fascicolo relazione geologica con consorzio di bonifica … · relazione geologica di supporto alla...

Fascicolo

RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO

Ing. Francesco Piragino

Casse di espansione in linea nell'alto bacino del

torrente Vingone nel Comune di Scandicci (FI)

CASSA VINGONE

preliminare

definitivo

esecutivo

progetto n. 519/A

4

Comune di Scandicci

RELAZIONE GEOLOGICA CON

MODELLAZIONE GEOTECNICA

variante di ottobre 2014

tel: 055-240269; fax: 055-241458; e-mail: [email protected]

Via Verdi, 16 - 50122 FIRENZE

Consorzio di Bonifica n.3 Medio Valdarno

Dott. Geol.

Gianluca Pansini

RReellaazziioonnee ggeeoollooggiiccaa ddii ssuuppppoorrttoo aallllaa pprrooggeettttaazziioonnee ddeeffiinniittiivvaa ppeerr uunn’’ooppeerraa iiddrraauulliiccaa,, rraapppprreesseennttaattaa ddaa uunnaa ccaassssaa ddii

eessppaannssiioonnee iinn lliinneeaa,, uubbiiccaattaa ssuull TToorrrreennttee VViinnggoonnee iinn llooccaalliittàà PPoonnttee aa VViinnggoonnee,, SSccaannddiiccccii ((FFII)).

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INDICE

1 Premessa e metodologia d’indagine ......................................................................................... 4

2. Caratterizzazione e modellazione geologica del sito d’intervento ............................................ 4

2.1 Ubicazione delle aree d’intervento .......................................................................................... 4

2.2 Vincolistica e pericolosità ......................................................................................................... 6

2.3 Inquadramento geomorfologico .............................................................................................. 8

2.4 Inquadramento geologico ...................................................................................................... 10

2.5 Condizioni idrogeologiche locali ............................................................................................. 12

2.6 Caratteri idrografici ................................................................................................................ 14

3. Indagini geognostiche e caratterizzazione fisico‐meccanico dei terreni ................................. 14

3.1 Criteri d’indagine .................................................................................................................... 14

3.2 Prove penetrometriche statiche (CPT) e dinamiche (DPSH) .................................................. 15

3.3 Sondaggio profondo a carotaggio continuo ........................................................................... 19

3.4 Indagine sismica a rifrazione con onde SH e P ....................................................................... 22

3.5 Indagine con sismica passiva tipo HVSR ................................................................................. 24

3.6 Indagine geoelettrica .............................................................................................................. 25

4. Modellazione geotecnica del sottosuolo ............................................................................... 26

4.1 Potenziale liquefazione dei terreni ......................................................................................... 28

5. Categoria di sottosuolo ......................................................................................................... 29

6. Contributo alla modellazione Sismica .................................................................................... 30

7. Descrizione dell’intervento previsto ...................................................................................... 31

8. Conclusioni ........................................................................................................................... 32

FIGURE NEL TESTO:

Fig. 1 – Corografia e inquadramento topografico dell’area su CTR in scala 1:10.000 e su foto aeree estratte

da Google Earth (la forme e estensione dell’area di invaso delle acque sono indicative). ...................... 6

Fig. 2 ‐ Carta della pericolosità idraulica (estratto dallo stralcio n. 067del PAI). ............................................... 7

Fig. 3 ‐ Carta della pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante (estratto dallo stralcio n. 067 del

PAI). .......................................................................................................................................................... 7

Fig. 4 ‐ Carta della pericolosità geologica (estratto dalla TAV. D03 delle indagini geologiche allegate al RU

comunale)................................................................................................................................................. 8

Fig. 5 ‐ Carta geomorfologica (estratto dalla TAV. G5 delle indagini geologiche allegate al PS comunale). ...... 9

Fig. 6 ‐ Carta geologica dell’area (estratto dalla sezione 275070 della Carta Geologica Regionale in scala

1:10.000). ............................................................................................................................................... 12

Fig. 7 – Carta idrogeologica dell’area (estratto dalla cartografia del Piano Strutturale – tavola Fi5). ............. 13



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Fig. 8 – Ubicazione delle indagini eseguite e traccia della sezione geognostica. ............................................. 15

Fig. 9 – Diagramma N(20) Vs profondità e resistenza dinamica(Qcd) Vs profondità della DPSH 1. ................ 18

Fig. 10 – Grafici della resistenza alla punta (Qc) in kg/cmq delle prove penetrometriche CPT 2 e CPT 3. ...... 18

Fig. 11 – Velocità delle onde sismiche P e SH dei principali materiali. ............................................................ 23

Fig. 12 – Profilo sismo‐tomografico in onde P. ................................................................................................ 24

Fig. 13 – Profilo sismo‐tomografico in onde SH. .............................................................................................. 24

Fig. 14 – Valore di resistività di alcune rocce, minerali e metalli. .................................................................... 25

Fig. 15 – Sezione tomografica ELET1 – resistività elettrica. ............................................................................. 26

Fig. 16 – Sezione geotecnica interpretativa ..................................................................................................... 27

Fig. 17 – Vista in sezione e in pianta dell’opera di sbarramento sul Borro Soglia. .......................................... 32

ALLEGATI:

Allegato 01: Ubicazione indagini eseguite;

Allegato 02: Stratigrafia sondaggio profondo;

Allegato 03: Sezione geotecnica e parametrizzazione del terreno;

Sezione sismica in onde P con sovrapposizione delle indagini;

Allegato 04: Rapporto GAIA SERVIZI:

Indagine sismica a rifrazione;

Indagine sismica HVSR;

Indagine geoelettrica;

Certificati e elaborazione grafica prove penetrometriche.



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NORMATIVA DI RIFERIMENTO:

Decreto Ministeriale 14/01/2008 Testo unitario – Norme Tecniche per le Costruzioni; Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Istruzioni per l'applicazione delle "Norme Tecniche per le

Costruzioni" di cui al D.M. 14 gennaio 2008 – Circolare 2 febbraio 2009 n. 617;

Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Pericolosità sismica e criteri generali per la classificazione

sismica del territorio nazionale – allegato al voto n. 36 del 27/07/2007;

Eurocodice 8 (1998) Indicazioni progettuali per la resistenza fisica delle strutture –

parte 5: fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici (2003);

Eurocodice 7.1 (1997) Progettazione geotecnica – parte I: regole generali; Eurocodice 7.2 (2002) Progettazione geotecnica – parte II: progettazione assistita da

prove di laboratorio; Eurocodice 7.3 (2002) Progettazione geotecnica – parte II: progettazione assistita da

prove in sito; L.R. 21/03/2000 n. 39 Legge Forestale della Toscana & D.P.G.R. 8/08/2003 n. 48/R; L.R. 03/01/2005 n. 1 Norme per il governo del territorio; D.P.C.M. 06/05/2005 Piano Assetto Idrogeologico Autorità di Bacino del Fiume Arno; D.P.G.R. 9/07/2009 n. 36/R Regolamento di attuazione dell’art.117 c.1 e c.2 della LR

01/2005. Disciplina sulle modalità di svolgimento delle attività di vigilanza e verifica delle opere e delle costruzioni in zone soggette a rischio sismico;

Del. C.C. n. 74 del 12/11/2003 e smi Piano Strutturale Comunale; Del. C.C. n. 10 del 19/02/2007 e smi Regolamento Urbanistico Comunale.



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1 PREMESSA E METODOLOGIA D’INDAGINE

La presente relazione, svolta su incarico del Consorzio di Bonifica della Toscana Centrale (CBTC), illustra i

risultati di un’indagine geologico‐tecnica eseguita in prossimità del corso d’acqua del Torrente Vingone in

località Ponte a Vingone, Comune di Scandicci, a supporto del Progetto Definitivo di sistemazione idraulica

per la riduzione del rischio idraulico, da attuarsi tramite la realizzazione di una cassa di espansione con

relativa opera di sbarramento di valle. Tale intervento, insieme a un’opera simile prevista sul Borro Soglia, è

il frutto di un protocollo d’intesa tra il CBTC e l’Amministrazione Comunale di Scandicci ed è volto alla

riduzione del rischio idraulico nelle zone a valle dei due corsi d’acqua, con specifico riferimento alla zona

abitata di Vingone.

Il presente studio segue l’indagine geologica effettuata a supporto del Progetto Preliminare, redatta dal

medesimo scrivente nel giugno del 2013. Lo studio geologico si è basato, oltre che su dati esistenti dalla

pianificazione territoriale, sulle seguenti indagini effettuate in situ:

‐ n. 3 prove penetrometriche statiche CPT e/o dinamiche DPSH;

‐ n. 1 sondaggio profondo a carotaggio continuo;

‐ n. 3 campioni indisturbati con esecuzione di analisi di laboratorio complete;

‐ n. 1 prospezione sismica a rifrazione di 120,0 m di lunghezza in onde P e SH;

‐ n. 1 indagine sismica passiva (microtremori) tipo HVSR, con n. 1 stazione di misura;

‐ n. 1 indagine geoelettrica tomografica di 188,0 m di lunghezza.

Il documento è stato eseguito in ottemperanza al D.M. 14/01/2008 – Testo Unico sulle Norme Tecniche per

le Costruzioni e alla Circolare 2 febbraio 2009 n.617/C.S.LL.PP ed è finalizzato alla caratterizzazione e

modellazione geologica e geotecnica del sito.

2. CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO D’INTERVENTO

2.1 Ubicazione delle aree d’intervento

L’opera in progetto è rappresentata da una cassa di espansione con volume massimo di laminazione di ca

46.500 mc, corrispondente a una superficie complessiva di ca 2,1 ha. A valle della cassa di espansione, è

prevista una briglia a bocca tarata, costituita da uno sbarramento trasversale in cemento armato di ca 103

m di lunghezza, dotato di una luce di apertura e fondato su pali trivellati. La briglia sarà mitigata tramite

rilevati di appoggio in terra e lateralmente sarà ammorsata in due rilevati in terra laterali per una lunghezza

complessiva di ca 125 m. L’opera di sbarramento sarà realizzata a ca 800 m di distanza verso monte della

confluenza del Borro Soglia con il Torrente Vingone, in prossimità del toponimo I Mandorli, ad Est del

tracciato della A1.



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L’area nel complesso è individuabile nel foglio 275070 in scala 1:10.000 della Carta Tecnica Regionale (Fig.

1).

Cassa di espansione sul T. Vingone

Cassa di espansione sul Borro Soglia



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Fig. 1 – Corografia e inquadramento topografico dell’area su CTR in scala 1:10.000 e su foto aeree estratteda Google Earth (la forme e estensione dell’area di invaso delle acque sono indicative).

2.2 Vincolistica e pericolosità

Vincolo idrogeologico (ai sensi della Legge n. 3267 del 1923, del R.D. 1126/1926 e Regolamento di

Attuazione della L. R. 21/03/2000 n. 39, D.P.G.R. 05/09/2001 n. 48/R).

- L’area non risulta vincolata.

Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico P.A.I. (adottato dal C.I. dell’A.d.B. del Fiume Arno

l’11/11/2004); la normativa di piano è entrata in vigore con il D.P.C.M. 6 maggio 2005 "Approvazione

del piano di bacino del fiume Arno, stralcio assetto idrogeologico" (GU n. 230 del 3‐10‐2005) – Nella

cartografia del PAI sono perimetrate le aree del territorio comunale con pericolosità idraulica e con

pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante individuando quattro livelli di pericolosità. La

normativa del PAI definisce le tipologie d’intervento consentite per ogni livello di pericolosità.

- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta in parte classificata a pericolosità

idraulica moderata (classe P.I. 1);

- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta classificata a media pericolosità di

frana (classe P.F. 2). (cartografia a livello di sintesi, in scala 1.25.000).

Cassa di espansione sul Torrente Vingone

(dimensioni e forma della zona esondabile sono da considerarsi indicative)

Ubicazione opera di sbarramento di valle



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Fig. 2 ‐ Carta della pericolosità idraulica (estratto dallo stralcio n. 067del PAI).

Fig. 3 ‐ Carta della pericolosità da fenomeni geomorfologici di versante (estratto dallo stralcio n. 067 del PAI).

Si riporta quanto previsto per queste aree dall’art. 12 delle Norme di Attuazione del Piano di Assetto

Idrogeologico.

Art. 12 – Aree a pericolosità media e moderata da processi geomorfologici di versante e da frana.

Nelle aree P.F. 2 è consentita ogni tipologia di intervento prevista dagli strumenti di governo del territorio

purché l’intervento garantisca la sicurezza, non determini condizioni di instabilità e non modifichi

negativamente le condizioni ed i processi geomorfologici nell’area e nella zona potenzialmente interessata

dall’opera e dalle sue pertinenze. Nelle aree P.F.2 e P.F.1 si persegue l’obiettivo di integrare il livello di

sicurezza alle popolazioni, mediante la predisposizione prioritaria da parte degli enti competenti ai sensi

della legge 24 febbraio 1992, n. 225 di programmi di previsione e prevenzione.

Pericolosità Geologica (secondo il vigente RU).

- L’area della cassa di espansione del Torrente Vingone risulta classificata a Pericolosità Geologica

media (classe G2).



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Fig. 4 ‐ Carta della pericolosità geologica (estratto dalla TAV. D03 delle indagini geologiche allegate al RUcomunale).

2.3 Inquadramento geomorfologico

L’area di studio è ubicata a sud del nucleo abitato di Vingone in una zona di passaggio tra la zona di pianura

alluvionale del fiume Arno e del fiume Greve, caratterizzata prevalentemente da sedimenti alluvionali

recenti e attuali, e le prime propaggini delle colline presenti a sud, costituite da tipi litologici appartenenti

alla successione fluvio‐lacustre del Villafranchiano e da successioni argillitiche e calcareo‐marnose

appartenenti alle Unità Liguri, caratterizzate da modeste pendenze e morfologia irregolare. L’intera zona

presenta una morfologia varia, con cambi di pendenza che sono in stretta relazione con la natura litologica

dei terreni affioranti, con alcune aree fortemente influenzate dall’attività antropica, essenzialmente di tipo

agricolo.

L’opera idraulica che insiste sul Torrente Vingone si sviluppa lungo la vallata incisa dal Vingone in località

Broncigliano, anch’essa caratterizzata da pendenze medie dei versanti piuttosto dolci, nell’ordine del 10 –

15 %. Lungo l’opera di sbarramento finale le quote morfologiche variano da circa 70 m slm nel punto

sommitale sulla sponda sinistra a 62 m in corrispondenza dell’alveo fluviale, fino a ca 69 m slm in sponda

destra. Lungo il tracciato del Torrente Vingone le quote variano da ca 70 m slm nella parte di monte della

zona esondabile, fino a 62 m slm nella porzione di valle.

Dalla cartografia geomorfologica di accompagnamento al Piano Strutturale sono segnalati dei depositi di

accumulo di frana di scorrimento, non fedelmente cartografabili, a est, che interessano parzialmente la

zona di laminazione a monte dello sbarramento previsto. Dal rilievo di campagna l’intera area appare

stabile ed il drenaggio delle acque meteoriche è assicurato da alcuni fossi campestri in buono stato di

manutenzione, che regimano le acque verso valle.



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Fig. 5 ‐ Carta geomorfologica (estratto dalla TAV. G5 delle indagini geologiche allegate al PS comunale).



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Da segnalare la presenza a ovest della prevista cassa di espansione del tracciato autostradale della A1,

posto in rilevato antropico per il tratto di interesse. Il corso del Torrente Vingone, scorre intubato sotto il

tracciato della autostrada A1 nella zona di monte della cassa di espansione.

In sponda destra, rispetto al Torrente Vingone, le aree allagabili sono caratterizzate da coltivazioni agricole

prevalentemente di tipo seminativo, mentre in sponda sinistra il versante si presenta inutilizzato, adibito a

prato.

Foto 1 – Vista dal versante in riva destra della zona esondabile (area evidenziata non fedelmente) sul Torrente Vingone.

Foto 2 e 3 – Vista del sotto‐attraversamento della A1 e del corso del Torrente Vingone.

Nell’inventario dei Fenomeni Franosi Italiani (IFFI), consultabile sul sito del Lamma e dell’Autorità di Bacino

del Fiume Arno non sono mappati nell’area di interesse fenomeni franosi.

2.4 Inquadramento geologico

Nell’area indagata si rileva la presenza di terreni riferibili ai Depositi alluvionali e fluviali recenti e attuali (b),

costituiti da sabbie, limi e ghiaie (Olocene) e di depositi eluvio‐colluviali (b2a), che si trovano lungo il

tracciato del Torrente Vingone e negli immediati dintorni e terreni afferenti alle Unità Tettoniche Liguri,

dell’Unità di Monte Morello, rappresentati dalla F.ne di Sillano (SIL), con argilliti variegate, spesso siltitiche,

alternate a calcari marnosi verdastri o grigi, siltiti, calcareniti minute ed arenarie calcarifere. Più raramente

corso del Torrente Vingone

ubicazione dell’opera di sbarramento



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si trovano limitate porzioni di successioni stratigrafiche dei suddetti litotipi calcarei. Rare sono le

intercalazioni di brecce ad elementi ofiolitici e calcarei (Cretaceo Superiore – Eocene inferiore).

Nella cartografia geologica allegata al PS sono distinti in zona anche terreni afferenti ai depositi fluvio‐

lacustri Villafranchiani (Vs) in giacitura suborizzontale.



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Fig. 6 ‐ Carta geologica dell’area (estratto dalla sezione 275070 della Carta Geologica Regionale in scala 1:10.000).

2.5 Condizioni idrogeologiche locali

Le aree con presenza di depositi alluvionali, caratterizzati da permeabilità primaria per porosità, sono

generalmente sede di circolazione idrica profonda localizzata nei litotipi più grossolani quali gli orizzonti

sabbiosi e le lenti ghiaiose. Vi è inoltre una circolazione idrica più superficiale, anche questa localizzata in

livelli a granulometria più grossolana che a contatto con litotipi più francamente limoso‐argillosi può dare

origine a risorgive naturali. La presenza di acqua in questi livelli ha carattere stagionale ed è molto

influenzata dall’andamento meteorologico, nonché dalle condizioni locali, quali uso del suolo, pendenza,

grado di antropizzazione etc. I terreni litoidi presenti nella zona d’interesse sono invece generalmente

caratterizzati da scarsa permeabilità per fratturazione.



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Fig. 7 – Carta idrogeologica dell’area (estratto dalla cartografia del Piano Strutturale – tavola Fi5).

Dai dati ricavabili da alcuni pozzi presenti nei dintorni risulta la presenza della falda principale a profondità

piuttosto elevate anche di 60,0 m dal p.c. all’interno del substrato roccioso sottostante i depositi alluvionali

superficiali. Localmente dalle misure effettuate a dicembre 2013, nel sondaggio S1, attrezzato a

piezometro, eseguito a breve distanza dal tracciato del Torrente Vingone si ha la presenza di un livello

acquifero a 1,35 m di profondità dal p.c. Tale livello acquifero è con ogni probabilità in relazione idraulica

con il Torrente Vingone e caratterizzato da carattere stagionale, piuttosto che una falda vera e propria..

Durante la misura del livello è stata effettuata una prova di spurgo e si è avuto evidenza di una ricarica

estremamente lenta, con ripristino del livello statico iniziale solo dopo molte ore a testimonianza della

presenza di un livello acquifero di tipo effimero.



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Per quanto riguarda la permeabilità dei terreni interessati su un campione indisturbato (S1C1 relativo a

profondità tra 1,0 e 1,5 m) è stata valutata la permeabilità attraverso prova di permeabilità di laboratorio a

carico variabile in edometro. Il valore rilevato sperimentalmente ha dato:

K = 6,26 x 10‐7 cm/sec (pari a 6,26 10‐9 m/sec).

Tale valore di permeabilità, relativo all’orizzonte geotecnico 1 (cfr modellazione geotecnica) è indicativo di

una permeabilità estremamente bassa.

2.6 Caratteri idrografici

Il torrente Vingone si presenta arginato su quasi tutto il suo tratto vallivo; tale caratteristica è determinata

dall'accumulo di materiali alluvionali che, innalzando il suo letto, in alcuni tratti hanno conferito al corso

d’acqua caratteristiche di fiume pensile. A partire da piazza di Vingone il torrente Vingone presenta sezione

artificiale regolare e risulta arginato. L’altra opera per la riduzione del rischio idraulico facente parte del

protocollo di intesa tra comune e CBTC è prevista lungo il Borro Soglia, che rappresenta un affluente minore

in sinistra idrografica del Vingone, con confluenza che avviene in prossimità di Ponte al Vingone

3. INDAGINI GEOGNOSTICHE E CARATTERIZZAZIONE FISICO‐MECCANICO DEI TERRENI

3.1 Criteri d’indagine

Per la ricostruzione litostratigrafica del sottosuolo e la caratterizzazione geomeccanica dei terreni, è stata

condotta una campagna geognostica consistita in:

n. 3 prove penetrometriche statiche/dinamiche con penetrometro Pagani da 10 t (DPSH1, CPT2 e

CPT/DPSH3);

n. 1 sondaggio profondo a carotaggio continuo, spinto a 11,0 m di profondità (S1);

n. 3 campioni indisturbati (S1C1 tra 1,0 – 1,5 m; S1C2 tra 2,0 – 2,4 m e S1C3 tra 3,2 – 3,4 m) con

esecuzione di analisi di laboratorio complete per la determinazione dei parametri geomeccanici oltre a

n. 1 prova SPT a 9,0 m di profondità.

n. 1 prospezione sismica a rifrazione di 120,0 m di lunghezza in onde P e SH;

n. 1 indagine sismica passiva (microtremori) tipo HVSR, con n. 1 stazione di misura;

n. 1 indagine geoelettrica tomografica di 188,0 m di lunghezza.

Queste indagini sono state ubicate in corrispondenza dell’opera trasversale di sbarramento prevista a valle

della cassa di laminazione in progetto.

In questo modo sono state ricavate informazioni, sulla stratigrafia presente, sulle caratteristiche

geotecniche dei terreni interessati dall’opera di sbarramento ed è stata effettuata la caratterizzazione

sismostratigrafica dei terreni con il calcolo del parametro Vs30 per la determinazione della categoria di



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sottosuolo ai sensi delle NTC 2008. L’ubicazione di tutte le indagini eseguite è riportata nella figura

seguente e nella figura in allegato 1.

Fig. 8 – Ubicazione delle indagini eseguite e traccia della sezione geognostica.

3.2 Prove penetrometriche statiche (CPT) e dinamiche (DPSH)

In data 29/10/2013 sono state eseguite nell'area d'intervento n. 2 prove penetrometriche statiche (CPT 2 e

CTP/DPSH 3) e una dinamica (DPSH 1) con penetrometro Pagani da 10t. Tutte le prove sono state condotte

fino a rifiuto strumentale. La prova CPT 2 è stata eseguita in sponda destra rispetto al Borro Soglia ed ha

dato rifiuto strumentale a 4,00 m, la prova CPT/DPSH 3 è stata eseguita in sponda sinistra ed ha dato rifiuto

a 3,20 m, è stata poi approfondita con modalità dinamica fino a rifiuto definitivo a 5,20 m. La prova DPSH 1,

è stata eseguita solo in modalità dinamica con rifiuto a 5,0 m di profondità.

Le prove penetrometriche statiche CPT (Cone Penetration Test) rappresentano uno dei più diffusi e efficaci

metodi di indagine geotecnica in siti dove affiorano terreni coesivi. Prevedono l'infissione nel terreno di una



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punta conica metallica di dimensioni standard, posta all’estremità di un’asta di acciaio prolungabile che

misura con continuità la resistenza del terreno attraversato. Le caratteristiche dell'utensile sono:

‐ area di base della punta: 10 cmq;

‐ angolo di apertura della punta: 60°;

‐ superficie laterale di attrito del manicotto "Begemann": 150 cmq;

‐ velocità di avanzamento costante: 2cm/s (+/‐ 0,5 cm/s);

‐ massimo valore di resistenza alla punta (Rp o Qc): 500 kg/cmq;

‐ massimo valore di attrito laterale locale (Rl): 10 kg/cmq.

La spinta viene fornita attraverso un martinetto idraulico, che può raggiungere propulsione massima di 10 t

ed è trasmessa alla punta attraverso una batteria di aste. Nel caso di prove con punta meccanica (CPT),

l'avanzamento della penetrometria avviene in 3 fasi, che si ripetono con continuità ogni 20 cm: per i primi 4

cm di avanzamento si registra la resistenza alla punta (Rp o Qc), per i successivi 4 cm quella della punta Rp

più quella laterale Rl è cioè la resistenza totale Rt (Rl = Rt‐Rp). La Rl è dovuta all'attrito acciaio/terreno,

ottenuta dividendo la spinta esercitata, depurata della resistenza alla punta Rp, per la superficie laterale del

manicotto. Negli ultimi 12 cm non si eseguono letture.

La risoluzione stratigrafica è di 20 centimetri. I dati acquisiti con le prove CPT permettono l'elaborazione di

profili penetrometrici del terreno in cui compaiono, in funzione della profondità, i parametri di seguito

riportati, con validità orientativa:

• resistenza alla punta Rp o Qc (Kg/cmq);

• attrito laterale locale RI (Kg/cmq);

• rapporto "Begemann" Rp/Rl;

• Iitologia (secondo Schmmertmann, Begemann o Searle);

• coesione non drenata in terreni coesivi Cu (Kg/cmq);

• angolo di attrito interno in terreni granulari (°);

• peso di volume efficace ' (Kg/cmc);

• grado di sovraconsolidazione OCR in terreni coesivi;

• modulo di deformazione non drenato Eu in terreni coesivi (Kg/cmq);

• modulo di deformazione drenato E' in terreni granulari (Kg/cmq).

La prova dinamica DPSH (Dynamic Probing Super Heavy) consiste nella misura della resistenza alla

penetrazione di una punta conica di dimensioni standard, infissa per battitura nel terreno, per mezzo di un

idoneo dispositivo di percussione. Viene registrato il numero di colpi (N) necessari per infiggere nel terreno

la punta di 20 cm. L’attrezzatura è composta da una batteria di aste lunghe 1 metro ed un diametro di 32

mm alla cui estremità inferiore è collegata una punta conica avente angolo di apertura di 60°, e da un

maglio battente. Le caratteristiche dell'utensile sono:



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‐ massa battente (M): 63,5 kg;

‐ altezza di caduta (h): 75 cm;

‐ sezione della punta (A): 20,43 cm;

‐ diametro della punta (d): 51 mm.

L'infissione avviene senza rivestimento laterale, essendo l'attrito delle aste trascurabile rispetto alla

resistenza del terreno all'attraversamento della punta. Sulla base di relazioni empiriche, è possibile risalire

dal numero di colpi N(20) ai parametri geotecnici del terreno investigato. Le informazioni che la prova

fornisce sono di tipo continuo, poiché le misure di resistenza alla penetrazione vengono eseguite durante

tutta l’infissione. Come la prova statica, la dinamica fornisce una valutazione qualitativa del grado di

addensamento e di consistenza dei terreni attraversati. La prova consente anche una stima quantitativa di

alcuni parametri geotecnici, in funzione del tipo di terreno (coesivi o granulari). I diagrammi penetrometrici

riportano, in relazione alla profondità, i valori del numero di colpi per un avanzamento di 20 cm, N(20), e la

resistenza dinamica ottenuta con al Formula Olandese Rd in kg/cmq. Per ottenere il valore di Nspt il valore

medio del numero di colpi per ogni strato deve essere corretto tramite il coefficiente teorico di energia pari

1,521. Di seguito si riporta una tabella riepilogativa delle prove penetrometriche eseguite:

Tipo prova e numero prova penetrometrica Profondità raggiunta

1. DPSH 1 0,005,00 m (rifiuto strumentale)

2. CPT 2 0,004,00 m (rifiuto strumentale)

3. CPT/DPSH 3 0,03,20 m CPT – 3,205,00 m DPSH (rifiuto strumentale)

La prova DPSH 1 ha evidenziato la presenza di un orizzonte a minor consistenza, con valore medio di N(20)

pari a circa 3 e profondo fino a circa 1,60 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior

consistenza, con valore medio di N(20) intorno a 8 fino a 2,20 m di profondità. Infine si ha un terzo

orizzonte con valore medio di N(20) intorno a 6 che si estende fino alla profondità del rifiuto. La prova

quindi individua dal punto di vista geomeccanico tre orizzonti piuttosto ben correlabili con i risultati del

sondaggio e della sismica che vedremo in seguito: uno superficiale di materiale a minor consistenza

corrispondente ad un limo argilloso e/o sabbioso, seguito da un livello limoso ma con maggior componente

sabbiosa e scarsa presenza di ghiaia e da un livello interpretabile con l’ausilio della stratigrafia del sondaggio

profondo come un livello argillitico.



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Fig. 9 – Diagramma N(20) Vs profondità e resistenza dinamica(Qcd) Vs profondità della DPSH 1.

Fig. 10 – Grafici della resistenza alla punta (Qc) in kg/cmq delle prove penetrometriche CPT 2 e CPT 3.



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La prova CPT 2 ubicata in destra idraulica del Torrente Vingone ha dato rifiuto a 4,00 m dal piano campagna

ed ha evidenziato la presenza di un orizzonte a minor consistenza, con resistenza alla punta Qc < 20 kg/cmq

(con valore medio di 15 kg/cmq), fino a circa 1,6 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior

consistenza con un Qc medio intorno a 70 kg/cmq, escludendo picchi anomali che arriva fino a circa 2,8 m di

profondità. Infine, si può individuare un terzo orizzonte a media consistenza con un Qc medio variabile, che

si estende fino alla profondità del rifiuto.

La prova CPT/DPSH 3 ubicata in sinistra idraulica del Torrente Vingone ha dato rifiuto a 3,00 m dal piano

campagna in modalità statica ed è stata approfondita fino a 5,20 m in modalità dinamica. Ha evidenziato la

presenza di un orizzonte a minor consistenza, con resistenza alla punta Qc < 20 kg/cmq (con valore medio di

19 kg/cmq), fino a circa 2,0 m dal piano campagna, seguito da un livello a maggior consistenza con un Qc

medio intorno a 47 kg/cmq, che arriva alla profondità del rifiuto in modalità statica. Da 3,0 m a 5,0 m in

modalità dinamica ha registrato un valore medio di N(20) pari a 12‐13 fino al rifiuto finale a 5,20 m di

profondità dal piano campagna. I livelli sono riferibili alle medesime litologie di cui sopra.

Per l’elaborazione dei parametri geomeccanici sono state considerate tutte le prove penetrometriche.

3.3 Sondaggio profondo a carotaggio continuo

In data 11/13/2013 è stato eseguito n. 1 sondaggio a carotaggio continuo (S1) posizionato in sponda destra

a breve distanza dal corso del Torrente Vingone. Il sondaggio è stato spinto fino a 11,0 m di profondità,

attestandosi per 1,0 m all’interno del substrato roccioso rappresentato da roccia argilloscistosa con

frequenti inclusi tipo diaspri e ofioliti.

Foto 4 – Esecuzione del sondaggio S1.



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In fase di esecuzione del sondaggio, sono state eseguite delle prove speditive in situ tipo pocket

penetrometer e van test e sono stati prelevati tre campioni indisturbati: tra 1,0 ÷ 1,5 m (S1C1), tra 2,0 ÷ 2,4

m (S1C2) e tra 3,2 ÷ 3,4 m (S1C3). Il sondaggio ha messo in evidenza la presenza della seguente stratigrafia:

Profondità Descrizione

0,00 – 2,00 m limo argilloso debolmente sabbioso di colore marrone

2,00 – 2,40 m sabbia limosa argillosa marrone

2,40 – 2,80 m sabbia limosa con abbondanti ciottoli

2,80 – 5,50 m argilla compatta grigio verde

5,50 – 6,50 m argilla debolmente sabbiosa compatta rossastra

6,50 – 10,50 m argilla compatta grigio verde

10,50 – 11,00 m roccia argilloscistosa con inclusi diaspri e ofioliti



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Foto 5, 6 e 7 – Foto delle cassette catalogatrici relative al sondaggio S1.

Alla profondità di 9,8 m è stata effettuata una prova SPT che ha dato rifiuto.



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3.4 Indagine sismica a rifrazione con onde SH e P

Tale metodologia d’indagine si basa sul generare delle onde sismiche artificiali per mezzo di una massa

battente e nel misurare il tempo impiegato da questa a compiere il percorso nel sottosuolo dal punto di

energizzazione fino agli apparecchi di ricezione (geofoni) seguendo le leggi di rifrazione dell'ottica (Legge di

Snell), cioè rifrangendosi sulle superfici di separazione tra due strati sovrapposti di densità (o meglio di

modulo elastico) crescente. Nella prospezione sismica a rifrazione, si sfrutta la diversa velocità di

propagazione delle onde longitudinali (onde P o "di compressione e dilatazione") e trasversali (onde SH o

“di taglio”) per determinare spessori e andamento dei livelli presenti.



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In data 31/10/2013 è stato eseguito un n. 1 profilo di sismica a rifrazione con onde SH e P, utilizzando 24

canali con una spaziatura di 5 m, per un totale di 120 m di stendimento ubicato in corrispondenza

dell’opera di sbarramento trasversale. Lo strumento utilizzato è stato un prospettore sismico AMBROGEO

modello Echo 24/2002 a 16 bit. Come sorgente energizzante per le onde P è stata utilizzata una mazza da

10 kg. Come sorgente energizzante per le onde SH è stata utilizzata una traversina di legno percossa alle

estremità da una mazza da 10 kg. La prova è stata restituita con elaborazione tomografica.

Scopo dell’indagine è stata la caratterizzazione sismostratigrafica dei terreni ed il calcolo del parametro

Vs30. Le tomografie relative alla velocità delle onde P mostrano velocità che variano da 300 m/s a 4.400

m/s quelle delle onde SH mostrano velocità che variano da 150 m/s a 1.100 m/s. Si può ipotizzare la

presenza di 5orizzonti sismici principali:

dalla superficie fino a profondità massima di circa 3,0 m si incontra un primo strato con Vp = 300÷700

m/sec e Vs = 150÷300 m/sec, correlabile con il riporto e/o la copertura detritica poco

addensata/compatta;

tra le isotachie di 700 e 2.000 m/sec per le onde P e tra 300 e 600 m/sec per le onde SH, le velocità sono

riferibili alla copertura detritica da mediamente a molto addensata/compatta;

tra le isotachie di 2.000 e 2.800 m/sec per le onde P e tra 600 e 800 m/sec per le onde SH, le velocità

sono riferibili al bedrock molto alterato e fratturato;

tra le isotachie di 2.800 e 3.400 m/sec per le onde P e tra 800 e 1.000 m/sec per le onde SH, le velocità

sono riferibili al bedrock da poco alterato e fratturato a sano;

al di sotto, Vp > 3.400 m/sec e Vs > 1.000 m/sec possono essere riferibili al bedrock sano.

Fig. 11 – Velocità delle onde sismiche P e SH dei principali materiali.



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Fig. 12 – Profilo sismo‐tomografico in onde P.

Fig. 13 – Profilo sismo‐tomografico in onde SH.

3.5 Indagine con sismica passiva tipo HVSR

Questo tipo di indagine si basa sulla misurazione, con metodi passivi, del rumore sismico ambientale che è

presente ovunque sulla superficie terrestre, è generato dai fenomeni atmosferici (onde oceaniche, vento) e

dall’attività antropica oltre che, ovviamente, dall’attività dinamica terrestre. Si chiama anche microtremore

poiché riguarda oscillazioni con ampiezze minime, molto più piccole di quelle indotte dai terremoti. Con tale

metodologia si può arrivare a determinare la frequenza caratteristica di risonanza di un sito.

In data 31/10/2013 è stata eseguita la registrazione del microtremore sismico ambientale attraverso il

posizionamento di geofono tridimensionale. La strumentazione di acquisizione utilizzata per questa

indagine è stata un prospettore sismico SARA “SR04 GeoBox" a 3 canali, completo di geofono 3D da

superficie e nel caso del Torrente Vingone è stata eseguita n. 1 registrazione in corrispondenza della zona di

ubicazione dell’opera di sbarramento finale (HVSR 1, in destra idrografica del Torrente Vingone) della



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durata di circa 20 minuti. Oltre alla frequenza di risonanza in condizioni di coperture soffici al di sopra di un

sismostrato più rigido è possibile stabilire una relazione tra lo spessore h dello strato soffice, la velocità

media delle onde S all’interno di quest’ultimo (Vs) e la frequenza di risonanza fondamentale f dello strato.

La frequenza fondamentale di risonanza (fr) dello strato relativa alle onde S è pari a:

(fr) = Vs1/4H

Pertanto, calcolata con la prospezione sismica a rifrazione la velocità di propagazione delle onde S

nell’intervallo superficiale, è stato possibile stimare, attraverso l’esecuzione delle misure HVSR, la

profondità del bedrock (h). I risultati ottenuti dalle tre misurazioni sono i seguenti:

HVSR 1

Vs (m/s) = 520 (da sismica a rifrazione)

f (hz) 16,3 (da HVSR)

h (m) = 8,0

3.6 Indagine geoelettrica

Questo tipo di indagine consiste nell’immettere corrente nel terreno attraverso un dipolo energizzante (AB)

e di misurare tramite un dipolo di lettura (MN) la differenza di potenziale indotta dal campo elettrico creato

nel terreno.

In data 31/10/2013 è stata eseguita una linea di tomografia elettrica di lunghezza paro a 188 m ELET 2, con

il posizionamento di 48 elettrodi spaziati di 4,0 m tra di loro. Ciò ha permesso di indagare con una

risoluzione nel sottosuolo di circa 2,0 m. fino ad un profondità di circa 30 m. La sezione tomografica è stata

registrata con due diverse sequenze di acquisizione, Wenner e Dipolo‐Dipolo. La strumentazione utilizzata è

stata un georesistivimetro Iris Syscal Pro, con sistema di acquisizione multielettrodo automatico gestito da

microprocessore e dotato di 48 canali.

Fig. 14 – Valore di resistività di alcune rocce, minerali e metalli.



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L'indagine tomografica è stata elaborata congiuntamente con i due metodi di acquisizione utilizzati, Wenner

e Dipolo‐Dipolo. Sostanzialmente i due tipi di elaborazione hanno fornito un risultato simile e molto ben

confrontabile, caratterizzato comunque da bassi contrasti di resistività. Nella sezione ELET2 si osserva un

andamento della resistività sostanzialmente omogeneo in tutta la superficie indagata. A parte alcuni

passaggi locali caratterizzati da resistività intorno a 40 Ohm*m, i valori registrati rimangono intorno a 15 ‐

20 Ohm*m, tipici dei terreni argillosi e limosi della superficie. Nel sottosuolo si ha il passaggio a rocce

argillitiche, che sono caratterizzate dagli stessi valori di resistività elettrica dei terreni superficiali. Non è

quindi possibile individuare un contrasto di resistività che individui il contatto tra i terreni in affioramento e

le rocce argillitiche sottostanti. I valori di resistività più elevati, registrati in prossimità del ponte

(progressiva 70‐75m), sono dovuti alle interferenze delle strutture antropiche e non indicano reali contrasti

di resistività naturali.

Fig. 15 – Sezione tomografica ELET1 – resistività elettrica.

4. MODELLAZIONE GEOTECNICA DEL SOTTOSUOLO

Sulla scorta dei rilevamenti e delle indagini svolte è possibile ricostruire il seguente assetto litostratigrafico

dei terreni, sulla cui base dimensionare le fondazioni. ln fig. 16 è riportato il modello stratigrafico e

geotecnico dell'area d'intervento, lungo una sezione significativa in corrispondenza della zona di

realizzazione dell’opera di sbarramento. La sezione geotecnica e una sezione sismica in onde P con

sovrapposizione delle indagini sono riportate anche in allegato 3.

Orizzonte geotecnico Descrizione da a

unità 1 limo argilloso/sabbioso 0,0 m 2,4 m

unità 2 limo sabbioso con ciottoli 2,4 m 3,0 m

unità 3 argilliti compatte 3,0 m 10,0 m

unità 4 roccia argilloscistosa > 10,0 m



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Fig. 16 – Sezione geotecnica interpretativa

La lettura delle stratigrafie dei sondaggi, i risultati delle analisi geotecniche e l’interpretazione delle prove

penetrometriche e delle altre tipologie d’indagine effettuate hanno permesso l’individuazione di 4 orizzonti

geotecnici, corrispondenti ad altrettante condizioni geomeccaniche. Nella tabella seguente sono riportati i

parametri geotecnici dei singoli orizzonti individuati, con i valori medi, derivanti laddove disponibili dalle

prove di laboratorio (orizzonte 1) e in alternativa dall’elaborazione delle prove penetrometriche (orizzonti 2

e 3) o da dati bibliografici (orizzonte 4).

PARAMETRI GEOTECNICI (valori medi)

TORRENTE SOGLIA MKS

Orizzonte geotecnico Profondità

(m) Litologia

Cu C Ed

(t/mc) (°) (kg/cmq) (kg/cmq) kg/cmq

Orizzonte 1 pc ‐ 2,4 limo ag/sb 1,99 21,0 0,69 0,19 33

Orizzonte 2 2,4 ‐ 3,0 limo sabbioso con ciottoli 1,84 20,8 1,54 0,34 55

Orizzonte 3 3,0 ‐ 10 argilliti compatte 1,97 29,5 1,01 0,17 81

Orizzonte 4 >10 roccia argilloscistosa 1,92 45,0 ‐ 190,00 124.850

LEGENDA

peso di volume

angolo di attrito

Cu coesione non drenata

C coesione drenata

Ed modulo edometrico

da prove di laboratorio

da elaborazione prove penetrometriche

da letteratura

In riferimento alle NTC 2008 e alle istruzioni per la loro applicazione di cui alle Circolare 2 febbraio 2009 n.

617, si ritiene che i valori medi dei parametri geotecnici dei vari orizzonti individuati possano essere



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considerati validi come parametri caratteristici di riferimento per la progettazione poiché nel caso specifico

è coinvolto un elevato volume di terreno per l’opera in progetto, con possibile compensazione delle

eterogeneità ed inoltre viene prevista un tipo di fondazione profonda in grado di trasferire le azioni dalle

zone meno resistenti a quelle più resistenti (cfr 6.2.2 delle NTC 2008 e della Circolare n. 617).

Su richiesta dei progettisti sono stati definiti anche i parametri geotecnici minimi dei vari orizzonti. Nella

tabella seguente per confronto si riportano sia i valori caratteristici (cfr valori medi) e quello minimi.

Orizzonte geotecnico

valore medio

valore minimo

valore medio

valore minimo

valore medio

valore minimo

valore medio

valore minimo

valore medio

valore minimo

Cu Cu C C Ed Ed

(t/mc) (t/mc) (°) (°) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq) (kg/cmq)

1 1,99 1,83 21,0 20,0 0,69 0,20 0,19 0,16 33 21

2 1,84 1,84 20,8 20,8 1,54 1,11 0,34 0,34 55 36

3 1,97 1,89 29,5 27,0 1,01 0,67 0,17 0,11 81 71

4 1,92 1,60 45,0 45,0 ‐ ‐ 190,00 30,00 124.850 35.700

4.1 Potenziale liquefazione dei terreni

Dal modello geologico del sito investigato si evince l’assenza di depositi sabbiosi sotto falda per i quali possa

verificarsi il fenomeno della liquefazione del terreno in caso di evento sismico. Il fenomeno di liquefazione si

manifesta sotto l'azione di carichi ciclici come quelli indotti da un sisma, quando la pressione dell'acqua nei

pori aumenta progressivamente fino ad eguagliare la pressione totale di confinamento, cioè quando gli

sforzi efficaci da cui dipende la resistenza al taglio si riducono a zero. La suscettibilità alla liquefazione deve

pertanto essere verificata nei casi in cui la falda freatica si trova in prossimità della superficie (come nel caso

in esame) ed il terreno di fondazione comprende strati estesi o lenti spesse di sabbie sciolte sotto falda,

anche se contenenti una modesta frazione fine limo‐argillosa. La possibilità del verificarsi di fenomeni di

liquefazione nel terreno di fondazione, con conseguente perdita di capacità portante, è legata appunto alla

presenza di terreni sabbiosi monogranulari saturi (sotto falda) di bassa densità relativa (sciolti); inoltre,

l'entità è direttamente correlabile all'omogeneità granulometrica e decresce all'aumentare della frazione

fine, annullandosi, sia alla presenza di argille che di ghiaie e ciottolami.

Nel caso in oggetto è presente un primo orizzonte prevalentemente limoso argilloso‐sabbioso (orizzonte 1)

seguito da un orizzonte di circa 0,8 m di spessore (orizzonte 2) prevalentemente composto da sabbie in

limose con abbondanti ciottoli. In entrambi i casi non si ritiene necessaria la verifica alla liquefazione in

accordo con quanto indicato al punto 5 del paragrafo 7.11.3.4.2 delle NTC 2008 (distribuzione

granulometrica esterna alla zona indicata dalle NTC 2008).



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5. CATEGORIA DI SOTTOSUOLO

Le Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14/01/2008) propongono l’adozione di un sistema di

classificazione geofisica e geotecnica del profilo stratigrafico del sottosuolo, mediante l’individuazione di 5

tipologie di suoli (A –B – C – D – E) più altri due speciali: S1 e S2), da individuare attraverso la stima dei

valori della velocità media delle onde sismiche di taglio mediate, oppure sulla base del numero dei colpi

Nspt, ottenuti nel corso di una prova penetrometrica dinamica, oppure sulla coesione non drenata media

Cu. Dal punto di vista strettamente normativo si fa riferimento al punto 3.2.2 del DM 14/01/2008 (categorie

di sottosuolo e condizioni topografiche).

Categoria Descrizione

A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs,30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m.

B

Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 > 250 kPa nei terreni a grana fina).

C

Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < NSPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa e 70 < cu,30 < 250 kPa nei terreni a grana fina).

D

Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 inferiori a 180 m/s (ovvero NSPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e cu,30 < 70 kPa nei terreni a grana fina).

E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s).

S1 Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs,30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10 < cu,30 < 20 kPa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche.

S2 Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti.

In riferimento all’Ordinanza P.C.M. n. 3274/04 il calcolo del parametro Vs30 è dato dalla formula:

Vs 30 = 30/ ∑i=1,N (hi/Vi)

dove hi è lo spessore dello strato i‐esimo e Vi è la velocità delle onde S in m/sec dello strato i‐esimo. I valori

delle onde S lungo il profilo indagato sono variabili da 225 m/sec (valore medio del primo sismostrato) a

oltre 1.400 m/sec (valore medio dell’ultimo sismostrato). In riferimento alla formula di cui sopra si ottiene

per l’area in oggetto un valore medio di Vs 30 pari a ca 670 m/sec. Tuttavia essendo in presenza di un forte

contrasto di velocità fra i depositi afferenti ai primi due sismostrati e il substrato roccioso prima alterato e

poi intatto con Vs media superiore ad 800 m/s la zona in esame rientra nella categoria E dei suoli di

fondazione. Si ricorda che i calcoli sono stati effettuati da piano campagna e che una eventuale

asportazione dei terreni superficiali aumenterebbe il valore del parametro Vs30 diminuendo lo spessore dei

terreni a velocità più bassa.



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6. CONTRIBUTO ALLA MODELLAZIONE SISMICA

Nell'ambito dell'Ordinanza P.C.M. n. 3274/03 sono state individuate (anche per la Regione Toscana) 4 zone,

delle quali le prime tre coincidono con quelle individuate dalla L. n. 64/74 e successivi D.M. ad essa

collegati, mentre la quarta è di nuova costituzione. Con la Del. G.R. n. 431 del 19/06/06 (Riclassificazione

sismica del territorio regionale) emanata in attuazione del D.M. 14/09/2005 e O.P.C.M. n. 3519

del28/04/06, l'intero Comune di Scandicci (FI) era stato inserito in zona sismica 3S. Tale zona è stata istituita

per quei comuni appartenenti alla zona 2 secondo I’Ordinanza O.P.C.M. n. 3274 del 20/03/2003 (ex Ila

categoria L. 64/74 e s.m.i.), che cambiano zona al variare delle sottozone (classi mobili). Dopodiché, con Del.

G.R.T. n.878 del 08/10/2012 (pubblicata sul BURT Parte Seconda n.43 del 24/10/2012 Supplemento n.136) è

stata approvata la nuova classificazione sismica della Regione Toscana. In riferimento a tale nuova

classificazione sismica, il comune di Scandicci (FI) è stato declassato in zona sismica 3.

Con l’entrata in vigore del D.M. 14/01/2008 la stima della pericolosità sismica è inoltre definita mediante un

approccio “sito dipendente” e non più tramite un criterio “zona dipendente”. L’azione sismica di progetto in

base al quale valutare il rispetto dei diversi stati limite è definita partendo dalla “pericolosità di base” del

sito di costruzione, che è l’elemento essenziale per la determinazione dell’azione sismica. In particolare i

caratteri del moto sismico su sito di riferimento rigido orizzontale sono descritti dalla distribuzione sul

territorio nazionale del valore dell’accelerazione massima ag del sito e dei parametri Fo e Tc*, che

permettono di definire gli spettri di risposta elastici per la generica probabilità di eccedenza nel periodo di

riferimento PVR.

È necessario pertanto determinare i parametri spettrali relativi al sito di intervento utilizzando come

riferimento le informazioni disponibili nel reticolo di riferimento riportato nella tab.1 dell’allegato B del

suddetto decreto. Lo scuotimento del suolo così individuato deve essere corretto per tener conto delle

modifiche prodotte dalle condizioni locali del sottosuolo effettivamente presente nel sito di costruzione e

dalla morfologia della superficie. Lo scuotimento del suolo così individuato deve essere corretto per tenere

conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali del sottosuolo e dalla morfologia di superficie:

‐ categoria di sottosuolo E (da indagine sismica);

‐ categoria topografica T1 ‐ superfici pianeggianti, pendii e rilievi isolati con inclinazione media < 15° (tabella

3.2.IV delle NTC 2008), con coefficiente di amplificazione topografica St = 1,0 (tabella 3.2.VI delle NTC 2008).

I parametri relativi alla costruzione in oggetto, ricevuti dai progettisti sono i seguenti:

Tipo di costruzione 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale.

Vita nominale (VN) ≥ 100anni

/

Classe d’uso 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,



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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.

Coefficiente d’uso (CU) 1,0

Periodo di riferimento (VR=VN x CU)

≥ 100anni

7. DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO PREVISTO

L’opera in progetto è una briglia a bocca tarata, costituita da uno sbarramento trasversale in cemento

armato (rivestito per la parte fuori terra con muratura in bozze di pietra) dotato di una luce di apertura

centrale e di fondazioni profonde con pali trivellati. La cassa di espansione determinata dalla briglia prevede

un volume massimo di laminazione pari a 46.500 mc, corrispondente a una superficie di circa 2,1 ha, che

sarà in parte sottoposta ad approfondimento del piano campagna al fine di reperire le terre necessarie alla

realizzazione delle porzioni in terra. Lo sbarramento sarà ammorsato lateralmente con rilevati in terra, con

un’altezza massima pari a 7,55 m rispetto al fondo alveo e di circa 5,5 m rispetto al piano campagna

adiacente al torrente e uno sviluppo complessivo dell’opera in c.a. destra‐sinistra di 103 m. La gaveta di

sfioro avrà una larghezza pari a 87 m, mentre la luce di fondo avrà una superficie pari a 3,1 mq. Per tutti i

vari dettagli riguardo alle misure ed alle specifiche costruttive dell’opera si rimanda interamente agli

elaborati progettuali. Lungo lo sviluppo della briglia, allo scopo di mitigarne l’impatto sul paesaggio, saranno

realizzati dei rilevati in terra non strutturali che avranno una pendenza di 1:2 e saranno completamente

inerbiti. Per contrastare eventuali fenomeni di filtrazione è prevista la realizzazione di due diaframmi

plastici con miscela di bentonite e cemento che si collegheranno lateralmente all’opera e si ammorsano nel

terreno in posto.

Si riportano di seguito alcune immagini in pianta e sezione dell’opera in progetto estratte dagli elaborati

progettuali a cui si rimanda per i dettagli progettuali.



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Fig. 17 – Vista in sezione e in pianta dell’opera di sbarramento sul Borro Soglia.

8. Conclusioni

La presente relazione è stata redatta a supporto del Progetto Definitivo/Esecutivo di sistemazione idraulica

per la riduzione del rischio idraulico tramite la realizzazione di una cassa di espansione con relativa opera di

sbarramento. Tenuto conto dei risultati della campagna geognostica recentemente eseguita nell’area di

intervento si possono trarre le seguenti conclusioni.

A supporto del presente studio è stata condotta una campagna geognostica, finalizzata ricostruzione

litostratigrafica del sottosuolo e caratterizzazione geomeccanica dei terreni, consistita nella esecuzione di

n.3 prove penetrometriche statiche o dinamiche, un profilo sismico a rifrazione con onde P e SH, misura dei

microtremori sismici, un profilo geoelettrico, un sondaggio a carotaggio continuo profondo spinto fino a

11,0 metri dal piano campagna (attestato nel substrato roccioso) con prelievo di tre campioni indisturbati

che sono poi stati analizzati in laboratorio per determinarne le caratteristiche geomeccaniche. In questo

modo è stato possibile ricostruire l’assetto litostratigrafico lungo una sezione, posta in corrispondenza della

zona di ubicazione dell’opera di sbarramento trasversale. È stata, inoltre, effettuata la caratterizzazione

sismostratigrafica del sottosuolo ed il calcolo del parametro Vs30 per determinarne la categoria ai sensi

delle NTC 2008.

Dal punto di vista geologico nell’area superficialmente affiorano depositi alluvionali recenti rappresentati da

limi argilloso‐sabbiosi e sabbie limose argillose con ciottoli a giacitura sub‐orizzontale, per uno spessore

complessivo di ca 3,0 m. Sotto è stata rilevata la presenza di argille scistose compatte fino a circa 10,50 m,

seguite dal substrato roccioso vero e proprio argilloscistoso. È stato ricostruito il modello geotecnico con

individuazione di n. 4 unità distinte per ciascuna delle quali sono stati determinati i parametri geotecnici

caratteristici.



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La fattibilità dell’intervento è legata ad aspetti sia geotecnici, dovuti all’interferenza delle acque

temporaneamente laminate nei bacini e delle opere di sbarramento e ritenuta di valle, sia ad aspetti

idrogeologici legati all’inevitabile immissione in falda delle acque esondate per percolazione con

conseguente possibile interferenza diretta con la falda. Per quanto riguarda l’aspetto idrogeologico

connesso con la realizzazione della cassa di espansione si evidenzia il fatto che la presenza di un orizzonte a

scarsa permeabilità in superficie (orizzonte 1) rallenterà il deflusso in profondità della acque invasate. Nel

caso di funzionamento della cassa, in condizioni di fenomeni di piena è da prevedere la sedimentazione di

materiali fini nelle aree occupate dalle acque.

L’opera di sbarramento finale sarà costituita da una briglia a bocca tarata in cemento armato di lunghezza

pari a ca 100,0 m fondata su pali trivellati che è consigliabile attestare all’interno del substrato roccioso

rilevato. Lateralmente l’opera in cemento armato sarà ammorsata in rilevati in terra. Lungo lo sviluppo della

briglia, allo scopo di mitigarne l’impatto sul paesaggio, saranno realizzati dei rilevati in terra non strutturali

e saranno completamente inerbiti. I rilevati saranno preferibilmente realizzati con materiale reperito in loco

dall’approfondimento della zona di laminazione e avranno una pendenza laterale di 1:2.

Lo scavo avrà profondità limitata (< 1,0 m) e andamento omogeneo rispetto alla zona allagabile, per cui non

si ritiene necessario eseguire verifiche di stabilità delle pareti di scavo.

Dalle prove di laboratorio per la classificazione del terreno eseguite nell’orizzonte superficiale si ha

presenza essenzialmente di limo argilloso sabbioso con percentuale di argilla pari a circa il 37 % e sabbia

pari a circa il 17 %. L’indice di plasticità è inferiore al 25 % e un campione rappresentativo è risultato,

secondo la classificazione HRB‐AASHTO (CNR‐UNI 10006) classificabile in classe A7‐6.

Tale materiale da un punto di vista granulometrico risulta idoneo alla realizzazione dei rilevati in terra (cfr

capitolato dell’Agenzia Interregionale per il fiume PO ‐ AIPO). Prima di procedere alla costruzione dei rilevati

sarà necessario preparare il terreno di posa, provvedendo all'asportazione del terreno vegetale e degli

apparati radicali e alla predisposizione di uno scavo di cassonetto o, qualora il declivio trasversale del

terreno fosse superiore al 15%, di opportuni gradoni di immorsamento. Il materiale dovrà essere steso per

strati omogenei di 20‐30 cm e adeguatamente compattato con mezzi d’opera. Si consiglia in fase esecutiva

di prevedere delle verifiche del grado di compattazione. Le scarpate saranno spianate e battute e i lavori di

profilatura dovranno avvenire con asporto anziché con riporto di materie.

Si rimanda agli elaborati redatti dai progettisti la caratterizzazione chimica del terreno di scavo ai fini del

riutilizzo nell’ambito dell’opera, secondo quanto previsto dal art. 185, comma 1, lettera c) del D.Lgs. 152/06

e s.m.i.



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Durante l’esecuzione dei lavori dovrà essere accertata in loco la rispondenza delle indagini geologiche con

lo stato effettivo dei terreni e adottato di conseguenza ogni ulteriore accorgimento necessario ad assicurare

la stabilità dei terreni e la corretta esecuzione delle opere in terra.

Firenze, Ottobre 2014

Dott. Geol. Gianluca Pansini

fascicolo relazione geologica con consorzio di bonifica … · relazione geologica di supporto alla...

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