1 PREMESSA Il Committente Consorzio di Bonifica dell Ufita intende effettuare i lavori di costruzione di una vasca di accumulo e stazione di sollevamento nell ambito del progetto di adeguamento del comprensorio irriguo della Valle del Calore Irpino, nel Comune di Mirabella Eclano (AV); incarica, pertanto, con determina prot. 467 del 19 febbraio 2015, il dott. Salvatore Giannetta, geologo libero professionista, iscritto all'ordine dei Geologi della Regione Campania al n. 2196, di redigere uno studio geologico per realizzare i lavori in oggetto. Lo studio ha lo scopo di evidenziare le caratteristiche geo-stratigrafiche del sottosuolo interessato dalle opere da realizzare, oltre a fornire ai tecnici progettisti alcune informazioni utili per la progettazione. 1.1 Lavoro eseguito Prima di svolgere qualsiasi indagine in sito, è stata effettuata una preliminare visita allo stato dei luoghi per evidenziare eventuali problemi connessi con la natura e le caratteristiche del sottosuolo che possono incidere in modo significativo sulle opere che s intendono realizzare. Successivamente, a questa prima fase conoscitiva, è stato svolto il seguente piano di lavoro: - ricerca bibliografica e cartografica; - rilevamento geomorfologico di superficie di un area sufficientemente ampia e di quella direttamente interessata dalle opere da realizzare; - esame di alcuni scavi di sbancamento eseguiti in zone limitrofe; - esecuzione di tre sondaggi geognostici a carotaggio continuo (S1 -, S2-, S3)il primo in corrispondenza della stazione di sollevamento fino alla profondità di metri 30 dal p.c.,gli altri due nell area della vasca di accumulo fino alla profondità di metri 15 dal p.c.; - esecuzione di una prova sismica di tipo M.A.S.W. ; - stesura della relazione illustrativa generale.
2 1.2 Ubicazione dell'area L'area oggetto di studio è sita nel Comune Mirabella Eclano (AV) corrispondenza del ponte sul fiume Calore in destra idrografica. in 2 CARATTERIZZAZIONE GOLOGICA DEL SITO 2.1 Geologia Nell area di studio affiorano depositi di facies continentale da depositi alluvionali e terreni eluvio-colluviali. TERRENI QUATERNARI depositi eluvio-colluviali: sedimenti detritici costituiti da clasti eterometrici con abbondante matrice prevalentemente pelitica. TERRENI PLEISTOCENICI-OLOCENICI depositi alluvioni recenti: ghiaie e ghiaie sabbiose eterometriche, poligeniche, con intercalazioni lenticolari di sabbie e limi con ciottoli e peliti. Spessore da alcuni metri a qualche decina di metri. depositi alluvionali terrazzati: ghiaie eterometriche poligeniche con lenti di sabbie e peliti. Spessore 10-100 m. depositi piroclastici: depositi piroclastici costituiti da cineriti grigiastre, con inglobante pomice e frammenti lavici.
3 2.2 Geomorfologia L area oggetto di studio è ubicata lungo il fiume Calore nel Comune di Mirabella Eclano. La suddetta area presenta una morfologia in piano, per cui le forme di erosione risultano essere limitate; non si riscontrano fenomeni di dissesto significativi ma solo fenomeni che interessano la coltre superficiale. Il sito di studio si trova ad una quota di 200 m circa sul livello del mare e ricade in un'area che non presenta segni di instabilità in atto e/o in preparazione. L Autorità di Bacino Liri-Garigliano-Volturno, competente, in data 24.02.2015, prot. 1329, esprimeva parere favorevole all esecuzione delle opere in progetto con la prescrizione di valutare attraverso uno studio idrogeologico, l interferenza dell invaso con la falda idrica.
4 3 INDAGINI ESEGUITE Nell area oggetto di studio sono state eseguite, dalla Geo-In s.r.l. azienda provvista di autorizzazione ministeriale per l esecuzione di indagini geognostiche e prove geotecniche di laboratorio, così come previsto dalle norme vigenti, n. 3 sondaggi geognostici con prelievo di campioni indisturbati. Inoltre è stata eseguita, sempre dalla stessa ditta, una indagine geofisica basata sull impiego della sismica di tipo M.A.S.W. in corrispondenza del sondaggio della stazione di sollevamento. Nei sondaggi S2 ed S3 è stato installato un piezometro per misurare il livello della falda. I risultati delle prove di laboratorio e delle indagini in sito, forniti dalla Geo- In., sono allegati alla presente relazione. 3.1 Successione stratigrafica, caratteristiche fisico-meccaniche e sismiche Con riferimento alle stratigrafie dei sondaggi geognostici a carotaggio continuo S1, S2 ed S3, ai risultati delle prove in sito, ai risultati delle prove di laboratorio, è stato possibile ricostruire la successione stratigrafica e le caratteristiche fisicomeccaniche e sismiche. Il sondaggio S1 dopo 0,70 metri di terreno vegetale presenta fino ad una profondità di 7,5 metri strati di limo argilloso di vario colore con livelli di ghiaia e ciottoli eterometrici, dai 7,50 metri fino a 30,0 metri argilla colore grigio azzurra molto consistente con livelli marnosi ed inclusi litoidi di natura calcarea. I parametri fisico-meccanici ricavati dalle prove di laboratorio sul campione indisturbato S1-C1 prelevato tra 3,00-3,50 mt sono:
5 peso di volume KN/m 3 17,71 C coesione drenata KN/m 2 14,10 angolo di attrito interno 19,00 I parametri fisico-meccanici ricavati dalle prove di laboratorio sul campione indisturbato S1-C2 prelevato tra 5,50-6,0 0 mt sono: peso di volume KN/m 3 20,43 C coesione drenata KN/m 2 angolo di attrito interno V s velocità onde S (media pesata nei 30 mt) m/s 234 Il sondaggio S2 dopo 1,0 metro di terreno vegetale presenta fino ad una profondità di 2,80 metri strati di limo argilloso di colore bruno, dai 2,80 metri fino a 7,50 metri sabbia limosa con inclusi elementi litoidi di natura calcarea arrotondati ed etero metrici; da 7,50 metri a 12,00 metri limo argilloso grigiastro consistente con elementi litoidi arrotondati ed etero metrici; da 12,00 a 15,00 metri argilla grigio azzurra molto consistente. I parametri fisico-meccanici ricavati dalle prove di laboratorio sul campione indisturbato prelevato tra 11,20-11,70 mt sono: peso di volume KN/m 3 20,64 C coesione drenata KN/m 2 angolo di attrito interno Il sondaggio S3 dopo 0,7 metri di terreno vegetale presenta fino ad una profondità di 1,40 metri strati di limo argilloso di colore bruno, da 1,40 metri fino a 4,00 metri sabbia limosa con inclusi elementi litoidi di natura calcarea arrotondati ed etero metrici; da 4,00 metri a 7,50 metri limo argilloso grigiastro consistente con elementi litoidi arrotondati ed eterometrici; da 7,50 a 15,00 metri argilla grigio azzurra molto consistente.
6 I parametri fisico-meccanici ricavati dalle prove di laboratorio sul campione indisturbato prelevato tra 4,50-5,00 mt sono: peso di volume KN/m 3 20,05 C coesione drenata KN/m 2 angolo di attrito interno MISURE PIEZOMETRICHE S2-21.02.201 H20-2.10 mt dal p.c. - 02.03.2015 H20-1.60 mt dal p.c. S3-21.02.201 H20-1.90 mt dal p.c.- 02.03.2015 H20-1.60 mt dal p.c. 3.1.1 compatibilita idrogeologica La vasca di accumulo per l uso irriguo, posta in destra idrografica del fiume Calore in frazione Calore del Comune di Mirabella Eclano (AV), presenta una superficie di circa 25.000 mq, con tirante idrico medio di invaso pari a 2,20 mt (tirante massimo 3,50 mt), per un volume complessivo di circa 52.000 mc. L esecuzione dell opera comporta uno scavo medio di circa 3,00 mt (scavo massimo 4.00 mt), per un volume di scavo del piano golena di circa 77.000 mc. Il rivestimento del fondo e delle sponde del bacino (debolmente acclivi) sarà realizzato con uno strato di argilla di bassa permeabilità e con spessore minimo da 20 a 30 cm. Con riferimento alle risultanze delle indagini geologiche e geotecniche condotte sull area della vasca (sondaggi S2 ed S3), il fondo vasca va a posizionarsi su uno strato di ghiaie (sabbia limosa poco addensata con inclusi elementi litoidi di natura calcarea arrotondati ed eterometrici) la cui permeabilità è elevata. Si sottolinea però che gli spessori di tale strato sono ridotti e vanno assottigliandosi man mano che ci si sposta verso l estremo destro del piano di golena attuale.
7 Rispetto al piano di falda rilevato dai piezometri (circa -1,60 mt dal p.c.), lo strato di argilla previsto per l impermeabilizzazione del fondo, se da un lato limita le perdite d acqua dalla vasca di accumulo, dall altro non crea significativi fenomeni di squilibrio derivanti dall interazione con la falda presente. Si precisa che si tratta comunque di una falda ad andamento stagionale, di media rilevanza, legata alle portate d acqua nel vicino fiume Calore (nel periodo estivo con fiume in magra la falda sarà sicuramente più bassa). 3.2 AZIONE SISMICA L area oggetto del presente studio è individuata nell area urbana di Comune di Mirabella Eclano, ed è inquadrata nella tavoletta topografica IGM San Giorgio del Sannio del Foglio 432 quadrante II S.E. della carta d Italia alle coordinate lat: 41 054379 long: 14,948076, entrambe riportate in gradi decimali. L azione sismica di progetto ai sensi del D. M. 14 gennaio 2008 è intesa come accelerazione massima orizzontale su suolo rigido (Vs >800m/s) e la stima della sua pericolosità viene definita mediante un approccio sito dipendente. Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dello stato limite considerato, si definiscono a partire dalla pericolosità sismica di base del sito oggetto di studio. Essa costituisce l elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche.
8 La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa a g in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (di categoria A quale definita al 3.2.2 del D.M. 14 gennaio 2008), nonché di ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza PVR, come definite nel 3.2.1 del D.M. 14 gennaio 2008, nel periodo di riferimento VR, come definito nel 2.4 del D.M. 14 gennaio 2008. 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: a g F o Accelerazione orizzontale massima al sito espresso in g/10; Fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale (adimensionale). T C * Periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. La stima dei parametri spettrali ( a g F o T * C ) necessari per la definizione dell'azione sismica di progetto, viene effettuata calcolandoli direttamente per il sito in esame, utilizzando come riferimento le informazioni disponibili nel reticolo di riferimento. Le mappe di pericolosità relativa alla distribuzione dei nodi della griglia sono state predisposte dal Servizio Sismico Nazionale e le informazioni del reticolo di riferimento sono riportate nella tabella 1 dell'allegato B del D.M. 14 gennaio 2008).
9 Tra i quattro vertici della maglia elementare del reticolo di riferimento (ID) contenente il punto in esame si individuano le coordinate del sito che sono : lat: 41,054379 long: 14,948076. Per un qualunque punto del territorio non ricadente nei nodi del reticolo di riferimento, i valori dei parametri p (a g F o T C * ) di interesse per la definizione dell azione sismica di progetto possono essere calcolati come media pesata dei valori assunti da tali parametri nei quattro vertici della maglia elementare del reticolo di riferimento contenente il punto in esame, utilizzando come pesi gli inversi delle distanze tra il punto in questione ed i quattro vertici, attraverso la seguente espressione: p 4 i 1 4 i 1 P i d i 1 d nella quale: i p = valore del parametro di interesse nel punto in esame; P i = valore del parametro di interesse nell i-esimo punto della maglia elementare contenente il punto in esame; d i = distanza del punto in esame dall i-esimo punto della maglia suddetta. Sostituendo i rispettivi parametri p (a g F o T C * ) nella [ 1] si ricavano i valori di a g, F o e T C * relativi al sito di costruzione per i relativi tempi di ritorno. I valori dei parametri a g, F o e T C * determinati sono relativi a situazioni geologiche corrispondenti ad un sito con assenza di effetti locali dei terreni, ovvero con presenza di substrato sismico (Vs30> 800m/s) affiorante o sub - affiorante ed in condizioni morfologiche pianeggianti. Quando il sito di progetto non presenta le suddette condizioni è necessario, come indicato nel Cap.3.2 del D.M. del 14 genaio 2008, verificare:
10 la categoria di suolo di fondazione mediante la stima del parametro V s30 (tabella 3.2.II nel Cap 3.2 della Norma) e di conseguenza valutare l incremento sull azione sismica nel Cap 3.2 della Norma; il coefficiente di amplificazione topografica (da tabella 3.2.IV e tabella 3.2. VI nel Cap 3.2 della Norma). Tabella 3.2.V Espressioni di SS e di CC Categoria sottosuolo SS CC C 1,00 1,70-0,60 F o g a g 1,50 1,05 c 0,33 Stralcio tabella 3.2.IV Categorie topografiche Categoria Caratteristiche della superficie topografica T1 Pendii con inclinazione media < 15 Stralcio tabella 3.2.VI Valori massimi del coefficiente di amplificazione topografica ST Categoria Ubicazione dell opera o ST topografica dell intervento T1-1 L'opera in esame, è stata definita dal progettista strutturale di Classe II, con Vita Nominale V N pari a 50 anni, coefficiente d uso C U pari a 1, periodo di riferimento V R = V N C U = 50x1 = 50 anni; è possibile determinare i valori medi e gli aspetti sismici.
11 3.3 Determinazione del VS30 La nuova normativa sismica prevede una classificazione del sito in 5 classi in funzione della velocità delle onde S nei primi 30 metri di terreno. Per V S30 si intende la media pesata delle velocità delle onde S negli strati fino a 30 metri di profondità, determinata secondo la seguente formula: V S 30 Considerando la sismostratigrafia ricavata dall indagine effettuata su ogni sito di progetto (vedi allegato masw) ed eseguendo il calcolo dal piano campagna si ottiene il seguente valore: 30 h i 1, N V i i V S30 =234 m/s; Pertanto, il sito investigato appartiene alla Categoria C. Ai fini della definizione delle azioni sismiche di progetto (Ordinanza n. 3274, modificata dal D.M. 14/01/2008), sono state definite 5 categorie di sottosuolo di fondazione. Sulla base dei risultati delle indagini eseguite, il sito indagato appartiene alla categoria C di sottosuolo, così definita: 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 Vs,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < NSPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < cu,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina).
12 3.4 Determinazione di amax (m/s2), Kh, Kv e Beta. Nell area oggetto di studio è stato individuato un sito di progetto per la costruzione della stazione di sollevamento, i cui parametri sono stati calcolati con il software della Geostru - www.geostru.com; Pertanto si ha: Località Calore Parametri sismici Tipo di elaborazione: Stabilità dei pendii Muro rigido: 0 Sito in esame. latitudine: 41,055369 longitudine: 14,948935 Classe: 2 Vita nominale: 50 Siti di riferimento Sito 1 ID: 32101 Lat: 41,0757Lon: 14,9493 Distanza: 2255,330 Sito 2 ID: 32102 Lat: 41,0748Lon: 15,0156 Distanza: 5989,342 Sito 3 ID: 32324 Lat: 41,0248Lon: 15,0144 Distanza: 6458,797 Sito 4 ID: 32323 Lat: 41,0257Lon: 14,9482 Distanza: 3303,018 Parametri sismici Categoria sottosuolo: C Categoria topografica: T1 Periodo di riferimento: 50 anni Coefficiente cu: 1
13 Operatività (SLO): Probabilità di superamento: 81% Tr: 30 [anni] ag: 0,062 g Fo: 2,373 Tc*: 0,278 [s] Danno (SLD): Probabilità di superamento: 63% Tr: 50 [anni] ag: 0,084 g Fo: 2,339 Tc*: 0,294 [s] Salvaguardia della vita (SLV): Probabilità di superamento: 10 % Tr: 475 [anni] ag: 0,264 g Fo: 2,296 Tc*: 0,374 [s] Prevenzione dal collasso (SLC): Probabilità di superamento: 5 % Tr: 975 [anni] ag: 0,361 g Fo: 2,304 Tc*: 0,396 [s] Coefficienti Sismici SLO: Ss: 1,500 Cc: 1,600 St: 1,000 Kh: 0,019 Kv: 0,009 Amax: 0,919 Beta: 0,200
14 SLD: SLV: SLC: Ss: 1,500 Cc: 1,570 St: 1,000 Kh: 0,025 Kv: 0,013 Amax: 1,230 Beta: 0,200 Ss: 1,340 Cc: 1,450 St: 1,000 Kh: 0,099 Kv: 0,050 Amax: 3,471 Beta: 0,280 Ss: 1,200 Cc: 1,430 St: 1,000 Kh: 0,121 Kv: 0,061 Amax: 4,254 Beta: 0,280 Le coordinate espresse in questo file sono in ED50 Geostru software - www.geostru.com Coordinate WGS84 latitudine: 41.054379 longitudine: 14.948076
15 4 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE In questa fase di progettazione definitiva si sono valutate le caratteristiche geologiche, geomorfologiche, idrogeologiche e geotecniche del sito oggetto dei lavori di costruzione di una vasca di accumulo e stazione di sollevamento nell ambito del progetto di adeguamento del comprensorio irriguo Valle Calore Irpino per valutarne la fattibilità. Dalle indagini geognostiche, geotecniche di laboratorio e sismiche effettuate, si può ritenere, infine, che le opere in progetto risultano fattibili e compatibili con le caratteristiche geologiche, morfologiche e idrogeologiche del sito. Scampitella lì, 16/03/2015 Il Geologo Dott. Salvatore Giannetta