Gli studi e le indagini eseguite consentono di trarre le seguenti considerazioni conclusive:
1. L’area in oggetto risulta pianeggiante e stabile; non sono stati rilevati fenomeni geologici e geomorfologici attivi in grado di comprometterne la stabilità.
2. Nell’area in oggetto la superficie piezometrica si trova a quote prossime al piano campagna; durante l’esecuzione delle prove penetrometriche il livello della falda è stato riscontrato a circa 70 cm di profondità. Il T. Parma costituisce un limite laterale a potenziale imposto che, ad ogni variazione idrometrica, genera un movimento analogo nei livelli piezometrici, anche se di ampiezza minore e sfasato nel tempo in rapporto alla distanza e alla trasmissività dei sedimenti.
3. In relazione alle variabilità degli apporti idrici, è possibile ipotizzare che il livello piezometrico possa subire variazioni stagionali significative, raggiungendo quote prossime al piano campagna.
4. Come indicato dalla Tavola 6D dell’Allegato 4 (Approfondimento in materia di tutela delle acque) alle NTA del PTCP di Parma, l’area in oggetto ricade nelle “zone poco vulnerabili”.
5. Secondo quanto riportato nella Mappa di pericolosità di alluvioni e degli elementi potenzialmente esposti a scala 1:25.000, predisposta in attuazione dell’art. 6 dellla Direttiva 2007/60/CE e del D.
Lgs. 49/2010 – Foglio 181NE – San Secondo, l’area in esame ricade all’interno delle zone potenzialmente alluvionabili sia del reticolo naturale principale e secondario (scenario P1_L - “scarsa probabilità di alluvioni o di eventi estremi” che del reticolo secondario di pianura (scenario P3_H –
“Alluvioni frequenti con tempo di rirorno tra 20 e 50 anni”).
6. In base all’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274/2003 "Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica", pubblicata sul Supplemento Ordinario n. 72 alla Gazzetta Ufficiale n. 105 dell'8 maggio 2003, il Comune di Torrile viene classificato nella zona sismica 3;
7. Non sono prevedibili fenomeni di amplificazione locale dell’accelerazione sismica dovuti all’assetto topografico o ad effetti di bordo, l’area risulta stabile e suscettibile di amplificazioni sismiche dovute esclusivamente all’assetto stratigrafico;
8. In considerazione dei valori di Vs30 determinati dalle prove MASW disponibili (217 - 235 m/s), è possibile attribuire ai suoli di fondazione la Categoria C “Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiori a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s”.
9. E’ stata effettuata, come previsto dalle NTC 2018 e dalla DGR 2193/2015, una verifica di liquefazione con metodi semplificati dei terreni di fondazione dei fabbricati in progetto, che ha evidenziato che il rischio è trascurabile;
10. La successione stratigrafica dei terreni d’imposta dei fabbricati è costituta da depositi alluvionali a tessitura prevalentemente fine (argille e limi prevalenti) dello spessore di oltre 18 m; tali depositi ricoprono estese bancate di depositi sabbiosi, presenti ben oltre i 30 metri di profondità.
11. I terreni superficiali di natura prevalentemente argillosa e limosa, presentano una scarsa resistenza al taglio ed elevata deformabilità. In particolare i livelli argillosi più superficiali risultano sensibili alle variazioni d’umidità stagionali e all’azione del gelo e del disgelo, le quali determinano dopo prolungati eventi meteorici fenomeni di plasticizzazione e di rigonfiamento, mentre nei periodi siccitosi fenomeni di contrazione e fessurazione con aumento dell’indice di consistenza (come evidenziato dall’elaborazione dei dati delle prove penetrometriche eseguite);
12. In relazione alla presenza di terreni limo-argillosi di elevata compressibilità, le tensioni trasmesse da eventuali fondazioni superficiali indurranno cedimenti assoluti non trascurabili; la scelta della tipologia fondazionale dovrà essere determinata in funzione dei risultati della verifica di stabilità per i vari stati limite (SLE, SLU), una volta definiti puntualmente i carichi trasmessi alle fondazioni, la geometria e i requisiti prestazionali della struttura in elevazione.
Sulla base degli approfondimenti effettuati, l’area è idonea dal punto di vista geologico e sismico alla realizzazione dei fabbricati in progetto, nel rispetto delle prescrizioni di seguito riportate:
- il piano di fondazione dovrà essere posto al di fuori del campo di variazioni significative del contenuto d’acqua del terreno e a profondità tali da non risentire di fenomeni di erosione o scalzamento di acque superficiali; e comunque al di sotto dello strato interessato dal gelo; al riguardo si consiglia di intestare il piano di fondazione ad una profondità non inferiore a 1,5 metri da piano campagna;
- il terreno di fondazione non dovrà subire rimaneggiamenti e deterioramenti prima della costruzione della opera; gli scavi di fondazione dovranno essere liberi da materiali degradati e disturbati;
- eventuali acque ruscellanti o stagnanti dovranno essere allontanate dagli scavi;
- in relazione all’esigua soggiacenza della falda, eventuali locali interrati dovranno essere opportunamente impermeabilizzati.
Fidenza, 23 giugno 2018 Dott.Geol. Adriano Biasia
ALLEGATO 1 ELABORAZIONE PROVE PENETROMETRICHE ESEGUITE NELLA CAMPAGNA D’INDAGINE 2018
Località: Torrile
13.00 31.00 68.0 32.8 2.7 12.0 8.3
Profondità
12.80 25.00 53.0 26.8 2.1 13.0 7.7
Committente: Biasia Data: 06/06/2018
Cantiere: Torrile
Località: Torrile
Resistenza punta Qc (Kg/cm²) Velocità onde di taglio m/s Interpretazione Stratigrafica (Douglas Olsen 1981)
0 8.4 16.8 25.2 33.6 42.0
20.0 Torba e Argille organiche
2
220 cm
240.0 Argille sensitive
3 260.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
4 40 cm 300.0
Argille sensitive
5 40 cm 340.0
Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
6
760 cm
1100.0 Argille sensitive
7 1120.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
8
240 cm
1360.0 Argille sensitive
Pag. 1 Scala 1:64
Committente: Biasia Data: 06/06/2018
Cantiere: Torrile
Località: Torrile
Resistenza punta Qc (Kg/cm²) Velocità onde di taglio m/s Interpretazione Stratigrafica (Douglas Olsen 1981)
0 13.8 27.6 41.4 55.2 69.0
3 260.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
4 80 cm
340.0 Argille sensitive
5 60 cm 400.0
Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
6
160 cm
560.0 Argille sensitive
7 580.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
8 60 cm 640.0
Argille sensitive
9 660.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
10 60 cm 720.0
Argille sensitive
11 60 cm 780.0
Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
12 800.0 Argille sensitive
13 820.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine 14 840.0 Argille sensitive
15 860.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
16
620 cm
1480.0 Argille sensitive
17 1500.0 Terreni coesivi ed incorenti a grana fine
18
200 cm
1700.0 Argille sensitive
Pag. 1 Scala 1:80
ALLEGATO 2 ELABORAZIONE PROVE PENETROMETRICHE ESEGUITE NELLE CAMPAGNE D’INDAGINE 2012 E 2014
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ALLEGATO C
PROVE MASW ESEGUITE NELLE CAMPAGNE D’INDAGINE 2012 E 2014
TECN O GEOFI SI CA S.n.c.
Via S. Cattania, 1/a 41012 Carpi (MO)
[email protected] www.tecnogeofisica.com
COMMITTENTE:
Dott. Gianantonio Aliprandi Via Palazzina, 8/a
26020 San Bassano (CR)
COMMESSA:
Indagine geofisica
Misura Vs
30con metodologia MASW Presso Azienda Agricola Santa Caterina
LOCALITA’:
Sant’Andrea di Torrile (PR)
TITOLO:
Relazione Tecnica
DATA:
Aprile 2014
1 Committente: Dott. Gianantonio Aliprandi
Via Palazzina, 8/a 26020 San Bassano (CR) Intervento: Indagine sismica
Misura parametro Vs30 con metodologia MASW
Località: Sant’Andrea di Torrile (PR)
INDICE
Premessa 2
Caratteristiche attrezzatura 4
Metodologia d’indagine 4
Interpretazione dati acquisiti 6
Categorie di suolo di fondazione (Azione sismica di progetto V
s30) 9
Allegati
Scheda prospezione sismica di superficie metodologia MASW
è stata effettuata una prova sismica tipo MASW (Multichannel Spectral Analysis of Waves) per la classificazione sismica di un tipo di suolo (valutazione del parametro Vs
30) nei pressi dell’Azienda Agricola “Santa Caterina” a Sant’Andrea di Torrile (PR). (fig.1, 2 e 3).
Fig.1 Ubicazione area di indagine
Fig.2 Ubicazione prova Masw
Lo scopo dell'indagine è di misurare le velocità sismiche (Vs) del sottosuolo e la valutazione della Vs
30come prescritto da:
Ordinanza del P.C.M. n° 3274 del 20 marzo 2003
D.M. 14 gennaio 2008 “Norme tecniche per le Costruzioni”.
0 44,5
3
dove Vsi e hi sono la velocità delle onde di taglio e lo spessore dello stato i-esimo.
Suolo Descrizione geotecnica Vs30 (m/sec)
A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs 30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3m
>800
B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto 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 360 m/s e 800 m/s (ovvero Nspt > di 50 nei terreni a grana grossa e cu >250 kPa nei terreni a grana fina)
360-800
<250 kPa nei terreni a grana fina)
180-360 (15<Nspt<50) 70<Cu<250 KPa)
D Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti ,con spessori superiori a 30 m , caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs 30 inferiori a 180 m/s (ovvero Nspt < 15 nei terreni a grana grossa e cu <70 kPa nei terreni a grana fina)
<180 (Nspt<15) (Cu<70KPa)
E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs 30 > 800 m/s)
S1 Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs 30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10 < Cu30 <
20 kPa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche.
<100 (10<Cu<20 Kpa)
S2 Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti
Tabella1: classificazione del tipo di suolo secondo le “Nuove norme tecniche per le costruzioni” D.M. 14/01/2008
Tabelle 3.2.II (categorie di suolo) e 3.2.III (categorie di suolo aggiuntive) mod.
Fig. 3 Piazzamento prova Masw
-
processore: Pentium 200 MMx Intel, -Trattamento dati: Floating Point 32-Bit, -Ambiente operativo: Windows 3.11,-Canali: 24
-Display: VGA colori LCD_TFT 10,4”
-Supporto memorizz.: Hard Disk 2,1 Gb -Risoluzione acquisizione: 6/24 bit
-Sonde ambiente interne: temperatura, umidità relativa -Formato dati: Pasi (.osv) e SEG-2 (.dat),
-Durata acquisizioni: Rifrazione, 32÷2048 ms Riflessione, 32÷16384 ms, -Tempi campionamento: da 16 s a 2 ms
-Filtri digitali: Passa alto (25÷400 Hz) Passa Basso (100÷250 Hz) Notch (50÷180 Hz)
-Attivazione filtri: in acquisizione o manualmente
-Trigger: inibizione impulsi dovuti a rimbalzi
Ricevitori – 24 geofoni da 4,5 Hz collegati in serie da due cavi con lunghezza 33 m l’uno.
Sorgente impulsiva: mazza battente da 10 Kg con piastra metallica 15x15 cm su cui battere, da disporre sul terreno.
Bindella metrica per posizionare i ricevitori
Metodologia d’indagine
L’indagine sismica di tipo MASW, consente la determinazione diretta della velocità delle onde trasversali (Onde di taglio - onde Sh/Sv) dei terreni del sottosuolo in esame in modo da ottenere una corretta caratterizzazione della categoria sismica, del sottosuolo dell’area in oggetto.
L’indagine sismica adottata, Masw (in sismica attiva) è stata scelta in funzione delle limitazioni che affliggono in genere misure di onde Sh in metodi a rifrazione tradizionali (come ad es. difficoltà di generazione di onde polarizzate Sh o inversioni di velocità identificabili con difficoltà e/o valutabili con costosi lunghi ed impegnativi metodi sismici in foro es.
Cross-Hole e Down-Hole).
La tecnica sismica Masw, è stata ampiamente testata (perfezionata già dal 1999) ed è contemplata fra le indagini per la definizione rigorosa del profilo di Vs per caratterizzazione sismica del sito (NTC-08 e ad es. Lai, Foti e Rota “Input
sismico e stabilità geotecnica dei siti di costruzione - IUSS Press Eucentre 2009) e risulta migliore per lacaratterizzazione del primo sottosuolo; le tecniche basate su utilizzo di registrazioni di microtremori di origine naturale e/o antropica (tecniche passive) possono caratterizzare infatti il sottosuolo più in profondità, da diverse decine, sino alle volte, anche a centinaia di metri (Lai et alii - IUSS Press Eucentre 2009) ma con minor risoluzione per la zona prossima alla superficie che invece più ci interessa.
Inoltre diversi autori (Lachet e Bard 94, Bard 99, De Ferrari et alii - Università studi di Genova 2008), segnalano che sistemi d’acquisizione in sismica passiva sono poco idonei per terreni alluvionali, in quanto l’utilizzo di tecniche passive, è possibile o consigliabile nel caso di:
- intenso “rumore antropico” (che impedisce o maschera l’acquisizione dei dati in sismica attiva)
- discreto contrasto di impedenza sismica (>2,5-3) fra il substrato (sismico) ed il materasso alluvionale sovrastante - è Importante l’interramento del sensore sismico passivo (per migliorare l’accoppiamento sensore-terreno),quindi
altri autori (Konno e Ohmachi 98, Bard 99, Bindi et alii 2000, Parolai et alii 2002) consigliano di evitare terreni caratterizzati da: erba, fango, terreno saturo, neve, ghiaccio, materiali incoerenti in superficie (ghiaia, ciottoli, quindi piazzali rilevati ecc.), coperture artificiali con piastrelle, superfici sintetiche, ecc.
Valutando le sopracitate motivazioni per caratterizzare il sottosuolo dal punto di vista del profilo Vs/profondità è stata realizzata una prospezione Masw, (rilevazione onde di Rayleigh - tecnica in sismica attiva.
La Base Masw eseguita, per le possibilità operative presenti in corrispondenza del sito di intervento, presenta
(Compreso il punto di shot) la con geometria come sotto indicato:
5
Lunghezza complessiva 44,5 m
Si ricorda che data la necessità di analizzare con elevato dettaglio le basse frequenze (tipicamente anche al di sotto dei 20 Hz), la tecnica di acquisizione per onde di superficie necessita di geofoni (ad asse verticale) con frequenza di taglio non superiore a 4,5 Hz.
Quindi le basi teoriche della tecnica di Acquisizione delle Masw, (analisi ed elaborazione delle onde di superficie di Rayleigh) sono completamente diverse dalle onde P od S degli stendimenti di simica a riflessione o rifrazione). Perciò nell’acquisizione con tecnica Masw, non è possibile caratterizzare la tecnica con un classico coefficiente geometrico che esprime la profondità di investigazione in funzione della lunghezza della stesa sismica, (come nella riflessione o nella rifrazione), ove infatti le metodiche di interpretazione si basano sui tempi di arrivo ai geofoni delle onde riflesse o rifratte (quindi si misurano dei tempi).Nella tecnica Masw non si misurano dei tempi, ma viene eseguita una trattazione spettrale dei sismogrammi e mediante trasformata di Fourier si restituisce lo spettro del segnale sismico nel dominio frequenza (f) n° d’onda (k) detto anche dominio f-k. La lunghezza dello stendimento dipende sia dal numero di ricevitori utilizzabili, sia dallo spazio disponibile.
Normalmente si dispongono i ricevitori ad interasse costante compreso tra 0,5 m e 3,0 m. (con array a parità di numero di ricevitori un interasse di 3,0m consente di avere uno stendimento di ricevitori più lungo e quindi una maggiore risoluzione della curva di dispersione lungo la coordinata numero d’onda k; tuttavia si riduce il numero d’onda di Nyquest oltre cui non si ha certezza sull’affidabilità del segnale misurato. Viceversa un interasse piccolo può essere necessario in piccoli spazi e consente un intervallo più ampio di numeri d’onda, ma comporta una minore risoluzione della curva di dispersione lungo i numeri d’onda.
La profondità investigata dalle onde di Rayleigh dipende più propriamente dalla lunghezza d’onda, dalla velocità delle onde di taglio Vs e dalla frequenza. (Stokoe II and Santamarina, 2000).
La relazione quindi che meglio consente di valutare la profondità di investigazione di un indagine masw, è legata più che alla dimensione dello stendimento, al valore della Vs assegnata ad una determinata profondità z dal piano campagna, calcolata in funzione della lunghezza d’onda, cioè :
z= --- (1,5 / 2,0) Inoltre si evidenzia che:
Con la tecnica Masw (indagine sismica non invasiva di superficie) si ottiene una modellazione del sottosuolo, basandosi sulla propagazione delle onde di Rayleigh, oggi realizzata mediante approcci multi stazioni, che risultano robusti ed efficienti (Foti, 2000; Lai e Wilmanski, 2005) rispetto ai primi approcci del metodo, che si basavano essenzialmente su 2 ricevitori (Prova Sasw - Stoke et al., 1994).
Queste prove (masw-sasw) sfruttano la proprietà della dispersione geometrica, che rende la velocità di propagazione
delle onde di Rayleigh (V
R) dipendente dalla frequenza di eccitazione in mezzi verticalmente eterogenei.
Fig. 4 : sismogramma che evidenzia l’arrivo distinto di onde P, S e di Rayleigh (da Crespellani e Facciorusso “Dinamica dei terreni”)
L’onda di Rayleigh si trasmette infatti sulla superficie libera di un mezzo isotropo e omogeneo ed è il risultato dell’interferenza e della combinazione d’onde sismiche di pressione (P-waves) e onde di taglio polarizzate verticalmente (Sv-waves).
La prova consiste nel produrre sulla superficie del terreno, in corrispondenza del sito da investigare, una sollecitazione (piccolo sisma) e nel registrare le vibrazioni prodotte sempre in corrispondenza della superficie, a distanze note e prefissate.
Il profilo di Vs viene determinato attraverso la soluzione di un problema matematico di inversione della curva di dispersione (V
Rin funzione della frequenza).
In un mezzo reale stratificato avviene una dispersione delle onde prodotte; in altre parole, una deformazione del treno d’onda, dovuto alla variazione della velocità di propagazione, con la frequenza, che varia in relazione alle caratteristiche di “rigidezza” di ogni singolo strato.
Nella figura sotto esposta (da V. Socco Lab. Geofisica Appl. Dip. Ing Territorio Politecnico di TORINO) è ben riassunto il processo di acquisizione ed il passaggio alla curva di dispersione:
Gli elementi a bassa frequenza penetrano quindi più in profondità, con velocità di fase in genere più alta, rispetto alle componenti ad alta frequenza.
Il calcolo del profilo delle velocità delle onde di Rayleigh, visualizzato dai grafici V(fase)/f(frequenza), tramite elaborazioni e programmi dedicati, è convertito in profili Vs / profondità.
Interpretazione dati acquisiti
L’interpretazione delle tecniche di rilievo sismico MASW traggono spunto come sopra accennato dalle prime tecniche studiate da Nazarian e Stokoe (1984-94) che per primi hanno presentato il metodo SASW che utilizzava una sorgente d’impulso e 2 soli sismometri di rilevazione (1 Hz).
Tale tecnica come d’altronde anche la Masw, è basata sul fatto che osservando il segnale che si propaga nel suolo a seguito di una energizzazione, è notorio che la quasi totalità dell’energia (circa 2/3 o più) si propaga tramite onde superficiali (onde di Rayleigh).
A tale scopo Park et Alii (1999) hanno studiato e sviluppato il metodo MASW, per sopperire alle difficoltà
d’applicazione, della tecnica Sasw in diverse situazioni.
7