RELAZIONE GEOTECNICA D OPERA D.M

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1 Dott. Geol. Simone Scarabelli - Iscritto all Ordine dei Geologi della Lombardia n Studio - Via A. Volta, Broni (PV) Tel Cell Fax [email protected] web C.F. SCRSMN77P12B201G P.I Provincia di Pavia COMUNE DI BOSNASCO PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV Committente: Favorita Immobliare s.r.l. Via San Siro, n Piacenza RELAZIONE GEOTECNICA D OPERA D.M Maggio 2010

2 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 2 di 28

3 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV INDICE 1. PREMESSA NORMATIVE DI RIFERIMENTO INQUADRAMENTO GEOLOGICO, GEOMORFOLOGICO ED IDROGEOLOGICO Assetto geologico generale Geomorfologia Assetto idrogeologico generale INDAGINI GEOGNOSTICHE Caratteristiche Tecniche-Strumentali Sonda: PAGANI TG 73/ Modello geologico tecnico del sottosuolo SISMICITÀ Analisi del terreno Azione sismica VALUTAZIONE DELLA CAPACITÀ PORTANTE E DEI CEDIMENTI Carico limite di fondazioni superficiali Cedimenti FONDAZIONI CONCLUSIONI di 28

4 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 1. PREMESSA La presente relazione illustra i risultati dell indagine geologica e geotecnica condotta in un area sita nel Comune di Bosnasco e riguarda lo sviluppo di un piano di lottizzazione commerciale. La struttura di progetto ha dimensioni regolari approssimative di 62 mt x 36 mt ed è costituita da un corpo fuori terra di circa 9 mt I terreni coinvolti sono rappresentati dalla particella 540 del foglio 5 del C.T. di Bosnasco. Poiché trattasi di una costruzione ad uso privato, sulla scorta del D.M la Classe d Uso, come meglio specificato oltre, è la Classe II (NTC ). Questa relazione, pertanto, seguendo i dettami della normativa vigente e dello stato dell arte è finalizzata alla valutazione geotecnica dei terreni di fondazione mediante la definizione dell assetto geotecnico dell immediato sottosuolo mediante prove penetrometriche dinamiche continue effettuate nell area. Come prevede la normativa vigente, trattandosi di un edificio residenziale di Classe II in zona sismica 4, si ritiene doveroso utilizzare la teoria delle tensioni ammissibile per le valutazioni geotecniche Figura 1 Inquadramento territoriale 4 di 28

5 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV 2. NORMATIVE DI RIFERIMENTO Decreto Ministeriale Testo Unitario - Norme Tecniche per le Costruzioni Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio Circolare 2 febbraio Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Pericolosità sismica e Criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale. Allegato al voto n. 36 del Eurocodice 8 (1998) Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (stesura finale 2003) Eurocodice 7.1 (1997) Progettazione geotecnica Parte I : Regole Generali. UNI Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica Parte II : Progettazione assistita da prove di laboratorio (2002). UNI Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica Parte II : Progettazione assistita con prove in sito(2002). UNI Leggi regionali in materia di pianificazione e di Vincolo Idrogeologico Ordinanze Autorità di Bacino nazionale, regionale o interegionale 5 di 28

6 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 3. INQUADRAMENTO GEOLOGICO, GEOMORFOLOGICO ED IDROGEOLOGICO Le caratteristiche geologiche e geomorfologiche dell area indagata trovano specifica visualizzazione nella Relazione Geologica redatta in precedenza. Si rammenta di seguito una stringata sintesi degli aspetti principali del sito Assetto geologico generale L area presa in considerazione dalla indagine è caratterizzata dalla presenza di terreni di origine alluvionale e marina appartenenti alla serie Mio pliocenica neoautoctona Alluvioni Attuali (Olocene sup, att) Presenti nell alveo attivo del Torrente Versa e del Fiume Po. Sabbie e limi prevalenti con locali intercalazioni ghiaiose. Alluvioni Recenti (Olocene medio sup.) Sono costituiti da limi, sabbie e ghiaie prevalenti; localmente associati a questi depositi rinvengono intercalazioni dei livelli torbosi Geomorfologia Il settore di pianura del territorio esaminato è contraddistinto da caratteri morfologici di alta pianura, con sviluppo a partire dal margine dei versanti collinari fino alla porzione di territorio compresa tra la quota media dei 90 m/s.l.m. e quelle dei 70 m/s.l.m. Tale ambito, caratterizzato da una maggiore ondulazione del piano campagna, con gradienti compresi tra il 5 e l 8 corrisponde alla superficie del conoide dei rii Sparano e Fontanone; si tratta cioè della zona in cui si è concentrata l attività deposizionale principale corsi d acqua, costituendo un apparato sedimentario la cui morfologia è tuttora evidente Assetto idrogeologico generale Per quanto concerne la capacità protettiva dei suoli nei confronti delle acque profonde è da considerarsi mediamente elevata per quanto concerne il settore di pianura, impostato su litologie prevalentemente limoso argillose La struttura idrogeologica risulta condizionata dall assetto stratigrafico della coltre alluvionale e 6 di 28

7 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV dell immediato substrato marino. Quest ultimo corrisponde ad argille o marne grigio-azzurre riferibili per lo più al Tortoniano superiore Sulla base delle risulatanze del rilievo geolitologico sono è stata individuata una unità unità idrogeologiche alluvionale a permeabilità molto bassa (K compreso tra 10-5 e 10-7 cm/sec.): Si tratta prevalentemente di terreni limoso argillosi. Affiorano nella porzione mediana del territorio esaminato e corrispondono a parte dell areale di affioramento del Fluviale Recente. 7 di 28

8 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 4. INDAGINI GEOGNOSTICHE Al fine di valutare le caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione sono strate eseguite, con un penetrometro statico/dinamico di tipo PAGANI TG 75/100, 4 prove penetrometriche statiche che ha interessato il sottosuolo sino alla profondità massima di 8 m dal piano campagna 4.1. Caratteristiche Tecniche-Strumentali Sonda: PAGANI TG 73/100 Penetrometro Statico Rif. Norme ASTM D Diametro Punta conica meccanica 35,7 mm Angolo di apertura punta 60 Area punta 10 cm 2 Superficie manicotto 150 cm 2 Passo letture 20 cm Costante di trasformazione Ct 10 CPT 1 CPT 3 CPT 2 CPT 4 Figura 2 - Ubicazione Indagini 8 di 28

9 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV 4.2. Modello geologico tecnico del sottosuolo ORIZZONTE N 1: Rappresenta la porzione superficiale del terreno fino ad una profondità di cm Terreno vegetale Coesione non drenata Cu = 0.71 Kg/cm 2 (in condizioni non drenate) Angolo d attrito φ = 36 Modulo edometrico Ed = 41 Kg/cm 2 Peso di volume naturale = 1920 Kg/m 3 Peso di volume saturo = 2000 Kg/m 3 ORIZZONTE N 2: Si estende a partire dalla base dell orizzonte precedente sino ad una profondità di 3.0 mt dal pc. Limo argilloso Coesione non drenata Cu = 0.98 Kg/cm 2 (in condizioni non drenate) Angolo d attrito φ = 25 Modulo edometrico Ed = 41 Kg/cm 2 Peso di volume naturale = 1960 Kg/m 3 Peso di volume saturo = 2040 Kg/m 3 ORIZZONTE N 3: Si estende a partire dalla base dell orizzonte precedente sino ad una profondità di oltre 6.0 mt dal pc. Argilla Coesione non drenata Cu = 1.98 Kg/cm 2 (in condizioni non drenate) Angolo d attrito φ = 25 Modulo edometrico Ed = 79 Kg/cm 2 Peso di volume naturale = 2080 Kg/m 3 Peso di volume saturo = 2160 Kg/m 3 9 di 28

10 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web Orizzonte 1 Orizzonte 2 Orizzonte 3 Figura 3 - sezione geotecnica 10 di 28

11 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV 5. SISMICITÀ Il territorio comunale di Broni non era classificato sismico ai sensi del D.M L' Ordinanza P.C.M. n del riclassifica l intero territorio nazionale. In tale quadro il Comune di Bosnasco ricade in zona sismica 4. Si riporta la tabella ove ciascuna zona è individuata secondo valori di accelerazione di picco orizzontale del suolo ag, con probabilità di superamento del 10% in 50 anni. Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008, infatti, la stima della pericolosità sismica viene definita mediante un approccio sito dipendente e non più tramite un criterio zona dipendente. L azione sismica di progetto in base alla quale valutare il rispetto dei diversi stati limite presi in considerazione viene definita partendo dalla pericolosità di base del sito di costruzione, che è l elemento essenziale di conoscenza per la determinazione dell azione sismica Analisi del terreno C - Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < c u,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina). Categoria A Descrizione Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di V s,30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m. B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e c u,30 > 250 kpa nei terreni a grana fina). C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < c u,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina). D Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 inferiori a 180 m/s (ovvero N SPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e cu,30 < 70 kpa nei terreni a grana fina). E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con V s > 800 m/s). 11 di 28

12 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web Azione sismica Le azioni sismiche di progetto si definiscono a partire dalla pericolosità sismica di base del sito di costruzione, che è descritta dalla probabilità che, in un fissato lasso di tempo ( periodo di riferimento VR espresso in anni), in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato; la probabilità è denominata Probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di riferimento PVR. La pericolosità sismica è definita in termini di : accelerazione orizzontale massima attesa ag in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido, con superficie topografica orizzontale; ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento VR. Ai fini delle NTC le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale: -ag accelerazione orizzontale massima al sito; -Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale. -T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. Tipo di costruzione 2 Vita nominale VN 100 anni Classe d Uso II Coefficiente d Uso CU 1.0 Vita di riferimento VR = Vn*Cu VR 100 anni SLO: SLD: SLV: SLC: Ss: 1,500 1,500 1,500 1,470 Cc: 1,710 1,650 1,600 1,590 St: 1,000 1,000 1,000 1,000 Kh: 0,011 0,015 0,044 0,056 Kv: 0,006 0,007 0,022 0,028 Amax: 0,561 0,711 1,815 2,294 Beta: 0,200 0,200 0,240 0, di 28

13 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV Valutazione dell accelerazione di progetto FONDAZIONI ag accelerazione orizzontale Stato limite Ag (g) SLU SLV g SLU SLC SLE SLO SLE SLD g g g amax accelerazione massima amax = S ag = SS ST ag SLV Coefficiente sismico orizzontale Kh = βs amax/g SLV di 28

14 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 6. VALUTAZIONE DELLA CAPACITÀ PORTANTE E DEI CEDIMENTI 6.1. Carico limite di fondazioni superficiali Il carico limite di una fondazione superficiale può essere definito con riferimento a quel valore massimo del carico per il quale in nessun punto del sottosuolo si raggiunge la condizione di rottura (metodo di Frolich), oppure con riferimento a quel valore del carico, maggiore del precedente, per il quale il fenomeno di rottura si è esteso ad un ampio volume del suolo (metodo di Prandtl e successivi). Prandtl ha studiato il problema della rottura di un semispazio elastico per effetto di un carico applicato sulla sua superficie con riferimento all'acciaio, caratterizzando la resistenza a rottura con una legge del tipo: t = c + s tg j valida anche per i terreni. Le ipotesi e le condizioni introdotte dal Prandtl sono le seguenti: Materiale privo di peso e quindi g = 0 Comportamento rigido - plastico Resistenza a rottura del materiale esprimibile con la relazione t=c + s tgj Carico uniforme, verticale ed applicato su una striscia di lunghezza infinita e di larghezza 2b Tensioni tangenziali nulle al contatto fra la striscia di carico e la superficie limite del semispazio. All'atto della rottura si verifica la plasticizzazione del materiale racchiuso fra la superficie limite del semispazio e la superficie GFBCD. Nel triangolo AEB la rottura avviene secondo due famiglie di segmenti rettilinei ed inclinati di 45 +j/2 rispetto all'orizzontale. Nelle zone ABF e EBC la rottura si produce lungo due famiglie di linee, l'una costituita da segmenti rettilinei passanti rispettivamente per i punti A ed E, e l'altra da archi di de famiglie di spirali logaritmiche. I poli di queste sono i punti A ed E. Nei triangoli AFG e ECD la rottura avviene su segmenti inclinati di ±(45 + j/2 ) rispetto alla verticale. 14 di 28

15 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV 2b G A E D F B C Individuato così il volume di terreno portato a rottura dal carico limite, questo può essere calcolato scrivendo la condizione di equilibrio fra le forze agenti su qualsiasi volume di terreno delimitato in basso da una qualunque delle superfici di scorrimento. Si arriva quindi ad una equazione q =B c, dove il coefficiente B dipende soltanto dall'angolo di attrito j del terreno. tg 2 B cot g (45 / 2) 1 e tg Per j =0 il coefficiente B risulta pari a 5.14, quindi q=5.14 c. Nell'altro caso particolare di terreno privo di coesione (c=0, g¹0) risulta q=0, secondo la teoria di Prandtl, non sarebbe dunque possibile applicare nessun carico sulla superficie limite di un terreno incoerente. Da questa teoria, anche se non applicabile praticamente, hanno preso le mosse tutte le ricerche ed i metodi di calcolo successivi. Infatti Caquot si pose nelle stesse condizioni di Prandtl ad eccezione del fatto che la striscia di carico non è più applicata sulla superficie limite del semispazio, ma a una profondità h, con h 2b; il terreno compreso tra la superficie e la profondità h ha le seguenti caratteristiche: g¹0, j=0, c=0 e cioè sia un mezzo dotato di peso ma privo di resistenza. Risolvendo le equazioni di equilibrio si arriva all'espressione: q = A g1 + B c 15 di 28

16 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web che è sicuramente è un passo avanti rispetto a Prandtl, ma che ancora non rispecchia la realtà. Formula di Hansen (1970) E' una ulteriore estensione della formula di Meyerhof; le estensioni consistono nell'introduzione di bi che tiene conto della eventuale inclinazione sull'orizzontale del piano di posa e un fattore gi per terreno in pendenza. La formula di Hansen vale per qualsiasi rapporto D/B, quindi sia per fondazioni superficiali che profonde, ma lo stesso autore introdusse dei coefficienti per meglio interpretare il comportamento reale della fondazione, senza di essi, infatti, si avrebbe un aumento troppo forte del carico limite con la profondità. Per valori di D/B <1 D d c B 2 d q 1 2 tan (1 sin ) D B Per valori D/B>1: 1 D d c tan B 2 1 D d q 1 2 tan (1 sin ) tan B Nel caso φ = D/B d'c Nei fattori seguenti le espressioni con apici (') valgono quando φ = di 28

17 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV Fattore di forma: B s ' 0.2 ' c L N q B s c 1 N c L s c 1 per fondazioni nastriformi B s q 1 tan L s B L Fattore di profondità: d ' 0.4k ' c d c 1 0.4k d q 1 2 tan (1 sin ) k d 1 D k se B tan 1 D k B per qualsiasi D B 1 se D B 1 Fattori di inclinazione del carico ' H i c A c f a 1 i q i c i q N q H i q 1 cot V A c f a 5 0.7H i 1 cot V A c f a 5 (0.7 / 450) H i 1 cot V A c f a ( 0) ( 0) 17 di 28

18 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web Fattori di inclinazione del terreno (fondazione su pendio): ' g c 147 gc g (1 0.5 tan ) 5 gq Fattori di inclinazione del piano di fondazione (base inclinata) ' b c 147 b c b q exp( 2 tan) b q exp( 2.7 tan) Formula Brich-Hansen (EC 7 EC 8) Affinché una fondazione possa resistere il carico di progetto con sicurezza nei riguardi della rottura generale, per tutte le combinazioni di carico relative allo SLU (stato limite ultimo), deve essere soddisfatta la seguente disuguaglianza: Vd = Rd Dove Vd è il carico di progetto allo SLU, normale alla base della fondazione, comprendente anche il peso della fondazione stessa; mentre Rd è il carico limite di progetto della fondazione nei confronti di carichi normali, tenendo conto anche dell effetto di carichi inclinati o eccentrici. Nella valutazione analitica del carico limite di progetto Rd si devono considerare le situazioni a breve e a lungo termine nei terreni a grana fine. Il carico limite di progetto in condizioni non drenate si calcola come: R/A = (2 + p) c u s c i c +q Dove: 18 di 28

19 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV A = B L area della fondazione efficace di progetto, intesa, in caso di carico eccentrico, come l area ridotta al cui centro viene applicata la risultante del carico. c u q s c s c = 1 + 0,2 (B /L ) s c = 1,2 Coesione non drenata. pressione litostatica totale sul piano di posa. Fattore di forma per fondazioni rettangolari Per fondazioni quadrate o circolari. I c Fattore correttivo per l inclinazione del carico dovuta ad un carico H. ic 0,5 1 1 H / A' c u Per le condizioni drenate il carico limite di progetto è calcolato come segue. R/A = c N c s c i c + q N q s q i q + 0,5 g B N g s g i g Dove: N N N q c e tan ' tan 2 45 ' / 2 N q 1cot' 2N 1 tan' q Fattori di forma B' / L' sen' s q 1 per forma rettangolare s q 1 sen' per forma quadrata o circolare s 1 0,3 B' / L' per forma rettangolare s 0,7 per forma quadrata o circolare s N 1/ N 1 sc q q q per forma rettangolare, quadrata o circolare. Fattori inclinazione risultante dovuta ad un carico orizzontale H parallelo a L i q = i γ = 1- H / (V + A c cotф ) i c = (i q N q -1) / ( N q 1) 19 di 28

20 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web Fattori inclinazione risultante dovuta ad un carico orizzontale H parallelo a B ic iq 1 0,7H / V A' c' cot i 1 H / V A' c' cot i N 1/ N 1 q q q ' 3 ' 3 Oltre ai fattori correttivi di cui sopra sono considerati quelli complementari della profondità del piano di posa e dell inclinazione del piano di posa e del piano campagna (Hansen) Cedimenti Cedimenti elastici I cedimenti di una fondazione rettangolare di dimensioni B L posta sulla superficie di un semispazio elastico si possono calcolare in base aduna equazione basata sulla teoria dell'elasticità (Timoshenko e Goodier (1951)): 2 ' I H q B E 1 1 I 2 I F s (1) dove: q0 = Intensità della pressione di contatto B' = Minima dimensione dell'area reagente, E e m = Parametri elastici del terreno. Ii = Coefficienti di influenza dipendenti da: L'/B', spessore dello strato H, coefficiente di Poisson m, profondità del piano di posa D; I coefficienti I1 e I2 si possono calcolare utilizzando le equazioni fornite da Steinbrenner (1934) (V. Bowles), in funzione del rapporto L'/B' ed H/B, utilizzando B'=B/2 e L'=L/2 per i coefficienti relativi al centro e B'=B e L'=L per i coefficienti relativi al bordo. Il coefficiente di influenza IF deriva dalle equazioni di Fox (1948), che indicano il cedimento si riduce con la profondità in funzione del coefficiente di Poisson e del rapporto L/B. 20 di 28

21 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV In modo da semplificare l'equazione (1) si introduce il coefficiente IS: I S 1 2 I I Il cedimento dello strato di spessore H vale: 2 H q B ' 1 I I 0 E S F S Per meglio approssimare i cedimenti si suddivide la base di appoggio in modo che il punto si trovi in corrispondenza di uno spigolo esterno comune a più rettangoli. In pratica si moltiplica per un fattore pari a 4 per il calcolo dei cedimenti al centro e per un fattore pari a 1 per i cedimenti al bordo. Nel calcolo dei cedimenti si considera una profondità del bulbo delle tensioni pari a 5B, se il substrato roccioso si trova ad una profondità maggiore. A tal proposito viene considerato substrato roccioso lo strato che ha un valore di E pari a 10 volte dello strato soprastante. Il modulo elastico per terreni stratificati viene calcolato come media pesata dei moduli elastici degli strati interessati dal cedimento immediato. Cedimenti edometrici Il calcolo dei cedimenti con l approccio edometrico consente di valutare un cedimento di consolidazione di tipo monodimensionale, prodotto dalle tensioni indotte da un carico applicato in condizioni di espansione laterale impedita. Pertanto la stima effettuata con questo metodo va considerata come empirica, piuttosto che teorica. Tuttavia la semplicità d uso e la facilità di controllare l influenza dei vari parametri che intervengono nel calcolo, ne fanno un metodo molto diffuso. L approccio edometrico nel calcolo dei cedimenti passa essenzialmente attraverso due fasi: a) il calcolo delle tensioni verticali indotte alle varie profondità con l applicazione della teoria dell elasticità; b) la valutazione dei parametri di compressibilità attraverso la prova edometrica. 21 di 28

22 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web c) In riferimento ai risultati della prova edometrica, il cedimento è valutato come: ' log 0 v RR v 0 ' v0 se si tratta di un terreno sovraconsolidato (OCR>1), ossia se l incremento di tensione dovuto all applicazione del carico non fa superare la pressione di preconsolidazione s p ( Se invece il terreno è normalconsolidato ( =s p ) le deformazioni avvengono nel tratto di compressione e il cedimento è valutato come: ' v0 ' v 0 <s p ). v dove: ' log 0 v CR v 0 ' v0 RR CR H 0 Rapporto di ricompressione; Rapporto di compressione; spessore iniziale dello strato; s v0 tensione verticale efficace prima dell applicazione del carico. Ds v incremento di tensione verticale dovuto all applicazione del carico. In alternativa ai parametri RR e CR si fa riferimento al modulo edometrico M; in tal caso però occorre scegliere opportunamente il valore del modulo da utilizzare, tenendo conto dell intervallo tensionale ' ( v v 0 ) significativo per il problema in esame. L applicazione corretta di questo tipo di approccio richiede: - la suddivisione degli strati compressibili in una serie di piccoli strati di modesto spessore (< 2.00 m); - la stima del modulo edometrico nell ambito di ciascuno strato; - il calcolo del cedimento come somma dei contributi valutati per ogni piccolo strato in cui è stato suddiviso il banco compressibile. Molti usano le espressioni sopra riportate per il calcolo del cedimento di consolidazione tanto per le argille quanto per le sabbie di granulometria da fina a media, perché il modulo di elasticità impiegato è ricavato direttamente da prove di consolidazione. Tuttavia, per terreni a grana più grossa le dimensioni dei provini edometrici sono poco significative del comportamento globale dello strato e, per le sabbie, risulta preferibile impiegare prove penetrometriche statiche e dinamiche. 22 di 28

23 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV 7. FONDAZIONI DATI GENERALI ====================================================== Azione sismica NTC 2008 Lat./ Long. [WGS84] 45,066219/9, Larghezza fondazione 2,5 m Lunghezza fondazione 2,5 m Profondità piano di posa 1,0 m Profondità falda 1,0 Sottofondazione...Sporgenza, Altezza 0,1/0,1 m ====================================================== SISMA ====================================================== Accelerazione massima (ag/g) 0,185 Effetto sismico secondo NTC(C ) Fattore di struttura [q] 3 Periodo fondamentale vibrazione [T] 0,25 Coefficiente intensità sismico terreno [Khk] 0,0444 Coefficiente intensità sismico struttura [Khi] 0,1518 ====================================================== Coefficienti sismici [N.T.C.] ====================================================== Dati generali Tipo opera: Classe d'uso: Vita nominale: Vita di riferimento: 2 - Opere ordinarie Classe II 100,0 [anni] 100,0 [anni] Parametri sismici su sito di riferimento Categoria sottosuolo: Categoria topografica: C T1 S.L. Stato limite TR Tempo ritorno [anni] ag [m/s²] F0 [-] TC* [sec] S.L.O. 60,0 0,37 2,55 0,23 S.L.D. 101,0 0,47 2,49 0,25 S.L.V. 949,0 1,21 2,46 0,28 S.L.C. 1950,0 1,56 2,46 0,29 Coefficienti sismici orizzontali e verticali Opera: Stabilità dei pendii e Fondazioni S.L. Stato limite amax [m/s²] beta [-] kh [-] kv [sec] S.L.O. 0,555 0,2 0,0113 0,0057 S.L.D. 0,705 0,2 0,0144 0,0072 S.L.V. 1,815 0,24 0,0444 0,0222 S.L.C. 2,2857 0,24 0,0559 0, di 28

24 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web STRATIGRAFIA TERRENO DH: Spessore dello strato; Gam: Peso unità di volume; Gams:Peso unità di volume saturo; Fi: Angolo di attrito; Ey: Modulo Elastico; Ed: Modulo Edometrico; cu: Coesione non drenata DH [m] Gam [Kg/m³] Gams [Kg/m³] Fi [ ] Fi Corr. [ ] c Corr. [Kg/cm²] cu [Kg/cm²] Ey [Kg/cm²] Ed [Kg/cm²] 0,6 1920,0 2000,0 35,0 35 0,0 0,71 34,28 47,03 2,4 1960,0 2040,0 25,0 25 0,0 0,98 43,28 43,28 3,0 2080,0 2160,0 25,0 25 0,0 1,98 91,24 91,24 Sisma + Coeff. parziali parametri geotecnici terreno + Resistenze Nr Correzione Sismica Tangente angolo di resistenza al taglio Coesione efficace Coesione non drenata Peso Unità volume in fondazione Peso unità volume copertura Coef. Rid. Capacità portante verticale Coef.Rid.Ca pacità portante orizzontale 1 Si CARICO LIMITE FONDAZIONE COMBINAZIONE...Carico limite Carico limite Resistenza di progetto[rd] Condizione di verifica [Ed<=Rd] 3,16 Kg/cm² 1,08 Kg/cm² Verificata COEFFICIENTE DI SOTTOFONDAZIONE BOWLES (1982) Costante di Winkler 1,22 Kg/cm³ Carico limite Autore: Brinch - Hansen 1970 (Condizione drenata) ====================================================== Fattore [Nq] 10,66 Fattore [Nc] 20,72 Fattore [Ng] 9,01 Fattore forma [Sc] 1,47 Fattore profondità [Dc] 1,15 Fattore inclinazione carichi [Ic] 1,0 Fattore inclinazione pendio [Gc] 1,0 Fattore inclinazione base [Bc] 1,0 Fattore forma [Sq] 1,42 Fattore profondità [Dq] 1,12 Fattore inclinazione carichi [Iq] 1,0 Fattore inclinazione pendio [Gq] 1,0 Fattore inclinazione base [Bq] 1,0 Fattore forma [Sg] 0,7 Fattore profondità [Dg] 1,0 Fattore inclinazione carichi [Ig] 1,0 Fattore inclinazione pendio [Gg] 1,0 Fattore inclinazione base [Bg] 1,0 Fattore correzione sismico inerziale [zq] 1,0 Fattore correzione sismico inerziale [zg] 0,55 Fattore correzione sismico inerziale [zc] 1,0 ====================================================== Carico limite 3,16 Kg/cm² Resistenza di progetto 1,08 Kg/cm² Condizione di verifica [Ed<=Rd] Verificata ====================================================== 24 di 28

25 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV CEDIMENTI ELASTIC I ====================================================== Pressione normale di progetto 1,08 Kg/cm² Spessore dello strato 2,0 m Profondità substrato roccioso 30,0 m Modulo Elastico 0,0 Kg/cm² Coefficiente di Poisson 0,0 ====================================================== Coefficiente di influenza I1 0,22 Coefficiente di influenza I2 0,08 Coefficiente di influenza Is 0,28 ====================================================== Cedimento al centro della fondazione 22,91 mm ====================================================== Coefficiente di influenza I1 0,09 Coefficiente di influenza I2 0,08 Coefficiente di influenza Is 0,15 Cedimento al bordo 6,4 mm ====================================================== 25 di 28

26 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web 8. CONCLUSIONI L indagine condotta ha permesso di definire un modello geotecnico del sottosuolo utilizzato per il calcolo delle pressioni ammissibili e del cedimento assoluto dell edificio da realizzare. L indagine ha sostanzialmente messo in evidenza la presenza di un sottosuolo da valutarsi complessivamente idoneo Il suolo di fondazione è caratterizzato secondo il Testo Unitario S.O. 152 (Norme Tecniche per le Costruzioni) come: C - Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < c u,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina). Il terreno naturale di fondazione, è identificato con l orizzonte 2 e presenta caratteristiche meccaniche a cui è possibile associare i seguenti valori presunti di pressione unitaria ammissibile: ORIZZONTE N 2: da 0.6 a 3.0 mt dal pc. Limo argilloso Coesione non drenata Cu = 0.98 Kg/cm 2 (in condizioni non drenate) Angolo d attrito φ = 25 Modulo edometrico Ed = 41 Kg/cm 2 Peso di volume naturale = 1960 Kg/m 3 Peso di volume saturo = 2040 Kg/m 3 IPOTESI DI FONDAZIONE PLINTO Larghezza fondazione 2.5 m Lunghezza fondazione 2.5 m Profondità piano di posa 1.0 m dall attuale pc Resistenza di progetto 1,08 Kg/cm² Fattore sicurezza 3,00 CEDIMENTI ELASTICI PRESUNTI Cedimento al centro 22,91 mm Cedimento al bordo 6,40 mm 26 di 28

27 PIANO DI LOTTIZZAZIONE COMMERCIALE EX S.S BOSNASCO PV Il la tipologia ed il dimensionamento più idoneo della fondazione sarà opera del progettista strutturale, del costruttore e del progettista. Condizione idrogeologica. Allo stato attuale non vi sono condizioni idrogeologiche che possano compromettere l esercizio dell edificio. La falda è stata rilevata ad una quota di -1.0 dall attuale pc. Tuttavia è presumibile un livello freatico più profondo, la misura idrologica effettuata durante le indagini potrebbe essere stata sensibilmente compromessa dalla presenza di fossi colatori nelle immediate vicinanze e dalle abbondanti piogge dei giorni precedenti. Si raccomanda una verifica in sito per ulteriori accertamenti. Condizione sismica Valutazione dell accelerazione di progetto FONDAZIONI ag accelerazione orizzontale Stato limite Ag (g) SLU SLV g SLU SLC SLE SLO SLE SLD g g g amax accelerazione massima amax = S ag = SS ST ag SLV Coefficiente sismico orizzontale Kh = βs amax/g SLV Considerazioni generali Le verifiche geotecniche delle strutture di fondazione in progetto, eseguite sulla base delle caratteristiche litostratigrafiche e fisico meccaniche dei terreni e con falda coincidente con il piano di fondazione, si possono tradurre nelle seguenti prescrizioni: asportazione del terreno di copertura sino ad una quota di posa delle fondazioni per tutto il perimetro d imposta; esecuzione degli scavi di sbancamento in stagione idonea ed allontanamento delle eventuali acque intercettate. Per i manufatti accessori quali le pavimentazioni ed i marciapiedi al contorno del fabbricato, ecc. impostati a quote superiori al piano di sbancamento generale, dovrà essere asportato lo strato superficiale a scadenti caratteristiche geomeccaniche e formato uno strato di sottofondo opportunamente costipato. 27 di 28

28 Studio Geologico dr. Scarabelli GEOLOGIA TECNICA e AMBIENTALE Sede legale: Via A. Volta, Broni (PV) tel fax cell e.mail [email protected] web Per quanto riguarda la protezione delle pavimentazioni a diretto contatto con il terreno si consiglia l adozione seguenti criteri: Posa in opera di dispositivi impermeabilizzanti in corrispondenza della pavimentazione e del paramento esterno dei muri contro terra per l isolamento delle acque di falda e di infiltrazione presenti nel terreno di fondazione e formazione di uno strato drenante con funzione di filtro a diretto contatto con il terreno. Durante l esecuzione degli scavi di sbancamento dovranno essere verificate e valutate puntualmente le condizioni geologiche e geotecniche dell area d imposta al fine di apportare, se necessario, gli opportuni adeguamenti alle previsioni di progetto per meglio garantire la statica dell edificio. dr. geol. Simone Scarabelli 28 di 28