CAPITOLO SESTO
Considerazioni di carattere
geologico-tecnico
6.1 – Generalità
La strada statale n°439 ,che si chiama anche “Sarzanese-Valdera”, attraversa, nella parte piu a sud, una zona fortemente collinare, ed è questa la zona oggetto del presente studio . L'adeguamento del tracciato che qui si propone consiste sostanzialmente, in una revisione dell'andamento planoaltimetrico della strada attuale, onde renderla capace di garantire un sufficientemente adeguamento al livello di servizio per i volumi di traffico che la interessano e destinati ad aumentare in futuro .
6.2 – Geologia dell’area
Con l'ausilio delle carte geologiche, fornite dall’ufficio tecnico della provincia di Pisa, siamo risaliti attraverso una cartografia in scala 1 a 200000 alle sezioni geologiche che riguardano la zona dove è stato effettuato lo studio della nostra tesi.
La sezione in esame per lo studio della variante a Saline di Volterra è la n° 295020.
Dalla lettura della carta attraverso il programma ArcView GIS si può notare che la zona è interessata dalle formazioni geologiche di gessi di Saline di Volterra e argille del fiume Era che si trovano attorno alla sez. 24 della variante sulla parte collinare.
In basso sulla pianura sottostante troviamo un letto di alluvioni recenti con tessiture miste che si sviluppa su una vasta parte del proseguimento del nostro tracciato.
Argille e gessi del fiume Era
La formazione delle Argille e gessi del Fiume Era Morta affiora diffusamente in vasti settori della Val di Cecina e nell’alta Valdera. Le esposizioni migliori si ritrovano lungo il Torrente Era Morta, nelle aree comprese fra Pignano e il Monte Voltraio, a sud di Villa di Sensano e ad ovest di Villa Ulignano.
Affioramenti di minore estensione sono, inoltre, osservabili nella sezione 295150 (lungo il Torrente Turbone, lungo la strada fra Larderello e Serrazzano e ad ovest di Montecerboli) e nella sezione 305020 (lungo il Torrente Turbone, nei dintorni di Poggio alle Macine e nell’area orientale della sezione).
La formazione poggia in disconcordanza sulle unità sottostanti. L’unità è costituita da un potente intervallo argilloso e argilloso-siltoso-marnoso interessato, nella parte superiore, da numerose intercalazioni e lenti di differenti litologie: gesso, arenarie ben stratificate ( arenarie di S. Benedetto ), travertini e calcari lacustri (travertini di Pignano ).
Si rinvengono anche lenti di conglomerato ( Conglomerato di Ulignano ).
In sottosuolo nell’area tra Saline di Volterra e Buriano, e poco a nord di Querceto, si intercalano alle argille lenti e livelli di salgemma che possono raggiungere singolarmente spessori di 40 m.
In genere il gesso mostra una struttura microcristallina (alabastro) oppure si presenta come un deposito clastico ( gessoareniti ); più raramente rappresenta un deposito primario (selenite).
Le argille sono sia laminate che massive. Arenarie di S. Benedetto
Affiorano lungo il Torrente Era e si presentano generalmente di colore grigio in strati di spessore variabile da 10 cm a 120 cm, talvolta gradati, con granulometrie da medio fini, fino ai microconglomerati.
Sono occasionalmente presenti laminazioni pianoparallele.
Argille azzurre
La formazione delle Argille azzurre è ampiamente diffusa in Val di Fine, in Valdera ed in Val di Cecina.
Essa poggia in continuità di sedimentazione sulle unità alto-mioceniche ( Argille e gessi de1 Fiume Era ).
Le Argille azzurre possono far parte di un unico ciclo sedimentario, oppure possono essere riferibili a due cicli marini in quest’ultimo caso i due corpi argillosi sono separati.
Negli affioramenti a nord est di Volterra si rinviene alla base delle sabbie un livello di conglomerato e paraconglomerato i cui elementi, che raggiungono dimensioni massime di 10 cm, sono da arrotondati a subarrotondati e costituiti prevalentemente da calcari.
Nel settore ad est di Volterra, poggianti sulla parte inferiore delle Argille azzurre, si rinvengono livelli di brecce e conglomerati, in spessore massimo di circa 20 m.
I clasti di questo membro, da angolari a subarrotondati, hanno dimensioni generalmente inferiori ai 10 cm ( con eccezioni fino a 2 m ) e sono composti da dolomia e in subordine da calcare; gli elementi sono immersi in una matrice sabbiosa grossolana.
Lo spessore delle Argille azzurre varia molto da zona a zona; quello massimo, di circa 1000 m, è documentabile, tramite sondaggi, nell’area compresa tra Saline di Volterra e Volterra.
Nella formazione, soprattutto nella porzione superiore, si rinvengono ricorrenti Molluschi.
Depositi alluvionali attuali
Sono stati cartografati suddividendoli secondo le granulometrie prevalenti.
Si distinguono quindi in carta: 1. limi e argille
2. sabbie e limi 3. sabbie
4. ghiaie e sabbie 5. granulometrie miste
I limi e le argille prevalgono in Piana d’Arno in aree generalmente distanti rispetto all’asta fluviale principale, vicino alla quale affiorano sabbie e limi.
Le granulometrie più grossolane caratterizzano invece le piane alluvionali della maggior parte dei corsi d’acqua minori del bacino dell’Arno ( fiume Era ) e degli altri bacini più meridionali.
Sempre sulla carta geologica sono evidenziati lungo l’asse stradale della nostra variante indagini e sondaggi che sono risultati inutilizzabili, l'interpretazione che si ottiene dalla sola "lettura" e dalle prove ha un carattere orientativo non sufficiente per permettere la previsione dei problemi da dover affrontare in sede di progetto. Non sono state reperite nessun tipo di sezioni geologiche e per la ricostruzione del profilo abbiamo utilizzato degli spessori di formazione.
6.3 - Geomorfologia
Assieme alle carte geologiche ci sono state fornite sempre dall’ufficio tecnico della provincia abbiamo visionato anche le carte geomorfologiche dove abbiamo potuto evidenziare, pur non essendo possibile in questa sede effettuare degli studi approfonditi, la presenza di un corpo di frana (scivolamento) nei pressi della nostra sezione analizzata.
Si può notare che nella parte precedente alla sezione in esame si ha un corpo di frana complesso, ma nello sviluppo successivo di variante la strada passa in una zona dove non vi sono presenze di frane di nessun tipo.
6.4 – Indagini geotecniche
Sono state acquisite prove e sondaggi molto datati ed ho ritenuto opportuno non dare grosso peso a tali dati in quanto il materiale recuperato era costituito da prove eseguite non correttamente e la rappresentazione sia nelle tabelle, che nella parte grafica era in molti casi indecifrabile.
Sono state ritenute valide quattro prove sismiche a rifrazione eseguite al km 28 della S.S. n° 68 “Volterrana” con le quali abbiamo potuto ricavare le velocità sismiche di tipo P, attraverso formule matematiche che legano tali velocità al modulo di taglio Go è stato possibile ricavare il modulo di elasticità Eo.
DETERMINAZIONE DEL MODULO DI RESITENZA CON LA
VELOCITA' DELLE ONDE S
PROVA 6379
VELOCITA' DELLE ONDE S: 1758 m/s
Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = 1,94 KN/m2s2 G0 = ρ Vs2 = 5995694 KN/ms3 E0 = 2 (1 + υ) G0 = 14389665,98
PROVA 6380
VELOCITA' MEDIA DELLE ONDE S: 1608 m/s
Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = 1,94 KN/m2s2 G0 = ρ Vs2 = 5016188 KN/ms3 E0 = 2 (1 + υ) G0 = 12038851,58
PROVA 6381
VELOCITA' MEDIA DELLE ONDE S: 1706 m/s
Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = 1,94 KN/m2s2 G0 = ρ Vs2 = 5646246 KN/ms3 E0 = 2 (1 + υ) G0 = 13550990,02
PROVA 6382
VELOCITA' MEDIA DELLE ONDE S: 1735 m/s
Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = 1,94 KN/m2s2 G0 = ρ Vs2 = 5839837 KN/ms3
Si riporta di seguito un esempio di sezione in trincea del progetto in esame e la descrizione degli interventi che vi si ipotizzano.
L’analisi di tale sezione è stata fatta dopo un’ accurato sopralluogo ed un rilievo topografico come mostrano le foto che incontreremo più avanti.
Tale rilievo ha permesso di fare alcune valutazioni grossolane, grazie alla presenza di un cantiere dove era in atto la realizzazione di un processo di allargamento della strada esistente.
Abbiamo potuto osservare un fronte della collina completamente sbancato dove è stato possibile valutare che il tipo di materiale presente era gesso (evaporati).
Foto – profilo del versante sbancato
Attraverso dei campioni presi in sito, e analizzati in laboratorio, si è risaliti al tipo di materiale presente nel sottosuolo del tratto dal picchetto 18 al picchetto 27 della variante progettata a Saline di Volterra.
circa 12 metri, quindi di dimensioni doppie rispetto alla nostra sezione 24, in scavo, che richiede uno sbancamento massimo di circa 6 metri.
Foto – valutazione completa del profilo
Sezione numero 24
- Sezione rilevata: β = 80°, F.S. = 1, kh = 0, H = 12 m - Sezione 24: β = 45°, F.S. = 1, kh = 0.075, H = 6 m
Per la caratterizzazione del terreno abbiamo eseguito un’analisi a ritroso per poter ottenere parametri di resistenza che ci permettessero una valutazione corretta del tratto dell’intervento.
Dall’analisi a ritroso si sono determinati per tentativo una serie di coppie di parametri di resistenza c′ φ′ (coesione - angolo d’ attrito) che danno fattore di sicurezza uguale a uno( vedi grafico ) per la sezione rilevata.
Inoltre sullo stesso diagramma sono riportati i valori delle coppie c′ φ′ ( coesione, angolo d’attrito ) che garantiscono un fattore di sicurezza unitario per un pendio con inclinazione uguale a 45°, altezza pari a 6 metri e in presenza di evento sismico kh = 0.075 come previsto dalla classificazione nazionale.
Avendo adottato un criterio di verifica allo stato ultimo ( euro codice otto, norme tecniche per le costruzioni ) i valori di c′ φ′ che si leggono nel diagramma devono essere intesi come valori di progetto e quindi i valori caratteristici sono:
c′ caratteristico = 1.25 · c′ progetto
tang φ′ caratteristico= 1.25 tang φ′ progetto
Le coppie di valore caratteristico sono anch’ esse diagrammate.
Tali dati, forniti al modello di calcolo e supportati da un procedimento iterativo, dove veniva assegnato a turno il valore dell’angolo di attrito e della coesione, hanno permesso la realizzazione del diagramma (coesione - angolo d’ attrito).
Diagramma coesione-angolo d’attrito
sbancamento di 6 metri circa senza l’ausilio di nessun mezzo di contenimento.
Le nostre valutazioni non dettagliate non hanno tenuto conto e non prevedono i fenomeni di erosione dovuti al degrado ambientale che si avrà nel tempo.
Questo problema si ipotizza possa essere risolto attraverso l’utilizzo di stabilizzatori con gabbionate al piede del pendio.
