Dispense del corso online

Dispense del corso online La relazione geologica, la relazione geotecnica e la relazione sulla RSL secondo le NTC e la circolare esplicativa n.617/2009: requisiti di legge, aspetti critici e casi reali. 09/09/2013 Docente: Geol. Luca Nori GC12 1

INDICE Risorse utili Premessa 1. LA RELAZIONE GEOLOGICA SULLE INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO 1.1 Il contesto normativo e i requisiti di legge 1.2 Il modello geologico 1.3 Esame degli aspetti specifici richiesti dalla normativa 1.4 Aspetti di rilevante importanza 1.4.1 Previsione della litostratigrafia sepolta e dei potenziali problemi edificativi 1.4.2 Assetto geomorfologico e idrologico con particolare riguardo verso i dissesti 1.4.3 Descrizione degli scenari di pericolosità e della loro entità 1.4.4 Descrizione della sismotettonica e individuazione dei lineamenti sismici attivi 1.5 Aspetti controversi 1.6 Vari esempi di casi reali 2. LA RELAZIONE SULLA PERICOLOSITÀ SISMICA 2.1 Il quadro normativo e le previsioni dei paragrafi 3.2, 7.11.3.1, delle NTC e nei paragrafi C3.2 della Circolare 2.2 Pericolosità sismica di base e pericolosità sismica locale 2.3 Scelta del metodo di determinazione della RSL: semplificato o numerico 2.4 Categorie di sottosuolo 2.5 Microzonazione e nanozonazione 2.6 Indagini geofisiche 2.7 Il coefficiente di amplificazione topografica 2.8 Presentazione dei risultati e modello sismico 2.9 Aspetti controversi 2.10 Vari esempi di casi reali 3. LA RELAZIONE GEOTECNICA SULLE INDAGINI 3.1 Il quadro normativo e le previsioni dei paragrafi 6.2.1, 6.2.2 e C6.2.2 3.2 Il piano di indagini, il modello geotecnico e la definizione dei parametri geomeccanici nominali 3.3 Definizione dei valori caratteristici e loro presentazione 3.4 Verifiche di stabilità dei pendii e verifiche della liquefazione: in quale contesto vanno inserite? 3.5 Aspetti controversi 3.6 Esempi di casi reali 2

Risorse utili Nel corso che segue vi sono riferimenti specifici alle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, DM 14 gennaio 2008, pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4 febbraio 2008 - Suppl. Ordinario n. 30 e alla Circolare 2 febbraio 2009, n.617 contenente le Istruzioni per l applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni. Di seguito i riferimenti per la consultazione e il download delle norme citate. Norme Tecniche per le Costruzioni, DM 14/01/2008 Circolare 2 febbraio 2009, n.617 Premessa Nel capitolo 6 del DM 14 gennaio 2008, anche noto come NTC (Norme Tecniche per le Costruzioni) sotto il titolo Progettazione geotecnica, vengono tra l altro individuati gli argomenti relativi alla caratterizzazione e modellazione geologica del sito e alle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica. Nel paragrafo 7.11.3 viene discussa la risposta sismica e stabilità del sito, che comprende, come argomenti, la risposta sismica locale ( 7.11.3.1), l amplificazione stratigrafica ( 7.11.3.1) e l amplificazione topografica ( 7.11.3.1). Inoltre, altri dettagli sulla RSL sono discussi altrove nel capitolo 7 e nel capitolo 3. Forse per ovviare alla evidente dispersione dei riferimenti, nella Circolare 617/2009, semplicemente nota come Circolare, vengono esplicitamente citate, nel capitolo 10 (Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo) le tre relazioni specialistiche (comma 5.1 10.1) oggetto del presente corso: 1. La relazione geologica sulle indagini, caratterizzazione e modellazione geologica del sito ( 6.2.1 delle NTC e C 6.2.1 della presente Circolare); 2. La relazione geotecnica sulle indagini, caratterizzazione e modellazione del volume significativo di terreno ( 6.2.2 delle NTC e C 6.2.2 della presente Circolare) 3. La relazione sulla modellazione sismica concernente la pericolosità sismica di base del sito di costruzione ( 3.2 delle NTC e C 3.2 della presente Circolare). Risulta evidente l analogia di tali relazioni con quelle previste nell allegato XXI del 'Codice degli Appalti' o Decreto legislativo 12 aprile 2006, n. 163: Articolo 10 - Relazioni tecniche e relazioni specialistiche del progetto definitivo - progetto di monitoraggio ambientale (PMA). 1. A completamento di quanto contenuto nella relazione generale, il progetto definitivo deve comprendere almeno le seguenti relazioni tecniche, sviluppate - anche sulla base di indagini integrative di quelle eseguite per il progetto preliminare - ad un livello di definizione tale che nella successiva progettazione esecutiva non si abbiano apprezzabili differenze tecniche e di costo: a) relazione geologica e geoidrologica: comprende, sulla base di specifiche indagini geologiche, l identificazione delle formazioni presenti nel sito, lo studio dei tipi litologici, della struttura e dei caratteri fisici del sottosuolo; definisce il modello geologico-tecnico del sottosuolo; illustra e caratterizza gli aspetti stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici, litotecnici e fisici, nonché il conseguente livello di pericolosità geologica e il comportamento in assenza ed in presenza delle opere; b) relazione geotecnica e geomeccanica: definisce, alla luce di specifiche indagini, il comportamento meccanico del volume del terreno influenzato, direttamente o indirettamente, dalla costruzione del manufatto e che a sua volta influenzerà il comportamento del manufatto stesso. Illustra inoltre i calcoli per gli aspetti che si riferiscono al rapporto del manufatto con il terreno; c) omissis d) omissis e) relazione sismica: comprende l'inquadramento geologico e morfologico, l'individuazione delle categorie sismiche a cui afferiscono le opere in progetto, con riferimento alle macrozone stabilite dalla normativa vigente; l'indicazione dei criteri di progettazione utilizzati nelle verifiche e della normativa di riferimento. 3

1. LA RELAZIONE GEOLOGICA SULLE INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO 1.1 Il contesto normativo e i requisiti di legge I riferimenti e i requisiti di legge fondamentali sulla relazione geologica sono presenti nel Capitolo 6 delle NTC. 6.1.2: PRESCRIZIONI GENERALI. Le scelte progettuali devono tener conto delle prestazioni attese delle opere, dei caratteri geologici del sito e delle condizioni ambientali. I risultati dello studio rivolto alla caratterizzazione e modellazione geologica, di cui al 6.2.1. devono essere esposti in una specifica relazione geologica. Il 6.1.2 richiede esplicitamente, nell ambito del progetto, la presenza di una relazione geologica con specifici contenuti. La relazione geologica è una delle tre relazioni specialistiche elencate nel citato comma 5.1 10.1 della Circolare. Si pone in rilievo anche che la normativa mantiene ben distinte le relazioni e i loro contenuti. Nella pratica, si osserva che la maggior parte dei professionisti non separa le tre relazioni specialistiche; nell ambiente tecnico, anzi, si continua spesso a utilizzare il termine relazione geologica come comprensivo di tutte le tre relazioni specialistiche. Tale uso è ovviamente del tutto improprio ed ingannevole oltre che limitativo e contrario alla filosofia della normativa. Dal punto di vista della presentazione, non sarebbe inopportuno mantenere le relazioni distinte in tre diversi fascicoli; un alternativa per chi, per motivi pratici, preferisce tenere le tre relazioni materialmente unite nello stesso elaborato, può essere quella di distinguere chiaramente l elaborato stesso in tre parti, ognuna attinente ad una relazione specialistica e possibilmente con apposizione di firma dedicata, rispettando pertanto pienamente i requisiti della normativa che mantiene nettamente separati argomenti e rispettive relazioni. Un altro importante riferimento aggiuntivo in merito è presente nella Circolare. Paragrafo C6: PROGETTAZIONE GEOTECNICA. (omissis) I caratteri geologici del sito, illustrati nella Relazione Geologica ( 6.2.1 NTC), costituiscono un importante riferimento per l impostazione del progetto (omissis.) Si noti bene che l argomento del paragrafo C6 è la progettazione geotecnica e che la normativa esplicitamente riconosce che i caratteri geologici del sito guidano il progetto nelle sue fasi preliminari. È noto a tutti come le previsioni sull assetto geologico del terreno, o modello geologico per utilizzare la definizione delle NTC, governino indisputabilmente la progettazione di opere quali gallerie e opere in sotterraneo generalmente, dighe, ponti, centrali elettriche e grattacieli. Anche nelle opere più modeste tuttavia la scelta delle fondazioni è generalmente governata dalla geologia in relazione a specifiche tipologie fondazionali che hanno mostrato, secondo l esperienza pregressa, un livello di prestazioni soddisfacente. Inoltre, a causa della possibile o probabile disomogeneità dei sedimenti, la relazione geologica dovrà caratterizzare le incertezze nella distribuzione dei depositi nel sottosuolo dovute all ambiente sedimentario specifico, guidando il progettista su eventuali fondazioni diverse da quelle adottate di routine. In effetti, il seguente paragrafo 6.2 delle NTC ribadisce l importanza dello studio geologico, ricordando come la caratterizzazione geologica costituisca il primo e fondamentale passo nella progettazione geotecnica. D.M. 14/01/2008: Paragrafo 6.2: ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO. Il progetto delle opere e dei sistemi geotecnici deve articolarsi nelle seguenti fasi: 4

1. caratterizzazione e modellazione geologica del sito; 2. scelta del tipo di opera o d intervento e programmazione delle indagini geotecniche; 3. caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce e definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo; 4. descrizione delle fasi e delle modalità costruttive; 5. verifiche della sicurezza e delle prestazioni; 6. piani di controllo e monitoraggio. 5

1.2 Il modello geologico Il concetto di modello geologico o modellazione geologica si presta a varie interpretazioni; Wikipedia fornisce al proposito un interpretazione molto specifica e connessa alla creazione di modelli grafici del sottosuolo tipo GIS, preferibilmente di tipo 3D; infatti la modellazione geologica viene definita come la scienza applicata che si occupa della creazione computerizzata di rappresentazioni di porzioni di crosta terrestre sulla base di osservazioni geofisiche e geologiche effettuate al di sopra e al di sotto la superficie della terra La normativa tuttavia recita quanto segue: D.M. 14/01/2008 Paragrafo 6.2.1- CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO La caratterizzazione e la modellazione geologica del sito consiste nella ricostruzione dei caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di pericolosità geologica del territorio. Il modello geologico pertanto, secondo la normativa, è il risultato di una ricostruzione piuttosto esauriente, risultato che può certamente essere fornito in forma grafica ma che non si limita alla pura rappresentazione, bidimensionale o tridimensionale che sia, del territorio e del sottosuolo. Potremmo affermare che la tradizionale "descrizione" delle caratteristiche geologico-strutturali, idrogeologiche e geomorfologiche si avvicina molto al concetto di modello geologico come delineato nelle NTC, la quale inoltre opportunamente esplicita l argomento della pericolosità geologica del territorio. La modellazione geologica è il primo stadio del processo genericamente denominato in letteratura come "site characterization" o caratterizzazione del sito, preliminare alla progettazione geotecnica. La letteratura tecnica ha anche definito il concetto di modello geologico, chiarendone la sua utilità con i seguenti argomenti: Il sottosuolo è generalmente caratterizzato da eterogeneità e conseguenti incertezze nei parametri meccanici e idrogeologici di interesse. Attraverso la definizione di un modello geologico si riesce a definire il probabile assetto stratigrafico e sedimentologico del sito. Avvalendosi del modello geologico, si possono ottimizzare le indagini specifiche, in considerazione del fatto che non riusciremo mai ad ottenere una conoscenza perfetta del sottosuolo (costi proibitivi). Si citano come particolarmente incisivi alcuni concetti estratti dai due seguenti articoli presentati nella ASCE - Geotechnical Sspecial Publication n 58: Uncertainty in the geologic environment: from theory to practice, edita nel 1996. 1. Use of geological information in site characterization, di Wu, Abdel-Latif, Nufher, Brandon-Curry: a. La caratterizzazione del sito dovrebbe iniziare con la scelta di un appropriato modello geologico, basato su osservazioni geologiche. b. Le informazioni geologiche sono spesso difficili da quantificare poiché i dati derivanti dalle osservazioni sono spesso imprecisi e incompleti. Un approccio è quello di ricostruire l ambiente sedimentario... c. Il modello geologico dovrebbe fornire le proprietà o le caratteristiche dei lineamenti geologici pertinenti al problema. 2. Uncertainty in the geologic setting and its impact on site characterization, di Benson, Yuhr, Sharma: a. La caratterizzazione [geologica] del sito è la pietra miliare della maggior parte dei progetti ambientali e geotecnici. b. Le variazioni spaziali tridimensionali entro il contesto geologico sono estremamente importanti per la caratterizzazione del sito sia per progetti ambientali che per progetti geotecnici poiché le condizioni geologiche controllano non solo il flusso delle acque sotterranee e il trasporto degli inquinanti ma anche l integrità strutturale del sito. c. Raggiungendo un livello sufficientemente ragionevole e accurato di caratterizzazione del sito e 6

minimizzando le incertezze geologiche, possiamo assicurarci che le fasi di valutazione del rischio e le fasi di costruzione (o degli interventi di bonifica [dai contaminanti]) in progetto possano avere un ragionevole buon esito e che si minimizzi il contenzioso. È molto utile sintetizzare la procedura di modellazione geologica con un illustrazione, anche di tipo qualitativo e orientativo, che sintetizzi le caratteristiche del sito e gli eventuali problemi che possono essere riscontrati. Alcuni esempi di illustrazioni semplici, ma non per questo meno efficaci, sono quelli relativi alle successive Figure 1 e 2. Figura 1: Modello geologico 1; Sito oggetto di intervento di edificazione in una valle intramontana con le caratteristiche geologiche e le pericolosità indicate in figura. 7

Figura 2: Modello geologico 2; sito oggetto di intervento di edificazione in una piana alluvionale con le caratteristiche geologiche e le pericolosità indicate in figura. Si mette in risalto che le precedenti illustrazioni raffigurano una concentrazione di fattori sfavorevoli che fortunatamente di rado si rinvengono nello stesso sito di intervento. Altre specifiche contenute nello stesso paragrafo della normativa sono le seguenti: D.M. 14/01/2008 Paragrafo 6.2.1: CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO In funzione del tipo di opera o di intervento e della complessità del contesto geologico, specifiche indagini saranno finalizzate alla documentata ricostruzione del modello geologico. Esso deve essere sviluppato in modo da costituire utile elemento di riferimento per il progettista per inquadrare i problemi geotecnici e per definire il programma delle indagini geotecniche. Metodi e risultati delle indagini devono essere esaurientemente esposti e commentati in una relazione geologica. In particolare, la normativa richiede l uso di specifiche indagini, che saranno di entità proporzionale all entità e tipologia dell opera o dell intervento e alla complessità della situazione litostratigrafica. Una lista non esaustiva con alcuni esempi di specifiche indagini può essere al seguente: Rilievo geologico e geomorfologico sul terreno Telerilievo su foto aeree o satellitari Sondaggi geognostici (con qualsiasi tipo di terreno e roccia) Sondaggi tipo geo probe (con terreno soffice a limitate profondità) Trincee e scavi geognostici Prospezioni geofisiche o rilievo dello spessore della coltre su substrato rigido o rilievo di corpi sedimentari e strutture sepolte o rilievo di cavità sotterranee e della falda o rilievo della topografia del substrato rigido Lo studio della letteratura tecnica esistente, che può assumere vari gradi di dettaglio, è solitamente il punto di partenza della modellazione geotecnica. In particolare, la cartografia tecnica esistente è già frutto di specifici studi ed indagini che devono essere presi in considerazione, eventualmente confermandone o smentendone le interpretazioni alla luce delle ulteriori indagini specificamente eseguite nel sito. Un esempio di 3 gradi di dettaglio crescente nella cartografia ufficiale può essere dato dalla cartografia dell Aquila, come visibile nelle successive Figure 3, 4 e 5. 8

Figura 3: stralcio della carta geologica della Regione Abruzzo scala 1:100.000, a cura di Ghisetti e Vezzani; questa cartografia è molto utile per un preliminare inquadramento geologico, litostratigrafico e strutturale ad ampia scala. Figura 4: stralcio della Carta Geologica d Italia scala 1:50.000, foglio 359 L Aquila, a cura dell ISPRA. Questa carta definisce con maggiore dettaglio della precedente le unità litostratigrafiche. Figura 5: stralcio della Carta Geolitologica scala 1:5.000, macroarea 1 L Aquila centro, Progetto di Microzonazione sismica, a cura dell Università degli studi dell Aquila e della Protezione civile. Questa carta contiene una caratterizzazione di dettaglio delle unità litologiche e dei loro rapporti, che può essere utilizzata anche a scopi previsionali per la progettazione preliminare della campagna di indagini geognostiche. Dove disponibili, è possibile utilizzare uno solo o anche tutti dei tre precedenti livelli di dettaglio, secondo la tipologia ed estensione dell opera, il suo sviluppo lineare, o anche la completezza ed il dettaglio della trattazione 9

desiderati. Ognuno di tali livelli di dettaglio cartografico contiene inoltre rapporti stratigrafici, schemi strutturali, dettagli sulla neotettonica, profili stratigrafici che possono essere di concreta utilità nella costruzione del modello geologico e di pericolosità del territorio. Alla precedente cartografia ufficiale inoltre è anche possibile, e talora opportuno o necessario, aggiungere una cartografia di dettaglio del sito oggetto di intervento e delle sue vicinanze; un semplice esempio, inerente allo stesso sito trattato con i 3 precedenti livelli cartografici, è quello della successiva Figura 6. Figura 6: Carta geologica di dettaglio del sito oggetto di intervento e delle sue vicinanze, ricavata sulla base di indagini di rilevamento geologico e sondaggi geognostici. Estratto delle dispense del corso online La relazione geologica, la relazione geotecnica e la relazione sulla RSL secondo le NTC e la circolare esplicativa n.617/2009: requisiti di legge, aspetti critici e casi reali disponibile sulla piattaforma e-learning per professionisti tecnici Geocorsi. Ogni corso è valutato in termini di crediti formativi nelle misure previste dai Consigli Nazionali dell'area tecnica di riferimento. Accedi alla scheda del corso per tutti i dettagli. Per informazioni: www.geocorsi.it +39 085 4917052 - info@geocorsi.it 10