COMUNE DI GORLA MAGGIORE LOTTO - B -

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1 COMUNE DI GORLA MAGGIORE PIANO ATTUATIVO RESIDENZIALE Via SACCO VANZETTI - VIA CARAVAGGIO GORLA MAGGIORE LOTTO - B - Allegato G - RELAZIONE GEOLOGICA IL Tecnico Redattore del Piano Attuativo Dott. Ing. Carla Pusceddu IL Tecnico Incaricato dal Committente Geom. Caimi Osvaldo IL Committente Sig. Hofelsauer Gian Luca

2 Via Morazzone n. 3/A TRADATE (VA) Tel. e Fax. (0331) cell [email protected] PEC: [email protected] P.IVA CF:CRTLND66R70L319R Committente: Sig. Gianluca HOFELSAUER Via Sacco e Vanzetti, Gorla Maggiore (VA) Relazione Geologica e Geotecnica per la costruzione di nuovo edificio residenziale in Via Sacco e Vanzetti, Comune di Gorla Maggiore (VA) mappale n. 203 foglio n. 9. (Decreto Ministeriale 14/01/2008 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 2009). RIF.: 348TCN gennaio 2014

3 SOMMARIO 1. PREMESSA...ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO. 2. MODELLO GEOLOGICO DEL SITO...ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO. 2.1 CONDIZIONI REGIONALI ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO Litologia e Geomorfologia Errore. Il segnalibro non è definito Idrogeologia Errore. Il segnalibro non è definito Pedologia Errore. Il segnalibro non è definito. 2.2 ASSETTO DI DETTAGLIO ERRORE. IL SEGNALIBRO NON È DEFINITO Prove di resistenza meccanica dei terreni: Prove S.C.P.T. (Standard Cone Penetration Test) Errore. Il segnalibro non è definito. 2.3 CONSIDERAZIONI RIASSUNTIVE 3 3. PROGETTO VALUTAZIONE DELLA CAPACITA' PORTANTE NASTRIFORME CONTINUA COSTANTE DI SOTTOFONDO ANALISI DELLE AZIONI SISMICHE STABILITA' DEI FRONTI DI SCAVO...14 ALLEGATI 1. COROGRAFIA - Scala 1: UBICAZIONE DELLE INDAGINI Scala 1: DIAGRAMMI E TABULATI DELLE PROVE PENETROMETRICHE S.C.P.T. FIGURE Figura 1 Estratto Carta Geologica d Italia foglio n. 31 Varese e n. 44 Novara Figura 2 Area d indagine vista aerea 2

4 2.3 Considerazioni riassuntive I risultati delle indagini geotecniche sono così riassumibili: Al di sotto dell intervallo superficiale con funzione coltiva di spessore pari a circa 0,5m privo di importanza geotecnica, l UNITA' GEOTECNICA 1 si estende sino alla profondità variabile di -1,5 e - 1,8 m ed è ascrivibile a sabbie di granulometria media con ghiaia poligenica. Il materiale è contraddistinto da valori medi di Nspt pari a 4 colpi/piede, propri di un materiale da MOLTO SCIOLTO a POCO ADDENSATO. L UNITA' GEOTECNICA 2, litologicamente riconducibile a sabbia da media a grossolana con poca ghiaia, ha uno spessore variabile tra 30 e 60 cm ed è contraddistinta da valori rappresentativi di NSPT pari a 9 colpi/piede, propri di un materiale POCO ADDENSATO. L UNITA' GEOTECNICA 3 si estende pressoché omogeneamente sino alla profondità di circa -3,6m dal piano campagna con valori rappresentativi di NSPT pari a 38 colpi/piede, propri di un materiale ADDENSATO. Infine, in tutte le prove eseguite si è raggiunto il Rifiuto strumentale alla profondità di -3,9m. Anche quest ultimo aspetto testimonia l omogeneità della distribuzione delle unità nell area indagata. Attraverso l indagine strumentale, gli intervalli superficiali del terreno sono apparsi lievemente umidi; in base agli elementi conoscitivi disponibili, tale umidità si attribuisce essenzialmente all infiltrazione di acqua meteorica dalla superficie, piuttosto che a circolazioni idriche subsuperficiali o falde sospese. In merito a queste ultime, non si è in grado di escluderne la presenza in corrispondenza dell area di cantiere per via del carattere puntuale dell indagine condotta ed avendo tali circolazioni persistenza prevalentemente locale e stagionale. Secondo quanto disposto dalle Norme Tecniche, i parametri meccanici devono essere trattati in maniera statistica, adottando valori a cui sia associata una probabilità di superamento non superiore a 5% (2.3 NTC2008), ottenendo parametri definiti caratteristici. Profondità Φnominale (da prove) Φk (caratteristico) Da piano campagna sino al max a 1,8 m circa Da 1,8 m circa a -2,4 m circa Da -2,4 m circa a -3,6 m circa

5 Nella seguente SEZIONE GEOTECNICA INTERPRETATIVA è stata eseguita la correlazione tra il piano di riferimento progettuale, le prove geotecniche e le rispettive quote altimetriche. Dal punto di vista litostratigrafico-geotecnico, si osserva una sostanziale omogeneità delle caratteristiche delle unità indagate, oltre ad una buona rispondenza delle rispettive posizioni plano-altimetriche. 4

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7 TABELLA 2 - PARAMETRI GEOTECNICI Unità geotecniche profondità dal p.c. (m) Nspt medio ϕ ( ) Dr (%) Peso di volume naturale (t/mc) E Modulo di Young (kg/cmq) Rapporto tau/sigma Go Modulo dinamico di taglio (kg/cmq) M Modulo edometrico (kg/cmq) 1 Da ±0,0 a -1,5/-1,8m , , Da -1,5/-1,8m a -2,1m , , Da -2,1m a -3,6m , , Note: ϕ = 15Nspt + 15 valida per sabbia fine e limosa (Road Bridge Specification) ϕ = 0, 3Nspt + 27 valida per sabbia media e grossolana; ghiaia (Japanese National Railway) ( % ) = 0,478 ln( ) 0,262 ln( σ ) 2, 84 ln Dr + (Schultze & Mezembach) N spt G t mq anspt b 0 ( / ) = (Ohsaki & Iwasaki) s spt Vs( m / s) = C N z F F (Ohta & Goto) a g N1 / σ = N 1 = [ 1 1,25 Log 10 σ v ' ] N (relazione empirica di Seed e Idriss) spt 90 M ( kg / cmq ) 11,84 N + 38 valida per sabbia ghiaiosa (Menzebach & Malcev) τ dove: ( ) = spt 2 E( MPa) = αnspt ( α = Nspt Nspt ) (Stroud) 6

8 3. Progetto Le Istruzioni CSLP Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009 G.U. n. 47 del 26 febbraio S.O. n. 27 affermano che nelle Zone sismiche 4 (Pericolosità sismica molto bassa), per le costruzioni di tipo 1 e 2 e di classe d uso I e II, le verifiche di sicurezza possono essere condotte alle tensioni ammissibili, secondo quanto specificato al punto 2.7 delle NTC ( D.M e D.M ). Si assume: Grado di sismicità S = 5. Si riporta nel seguito l attribuzione della tipologia di costruzione e della classe d uso secondo quanto previsto dalla vigente normativa per la costruzione in progetto in Via Sacco e Vanzetti - Comune di Gorla Maggiore (VA). Vita Nominale Vn (2.4.1 NTC 2008) Classe d uso (2.4.2 NTC 2008) Periodo di riferimento dell azione sismica Vr = Vn*Cu (pari a 1 per classe d uso II) > o = 50 anni II 50 anni Secondo le indicazioni tecniche disponibili alla data di redazione del presente rapporto (gennaio 2014), l intervento prevede la costruzione di una villetta costituita da piano semi-interrato, p. terra e p. primo. Per le strutture fondazionali si prevede la realizzazione di elementi costituiti da: fondazione diretta continua (nastriforme) con B=1 m, spessore di 0,40 m e piano di appoggio alla profondità di -2,50 m dal piano di riferimento progettuale ±0,0. Non si hanno indicazioni progettuali sui carichi trasmessi al sistema fondazionale (permanenti G ed accidentali Q). 7

9 4. VALUTAZIONE DELLA CAPACITA' PORTANTE Sulla base delle prove geotecniche, delle caratteristiche meccaniche e litologiche dei terreni presenti nell'area relativamente alle UNITA' GEOTECNICHE incontrate, si riportano i calcoli eseguiti per i singoli elementi costitutivi della tipologia fondazionale di seguito descritta: Fondazione nastriforme continua (B 1,0 m * L 8,65 m), piano di appoggio alla quota progettuale -2,5 m, fisicamente costituita in cemento armato (h. 0,40m). 4.1 NASTRIFORME CONTINUA Tipologia fondazionale: nastriforme continua Geometria della fondazione Larghezza o diametro base B (m): 1,0 Lunghezza della base L (m): 8,65 Quota progettuale di posa lato destro d1(m): -2,5(-2,5 dal piano campagna) Quota progettuale di posa lato sinistro d2(m): -2,5(-2,5 dal piano campagna) Spessore della fondazione dx. e sin. (m): 0,4 Peso di volume del cls (kg/mc): 2500 In riferimento a tali ipotesi, la pressione ammissibile da affidare al terreno di fondazione può essere ricavata con la seguente relazione: qamm= qlim/fs = γdf*df*nq*sq + 0.5*γ*B*Ny*Sy + c*nc*sc (BRINCH HANSEN, 1970) dove : γ : peso di volume del terreno sottostante il piano di fondazione γdf : peso di volume del terreno soprastante il piano di fondazione Df : profondità della fondazione B : larghezza della fondazione Fs : fattore di sicurezza pari a 3 c : coesione Nq-Ny-Nc: fattori adimensionali di capacità portante funzione dell'angolo di attrito interno del terreno Sq-Sy-Sc: fattori adimensionali di forma 8

10 Si è ammesso che il piano di appoggio della fondazione possegga le caratteristiche geotecniche dell UNITA 3. Nei calcoli si sono utilizzati i seguenti valori dell unità (vedi anche la precedente Tabella 2): Parametri geotecnici del terreno di fondazione - Unità n. 1 Profondità: da -2,1m a -3,6m Descrizione litologica: ghiaia con sabbia Angolo di attrito ( ): 36 Densità relativa (%): 73 Coesione(kg/cmq): 0 Peso di volume sopra falda(kg/mc): 1950 Peso di volume sotto falda(kg/mc): 2050 Modulo di Young o edometrico (kg/cmq): 286 Numero di colpi Spt medio: 38 Comportamento meccanico: Intervallo prevalentemente incoerente Caratteristiche idrogeologiche: Intervallo moderatamente permeabile Su tale base sono stati determinati i valori della capacità portante del terreno per la tipologia fondazionale prescelta ed i relativi cedimenti teorici. 9

11 Calcolo della portanza della fondazione Metodo di calcolo: Brinch Hansen Fattori di forma: Sc: 1,0 Sq: 1,04 Sy: 0,95 Fattori di profondità: Dc: 1,48 Dq: 1,38 Dy: 1 Fattori inclinazione carico: Ic: 1 Iq: 1 Iy: 1 Fattori inclinazione pendio: Gc: 1 Gq: 1 Gy: 1 Fattori inclinazione base: Bc: 1 Bq: 1 By: 1 Coefficiente di sicurezza: 3 Portanza limite (kg/cmq): 3,9 Portanza ammissibile (kg/cmq): 1,3 Calcolo dei cedimenti del terreno (cedimenti elastici) Pressione normale di progetto (kg/cmq): 1,2 Spessore dello strato (m): 4,0 Profondità del substrato (m)- indicativa: 100,0 Modulo elastico (kg/cmq): 286 Coefficiente di Poisson: 0,3 Cedimento al centro della fondazione(mm): 3,36 Cedimento al bordo (mm): 1,2 Calcolo dei cedimenti del terreno ( Burland e Burbidge) Pressione normale di progetto (kg/cmq): 1,2 Tempo (anni): 15 Profondità significativa Zi (m): 1,453 Media dei valori di Nspt all interno di Zi: 35 Fattore di forma fs: 1,476 Fattore strato compressibile fh: 1 Fattore tempo ft: 1,44 Indice di compressibilità: 0,015 Cedimento (mm): 3,0 Verifica di capacità portante Q lim = q lim * B * L = 337,35 t Carico massimo di esercizio N= G + Q = (dati non forniti) Fs = Q lim / N = (da quantificare a seguito del valore di N) Esito: Verifica soddisfatta/non soddisfatta 4.2 Costante di sottofondo 10

12 Può risultare utile per il progetto ingegneristico delle fondazioni avere un criterio di valutazione della costante di sottofondo; dalla relazione di VESIC (1961) si ha: Ks = Ks' / B con B = larghezza della fondazione; dove: Ef = modulo di Young della fondazione; Jf = momento di inerzia della fondazione; Es = modulo di Young del suolo; μ = coefficiente di Poisson del suolo; B = larghezza della fondazione. Secondo BOWLES è possibile utilizzare l espressione semplificata: Essa rappresenta una delle possibili espressioni analitiche la cui applicazione è resa possibile dai dati forniti dall indagine penetrometrica, in particolare dai valori di Nspt. Diversamente, una stima immediata, ma indicativa, del ks si ottiene attraverso gli ordini di grandezza contenuti nella tabella seguente, variabili in funzione della diversa natura del terreno di fondazione. Caratteri litologici Ks (kg/cmc) Sabbia sciolta 0,48 1,6 Sabbia mediamente compatta 0,98 8,16 Sabbia compatta 6,5 13,06 Sabbia argillosa mediamente compatta 3,2 8,16 Sabbia limosa mediamente compatta 2,45 4,9 Argilla qu< 2,04 kg/cmq 2,04<qu< 4,08 kg/cmq qu> 4,08 kg/cmq 1,22 2,45 2,45 4,9 >4,9 (fonte: J. E. Bowles Fondazioni, progetto e analisi Mc Graw Hill Milano, 1991) 11

13 Il confronto tra i due diversi approcci consente di restringere ulteriormente il campo di variabilità del parametro in questione. Nel caso in esame, il terreno di fondazione è costituito da sedimenti incoerenti con prevalenza di granulometrie sabbiose e limose, da poco a mediamente consistenti. Il valore del ks calcolato è tale da ricadere in un campo di valori pari a 1,6 1,78 kg/cmc. 5. Analisi delle azioni sismiche Prima dell entrata in vigore dell attuale normativa, il territorio comunale di Gorla Maggiore (VA) non era classificato sismico ai sensi del D.M L Ordinanza P.C.M. n del ha riclassificato l intero territorio nazionale e, in tale quadro, il Comune di Gorla Maggiore ricade oggi 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. Zona sismica Accelerazione orizzontale con probabilità di superamento pari al 10% in 50 anni [ag/g] Accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico [ag/g] 1 >0,25 0,35 2 0,15 0,25 0,25 3 0,05 0,15 0,15 4 <0,05 0,05 Il Decreto Ministeriale del 14 Gennaio 2008 Norme Tecniche per le Costruzioni, entrato in vigore dal 1 luglio 2009, impone la verifica delle azioni sismiche sulle nuove costruzioni. L azione sismica di progetto tiene conto della categoria di sottosuolo di riferimento (3.2.II NTC2008); sono previste cinque classi di terreni, identificabili sulla base delle caratteristiche stratigrafiche e delle proprietà geotecniche rilevate nei primi 30 metri e definite dai seguenti parametri: velocità delle onde S, numero colpi SPT e/o coesione non drenata. 12

14 Le NTC2008 raccomandano fortemente la misura diretta della velocità di propagazione delle onde di taglio VS, ma in questo caso tale classe è stata definita mediante l esecuzione di prove penetrometriche, come concesso dalla normativa. L area oggetto di indagine presenta terreni rientranti nella categoria C, definiti nel D.M. come Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fine mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < Nspt 30 < 50). Come condizione topografica al contorno, dovrà essere considerata la categoria T1, propria dei terreni pianeggianti. All intervento in progetto (costruzione di edificio residenziale di tipologia uni o bifamiliare) si assegnano i seguenti valori caratteristici: Vita nominale Vn > o = 50 anni; Classe d uso II; Periodo di riferimento per l azione sismica Vr = 50 anni; Coefficiente cu = 1,0 13

15 Come prima fase si determinano i parametri delle azioni sismiche di progetto proprie del sito di intervento. Quest ultimo (WGS84 latitudine: 45,671363; longitudine: 8,891445), collocato in zona sismica 4, è caratterizzato dai seguenti parametri: "Stato Limite" T r a g F o T* c [anni] [g] [-] [s] Operatività (SLO) Danno (SLD) Salvaguardia Vita (SLV) Prevenzione Collasso (SLC) dove ag = accelerazione orizzontale massima al sito; Fo = valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale; Tc = periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. Coefficienti sismici SLO SLD SLV SLC Ss - Amplificazione stratigrafica 1,50 1,50 1,50 1,50 Cc - Coefficiente funz. categoria 1,93 1,90 1,60 1,55 St - Amplificazione topografica 1,00 1,00 1,00 1,00 Kh 0,004 0,006 0,012 0,014 Kv 0,002 0,003 0,006 0,007 A max (m/s²) 0,219 0,273 0,567 0,681 Beta 0,200 0,200 0,200 0, STABILITA' DEI FRONTI DI SCAVO Trincee provvisorie verticali Durante la fase esecutiva del progetto, eventuali trincee provvisorie, verticali, nell'ambito dell Unità 1 dovranno avere elevazione inferiore all altezza critica se non adeguatamente sostenute. Essendo tale valore direttamente dipendente dalla coesione del terreno (nel presente caso non determinata da prove specifiche ma, ragionevolmente, molto limitata), si ipotizza che l altezza critica 14

16 nell ambito di quest ultima sia pari a circa 0,8-1,0m per analogia con situazioni litologico-stratigrafiche paragonabili. 15

17 Inclinazione massima dei fronti di scavo Con riferimento alle condizioni litologiche presenti nell area di futuro cantiere ed in relazione alle caratteristiche fisico-granulometriche e geotecniche della sopracitata Unità, l angolo da adottare durante gli scavi provvisori potrà raggiungere anche si veda a tal proposito il diagramma sottostante - se le medesime pareti di scavo saranno idoneamente protette da scorrimenti e dilavamenti di acque superficiali. Tradate, gennaio 2014 Il Tecnico incaricato Dott. Geologo Linda Cortelezzi 16