R E L A Z I O N E G E O T E C N I C A

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2 R E L A Z I O N E G E O T E C N I C A Nome File: 02 - Pagina 1 di 19

3 INDICE INDICE 2 1. PREMESSA 3 2. BIBLIOGRAFIA E NORMATIVA DI RIFERIMENTO 5 3. INDAGINI IN SITO CAMPAGNA DI INDAGINE ELABORAZIONE DATI STANDARD PENETRATION TEST PROSPEZIONE SISMICA DOWN HOLE 8 4. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA MODALITA DI ELABORAZIONE DEI PARAMETRI GEOTECNICI UNITA' GEOTECNICHE UNITA' GEOTECNICHE UNITA' GEOTECNICA UG UNITA' GEOTECNICA UG UNITA' GEOTECNICA UG UNITA' GEOTECNICA UG UNITA' GEOTECNICA UG MODELLI GEOTECNICI DELLE OPERE D'ARTE EDIFICIO PRODUZIONE (Rif. Figura 2) EDIFICI UHV E UFFICI (Rif. Figura 3) CARATTERIZZAZIONE SISMICA DELL'AREA PERICOLOSITA SISMICA PROBLEMATICHE DI INTERAZIONE TERRENO/STRUTTURE VERIFICA DELLA CAPACITA' PORTANTE DEFINIZIONE DEI PARAMETRI DI PROGETTO Verifiche agli stati limite ultimi (SLU) CALCOLO CAPACITA' PORTANTE A COMPRESSIONE CALCOLO CAPACITA' PORTANTE A TRAZIONE 19 Nome File: 02 - Pagina 2 di 19

4 1. PREMESSA Il presente rapporto geotecnico viene redatto nell'ambito del progetto di nuova edificazione e riqualificazione del comprensorio Vulcano sito nell intersezione stradale tra via Trento e Viale Italia, presso il Comune di Sesto San Giovanni - Milano. Lo studio si è reso necessario per la progettazione definitiva delle opere di urbanizzazione primaria connesse al Piano Particolareggiato di recupero del comprensorio Vulcano, per la parte riguardante il comparto Produzione e Ricerca Sud. A supporto degli studi geologici bibliografici è stata progettata ed eseguita una specifica campagna di indagine geognostica; organizzata e coordinata dal gruppo di progetto. Sono stati così eseguiti 7 sondaggi geognostici a carotaggio continuo per la caratterizzazione geologica e geotecnica dell area, di cui 2 completati con tubazione piezometrica di tipo Norton per la definizione del livello statico della falda ed un ulteriore sondaggio, è stato strumentato con tubazione specifica per l esecuzione della prospezione geofisica di tipo DOWN HOLE; per la caratterizzazione sismica di sito secondo quanto previsto dalle NTC Nel presente elaborato la caratterizzazione geotecnica è stata eseguita utilizzando tutti i dati collezionati durante i carotaggi e dai risultati delle prove di laboratorio geotecnico fatte eseguire su campioni rimaneggiati presi direttamente dalle cassette catalogatrici, La natura granulare grossolana della maggior parte dei terreni rilevati nel volume di interesse progettuale non ha infatti consentito i prelievo di campioni indisturbati. Si è quindi proceduto con prove i sito per la caratterizzazione meccanica e prove di laboratorio per la caratterizzazione fisica. Nei paragrafi successivi si da evidenza della caratterizzazione geotecnica e delle principali problematiche di interazione terreno/strutture, rimandando per i dettagli di indagine (modalità esecutiva ed interpretazione) all'elaborato 01 - Relazione Geologica. ORGANIZZAZIONE DELLA DOCUMENTAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA DI PROGETTO DEFINITIVO In relazione all importanza dimensionale dell intervento ed agli scopi specifici del progetto definitivo, particolare cura è stata dedicata alla formazione della documentazione geologica e geotecnica al fine di consentire il più agevole accesso alle informazioni contenute e la correlazione alle problematiche connesse alle singole specifiche opere. La documentazione geologica e geotecnica di progetto sono pertanto organizzate come di seguito descritto: ELABORATI DI TESTO 01 - RELAZIONE GEOLOGICA RELAZIONE GEOLOGICA - FIGURA 1 - CARTA GEOLOGICA - FIGURA 2 - UBICAZIONE INDAGINI IN SITO - FIGURA 3 - PROFILO LITOSTRATIGRAFICO A-A' Nome File: 02 - Pagina 3 di 19

5 - FIGURA 4 - PROFILO LITOSTRATIGRAFICO B-B' - ALLEGATO 1 - SONDAGGI GEOGNOSTICI - ALLEGATO 2 - PROSPEZIONE GEOFISICA - ALLEGATO 3 - LABORATORIO GEOTECNICO FIGURA 1 - PROFILO GEOTECNICO A-A' - FIGURA 2 - PROFILO GEOTECNICO B-B' ELABORATI GRAFICI - 03 PROFILI LITOSTRATIGRAFICI E UBICAZIONE INDAGINI - 04 PROFILI GEOTECNICI E UBICAZIONE INDAGINI Nome File: 02 - Pagina 4 di 19

6 2. BIBLIOGRAFIA E NORMATIVA DI RIFERIMENTO BIBLIOGRAFIA GUIDE GEOLOGICHE REGIONALI LOMBARDIA Soc.Geol.Italiana RACCOMANDAZIONI SULLA PROGRAMMAZIONE ED ESECUZIONE DELLE INDAGINI GEOTECNICHE. (1977) A.G.I. ASSOCIAZIONE GEOTECNICA ITALIANA PROVE GEOTECNICHE IN SITO (1990) Ferruccio Cestari CONE PENETRATION TESTING (CPT) - Simplified Descripetion of the Use and Design Methods for CPTs in Ground Engineering FUGRO (199&) CARTA GEOLOGICA D'ITALIA - SCALA 1: FOGLIO 45 - Milano Servizio Geologico D'Italia NORMATIVA DECRETO MINISTERIALE 11 marzo 1988 Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e stabilità delle opere di fondazione. relazione geologica e geotecnica. competenze professionali ORDINANZA N DEL 20 marzo 2003 Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica DECRETO MINISTERIALE N. 14 Gennaio 2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni CIRCOLARE 2 FEBBRAIO 2009, n. 617 Istruzioni per l'applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio AGI - Giugno 1977 Raccomandazioni sulla programmazione ed esecuzione delle indagini geotecniche AGI 2005 Aspetti Geotecnici della progettazione in zona sismica Nome File: 02 - Pagina 5 di 19

7 3. INDAGINI IN SITO A seguire si riporta un sunto delle indagini eseguite nell'area in studio rimandando per i dettagli, l'elaborazione e l'interpretazione all'elaborato 01-Relazione Geologica CAMPAGNA DI INDAGINE E' consistita in numero 7 sondaggi a carotaggio continuo per la caratterizzazione del volume di terreno interessato dalla realizzazione delle opere in progetto. Il sondaggio S2 è stato strumentato a down-hole per lo studio della risposta sismica locale. ID SONDAGGI Profondità (m) Strumentazione S Piezometro a tubo aperto S Tubazione per Geofisica in foro S Piezometro a tubo aperto S S S S Tabella 3.1 Sondaggi a carotaggio continuo CAMPIONI ID Profondità (m) Tipologia S1 Cr Rimaneggiato S1 Cr Rimaneggiato S1 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S2 Cr Rimaneggiato S3 Cr Rimaneggiato S3 Cr Rimaneggiato S3 Cr Rimaneggiato Tab. 3.2 Riepilogo campioni prelevati PROVE SPT ID Inizio/fine prova N30 S1 - SPT /6/6 S1 - SPT /37/42 S1 - SPT /37/45 Nome File: 02 - Pagina 6 di 19

8 S1 - SPT /36/43 S2 - SPT /3/4 S2 - SPT /20/25 S2 - SPT /59/ Rif S2 - SPT / Rif S2 - SPT / Rif S2 - SPT Rif S3 - SPT /6/7 S3 - SPT /8/9 S3 - SPT / Rif S3 - SPT Rif S3 - SPT Rif S3 - SPT / Rif S4 - SPT /10/12 S4 - SPT Rif S4 - SPT Rif S5 - SPT /13/11 S5 - SPT /8/10 S5 - SPT /32/27 S5 - SPT / Rif S6 - SPT /16/19 S6 - SPT /31/46 S7 SPT /4/4 S7 SPT /12/12 Tab. 3.3 Riepilogo SPT PROVE DI LABORATORIO CAMPIONE PROFONDITA VAGLIATURA SEDIMENT. S1 Cr X S1 Cr X S1 Cr S2 Cr X S2 Cr X S2 Cr S2 Cr S2 Cr X X S2 Cr S2 Cr S3 Cr S3 Cr X S3 Cr LIMITI DI PLASTICITA γn n (g/cm3) TAGLIO DIRETTO PROVA EDOMETRICA ELL Tab. 3.4 Riepilogo prove di laboratorio geotecnico Nome File: 02 - Pagina 7 di 19

9 3.2. ELABORAZIONE DATI STANDARD PENETRATION TEST In tabella 3.5 si schematizza l'elaborazione delle prove SPT con riferimento alla densità relativa e l'angolo di attrito. ID Profondità N SPT (30 cm) σ V gn (kn/m 2 ) (kn/m 2 ) C N N 60 Dr (%) ϕ ( ) S1 - SPT S1 - SPT / S1 - SPT S1 - SPT /90 41 S2 - SPT /40 30 S2 - SPT /75 39 S2 - SPT Rif Rif. 95/ S2 - SPT Rif Rif. 95/ S2 - SPT Rif Rif. 95/ S2 - SPT Rif Rif. 95/ S3 - SPT S3 - SPT /50 32 S3 - SPT Rif Rif. 95/ S3 - SPT Rif Rif. 95/ S3 - SPT Rif Rif. 95/ S3 - SPT Rif Rif. 95/ S4 - SPT S4 - SPT Rif Rif. 95/ S4 - SPT Rif Rif. 95/ S5 - SPT /70 36 S5 - SPT /50 32 S5 - SPT /85 40 S5 - SPT Rif Rif. 95/ S6 - SPT /80 39 S6 - SPT /80 39 S7 SPT /40 30 S7 SPT /60 34 Tab. 3.5 Correzione dei valori di NSPT e valori di Dr PROSPEZIONE SISMICA DOWN HOLE Dal modello di velocità delle onde di taglio ottenuto dal Down-Hole è stato stimato il parametro Vs30 rispetto all attuale piano campagna pari a 387 m/s. Ai sensi dell art del D.M. 14/01/2008, sulla base del parametro Vs30 relativo all attuale piano campagna, il sottosuolo ricade in categoria B. Nome File: 02 - Pagina 8 di 19

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11 4. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA 4.1. MODALITA DI ELABORAZIONE DEI PARAMETRI GEOTECNICI L attribuzione dei parametri geotecnici è stata fatta sulla base dell interpretazione delle prove SPT eseguite in foro di sondaggio utilizzando per la lo ro interpretazione i risultati delle prove fisiche eseguite in laboratorio. La parametrizzazione è stata eseguita secondo quanto dettato dal D.M. 14 Gennaio 2008 che prevede l attribuzione a ciascun strato geotecnico di una doppia tripletta di valori per il parametro rappresentativo. Ciascuna tripletta tiene conto del fatto che la superficie di rottura generata dall applicazione di una carico di fondazione, sia grande o piccola o che le fluttazioni del parametro rappresentativo siano confrontabili o meno con il volume di terreno interessato dall imposta della fondazione. Ciascuna tripletta è composta dal valore medio XM, dal valore caratteristico XK ed infine dal valore di progetto XD (X = parametro rappresentativo). Il valore medio, uguale per entrambe le triplette, è calcolato sulla media dei valori del parametro X rilevati in tutto il suo spessore. Il valore caratteristico è determinato, nel caso di superficie di rottura grande, come il 5 percentile della media (generalmente di poco inferiore alla media), nel caso di superficie di rottura piccola, come il 5 percentile della distribuzione ovvero dell intero campione. Infine il valore di progetto è calcolato applicando ai valori caratteristici un coefficiente riduttivo attribuito in funzione del parametro caratteristico e dell approccio utilizzato nella verifica di stabilità. Approccio1: Doppia combinazione coefficiente di riduzione M2 = 1.25 per tanϕ K e C' K e 1.40 per Cu K. Approccio 2: Combinazione unica coefficiente di riduzione M1 = 1.0 sia per tanϕ K, per C' K che per Cu K UNITA' GEOTECNICHE Sono state così distinte 5 unità geotecniche principali delle quali 4 a carattere schiettamente granulare ed una a comportamento intermedio UNITA' GEOTECNICHE UNITA' GEOTECNICA UG1 In questa unità sono stati accorpati i terreni di riporto e vegetali caratterizzati da una composizione disomogenea ma nel complesso a comportamento prevalente granulare. Corrisponde all'unità stratigrafica RIP. γ = 17.0 kn/m 3 SUP. GRANDE (5 PERCENTILE MEDIA) SUP. PICCOLA (5 PERCENTILE CAMPIONE) ϕ M = 33.1 ϕ M = 33.1 ϕ K = 31.1 ϕ K = 29.5 Coefficiente applicato M1 (tanϕ D =tanϕ K ) ϕ D = 31.1 ϕ D = 29.5 Coefficiente applicato M2 (tanϕ D =tanϕ K /1.25) ϕ D = 25.8 ϕ D = 24.4 Nome File: 02 - Pagina 9 di 19

12 UNITA' GEOTECNICA UG2 In questa unità sono stati accorpati i terreni sabbioso-ghiaiosi con grado di addensamento medio e caratterizzati da un angolo di attrito caratteristico (ϕ k ) 25 <ϕ < 30. Questa unità corrisponde alla porzione superficiale dell'unità litostratigrafica S-G (Ma). Le prove SPT eseguite alla base della stessa unità hanno infatti evidenziato valori N30 del tutto simili a quelli osservati per le sabbie e ghiaie più profonde. Il suo limite inferiore è stato quindi identificato ad una quota di un metro superiore a quello dell'unità S-G (Ma). γ = 18.0 kn/m 3 SUP. GRANDE (5 PERCENTILE MEDIA) SUP. PICCOLA (5 PERCENTILE CAMPIONE) ϕ M = 32.7 ϕ M = 32.7 ϕ K = 30.5 ϕ K = 27.3 Coefficiente applicato M1 (tanϕ D =tanϕ K ) ϕ D = 30.5 ϕ D = 27.3 Coefficiente applicato M2 (tanϕ D =tanϕ K /1.25) ϕ D = 25.2 ϕ D = 22.4 Le prove di laboratorio hanno messo in evidenza un contenuto in fine talmente basso tale da poter considerare il contributo della coesione realmente nullo UNITA' GEOTECNICA UG3 In questa unità sono stati accorpati i terreni a composizione prevalentemente sabbiosa e ghiaiosa caratterizzati da un grado di addensamento molto elevato ed angolo di attrito caratteristico (ϕ M ) ϕ > 35. Confluiscono in questa unità i terreni granulari appartenenti alle unità litostratigrafiche S-G (Pa), S-G-L e G-S e la porzione inferiore dell'unità litostratigrafica S-G (Ma), caratterizzata come già accennato, da un grado di addensamento simile alle unità più profonde. Le numerose prove SPT eseguite su questa unità indicano valori di angolo di attrito medio compresi tra 40 e 45 con grado di addensamento crescente con la profondità dove generalmente si evidenzia anche un graduale aumento della percentuale e della dimensioni dei clasti ghiaiosi. L'elevato grado di addensamento e la variabilità casuale nel rapporto sabbia/ghiaia che è stata osservata sia verticalmente che orizzontalmente, suggeriscono tuttavia di classificare questi terreni con la stessa unità geotecnica senza operare ulteriori suddivisioni. La caratterizzazione geotecnica proposta si basa infatti oltre che sulle caratteristiche meccaniche dei terreni anche sulla finalità del progetto dove il problema geotecnico fondamentale è riconducibile all'imposta delle strutture di fondazione. Accertata quindi l'orizzontalità delle differenti unità e la risposta omogenea in termini di grado di addensamento, si è preferito non operare ulteriori suddivisioni in funzione di variazioni granulometriche locali, poco significative agli scopi progettuali. γ = 18.0 kn/m 3 Nome File: 02 - Pagina 10 di 19

13 SUP. GRANDE (5 PERCENTILE MEDIA) SUP. PICCOLA (5 PERCENTILE CAMPIONE) ϕ M = 43.7 ϕ M = 43.7 ϕ K = 42.8 ϕ K = 40.7 Coefficiente applicato M1 (tanϕ D =tanϕ K ) ϕ D = 42.8 ϕ D = 40.7 Coefficiente applicato M2 (tanϕ D =tanϕ K /1.25) ϕ D = 36.5 ϕ D = UNITA' GEOTECNICA UG4 In questa unità sono stati accorpati i terreni granulari sabbioso-ghiaiosi con elevata percentuale di contenuto fine. Corrisponde all'unità stratigrafica S-L-G. Rilevata alla profondità di oltre 37.0 metri da piano campagna per uno spessore di 3.0 metri, non è stata caratterizzata geotecnicamente sia per l'impossibilità di eseguire prove SPT in foro (poco significative a tali profondità) sia perchè marginale rispetto al volume di terreno di interesse progettuale UNITA' GEOTECNICA UG5 In questa unità sono stati accorpati i terreni granulari sabbiosi con elevato contenuto in fine. Corrispondono all'unità stratigrafica L-S-A. Come per l'unità 4 non è stata eseguita nessuna caratterizzazione geotecnica se non quella fisica. Rilevata tra le profondità di 35.0 e 42.0 metri da piano campagna può essere considerata marginale rispetto al volume di terreno di interesse progettuale MODELLI GEOTECNICI DELLE OPERE D'ARTE A seguire si schematizzano i modelli geotecnici dell'area in studio rimandando per la parametrizzazione geotecnica ai paragrafi EDIFICIO PRODUZIONE (Rif. Figura 2) 2 L'area di imposta dell'edificio produzione è caratterizzata da una stratificazione sub-orizzontale con unità geotecniche a comportamento schiettamente granulari. L'unità più superficiale è la UG1 caratterizzata da uno spessore medio di 4.0 metri tendente ad assottigliarsi in direzione del sondaggio S1 fino a circa 1.5 metri. Segue l'unità UG2 per uno spessore medio di circa 2.5 metri mantenuto fino in prossimità del sondaggio S7 dove evidentemente gli scavi antropici e i successi rinterri hanno conferito a questa unità una superficie di tetto molto ondulata con spessori variabili da meno di 1.0 ad oltre 4.0 metri, ad indicare una potenza iniziale maggiore di quella osservata oggi. Il limite inferiori è comunque caratterizzato da un andamento orizzontale ed è posizionato ad una profondità da piano campagna compresa tra 5.0 e 6.5 metri. L'unità più profonda, relativamente al volume di terreno investigato, è la UG3, del tutto simile a quella superiore ma con grado di addensamento più elevato ed omogeneo lungo tutta la sua estensione laterale. Nome File: 02 - Pagina 11 di 19

14 Dal punto di vista idrogeologico ed hai fini dell'interazione terreno/strutture è stato osservato il livello di falda ad una profondità compresa tra 17.0 e 18.0 metri circa da piano campagna EDIFICI UHV E UFFICI (Rif. Figura 3) 3 L'area di imposta dei 2 edifici, indagata con i sondaggi da S2 a S4 è caratterizzata fino alla profondità di 20 metri dalla stessa alternanza di unità descritta per l'edifici produzione, ma con una omogenità verticale ed orizzontale più marcata. E' stato infatti osservato come i limiti geotecnici che delimitano le differenti unità, siano caratterizzati da un andamento pressoché orizzontali senza variazioni verticali apprezzabili. Dall'alto verso il basso è possibile distinguere l'unità UG1 con spessore compreso tra 3.5 e 4.5 metri sovrastante l'unità UG2 che con spessore costante di circa 2.0 metri si estende fino alla profondità di 6.5 metri, mostrando una lieve risalita (5.5 metri) in corrispondenza del sondaggio S2. Segue l'unità UG3 che con spessori di circa 30 metri si estende fino alla profondità di 35.0 metri da attuale piano campagna. La sua continuità verticale è interrotta dall'unità UG4 alla profondità di 29.0 metri per uno spessore di circa 2.5 metri. Dalle profondità di circa 35.5 a 42.0 metri è stata rilevata l'unità UG 5 ed infine chiude il volume di terreno indagato l'unità UG 4 con uno spessore di 8.0 metri a partire dalla profondità di 42.0 metri da piano campagna. Dal punto di vista idrogeologico ed hai fini dell'interazione terreno/strutture è stato osservato il livello di falda ad una profondità compresa tra 17.0 e 18.0 metri circa da piano campagna. Nome File: 02 - Pagina 12 di 19

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17 5. CARATTERIZZAZIONE SISMICA SMICA DELL'AREA L'area, individuata alle coordinate LAT: 45,549102, LONG: 9, ai fini della definizione dell'azione sismica di progetto è caratterizzata dalla presenza di terreni che ricadono nella categoria di suolo B (velocità Vs 30 comprese tra 360 e 800 m/s) con velocità Vs30 pari a 387 m/s. A seguire si analizzano, ai fini della caratterizzazione sismica di sito, gli effetti di liquefazione e di pericolosità sismica PERICOLOSITA SISMICA La pericolosità sismica di base costituisce l elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche ed è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa (ag) in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido (categoria A) con superficie topografica orizzontale, nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondete, con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza (PVR) nel periodo di riferimento (VR). Gli stati limite considerati per la verifica sismica dell intervento sono: - SLD stato limite di danno, la prestazione da garantire si riferisce al contenimento delle deformazioni del sistema fondazione-terreno (PVR=63%) - SLV stato limite di salvaguardia della vita, la prestazione da garantire si riferisce alla resistenza del sistema fondazione-terreno (PVR=10%). La classe d uso prevista per l opera in progetto è la Classe II, trattandosi di una abitazione ad uso civile, quindi di un opera che prevede normali affollamenti. Il valore del coefficiente d uso (CU), in funzione della classe d uso, risulta CU=1.0. L azione sismica di progetto adottata è ottenuta considerando le seguenti condizioni di stato limite, strategia di progettazione e risposta sismica locale. - Vita nominale della costruzione VN=50 anni - Classe d uso della costruzione II - Coefficiente d uso della costruzione CU = Categoria di suolo B - Categoria topografica T1 A seguire la tabella con i parametri T r, ag, F 0 e T C associati a ciascun stato limite considerati la vita nominale dell edificio ed il coefficiente d uso della costruzione. STATO Tr ag(g) F0 Tc LIMITE (anni) (g) (-) (s) SLO 30 0,020 2,556 0,163 SLD 50 0,025 2,546 0,192 Nome File: 02 - Pagina 13 di 19

18 SLV 475 0,053 2,633 0,280 SLC 975 0,065 2,662 0,297 STATO LIMITE DI SALVAGUARDIA DELLA VITA SLV Considerando lo stato limite di salvaguardia della vita (SLV), l azione sismica di progetto è di seguito esposta. La pericolosità sismica di progetto del territorio in esame risulta: a g (g) = 0.053g Le condizioni locali del sito di costruzione dell opera determinanti: il coefficiente di amplificazione stratigrafica S S = il coefficiente di amplificazione topografica S T = consentono di individuare l accelerazione massima orizzontale secondo la seguente espressione: a max max = a g S S S T = (g) STATO LIMITE DI DANNO SLD Considerando lo Stato limite di danno (SLD), l azione sismica di progetto è di seguito esposta. La pericolosità sismica di progetto del territorio in esame risulta: a g (g) = 0.025g Le condizioni locali del sito di costruzione dell opera determinanti: il coefficiente di amplificazione stratigrafica S S = il coefficiente di amplificazione topografica S T = consentono di individuare l accelerazione massima orizzontale secondo la seguente espressione: a max max = a g S S S T = 0.03 (g) Nome File: 02 - Pagina 14 di 19

19 6. PROBLEMATICHE DI INTERAZIONE TERRENO/STRUTTURE Le problematiche connesse alla realizzazione dell'edificio industriale sono essenzialmente riconducibili alla capacità portante dei terreni di fondazioni. Le caratteristiche granulari dei terreni presenti nell'intero volume di terreno indagato escludono infatti l'insorgere di cedimenti di consolidazione. Considerata la presenza di 2 unità geotecniche caratterizzate da grado di addensamento medio si prospetta una soluzione fondazionale di tipo profonda VERIFICA DELLA CAPACITA' PORTANTE In considerazione della natura dei terreni, dell entità dei carichi verticali agenti in fondazione, per le opere in esame si adottano fondazioni di tipo profondo costituite da pali trivellati di grande diametro 600 e 800 mm. La scelta di fondazioni di tipo profondo è vincolata dalla necessità di garantire gli adeguati coefficienti di sicurezza alla stabilità delle fondazioni DEFINIZIONE DEI PARAMETRI DI PROGETTO In questo elaborato, al fine di fornire le prime indicazioni in materia di capacità portante sono presi in considerazione i soli stati limite ultimi (SLU). Le analisi agli stati limite ultimi (SLU) sono impiegate per le verifiche di resistenza degli elementi strutturali e per le verifiche geotecniche. In particolare, per ciascun stato limite ultimo deve essere rispettata la condizione: Ed R d dove E d è il valore di progetto delle azioni o dell effetto delle azioni ed R d è il valore di progetto delle resistenze del sistema geotecnico considerato. Il valore di progetto delle azioni può essere espresso come: ovvero: X k E d E γ F Fk ; ; a γ M = d X k E d γ EE Fk ; ; a γ M = d dove γ E = γ F, F k è il valore caratteristico delle azioni, X k è il valore caratteristico dei parametri del terreno. Il valore di progetto delle resistenze del sistema geotecnico può essere espresso come: 1 X k R d R γ F Fk ; ; a γ R γ M = d Effetto delle azioni e resistenza sono espresse in funzione delle azioni di progetto γ F F k, dei parametri di progetto del terreno X k /γ M e della geometria di progetto a d. L effetto delle azioni può anche essere valutato direttamente come E d = γ E E k. Nella formulazione delle resistenze R d, compare esplicitamente un coefficiente γ R che opera direttamente sulle resistenza del sistema. La verifica della suddetta condizione deve essere effettuata Nome File: 02 - Pagina 15 di 19

20 impiegando diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali, rispettivamente definiti per le azioni (A1 e A2), per i parametri geotecnici (M1 e M2) e per le resistenze (R1, R2 e R3) Verifiche agli stati limite ultimi (SLU) Le verifiche di capacità portante dei pali vengono svolte secondo la metodologia degli stati limite ultimi. La verifica della capacità portante dei pali è soddisfatta se: F cd < R cd essendo R cd = R k / γ R dove: F cd = carico assiale di compressione di progetto R cd = capacità portante di progetto nei confronti dei carichi assiali R k = valore caratteristico della capacità portante limite del palo In particolare le verifiche di capacità portante dei pali agli stati limite ultimi i statici (SLU) vengono condotte con riferimento all approccio 1: combinazione 1: (A1+M1+R1) combinazione 2: (A2+M2+R2) +R2) Le verifiche di capacità portante dei pali agli stati limite ultimi sismici (SLV) vengono condotte con riferimento all approccio 2: (A2+M1+R3) Il valore di progetto R cd della resistenza si ottiene a partire dal valore caratteristico R k applicando i coefficienti parziali γ R riportati in tabella 6.1. Tabella Coefficienti γ R Inoltre se la resistenza caratteristica R k del palo viene ricavata attraverso correlazioni empiriche che prevedono l utilizzo di parametri geotecnici o risultati di prove in sito, il valore caratteristico della resistenza R c,k (o R t,k ) sarà dato dal minore dei valori ottenuti applicando alle resistenze calcolate R c,cal (o R t,cal ) i fattori di correzione (ξ) riportati nella seguente tabella in funzione del numero di verticali d indagine. Nel caso in esame, si è assunto un valore medio del fattore di correzione (ξ 3 ) pari a 1.65, che considera 2 verticali d indagine disponibile per ogni opera d arte. Nome File: 02 - Pagina 16 di 19

21 Resistenza Base Laterale in compressione Laterale in trazione Pali Trivellati γ R γ R γ R ξ FS FS FS (R1) (R2) (R3) (n indagini = 2) (R1) (R2) (R3) CALCOLO CAPACITA' PORTANTE A COMPRESSIONE La portata di progetto di un palo trivellato (eseguito con completa asportazione del terreno) Qd può essere espressa dalla seguente relazione: Dd =Q ll / F SL + Q bl / F SB dove: Q ll = portata laterale limite Q bl = portata di base limite F SL = fattore di sicurezza per la portata laterale F SB = fattore di sicurezza per la portata di base PORTATA LATERALE LIMITE Per la valutazione della portata laterale ale limite si opta per un criterio alle tensioni efficaci (per i terreni prevalentemente coesivi sono state anche eseguite prove di taratura numerica con criteri alle tensioni totali): dove: D = diametro del palo; Q lim = π D Σ i (q li L i ) q li = k i tand σ v L i = altezza dello strato i-esimo σ v = tensione verticale efficace efficacie alla mezzerie dello strato K = 1 - sin f d = 2/3 f f = Angolo di resistenza al taglio Nome File: 02 - Pagina 17 di 19

22 PORTATA DI BASE LIMITE Per la valutazione della portata di base limite si opta per un criterio alle tensioni efficaci: Qb = A p N q σ v dove: A p = area della base del palo N q = Coefficiente di capacità portante σ v = tensione verticale efficace efficacie alla punta del palo MODELLO GEOTECNICO DI RIFERIMENTO In tabella 6.2 è schematizzato il modello geotecnico di riferimento UNITA' Peso di Angolo di attrito Profondità Profondità GEOTECNICA Volume caratteristico (5 inizio strato fine strato (kn/m 3 ) percentile del campione) Nq UG UG UG Tabella Modello geotecnico di riferimento CARATTERISTICHE PALI In tabella 6.3 sono schematizzate le caratteristiche geometriche dei pali nell'ìpotesi di incastro nell'unità UG3 con differenti ipotesi di incastro nell'unità UG3. Lunghezza PALO Φ 600 PALO Φ800 Incastro in UG3 Lunghezza Incastro in UG Tabella Caratteristiche geometriche pali In tabella 6.4 si riportano i valori di R D utilizzando l'approccio 2 (A2+M1+R3) sia per i pali di Φ 600 che Φ 800 profondità palo (m) PALO DIAMETRO 0,60 m - TRIVELLATO RD Laterale (kn) RD Punta (kn) Rk TOTALE (kn) γs = 1,15 γb = 1,3 5 Tabella Verifica portanza in compressione RD TOTALE (kn) ξ = ,0 260,7 5256,4 5517,1 3343,7 9,0 333,9 5935,0 6268,9 3799,3 10,0 416,1 6612,8 7028,9 4259,9 PALO DIAMETRO 0,80 m - TRIVELLATO 9,0 445, , ,7 6664,1 10,0 554, , , ,15 11,0 676, , , ,45 Nome File: 02 - Pagina 18 di 19

23 CALCOLO CAPACITA' PORTANTE A TRAZIONE La portata di progetto a trazione di un palo trivellato (eseguito con completa asportazione del terreno) Qd può essere espressa dalla seguente relazione: Dd =Q ll / F SL + Q P dove: Q ll = portata laterale limite F SL = fattore di sicurezza per la portata laterale Q P = Peso palo Per il calcolo della portata laterale a compressione si utilizza la stessa formula per il calcolo della portata laterale a compressione. In tabella 6.5 si riportano i valori di R D in trazione sia per i pali di Φ 600 che Φ 800. Nome File: 02 - Pagina 19 di 19