CF02_RC-02-03_Rel. geotecnica.pdf - Nuove Acque
CF02_RC-02-03_Rel. geotecnica.pdf - Nuove Acque
CF02_RC-02-03_Rel. geotecnica.pdf - Nuove Acque
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
COMUNE DI CASTIGLION FIORENTINO<br />
(Provincia di Arezzo)<br />
APPROVVIGIONAMENTO IDRICO DELL’INVASO DI MONTEDOGLIO<br />
SCHEMA IDRAULICO DI CASTIGLION FIORENTINO<br />
COSTRUZIONE DELL’IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI<br />
CASTIGLION FIORENTINO<br />
PROGETTO DEFINITIVO<br />
<strong>Rel</strong>azione <strong>geotecnica</strong><br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
Sommario<br />
1 PREMESSE .....................................................................................................................................2<br />
2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO.......................................................................................................3<br />
3 CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA................................................................................................4<br />
4 CALCOLO DELLE SPINTE ...............................................................................................................11<br />
4.1 SPINTA DEL TERRENO ........................................................................................................................ 12<br />
4.2 SPINTA DELL’ACQUA.......................................................................................................................... 13<br />
4.3 SPINTA DEL SOVRACCARICO................................................................................................................ 14<br />
4.4 CALCOLO DELLE AZIONI SISMICHE SUL TERRENO ..................................................................................... 15<br />
5 VERIFICA DI PORTANZA E CEDIMENTI ..........................................................................................18<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 1
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
1 Premesse<br />
La presente relazione <strong>geotecnica</strong> si riferisce alla realizzazione di un impianto di potabilizzazione in<br />
località Castiglion Fiorentino (AR). Il progetto definitivo prevede la costruzione di un fabbricato con un<br />
piano interrato ed uno fuori terra, fondazione a platea in calcestruzzo armato gettato in opera e<br />
strutture in elevazione metalliche.<br />
La platea si fonda alla quota di ‐1,4 m rispetto al p.c. attuale, mentre le strutture in acciaio si impostano<br />
alla quota di +1,85 m dal p.c. (quota al grezzo del piano terra della struttura). Nello spazio ricavato tra le<br />
due quote si realizza il sistema di vasche interrato per il contenimento dell’acqua trattata e da trattare,<br />
con struttura a setti in C.A.. Il fabbricato ha forma irregolare ma è inscrivibile in un rettangolo di<br />
22,4x20,35 m, mentre la platea aggetta in genere di circa 1 m dal perimetro esterno del fabbricato. Lo<br />
spessore della platea è di 0,5 m, incrementato fino a 0,8 m nella zona del torrino di carico che contiene<br />
l’acqua in ingresso nell’impianto. L’altezza netta dei locali interrati è di 2,4 m e la quota dell’acqua ivi<br />
contenuta a regime è di 2,1 m dall’estradosso della fondazione.<br />
Dallo spiccato dei muri che costituiscono il perimetro e la partimentazione interna delle vasche si eleva<br />
la struttura fuori terra. Solo il torrino di carico, di dimensioni in pianta di 4,8x2,6 m, si eleva con struttura<br />
in cls fino alla quota di +10,0 m dal p.c. attuale, per un’altezza complessiva dallo spiccato dei muri delle<br />
vasche interrate di 8,15 m. Il massimo livello che si assume per l’acqua contenuta nel torrino è di 7,7 m<br />
da fondo vasca.<br />
Tutte le caratteristiche dei terreni interessati e la quota di falda sono desunte dalla relazione geologica<br />
redatta dal Dott. Geol. Pietro Manini (“<strong>Rel</strong>azione Geologica ‐ <strong>Rel</strong>azione Geotecnica”).<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 2
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO<br />
I calcoli sviluppati nel seguito sono stati svolti nello spirito del metodo degli “stati limite” e nel rispetto<br />
della normativa vigente; in particolare si sono osservate le prescrizioni contenute nelle seguenti<br />
normative emesse dallo Stato Italiano:<br />
• Ministero delle infrastrutture ‐ D.M. 14.01.2008 : “<strong>Nuove</strong> norme tecniche per le costruzioni";<br />
• Ministero delle infrastrutture ‐ Circ. 617 del <strong>02</strong>.<strong>02</strong>.2009 : Istruzioni per l’applicazione delle<br />
“<strong>Nuove</strong> norme tecniche per le costruzioni" di cui al D.M. 14 Gennaio 2008;<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 3
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
3 Caratterizzazione <strong>geotecnica</strong><br />
La caratterizzazione <strong>geotecnica</strong> dei terreni interessati dalle opere oggetto della presente relazione fa<br />
riferimento a quanto riportato nella <strong>Rel</strong>azione Geologica allegata al presente progetto a firma del Dott.<br />
Geol. Pietro Manini. La caratterizzazione del terreno è stata effettuata facendo riferimento ai risultati di<br />
una specifica campagna geognostica in sito.<br />
In particolare sono state eseguiti n° 1 sondaggio a carotaggio continuo con 2 prove SPT in foro e due<br />
prove penetrometriche . Inoltre è stato fatto riferimento anche ad altre indagini già eseguite nella zona.<br />
L’indagine è stata completata con l’ausilio di una indagine sismica di tipo MASW al fine di determinare la<br />
classificazione del terreno mediante la valutazione della VS30.<br />
I risultati dettagliati delle indagini svolte sono raccolti negli allegati alla relazione Geologica<br />
summenzionata.<br />
Dalla indagine in sito è stato quindi possibile risalire alla successione stratigrafica del sottosuolo<br />
destinato ad accogliere le opere di progetto.<br />
Dal punto di vista della caratterizzazione <strong>geotecnica</strong>, al di sotto di uno strato di terreno vegetale<br />
superficiale di spessore pari a circa 0.80 m, è stato possibile individuare una successione di tre litotipi<br />
principali con caratteristiche sia fisiche che meccaniche diverse.<br />
Di seguito si riporta la sezione stratigrafica tratta dalla “<strong>Rel</strong>azione Geologica – <strong>Rel</strong>azione Geotecnica” del<br />
Dott.Geol. Pietro Manini:<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 4
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
Nel seguito della progettazione quindi si farà riferimento alla seguente successione stratigrafica:<br />
Terreno vegetale superficiale<br />
Terreni limosi sabbiosi sciolti permeabili fino a ‐3,0 m ca. da p.c.<br />
Terreni sabbiosi limosi normal consolidati fino a ‐6,0 m ca. da p.c.<br />
Terreni prevalentemente argillosi grigi e compatti fino ad almeno ‐15 m p.c.<br />
I parametri geotecnici “medi” attribuibili ai vari litotipi presenti sono stati valutati nella relazione<br />
geologica integrando i risultati delle indagini in sito con le risultanze delle prove penetrometriche<br />
dinamiche (SPT) e di laboratorio.<br />
Sono stati definiti:<br />
Peso di volume del terreno<br />
Angolo di resistenza al taglio in condizioni drenate<br />
Modulo edometrico dei terreni<br />
Dal punto di vista geotecnico si può quindi considerare la seguente successione stratigrafica:<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 5
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
DH<br />
[m]<br />
Peso di volume<br />
[Kg/m³]<br />
con DH = spessore dello strato.<br />
Angolo di resistenza al taglio<br />
in condizioni drenate<br />
[°]<br />
Modulo edometrico<br />
[Kg/cm²]<br />
0,8 1880,0 21 34,88<br />
1,6 1870,0 20 32,11<br />
1,6 1890,0 21,4 37,63<br />
2,2 1920,0 23,11 49,74<br />
8,8 1970,0 25,05 63,76<br />
Dalla relazione geologica, la falda risulta alla profondità di ‐1,6 m dal p.c., quindi più bassa della<br />
fondazione che si porrà a ‐1,4 m dal p.c..<br />
Dall’analisi delle indagini M.A.S.W. sulle onde di taglio “SH” si è ricavata la caratterizzazione sismica dei<br />
terreni di fondazione attraverso la determinazione della velocità di propagazione delle onde di taglio<br />
Vs30 entro i primi 30 metri di profondità. Ne risulta una classificazione del terreno di tipo C come<br />
indicato nella “<strong>Rel</strong>azione Geologica – <strong>Rel</strong>azione Geotecnica” redatta dal Dott.Geol. Pietro Manini.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 6
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
SLU ‐ Portanza<br />
Sempre dalla relazione geologica del Dott. Manini si riporta il calcolo condotto per la valutazione della<br />
portanza. Sulla base di tale valore si effettueranno le opportune verifiche ai sensi della normativa<br />
vigente.<br />
Autore: HANSEN (1970) (Condizione drenata)<br />
======================================================<br />
Fattore [Nq] 9,59<br />
Fattore [Nc] 19,31<br />
Fattore [Ng] 5,74<br />
Fattore forma [Sc] 1,41<br />
Fattore profondità [Dc] 1,<strong>03</strong><br />
Fattore inclinazione carichi [Ic] 1,0<br />
Fattore inclinazione pendio [Gc] 1,0<br />
Fattore inclinazione base [Bc] 1,0<br />
Fattore forma [Sq] 1,37<br />
Fattore profondità [Dq] 1,<strong>02</strong><br />
Fattore inclinazione carichi [Iq] 1,0<br />
Fattore inclinazione pendio [Gq] 1,0<br />
Fattore inclinazione base [Bq] 1,0<br />
Fattore forma [Sg] 0,67<br />
Fattore profondità [Dg] 1,0<br />
Fattore inclinazione carichi [Ig] 1,0<br />
Fattore inclinazione pendio [Gg] 1,0<br />
Fattore inclinazione base [Bg] 1,0<br />
Fattore correzione sismico inerziale [zq] 0,94<br />
Fattore correzione sismico inerziale [zg] 0,94<br />
Fattore correzione sismico inerziale [zc] 0,98<br />
======================================================<br />
Carico limite<br />
4,22 Kg/cm²<br />
SLE ‐ Cedimenti<br />
Dal calcolo dei cedimenti condotto nella relazione geologica dal Dott. Manini, conseguenti<br />
all’applicazione di una pressione pari 0,87 kg/cm 2 , valore delle pressioni massime in condizioni di<br />
esercizio valutate al capitolo 5, si osserva un valore finale pari a 8,27 cm che si raggiungerebbe in<br />
assenza di interventi di bonifica o consolidamento dei terreni di fondazione.<br />
RISCHI DI LIQUEFACIBILITA’<br />
La relazione geologica riporta che, in assenza di interventi bonifica o di consolidamento, i terreni<br />
interessati sono a rischio di liquefazione in condizioni sismiche.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 7
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
CONCLUSIONI SULLA CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA<br />
Visti i valori elevati dei cedimenti attesi e il rischio di liquefazione, la relazione geologica riporta la<br />
necessità di procedere al consolidamento dei terreni per mezzo di colonne di ghiaia. A seguito della loro<br />
realizzazione si dovranno effettuare prove di carico su piastra per valutare il reale grado di<br />
miglioramento che si è ottenuto con il consolidamento.<br />
Nelle figure seguenti si riporta la planimetria e una sezione delle colonne di ghiaia previste. Le colonne<br />
avranno un diametro di 80cm e saranno spinte per 8.0m al disotto della platea di fondazione (quota ‐<br />
1.40 m dal piano camapagna attuale).<br />
Le colonne saranno disposte su una griglia con passo 1.80m a coprire l’intera superficie della platea.<br />
Le colonne sono costituite attraverso la perforazione di tereno scarso e la successiva compattazione di<br />
materiale migliore compattato per strati. L’azione del compattamento, effettuata da un martello,<br />
determina una compressione laterale del terreno naturale a confine della cavità, con un incremento<br />
dello sforzo laterale nella matrice del terreno. Le colonne sono così costituite dal pietrisco altamente<br />
densificato con elevata rigidezza ed elevato ancolo d’attrito interno. Il tempo di consolidamento è<br />
notevolemente ridott dalla costruzione nel terreno di colonne in ghiaia che agiscono da dreni verticali<br />
radiali.<br />
La posa in opera di colonne di ghiaia permette una significativa riduzione del potenziale di liquefazione<br />
dei terreni con la riduzione del carico e dei cedimenti che si possono verificare durante un sisma.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 8
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 9
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 10
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
4 Calcolo delle spinte<br />
La spinta del terreno è valutata in base alle caratteristiche del terreno utilizzato per il rinterro e desunte<br />
dalla relazione geologica. In particolare, sono assunti:<br />
Peso terreno/unità di volume p t = 18,50 kN/m 3<br />
Coesione c' = 0,00 kN/m 2<br />
Angolo d’attrito interno terreno φ = 20°<br />
Peso di volume dell’acqua p w = 10,00 kN/m 3<br />
Ai fini del calcolo delle spinte del terreno si utilizza la teoria di Rankine, trascurando l’effetto dell’attrito<br />
muro‐terreno e considerando la superficie del terreno orizzontale. Occorre distinguere due fasi della vita<br />
dell’opera, che portano a considerazioni diverse per il calcolo delle spinte.<br />
. Fase 1 : scavo rinterrato, solaio del piano terra non ancora eseguito<br />
Nella Fase 1 la sottostruttura in calcestruzzo armato mancherà dell’elemento di solaio del piano<br />
terra e pertanto le pareti si troveranno a sostenere il terreno del rinterro, messo in opera prima<br />
del completamento della struttura, attraverso un comportamento di mensola incastrata alla<br />
base, per cui è sembrato opportuno condurre il calcolo della spinta in condizioni di spinta attiva.<br />
. Fase 2 : normale esercizio dopo l’esecuzione del solaio del piano terra<br />
Nella fase 2, invece, tutte le pareti sono collegate tra loro per mezzo di solaio e fondazione e la<br />
struttura risulta completamente immersa nel terreno, pertanto gli spostamenti sono minimi e si<br />
è ritenuto più idoneo riferirsi alle spinte a riposo.<br />
In fase di progettazione definitiva, per il dimensionamento delle pareti controterra in c.a. si è<br />
cautelativamente fatto riferimento a un comportamento a mensola e a condizioni di spinta a riposo.<br />
In generale l’andamento delle pressioni laterali del terreno sulle pareti del serbatoio sarà lineare con<br />
massimo valore alla base e il valore complessivo della spinta sulle pareti della struttura si valuta con la<br />
seguente espressione:<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 11
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
S = 1 2 . k . p t . h 2<br />
dove:<br />
k = coeff. di spinta<br />
h<br />
altezza per la quale si calcola la spinta<br />
K = K 0 = 1 – sin (Φ)<br />
k 0 = 0,66 Coefficiente di spinta a riposo<br />
qacc<br />
s1<br />
H<br />
s2<br />
4.1 Spinta del terreno<br />
Il calcolo della spinta del terreno viene condotto nell’ipotesi di completo rinterro delle sottostrutture in<br />
c.a.:<br />
‣ H = 2,70 m<br />
s 1 = 0 kN/m 2<br />
s 2 = k 0 . p t . H = 33 kN/m 2<br />
Il termine H si riferisce alla quota del terreno rispetto all’estradosso della fondazione.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 12
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
4.2 Spinta dell’acqua<br />
Si considera la spinta dovuta alla pressione idrostatica dell’acqua contenuta all’interno delle vasche in<br />
c.a., nell’ipotesi di vasche completamente piene, cioè un altezza idrica di 2,4 m. Nel torrino si assume<br />
come massimo livello dell’acqua contenuta al suo interno quello di 7,7 m da fondo vasca,<br />
corrispondente alla presenza di una valvola di sicurezza di “troppo pieno”. La spinta totale si valuta con:<br />
S = 1 2 . p w . h 2<br />
‣ Muri vasche interrate:<br />
H = 2,40 m<br />
s 1 = 0 kN/m 2<br />
s 2 = pw . H = 24 kN/m 2<br />
‣ Muri torrino di carico :<br />
H = 7,70 m<br />
s 1 = 0 kN/m 2<br />
s 2 = pw . H = 77 kN/m 2<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 13
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
4.3 Spinta del sovraccarico<br />
L’eventuale presenza di sovraccarico sul terrapieno in prossimità dell’opera realizzata induce<br />
un’ulteriore componente di spinta sulle pareti del serbatoio. Tali spinte orizzontali si valutano con la<br />
seguente espressione:<br />
S = k . q . h<br />
Il carico accidentale q che rappresenta il sovraccarico sul terrapieno, si assume con valore pari a 10<br />
kN/m 2 .<br />
In particolare si ricavano i valori di pressione per metro lineare, calcolati secondo la seguente formula:<br />
s = k . q<br />
qacc = 10 kN/m 2 s 1 = s 2 = k a . qacc = 6,58 kN/m 2<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 14
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
4.4 Calcolo delle azioni sismiche sul terreno<br />
Le azioni sismiche date dal terreno sulle pareti controterra in c.a. del fabbricato sono determinate in<br />
accordo con la norma vigente (NTC 2008). Essa ammette che l’analisi di sicurezza dei muri di sostegno in<br />
condizioni sismiche possa essere condotta mediante metodi pseudostatici. A vantaggio di sicurezza<br />
possiamo assimilare le pareti controterra ad un muro di sostegno data la loro funzione di sostentamento<br />
rispetto al terreno.<br />
I parametri necessari per la valutazione delle azioni sismiche sono, secondo le NTC 2008, i seguenti:<br />
Sito<br />
Comune di Castiglion Fiorentino (AR)<br />
V N (vita nominale della costruzione)<br />
50 anni<br />
Coeff. d’uso della costruzione 2<br />
Stato Limite considerato<br />
SLV (Stato Limite salvaguardia della Vita)<br />
SLD (Stato Limite di Danno)<br />
SLO (Stato Limite di Operatività)<br />
Categoria di sottosuolo<br />
Tipo C (da relazione geologica)<br />
Categoria Topografica<br />
T1<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 15
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
Si assume quindi:<br />
Nell’analisi pseudostatica, l’azione sismica é rappresentata da una forza statica equivalente pari al<br />
prodotto delle forze di gravità del cuneo di terreno a tergo dell’opera per un opportuno coefficiente<br />
sismico. In particolare, per la verifica allo stato limite ultimo, i valori di tali coefficienti orizzontali k h<br />
possono essere valutati con le seguenti espressioni:<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 16
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
k h = β m . a max<br />
g<br />
dove, per il sito in esame:<br />
a max = S . a g accelerazione orizzontale massima attesa al sito;<br />
S = S . S S T = 1,413 coeff. che tiene conto dell’amplificazione stratigrafica S S e<br />
dell’amplificazione topografica S T ;<br />
a g = 0,195 g accelerazione massima attesa sul sito di riferimento rigido<br />
g = accelerazione di gravità;<br />
β m = 1 coeff. di riduzione dell’azione massima attesa. Nel caso di muri<br />
non in grado di subire spostamenti non vi è riduzione (β m = 1)<br />
k h = 0,275/g<br />
Il cuneo di terreno sottoposto all’azione dinamica è quello determinato in funzione dell’altezza delle<br />
pareti controterra e dell’angolo d’attrito del terreno. Considerando:<br />
H = 2,7 m<br />
φ = 20°<br />
altezza del serbatoio a partire dallo spiccato delle di fondazione<br />
angolo d’attrito del terreno<br />
Si ottiene:<br />
L = H/tg φ ≈ 7,4 m<br />
dove L rappresenta la lunghezza del cuneo di terreno di altezza H.<br />
Si ricava l’azione sismica applicando il coefficiente di sovraspinta sismica k h di valore pari a 0,275/g alla<br />
massa del cuneo di terreno individuato a monte della parete. L’azione che dovrà essere applicata sul<br />
muro avrà andamento lineare, con valore massimo in sommità e nullo alla base.<br />
s 1 = k h . p t . L = 37,7 kN/m 2<br />
s 2 = 0 kN/m 2<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 17
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
5 Verifica di portanza e cedimenti<br />
La verifica di portanza del terreno di fondazione è condotta in accordo al D.M. 14/01/2008 tenendo<br />
presenti le specifiche caratteristiche geotecniche del terreno. Si è seguito l’approccio 2 con la relativa<br />
combinazione dei coefficienti parziali su Azioni, Materiali e Resistenze.<br />
‣ Approccio 2:<br />
‐ Combinazione : (A1+M1+R3)<br />
La verifica viene condotta controllando che la tensione massima sul terreno sia inferiore al valore di<br />
progetto.<br />
Effetto A1 A2<br />
Favorevole 1,0 1,0<br />
q pp<br />
Sfavorevole<br />
γ f<br />
1,3 1,0<br />
Favorevole 0,0 0,0<br />
q perm<br />
Sfavorevole<br />
γ f<br />
1,5 1,3<br />
Favorevole 0,0 0,0<br />
q acc<br />
Sfavorevole<br />
γ f<br />
1,5 1,3<br />
M1<br />
M2<br />
Tangente dell’angolo di resistenza a taglio tan ϕ’ k γ M 1,0 1,25<br />
Coesione efficace c’ k γ M 1,0 1,25<br />
Resistenza non drenata c uk γ M 1,0 1,4<br />
Peso dell’unità di volume p t γ M 1,0 1,0<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 18
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
R1 R2 R3<br />
Capacità portante γ R 1,0 1,8 2,3<br />
La tipologia di sottostruttura prevista, con platea e numerosi setti in c.a. disposti secondo le due<br />
direzioni principali e collegati in testa da un solaio anch’esso in c.a., garantisce un comportamento<br />
scatolare rigido della fondazione. Ciò premesso, si valutano le tensioni sul terreno nell’ipotesi di<br />
comportamento fondazione rigida su terreno elastico. Il calcolo delle tensioni viene condotto in varie<br />
configurazioni di riempimento delle vasche interrate, in modo da valutare il massimo valore delle<br />
pressioni che agiscono localmente sul terreno.<br />
Nel calcolo delle tensioni sul terreno sono stati considerati tutti i carichi propri, permanenti e<br />
accidentali, così come definiti nella “<strong>Rel</strong>azione di Calcolo Strutturale”. È stata ipotizzata la presenza di<br />
acqua nei serbatoi secondo 6 macrozone e considerando diverse condizioni di carico, assumendo<br />
sempre assenza di acqua nella zona 5 come da schema che segue.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 19
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
Le condizioni di carico considerate sono le seguenti:<br />
Totale : acqua max livello in ogni vasca<br />
Acc1 : acqua max livello in zona 1 e 2<br />
Acc2 : acqua max livello in zona 1, 2, 3 e 4<br />
Acc3 : acqua max livello in zona 1 e 3<br />
Acc4 : acqua max livello in zona 4 e 6<br />
Acc5 : acqua max livello in zona 6<br />
Inoltre sono state considerate le condizioni di carico sismiche con tutte le vasche piene:<br />
SSx : acqua max livello in ogni vasca + sisma direzione X<br />
SSy : acqua max livello in ogni vasca + sisma direzione Y<br />
Le tensioni sono state valutate nei punti più esterni della fondazione e le massime pressioni si osservano<br />
nella zona del torrino di carico (zona 1). Si sono utilizzati gli opportuni coefficienti di amplificazione dei<br />
carichi per la determinazione delle azioni nei due casi di SLU e SLE, come indicato nelle NTC2008 e<br />
riportato sulla “<strong>Rel</strong>azione di Calcolo Strutturale”.<br />
Si riportano di seguito le massime pressioni riscontrate nelle due condizioni di SLU e SLE. La condizione<br />
che produce le massime pressioni sul terreno è sempre quella “Acc2”:<br />
SLU<br />
N 33.480 kN бa 115,43 kN/mq бd 104,97 kN/mq<br />
My ‐11.450 kNm бb 118,18 kN/mq бe 34,49 kN/mq<br />
Mx ‐58.496 kNm бc 117,53 kN/mq бf 48,93 kN/mq<br />
SLE<br />
N 24.815 kN бa 84,86 kN/mq бd 77,11 kN/mq<br />
My ‐8.344 kNm бb 86,78 kN/mq бe 26,55 kN/mq<br />
Mx ‐41.986 kNm бc 86,26 kN/mq бf 37,07 kN/mq<br />
Con N, My e Mx si indicano le massime sollecitazione che agiscono al livello del piano di posa sulla<br />
fondazione considerata come corpo rigido.<br />
Assumendo come corretto il valore della portanza ultima ricavato dalla teoria di Hansen e riportato nella<br />
relazione geologica, si osserva che:<br />
q d = q k / γ R3 = 422/2,3 = 183 kN/m 2 > q max 120 kN/m 2<br />
Verifica di portanza soddisfatta<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 20
Costruzione dell’impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino<br />
Progetto Definitivo<br />
<strong>Rel</strong>azione<br />
Geotecnica <strong>RC</strong>‐<strong>02</strong>‐<strong>03</strong><br />
Il valore dei cedimenti calcolati nella relazione geologica pari a 8,28 cm viene ritenuto eccessivo viste le<br />
caratteristiche della struttura. Tenuto conto anche dell’analoga indicazione presente nella relazione<br />
geologica si ritiene necessario un consolidamento del terreno con l’esecuzione di colonne di ghiaia, sia ai<br />
fini della limitazione dei cedimenti che a causa della possibilità di liquefazione dei terreni in conseguenza<br />
di un evento sismico. Dopo l’esecuzione del consolidamento sarà necessario effettuare le relative prove<br />
di carico su piastra per accertare il miglioramento ottenuto.<br />
RTI:<br />
Physis s.r.l., Heurein, Ing. S. G. Morano, Ing. L. Duranti, Geol. P. Manini<br />
pag. 21