particolari. Lo scopo è quello di ricostruire un quadro il più possibile completo ed esauriente delle condizioni del sottosuolo, senza lasciare pericolosi "buchi neri". Nel caso in esame le indagini geotecniche sono state eseguite in due fasi successive. Le indagini di prima fase, completate nel gennaio 2007, sono state programmate dopo la raccolta ed analisi preliminare di dati di archivio disponibili da indagini eseguite in precedenza in siti vicini. In questa prima fase sono state eseguite sia indagini in sito che prove di laboratorio: - 5 sondaggi spinti fino a 50 m di profondità dal p.c., con prelievo di campioni Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 7

8 indisturbati e rimaneggiati; - 10 prove penetrometriche dinamiche (SPT) spinte fino a profondità comprese tra 3,00 e 27 m dal p.c.; - 2 piezometri e misure piezometriche; - prove di laboratorio su campioni indisturbati Le indagini di seconda fase, completate il 15 febbraio 2008, comprendono : - 4 sondaggi spinti fino a 25 m di profondità dal p.c., con prelievo di n. 5 campioni; - 12 prove penetrometriche dinamiche (SPT) ; - 2 piezometri a tubo aperto e misure piezometriche; - prove di permeabilità Lefranc; - prove di laboratorio su campioni indisturbati 5) IL PROFILO STRATIGRAFICO L'analisi e l'interpretazione comparativa dei dati ottenuti dalle diverse indagini hanno consentito di ricostruire il profilo stratigrafico nel sito, che può essere schematizzato come segue. Le profondità indicate si riferiscono alla quota 0,00 fissata in corrispondenza della Passeggiata del Giappone di fronte al Bar del lago : l) Strato A : Riporti piroclatici da +8,00 (quota della Via Cristoforo Colombo) a 1,50 metri. 2) Strato B : Piroclastite sabbiosa tra -1,50 e - 5,00 metri; 3) Strato C : Piroclastite limosa sabbiosa compatta tra -5,00 e -14,00 metri; 4) Strato D : Piroclastite limosa sabbiosa tra -14,00 metri e -18,00 metri; 5) Strato E : Sabbie limose tra -18,00 e -21,50 metri; 6) Strato F : Depositi alluvionali tra -21,50 e -25,00 metri; Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 8

9 7) Strato G : Argille limo sabbiose tra -25,00 e -50,00 metri (formazione di base). STRATO A : RIPORTI PIROCLASTICI Spessore strato sp = 9,50 m PARAMETRI DA PROVE IN SITU Pocket Penetrometer R p = 1,50 2,00 Kg/cmq (valore medio 1,75 Kg/cmq) N SPT (colpi per 30 cm) 7-12 Densità relativa 25-40% Modulo di compressibilità M = Kg/cmq Coefficiente di Poisson υ = 0,35 Modulo elastico di Young E = 220 Kg/cmq PARAMETRI DA PROVE IN LABORATORIO Peso di volume γ = 1630 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1800 Kg/mc Angolo di attrito (prova di taglio) = 31 Coesione efficace (prova di taglio) c = 0,05 Kg/cmq Prova di compressione ELL Non eseguita STIMA DELLA COESIONE NON DRENATA Prova di compressione ELL Non eseguita Pocket Penetrometer c u = 0,87 Kg/cmq N SPT (colpi per 30 cm) c u = 0,50 1,00 Kg/cmq Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 9

10 STRATO B : PIROCLASTITE SABBIOSA Spessore strato sp = 3,50 m PARAMETRI DA PROVE IN SITU Pocket Penetrometer (valore medio) R p = 1,60 2,60 Kg/cmq (valore medio 1,92 Kg/cmq) N SPT (colpi per 30 cm) Densità relativa 40-50% Modulo di compressibilità M = Kg/cmq Angolo di attrito Coefficiente di Poisson υ = 0,35 Modulo elastico di Young E = 260 Kg/cmq PARAMETRI DA PROVE IN LABORATORIO Peso di volume γ = 1800 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1920 Kg/mc Angolo di attrito (prova di taglio) = 29 Coesione efficace (prova di taglio) c = 0,10 Kg/cmq Prova di compressione ELL σ f = 1,882 2,394 Kg/cmq STIMA DELLA COESIONE NON DRENATA Prova di compressione ELL c u = 0,94 Kg/cmq Pocket Penetrometer c u = 0,96 Kg/cmq N SPT (colpi per 30 cm) c u = 0,50 1,00 Kg/cmq Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 10

11 STRATO C : PIROCLASTITE LIMOSA SABBIOSA COMPATTA Spessore strato sp = 9,00 m PARAMETRI DA PROVE IN SITU Pocket Penetrometer (valore medio) R p = 1,65 4,25 Kg/cmq (valore medio 2,22 Kg/cmq) N SPT (colpi per 30 cm) Densità relativa 50-55% Modulo di compressibilità M = Kg/cmq Angolo di attrito Coefficiente di Poisson υ = 0,35 Modulo elastico di Young E = 300 Kg/cmq PARAMETRI DA PROVE IN LABORATORIO Peso di volume γ = 1710 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1800 Kg/mc Angolo di attrito (prova di taglio) = Coesione efficace (prova di taglio) c = 0,15 0,20 Kg/cmq Prova di compressione ELL σ f = 2,24 2,80 Kg/cmq STIMA DELLA COESIONE NON DRENATA Prova di compressione ELL c u = 1,12 Kg/cmq Pocket Penetrometer c u = 1,11 Kg/cmq N SPT (colpi per 30 cm) c u = 1,00 2,00 Kg/cmq Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 11

12 STRATO D : PIROCLASTITE LIMOSA SABBIOSA Spessore strato sp = 4,00 m PARAMETRI DA PROVE IN SITU Pocket Penetrometer (valore medio) R p = 1,65 1,90 Kg/cmq (valore medio 1,80 Kg/cmq) N SPT (colpi per 30 cm) PARAMETRI DA PROVE IN LABORATORIO Peso di volume γ = 1850 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1870 Kg/mc Angolo di attrito (prova di taglio) = Coesione efficace (prova di taglio) c = 0,15 0,20 Kg/cmq Prova di compressione ELL σ f = 0,53 0,69 Kg/cmq STIMA DELLA COESIONE NON DRENATA Prova di compressione ELL c u = 0,27 Kg/cmq Pocket Penetrometer c u = 0,90 Kg/cmq N SPT (colpi per 30 cm) c u = 0,50 1,00 Kg/cmq Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 12

13 STRATO E : SABBIE LIMOSE Spessore sp = 3,50 m Peso di volume γ = 1790 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1820 Kg/mc Angolo di attrito (prova di taglio) = Coesione efficace (prova di taglio) c = 0,15 0,20 Kg/cmq Prova di compressione ELL σ f = 0,53 0,69 Kg/cmq STRATO F : GHIAIE E SABBIE ALLUVIONALI DI ORIGINE PIROCLASTICA Spessore sp = 5,00 m Peso di volume γ = 1800 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 1900 Kg/mc Angolo di attrito = 33 Coesione efficace c = 0,00 Kg/cmq STRATO G : ARGILLE LIMO SABBIOSE Spessore sp = fino a 50,00 m Peso di volume γ = 2000 Kg/mc Peso di volume saturo γ w = 2000 Kg/mc Angolo di attrito = 23 Coesione efficace c = 0,35 Kg/cmq Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 13

14 6) LA FALDA Da misure piezometriche e altre osservazioni il livello della superficie della falda freatica è stato rinvenuto a profondità 5.60 m dal piano stradale della Passeggiata del Giappone. 7) IL CONTROLLO DELLA FILTRAZIONE ALL INTERNO DELLO SCAVO. Poiché il piano di fondazione del parcheggio è situato 3,90 m al di sotto del livello medio della falda e la platea di base è permeabile all' acqua, il controllo dell' acqua filtrante all'interno dello scavo è un aspetto di fondamentale importanza, sia durante la costruzione (per la sicurezza) che, in via permanente, per l'intera vita del fabbricato (per la fruibilità dei piani interrati). E' di primaria importanza evitare l'erosione del terreno. Il pericolo, nel caso peggiore, potrebbe essere la formazione di cavità che si allargano sempre di più man mano che filtra acqua (e sabbia), cioè una specie di pozzo artesiano con portata che tende ad aumentare nel tempo. In condizioni di esercizio, dopo il completamento dei lavori, il problema principale è il controllo permanente, la raccolta e lo smaltimento dell'acqua che filtra all'interno dello scavo. E' prevista la realizzazione di un sistema di filtro/drenaggio interposto tra la platea di base e la superficie del terreno scavato. Il filtro, composito, dovrà rispondere a una duplice funzione: 1) evitare (o contenere) la pressione dell'acqua contro la platea ed esercitare un'azione di drenaggio; 2) costituire un "cuscino" in grado di attenuare l'eventuale spinta di rigonfiamento del terreno di base. A questo scopo potrà essere utilizzato un idoneo materiale permeabile drenante, compressibiie (o frantumabile superato un certo livello di tensione). Il pacchetto potrà eventualmente essere Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 14

15 completato da altri strati (ad es. geomembrane) in grado di prevenire l'intasamento del filtro, sia alla base (per ingresso di particelle di argilla al contatto con il terreno) che in sommità (per mescolamento con il calcestruzzo della platea). Il filtro sarà in comunicazione con la pressione atmosferica per mezzo di tubi microfessurati che attraversano l'intero spessore della platea (ad es. tubi di diametro cm, disposti ad interasse di 260 cm). Il sistema di drenaggio dovrà inoltre essere in grado di prevenire l'erosione di particelle di terreno. La quantità di acqua filtrante all'interno dello scavo in condizioni di flusso stazionario, valutata mediante analisi di filtrazione "indipendente", è risultata modesta. 8) IL MONITORAGGIO Considerate le caratteristiche e le modalità costruttive dell' opera da realizzare, la complessità dei vari fattori che ne influenzano il comportamento ed il contesto urbano in cui si inserisce, la definizione di un dettagliato piano di monitoraggio, corredato da adeguate specifiche tecniche, è di fondamentale importanza. Le misure di controllo consentono di confermare le previsioni iniziali, di verificare il regolare svolgimento dei lavori e segnalare possibili situazioni di rischio, di mettere in luce eventuali problemi e minimizzarne gli effetti (soprattutto in relazione a possibili danni o inconvenienti agli edifici circostanti). Ci si limita quindi a dare qualche indicazione sul tipo di controlli previsti. Lo schema di massima della strumentazione e delle misure di controllo comprende: 1)inclinometri per la misura degli spostamenti orizzontali dei diaframmi (in varie posizioni, ancorati alle gabbie di armatura);. Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 15

16 2) piezometri per la misura delle pressioni interstiziali installati subito al di fuori dello scavo; 3) misure topografiche per il controllo degli spostamenti orizzontali della testa delle paratie; 4) misure topografiche per il controllo dei cedimenti del piano campagna intorno allo scavo e rilievo degli effetti dello scavo sulle strutture adiacenti. Potrebbe rendersi opportuna l'esecuzione di relief wells e/o iniezioni per chiudere i percorsi di flusso di "corto circuito" in prossimità delle paratie. Entrambi i contributi (flusso nelle fessure dell'argilla e perdite nelle paratie) sono impossibili da prevedere in maniera quantitativa. E' comunque necessario che il sistema di drenaggio sia sovradimensionato, ovvero in grado di smaltire una portata maggiore di quella teorica calcolata. Dr. Ing. Giancarlo Gallese Relazione geotecnica generale - Pag. 16