Tel./fax 0115113490 info@ingeoproject.it www.ingeoproject.it Regione Piemonte
Provincia di Alessandria
Comune di STAZZANO
FINANZIAMENTO DECRETO MINISTERO INTERNO 30/12/2019 - art.1 comma 853 legge 205 del 27/12/2019- Decreto Ministero Interno 02/08/2019/anno 2020
LAVORI DI CONSOLIDAMENTO E SISTEMAZIONE
IDROGEOLOGICA DEL VERSANTE SOTTOSTANTE IL CASTELLO NEL CONCENTRICO DELL’ABITATO
IMPORTO FINANZIAMENTO: 1.000.000,00€ +230.000,00€ cofinanziamento
CODICE MINISTERO INTERNO: 1010021640 CODICE BDAP: 751542930536437302 CUP: B54H14002040002
PROGETTO DEFINITIVO
Allegato 04 – Relazione geotecnica e di calcolo
I progettisti - STUDIO ASSOCIATO INGEOPROJECT
Torino, giugno 2020
S OMMARIO
Regione Piemonte ... 1
Provincia di Alessandria ... 1
Comune di STAZZANO ... 1
LAVORI DI CONSOLIDAMENTO E SISTEMAZIONE IDROGEOLOGICA DEL VERSANTE SOTTOSTANTE IL CASTELLO NEL CONCENTRICO DELL’ABITATO ... 1
IMPORTO FINANZIAMENTO: 1.000.000,00€ +230.000,00€ cofinanziamento ... 1
CODICE MINISTERO INTERNO: 1010021640 CODICE BDAP: 751542930536437302 ... 1
CUP: B54H14002040002 ... 1
1 Riferimenti normativi ... 2
1.1 Disciplina delle opere in conglomerato cementizio ... 2
1.2 Disciplina delle opere di fondazione e di sostegno delle terre ... 2
2 Relazione di calcolo ... 3
2.1 Introduzione ... 3
3 Inquadramento geologico ... 3
4 Inquadramento geotecnico ... 4
5 Descrizione dell’opera e risultati di calcolo ... 8
1 R IFERIMENTI NORMATIVI
1.1 D
ISCIPLINA DELLE OPERE IN CONGLOMERATO CEMENTIZIO• Legge n. 1086 del 05/11/1971. Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica.
• Legge n. 64 del 02/02/1974. Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche.
• D.M. LL.PP. del 11/03/1988. Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione.
• Testo Unico delle Norme Tecniche per le Costruzioni, approvato con DM Infrastrutture 14 gennaio 2008
• Circolare Ministeriale n. 617 del 2 febbraio 2009
1.2 D
ISCIPLINA DELLE OPERE DI FONDAZIONE E DI SOSTEGNO DELLE TERRE• D.M. LL.PP. del 14/02/1992. Norme tecniche per l'esecuzione delle opere in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche.
• D.M. 9 gennaio 1996 Norme Tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche.
• D.M. 16 gennaio 1996 Norme Tecniche relative ai “Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi”.
• D.M. 16 gennaio 1996 Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche. - Circolare Ministero LL.PP. 15 ottobre 1996 N. 252 AA.GG./S.T.C. Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche di cui al D.M. 9 gennaio 1996.
• Circolare Ministero LL.PP. 10 aprile 1997 N. 65/AA.GG. Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche di cui al D.M. 16 gennaio 1996.
• Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 marzo 2003, recante “Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica” e successive modificazioni
• Testo Unico delle Norme Tecniche per le Costruzioni, approvato con DM Infrastrutture 14 gennaio 2008
• Circolare Ministeriale n. 617 del 2 febbraio 2009
2 R ELAZIONE DI CALCOLO
2.1 I
NTRODUZIONEA seguito degli eventi alluvionali di ottobre e novembre 2014, si è verificata un’ondata di piena dei tre rii che convergono nella tombinatura che attraversa il concentrico di Stazzano.
Il rischio idraulico è stato aggravato dal trasporto solido, alimentato dai numerosi soil-slip lungo le sponde dei corsi d’acqua.
Le colate, sovente di modeste dimensioni, sono state provocate dalla combinazione di fluidificazione della copertura per saturazione da pioggia e da scalzamento per erosione al piede da parte del corso d’acqua stesso.
Dal versante destro dell’incisione a est del Seminario si sono staccate due colate rapide: la più importante, in corrispondenza della piscina di una villa, è costituita da un rotazionale evoluto a colata.
Al momento attuale la stabilità del versante è precaria, con una frattura avente di qualche centimetro sul lato meridionale della nicchia attuale e lesioni della pavimentazione a segnalare l’arretramento della nicchia principale, con pregiudizio delle pertinenze abitative.
Questo fosso è in genere privo di acqua ruscellante, ma l’incisione provocata a seguito dell’ultimo evento è quasi di un metro e mezzo, a testimonianza della portata assunta dal rio.
Sono presenti due soglie in blocchi di cemento, immerse in una vegetazione a gerbido, detriti e qualche rifiuto.
Il fianco sinistro dell’incisione è affetto da instabilità incipienti, come si vede dalla fessurazione della pavimentazione in asfalto della strada per il Castello, a monte della porzione consolidata in un precedente intervento.
Il versante sottostante è interessato da alcuni soil-slip, che contribuiscono all’instabilità globale dell’area.
I restanti rii sono abbondantemente intubati e/o tombinati, con letto artificiale in cemento e presenza di alcune soglie.
Là dove il letto non è rivestito si notano importanti forme di incisione e di erosione delle sponde.
3 I NQUADRAMENTO GEOLOGICO
Sotto il profilo geologico la zona in oggetto rientra nel settore centro orientale del Bacino Terziario del Piemonte, ed è rappresentata dalle sequenze tardo - terziarie appartenenti alla Formazione delle Arenarie di Serravalle (SERRAVALLIANO).
La Formazione delle Arenarie di Serravalle è costituita da depositi arenacei medio-grossolani in strati a spessore variabile e geometria sia lenticolare sia tabulare alternati a livelli marnoso siltosi ed arenacei fini.
Tra il 23 ed il 24 settembre 2012 sono stati realizzati due sondaggi a carotaggio continuo, entrambi della profondità di 15 m, con contestuale esecuzione di prove S.P.T. ubicati come risulta nella foto sottostante.
4 I NQUADRAMENTO GEOTECNICO
Le indagini geognostiche, la cui stratigrafia è riportata nelle pagine seguenti, indicano la presenza di un substrato costituito sostanzialmente da sabbie siltose e/o marnose con subordinati livelli centimetrici arenaci.
Poiché la resistenza a taglio puro del terreno indagato deriva da un effetto di cementazione e litificazione si è ritenuto cautelativo non tenerne conto, in quanto tale valore si annulla a seguito di spostamenti anche minimi e, a differenza della coesione propriamente detta caratteristica dei materiali argillosi, non si ripristina a seguito di uno sforzo di compressione.
La caratterizzazione è stata effettuata utilizzando il sottostante diagramma di correlazione tra tensione verticale efficace, Nspt e angolo di attrito.
I parametri geotecnica così ricavati ed in seguito utilizzati per le calcolazioni sono i seguenti:
Prof. [m] Gamma [kN/m³] Gamma Sat. [kN/m³] Phi [°] Coes. [kN/m²] ks [kN/m³]
3.00 19.00 19.00 25.00 0.00 0.00
14.00 19.00 19.00 30.00 0.00 0.00
50.00 20.00 20.00 35.00 0.00 0.00
5 D ESCRIZIONE DELL ’ OPERA E RISULTATI DI CALCOLO
In linea generale le problematiche di base, in ordine ai danni risultati dai precedenti eventi alluvionali, sono principalmente idrauliche, come peraltro evidenziato nella Relazione Geologica, in quanto i versanti sono interessati solo parzialmente da condizioni di rischio legate alla stabilità globale.
Tale rischio però non è trascurabile, come si deduce dalle evidenti segnature della soprastante strada del Seminario (strada che già nella seconda metà del 2013 fu oggetto di intervento di consolidamento nel tratto più critico), segnature che si sono poi evolute nella grande frana rappresentata nell’immagine sottostante.
Nell’ottica di minimizzare gli effetti di un futuro evento alluvionale comparabile con quelli recentemente verificatisi, si è ritenuto indispensabile operare tramite approcci tecnologici diversi operanti sinergicamente:
(A) pulizia spondale dell’alveo, con la rimozione della vegetazione infestante preservando gli esemplari arborei ad alto fusto che risultano saldamente radicati ed eliminando invece quelli instabili o il cui apparato radicale appare indebolire la naturale coesione della coltre superficiale o del cappellaccio alterato del substrato lapideo; e qui ricompreso il disgaggio puntuale degli elementi di roccia e soprattutto delle placche di terreno vegetale instabili, la cui saturazione e distacco possono contribuire significativamente all’incremento del trasporto solido nella fase parossistica della piena;
(B) pulizia, regolarizzazione ed allargamento del fondo d’alveo ad almeno 2,5 m, misura che consente un deflusso ottimale e, in corso d’opera, il passaggio dei mezzi d’opera necessari al completamento dell’intervento;
(C) messa in opera di due barriere anti debris-flow, di altezza pari a 3 metri, con funi portanti saldamente ancorate alle sponde tramite barre di ancoraggio a filettatura continua tipo Dywidag, cordoli di rinforzo in calcestruzzo armato e dotate di un piastrone a fondo alveo di dimensioni approssimative 3 x 4 m realizzato in grandi blocchi di cava a facce piane;
Per prevenire collassi catastrofici a grande scala verrà completata la tratta di palificata che già è stata messa in opera lungo la soprastante strada al Seminario, realizzando due solette sottofondate su micropali e tirantate, una della lunghezza di 100 m a protezione del ciglio del tratto stradale ancora integro, e l’altra di 15 m di lunghezza, più larga per consentire di scavalcare a sbalzo la frana occorsa.
L’armatura sarà costituita da micropali del diametro di 200-220 mm, armati con armatura tubolare di diametro esterno 139,7 mm e spessore 8,8 mm, disposti a quinconce su due file, della lunghezza di 12 m in entrambi gli interventi, e tirantati con barre tipo Dywidag della capacità di 60 t.
Per quanto riguarda l’intervento da 100 m l’interasse tra i micropali sarà di 1+1/2,5 m mentre quello tra i tiranti sarà di 2,5 m, mentre per l’intervento in corrispondenza della frana i pali saranno più ravvicinati, disposti con interasse di 1+1/2 m, e i tiranti avranno un interasse di 1,5 m.
Nei calcoli si è ipotizzato un sovraccarico di 20 kPa ed un possibile assestamento del terreno a valle per una profondità di 2.5 m.
La presenza dei tiranti è stata simulata con una cerniera a testa palo.
I pali sono stati modellati come allineati su un’unica fila, dal momento che essendo infissi separatamente non formano un complesso assimilabile a una struttura reticolare; la presenza del solettone limita la rotazione della testa dei pali, effetto che riducendo le deformazioni riduce di conseguenza le sollecitazioni flessionali ed è stato trascurato a favore di sicurezza.
CALCOLO PALIFICATA Regione Piemonte
Provincia di Alessandria - Comune di Stazzano Strada al Seminario
Consolidamento versante Verifica strutturale palificata DESCRIZIONE LITOSTRATIGRAFICA
Prof. [m] Gamma [kN/m³] Gamma Sat. [kN/m³] Phi [°] Coes. [kN/m²] ks [kN/m³]
3.00 19.00 19.00 25.00 0.00 0.00
14.00 19.00 19.00 30.00 0.00 0.00
50.00 20.00 20.00 35.00 0.00 0.00
PARAMETRI DEL DIAFRAMMA
Condizioni di vincolo della sommità diaframma: cerniera Condizioni di vincolo del piede diaframma: libero Spinte attive e passive ricalcolate ad ogni fase di scavo Coefficiente di rigidezza ks ricalcolato ad ogni fase di scavo
Calcolo effettuato in termini di tensioni efficaci
Spinte attive e passive calcolate con il metodo di Mononobe e Okabe Coefficiente di rigidezza ks calcolato con il metodo di Bowles
FASE
1
Regione Piemonte Strada al Seminario
Provincia di Alessandria Consolidamento versante
Comune di Stazzano Verifica strutturale palificata
Schema Diaframma
Spostamento: 1.81 [cm]
Momento pos.: 23.37 [kN m]
Momento neg.: -14.50 [kN m]
0123456789101112131415
Spostamenti [cm]
Spostamento: 1.81 [cm]
Momento pos.: 23.37 [kN m]
Momento neg.: -14.50 [kN m]
-1 0 1
0123456789101112131415
Momenti [kN m]
Spostamento: 1.81 [cm]
Momento pos.: 23.37 [kN m]
Momento neg.: -14.50 [kN m]
-20 -10 0 10 20
0123456789101112131415
Taglio [kN]
Spostamento: 1.81 [cm]
Momento pos.: 23.37 [kN m]
Momento neg.: -14.50 [kN m]
-20 0 20
0123456789101112131415
Taglio: 26.78 [kN]
Pressioni [kN/m²]
Spostamento: 1.81 [cm]
Momento pos.: 23.37 [kN m]
Momento neg.: -14.50 [kN m]
-100 0 100
0123456789101112131415
Sequenza Stratigrafica Z Gn Gs Phi C'
[m] [kN/m³] [kN/m³] [°] [kN/m²]
3.00 19.00 19.00 25.00 0.00 14.00 19.00 19.00 30.00 0.00 50.00 20.00 20.00 35.00 0.00
Parametri Diaframma
Sommità: cerniera Piede: libero Lunghezza: 15.0 [m]
Rigidezza: 1857.4 [kN m²]
Carichi Esterni
Sovraccarico monte: 20.00 [kN/m²]
Momento esterno: 0.00 [kN m]
Forza orizz. esterna: 0.00 [kN]
Carico normale: 0.00 [kN]
Fase di Scavo
Profondità: 2.50 [m]
Numero tiranti: 0.00 [-]
Sovraccarico: 0.00 [kN/m²]
Prof. falda: 99.00 [m]
Risultati Calcolo
Sollecitazioni Tiranti
Z PC K DL T
[m] [kN] [kN/m] [mm] [kN]
Sezione Strutturale
Lato Monte Lato Valle
Diametro esterno pali: 139.7 [mm]
Diametro interno pali: 123.7 [mm]
Interasse pali: 1000 [mm]
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Lunghezza diaframma [m] 15.00 Rigidezza EJ diaframma [kN m²] 1857.40 Sovraccarico verticale lato monte [kN/m²] 20.00 Momento esterno applicato alla sommità del diaframma [kN m] 0.00 Forza orizzontale esterna applicata alla sommità del diaframma [kN] 0.00 Carico normale applicato alla sommità del diaframma [kN] 0.00 Inclinazione del terreno a monte del diaframma [°] 0.00 Inclinazione del terreno a valle del diaframma [°] 0.00 Profondità falda a monte del diaframma [m] 99.00 Coefficiente sismico orizzontale [-] 0.00 Coefficiente sismico verticale [-] 0.00 DESCRIZIONE FASI DI SCAVO
Prof. [m] Numero tot. tiranti Sovracc. [kN/m²] Prof. falda [m]
2.50 0.00 0.00 99.00
RISULTATI FASE 1
Profondità [m] Spostamento [cm] Momento [kN m] Taglio [kN]
0.00 0.00 0.00 25.03
0.30 0.46 6.93 21.56
0.60 0.90 12.93 18.08
0.90 1.27 17.78 13.91
1.20 1.56 21.28 9.04
1.50 1.74 23.21 3.49
1.80 1.81 23.37 -2.76
2.10 1.77 21.56 -9.70
2.40 1.62 17.55 -17.34
2.70 1.39 11.15 -24.27
3.00 1.10 2.98 -26.78
3.30 0.80 -4.92 -23.65
3.60 0.52 -11.20 -15.96
3.90 0.30 -14.50 -3.71
4.20 0.15 -13.43 7.65
4.50 0.06 -9.90 12.54
4.80 0.02 -5.90 12.40
5.10 0.01 -2.46 9.03
5.40 0.01 -.48 4.54
5.70 0.01 0.26 1.38
6.00 0.01 0.34 -.07
6.30 0.02 0.21 -.45
6.60 0.01 0.07 -.35
6.90 0.01 0.00 -.17
7.20 0.01 -.02 -.04
7.50 0.01 -.02 0.01
7.80 0.01 -.01 0.02
8.10 0.01 -.01 0.01
8.40 0.01 -.00 0.00
8.70 0.01 -.00 0.00
9.30 0.01 -.00 0.00
9.60 0.01 -.00 0.00
9.90 0.01 -.00 0.00
10.20 0.01 -.00 0.00
10.50 0.01 -.00 0.00
10.80 0.01 -.00 0.00
11.10 0.01 -.00 0.00
11.40 0.01 -.00 -.00
11.70 0.01 -.00 -.00
12.00 0.01 -.00 -.00
12.30 0.01 -.00 -.00
12.60 0.00 -.00 0.03
12.90 0.00 0.01 0.13
13.20 0.00 0.07 0.27
13.50 0.00 0.17 0.20
13.80 0.00 0.19 -.77
14.10 0.00 -.28 -.60
14.40 0.00 -.16 0.41
14.70 0.00 -.03 0.27
15.00 0.00 0.00 0.00
CALCOLO STRUTTURALE PALIFICATA Diametro esterno [mm] 139.70
Diametro interno [mm] 123.70 Interasse armature [mm] 1000.00 CARATTERISTICHE DEI MATERIALI
Modulo elastico acciaio [N/mm²] 210000.00 Modulo elastico CLS [N/mm²] 30000.00 Snervamento caratteristico dell'acciaio fyk [N/mm²] 355.00 Resistenza caratteristica cilindrica del CLS fck [N/mm²] 25.00
VERIFICA DEI MOMENTI FLETTENTI
Mrd (pos) Momento resistente di calcolo (pos.) Mrd (neg) Momento resistente di calcolo (neg.)
Msk Momento massimo applicato
Msd Momento massimo di calcolo applicato Nsd Sforzo normale di calcolo applicato TABELLA RIASSUNTIVA DELLE SOLLECITAZIONI DI CALCOLO Prof. [m] Nsd [kN] Mrd (pos)
[kN m]
Mrd (neg) [kN m]
Msk (pos) [kN m]
Msd (pos) [kN m]
Msk (neg) [kN m]
Msd (neg) [kN m]
Cond.
sicurezza
0.00 0.00 43.29 -43.29 0.00 0.00 0.00 0.00 verificato
0.30 0.22 43.29 -43.29 6.93 9.71 0.00 0.00 verificato
0.60 0.45 43.29 -43.29 12.93 18.11 0.00 0.00 verificato
0.90 0.68 43.29 -43.29 17.78 24.90 0.00 0.00 verificato
1.20 0.91 43.29 -43.29 21.28 29.79 0.00 0.00 verificato
1.50 1.14 43.29 -43.29 23.21 32.50 0.00 0.00 verificato
1.80 1.37 43.29 -43.29 23.37 32.72 0.00 0.00 verificato
2.10 1.60 43.29 -43.29 21.56 30.18 0.00 0.00 verificato
2.40 1.83 43.29 -43.29 17.55 24.57 0.00 0.00 verificato
2.70 2.05 43.29 -43.29 11.15 15.61 0.00 0.00 verificato
3.00 2.28 43.29 -43.29 2.98 4.18 0.00 0.00 verificato
3.30 2.51 43.29 -43.29 0.00 0.00 -4.92 -6.88 verificato
3.60 2.74 43.29 -43.29 0.00 0.00 -11.20 -15.69 verificato
3.90 2.97 43.30 -43.30 0.00 0.00 -14.50 -20.30 verificato
4.20 3.20 43.30 -43.30 0.00 0.00 -13.43 -18.81 verificato
4.50 3.43 43.30 -43.30 0.00 0.00 -9.90 -13.87 verificato
4.80 3.66 43.30 -43.30 0.00 0.00 -5.90 -8.27 verificato
5.10 3.88 43.30 -43.30 0.00 0.00 -2.46 -3.44 verificato
5.40 4.11 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.48 -.67 verificato
5.70 4.34 43.30 -43.30 0.26 0.36 0.00 0.00 verificato
6.00 4.57 43.30 -43.30 0.34 0.48 0.00 0.00 verificato
6.30 4.80 43.30 -43.30 0.21 0.29 0.00 0.00 verificato
6.60 5.03 43.30 -43.30 0.07 0.10 0.00 0.00 verificato
6.90 5.26 43.30 -43.30 0.00 0.00 0.00 0.00 verificato
7.20 5.49 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.02 -.03 verificato
7.50 5.71 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.02 -.03 verificato
7.80 5.94 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.01 -.02 verificato
8.10 6.17 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.01 -.01 verificato
8.40 6.40 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.00 -.01 verificato
8.70 6.63 43.30 -43.30 0.00 0.00 -.00 -.01 verificato
9.00 6.86 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
9.30 7.09 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
9.60 7.32 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
9.90 7.54 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
10.20 7.77 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
10.50 8.00 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
10.80 8.23 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
11.10 8.46 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
11.40 8.69 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
11.70 8.92 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
12.00 9.15 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.00 verificato
12.30 9.37 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.01 verificato
12.60 9.60 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.00 -.01 verificato
12.90 9.83 43.31 -43.31 0.01 0.01 0.00 0.00 verificato
13.20 10.06 43.31 -43.31 0.07 0.10 0.00 0.00 verificato
13.50 10.29 43.31 -43.31 0.17 0.24 0.00 0.00 verificato
13.80 10.52 43.31 -43.31 0.19 0.27 0.00 0.00 verificato
14.10 10.75 43.31 -43.31 0.00 0.00 -.28 -.39 verificato
14.40 10.98 43.32 -43.32 0.00 0.00 -.16 -.23 verificato
14.70 11.20 43.32 -43.32 0.00 0.00 -.03 -.05 verificato
15.00 11.43 43.32 -43.32 0.00 0.00 0.00 0.00 verificato
Condizioni di sicurezza verificate (momento negativo) Condizioni di sicurezza verificate (momento positivo)
