PROVINCIA DI FIRENZE. NUMERO ELABORATO formato A4

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1 PROVINCIA DI FIRENZE COMMITTENTE: Tenuta di Castelfalfi S.p.A. Loc. Castelfalfi Montaione (FI) PROGETTISTA RESPONSABILE: Dott. Ing. Giovanni Cardinale COLLABORATORI: GPA INGEGNERIA - Via Leone X n,3 - Firenze Dott.Ing. Andrea Bernava - Progettazione stradale Dott.Ing. Matteo Gestri GPA Energy - Impianto di illuminazione PRESTAZIONI GEOLOGICHE: Prof. Geol. Eros Aiello - GEO-ECO-PROGETTI - Via Andrea del Castagno n,8 - Firenze CORDINATORE PER LA SICUREZZA IN FASE DI PROGETTAZIONE: Dott. Ing. Giovanni Cardinale REV. R0 DATA FEB DESCRIZIONE PRIMA EMISSIONE Relazione sulle soluzioni progettuali alternative per offerta SCALA NUMERO PRATICA FILE C15007 NUMERO ELABORATO formato A4 Sede Legale e Amministrativa: Via G. da S. Giovanni, S. Giovanni V.no (AR) - T F gpasgv@gpaingegneria.it pec gpasgv@pec.gpaingegneria.it Sede Operativa: Via LeoneX, Firenze - T F segreteria@gpaingegneria.it pec gpasgv@pec.gpaingegneria.it

2 Sommario 1 Premessa Dati generali necessari alla valutazione di soluzioni progettuali alternative Carichi agenti sull opera Carichi Permanenti Carichi Variabili Carichi orizzontali sismici Combinazioni di carico Condizioni Geotecniche Allegati pag. 2

3 1 Premessa Il presente documento è relativo alla valutazione delle soluzioni progettuali alternative alla realizzazione del muro su pali previsto nel progetto esecutivo delle opere di sostegno necessarie alla realizzazione della variante alla Strada Provinciale SP 26 delle colline del tratto denominato abitato di Castelfalfi nel Comune di Montaione (FI) per il tratto in rilevato: - Tratto che interessa le sezioni dalla 15 alla 19 in rilevato (quota di progetto della strada > quota del terreno). In questo tratto il progetto esecutivo prevede la realizzazione di un muro in cemento armato fondato su pali trivellati ad elica continua in c.a. Ø 800 di lunghezza 19 m e Ø 600 di lunghezza 12 m e 16 m. Fig. 1 Sezione tipologica muro di sostegno in c.a. su pali Le possibili soluzioni progettuali alternative al muro in c.a. su pali sono: 1) Realizzazione di terre armate fondate su pali; 2) Realizzazione di un viadotto costituito da travi da ponte prefabbricate in c.a. con soletta in c.a. gettata in opera e spalle laterali fondate su pali. pag. 3

4 La stazione appaltante provvederà, sulla base di tale documento, a richiedere l offerta alle aziende specializzate nella produzione di: - travi prefabbricate da ponte (es. Rivoli spa) - terre armate (es. Tenax spa). pag. 4

5 2 Dati generali necessari alla valutazione di soluzioni progettuali alternative Per la valutazione delle possibili soluzioni progettuali alternative al muro in c.a. su pali si deve tener conto dei seguenti dati necessari alla progettazione delle opere (terre armate o viadotto). - Normativa di Riferimento: D.M. 14 gennaio 2008 (NTC08) - Tipologia di Intervento: Progetto di una nuova struttura opera di sostegno di un rilevato con strada provinciale classificata come strada urbana tipo E - Classe d uso dell opera: III - Provincia: FI - Comune: Montaione - Latitudine (WGS84): [ ] - Longitudine (WGS84): [ ] - Latitudine (ED50): [ ] - Longitudine (ED50): [ ] - Coefficiente d uso della costruzione: C U = 1,5 - Vita Nominale: V N = 50 anni - Periodo di riferimento per la costruzione: V R = 75 anni - Categoria topografia: T1 - Categoria sottosuolo: C 2.1 Carichi agenti sull opera Carichi Permanenti Peso Proprio e Spinta del terreno Il Peso proprio comprende i pesi di tutti gli elementi strutturali utilizzati per la realizzazione dell opera di sostegno e il peso del terreno (con e senza falda) comprese le forze indotte dal terreno calcolate sulla base delle caratteristiche geotecniche. Pesi permanenti portati Tra i pesi permanenti portati si considera il pacchetto stradale con peso specifico assunto pari a 15 kn/m 3. pag. 5

6 2.1.2 Carichi Variabili I carichi variabili agenti sulle opere di sostegno comprendono: - La Spinta del terreno per effetto del carico da traffico sul rilevato stradale a tergo dell opera di sostegno calcolata a partire dal valore del carico verticale da traffico assunto pari a 20 kn/m 2 tenuto conto del coefficiente di spinta attiva del terreno su cui grava Carichi orizzontali sismici L analisi sismica delle strutture di sostegno devono considerare i seguenti aspetti: - effetti inerziali nel terreno, nelle strutture di sostegno e negli eventuali carichi aggiuntivi presenti; - effetto della distribuzione delle pressioni interstiziali; - effetto idrodinamico indotto dal sisma sull acqua per la presenza di falda nel terreno. Per la verifica sismica oltre ai carichi verticali elencati nel paragrafo precedente occorre considerare anche le azioni sismiche combinate ad esse nelle modalità espresse dalla normativa. L analisi sismica può essere eseguita mediante i metodi pseudo statici in base ai quali, l azione sismica è rappresentata da una forza statica equivalente pari al prodotto delle forze di gravità per un opportuno coefficiente sismico. Di seguito si riportano i parametri fondamentali del moto sismico per i diversi stati limite. cu ag F0 Tc* Ss Cc St S η TB TC TD Se(0) Se(TB) [g] [-] [s] [-] [-] [-] [-] [-] [s] [s] [s] [g] [g] SLO SLD SLV SLC Gli effetti dell azione sismica su un muro di sostegno vengono considerati mediante due coefficienti sismici orizzontale e verticale così determinati: k h amax m kv 0, 5 kh g dove amax è l accelerazione massima attesa al sito e g rappresenta l accelerazione di gravità. L accelerazione massima viene valutata in base alla seguente espressione: a max S a g S dove S è il coefficiente che comprende l effetto dell amplificazione stratigrafica (SS = 1.46) e dell amplificazione topografica (ST = 1.0), mentre ag rappresenta l accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido. S S T a g pag. 6

7 Gli effetti dell azione sismica su una paratia vengono considerati mediante il coefficiente sismico orizzontale così determinato: k h a g dove amax è l accelerazione massima attesa al sito e g rappresenta l accelerazione di gravità. L accelerazione massima viene valutata in base alla seguente espressione: a max S a g S dove S è il coefficiente che comprende l effetto dell amplificazione stratigrafica (SS = 1.46) e dell amplificazione topografica (ST = 1.0), mentre ag rappresenta l accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido. α 1 è un coefficiente che tiene conto della deformabilità dei terreni interagenti con l opera. Può essere ricavato a partire dall altezza complessiva H della paratia e dalla categoria di sottosuolo mediante il seguente diagramma. S max S T a g Diagramma per la valutazione del coefficiente di deformabilità α. Per la valutazione della spinta nelle condizioni di equilibrio limite passivo deve porsi α = 1. β 1 è un coefficiente funzione della capacità dell opera di subire spostamenti senza cadute di resistenza. Il valore del coefficiente β può essere ricavato dal diagramma di seguito riportato, in funzione del massimo spostamento us che l opera può tollerare senza riduzioni di resistenza. Per us = 0 si ha β = 1; u s H pag. 7

8 Diagramma per la valutazione del coefficiente di spostamento β. Nel caso in esame si ha: Coefficienti SLO SLD SLV SLC kh kv amax [m/s²] Beta Combinazioni di carico I carichi vengono combinati in accordo al D.M , in particolare per lo stato limite ultimo sono previste due combinazioni: una per carichi verticali e l altra considerando l azione orizzontale del sisma secondo i coefficienti riportati a seguire. Combinazioni allo SLU Comb. SLU: G1G1 G2G2 PP Q1Qk1 Q2 02Qk 2 Q3 03Qk 3... Combinazioni allo SLE Comb. SLE (Rara): G1 G2 P Qk 1 02Qk 2 03Qk 3... Comb. SLE (Freq.): G1 G2 P 11Q k1 22Qk 2 23Qk 3... Comb. SLE (Q.Perm.): G1 G2 P 21Q k1 22Qk 2 23Qk 3... Combinazione sismica Comb. SISMICA: E G1 G2 P 21Q k 1 22Qk 2... pag. 8

9 I valori dei coefficienti parziali da impiegare per la determinazione degli effetti delle azioni nelle verifiche agli stati limite ultimi sono riportati nella tabella a seguire. Fig. 2 Coefficienti parziali per le azioni - D.M Tab. 6.2.I Sui materiali si adottano i seguenti coefficienti parziali di sicurezza a seconda del tipo di approccio utilizzato per la progettazione dell opera. Fig. 3 Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno - D.M Tab. 6.2.II Fig. 4 Coefficienti parziali γr per le fondazioni profonde - D.M Tab. 6.4.II pag. 9

10 2.3 Condizioni Geotecniche La situazione litostratigrafica e le caratteristiche geotecniche del terreno sono definite nella relazione geologica e geotecnica del Prof. Geol. Eros Aiello - GEO-ECO-PROGETTI. Per le sezioni relative alla realizzazione della strada in rilevato si hanno le seguenti stratrigrafie: Fig. 5 Stratrigrafie di progetto x la porzione di strada in rilevato pag. 10

11 Il Livello piezometrico si attesta a -5.5 m da p.c. con possibilità di risalita di 1.5 / 2.0 m. Pertanto ai fini del calcolo si considera a -3.5 m dal piano di campagna. Parametri geotecnici Strato R. - Terreno di riporto peso di volume γ = 20,3 kn/mc umidità naturale w = 19,1 % peso specifico G = 2,71 t/mc peso di volume saturo γsat = 21,3 kn/mc Resistenza al taglio non drenata cuk = 127,4 kpa Resistenza al taglio drenata c'k = 4,7 kpa; φ'k = 23,8 modulo edometrico di deformazione Eed = 7138 kpa Strato 1. Sabbia limoso argillosa peso di volume γ = 18,3 kn/mc umidità naturale w = 17,3 % peso specifico G = 2,66 t/mc peso di volume saturo γsat = 21,4 kn/mc Resistenza al taglio non drenata cuk = 23,6 kpa Resistenza al taglio drenata c'k = 2,4 kpa; φ'k = 28,4 modulo edometrico di deformazione Eed = 8190 kpa pag. 11

12 Strato 2. Limo con sabbia medio-fine e sabbioso argilloso, sabbia medio-fine e limo con argilla sabbioso. peso di volume γ = 19,5 kn/mc umidità naturale w = 17,0 % peso specifico G = 2,67 t/mc peso di volume saturo γsat = 21,5 kn/mc Resistenza al taglio non drenata cuk = 35,5 kpa Resistenza al taglio drenata c'k = 4,7 kpa; φ'k = 29,2 Modulo edometrico di deformazione Eed = 3680 kpa Lo strato R è caratterizzato dai seguenti spessori. pag. 12

13 STRATRIGRAFIA DI PROGETTO: 1) Rilevato costituito da materiale di riporto selezionato tipo Strato 1 Spessore variabile a seconda della quota della strada rispetto allo stato attuale del terreno. 2) Strato R. Spessore = m in corrispondenza delle sezioni 17 e 18; Spessore = 5.50 m in corrispondenza della sezione 16; Spessore = 5.00 m in corrispondenza della sezione 19; Spessore = 4.50 m in corrispondenza della sezione 15; Spessore = 3.50 m in corrispondenza della sezione 14; Spessore = 1.00 m in corrispondenza della sezione 20. 3) Strato 1 Spessore = 2.5 m. 4) Strato 2 Spessore del terreno sottostante lo strato 1 e interessato dall opera di sostegno. Il Livello piezometrico viene considerato ai fini del calcolo a -3.5 m dal piano di campagna attuale. pag. 13

14 3 Allegati La presente documentazione di supporto all offerta delle soluzioni progettuali alternative al muro di sostegno in c.a. è corredata dai seguenti allegati: - Planimetria generale - Sezioni trasversali - Prospetto generale con quota strada e quota terreno attuale - Prospetto con soluzione tipologica terre armate - Prospetto con soluzione tipologica viadotto. pag. 14

15 OPERA DI SOSTEGNO bis

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25 Sezione 16bis Sezione Sezione 17bis 9.36 Sezione Sezione 18bis Sezione Terreno attuale Strada NB: Le quote della strada si riferiscono all'asse della strada, le quote del terreno all'opera di sostegno - bordo strada. STATO DI PROGETTO STRADA - STATO ATTUALE TERRENO Sezione 15 Sezione Sezione 16bis 9.36 Sezione Sezione 17bis 9.36 Sezione Sezione Sezione Sezione 15 Sezione 18bis 9.37 Sezione Sezione SOLUZIONE TERRE ARMATE Sezione 16bis Sezione Sezione 17bis 9.36 Sezione Sezione 18bis 9.37 Sezione Sezione Sezione Sezione ,79 Considerando di coprire con il ponte un dislivello > 2.5 m 40,58 Considerando di coprire con il ponte un dislivello > 3 m SOLUZIONE VIADOTTO 25.00