Dal punto di vista idrogeologico si è fatto riferimento, per le indicazioni di massima, alla Carta Idrogeologica ricavata dal PSC elaborato in forma associata, in particolare nel Quadro Conoscitivo - Sistema Ambientale e Territoriale (Elaborato Oz.B.1.2a). Tale cartografia, di cui si riporta un estratto in Figura 4.5, mostra che la tavola d’acqua, in corrispondenza del sito di interesse, ha andamento pressoché tabulare (gradiente molto basso), con direzione di flusso locale SSO-NNE. La soggiacenza media, considerando un piano campagna intorno ai 42,5 m s.l.m., si attesta intorno a circa 2 m dal piano campagna, dato che trova sostanziale riscontro nelle misure eseguite in occasione dell’esecuzione delle indagini geognostiche trattate nel presente documento.
Dal punto di vista idrografico questo settore di pianura, fortemente antropizzato, ha
comportato nel tempo la necessita di regimare le acque in sistemi di canalizzazione artificiali
atti a garantire il funzionamento delle attività agricole presenti.
Poco a ovest rispetto all’area di studio scorre il Torrente Quaderna, nel suo alveo naturale fino all’altezza di Prunaro di Budrio, per poi svilupparsi canalizzato fino al raggiungimento del fiume Reno, di cui è affluente.
Figura 4.5. Estratto di carta Geologica Idrogeologica (Elaborato Oz.B.1.2a) del PSC elaborato in forma associata.
Nel cerchio magenta l’area di studio
5 INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO
Il contesto geomorfologico in cui si inserisce l’area in esame è stato definito mediante consultazione di cartografia esistente.
Tale operazione ha avuto l’intento di ricostruire, a livello generale, la disposizione degli elementi geomorfologici più rilevanti in relazione all’ubicazione del sito di interesse, per disporre di preliminari informazioni sulla probabile natura tessiturale dei terreni.
La documentazione cartografica consultata nello specifico è la Carta Geomorfologica della Pianura Padana scala 1:250.000, di cui si riporta uno stralcio in Figura 5.1.
Come si può notare questo settore della pianura padana è caratterizzato dalla presenza di
dalla pianura alluvionale; tali elementi sono riconducibili prevalentemente alla dinamica fluviale storica e recente dei corsi d’acqua appenninici, che nel caso in esame sono rappresentati dal torrente Quaderna e dall’Idice.
Figura 5.1. Estratto di cartografia geomorfologica della Pianura padana. Nel cerchio blu l’area di intervento.
Figura 5.2. Estratto di cartografia geo-litologica del PSC elaborato in forma associata (Elaborato As.B.1.1 del Quadro Conoscitivo del Sistema Naturale e Ambientale)
Dosso fluviale
Conoidi
Gli elementi di spicco sono certamente le conoidi del Quaderna e dell’Idice, espressione dell’ingresso dei rispettivi torrenti appenninici in pianura. Si notano poi i dossi fluviali poco pronunciati riferiti ai tracciati, attuali o storici, dei corsi d’acqua principali.
L’area di interesse si colloca nel settore di alta pianura immediatamente a ovest della conoide del Torrente Quaderna.
La natura dei terreni superficiali indicata dalla carta (nel limite del suo dettaglio), per la zona di intervento, è di tipo coesivo (argilloso-limoso); sarà poi l’elaborazione dell’indagine in sito a definire nel dettaglio la tessitura e la sequenza stratigrafica dei depositi del sottosuolo.
Consultando inoltre la carta geolitologica (As.B.1.1) estratta dal PSC elaborato in forma associata, di cui si riporta un estratto in Figura 5.2, si nota come l’area di intervento si collochi in zona di alta pianura alluvionale (come già anticipato) e in presenza di depositi prevalentemente limosi.
6 INQUADRAMENTO SISMICO
In Figura 6.1 si riporta stralcio della zonazione sismogenetica ZS9, realizzata dall’Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia -- Gruppo di Lavoro per la redazione della mappa di
pericolosità sismica.
Tale cartografia individua, per tutto il territorio nazionale, diversi settori con caratteri comuni in termini di sorgenti sismogenetiche, sismicità storica e strumentale. Il comune di Ozzano dell’Emilia ricade nella zona di transizione tra la zona 912 (denominata “Dorsale Ferrarese”) e la zona 913. In Figura 6.2. si riporta un dettaglio della distribuzione delle sorgenti sismogenetiche individuali, estratto dal database DISS (database of Individual Seismogenic Sources), versione 3.1.1; la cartografia tematica proposta evidenzia le sorgenti simogenetiche individuali e composite e le sorgenti macrosismiche
Per quanto riguarda la tipologia prevalente di fagliazione, nelle zone 912 e 913 è individuabile un meccanismo di tipo inverso (quindi compressivo).
Figura 6.2. Sorgenti sismogenetiche da database DISS versione 3.1.1.
Nel cerchio blu l’area di indagine.
In Figura 6.3 si riporta uno stralcio cartografico che mostra la distribuzione delle sorgenti sismogenetiche presenti nel database DISS 2.0 (Database of Potential Sources for Earthquake larger than M 5,5 in Italy, Valensise e Pantosti, 2001).
L’aspetto più interessante ai fini progettuali dedotto da tale cartografia è la magnitudo
momento (Mw) di riferimento, che viene indicata nella tabella seguente, per le zone
sismogenetiche in cui è possibile collocare il comune di Ozzano dell’Emilia.
MAGNITUDO DI RIFERIMENTO Zona sismogenetica Mw
912 6,14
913 5,91
Il valore di magnitudo momento Mw verrà impiegato nell’ambito della verifica a liquefazione.
In via cautelativa verrà utilizzata la Mw più cautelativa, ovvero Mw=6,14.
Figura 6.3. Zonazione sismogenetica ZS9 in relazione alla distribuzione delle sorgenti sismogenetiche contenute nel database DISS 2.0. nel cerchio rosso la zona indagata.
7 PIANO DELLE INDAGINI IN SITO ESEGUITE
Per la caratterizzazione della zona di studio è stato predisposto e realizzato il seguente piano di indagini:
þ n°3 prove penetrometriche statiche con punta elettrica (CPTE), nominate CPTE 1, CPTE 2 e CPTE 3, spinte a profondità variabile da 15,18 m a 16,76 m da p.c.
þ n°1 sondaggio a distruzione, nominato S1, spinto alla profondità di 3,4 m da
p.c., per prelievo campione indisturbato finalizzato alla caratterizzazione
geotecnica di laboratorio
þ n°1 prova sismica in sito attiva, tipo MASW, per la definizione della categoria di suolo
þ n°1 prova sismica in sito passiva, di tipo HVSR, per la stima della profondità del substrato sismico e della frequenza fondamentale del sito
Tali prove, ubicate come in Tavola 1, risultano essere sufficientemente profonde per l’indagine di un volume significativo di sottosuolo interessato da futura lottizzazione. Si specifica che le prove CPTE sono state spinte fino al rifiuto della macchina. Di seguito (Figura 7.1) si riporta documentazione fotografica relativa all’esecuzione delle prove geognostiche citate.
Figura 7.1. Dall’alto e da sinistra: Esecuzione prova CPTE 1, CPTE 2, CPTE 3 con sondaggio S1, prova sismica MASW e prova sismica HVSR.
Nelle tabelle che seguono si sintetizza la tipologia e numero di prove in sito e di laboratorio
realizzate.
PROVE GEOGNOSTICHE IN SITO ESEGUITE TIPOLOGIA
PROVA
NOME PROVA
PROF.
(m da p.c.) NOTE
Prova penetrometrica
statica con punta elettrica CPTE 1 16,10 -
Prova penetrometrica
statica con punta elettrica CPTE 2 16,76 -
Prova penetrometrica
statica con punta elettrica CPTE 3 15,18 -
Sondaggio stratigrafico
a distruzione S1 3,4 Prelevato n°1 campione
indisturbato Prova sismica in sito attiva MASW prof. Indagata:
» 35 m Stendimento lungo 50 m Prova sismica in sito
passiva HVSR prof. Indagata:
> 100 m -
PROVE DI LABORATORIO GEOTECNICO ESEGUITE SONDAGGIO CAMPIONE PROF.
(m-m da p.c.) PROVE
ESEGUITE PARAMETRI DERIVATI
S1 S1 C1 3,0-3,4
Umidità naturale (w) Peso di volume (g)
Taglio diretto CD
Contenuto d’acqua naturale (w) Densità naturale (g) Coesione drenata (c’) Angolo di attrito efficace (j’)
Il sondaggio stratigrafico a carotaggio continuo è stato eseguito con sonda Geoprobe 54LT, con carotiere semplice diametro 101 mm. Il campione indisturbato è stato conferito al laboratorio geotecnico incaricato (Laboratorio Geotecnico Dr. Geol. Antonio Mucchi, con sede a Gualdo di Voghiera (FE), dotato di certificazione ministeriale), per l’esecuzione delle analisi previste.
8 PROCEDURE DI RIFERIMENTO SUI DATI PENETROMETRICI
Le prove penetrometriche statiche sono state eseguite mediante penetrometro meccanico con punta elettrica modello TP CPL2IN della Tecno Penta srl, in accordo con la procedura di riferimento ISSMFE (codice RM) con attrezzatura di spinta ancorata da 15 ton. I vari parametri di prova, nella prova meccanica, sono ottenuti mediante le seguenti relazioni energetiche:
Resistenza alla punta q c = R p = Q c /Ac
Resistenza unitaria di attrito laterale locale fs =Rl = Q s /As
Rapporto della resistenza (Friction Ratio) Rf(%) = 100 fs/q c *
*(Rp, Rf misurate alla stessa profondità) dove:
Rp = forza assiale agente sul cono
Rl = forza di attrito per infiggere il manicotto Ac = area di base del cono
As = superficie laterale del manicotto
Nel caso di prova con punta elettrica (CPTE/CPTU), le resistenze vengono registrate automaticamente dal sensore interno alla punta.
La prova pentrometrica statica in generale trova applicazione per:
• rilevare l’andamento stratigrafico lungo la verticale
• individuare i tipi di terreno attraversati
• interpolare l’andamento degli strati fra verticali di sondaggio
• misurare la pressione interstiziale (solo CPTU)
I parametri desunti possono essere utilizzati con affidabilità per valutare:
• l’angolo di attrito e la compressibilità drenata dei terreni granulari
• la resistenza al taglio non drenata dei terreni coesivi.
Meno attendibile risulta la valutazione dei parametri di compressibilità drenata e non dei terreni coesivi. Da notare che la procedura di riferimento indica l’espressione di q c e f s in Pa, kPa o MPa; per una migliore comprensione dei dati si è preferito esprimere i parametri anche in kg/cm 2 .
9 ELABORAZIONE DEI DATI PENETROMETRICI
Nelle tabelle e diagrammi allegati sono riportati tutti i parametri geotecnici elaborati dai dati ottenuti dalle prove CPTE effettuate (Allegato 1); in particolare, nei diagrammi sono graficati i valori di resistenza alla punta Rp e resistenza laterale locale Rf, rilevati ogni 2 cm. Questi valori sono stati ricavati moltiplicando la lettura alla punta o laterale per la costante di trasformazione Ct, la quale è legata alle caratteristiche tecniche del penetrometro impiegato.
La diretta correlazione tra il rapporto F = Rp/Rf e la granulometria dei terreni attraversati (secondo Douglas Olsen, 1981), rende possibile caratterizzare la natura dei terreni differenziandoli rispettivamente in torbe e argille organiche, argille sensitive, materiali sensitivi coesivi e incoerenti a grana fine, terreni incoerenti a grana media o grossa.
Negli allegati vengono riportati i seguenti parametri:
• valutazione litologica secondo Schmertmann ottenuta in base all’analisi dei valori di Rp e del rapporto Rf/Rp %.
• la natura dei terreni classificati come granulari o coesivi, ricavata sempre dal diagramma di Schmertmann.
• il peso per unità di volume γ’ (t/m 3 ), ottenuta dalla relazione esistente tra la densità del terreno e la sua resistenza ad essere attraversato dalla punta;
• la tensione verticale geostatica efficace σ’ vo, espressa come σ’ vo = 1,85 x z1 + 0,20 x Σ γ’ i
dove z1 è uguale alla profondità media della falda;
• la coesione non drenata Cu (Kg/cm 2 ) (per i terreni di natura coesiva) ottenuto dal rapporto “Cu = Rp/a” (da Sanglerat, 1972) dove “a” è un coefficiente dipendente dalla natura del terreno, e quindi da Rp;
• l’angolo di attrito interno efficace F (per i terreni di natura granulare), anch’esso correlato alla Rp (Robertson & Campanella, 1983);
• il coefficiente di compressibilità di volume Mv ll coefficiente di compressibilità Mv viene definito come:
Mv = 1/Rp x a dove il coefficiente “a” è direttamente dipendente da Rp.
10 INTERPRETAZIONE STRATIGRAFICA 10.1 STRATIGRAFIA DA CPTE
Il modello stratigrafico, ricostruito con le prove geognostiche eseguite, segnala la prevalenza di depositi a carattere prevalentemente argilloso e argilloso-limoso, talvolta con intercalazioni limo-sabbiose. In Tavola 2 si riporta il modello stratigrafico derivante dall’elaborazione delle prove, mentre di seguito viene riportato il dettaglio dei vari orizzonti litologici intercettati (interpretazione secondo Douglas Olsen, 1981).
LIVELLI LITOLOGICI RILEVATI IN CPTE 1 PROFONDITA’
(m÷m da p.c.) LITOLOGIA (secondo Douglas Olsen, 1981) FALDA DA P.C.
(m) 0,0 - 0,5 Torba e argille organiche
2,81
2,2 - 2,6 Argille sensitive 2,6 - 3,4 Sabbie metastabili 3,4 - 4,8 Torba e argille organiche 4,8 - 6,0 Argille sensitive 6,0 - 7,4 Argille sensitive
7,4 - 8,6 Terreni coesivi e incoerenti a grana fine 8,6 - 9,7 Argille sensitive
9,7 - 12,5 Terreni coesivi e incoerenti a grana fine 12,5 - 16,10 Argille sensitive
LIVELLI LITOLOGICI RILEVATI IN CPTE 2 PROFONDITA’
(m÷m da p.c.) LITOLOGIA (secondo Douglas Olsen, 1981) FALDA DA P.C.
(m) 0,0 - 0,5 Torba e argille organiche
2,75 0,5 - 2,1 Argille sensitive
2,1 - 3,1 Argille sensitive 3,1 - 4,3 Torba e argille organiche 4,3 - 5,4 Argille sensitive 5,4 - 7,5 Argille sensitive 7,5 - 8,1 Argille sensitive 8,1- 9,9 Argille sensitive
9,9 - 11,0 Terreni coesivi e incoerenti a grana fine 11,0 - 12,8 Terreni incoerenti grana grossa e fine 12,8 - 14,2 Terreni coesivi e incoerenti a grana fine 14,2- 16,76 Argille sensitive
LIVELLI LITOLOGICI RILEVATI IN CPTU 3 PROFONDITA’
(m÷m da p.c.) LITOLOGIA (secondo Douglas Olsen, 1981) FALDA DA P.C.
(m) 0,0 - 0,5 Torba e argille organiche
2,04 0,5 - 0,9 Torba e argille organiche
0,9 - 2,0 Argille sensitive 2,0 - 3,0 Argille sensitive 3,0 - 3,7 Torba e argille organiche 3,7 - 4,9 Argille sensitive 4,9 - 6,5 Argille sensitive 6,5 - 7,7 Argille sensitive 7,7 - 8,7 Argille sensitive
8,7- 10,9 Terreni coesivi e incoerenti a grana fine
10,9 - 11,8 Terreni incoerenti grana grossa e fine
11,8 - 12,6 Argille sensitive 12,6 - 13,5 Argille sensitive 13,5- 15,18 Argille sensitive
Il livello statico della falda freatica, misurato al termine delle prove nei fori di perforazione, è stato intercettato alla profondità media di 2,8 m da p.c. locale nella zona indagata con CPTE 1 e CPTE 2 (zona sopraelevata) e a 2,0 m da p.c. nella zona indagata con CPTE 3. Si specifica infine che sono plausibili variazioni stagionali del livello della falda e conseguentemente della frangia capillare ad esso associata.
In Tavola 3 si riporta una sezione geologica risultante dall’interpolazione delle tre prove penetrometriche eseguite. La traccia si sviluppa in direzione SSO-NNE. Com’è possibile notare il modello stratigrafico risulta nel complesso omogeneo (fa eccezione la lente sabbiosa superficiale intercettata con CPTE 1, se pur di modesto spessore), con un primo orizzonte caratterizzato da argille localmente organiche, cui fa seguito un intervallo argilloso inorganico fino a circa 9,5 m da p.c., intercalato da un livello limo-sabbioso e limo-argilloso di spessore contenuto (circa 1 m). Oltre tale profondità si rinviene un orizzonte prevalentemente incoerente, di potenza pari a circa 3 m, formato da alternanze di sabbie ghiaiose e limi sabbiosi, seguito dal ritorno di materiali coesivi, fino alla massima profondità raggiunta dalle prove.
11 CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEI TERRENI 11.1 P ARAMETRI GEOTECNICI DA CPTE
Dall’analisi condotta emerge un terreno composto nel complesso da depositi a comportamento geomeccanico prevalentemente coesivo, con locale presenza di frazione limo-sabbiosa. La consistenza dei depositi prettamente argillosi risulta media entro i primi 5,5 m circa da p.c., con valori di c u intorno ai 40 kPa, mentre risulta medio-alta nei livelli sottostanti, con valori di c u generalmente superiori ai 60 kPa. Il grado di addensamento dei depositi con frazione limo-sabbiosa risulta basso, con valori che variano dal 9% al 57%, espresso in termini di densità relativa.
Il modello geotecnico del sottosuolo, ricavato dalle prove geognostiche eseguite, viene
schematizzato in Tavola 2. Le tabelle seguenti riassumono nel dettaglio le principali
caratteristiche meccaniche che risulteranno fondamentali ai fini delle valutazioni geotecniche
sul sito.
PARAMETRI GEOTECNICI CPTE 1 PROF.
(da mt a mt)
qc media c u media Ed medio j
(kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (°)
0,0 - 0,5 677 6,9 33 0,34 3413 34,8 -
0,5 - 2,2 1147 11,7 57 0,58 4550 46,4 -
2,2 - 2,6 726 7,4 36 0,37 3589 36,6 -
2,6 - 3,4 5335 54,4 - - - - 28
3,4 - 4,8 628 6,4 31 0,32 3236 33,0 -
4,8 - 6,0 892 9,1 45 0,46 4070 41,5 -
6,0 - 7,4 1657 16,9 83 0,85 4639 47,3 -
7,4 - 8,6 1304 13,3 65 0,66 4707 48,0 18
8,6 - 9,7 1559 15,9 77 0,79 4717 48,1 -
9,7 - 12,5 1510 15,4 75 0,77 4737 48,3 18
12,5 - 16,10 1834 18,7 91 0,93 4393 44,8 -
PARAMETRI GEOTECNICI CPTE 2 PROF.
(da mt a mt)
qc media c u media Ed medio j
(kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (°)
0,0 - 0,5 667 6,8 33 0,34 3393 34,6 -
0,5 - 2,1 883 9,0 44 0,45 4050 41,3 -
2,1 - 3,1 628 6,4 31 0,32 3236 33,0 -
3,1 - 4,3 686 7,0 34 0,35 3442 35,1 -
4,3 - 5,4 941 9,6 47 0,48 4187 42,7 -
5,4 - 7,5 1549 15,8 77 0,79 4717 48,1 -
7,5 - 8,1 971 9,9 49 0,50 4256 43,4 -
8,1- 9,9 1461 14,9 73 0,74 4746 48,4 -
9,9 - 11,0 1363 13,9 68 0,69 4737 48,3 18
11,0 - 12,8 2922 29,8 - - - 21
12,8 - 14,2 2295 23,4 115 1,17 4580 46,7 19
14,2- 16,76 1687 17,2 84 0,86 4609 47,0 -
PARAMETRI GEOTECNICI CPTE 3 PROF.
(da mt a mt)
qc media c u media Ed medio j
(kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (kPa) (kg/cm 2 ) (°)
0,0 - 0,5 196 2,0 10 0,10 1206 12,3 -
0,5 - 0,9 549 5,6 27 0,28 2913 29,7 -
0,9 - 2,0 1236 12,6 62 0,63 4648 47,4 -
2,0 - 3,0 843 8,6 42 0,43 3932 40,1 -
3,0 - 3,7 628 6,4 31 0,32 3226 32,9 -
3,7 - 4,9 932 9,5 46 0,47 4158 42,4 -
4,9 - 6,5 1491 15,2 75 0,76 4746 48,4 -
6,5 - 7,7 1020 10,4 51 0,52 4344 44,3 -
7,7 - 8,7 2050 20,9 103 1,05 4099 41,8 -
8,7- 10,9 1952 19,9 97 0,99 4138 42,2 20
10,9 - 11,8 3472 35,4 - - - - 22
11,8 - 12,6 1687 17,2 84 0,86 4609 47,0 -
12,6 - 13,5 2324 23,7 117 1,19 4648 47,4 -
13,5- 15,18 1785 18,2 89 0,91 4472 45,6 -
Si precisa che in questa fase vengono forniti i parametri medi, mentre in fase di calcolo verranno utilizzati i parametri caratteristici degli strati interessati dal cuneo di rottura potenziale.
Si fanno inoltre notare i seguenti punti:
þ La prova CPTE 3 è stata eseguita su un terreno recentemente arato, motivo per cui i primi 50 cm risultano praticamente inconsistenti. In ogni caso, come verrà in seguito precisato, si consiglia, nel limite delle indagini eseguite in questa fase preliminare, di posare eventuali apparati fondali superficiali ad almeno 50-60 cm di profondità nella zona indagata con CPTE 1 e CPTE 2 ed almeno 70 cm nella zona indagata con CPTE 3.
þ In ogni caso entro i primi 5 m circa da p.c. sono stati rilevati locali livelli, comunque di spessore contenuto, con caratteristiche geotecniche leggermente scadenti; pertanto nelle successive fasi progettuali sarà opportuno eseguire indagini mirate per verificare la consistenza degli orizzonti più superficiali
11.2 P ARAMETRI GEOTECNICI DA PROVE DI LABORATORIO
Il prelievo del campione indisturbato è stato finalizzato all’esecuzione di prove di laboratorio per la definizione dei parametri geotecnici drenati da impiegare in fase di progettazione, per la valutazione della resistenza dei terreni, in particolare in termini di capacità portante.
La tabella che segue sintetizza i risultati delle analisi eseguite; in Allegato 2 si riporta copia di
RISULTATI PROVE DI LABORATORIO GEOTECNICO SONDAGGIO CAMPIONE PROF.
(m-m da p.c.) RISULTATI
S1 S1 C1 3,0-3,4
w = 33,8%
g = 18,07 kN/m
3c’ = 43,98 kPa
j’ = 24°
12 CONSIDERAZIONI SULLA SCELTA DELLE OPERE FONDALI
Il terreno analizzato può risultare idoneo alla realizzazione di fondazioni superficiali, purché ovviamente risulti verificata la compatibilità tra le pressioni scaricate e la capacità portante del complesso opera-terreno, nonché con l’ammissibilità dei cedimenti, per ciascuna struttura che verrà realizzata sull’area. Inoltre si raccomanda, già da ora, di integrare le analisi eseguite con ulteriori indagini geognostiche specifiche, in modo da verificare la continuità litostratigrafica e meccanica del modello geologico emerso, oltre a dettagliare in maniera specifica, per ciascuna opera, le caratteristiche litologiche e geotecniche.
Per le valutazioni di massima oggetto di questo documento verranno prese in considerazione due differenti tipologie fondali, come di seguito indicato:
IPOTESI APPARATO FONDALE Trave continua
Platea
La geometria di fondazione viene usualmente impiegata in fase di calcolo della capacità portante per valutare innanzitutto l’intervallo stratigrafico di imposta del cuneo di rottura ed in secondo luogo i fattori di forma e profondità delle fondazioni. Inoltre tale aspetto risulta vincolante nell’analisi di deformabilità del sistema, poiché da essa dipende sia la profondità di influenza dei bulbi di tensione e di conseguenza l’attenuazione delle pressioni nel sottosuolo.
Nel caso in esame si intende fornire una stima orientativa della capacità portante, al netto dei
fattori incrementali dipendenti dalla geometria di fondazione.
13 PRINCIPI DELLE NTC 08
Le disposizioni formulate nell’Eurocodice 7 (UNI EN 1997-1:2005 e UNI EN 1997-2:2007) costituiscono le basi concettuali per la formulazione delle NTC 2008, nella sezione dedicata alla progettazione geotecnica (Capitolo 6 delle NTC08). In particolare vengono definiti gli stati limite di un sistema geotecnico (Stato Limite Ultimo SLU e Stato Limite di Esercizio SLE) e le verifiche di sicurezza e delle prestazioni nei confronti di questi.
Le verifiche vengono effettuate secondo un metodo semiprobabilistico basato essenzialmente su:
þ Scelta idonea del valore di ciascuna variabile in gioco nel modello geotecnico proposto (valore caratteristico);
þ Applicazione del metodo dei coefficienti parziali, i quali devono essere ripartiti con criterio e consapevolezza sulla base dell’esperienza e dell’osservazione del contesto reale di inserimento del progetto.
Traducendo il tutto in termini matematici il metodo semiprobabilistico si basa sulla seguente disequazione fondamentale:
E d ≤ R d
dove:
E d : valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione;
R d : resistenza del sistema geotecnico.
Sostanzialmente la sicurezza è garantita solo quando le resistenza del sistema è maggiore della sommatoria delle azioni che agiscono su questo. Ne deriva che ad influenzare in maniera inequivocabile la stabilità del sistema sono:
þ Entità delle azioni (permanenti, variabili, accidentali e sismiche) þ Parametri geotecnici del terreno
þ Resistenza a rottura del sistema
Si ricorda inoltre che:
E d = E [g F F K ; X K / g M ; a d ]
= R/g [g / g ]
Ovvero l’effetto delle azioni e le resistenze sono espresse in funzione delle azioni di progetto g F F K , dei parametri di progetto X K / g M e della geometria di progetto a d .
Per quanto riguarda la scelta dei parametri rappresentativi del sistema occorre fare riferimento al valore caratteristico, cioè una “stima cautelativa del parametro che influenza l’insorgere dello stato limite”. A seconda della variabilità dello stesso parametro, sarà possibile inserire o la media dell’insieme di valori del parametro calcolati (se la stima è molto precisa) o il valore per il quale, nella distribuzione gaussiana dei valori determinati, vi è una probabilità del 5% di ottenere un valore “peggiore” (se la stima è imprecisa).
I valori caratteristici così determinati subiscono una correzione attraverso i coefficienti parziali, da combinare a seconda dell’approccio analitico che si intende utilizzare.
I coefficienti parziali da utilizzare nelle verifiche allo stato limite ultimo vengono riportati nelle Tabelle inserite nelle NTC e di seguito riproposte.
Tabella 6.2.I. NTC08: Coefficienti parziali per le azioni o per gli effetti delle azioni
CARICHI EFFETTO
COEFF.
PARZIALE g
F(o g
E)
EQU STR
(A1)
GEO (A2) Permanenti Favorevole
g G1
0,9 1,0 1,0
Sfavorevole 1,1 1,3 1,0
Permanenti non strutturali
Favorevole
g G2
0,0 0,0 0,0
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
Variabili Favorevole
g Qi
0,0 0,0 0,0
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
Nota: le azioni variabili secondarie vanno inoltre corrette tramite fattore y di durata.
Tabella 6.2.II. NTC08: Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno
PARAMETRO GRANDEZZA A CUI APPLICARE IL COEFF. PARZIALE
COEFF. PARZIALE g
MSTR (M1)
GEO (M2) tg all’angolo di
resist. al taglio tan j’ k g j’ 1,0 1,25
Coesione
efficace c’ k g c’ 1,0 1,25
Resistenza non
drenata c uk g cu 1,0 1,4
Peso unità di
volume g g g 1,0 1,0
Tabella 6.4.I. NTC08: Coefficienti parziali per le verifiche agli SLU di fondazioni superficiali
VERIFICA COEFF. PARZIALE (R1) COEFF. PARZIALE (R2) COEFF. PARZIALE (R3)
Capacità portante g R = 1,0 g R = 1,8 g R = 2,3
Scorrimento g R = 1,0 g R = 1,1 g R = 1,1
Le verifiche SLU di tipo geotecnico (GEO) devono essere effettuate nei confronti sei seguenti meccanismi di rottura:
þ Collasso per carico limite dell’insieme fondazione terreno þ Collasso per scorrimento su piano di posa
þ Stabilità globale (nel caso di fondazione su pendio)
I diversi gruppi di coefficienti di sicurezza parziali sono scelti nell’ambito di due approcci progettuali distinti e alternativi:
þ Approccio 1 – Combinazione 1: A1+M1+R1
– Combinazione 2: A2+M2+R2 (M1 in caso di fondazioni su pali) þ Approccio 2 – Combinazione 1: A1+M1+R3
Nel caso in esame si intende procedere attraverso l’Approccio 2 combinazione 1 previsto
dalla normativa per la stima della Rd in ambito di capacità portante, sia in condizioni statiche
che pseudo-statiche.
14 STIMA ORINETATIVA CAPACITÀ PORTANTE IN CONDIZIONI STATICHE 14.1 T EORIA SULLA RESISTENZA DEL SISTEMA GEOTECNICO R D
La resistenza del sistema geotecnico dell’area indagata viene calcolata a partire dalla teoria della capacità portante secondo Brinch-Hansen (1970) con l’applicazione della formula:
dove
q lim è il carico limite, corrispondente a R d (a seguito delle opportune correzioni);
B è la larghezza della fondazione;
c è la coesione;
q = g ’ D;
g ’ è il peso di volume. Per il terzo fattore della formula (dal momento che q = g ’ D) è riferito al terreno compreso tra il piano campagna e il piano di posa della fondazione, per il primo fattore della formula è riferito al terreno compreso tra il piano di posa della fondazione e la profondità alla quale può spingersi il cuneo di rottura;
D è la profondità del piano di posa della fondazione;
Nc, Nq, N g sono i fattori di capacità portante, dipendenti dall’angolo di attrito j;
s g , s c , s q : sono fattori di forma della fondazione;
i g , i c , i q : sono fattori correttivi dipendenti dall’inclinazione del carico;
b g , b c , b q : sono fattori correttivi dipendenti dall’inclinazione della base della fondazione;
g g , g c , g q : sono fattori correttivi dipendenti dall’inclinazione del piano campagna;
g g , g c , g q : sono fattori correttivi dipendenti dall’inclinazione del piano campagna;
Nel documento
2 RIFERIMENTI NORMATIVI ... 3
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