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REALIZZAZIONE DI FABBRICATO AD USOMAGAZZINI E PREDISPOSIZIONE POSAIMPIANTO PER GESTIONE ELAVORAZIONE INERTI
ProgettoRegione Autonoma
AYAS
Valle d’AostaComune di
Région Autonome
AYAS
Vallée d’AosteCommune de
Merlet Fabrizio
Committente:
D.M. 14 gennaio 2008
marzo 2015
data
1728-20arch.
Relazione di modellazione geotecnica
Allegato
Pont Saint Martin (AO)via Caduti del Lavoro 11/A
tel. 0125.196.93.60fax [email protected].: 00635430077
2
1. Sommario
1.! Sommario ..................................................................... 2!2.! Premessa ...................................................................... 4!
Normativa di riferimento ......................................................................... 4!Corografia .................................................................................................... 6!
3.! Scelta del tipo di opera o d’intervento e programmazione
delle indagini geotecniche ............................................... 7!4.! Caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce e
definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo .................... 8!Geometria delle opere di fondazione ........................................................... 8!Scelta dei parametri geotecnici ................................................................. 8!
Classificazione dei terreni ................................................................................. 8!Classificazione Unified Soil Classification System (USCS) .......................................... 8!Classificazione CNR-UNI 10006 .......................................................................... 9!
Classificazione Unified Soil Classification System (USCS) ............................................ 10!Classificazione C.N.R. – U.N.I. 10006 / 1963 ........................................................... 11!Densità relativa ............................................................................................. 12!Angolo di attrito ............................................................................................ 13!
Classificazione del manuale NAVFAC (1971) ......................................................... 13!Classificazione di Schmertmann (1978) .............................................................. 14!
Coesione ..................................................................................................... 14!Stima preliminare dei parametri geotecnici ........................................................... 15!Analisi statistica dei parametri geotecnici ............................................................. 15!
Angolo di attrito φ (º) ................................................................................... 15!Coesione c (kg/m2) ....................................................................................... 15!
Analisi statistica angolo di attrito Ghiaia sabbiosa con ciottoli ..................................... 16!Analisi statistica angolo di attrito Ghiaia sabbiosa ................................................... 17!Stima definitiva dei parametri geotecnici .............................................................. 18!
Angolo di attrito φ (º) ................................................................................... 18!5.! Descrizione delle fasi e delle modalità costruttive ................. 19!
3
6.! Verifiche della sicurezza e delle prestazioni ......................... 19!Stato Limite Ultimo (SLU) ...................................................................... 19!Stato Limite di Esercizio (SLE) ................................................................. 20!Fondazioni superficiali .......................................................................... 21!
Stati Limite Ultimi (SLU) .................................................................................. 21!Stati Limite di Esercizio (SLE) ............................................................................ 22!
7.! Piani di controllo e monitoraggio ....................................... 23!
4
2. Premessa
Su incarico e per conto del Sig. Merlet Fabrizio, committente della presente
relazione, è stata condotta un’indagine geologica s.l. su un’area sita in loc. Corbet nel
territorio comunale di Ayas, dove è in progetto la “Realizzazione di fabbricato ad uso
magazzini e predisposizione posa impianto per gestione e lavorazione inerti” in sponda
sinistra orografica del torrente Evançon (vedi cartografia allegata).
Il progetto a firma del Dr. Arch. Antonio D’Aquino dello studio INART s.r.l. di Aosta
(AO), al quale si rimanda per maggiori dettagli, prevende la realizzazione di una
struttura coperta adibita a magazzino e impianto di betonaggio oltre alla sistemazione
del piazzale esterno per lo stoccaggio dei cumuli di inerti e la predisposizione per la posa
di un impianto di trattamento di questi ultimi.
Il sopralluogo ha lo scopo di rilevare le caratteristiche geologiche e idrogeologiche del
sito di indagine al fine di accertare la compatibilità dell’intervento in progetto in
funzione dell’assetto geologico ed idrogeologico del sito sul quale sarà ubicato con lo
scopo di garantirne la sicurezza, la funzionalità e la stabilità.
La presente “Relazione di modellazione geotecnica” è stata redatta ai sensi del D.M.
14 gennaio 2008 “Norme tecniche per le costruzioni”, Cap. 6 “Progettazione
geotecnica”, Par. 6.4 “Opere di fondazione” e illustra le scelte progettuali, il
programma delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica, mentre si
rimanda alla relazione di calcolo strutturale per il dimensionamento geotecnico delle
opere e la descrizione delle fasi e modalità costruttive.
Le scelte progettuali tengono conto delle prestazioni attese delle opere, dei caratteri
geologici del sito, delle condizioni ambientali.
Normativa di riferimento
! D.M. 14 gennaio 2008 n°29 “Nuove norme tecniche per le costruzioni”
Il presente elaborato è redatto in ottemperanza ai contenuti del D.M. 14 gennaio 2008
“Norme tecniche per le costruzioni” , cap.6.2.1 “Caratterizzazione e modellizzazione
geologica del sito” e cap.6.2.2 “Indagini, caratterizzazione e modellizzazione
geotecnica” e soddisfa i requisiti urbanistici e normativi di rilevanza geologica per cui
costituisce documento progettuale idoneo al rilascio della concessione ad edificare. In
corso d’opera si dovrà controllare la rispondenza tra il modello geologico di riferimento
5
assunto in progetto e la situazione effettiva, differendo di conseguenza il modello
geotecnico ed il progetto esecutivo, così come previsto dalla normativa di settore.
Parte integrante della presente relazione sono gli allegati:
" Relazione di modellazione geologica (D.M. 14 gennaio 2008)
" Relazione di modellazione sismica (D.M. 14 gennaio 2008)
" Studio di compatibilità (L.R. 11/98 e s.m.i., art. 35 comma 1; D.G.R.
2939/08)
" Relazione di modellazione idraulica
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7
3. Scelta del tipo di opera o d’intervento e programmazione
delle indagini geotecniche
I lavori in progetto non prevedono la realizzazione di manufatti che incidono sul
terreno di fondazione in maniera significativa rispetto a quelli esistenti. “Nel caso di
costruzioni o di interventi di modesta rilevanza, che ricadano in zone ben conosciute dal
punto di vista geotecnico, la progettazione può essere basata sull’esperienza e sulle
conoscenze disponibili, ferma restando la piena responsabilità del progettista su ipotesi
e scelte progettuali” (D.M. 14 gennaio 2008, cap.6.2.2 “Indagini, caratterizzazione e
modellizzazione geotecnica”).
In fase costruttiva le valutazioni descritte nella presente relazione saranno integrate
con metodo osservazionale e, di conseguenza, potrà essere aggiornata la progettazione
strutturale.
L’applicazione di tale metodo osserverà il seguente procedimento:
− saranno stabiliti i limiti di accettabilità dei valori delle grandezze
rappresentative del comportamento del complesso manufatto-terreno;
− sarà verificata l’accettabilità della soluzione prescelta in rapporto a tali limiti;
− se si renderà necessario saranno previste soluzioni alternative;
− sarà attuato il sistema di monitoraggio in corso d’opera di cui al Cap. 8 “Piani di
controllo e monitoraggio” della presente relazione.
8
4. Caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce
e definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo
Le scelte progettuali per le opere di fondazione sono state effettuate
contestualmente e congruentemente con quelle delle strutture in elevazione.
Le verifiche sulle strutture di fondazione rispettano gli stati limite ultimi (SLU) e di
esercizio (SLE) e le verifiche di durabilità.
Geometria delle opere di fondazione
La profondità del piano di posa delle fondazioni, indicata nelle tavole progettuali è
stata scelta in relazione alle caratteristiche ed alle prestazioni della struttura in
elevazione, alle caratteristiche del sottosuolo e alle condizioni ambientali.
Il piano di fondazione sarà situato sotto la coltre di terreno vegetale.
In considerazione della prossimità con il torrente Evançon, che alimenta direttamente
la falda idrica superficiale, il piano di posa delle fondazioni è ubicato a quota prossima
rispetto al livello freatico.
Le caratteristiche geotecniche del terreno in esame sono state desunte per analogia
con i dati bibliografici ed hanno permesso di ricavare i parametri necessari per la
caratterizzazione del sottosuolo sul quale si andrà ad intervenire, ed in parte in modo
induttivo per quanto riguarda il grado di addensamento.
Date le particolari caratteristiche riscontrate, (coesione assente, granulometria medio
grossolana, assenza di pezzature inferiori alla sabbia fine), i parametri geotecnici sono
stati dedotti sia dall’osservazione diretta del comportamento di tali depositi di materiale
inerte, sia dai numerosi dati di letteratura disponibili al riguardo.
Scelta dei parametri geotecnici
La parametrizzazione litotecnica dei terreni è stata basata sulle caratteristiche
granulometriche, il grado d’addensamento e sulla base di relazioni e diagrammi, riportati
nella bibliografia specializzata di settore, abitualmente utilizzati nella pratica
geotecnica.
Classificazione dei terreni
Classificazione Unified Soil Classification System (USCS)
Con riferimento alla classificazione Unified Soil Classification System (USCS), i
materiali detritici possono essere definiti “grossolani” (trattenuto al setaccio 0,075 mm >
50%), suddivisibili alternativamente in ragione della tessitura dominante, a:
9
• ghiaie (passante al setaccio 0,075 mm < 5%) del gruppo GP o GW
• sabbie (passante al setaccio 0,075 mm < 5%) del gruppo SP o SW
Classificazione CNR-UNI 10006
Pur se la classificazione CNR-UNI 10006 è specifica per la geotecnica stradale, può
essere utilizzata come valido riferimento per la classificazione dei materiali detritici
naturali e fornisce indicazioni:
• sulle qualità portanti quale terreno di sottofondo in assenza di gelo
• sull’azione del gelo in relazione alle qualità portanti del terreno di sottofondo
• sul ritiro o rigonfiamento
• sulla permeabilità.
I materiali detritici appartengono al gruppo A1, sottogruppi A1-a, A1-b. Nel gruppo A1
rientrano i materiali descritti come “Ghiaia o breccia. Ghiaia o breccia sabbiosa, sabbia
grossa, pomice scorie vulcaniche, pozzolane”.
Le caratteristiche sono:
• qualità portanti quale terreno di sottofondo in assenza di gelo: da eccellente
a buono
• azione del gelo sulle qualità portanti del terreno di sottofondo: nessuna o
lieve
• ritiro o rigonfiamento: nullo
• permeabilità: elevata
SIMBOLO DI GRUPPO DENOMINAZIONI
GWGhiaie ben assortite,
miscele ghiaia - sabbia, fini scarsi o assenti
GPGhiaie male assortite,
miscele ghiaia - sabbia, fini scarsi o assenti
GM Ghiaie limose, miscele ghiaia - sabbia - limo
GC Ghiaie argillose, miscele ghiaia - sabbia - argilla
SWSabbie ben assortite, ghiaie sabbiose, fini
scarsi o assenti
SPSabbie poco assortite, sabbie ghiaiose, fini
scarsi o assenti
Limiti di Atterberg sotto la linea "A" o IP < 4
SA
BB
IE
CO
N F
INI
SM; SC
Sabbie limose, miscele sabbia - limo, sabbie
limose, miscele sabbia - argilla
Limiti di Atterberg sopra la linea "A" con IP > 4
ML
Limi inorganici e sabbie molto fini, farina di
roccia, sabbie limose o limi argillosi con bassa
plasticita'
CL
Argille inorganiche con bassa - media plasticita', argille ghiaiose, argille sabbiose, argille pure
OLLimi organici e argille limose organiche di
bassa plasticita'
MH
Limi inorganici, suoli sabbiosi o limosi,
micacei o diatomacei, limi elastici
CH Argille inorganiche di alta plasticita', argille grasse
OHArgille organiche di
medio - alta plasticita', limi organici
Pt Materia organica
Cu = D60 / D10 > 6; Cc = (D10)2 / (D10 x D60) = 1 - 3
Limiti di Atterberg sotto la linea "A" o IP < 4; Limiti di Atterberg sopra la linea "A" con IP > 4; Sopra la linea "A" con 4 < IP < 7
occorre la simbologia doppia
Classificazione U.S.B.R. dei suoli e delle terre a grana grossaS
AB
BIE
PU
LITE
SUDDIVISIONI PRINCIPALI
Det
erm
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0,07
5 U
NI):
>5%
GW
, G
P, S
W, S
P;
5 - 1
2% d
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12%
GM
, GC
, SM
, SC
CRITERIO DI CLASSIFICAZIONE DI LABORATORIO
SU
OLI
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ER
RE
A G
RA
NA
GR
OS
SA
(+50
% d
el m
ater
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> s
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0,07
5 U
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Non soddisfacente tutte le condizioni di 6W
SA
BB
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50%
del
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azio
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gros
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acci
o 0,
4 U
NI)
Con limiti entro la zona a tratteggio con IP compreso tra 4 e
7 occorre la simbologia doppia
Non soddisfacente a tutte le condizioni granulometriche per SW
CR
ITE
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SS
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RAT
OR
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Suoli e terre molto organiche
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Cu = D60 / D10 > 4
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GH
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N F
INI
Classificazione Torbe o terreGenerale organiche o palustriGruppo A3 A4 A5 A6 A8Sottogruppo A1-a A1-b A2-4 A2-5 A2-6 A2-7 A7-5 A7-6Analisi Granulometrica. Frazione passante allo setaccio
2 UNI 2332% < 50 - - - - - - - - - - -0,4 UNI 2332% < 30 < 50 > 50 - - - - - - - - -
0,075 UNI 2332% < 15 < 10 < 10 < 35 < 35 < 35 < 35 > 35 > 35 > 35 > 35 > 35
Caratteristiche della frazione passante allo setaccio
0,4 UNI 2332% - < 40 > 40 < 40 > 40 < 40 > 40 < 40 > 40 > 40Limite liquido N.P. < 10 < 10 > 10 > 10 < 10 < 10 > 10 > 10 > 10
Indice di plasticita' max (IP < LL-30 (IP < LL-30Indice di gruppo 0 < 8 < 12 < 16
Tipi usuali dei materiali caratteristici costituenti il gruppo
Sabbia finelimi poco compres-
sibili
limi poco compres-
sibili
Argille poco compres-
sibili
Argille fortemente compres-
sibili moderata-
mente plastiche
Argille fortemente compres-
sibili fortemente plastiche
Torbe di recente o remota formazione, detriti organici di
origine palustre
Qualita' portanti quale terreno di sottofondo in assenza di gelo
Da scartare come sottofondo
Azione del gelo sulle qualita' portanti del terreno di sottofondo
Media Elevata Media
Ritiro o rigonfiamento Elevato Elevato Molto elevato
Permeabilita'
Identificazione dei terreni in sito
Aspri al tatto - incoerenti allo stato asciutto
Fibrosi di color bruno o nero - Facilmente individuabili a
vista
Terre ghiaioso - sabbioseFrazione passante allo setaccio 0,075 UNI 2332 < 35%
Terre limoso - sabbioseFrazione passante allo setaccio 0,075 UNI 2332 > 35%
CLASSIFICAZIONE DELLE TERRE C.N.R. - U.N.I. 10006 / 1963 derivata dalla class. AASHO - U.S.A.
Ghiaia o breccia. Ghiaia o breccia sabbiosa, sabbia
grossa, pomice scorie vulcaniche, pozzolane.
Ghiaia e sabbia limosa o argillosa
< 20
-< 6
A1 A2 A7
0 0 < 4
Da eccellente a buono Da mediocre a scadente
Media o scarsaReagiscono alla prova di
scuotimento* - Polverulenti o poco tenaci allo stato
asciutto - Non facilmente modellabili allo stato umido
Scarsa o nullaNon reagiscono alla prova di scuotimento* -
Tenaci allo stato asciutto - Facilmente modellabili in bastoncini sottili alo stato
umido
* Prova di cantiere che puo' servire a distinguere i limi dalle argille. Si esegue scuotendo nel palmo della mano un campione di terra bagnata e comprimendo successivamente tra le dita. La terra reagisce alla prova se, dopo lo scuotimento, apparira' sulla superficie un velo lucido di acqua libera, che scomparira' comprimendo il campione fra le dita.
Nessuna o lieve Media Molto elevata
Lieve o medioNullo o lieveNullo
ElevataFacilmente individuabile a
vistaLa maggior parte dei granuli sono individuabili ad occhio nudo - Aspri al tatto - Una tenacita' media o elevata allo
stato asciutto indica la presenza di argilla
12
Densità relativa
Secondo R. Lancellotta (GEOTECNICA, Zanichelli 1987), “… l’angolo di attrito non
rispecchia soltanto l’attrito interno tra i grani, e per questo motivo si preferisce la
definizione di angolo di resistenza al taglio. A parità di altri fattori questa dipende
infatti dall’attrito interno tra i grani che si mobilita nel corso dei movimenti relativi tra
le particelle, e dal loro grado di mutuo incastro crescente all’aumentare della densità
relativa”.
In quest’ottica, per la determinazione dell’angolo di resistenza al taglio non si è
tenuto in considerazione solamente il dato estrapolato dalla bibliografia e riferibile alla
classificazione granulometrica, ma si è tenuta in debita considerazione anche la naturale
densità relativa Dr che il materiale presenta.
La densità di un terreno rappresenta il grado di addensamento e si definisce relativa
in quanto non è il valore ottimale per quel tipo di terreno.
È definita come:
%minmax
0max
eeeeDr −
−=
dove:
e0 indice dei vuoti del terreno allo stato naturale;
emax indice dei vuoti del terreno nelle condizioni di minimo addensamento;
emin indice dei vuoti del terreno nelle condizioni di massimo addensamento.
In base al valore di densità relativa, un terreno è (Scesi, Papini – Il rilevamento
geologico – tecnico, Geologia applicata 1 – Città studi edizioni – 1995):
DENOMINAZIONE Dr%
Molto sciolto 15
Sciolto 15 – 35
Mediamente addensato 35 – 65
Addensato 65 – 85
Molto addensato 85 - 100
In base al grado di addensamento il materiale in sito può essere definito
moderatamente addensato.
13
Angolo di attrito
Classificazione del manuale NAVFAC (1971)
Dal diagramma riportato nella figura sottostante (NAVFAC Manual, 1971), per i gruppi
GP e SW assumendo un peso di volume (γ) = 1,70 – 1,80 T/mc, moderatamente addensato
con valori di densità relativa (Dr) nell’ordine del 35% - 65%, si correla un valore
dell’angolo d’attrito interno (φ) compreso tra 34° e 36°.
Progetto di Piano Esecutivo Convenzionato a destinazione mista (Residenziale – Commerciale)
RELAZIONE GEOLOGICO TECNICA
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________ L u i g i M a n g ia p a n e G E O L O G O p a g . 1 3/3 0 V i a G ib e llin i, 5 – C a s e ll e T .s e (T O)
L U G LI O 2 0 0 7
F ig ura 9 : s is t e m a c l a ss ifi c a tivo U S C S (U nit e d So il C la s s ific a tio n Sys t e m ).
D a l d i a gr a m m a rip ort a t o in fig . 1 0 (N A V F A C M a n u a l, 1 9 7 1), p e r i gru p p i G P e S W a s s u m e n d o u n p e s o d i v o lu m e (γ) = 1 . 7 5 t/ m c e d u n a d e n s it à r e l a tiv a (dr) m e d io b a s s a d e ll’ord in e d e l 2 5%, s i c orr e l a u n v a lor e d e ll’ a n g o lo d ’ a ttrit o in t ern o (φ), c o m pr e s o tr a 3 0° e 3 3°; a t a l rig u ard o , n e llo s p e c ific o c a s o s i ritie n e r a g io n e v o l e a s su m ere q u a l e v a lor e d i pro g e tt o q u e llo p iù b a s s o , ovv ero φ = 3 0°.
F ig ura 1 0 : va lori d e ll’ a ng o lo d ’a ttrito in t erno d a N A V F A C m a n u a l.
14
Classificazione di Schmertmann (1978)
Le osservazioni in sito e le indicazioni riportate in precedenza sono confermate dalla
classificazione di Schmertmann (1978) dalla quale si deduce come l’angolo di attrito
interno di materiali ghiaioso – sabbiosi con elementi arrotondati mediamente addensati
varia da un minimo di 36º per ad un massimo di 38º - 40º.
Valori indicativi dell’angolo di attrito di picco (f) (Schmertmann, 1978)
Coesione
Il comportamento geotecnico è di tipo granulare, pertanto il contributo alla
resistenza al taglio è determinato esclusivamente dall’angolo d’attrito interno (φ),
mentre la coesione (c) si può verosimilmente considerare nulla.
L’assunzione di c = 0 per il materiale inerte sottostante la coltre di terreno agrario è
a favore della stabilità in quanto nel materiale esistono tensioni intergranulari, peraltro
mal quantificabili su di un terreno con le caratteristiche di quello analizzato, che nella
realtà simulano una sorta di “pseudocoesione” ed offrono un contributo alle forze
resistenti. Peraltro anche i valori di angolo di resistenza al taglio utilizzati nei calcoli
riportati di seguito risultano coincidenti ad una densità relativa inferiore a quella
effettivamente misurata in sito e pertanto i parametri utilizzati risultano cautelativi.
15
Stima preliminare dei parametri geotecnici
Visti i dati bibliografici analizzati si stimano preliminarmente i seguenti parametri
geotecnici:
Caratteristiche geotecniche preliminari Φ C (º) [kg/m2]
Ghiaia sabbiosa con ciottoli e blocchi 36 0
Ghiaia sabbiosa 36 0
Analisi statistica dei parametri geotecnici
Angolo di attrito φ (º)
Il valore di angolo di attrito di picco non può essere utilizzato tal quale in quanto non
cautelativo.
I parametri geotecnici sono stati pertanto sottoposti ad analisi statistica con metodo
Bayesiano che permette di ricavare il valore del quinto percentile anche con una
popolazione statistica di dati ridotta.
Nelle pagine seguenti sono riportati i calcoli effettuati ipotizzando una popolazione
costituita da 3 campioni ricavati.
La varianza, ipotizzata pari al 10%, deriva una deviazione standard della stima
Bayesiana pari a 2,55.
Coesione c (kg/m2)
Il valore di coesione utilizzato è nullo e pertanto non richiede analisi statistica.
METODO BAYESIANO PER LA STIMA DEI VALORI CARATTERISTICIDistribuzioni coniugate normali
Campione riferito alla litologia GHIAIA SABBIOSA CON CIOTTOLI
media COV % Dev.st n°_dati media COV % Dev.st media COV % Dev.st36,00 10,00 3,60 3 36,00 10,00 3,60 36,00 0,07 2,55
Stima bayesiana del valore caratteristico in situazioni di compensazione 32,54Stima bayesiana del valore caratteristico con pochi dati (statistica della varianza nota) 33,58Stima bayesiana del valore caratteristico in situazioni di non compensazione 31,81
N.B.: con n<5, viene utilizzata la varianza della verosimiglianza
PRIORI: esperienza pregressa VEROSIMIGLIANZA o Likelyhood: misure POSTERIORI:stima bayesiana
-0,02 0
0,02 0,04 0,06 0,08
0,1 0,12 0,14 0,16 0,18
10 20 30 40 50 60
Variare la scala delle ascisse secondo necessità
Prior Likelyhood Posterior
METODO BAYESIANO PER LA STIMA DEI VALORI CARATTERISTICIDistribuzioni coniugate normali
Campione riferito alla litologia GHIAIA SABBIOSA
media COV % Dev.st n°_dati media COV % Dev.st media COV % Dev.st36,00 10,00 3,60 3 36,00 10,00 3,60 36,00 0,07 2,55
Stima bayesiana del valore caratteristico in situazioni di compensazione 32,54Stima bayesiana del valore caratteristico con pochi dati (statistica della varianza nota) 33,58Stima bayesiana del valore caratteristico in situazioni di non compensazione 31,81
N.B.: con n<5, viene utilizzata la varianza della verosimiglianza
PRIORI: esperienza pregressa VEROSIMIGLIANZA o Likelyhood: misure POSTERIORI:stima bayesiana
-0,02 0
0,02 0,04 0,06 0,08
0,1 0,12 0,14 0,16 0,18
10 20 30 40 50 60
Variare la scala delle ascisse secondo necessità
Prior
Likelyhood
Posterior
18
Stima definitiva dei parametri geotecnici
Angolo di attrito φ (º)
Il valore di angolo di attrito corretto è riportato nella tabella seguente alla quale sono
stati aggiunti i valori di massa volumica drenata e satura.
Caratteristiche geotecniche definitivi
Φ C γ drenato γ saturo
(º) [kg/m2] [kg/m3] [kg/m3]
Ghiaia sabbiosa con ciottoli e blocchi
33,5 0 1.950 2.100
Ghiaia sabbiosa 33,5 0 2.000 2.100
19
5. Descrizione delle fasi e delle modalità costruttive
Per la descrizione delle fasi e delle modalità costruttive si rimanda alle tavole
progettuali ed alla descrizione riportata nelle relazioni di progetto.
6. Verifiche della sicurezza e delle prestazioni
Le verifiche di sicurezza relative agli stati limite ultimi (SLU) e le analisi relative alle
condizioni di esercizio (SLE) sono riassunte nella relazione di calcolo strutturale, alla
quale si rimanda, e devono essere effettuate nel rispetto dei principi e delle procedure
seguenti:
Stato Limite Ultimo (SLU)
Nelle verifiche di sicurezza agli SLU vengono presi in considerazione tutti i
meccanismi di stato limite ultimo, sia a breve sia a lungo termine.
Per ogni stato limite ultimo (SLU) deve essere rispettata la condizione Ed ≤ Rd.
Dove
− Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni
− Rd è il prescritto valore delle resistenze
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 devono essere 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:
• la prima combinazione più severa nei confronti del dimensionamento
strutturale delle opere a contatto con il terreno
• la seconda combinazione più severa nei riguardi del dimensionamento
geotecnico.
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.
20
I coefficienti parziali relativi alle azioni sono indicati nella tabella sottostante. Si
deve comunque intendere che il terreno e l’acqua costituiscono carichi permanenti
(strutturali) quando, nella modellazione utilizzata, contribuiscono al comportamento
dell’opera con le loro caratteristiche di peso, resistenza e rigidezza.
193
Tabella 6.2.I – Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni.
CARICHI
EFFETTO Coefficiente Parziale
γF (o γE)
EQU
(A1) STR
(A2) GEO
Favorevole 0,9 1,0 1,0 Permanenti
Sfavorevole γG1 1,1 1,3 1,0
Favorevole 0,0 0,0 0,0 Permanenti non strutturali (1)
Sfavorevole γG2 1,5 1,5 1,3
Favorevole 0,0 0,0 0,0 Variabili
Sfavorevole γQi 1,5 1,5 1,3
(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.
6.2.3.1.2 Resistenze Il valore di progetto 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 γM specificato nella successiva Tab. 6.2.II e tenendo conto, ove necessario, dei coefficienti parziali γR specificati nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera;
b) in modo analitico, con riferimento a correlazioni con i risultati di prove in sito, tenendo conto dei coefficienti parziali γR 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 γR riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera.
Tabella 6.2.II – Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno
PARAMETRO GRANDEZZA ALLA QUALE APPLICARE IL
COEFFICIENTE PARZIALE
COEFFICIENTE PARZIALE
γM
(M1) (M2)
Tangente dell’angolo di resistenza al taglio
tan ϕ#k γϕ# 1,0 1,25
Coesione efficace c#k γc# 1,0 1,25 Resistenza non drenata cuk γcu 1,0 1,4 Peso dell’unità di volume γ γγ 1,0 1,0
Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale qu deve essere applicato un coefficiente parziale γqu=1,6. Per gli ammassi rocciosi e per i terreni a struttura complessa, nella valutazione della resistenza caratteristica occorre tener conto della natura e delle caratteristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali.
Il valore di progetto della resistenza deve essere determinato in modo analitico, con
riferimento a correlazioni con i dati bibliografici, tenendo conto dei coefficienti parziali
γR riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera.
Alternativamente il valore di progetto della resistenza può essere determinato anche:
a) in modo analitico, con riferimento al valore caratteristico dei parametri
geotecnici del terreno, diviso per il valore del coefficiente parziale γM
specificato nella tabella seguente tenuto conto, ove necessario, dei coefficienti
parziali γR specificati nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera;
193
Tabella 6.2.I – Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni.
CARICHI
EFFETTO Coefficiente Parziale
γF (o γE)
EQU
(A1) STR
(A2) GEO
Favorevole 0,9 1,0 1,0 Permanenti
Sfavorevole γG1 1,1 1,3 1,0
Favorevole 0,0 0,0 0,0 Permanenti non strutturali (1)
Sfavorevole γG2 1,5 1,5 1,3
Favorevole 0,0 0,0 0,0 Variabili
Sfavorevole γQi 1,5 1,5 1,3
(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.
6.2.3.1.2 Resistenze Il valore di progetto 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 γM specificato nella successiva Tab. 6.2.II e tenendo conto, ove necessario, dei coefficienti parziali γR specificati nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera;
b) in modo analitico, con riferimento a correlazioni con i risultati di prove in sito, tenendo conto dei coefficienti parziali γR 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 γR riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di opera.
Tabella 6.2.II – Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno
PARAMETRO GRANDEZZA ALLA QUALE APPLICARE IL
COEFFICIENTE PARZIALE
COEFFICIENTE PARZIALE
γM
(M1) (M2)
Tangente dell’angolo di resistenza al taglio
tan ϕ#k γϕ# 1,0 1,25
Coesione efficace c#k γc# 1,0 1,25 Resistenza non drenata cuk γcu 1,0 1,4 Peso dell’unità di volume γ γγ 1,0 1,0
Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale qu deve essere applicato un coefficiente parziale γqu=1,6. Per gli ammassi rocciosi e per i terreni a struttura complessa, nella valutazione della resistenza caratteristica occorre tener conto della natura e delle caratteristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali.
b) sulla base di misure dirette su prototipi, tenendo conto dei coefficienti parziali
γR riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo di
opera.
Stato Limite di Esercizio (SLE)
Per ciascun stato limite di esercizio deve essere rispettata la condizione Ed ≤ Cd
Dove
− Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni
− Cd è il prescritto valore limite dell’effetto delle azioni
21
Quest’ultimo deve essere stabilito in funzione del comportamento della struttura in
elevazione.
195
Ed ≤ Cd (6.2.7) dove Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni e Cd è il prescritto valore limite dell’effetto delle azioni. Quest’ultimo deve essere stabilito in funzione del comportamento della struttura in elevazione. Tabella 6.2.IV – Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di stati limite di sifonamento.
CARICHI
EFFETTO
COEFFICIENTE PARZIALE γF (o γE)
SIFONAMENTO
(HYD) Favorevole 0,9
Permanenti Sfavorevole
γG1 1,3 Favorevole 0,0
Permanenti non strutturali (1) Sfavorevole
γG2 1,5 Favorevole 0,0
Variabili Sfavorevole
γQi 1,5 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.
6.2.4 IMPIEGO DEL METODO OSSERVAZIONALE Nei casi in cui a causa della particolare complessità della situazione geotecnica e dell’importanza e impegno dell’opera, dopo estese ed approfondite indagini permangano documentate ragioni di incertezza risolvibili solo in fase costruttiva, la progettazione può essere basata sul metodo osservazionale. Nell’applicazione di tale metodo si deve seguire il seguente procedimento: − devono essere stabiliti i limiti di accettabilità dei valori di alcune grandezze rappresentative
del comportamento del complesso manufatto-terreno; − si deve dimostrare che la soluzione prescelta è accettabile in rapporto a tali limiti; − devono essere previste soluzioni alternative, congruenti con il progetto, e definiti i relativi
oneri economici; − deve essere istituito un adeguato sistema di monitoraggio in corso d’opera, con i relativi piani
di controllo, tale da consentire tempestivamente l’adozione di una delle soluzioni alternative previste, qualora i limiti indicati siano raggiunti.
6.2.5 MONITORAGGIO DEL COMPLESSO OPERA -TERRENO Il monitoraggio del complesso opera-terreno e degli interventi consiste nella installazione di un’appropriata strumentazione e nella misura di grandezze fisiche significative - quali spostamenti, tensioni, forze e pressioni interstiziali - prima, durante e/o dopo la costruzione del manufatto. Il monitoraggio ha lo scopo di verificare la corrispondenza tra le ipotesi progettuali e i comportamenti osservati e di controllare la funzionalità dei manufatti nel tempo. Nell’ambito del metodo osservazionale, il monitoraggio ha lo scopo di confermare la validità della soluzione progettuale adottata o, in caso contrario, di individuare la più idonea tra le altre soluzioni previste in progetto. Se previsto, il programma di monitoraggio deve essere definito e illustrato nella relazione geotecnica.
Fondazioni superficiali
Stati Limite Ultimi (SLU)
Gli SLU delle fondazioni superficiali si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di
collasso determinati dalla mobilitazione della resistenza del terreno e al raggiungimento
della resistenza degli elementi strutturali che compongono la fondazione stessa.
Le verifiche devono essere effettuate nei confronti dei seguenti stati limite:
− SLU di tipo geotecnico (GEO)
• Collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terreno
• Collasso per scorrimento sul piano di posa
• Stabilità globale
− SLU di tipo strutturale (STR)
• Raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali, accertando che
la condizione Ed ≤ Rd sia soddisfatta per ogni stato limite considerato. La
verifica di stabilità globale è stata effettuata secondo l’Approccio 1:
• Combinazione 2: (A2+M2+R2)
tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle tabelle precedenti per le azioni
e i parametri geotecnici e nella tabella riportata di seguito per le resistenze globali.
217
6.8 OPERE DI MATERIALI SCIOLTI E FRONTI DI SCAVO Le presenti norme si applicano ai manufatti di materiali sciolti, quali rilevati, argini di difesa per fiumi, canali e litorali, rinfianchi, rinterri, terrapieni e colmate. Le norme si applicano, inoltre, alle opere e alle parti di opere di materiali sciolti con specifiche funzioni di drenaggio, filtro, transizione, fondazione, tenuta, protezione ed altre. Gli sbarramenti di ritenuta idraulica di materiali sciolti sono oggetto di normativa specifica.
6.8.1 CRITERI GENERALI DI PROGETTO Il progetto di un manufatto di materiali sciolti deve tenere conto dei requisiti prestazionali richiesti e delle caratteristiche dei terreni di fondazione. Esso deve comprendere la scelta dei materiali da costruzione e la loro modalità di posa in opera. I criteri per la scelta dei materiali da costruzione devono essere definiti in relazione alle funzioni dell’opera, tenendo presenti i problemi di selezione, coltivazione delle cave, trasporto, trattamento e posa in opera, nel rispetto dei vincoli imposti dalla vigente legislazione. Nel progetto devono essere indicate le prescrizioni relative alla qualificazione dei materiali e alla posa in opera precisando tempi e modalità di costruzione, in particolare lo spessore massimo degli strati in funzione dei materiali. Sono altresì da precisare i controlli da eseguire durante la costruzione e i limiti di accettabilità dei materiali, del grado di compattazione da raggiungere e della deformabilità degli strati.
6.8.2 VERIFICHE DI SICUREZZA (SLU) Deve risultare rispettata la condizione (6.2.1), verificando che non si raggiunga una condizione di stato limite ultimo con i valori di progetto delle azioni e dei parametri geotecnici. Le verifiche devono essere effettuate secondo l’Approccio 1:
− Combinazione 2: (A2+M2+R2) tenendo conto dei valori dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II e 6.8.I. Tabella 6.8.I – Coefficienti parziali per le verifiche di sicurezza di opere di materiali sciolti e di fronti di scavo.
Coefficiente R2
γR 1.1
La stabilità globale dell’insieme manufatto-terreno di fondazione deve essere studiata nelle condizioni corrispondenti alle diverse fasi costruttive, al termine della costruzione e in esercizio. Le verifiche locali devono essere estese agli elementi artificiali di rinforzo, eventualmente presenti all’interno ed alla base del manufatto, con riferimento anche ai problemi di durabilità. Nel caso di manufatti su pendii si deve esaminare l’influenza dell’opera in terra sulle condizioni generali di sicurezza del pendio, anche in relazione alle variazioni indotte nel regime idraulico del sottosuolo. Se l’opera ha funzioni di ritenuta idraulica, lo stato limite ultimo è da verificarsi con riferimento alla stabilità dei paramenti, in tutte le possibili condizioni di esercizio. Si deve porre particolare attenzione alle problematiche relative al sifonamento ed all’erosione, in relazione alle caratteristiche dei terreni di fondazione dei materiali con i quali è realizzata l’opera, tenendo conto di quanto indicato al § 6.2.3.2. I livelli di sicurezza prescelti devono essere giustificati in relazione alle conseguenze del raggiungimento dello stato limite ultimo.
22
La rimanenti verifiche devono essere effettuate tenendo conto dei valori dei
coefficienti parziali riportati nelle tabelle precedenti e nella tabella riportata di seguito,
seguendo almeno uno dei due approcci:
− Approccio 1:
• Combinazione 1: (A1+M1+R1)
• Combinazione 2: (A2+M2+R2)
− Approccio 2:
• (A1+M1+R3)
200
− raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali, accertando che la condizione (6.2.1) sia soddisfatta per ogni stato limite considerato. La verifica di stabilità globale deve essere effettuata secondo l’Approccio 1:
− Combinazione 2: (A2+M2+R2) tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I e 6.2.II per le azioni e i parametri geotecnici e nella Tabella 6.8.I per le resistenze globali. La rimanenti verifiche devono essere effettuate, tenendo conto dei valori dei coefficienti parziali riportati nelle Tab. 6.2.I, 6.2.II e 6.4.I, seguendo almeno uno dei due approcci:
Approccio 1:
− Combinazione 1: (A1+M1+R1)
− Combinazione 2: (A2+M2+R2) Approccio 2: (A1+M1+R3).
Nelle verifiche effettuate con l’approccio 2 che siano finalizzate al dimensionamento strutturale, il coefficiente γR non deve essere portato in conto. Tabella 6.4.I - Coefficienti parziali γR per le verifiche agli stati limite ultimi di fondazioni superficiali.
VERIFICA COEFFICIENTE PARZIALE
(R1)
COEFFICIENTE PARZIALE
(R2)
COEFFICIENTE PARZIALE
(R3) Capacità portante γR = 1,0 γR = 1,8 γR = 2,3
Scorrimento γR = 1,0 γR = 1,1 γR = 1,1
6.4.2.2 Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE) Si devono calcolare i valori degli spostamenti e delle distorsioni per verificarne la compatibilità con i requisiti prestazionali della struttura in elevazione (§§ 2.2.2 e 2.6.2), nel rispetto della condizione (6.2.7). Analogamente, forma, dimensioni e rigidezza della struttura di fondazione devono essere stabilite nel rispetto dei summenzionati requisiti prestazionali, tenendo presente che le verifiche agli stati limite di esercizio possono risultare più restrittive di quelle agli stati limite ultimi.
6.4.3 FONDAZIONI SU PALI Il progetto di una fondazione su pali deve comprendere la scelta del tipo di palo e delle relative tecnologie e modalità di esecuzione, il dimensionamento dei pali e delle relative strutture di collegamento, tenendo conto degli effetti di gruppo tanto nelle verifiche SLU quanto nelle verifiche SLE. Le indagini geotecniche, oltre a soddisfare i requisiti riportati al § 6.2.2, devono essere dirette anche ad accertare la fattibilità e l’idoneità del tipo di palo in relazione alle caratteristiche dei terreni e delle acque presenti nel sottosuolo.
Nelle verifiche finalizzate al dimensionamento strutturale con l’approccio 2 il
coefficiente γR non deve essere portato in conto.
Stati Limite di Esercizio (SLE)
Per le verifiche agli SLE devono essere calcolati i valori degli spostamenti e delle
distorsioni per verificarne la compatibilità con i requisiti prestazionali della struttura in
elevazione, nel rispetto della condizione Ed ≤ Cd.
Analogamente, forma, dimensioni e rigidezza della struttura di fondazione devono
essere stabilite nel rispetto dei summenzionati requisiti prestazionali, tenendo presente
che le verifiche agli stati limite di esercizio possono risultare più restrittive di quelle agli
stati limite ultimi.
23
7. Piani di controllo e monitoraggio
La progettazione esecutiva sarà integrata rispetto alla presente relazione con il piano
di monitoraggio del complesso opera-terreno e degli interventi predisponendo
l’installazione di un’appropriata strumentazione per la misura delle grandezze fisiche
significative - quali spostamenti, tensioni, forze e pressioni interstiziali - prima, durante
e dopo la costruzione del manufatto.
Il monitoraggio avrà lo scopo di verificare la corrispondenza tra le ipotesi progettuali
e i comportamenti osservati e di controllare la funzionalità dei manufatti nel tempo.
Nell’ambito del metodo osservazionale s il monitoraggio avrà lo scopo di confermare la
validità della soluzione progettuale adottata o, in caso contrario, di individuare la più
idonea tra le altre soluzioni previste in progetto.
Marzo 2015