RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
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SOMMARIO
1. PREMESSA ................................................................................................................ 3
2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO ................................................................................ 4
L HYPERLINK \L "_TOC9873776" 3. ............................................ DESCRIZIONE DEI LUOGHI
4. CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO .................... 7
4.1. Indagini geognostiche e geotecniche ante-operam .................................................................................. 7
4.2. Sintesi del modello geologico e meccanico del sito ................................................................................ 7
4.2.1 Sintesi del modello geologico del sito di progetto ........................................................................... 7
4.2.2 Sintesi del modello meccanico del sito di progetto........................................................................ 10
5. CONSIDERAZIONI SULLA RISPOSTA SISMICA LOCALE ................................... 12
5.1. Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche ................................................................................. 13
5.2. Parametri di Pericolosità Sismica e spettro di progetto ........................................................................ 15
5.3. Dati di input utilizzati nei calcoli ai fini della risposta sismica locale ................................................ 16
6. VITA NOMINALE E CLASSE D’USO ...................................................................... 16
6.1. Vita nominale .................................................................................................................................................... 16
6.2. Classe d’uso ...................................................................................................................................................... 17
7. ANALISI DELLE POSSIBILI CAUSE DI INSTABILITA’ .......................................... 17
8. INTERVENTO DI CONSOLIDAMENTO ................................................................... 22
9. DESCRIZIONE DELLE FASI E DELLE MODALITÀ COSTRUTTIVE ..................... 23
10. CALCOLO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI ....................................................... 23
10.1. Verifiche della sicurezza e delle prestazioni ......................................................................................... 24
10.2. Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (S.L.U.) ...................................................................... 24 10.2.1. Azioni ....................................................................................................................................................... 25 10.2.2. Resistenze ............................................................................................................................................... 26
10.3. Parametri fisico-meccanici di input per le verifiche delle chiodature dei pannelli ..................... 27
10.4. Parametri fisico-meccanici di input per le verifiche delle barriere paramassi ............................. 27
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11. ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON L’AUSILIO DI CODICI DI CALCOLO ........ 28
11.1. Tipo di analisi svolta ................................................................................................................................... 28
11.2. Origine e caratteristiche dei codici di calcolo ...................................................................................... 28
11.3. Affidabilità dei codici utilizzati ................................................................................................................. 28
11.4. Giudizio motivato di accettabilità dei risultati ...................................................................................... 29
12. PROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI GEOTECNICHE ...................................... 29
13. MONITORAGGIO ..................................................................................................... 30
14. ASPETTI AMBIENTALI ............................................................................................ 30
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1. PREMESSA
La presente relazione geotecnica viene redatta con lo scopo di illustrare le scelte
progettuali in relazione alle prestazioni attese, ai caratteri geologici del sito di intervento e alle
condizioni ambientali per le opere di cui al progetto esecutivo dei LAVORI DI MITIGAZIONE DI
UNA SITUAZIONE ARISCHIO MOLTO ELEVATO RELATIVA AL COMPLETAMENTO DEL
CONSOLIDAMENTO SAN VITO” “nell’ area classificata a rischio molto elevato come
individuate nel P.A.I. n. (063-6CS-001) nel comune di Castronovo di Sicilia (PA).
.
Di seguito verranno illustrate le scelte progettuali, il programma e i risultati delle indagini, la
caratterizzazione e la modellazione geotecnica, i calcoli di dimensionamento geotecnico e
strutturale delle opere, la descrizione delle fasi e delle modalità costruttive in ottemperanza a
quanto prescritto dalle Norme Tecniche sulle Costruzioni di cui al D.M. 17-01-2018 di seguito
N.T.C..
Nello specifico con il presente studio saranno affrontate le seguenti tematiche:
Caratterizzazione e modellazione geologica del sito;
Caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e definizione geotecnica del sottosuolo;
Scelta della tipologia d’intervento;
Descrizione delle fasi e delle modalità costruttive;
Verifiche della sicurezza e delle prestazioni;
Programmazione delle indagini geotecniche;
Piano di controllo e monitoraggio.
Le problematiche trattate nel presente studio geotecnico trovano fondamento nei risultati
del programma di indagini condotte preliminarmente alla redazione del presente progetto.
Le analisi dei dissesti in atto e le soluzioni progettuali individuate, si basano sullo studio
geologico redatto dal Dott. Geol. Luigi Butticè .
In particolare, sono stati effettuati, congiuntamente al sottoscritto, dei preliminari sopralluoghi
conoscitivi nell’area interessata dallo studio, dai quali sono emersi una serie di indicazioni.
Successivamente si è eseguito un attento rilevamento geologico e geomorfologico di
superficie, opportunamente esteso alle zone limitrofe, per inquadrare l’area nel contesto
geomorfologico e geologico generale, nonché in quello geostratigrafico e strutturale.
Le attuali osservazioni sono state integrate dagli studi e rilievi già eseguiti nell’area
immediatamente limitrofa a quella di intervento per la quale il dott. Luigi Butticè aveva già
effettuato adeguato studio geologico di supporto al progetto dei “Lavori di consolidamento del
costone roccioso a salvaguardia del centro abitato, interventi a monte delle vie Aldo Moro e
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Piedimonte”.
In tale occasione era già stato eseguito un intervento di rilievo geostrutturale del costone e
delle pareti, tramite personale altamente specializzato per il rilevamento puntuale dei parametri
tettonici, giaciturali e fessurativi dell'intero ammasso roccioso.
Il rilievo in parete, concordato con il progettista dell’intervento precedente e con il personale
rocciatore, e seguito nelle sue fasi esecutive dal dott. Butticè Luigi, veniva ad interessare anche
l’area di pertinenza dell’intervento attuale.
Esso veniva integrato da sezioni di verifica cinematiche effettuate da personale specializzato e
con strumentazione di precisione.
Sulla base del rilievo topografico, dei profili monte-valle ricostruiti, e dal rilievo puntuale
effettuato a parete a partire dalla porzione di sommità sino a quella di piede del versante,
sovrapposti al rilievo geologico e geomorfologico effettuati emergeva così un sufficiente quadro
delle condizioni in cui versa l'intero fronte.
In esso, è stata individuata la successione litostratigrafia e le caratteristiche geotecniche dei terreni
intercettati. I risultati numerici sono desunti dalla campagna di indagini che
Inoltre, nella presente relazione si riferirà in merito a tutti i fattori di carattere geotecnico e
strutturale che costituiscono l’intervento, oltre alla descrizione generale delle opere che
caratterizzano l’intervento sotto il profilo strutturale e idrogeologico.
Per maggiori dettagli sulle caratteristiche geometriche, tecniche e costruttive dell’intervento
si rimanda agli allegati specifici di progetto.
2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Le verifiche geotecniche, i calcoli e le verifiche di resistenza sono stati condotti
conformemente a quanto disposto dalle norme di seguito elencate:
Legge n. 1086 del 05/11/1971 - “Norme per la disciplina delle opere in conglomerato
cementizio armato”;
Legge n. 64 del 2 febbraio 1974 - “Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni
per le zone sismiche”;
D.M. 17/01/2018 - “Approvazione delle nuove Norme tecniche per le costruzioni”;
Circolare 21 gennaio 2019, n. 7 - “Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le
costruzioni” di cui al D.M. 17gennaio 2018”.
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3. DESCRIZIONE DEI LUOGHI
L'area interessata dall'intervento, è ubicata a Nord, Nord-est del centro abitato di
Castronovo di Sicilia; in particolare sulla zona del monte Kassar l’ammasso che sovrasta il
centro abitato, estremo lembo nord- orientale dei monti Sicani.
La zona comprende una fascia di versante che ha uno sviluppo complessivo sud est-nord
ovest, di circa 300 mt.
L’area interessata dagli interventi previsti in progetto risulta cartograficamente individuata nella
tavoletta I.G.M. “Lercara Friddi" foglio 259 III SE della Carta d’Italia, mentre nella Carta Tecnica
Regionale il centro abitato ricade nella tavola 1:10.000 di cui al codice 620120.
I confini artificiali dell’area direttamente interessata coincidono con quelli rappresentati nelle
Carte tematiche allegate alla presente progetto. All’interno di questi limiti la superficie dell’area
distretto interesse, risulta compresa tra una quota minima di circa 600 ms.l.m. ed una massima
di circa 900 m s.l.m.
Area oggetto di intervento
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Nel Piano Stralcio di Bacino per l’Assetto Idrogeologico (di seguito PAI) redatto
dall’ARTA Sicilia, Dipartimento Territorio e Ambiente, Servizio 4 “Assetto del Territorio e Difesa del
Suolo”, l’abitato di Casteltermini ricade nel bacino idrografico del Platani (063).
Di seguito si riportano gli stralci planimetrici tratti dalla carta dei dissesti e dalla carta della
pericolosità e del rischio geomorfologico contenute nel PAI, da cui si evidenzia l’ubicazione e la
classificazione dell’area in studio corrispondente al codice: 063-1CS-024.
Dalla figura seguente e dalle leggende alle tavole da cui sono tratte si desume che per
l’area oggetto dell’intervento si ha una frana per crollo e/o ribaltamento in stato di attività e i
fenomeni in atto determinano uno stato di rischio molto elevato (R4) e uno stato di pericolosità
molto elevato (P4), a cui è stato associato un grado di priorità 1 (- Relazione P.A.I. - Bacino
Idrograf ico del Fiume Platani(063)
Fig. 1 – Stralcio planimetrico della carta della pericolosità e del rischio geomorfologico
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4. CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO
4.1. Indagini geognostiche e geotecniche ante-operam
In riferimento a quanto detto in premessa si è fatto riferimento alle indagini eseguite per il
progetto precedente ritenute dal sottoscritto sufficientemente esaustive e definite in appresso:
1) campagna di indagini geofisiche con l’esecuzione di n° 2 tomografie sismiche assiali di
superficie, con stendimenti di lunghezza pari a 57,00 m e a 60,00 m, e di n. 1 prova sismica
multicanale MASW, finalizzata, quest’ultima, alla esatta definizione della categoria del suolo di
fondazione.
2) Sono stati prelevati n. 3 campioni di roccia affiorante, sottoposti ad analisi e prove
geotecniche di laboratorio.
3) Prove di carico su ancoraggi in barre Dywidag 20 - 26,5 - 32,0 mm, su ancoraggi in
barre Feb44k 20 – 24 filettate in testa e su funi spiroidali 2x 22 mm. (allegato alla presente)
4) Rilievo geostrutturale del costone e delle pareti, tramite personale altamente specializzato
per il rilevamento puntuale dei parametri tettonici, giaciturali e fessurativi dell'intero ammasso
roccioso. (allegato alla presente)
4.2. Sintesi del modello geologico e meccanico del sito
La caratterizzazione e la modellazione geologica del sito consiste nella ricostruzione dei
caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di
pericolosità geologica del territorio. Tutti gli aspetti appena elencati congiuntamente ai metodi e ai
risultati delle indagini sono esposti e commentati nello studio geologico redatto dal Dott. Geol.
Volpe Gioacchino.
Di seguito si riporta una sintesi dei contenuti dello studio del modello geologico e meccanico
appena citato.
4.2.1 Sintesi del modello geologico del sito di progetto
Sulla base dello studio eseguito, dall’analisi e dalla comparazione dei dati ottenuti dalla
campagna di indagine diretta si ritiene utile una rappresentazione sintetica del modello geologico
del sito di progetto.
Il rilevamento geologico e geomorfologico di superficie attraverso il riconoscimento dei
campioni ha permesso la differenziazione dei litotipi affioranti, la loro mappatura e, quindi, la
stesura della carta geologica.
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L’abitato di Castronovo di Sicilia si trova ubicato nella successione litologica, caratteristica
delle Unità Stratigrafico-Strutturali del settore Nord-Orientale del Bacino dei Monti Sicani.
L’area di progetto ricade all’interno della catena Siciliana che ha sostanzialmente raggiunto gli
attuali rapporti reciproci in un intervallo compreso tra l’inizio del Miocene e l’inizio del Pliocene, in
conseguenza di una tettonica che viene oggi attribuita a collisione continentale e ciò in diversi
momenti tettonici di tipo compressivo e distensivo.
Durante l’Oligocene si sarebbe verificata una notevole fase effusiva a basalti (Montanari
1987).
Al tetto si sovrappongono stratigraficamente le calcareniti glauconifere inframioceniche (fm.
Corleone) cui seguono le marne medio mioceniche correlabili con quelle della fm. S. Cipirrello.
Il dominio Sicano perde la sua autonomia e individualità nel Miocene medio.
Dalla carta geologica allegata, è possibile individuare un substrato carbonatico con facies
prevalentemente di bacino, d’età compresa tra il Trias sup. e l’Eocene, avente spessore
complessivo di circa 600 m., ricoperto, in discordanza, da una successione terrigena di età
compresa tra l’Oligocene medio ed il Tortoniano inf., con spessore di circa 500 m..
In zona i terreni del “basamento triassico” si trovano in posizione alloctona sui terreni di età di
formazione più recente costituendo una “falda di ricoprimento”.
Le Unità tettoniche sono state interessate da fenomeni compressivi che hanno indotto, nella
regione, deformazioni plastiche nelle Unità rigide ed il loro sovrascorrimento sui terreni plastici
della Fm. Terravecchia, con la formazione di pieghe e faglie complesse nelle Unità calcaree
geometricamente sollevate, e di pieghe e assetti caotici nelle argille tortoniane.
In particolare nell’area in studio da tetto a letto si distinguono le seguenti formazioni:
Coperture di detrito di falda (recente)
Si tratta di depositi clastici, soprattutto incoerenti, di natura prevalentemente carbonatica, a
granulometria differenziata e a spigoli vivi o sub arrotondati, di diversa volumetria immessi in una
matrice argillosa.
Lo scheletro rigido è quantitativamente variabile da zona a zona passando da aree in cui è
predominante, assumendo quasi l’aspetto di un “conglomerato cementato”, ad aree, come la
nostra, in cui predomina la matrice argillosa.
Il loro accumulo avviene ai piedi dei rilievi dove i detriti formano una fascia di ricoprimento
delle rocce in posto, sovente celando i contatti strutturali delle diverse formazioni.
Qui i detriti di falda sono l’espressione più evidente della dinamica esogena, legata agli agenti
atmosferici, che si esercita sulle pareti sub verticali degli affioramenti litici.
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Argille scagliose della Fm. Terravecchia (Serravalliano-Tortoniano)
Queste argille della formazione terra vecchia, fanno parte del complesso formazionale sin-post
orogeno ascrivibile al Miocene inferiore, e sono strati graficamente, sovrastanti alle arenarie
glauconitiche.
Affiorano a sud del centro abitato ed in particolare a valle della c/da Cappuccini, presentano
uno spessore formazionale medio di circa 150 m..
Sono costituite da argille brune, da marne e marne argillose grigie e da corpi lentiformi
sabbiosi.
Inglobate nelle argille si riscontrano delle lenti talora molto estese di arenarie friabili di tipo
molassico, e lenti di sabbie più o meno addensate disposti in banchi di diverso spessore.
Presentano una struttura omogenea e compatta in profondità, mentre appaiono alterate ed
umificate, anche per l’azione antropica, nei primi metri di terreno.
Su di esse poggiano, in discordanza stratigrafica, le argilliti marnose con lenti di gesso.
Calcari marnosi
Si tratta di calcari, calcari marnosi e marne tipo “Scaglia” con liste e noduli di selce e con
intercalati livelli argillosi.
Sono prevalenti i termini marnoso-argillosi e marnoso-calcarei, subordinatamente calcareo-
marnosi che si presentano a stratificazione fitta con straterelli da qualche centimetro a dieci
centimetri.
Talora gli strati si ispessiscono, divenendo più calcarei, più compatti, meno alterati nella parte
superficiale.
L’assetto strutturale è caratterizzato da uno stile tettonico a falde di ricoprimento con
numerose scagliature e posteriori faglie dirette.
L’insieme degli elementi tettonici sopra detti ha determinato l’attuale giacitura che è in
generale caratterizzata da strati variamente piegati, caoticizzati e fratturati.
Calcari grigi stratificati in grossi banchi, con liste di selce (Triassico)
Trattasi di calcari micritici, di colore variabile dal bianco al grigio, contenenti fossili pelagici.
La stratificazione è piano parallela, sempre ben evidente, in banchi spessi da 40 cm a 200 cm.
Al loro interno si notano frequenti orizzonti silicizzati e locali intercalazioni decimetriche di
marne grigie.
I calcari triassici sono stati suddivisi in scaglie tettoniche di diversa volumetria per effetto degli
imponenti sommovimenti che hanno fatto assumere ai terreni dell’Unità stratigrafico strutturale
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l’attuale conformazione.
Occupano buona parte del sottosuolo del centro abitato, ed hanno uno spessore massimo
affiorante a “Pizzo della Guardia” di circa 250 m..
L’età è compresa tra il Carnico sup. ed il Retico.
4.2.2 Sintesi del modello meccanico del sito di progetto
Per la caratterizzazione geotecnica dei terreni sono stati considerati tutti gli elementi geognostici
raccolti durante la campagna di indagine, cercando le corrispondenze possibili fra livelli a simili
caratteristiche, al fine di fornire una indicazione stratigrafica standardizzata su cui eseguire le
valutazioni geotecniche e la corrispondente parametrizzazione.
La caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni è stata fatta, su n° 3 campioni indisturbati
prelevati e precisamente:
Il campione C1 è costituito da una calcilutite di colore grigio biancastro.
Il campione C2 è una calcilutite di colore grigio biancastro.
Il campione C3 è costituito da una calcilutite di colore grigio biancastro.
Sui 3 campioni disturbati di roccia prelevati, sono state effettuate le analisi e le prove geotecniche.
I campioni, chiusi in sacchetti di plastica accuratamente sigillati ed etichettati, ognuno con la
denominazione cui si riferivano e la quota di prelievo, erano stati avviati presso il laboratorio di
Geotecnica MTR del Dott. Geologo F. Furia.
Dopo il riconoscimento macroscopico, sui campioni sono state condotte le analisi d'identificazione,
per determinare le caratteristiche fisiche:
(peso di volume).
Sono state eseguite n. 3 prove di rottura per compressione semplice a dilatazione trasversale
libera (DL) sulla media di 3 provini di roccia lapidea.
Dalle prove di laboratorio eseguite sui campioni disturbati si evince quanto segue:
- Litotipo CC, calcilutite grigio biancastra:
Il peso dell'unità di volume () varia da 25,20 a 26,15 KN/m3.
Le prove di compressione eseguite, hanno fornito un range di valori di rottura (r ) variabile da
18.206,08 a 38.206,74 KN/m2.
Inoltre come già detto in premessa sono state eseguite prove di carico su ancoraggi in barre
Dywidag 20 - 26,5 - 32,0 mm, su ancoraggi in barre Feb44k 20 - 24 filettate in testa e su funi
spiroidali 2x 22 mm.
Le prove sono state eseguite conferendo, a ciascuna barra o fune uno sforzo di tiro gradualmente
crescente.
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Il carico è stato applicato impiegando sistemi oleodinamici costituiti, a seconda dei casi, da uno o
due cilindri forati, azionati da una pompa a mano separata dotata di manometro.
I carichi indotti dal cilindro sono stati trasferiti al tirante per mezzo di una piastra metallica forata
che ha permesso alla barra di passare ed essere bloccata, mentre nelle prove su funi sono stati
usati due cilindri posti a contrasto con una traversa cava in modo da realizzare un estrattore.
Il collasso è avvenuto, nella quasi totalità dei casi, per cedimento della barra, o della filettatura
della stessa o del dado di bloccaggio.
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5. CONSIDERAZIONI SULLA RISPOSTA SISMICA LOCALE
Le Norme Tecniche per le Costruzioni (N.T.C.) adottano un approccio prestazionale alla
progettazione delle strutture nuove e alla verifica di quelle esistenti. Nei riguardi dell’azione sismica
l’obiettivo è il controllo del livello di danneggiamento della costruzione a fronte dei terremoti che
possono verificarsi nel sito di costruzione.
L’azione sismica sulle costruzioni è valutata a partire da una “pericolosità sismica di base”,
in condizioni ideali di sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (di categoria A
nelle N.T.C.).
Le valutazioni della “pericolosità sismica di base” derivano da studi condotti a livello
nazionale, su dati aggiornati, con procedure trasparenti e metodologie validate. I dati utilizzati per
le valutazioni sono resi pubblici (http://esse1.mi.ingv.it/), in modo che sia possibile la riproduzione
dell'intero processo.
La “pericolosità sismica di base”, nel seguito chiamata semplicemente pericolosità sismica,
costituisce l’elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche; le sue
attuali fonti di riferimento sono indicate nel seguito del presente paragrafo.
La pericolosità sismica in un generico sito è descritta in modo da renderla compatibile con
le N.T.C. e di dotarla di un sufficiente livello di dettaglio, sia in termini geografici che in termini
temporali; tali condizioni possono ritenersi soddisfatte in quanto i risultati dello studio di pericolosità
sono forniti:
in termini di valori di accelerazione orizzontale massima ag e dei parametri che permettono di
definire gli spettri di risposta ai sensi delle N.T.C., nelle condizioni di sito di riferimento rigido
orizzontale sopra definite;
in corrispondenza dei punti di un reticolo (reticolo di riferimento) i cui nodi sono sufficientemente
vicini fra loro (non distano più di 10 km);
per diverse probabilità di superamento in 50 anni e/o diversi periodi di ritorno TR ricadenti in un
intervallo di riferimento compreso almeno tra 30 e 2475 anni, estremi inclusi.
L’azione sismica così individuata viene successivamente variata, nei modi chiaramente
precisati dalle N.T.C., per tener conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali stratigrafiche
del sottosuolo effettivamente presente nel sito di costruzione e dalla morfologia della superficie.
Tali modifiche caratterizzano la risposta sismica locale.
I l Comune di Castronovo di Sici l ia (Longitudine Est 13,60°, Latitudine Nord
37,67°) fa parte di quelle zone d’Italia dichiarate sismiche di II categoria a cui corrisponde un
valore dell’accelerazione orizzontale massima convenzionale ag = 0,25 g espressa come frazione
dell’accelerazione di gravità e riferita ad una probabilità di superamento del 10% in 50 anni.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
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Dunque per quanto previsto dalla normativa vigente occorre effettuare un’indagine sismica
numerica che permetta di considerare gli eventuali effetti di azioni sismiche sulle opere di progetto
e di conseguenza il loro corretto dimensionamento per assicurare l’efficienza delle stesse nei
confronti di dette azioni.
Fig. 3 - Stralcio della mappa della pericolosità tratto dal sito ufficiale
dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
5.1. Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche
Il moto generato da un terremoto in un sito dipende dalle particolari condizioni locali, cioè
dalle caratteristiche topografiche e stratigrafiche dei depositi di terreno e degli ammassi
rocciosi e dalle proprietà fisiche e meccaniche dei materiali che li costituiscono. Alla scala della
singola opera o del singolo sistema geotecnico, la risposta sismica locale consente di definire le
modifiche che un segnale sismico subisce, a causa dei fattori anzidetti, rispetto a quello di un sito
di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (sottosuolo di categoria A, definito al §
3.2.2 delle N.T.C.).
L’influenza del profilo stratigrafico sulla risposta sismica locale può essere valutata con
riferimento alle categorie di sottosuolo di cui al § 3.2.2 delle N.T.C.. Il moto sismico alla superficie
di un sito, associato a ciascuna categoria di sottosuolo, è definito mediante l’accelerazione
massima (amax) attesa in superficie ed una forma spettrale ancorata ad essa. Il valore di amax può
essere ricavato dalla relazione amax = Ss·ag dove ag è l’accelerazione massima sul sito di
riferimento rigido ed Ss è il coefficiente di amplificazione stratigrafica.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
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Ai fini della caratterizzazione dell’azione sismica di progetto, sulla scorta dello studio
geologico redatto dal Dott. Geol. Butticè Luigi e delle indagini geotecniche condotte, si è proceduto
all’individuazione delle categorie di sottosuolo facendo riferimento al parametro Vs30, ossia la
velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio, entro i primi 30 m di profondità, che nel
caso di opere di sostegno di terreni naturali, è riferita alla testa dell’opera.
Per il caso in esame si precisa che il valore del VS30 è stato calcolato partendo dal piano
campagna. Ciò posto, utilizzando i valori del modello di velocità relativo alle onde di taglio ed
estendendo il 6° sismostrato alla profondità di 30 m si otteneva:
Sismostrato Profondità Spessore30 (h - (m-) Vs (m/s) h/Vs (sec) Vs30
1 0.00 2.00 625.05 0.0032 835.70
2 2.00 2.80 621.34 0.0045 CAT. A
3 4.80 3.60 628.36 0.0057
4 8.40 4.40 801.17 0.0055
5 12.80 5.20 949.39 0.0055
6 18.00 12.00 1044.08 0.0115
Con l’aggiornamento delle NTC 2018, la classificazione del sottosuolo si effettua in base alle
condizioni stratigrafiche ed ai valori della velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio,
VS,eq (in m/s), definita dall’espressione:
con:
hi spessore dell’i-esimo strato;
VS,i velocità delle onde di taglio nell’i-esimo strato;
N numero di strati;
H profondità del substrato, definito come quella formazione costituita da roccia o terreno molto
rigido, caratterizzata da VS non inferiore a 800 m/s.
Per depositi con profondità H del substrato superiore a 30 m, la velocità equivalente delle onde
di taglio Vseq è definita dal parametro Vs30, ottenuto ponendo H=30 m nella precedente
espressione e considerando le proprietà degli strati di terreno fino a tale profondità.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
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Per cui, riconsiderando adesso la prova Masw alla luce dell’aggiornamento delle NTC 2018 si
evidenzia, in base al profilo di velocità considerato, una Vseq pari a 625,22 m/s per cui si classifica
il suolo in questione nella categoria B: Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto
addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà
meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s.
Per la progettazione o la verifica di opere e sistemi geotecnici realizzati su versanti e per
l’analisi delle condizioni di stabilità dei pendii, la valutazione dell’amplificazione topografica può
essere effettuata mediante analisi di risposta sismica locale o utilizzando il coefficiente di
amplificazione topografica ST. Il parametro ST deve essere applicato nel caso di configurazioni
geometriche prevalentemente bidimensionali, creste o dorsali allungate, di altezza superiore a 30
m (situazione non ricorrente nel problema in studio).
Le condizioni topografiche, trattandosi di configurazioni superficiali semplici, sono state
determinate secondo la tab. 3.2.V delle N.T.C. dei terreni in studio ricade nella tipologia T2 “Rilievi
con larghezza in cresta molto minore che alla base ed inclinazione media i < 30°” pertanto
nelle verifiche dovrà adottarsi ST = 1,2.
5.2. Parametri di Pericolosità Sismica e spettro di progetto
Parametri di Pericolositá Sismica
Stato Limite Tr ag=Ag/g Fo T*c Operativitá (SLO) 30 0.026 2.457 0.205
Danno (SLD) 50 0.032 2.457 0.251 Salvag. Vita (SLV) 475 0.069 2.528 0.406
Collasso (SLC) 975 0.084 2.655 0.426
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
16
5.3. Dati di input util izzati nei calcoli ai fini della risposta sismica locale
Per il calcolo delle opere d’arte e le verifiche di stabilità dei pendii ai fini della
determinazione delle azioni sismiche sono stati imputati nei codici di calcolo i seguenti dati:
Longitudine Est 13,6055°
Latitudine Nord 37,6831°
Categoria di suolo B
Coefficiente topografico 1,2.
6. VITA NOMINALE E CLASSE D’USO
6.1. Vita nominale
La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel quale la
struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al
quale è destinata. La vita nominale dei diversi tipi di opere è quella riportata nella Tab. 2.4.I delle
N.T.C. per l’opera in progetto viene fissata una vita nominale di 50 anni.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
17
6.2. Classe d’uso
In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di
operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d’uso così come
definite al § 2.4.2 delle NTC. Per le opere in progetto si individua la Classe II: “Costruzioni il cui
uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni
pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere
infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui
interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze
rilevanti”.
7. ANALISI DELLE POSSIBILI CAUSE DI INSTABILITA’
Considerazioni sulla morfologia e l’idrogeologia del sito
Il presente studio interessa l’altura che delimita verso Nord-Nord Est il centro abitato. I versanti
di tale rilievo sono caratterizzati da pareti ripide e scoscese interessate da fenomeni di dissesto
che hanno provocato il crollo di massi; attualmente lungo tali versanti sono manifeste situazioni di
evidente pericolo.
In passato a seguito di fenomeni di crollo di massi e blocchi dai fronti rocciosi il Genio Civile di
Palermo è intervenuto con lavori di consolidamento localizzati che hanno ridotto solo localmente
ed in minima parte il rischio.
Da un punto di vista morfologico, l’assetto generale mostra aspetti caratteristici di un contesto
geografico alto-collinare, dove nel corso del tempo, ed in connessione con le condizioni
morfoclimatiche esistenti, i vari agenti e processi geomorfici hanno agito su un substrato
litologicamente eterogeneo dando origine ad una serie di rilievi, sui quali ha avuto influenza la
tettonica ed il modellamento esogeno.
L’assetto morfologico dell’intorno è direttamente controllato dalle caratteristiche litologiche dei
terreni affioranti, quindi dalla omogeneità, dalla resistenza meccanica, dal diverso grado di
erodibilità e dalla combinazione dei singoli processi geomorfici agenti.
Una prima grossa differenza si ha, a seconda che siano presenti in affioramento termini
litologici lapidei piuttosto che incoerenti.
Già a livello di processi morfodinamici semplici, quale è ad esempio l'azione della tettonica che
deforma i corpi litologici di un'area dando luogo a forme cosiddette "strutturali", la risposta di
queste due grandi categorie di terreni risulta profondamente diversa.
Le litologie di tipo incoerente, che nel nostro caso sono rappresentate dalle “argille tortoniane”,
si conformano secondo rilievi dall’andamento più o meno dolce, mentre quelle lapidee,
essenzialmente le litologie calcareo-marnose, danno luogo a rilievi molto più acclivi e
dall’andamento accidentato.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
18
L’erosione pluviale è prevalentemente di tipo areale, ed è caratterizzata da piccoli rivoli e
solchi superficiali che convogliano in alcune incisioni che solcano il pendio meridionale dell’abitato
di Castronovo di Sicilia.
In questo contesto morfologico l’area di progetto ricade lungo il versante roccioso che
lambisce la porzione settentrionale del centro abitato, ed in particolare è interessato il settore a
monte delle vie Aldo Moro e Piedimonte.
Le forme dei rilievi la cui individuazione ed evoluzione risultano dipendenti dalle strutture
geologiche sono rappresentate da morfosculture quali le superfici strutturali e da quelle sub-
strutturali.
Le altre sono invece rappresentate da superfici di erosione, da scarpate e da versanti.
Nell’immediato intorno affiorano i litotipi argillosi che danno luogo ad una morfologia
relativamente poco acclive su cui sono impostate ampie valli e una rete idrografica molto fitta e
ramificata.
Il tratto di parete in studio si estende per circa 200 m, a partire dal serbatoio comunale,
presente a nord est del centro abitato, verso sud ovest.
Si tratta di una parete che supera un dislivello di circa un centinaio di metri con inclinazioni
talora accentuate, nella quale affiorano calcilutiti selcifere bianco giallastre a tratti cataclasate e
ricementate.
Il pendio è caratterizzato da due bastionate rocciose molto acclivi, separate da un pendio di
media acclività con a tratti roccia sub affiorante e, a tratti, copertura detritica.
Al di sopra della seconda parete il pendio prosegue fino ad una soprastante zona sub
pianeggiante nella quale affiorano calcari marnosi.
Alla base della parete, per effetto della gravità, i frammenti rocciosi prodotti dalla
disgregazione si sono accumulati al piede del rilievo, e formano una falda detritica abbastanza
potente, con angolo di riposo elevato.
Quest’ultimo dipende molto dalla forma e dalle dimensione degli elementi e quindi dalle
caratteristiche della roccia madre.
Si osserva come il detrito sia formato da elementi litoidi anche di grandi dimensioni immersi in
una matrice argillosa più fine.
La falda detritica, anche se attualmente non presenta fenomeni che facciano pensare ad una
evoluzione negativa immediata, risulta in potenziale disequilibrio, in quanto un impulso estraneo
alla forza di gravità (tettonici, meteorologici ed antropici) può metterla in movimento.
Il pendio è tagliato da due impluvi scarsamente definiti, che solo occasionalmente, in
coincidenza di eventi piovosi eccezionali, manifestano una circolazione idrica superficiale
con la movimentazione del materiale presente nell’incisione.
Come già detto nel versante affiorano con continuità calcari grigio biancastri, con noduli di
selce di colore rosso scuro, caratterizzati dall’alternanza tra facies calcilutitiche compatte e facies
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
19
cataclasate e ricementate. Gli strati immergono a reggipoggio con inclinazione variabile da 10° a
15°, ma che talora possono raggiungere inclinazioni pari anche a 30°÷35°, superfici ondulate a
grande scala, spaziatura variabile da pochi decimetri ad un paio di metri ed intercalazioni
centimetri che di limo e argilla.
Le discontinuità strutturali sono frequentemente riempite da materiale argilloso alterato, che
proviene dal terreno residuale rossastro presente al di sopra delle bancate lapidee o dai livelli
argillo-marnosi di colore bruno che si trovano intercalati tra i calcari.
Dalle orientazioni e dalle spaziature delle discontinuità, deriva una suddivisione della roccia in
blocchi grossolanamente parallelepipedi, per i quali risulterebbero cinematicamente possibili
fenomeni di scivolamento lungo un piano.
L’azione erosiva al piede delle pareti rende inoltre possibili fenomeni di ribaltamento e
fenomeni di crollo.
La fenomenologia dei crolli è da ricondurre in primo luogo all’assetto strutturale dell’ammasso
roccioso, le caratteristiche strutturali di un ammasso roccioso sono definite essenzialmente da
quattro parametri e precisamente:
orientazione delle discontinuità rispetto al fronte roccioso, definita dall’angolo di immersione
e dell’azimut di immersione;
spaziatura, consistente nella distanza tra discontinuità adiacenti, parallele o sub-parallele,
misurata in centimetri; essa individua approssimativamente il gradi di fatturazione dell’ammasso
roccioso;
apertura delle discontinuità, consistente nella distanza interna che intercorre tra le pareti di
esse;
persistenza delle discontinuità, misurata in metri ed identificata con la lunghezza lungo il
fronte roccioso delle intersezioni del fronte stesso con il piano di discontinuità.
La fenomenologia sopra indicata, presente su tutta la parete presa in esame, è confermata dai
dati derivanti dalle ispezioni dirette in parete del rilievo geomeccanico, che indicano il prevalere di
blocchi di volume ridotto, inferiore al m3; esistono però blocchi di volume compreso fra 1÷10 m3 ed
anche di volume maggiore.
L’ispezione diretta della parete, ha consentito di verificare che i blocchi assumono per lo più
sagoma nastriforme o parallelepipeda e frequentemente sono relitti di precedenti fenomeni di
crollo, accumulatisi prevalentemente in piccole cenge della parete, o antichi fenomeni di
disgregazione dell’ammasso.
L’alternanza tra livelli a diversa competenza causa una accentuata erosione differenziale, con
l’asportazione dei livelli meno competenti e lo scalzamento al piede di quelli più duri, che, a causa
degli sforzi di trazione, collassano in blocchi grossolani di forma generalmente tabulare.
Nell’insieme il sistema geomorfologico irregolare dell’area di progetto, con roccia spesso
affiorante o subaffiorante, con paretine rocciose verticali, associata ad una pendenza media
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
20
sempre elevata, consente ai massi distaccatisi dalle pareti o rimobilizzatisi lungo il pendio, di
percorrerlo in tutta la sua lunghezza fino alle strade ed abitazioni presenti alla base del versante.
Il contesto geologico e geomorfologico è quindi estremamente negativo nei confronti del
fenomeno di caduta e rotolamento massi.
In definitiva dal punto di vista geomorfologico è necessario evidenziare una serie di fenomeni e
forme di dissesto attive ed in continua evoluzione.
Lo stadio di dissesto del versante in studio è caratterizzato da frane di crollo alla cui
origine sono da ricondurre:
la tettonizzazione e le vicissitudini geologiche che hanno interessato i calcari triassici,
generando una fitta rete di giunti intersecantesi tra loro e con i giunti di strato;
gli effetti del rapporto di <<competenza>> tra le calcilutiti selcifere e i livelli di argilliti; il
rapporto di <<competenza>> si applica a serie stratigrafiche tettonizzate in cui sono presenti strati
rocciosi meno deformabili di altri, riferendosi con il termine <<competente>> a rocce che
reagiscono alle sollecitazioni meccaniche fratturandosi rigidamente piuttosto che deformandosi
plasticamente;
gli effetti dell’erosione selettiva da parte degli agenti atmosferici che erodono con maggiore
intensità le sottili intercalazioni pelitiche o i livelli meno cementati dando luogo a banconi aggettanti
che, fratturati e scalzati al piede, possono generare fenomeni di crollo;
le azioni operate dalle spinte idrostatiche prodotte dall’acqua circolante all’interno dei giunti
e dai fenomeni crioclastici a seguito del congelamento dell’acqua all’interno delle discontinuità;
gli effetti di eventuali cedimenti di intercalazioni pelitiche gravate dal peso di blocchi calcarei
sovrastanti, isolati dal contesto roccioso circostante per l’intersecarsi di discontinuità sub-verticali;
l’effetto cuneo prodotto dalle radici di alcune specie vegetali, che si sviluppano all’interno
delle fratture.
Tali cause, spesso tra loro concomitanti, comportano l’innescarsi sulle pareti di fenomeni
deformativi che con caratteristiche di irreversibilità, portano a collassi localizzati, con conseguente
crollo di masse rocciose.
Sulla base di quanto sopra esposto possono indicarsi i possibili cinematismi di rottura. Essi
comprendono:
‐ il ribaltamento di massi per la presenza di discontinuità sub-verticali parallele al fronte
roccioso e di discontinuità sub verticali normali alle precedenti, le quali individuano le pareti laterali
dei massi; esso può essere generato sotto l’azione di una causa determinante quale un evento
sismico (tenuto conto che il paese di Castronovo di Sicilia rientra tra quelli classificati sismici di II
categoria) o la presenza di acqua all’interno della discontinuità che isola il masso dal fronte
roccioso;
‐ il crollo di blocchi e massi prismatici in corrispondenza di strati aggettanti fratturati, a
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
21
seguito della presenza di scavernamenti alla base dei blocchi determinatisi per erosione selettiva
della frazione pelitica del livello argilloso sottostante; lo stato di criticità dei blocchi aggettanti tende
ad aumentare nel tempo per l’evolversi dei fenomeni di erosione selettiva che tendono ad ampliare
sempre più gli scavernamenti alla base dei blocchi lapidei;
‐ lo scorrimento traslativo di massi lungo discontinuità sub-verticali parallele al fronte.
A tali fenomenologie di dissesto, che si esplicano direttamente dai fronti rocciosi, bisogna
aggiungere, inoltre, quella legata alla presenza al piede del costone roccioso di una coltre detritica
con blocchi e massi crollati da monte frammisti ad argille limose e talora in posizione di equilibrio
precario, per cui basta una qualsiasi causa scatenante, quale pioggia intensa o sismicità, ad
innescare fenomeni di scivolamento o ribaltamento e rotolamento.
In particolare si fa riferimento al DANNO ATTESO:
Danno atteso per la popolazione: L’evento temuto, per quanto detto, può dare luogo a vittime tra le
persone che abitano gli edifici privati collocati a monte della scarpata ed ancora tra le persone che
possono trovarsi nell’area vulnerabile (strade, etc.) .
Danno atteso per il patrimonio immobiliare: Danni strutturali molto gravi sugli immobili ubicati a
monte della scarpata, di entità tale da dichiarare gli immobili inagibili.
Danno atteso per le infrastrutture: Danni al sistema viario della zona e danni ai sottoservizi
esistenti quali fognatura acque nere, acquedotto, rete elettrica, rete Telecom, etc. Le tipologie di
danni interessanti le infrastrutture citate sono quelli che hanno come effetto l’interruzione dei
pubblici servizi con enormi disagi per la popolazione della zona, nonché con grandi problemi dal
punto di vista della sicurezza e incolumità della persone, anche a livello di protezione civile.
A conferma di quanto sopra il Piano per l’Assetto Idrogeologico (PAI) individua Il dissesto,
rilevato e classificato nell’area di intervento, di cui al codice 063-6CS-001. Per esso è stata
riscontrata una frana per crollo e/o ribaltamento che determina un areale di pericolosità
molto elevata (P4). La presenza di infrastrutture sottostanti, di viabilità cittadina con i
relativi sottoservizi e del centro abitato ha determina un grado di rischio molto elevato (R4)
Il presente progetto mira a do ottenere i seguenti risultati:
• in parte alla completa rimozione di tutti i fenomeni potenziali causa dei dissesti: sia quelli più
vistosi e preoccupanti costituiti da crolli e smottamenti delle coltri di materiale detritico e/o di riporto
lungo l’impluvio principale;
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
22
• in parte a salvaguardare la parte sottostante il versante (viabilità e abitazioni) mediante la
realizzazione della barriera pararamassi al fine di evitare che eventuali crolli possano creare danni
di incolumità a cose e persone
Alla luce delle finalità prefissate l’intervento complessivo, previsto nel progetto di che
trattasi é stato articolato come descritto al successivo paragrafo.
8. INTERVENTO DI CONSOLIDAMENTO
L’intervento di CONSOLIDAMENTO è volto alla eliminazione dei crolli e degli smottamenti
superficiali per la difesa e protezione del centro abitato e delle infrastrutture collocate a valle della
scarpata. La buona riuscita dell’intervento di consolidamento.
L’intervento di consolidamento prevede in sintesi la realizzazione delle seguenti opere e
precisamente:
1) nell’area d’intervento denominata zona n.1 e zona n.2
- Pulizia e l’asportazione del materiale di origine antropica esistente sopra il substrato, eseguito a
mano o con idoneo mezzo meccanico inclusi la rimozione di alberi e ceppaie di qualsiasi
dimensione;
- Interventi di sottomurazione
- Messa in sicurezza mediante disgaggio e pulizia della parete con eliminazione di elementi
pericolanti.
- Messa in opera di sistema di consolidamento diffuso della parete mediante posa di pannelli in
fune opportunamente dimensionati e chiodatura di scarico tensionale con maglia 3x3 e profondità
mt.6.00.
- Situazioni che localmente presentano criticità di carattere puntuale, trattati a parte mediante una
fasciatura con funi metalliche diametro min. d.22 mm e ancoraggi in barra con Lmin = 6m
ammorsati nella parte stabile dell’ammasso.
2) nell’area d’intervento denominata zona n .3
- Realizzazione di una barriera paramassi di lunghezza pari a ml 80 posta a continuare quella già
esistente, in modo da garantire la continuità dell’intervento.
- Realizzazione di un sistema di monitoraggio al fine di monitorare la funzionalità delle barriere
paramassi dopo la loro installazione in sito; parallelamente a ciò, si vuole anche ripensare la
funzione delle medesime strutture al fine di farle divenire un elemento di controllo, valutazione e
previsione delle condizioni di stabilità dei versanti sui quali esse verranno installate.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
23
2) nell’area d’intervento denominata zona n .4
- Realizzazione di una barriera DEBRIS FLOW ovvero di una barriera para-detriti in
corrispondenza di un impluvio posto ad est della zona centrale dell’intervento al fine di bloccare
colate detritiche, che sviluppandosi lungo l’impluvio, creerebbero situazioni di elevato pericolo.
9. DESCRIZIONE DELLE FASI E DELLE MODALITÀ COSTRUTTIVE
Per la realizzazione dei lavori di cui al presente progetto si prevede la successione delle
seguenti fasi che vanno dall’inizio dei lavori al completamento degli stessi.
Per la realizzazione dei lavori di cui al presente progetto si prevede la successione delle seguenti
fasi che vanno dall’inizio dei lavori al completamento degli stessi.
FASE n. 1: allestimento del cantiere;
FASE n. 2: realizzazione delle operazioni di pulizia;
FASE n. 3: disgaggio o demolizione degli elementi che si trovano in condizioni instabili
FASE n. 4: posa dei pannelli di fune;
Fase n.6: Esecuzione Placcaggi
FASE n. 6: realizzazione di barriere paramassi;
FASE n. 7: realizzazione di barriera DEBRIS-FLOW;
FASE N.8: realizzazione delle fasi per il monitoraggio della barriera paramassi
FASE n. 9: smontaggio e disallestimento del cantiere.
10. CALCOLO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI
Nelle veri f iche di sicurezza devono essere presi in considerazione tutt i i
meccanismi di stato l imite ult imo, sia a breve sia a lungo termine. Gl i stat i l imite
ul t imi del le opere di sostegno si r i fer iscono al lo svi luppo di meccanismi di
col lasso determinat i dal la mobi l i tazione del la resistenza del terreno, e al
raggiungimento del la resistenza degl i elementi struttural i che compongono le
opere stesse.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
24
10.1. Verifiche della sicurezza e delle prestazioni
In ottemperanza a quanto prescritto al punto 6.2.4 delle Norme Tecniche, le verifiche di
sicurezza relative agli stati limite ultimi (SLU) e le analisi relative alle condizioni di esercizio (SLE)
devono essere effettuate nel rispetto dei principi e delle procedure seguenti.
10.2. Verifiche nei confronti degli stati l imite ultimi (S.L.U.)
Per ogni stato limite ultimo deve essere rispettata la condizione:
Ed ≤ Rd
dove Ed è il valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione, mentre Rd è il valore di progetto
della resistenza del sistema geotecnico.
Per Ed e Rd valgono delle espressioni del tipo:
d
M
kkFEd a
XFEE ;;
d
M
kkF
Rd a
XFRR ;;
1
ovvero, sono funzioni:
- delle azioni di progetto FFk;
- dei parametri di progetto Xk/M;
- della geometria di progetto ad;
- R è un coefficiente che opera direttamente sulla resistenza del sistema.
La verifica della suddetta condizione deve essere effettuata impiegando diverse
combinazioni di gruppi di coefficienti parziali, rispettivamente definiti per le azioni (A1 e A2), per i
parametri geotecnici (M1 e M2) e per le resistenze (R1, R2 e R3).
I diversi gruppi di coefficienti di sicurezza parziali sono scelti nell’ambito di due approcci
progettuali distinti e alternativi.
Nel primo approccio progettuale (Approccio 1) sono previste due diverse combinazioni di
gruppi di coefficienti ognuna delle quali può essere critica per differenti aspetti dello stesso
progetto ovvero verifiche strutturali e verifiche geotecniche.
Nel secondo approccio progettuale (Approccio 2) è prevista un’unica combinazione di
gruppi di coefficienti, da adottare sia nelle verifiche strutturali sia nelle verifiche geotecniche.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
25
10.2.1. Azioni
I coefficienti parziali F relativi alle azioni sono riportati nella tabella seguente, i cui contenuti
sono quelli della tabella 6.2.I delle N.T.C.:
CARICHI EFFETTO Coefficiente
Parziale
F (o E)
EQU (A1)
STR
(A2)
GEO
Permanenti Favorevole G1
0,9 1,0 1,0
Sfavorevole 1,1 1,3 1,0
Permanenti
non strutturali
Favorevole G2
0,8 0,8 0,8
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
Variabili Favorevole Qi
0,0 0,0 0,0
Sfavorevole 1,5 1,5 1,3
Tab. 1 - Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni
Nelle verifiche agli stati limite ultimi (circolare C6.2.4.1)si distinguono:
- lo stato limite di equilibrio come corpo rigido: EQU
- lo stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione: STR
- lo stato limite di resistenza del terreno: GEO
Secondo quanto prescritto dalle Norme Tecniche (vedi § 2.6.1 delle Norme Tecniche), per
le verifiche nei confronti dello stato limite ultimo di equilibrio come corpo rigido (EQU) si utilizzano i
coefficienti parziali F relativi alle azioni riportati nella colonna EQU delle tabella sopra riportata.
Nelle verifiche nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) e geotecnici (GEO) si
possono adottare, in alternativa come già accennato, due diversi approcci progettuali.
Nell’Approccio 1 si impiegano due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali,
rispettivamente definiti per le azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la
resistenza globale del sistema (R). Nella Combinazione 1 dell’Approccio 1, per le azioni si
impiegano i coefficienti F riportati nella colonna A1 delle tabelle sopra riportata. Nella
Combinazione 2 dell’Approccio 1, si impiegano invece i coefficienti F riportati nella colonna A2.
Nell’Approccio 2 si impiega un’unica combinazione dei gruppi di coefficienti parziali definiti
per le Azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la resistenza globale (R).
In tale approccio, per le azioni si impiegano i coefficienti F riportati nella colonna A1.
Nella Tab. 1 i coefficienti parziali assumono i seguenti significati:
- G1 coefficiente parziale del peso proprio della struttura, nonché del peso proprio del terreno e
dell’acqua, quando pertinenti;
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
26
- G2 coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturali;
- Qi coefficiente parziale delle azioni variabili.
10.2.2. Resistenze
In base ai prescritti normativi il valore della resistenza Rd può essere determinato:
a) in modo analitico, con riferimento al valore caratteristico dei parametri geotecnici del
terreno, diviso per il valore del coefficiente parziale M specificato nella successiva Tab. 2, i cui
contenuti sono quelli della tabella 6.2.II delle N.T.C., e tenendo conto, ove necessario, dei
coefficienti parziali R specificati nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera (vedi § successivi);
b) in modo analitico, con riferimento a correlazioni con i risultati di prove in sito, tenendo
conto dei coefficienti parziali R riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo
di opera;
c) sulla base di misure dirette su prototipi, tenendo conto dei coefficienti parziali R riportati
nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera.
PARAMETRO GRANDEZZA ALLA QUALE
APPLICARE IL COEFFICIENTE
PARZIALE
COEFFICIEN
TE PARZIALE
M
(M1)
(M2)
Tangente dell’angolo di
resistenza al taglio tan ’k ’
1,0 1,25
Coesione efficace c’k c’ 1,0 1,25
Resistenza non drenata cuk cu 1,0 1,4
Peso dell’unità di volume 1,0 1,0
Tab. 2 - Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno
Nel presente studio, per il dimensionamento delle fondazioni, dato che il soddisfacimento
della condizione (6.2.4.1) delle NTc 2018 sarà garantito con il contributo anche dei pali, le verifiche
saranno condotte con l’approccio 2 (A1+M1+R3) del §6.4.2.1 delle NTC2018, prendendo in
considerazione tutti i meccanismi di stato limite ultimo.
In particolare, le verifiche della fondazione mista saranno effettuate con riferimento ai seguenti
stati limite:
SLU di tipo geotecnico (GEO)
- collasso per carico limite della fondazione mista nei riguardi dei carichi assiali;
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
27
- collasso per carico limite della fondazione mista nei riguardi dei carichi trasversali;
SLU di tipo strutturale (STR)
- raggiungimento della resistenza dei pali;
- raggiungimento della resistenza della struttura di collegamento dei pali, accertando che la
condizione (6.2.1) sia soddisfatta per ogni stato limite considerato.
Nelle verifiche SLU di tipo geotecnico, la resistenza di progetto Rd della fondazione mista sarà
ottenuta applicando alla resistenza caratteristica totale il coefficiente parziale di capacità portante
(γR3) riportato nella Tab. 6.4.I.
Per quanto attiene gli ancoraggi si farà riferimento all’ Approccio 1, Combinazione 1: A1+M1+R3
SLU di tipo strutturale (STR)
10.3. Parametri f isico-meccanici di input per le verifiche delle chiodature dei
pannelli
Al fine di realizzare il dimensionamento sono necessari parametri geotecnici e geometrici del
versante o ammasso roccioso, In particolare si ha:
Pendenza scarpata 80°
Pendenza discontinuità = 50 °
JRC = 13,0 (rugosità del giunto, valutata dal rilievo)
JCS = 20,0 Mpa (valore cautelativo)
10.4. Parametri f isico-meccanici di input per le verifiche delle barriere
paramassi
Al fine di dimensionare la barriera paramassi prevista in progetto si sono rilevati i blocchi più
pericolosi presenti nel pendio.
Si sono ipotizzate che si possono distaccare massi in corrispondenza delle isoipsa a quota 800
slm, considerando un volume M = 2.00 mc (profilo 1)
Per quanto attiene le fondazioni i parametri utilizzati sono i seguenti:
qs = 0,32 Mpa.
=2.5 KN/m3
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
28
11. ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON L’AUSILIO DI CODICI DI CALCOLO
11.1. Tipo di analisi svolta
Nei calcoli strutturali e geotecnici l’analisi strutturale svolta è stata condotta con metodi
pseudostatici, o statici equivalenti di tipo lineare.
11.2. Origine e caratteristiche dei codici di calcolo
Le elaborazioni numeriche sono state effettuate con l’ausilio dei seguenti codici di calcolo,
le cui caratteristiche sono di seguito riportate:
b) Software per calcolo barriera paramassi:
- programma ROCFALL Version 4.039 della software house canadese Rocscience.
b) Software per calcolo delle chiodature, ancoraggi barriera Debris-flow e fondazioni
barriera paramasssi:
- fogli di calcolo automatici
Le elaborazioni numeriche sono state effettuate con l’ausilio dell’elaboratore elettronico, le
cui caratteristiche sono di seguito riportate:
MARCA .X. TE’
MODELLO HP Compaq dc 7600
PROCESSORE Intel (R) Core i5-4460
RAM 8,0 Gbyte
SISTEMA OPERTIVO SEVEN
11.3. Affidabilità dei codici uti l izzati
Come previsto al punto 10.2 delle N.T.C. e dagli Eurocodici l ’aff idabi l i tà
dei codici ut i l izzat i è stata veri f icata sia effettuando i l raffronto tra casi prova di
cui si conoscono i r isultat i esatt i s ia esaminando le indicazioni, la
documentazione ed i test fornit i dal produttore stesso.
I software sono inoltre dotati di f i l t r i e control l i di autodiagnostica che
agiscono a vari l ivel l i s ia del la definizione del model lo che del calcolo vero e
proprio.
I control l i vengono visual izzati , sotto forma di tabulat i , di v ideate a color i o
f inestre di messaggi.
RELAZIONE GEOTECNICA E DI CALCOLO STRUTTURALE
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In part icolare i l software è dotato dei seguenti f i l t r i e control l i :
Fi l t r i per la congruenza geometrica del model lo di calcolo generato
Control l i a pr iori sul la presenza di elementi non connessi, interferenze, mesh
non congruenti o non adeguate.
Fi l t r i sul la precisione numerica ottenuta, control l i su eventual i mal
condizionamenti del le matrici , veri f ica del l ’ indice di condizionamento.
Control l i sul la veri f iche sezional i e sui l imit i dimensional i per i vari elementi
struttural i in funzione del la normativa uti l izzata.
Control l i e veri f iche sugli esecutivi prodott i .
I software uti l izzati si basano sul calcolo strutturale agl i elementi f ini t i
(FEM), le r ispett ive case di produzione ne testano periodicamente l ’af f idabi l i tà
secondo procedure interne e comunicano agl i utenti eventual i errori del
programma. In part icolare sul le versione uti l izzate per i presenti calcol i non sono
state not i f icate al t i tolare del le l icenze anomalie o errori di funzionamento.
Pertanto, i r isul tat i ottenuti nel la presente elaborazione sono da ri tenere
attendibi l i .
11.4. Giudizio motivato di accettabilità dei risultati
I software utilizzati permettono di modellare analiticamente il comportamento fisico del
terreno e della struttura utilizzando la libreria disponibile di elementi finiti.
Le funzioni di visualizzazione ed interrogazione sul modello permettono di controllare sia la
coerenza geometrica che le azioni applicate rispetto alla realtà fisica.
Inoltre, la visualizzazione ed interrogazione dei risultati ottenuti dall’analisi quali
sollecitazioni, tensioni, deformazioni, spostamenti, reazioni vincolari hanno permesso un
immediato controllo con i risultati ottenuti mediante schemi semplificati di cui è nota la soluzione in
forma chiusa nell’ambito della Scienza delle Costruzioni.
Si è inoltre controllato che le reazioni vincolari diano valori in equilibrio con i carichi
applicati.
Si è inoltre verificato che tutte le funzioni di controllo ed autodiagnostica del software
abbiano dato esito positivo.
12. PROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI GEOTECNICHE
In corso d’opera si prevede l’effettuazione delle seguenti prove necessarie e in
ottemperanza a quanto prescritto al punto 6.6.4 delle N.T.C..