c_relazione geotecnica - Comune di Massa Marittima

Indice generale
Premessa...............................................................................................................................2
1. DESCRIZIONE DEI LUOGHI.............................................................................................4
2. INDAGINI GEOGNOSTICHE E MONITORAGGIO...........................................................7
2.1 Sondaggi geognostici .................................................................................................8
2.2 Indagini geofisiche.......................................................................................................9
2.3 Prove di laboratorio...................................................................................................10
2.4 Monitoraggio piezometrico e inclinometrico..............................................................11
3. MODELLO GEOLOGICO DEL SOTTOSUOLO..............................................................12
4. PARAMETRI GEOTECNICI............................................................................................16
4.1 Parametri nominali e medi ........................................................................................16
4.2 Parametri geotecnici caratteristici..............................................................................19
5. MODELLO GEOTECNICO DEL SOTTOSUOLO............................................................23
1
Premessa
La progettazione supportata con la presente relazione geotecnica individua gli interventi
di consolidamento necessari per contrastare il dissesto franoso che aggredisce un tratto
della strada di accesso al Mattatoio Comunale di Massa Marittima.
Si tratta della materializzazione di opere che eserciteranno una funzione di rinforzo
consistente nel fornire nuove forze resistenti al terreno di sedime stradale.
Saranno
pertanto incrementate le azioni che si oppongono ai fenomeni deformativi connessi alla
dinamica del movimento gravitativo che si esplica in questo settore del Capoluogo.
Si tratta di un'opera a carattere strutturale rappresentata da una paratia di pali trivellati di
grande diametro che in un tratto saranno anche coadiuvati da ancoraggi permanenti di tipo
passivo.
L'opera verrà collocata sul margine di valle del tracciato stradale.
Ubicazione area di intervento
2
Tutte le opere di progetto risulteranno completamente interrate e pertanto non
determineranno modificazioni alla morfologia del terreno antecedente l'intervento.
Queste opere sono complessivamente illustrate nei seguenti elaborati grafici.
Tav. n. 6 “STATO DI PROGETTO – Planimetria” in scala 1:200
Tav. n. 7 “STATO DI PROGETTO – Sezioni e Profilo” in scala 1:200
Tav. n. 8 “STATO DI PROGETTO – Particolari costruttivi” in scala 1:20
Nel presente elaborato si analizzano gli aspetti geotecnici dei terreno ove si è sviluppato il
dissesto gravitativo e che condizionano le previsioni di progetto finalizzato
al suo
contrasto.
In particolare sono affrontati i seguenti argomenti.
•
Ricostruzione litotecnica e stratigrafica del sottosuolo con l'individuazione delle
unità geotecniche caratteristiche.
•
Analisi dei risultati delle prove geotecniche in sondaggio e delle prove di laboratorio
effettuate su campioni di terreno estratti durante la perforazione.
•
Definizione dei parametri di caratterizzazione geotecnica relativi alle varie unità
individuate, sia in termini nominali che caratteristici.
In altre parole in questo rapporto viene prodotto il modello geotecnico di riferimento del
sottosuolo ed in particolare viene esplicitato il livello di conoscenza dei caratteri fisicomeccanici dei terreni interessati dalle opere di consolidamento previste nella presente
progettazione.
Al presente elaborato è allegata la Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI" in scala 1:500 ove
sono evidenziate nel dettaglio le specifiche notazioni inerenti agli aspetti trattati.
Le informazioni di base di carattere geotecnico sono raccolte nell'Elaborato “E SONDAGGI E DATI DI BASE" allegato al progetto.
3
1. DESCRIZIONE DEI LUOGHI
Via del Mattatoio è posizionata nel margine settentrionale dell'abitato di Massa Marittima
ad una quota media di 365 m s.l.m. su un versante, che degrada verso la frazione di
Ghirlanda, con una pendenza media del 24% sull'intero sviluppo.
Si riporta lo stralcio cartografico della CTR sezione 306110 con la localizzazione dell'area
di intervento.
Ubicazione cartografica dell'area di intervento – scala 1:10.000
Il settore di intervento è baricentricamente individuato dalle seguenti coordinate
geografiche.
ED50:
N: 43.055157° - E: 10.891330°
WGS84:
N: 43.054180° - E: 10.890351°
4
Con maggior dettaglio l'area è qui di seguito evidenziata nello stralcio cartografico in scala
1:2.000 del Foglio 10I20 – Anno 2004.
Ubicazione cartografica dell'area di intervento – scala 1:2.000
Inoltre, a supporto della presente progettazione, il settore di intervento è stato oggetto di
specifica campagna di misure topografiche di dettaglio con rilievo celerimetrico e sezioni,
il tutto restituito in scala 1:200. Tali elaborati cartografici sono illustrati nelle seguenti
tavole.
Tav. n. 2 “STATO ATTUALE - Planimetria” in scala 1:200;
Tav. n. 3 “STATO ATTUALE - Sezioni e Profilo” in scala 1:200.
5
Catastalmente i settori di intervento impegnano le particelle n. 58, n. 106, n. 108 e 308 del
Foglio n. 145 del Comune di Massa Marittima.
Stralcio Carta Catastale – Foglio n. 145 – scala 1:1.000
6
2. INDAGINI GEOGNOSTICHE E MONITORAGGIO
Questa progettazione è stata supportata con le risultanze una campagna di indagine
geognostica
eseguita
nel
maggio del 2004
nell'area compresa tra la strada del
Mattatoio, la Chiesa di San Rocco e la limitrofa via Arrigo Boito.
Le indagini che hanno interessato il sottosuolo di questo settore del capoluogo, affetto da
diffuso dissesto gravitativo, complessivamente consistono in:
•
n. 3 sondaggi a carotaggio continuo di cui 2 attrezzati con tubi inclinometrici di
profondità pari a 20.00 m dal p.c. (S1 e S3) e 1 attrezzato con canna piezometrica
di profondità pari a 15.00 m dal p.c. (S5);
•
n. 2 sondaggi a distruzione di nucleo con rilevamento stratigrafico in avanzamento,
attrezzati con canna piezometrica di profondità pari a 15.00 m dal p.c. (S2 e S4);
•
n. 5 prove ed analisi di laboratorio su campioni di terreno estratti in sondaggio.
Inoltre il quadro geognostico è completato con le indagini acquisite più recentemente
dall'Amministrazione Comunale che nel Luglio 2010 ha incaricato il Dott. Luciano Filippi
di studi geologici a supporto di interventi presso il Mattatoio Comunale.
Tali indagini consistono in:
•
n. 1 prova penetrometrica dinamica D.P.S.H.;
•
n. 1 indagine geofisica mediante profilo sismico a rifrazione e prova M.A.S.W..
Nella Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI” in scala 1:500 è riportata la posizione di ogni
punto di indagine.
I dati relativi a queste indagini sono raccolti nell'Elaborato “E - SONDAGGI E DATI DI
BASE" allegato al progetto.
7
2.1 Sondaggi geognostici
Sono disponibili le stratigrafie di una campagna geognostica mediante perforazione di
sondaggi sia a carotaggio continuo che a distruzione di nucleo realizzata nel 2004 dalla
Ditta Geo Alpi Italiana s.r.l..
Le risultanze dei n. 3 sondaggi a carotaggio continuo e dei n. 2 sondaggi a distruzione di
nucleo, con rilevamento stratigrafico in avanzamento, hanno consentito la ricostruzione
lito-stratigrafica del sottosuolo dell'area in esame che risulta la seguente:
da 0.00 a - 1.00 m da p.c. :
Materiali di riporto a matrice prevalentemente argillosa;
da -1.00 a - 8.00 m da p.c.:
Argilliti fortemente alterate di colore marrone-bruno con
trovanti di natura calcarea;
da - 8.00 a - 20.00 m da p.c.:
Alternanza di argilliti grigie con siltiti marne e calcari,
prevalenti, di colore grigio.
Sono stati prelevati i seguenti campioni indisturbati e inviati al laboratorio delle terre:
S1
Prof. 6.00-6.70 m:
Campione S1C1
S3
Prof. 5.00-5.70 m:
Campione S3C2
Sono stati prelevati i seguenti campioni rimaneggiati e inviati al laboratorio delle terre:
S5
Prof. 2.00-2.70 m:
Campione S5C1
S5
Prof. 5.00-5.70 m:
Campione S5C2
Tali elementi sono rappresentati nel seguente elaborato grafico.
Cfr. Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI” in scala 1:500.
Nei rapporti di perforazione si rileva la presenza di circolazione idrica a profondità
comprese tra – 15.00 e – 18.00 m dal p.c..
8
2.2 Indagini geofisiche
Per l'area di intervento è disponibile una campagna di indagine mediante metodologie
geofisiche finalizzate alla misura della velocità di propagazione delle onde sismiche e
consistente in:
Stendimento geofisico a rifrazione e prova M.A.S.W. - Le prove sono state eseguite
nell'area del Mattatoio dal Dott. Geol. Marco Sozzi ed hanno consentito sia la ricostruzione
sismo-stratigrafica del sottosuolo che la determinazione del profilo sismico verticale della
Vs per uno spessore di 30.0 m dal p.c..
La velocità Vs30 per il terreno in esame è risultata pari a 506.23 m/s che comporta una
classificazione del suolo in categoria: “B”
Categoria di sottosuolo - B - Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto
addensati o terreni a grana fine molto consistenti, con spessori superiori a 30 m,
caratterizzati da graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e
valori del VS30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT30 > 50 nei terreni a grana
grossa e cu30> 250 kPa nei terreni a grana fina).
Nella Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI" in scala 1:500 è riportata la posizione della prova
geofisica.
9
2.3 Prove di laboratorio
Per le
analisi di classificazione e la caratterizzazione fisico-meccanica delle terre
costituenti il sottosuolo dell'area del Mattatoio sono disponibili n. 2 campioni indisturbati e
n. 3 campioni rimaneggiati prelevati dai sondaggi.
Tutti i campioni sono riferiti alla campagna geognostica del 2004 e sono stati analizzati al
Laboratorio Laboter s.n.c. diretto dal Dott. Paolo Tognelli.
I dati relativi a queste indagini sono raccolti nell'Elaborato “E - SONDAGGI E DATI DI
BASE" allegato al progetto e fanno riferimento alla seguenti analisi e prove di laboratorio.
•
Determinazione di massa volumica apparente e reale;
•
Determinazione del contenuto d’acqua naturale, del limite di liquidità e di plasticità
(Attemberg) con indicazione dell’Indice di Plasticità e classificazione Casagrande;
•
Analisi Granulometrica setacciatura / sedimentazione;
•
Prova di Taglio Diretto (C.D. Consolidata drenata).
Le presenti analisi di laboratorio hanno consentito la caratterizzazione fisico-meccanica
dei terreni sostanzialmente appartenenti alla coltre detritica che presenta uno spessore di
riferimento di 8.00 m.
10
2.4 Monitoraggio piezometrico e inclinometrico
Nel maggio 2004 l'Amministrazione Comunale di Massa Marittima fece materializzare nel
settore “Via Boito - Via del Mattatoio” n. 2 postazioni inclinometriche e n. 3 postazioni
piezometriche. Non essendo stato possibile rintracciare le pregresse azioni di controllo, si
è provveduto in questo ultimo periodo alla rimessa in pristino di tali strumentazioni e si è
poi provveduto alla loro misurazione.
In particolare per i piezometri sono stati eseguite alcune misure freatimetriche che hanno
confermato i dati già indicati nei rapporti di perforazione, cioè una presenza idrica a
profondità maggiori di 14.00 m.
Però, data la diradata cronologia di monitoraggio
disponibile, si ritiene che, coerentemente con la dinamica gravitativa osservata, siano
possibili repentine condizioni di saturazione dello spessore detritico.
Per quanto riguarda le postazioni inclinometriche si è provveduto ad effettuare una nuova
lettura di riferimento “lettura zero”
e conseguentemente
ad apprezzare, mediante la
verifica della verticalità della canna, la quota di eventuali deformazioni riconducibili alla
dinamica gravitativa esplicatasi nei quasi dieci anni trascorsi.
Per la postazione S1, collocata lungo la strada del Mattatoio, risulta netta la deformazione
a - 6.00 m dal p.c. Comunque la canna risultava ispezionabile per tutta la sua lunghezza
a testimonianza di una dinamica lenta del fenomeno.
I dati e le risultanze delle misure di controllo sono raccolti nell'Elaborato “E - SONDAGGI
E DATI DI BASE" allegato al progetto.
11
3. MODELLO GEOLOGICO DEL SOTTOSUOLO
Sulla scorta delle informazioni geologiche e geomorfologiche direttamente rilevate in
campagna, in virtù dei dati del monitoraggio geotecnico esteso per circa un decennio,
con le informazioni geognostiche acquisite con le varie campagne di indagine, si produce
la ricostruzione stratigrafica del sottosuolo con l'individuazione delle unità litotecniche
rappresentative e si definisce il modello geologico del sottosuolo relativo al settore in
esame come rappresentato nella Tav. n. 5 "CARTA DEI DISSESTI" in scala 1:500.
Pertanto, in sintesi, questo tratto stradale di Massa Marittima si estende in gran parte su
un ampio corpo alteritico interessato da fenomeni di coinvolgimento gravitativo con effetti
ben visibili nel tessuto antropico.
La coltre alteritica, costituita da terreni limoso – argillosi, talvolta sabbiosi, inglobanti
frequente pezzame lapideo sino a blocchi di calcare anche di grandi dimensioni, giace su
un substrato costituito da alternanze di strati di argilliti, siltiti, marne e calcari, talvolta
prevalenti.
A piccola scala l'assetto del substrato si presenta disturbato con frequenti
laminazioni, pieghe a piccolo raggio e superfici di taglio, a grande scala gli strati mostrano
invece un assetto generale blandamente a traverpoggio con immersione verso occidente.
La superficie di contatto tra coltre e substrato risulta inclinata verso valle con giacitura
parallela alla superficie topografica e pendenza media di 19°. Tale pendenza aumenta
intorno ai 24° verso il settore di sommitale ove corre la via del Mattatoio. Lo spessore
delimitato da tale discontinuità raggiunge una potenza di circa 8.00 m ed è interessato in
alcuni settori da lenti fenomeni gravitativi di scorrimento roto-traslativo, mentre in altri si
apprezzano gli effetti di fenomeni decompressivi connessi al detensionamento dei terreni
per azione retrogressiva dei coronamenti dei corpi di frana posizionati più a valle.
versante è interessato da una piezometrica generalmente depressa
Il
ma si ritengono
probabili significativi repentini innalzamenti.
La configurazione lito-stratigrafica media vede pertanto la seguente semplice successione
di terreni:
COLTRE DI FRANA / ALTERITICA: da 0.00 m a - 8.00 m dal p.c. - Risulta costituita sotto
uno spessore di terreni di riporto antropico di circa 1.00 m, da materiali argillitici
12
fortemente alterati in limi – argillosi talvolta sabbiosi con abbondante pezzame lapideo,
anche di grande dimensione, di natura calcarea. Gli elementi lapidei risultano prevalenti
scendendo verso il basso. Sono terreni attualmente coinvolti nei movimenti gravitativi di
versante o interessati da fenomeni trattivi per detensionamento. Nelle sottostanti sezioni
geologiche tali terreni sono rappresentati con le sigle “Terreni di riporto”, “A (a1a/qi)” e
“B(APA)”.
SUBSTRATO STABILE: oltre 8.00 m dal p.c. - Argille a Palombini. Argilliti e siltiti di
colore grigio scuro con intercalazioni di strati di marne e calcari silicei grigio chiaro a
grana fine. Nelle sottostanti sezioni geologiche tali terreni sono rappresentati con la sigla
“C(APA)”.
Nella costruzione del modello geologico del sottosuolo pertanto si farà riferimento a due
settori che, come evidenziato nella seguente planimetria di via del Mattatoio, risultano
caratterizzati da fenomenologie di dissesto che si esplicano con meccanismi diversi. Nel
tratto “A” si rileva l'azione di un movimento gravitativo che interessa sia la sottoscarpa che
la controripa stradale, mentre nel tratto “B” si lamentano essenzialmente manifestazioni
decompressive del terreno di sedime.
Elementi di dissesto a carico di via del Mattatoio
13
Tratto “A” - Settore stradale interessato da fenomenologie di scorrimento gravitativo
Tratto “B” - Settore stradale interessato da condizioni di detensionamento per fenomeni di
retrogressione
Sulla
scorta
delle
informazioni
raccolte
la
configurazione
idrogeologica
che
cautelativamente si assume a supporto della presente progettazione vede la
14
sovrapposizione di formazioni a permeabilità decrescente verso il basso. Pertanto si
adotta uno schema di flusso idrico a carico della coltre spingente con una falda libera
avente la superficie freatica parallela alla superficie topografica e direzione di flusso lungo
il pendio
con soggiacenza a - 4.00 m dal p.c.. Tale valore piezometrico può essere
confrontato con i risultati di una speditiva retro analisi effettuata sulla stabilità di uno
spessore di coltre pari a 8.00 m sovrastante su un substrato
stabile, con piano di
appoggio inclinato di 19° e valori resistenza al taglio desunti da specifiche prove di
laboratorio effettuate su terreni prelevati in situ.
Si adotta il Metodo del pendio indefinito
che definisce il coefficiente di sicurezza (Fs) di un masso di spessore noto ed estensione
indefinita sovrastante un substrato stabile,
ipotizzando un flusso d’acqua parallelo al
pendio all’interno della coltre mobilizzabile. La condizione di equilibrio può essere
calcolata mediante la seguente espressione (Lambe,Whitman [1968] e Hadj-Hamou,
Kavazanjian [1985]).
w
 cos  )   u]  tg'
t
 t  z  cos   (sin  k h  cos  )
c'  [  t  z  cos   (cos   kh  sin  m 
Fs 
assumendo:
c'
'
g
z
b
gw
hw
kh
coesione drenata
angolo di resistenza al taglio
peso di volume del terreno
spessore dello strato di terreno
pendenza media sull'orizzontale del pendio
peso di volume unitario dell'acqua
quota della falda rispetto al piano campagna
coefficiente sismico orizzontale
Risulta
= 0.00 kg/cmq
= 24.3°
= 2.010 t/mc
= 8.00 m
= 19°
= 1.000 t/m
= 4.00 m
= 0.00
Fs = 0.98
Valore desunto in condizioni statiche che giustifica l'insorgenza di forti ricarichi piezometrici
nell'attivazione delle fenomenologie franose osservate. Pertanto, nel modello geologicotecnico a supporto della progettazione delle opere di consolidamento della strada di
accesso al Mattatoio, il battente piezometrico è assunto a – 4.00 m di profondità dal p.c. a
monte dell'opera e a – 8.00 m di profondità dal p.c. a valle dell'opera.
15
4. PARAMETRI GEOTECNICI
4.1 Parametri nominali e medi
Individuate le unità litotecniche rappresentative del sottosuolo del sito in esame si procede
alla loro caratterizzazione geotecnica assumendo un comportamento meccanico tipico
delle terre.
Per questi terreni la definizione dei valori di resistenza farà riferimento al criterio di rottura
di Mohr - Coulomb i cui parametri sono determinabili attraverso prove di taglio eseguite in
laboratorio su campioni di terreno estratti in sondaggio
Pertanto, sulla scorta dei risultati delle analisi e prove geotecniche di laboratorio effettuate
su
campioni di terreno prelevati, è possibile definire la seguente parametrizzazione
geotecnica media.
COLTRE DI FRANA / ALTERITICA – da 0.00 a – 8.00 m dal p.c. - Costituita da materiali
di natura limoso – argillosa talvolta sabbiosa con abbondante pezzame lapideo calcareo,
anche di grande dimensione. Gli elementi lapidei risultano prevalenti verso il basso.
cfr. terreni identificati con le sigle geologiche “A (a1a)”, “A(a1q)” e “B(APA)
Parametri geotecnici: Valori medi
Caratteristiche fisiche
Peso di volume:
gnat = 2.010 t/mc
gsat = 2.174 t/mc
Contenuto naturale d'acqua:
w = 9.3%
Grado di saturazione:
S = 53.6%
Porosità:
n = 32%
16
Limiti di Atterberg
Limite di Liquidità:
WL = 32.5%
Limite di Plasticità:
WP = 19.2%
Indice di Plasticità:
IP = 13.3 %
Resistenza al taglio non drenata (da prova D.P.S.H.)
Coesione non drenata:
cu = 0.43 kg/cmq
Resistenza penetrometrica
N spt = 8
Resistenza al taglio in termini di tensioni efficaci
Angolo di resistenza al taglio:
f' = 27.5°
Coesione:
c' = 0.045 kg/cmq
Si riporta qui di seguito il relativo inviluppo a rottura di tipo lineare nel campo t e sn.
RESISTENZA AL TAGLIO - CRITERIO MOHR - COULOMB
Coltre alteritica / frana
Sforzo di Taglio (kg/cmq)
2,5
2
1,5
Valori medi
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Sforzo Normale (kg/cmq)
17
3,5
4
4,5
SUBSTRATO STABILE: oltre 8.00 m dal p.c. - Argille a Palombini. Argilliti e siltiti di
colore grigio scuro con intercalazioni di strati di marne e calcari silicei grigio chiaro a
grana fine.
cfr. terreni identificati con la sigla geologica “C (APA)
Parametri geotecnici: Valori medi
Si assumono valori medi per formazioni flyschioidi con componente litoide (cfr. Progetto
Definitivo del Novembre 2008)
Peso di volume:
gnat = 2.100 t/mc
gsat = 2.200 t/mc
Resistenza penetrometrica
N spt = 25
Resistenza al taglio in termini di tensioni efficaci
Angolo di resistenza al taglio:
f' = 27.5°
Coesione:
c' = 1.65 kg/cmq
Si riporta qui di seguito il relativo inviluppo a rottura di tipo lineare nel campo t e sn.
RESISTENZA AL TAGLIO - CRITERIO MOHR - COULOMB
Substrato
4,5
Sforzo di Taglio (kg/cmq)
4
3,5
3
Valori medi
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
1
2
3
4
Sforzo Normale (kg/cmq)
18
5
6
4.2 Parametri geotecnici caratteristici
Per valore caratteristico di un parametro geotecnico si intende una stima ragionata e
cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato.
Il criterio seguito per la definizione dei valori caratteristici dei parametri da utilizzarsi nelle
verifiche geotecniche, che saranno svolte operando agli SLU e agli SLE prescritti dalla
norma, fa riferimento al punto C6.2.2 della Circolare n. 617 del 02.02.2009 del Consiglio
Superiore dei Lavori Pubblici - Istruzioni per l'applicazione delle "Norme Tecniche per le
Costruzioni" di cui al D.M. 14 gennaio 2008.
Per le problematiche in esame la citata norma giustifica il riferimento a valori geotecnici
prossimi ai valori medi in quanto, nello stato limite considerato, risulta coinvolto un elevato
volume di terreno e pertanto sono possibili compensazioni delle eventuali eterogeneità.
In genere la pratica comunemente utilizzata per la determinazione dei valori caratteristici
prossimi ai valori medi del campione fa riferimento alla selezione di un 5° percentile della
distribuzione della media campionaria.
Altrimenti, nel caso siano attesi fenomeni di rottura "locale", ossia nella verifica svolta
siano interessati volumi di terreno relativamente piccoli, la normativa prescrive
l'assunzione di valori caratteristici prossimi ai valori minimi.
In questo ultimo caso la
pratica comunemente utilizzata per la determinazione dei valori caratteristici prossimi ai
valori minimi del campione fa riferimento alla selezione di un 5° percentile della
distribuzione del campione, ciò secondo quanto indicato anche dall'Eurocodice 7.
Pertanto gli aspetti e le verifiche geotecniche che saranno svolti in questo lavoro si
inquadrano in un chiaro contesto di compensazione delle eterogeneità; così si opererà
determinando i valori caratteristici su valori prossimi a quelli medi
19
Operando nell'ambito del 5° percentile della distribuzione della media campionaria si
adottano le seguenti relazioni.
Per l'angolo di resistenza al taglio:
dove
xk
x
s
n
valore caratteristico dell’angolo di attrito interno;
valore medio dell’angolo di attrito;
deviazione standard;
numero di campioni
Per la coesione delle terre si adotta invece della distribuzione statistica normale, una
distribuzione lognormale.
La distribuzione della media nella lognormale non è derivabile analiticamente. Si utilizza
pertanto il metodo approssimato di Cox.
dove
_
Y
z
S
n
valore medio del dataset con distribuzione lognormale;
distribuzione normale standardizzata (nel nostro caso – 1,645);
deviazione standard del campione
numero di dati
Sulla scorta delle caratterizzazioni geotecniche medie precedentemente indicate e in base
ai criteri sopra esposti, si stimano i seguenti valori caratteristici per ogni unità litologica
individuata.
20
COLTRE DI FRANA / ALTERITICA: da 0.00 a – 8.00 m dal p.c. - Costituita da materiali di
natura limoso – argillosa talvolta sabbiosa con abbondante pezzame lapideo calcareo,
anche di grande dimensione. Gli elementi lapidei risultano prevalenti verso il basso.
cfr. terreni identificati con le sigle geologiche “A (a1a)”, “A(a1q)” e “B(APA)
Parametri geotecnici: Valori caratteristici
gnat k = 2.010 t/mc
gsat k = 2.174 t/mc
Peso di volume:
Resistenza al taglio non drenata
Coesione non drenata:
cu k = 0.37 kg/cmq (COV 30%)
Resistenza penetrometrica
N spt = 8
Resistenza al taglio in termini di tensioni efficaci
Angolo di resistenza al taglio:
f'k = 24.3° (COV 10%)
Coesione:
c'k = 0.00 - 0.033 kg/cmq (COV 25%)
Si riportano qui di seguito i relativi inviluppi a rottura di tipo lineare nel campo t e sn.
RESISTENZA AL TAGLIO - CRITERIO MOHR - COULOMB
Coltre alteritica / frana
Sforzo di Taglio (kg/cmq)
2,5
2
Valori m
1,5
Valori k
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Sforzo Normale (kg/cmq)
21
3,5
4
4,5
SUBSTRATO STABILE: oltre 8.00 m dal p.c. - Argille a Palombini. Argilliti e siltiti di
colore grigio scuro con intercalazioni di strati di marne e calcari silicei grigio chiaro a
grana fine.
cfr. terreni identificati con la sigla geologica “C (APA)
Parametri geotecnici: Valori caratteristici
Si assumono valori caratteristici per formazioni flyschioidi con componente litoide.
Peso di volume:
gnat = 2.100 t/mc
gsat = 2.200 t/mc
Resistenza penetrometrica
N spt = 25
Resistenza al taglio in termini di tensioni efficaci
Angolo di resistenza al taglio:
f'k = 27°
Coesione:
c'k = 0.80 kg/cmq
Si riportano qui di seguito i relativi inviluppi a rottura di tipo lineare nel campo t e sn.
RESISTENZA AL TAGLIO - CRITERIO MOHR - COULOMB
Substrato
4
Sforzo di Taglio (kg/cmq)
3,5
3
2,5
Valori m
Valori k
2
1,5
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Sforzo Normale (kg/cmq)
22
3,5
4
4,5
5. MODELLO GEOTECNICO DEL SOTTOSUOLO
Implementando i risultati delle elaborazioni dei parametri geotecnici sul modello geologico
precedentemente sviluppato, si determina un modello geotecnico del sottosuolo quale
base di analisi, calcolo e verifica per la progettazione delle opere di consolidamento del
dissesto franoso nel settore di intervento.
Il quadro complessivo delle conoscenze lito-stratigrafiche e geotecniche è riassunto nei
due seguenti schemi che raffigurano i diversi contesti geomorfologici e geotecnici nei quali
si svilupperà l'intera opera di consolidamento.
Tratto “A”
Modello geotecnico del sottosuolo
Settore stradale interessato da fenomenologie di scorrimento gravitativo
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In questo settore la presenza di uno spessore rilevante di alterite soggetto a
fenomenologia gravitativa attiva determina una gravosa condizione di spinta sull'opera di
progetto che dovrà essere adeguatamente rinforzata con l'ausilio di tiranti di ancoraggio.
Infatti, in questo contesto il contributo resistente del terreno spingente è solamente di
tipo attritivo con valori di angolo di resistenza al taglio disponibile coincidenti con il valore
caratteristico rilevato. Tale dato risulta in linea anche con valori residui stimati per terreni
caratterizzati dalla presenza di un abbondante scheletro litico.
La superficie di contatto tra coltre e substrato risulta inclinata verso valle con giacitura
parallela alla superficie topografica e pendenza di 24°. Lo spessore delimitato da tale
discontinuità raggiunge una potenza di circa 8.00 m.
In questo settore il rilevamento della verticalità di una canna inclinometrica presente da
quasi dieci anni ha evidenziato una netta deformazione alla profondità di 6.00 m dal p.c..
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Il contesto delle pressioni neutre rilevato in un tubo piezometrico ivi presente si
caratterizza per una piezometria decisamente depressa (- 14.00 m dal p.c.).
Ma
considerando il ristretto periodo di osservazione e sulla scorta delle valutazioni
geotecniche precedentemente proposte, si ritiene di adottare uno schema di flusso idrico
a carico di questa coltre spingente che vede una falda libera con superficie freatica
parallela alla superficie topografica e direzione di flusso lungo il pendio e soggiacenza a 4.00 m dal p.c.. a monte dell'opera e cautelativamente a – 8.00 m di profondità dal p.c. a
valle dell'opera.
Tratto “B”
Modello geotecnico del sottosuolo
Settore stradale interessato da condizioni di detensionamento per fenomeni di
retrogressione
In questo secondo tratto lo spessore di alterite non risulta ancora coinvolto in un vero e
proprio movimento di massa lungo una definita superficie di scorrimento continua, bensì è
interessato da fenomeni trattivi
connessi al detensionamento dei terreni per l'azione
retrogressiva dei coronamenti dei corpi di frana posti più a valle.
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In un tale contesto le condizioni di spinta sull'opera risultano più attenuate e la paratia di
fatto viene a costituire un elemento di presidio capace con, la propria resistenza, di
contrastare l'evoluzione decompressiva del terreno. Pertanto questo tratto d'opera non
sarà attrezzato con ancoraggi sommitali. Data comunque la dinamica evolutiva dei
fenomeni a valle, risulta necessario sin da questa fase predisporre l'opera in modo tale da
essere rinforzata nel momento in cui l'attuale scenario dovesse aggravarsi, attraverso la
realizzazione delle nicchie di alloggio degli ancoraggi.
Anche in questo secondo tratto restano valide le assunzioni sullo spessore ed inclinazione
della coltre alteritica e sul regime delle pressioni neutre effettuate per il tratto in frana.
Diversamente si caratterizza il comportamento meccanico dei terreni della coltre che in
questo contesto offrono un contributo resistente sia di tipo attritivo che coesivo con valori
di angolo di resistenza al taglio e coesione coincidenti con i valori caratteristici rilevati.
Pertanto in relazione al tipo di analisi e verifica da eseguirsi nella progettazione degli
interventi di bonifica e consolidamento del movimento franoso, saranno impiegati quegli
specifici valori di caratterizzazione geotecnica indicati che meglio rappresentano il reale
comportamento fisico meccanico del terreno di fronte alle criticità attese.
Firenze, Febbraio 2014
Prof. Geol. Eros Aiello
Ing. Francesca Procacci
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