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Elaborato B Relazione geologica e geognostica - Comune di ...

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Moretti ing. LucaVia Goldoni n. 23 – 58100 GrossetoTel. e fax 0564 28077 Cell. 333 8973895e-mail: lucamoretti2@virgilio.itGuastini Geol. UbaldoVia Marche n. 76 – 58100 GrossetoTel. e fax 0564 453423 Cell. 328 4197620e-mail: uguastini@alice.itCOMUNE DI PITIGLIANO(Provincia <strong>di</strong> Grosseto)PROGETTO DI COMPLETAMENTO DEI LAVORI DICONSOLIDAMENTO DELLA RUPE TUFACEA SU CUI E’EDIFICATO L’ABITATO DI PITIGLIANOCOMPLETAMENTO ED ELIMINAZIONE DELLE SITUAZIONI DIRISCHIO – 1° STRALCIORELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA<strong>Elaborato</strong> BGrosseto, Giugno 2010I Progettisti(Dott. Ing. Luca Moretti)(Dott. Geol. Ubaldo Guastini)________________________________________________________________________________


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAPer quanto sopra esposto, il progetto attuale si inquadra nel contesto del consolidamentodell’abitato prevedendo la sistemazione della parte inferiore del versante compreso tra la base dellarupe e la strada <strong>di</strong> circonvallazione del paese che rappresenta anche la strada <strong>di</strong> servizio e <strong>di</strong> accessoalle aree d’intervento.Pertanto, a partire dall'inquadramento geologico e stratigrafico dell'intera area, lo stu<strong>di</strong>o <strong>di</strong>seguito esposto, si fa carico <strong>di</strong> procedere alla caratterizzazione dei terreni sia sotto l’aspettogeotecnico che stratigrafico in relazione alla impostazione delle opere <strong>di</strong> consolidamento previste.1. INQUADRAMENTO GEOLOGICO E MORFOLOGICO1.1 Geomorfologia, idrografia ed uso del suoloL’abitato <strong>di</strong> Pitigliano ricade nell’ambito <strong>di</strong> un’area legata strettamente alla presenza <strong>di</strong> depositivulcanici la cui messa in posto viene fatta risalire all’intervallo temporale compreso fra il Pliocenesuperiore ed il Pleistocene inferiore. Dette effusioni vulcaniche, susseguitesi nel tempo, hanno datoluogo ad un esteso “plateau”, pressoché pianeggiante, <strong>di</strong> altitu<strong>di</strong>ne compresa tra 200 e 400 m, che sisviluppa in tutto il territorio comunale e degrada, con debole pendenza, in <strong>di</strong>rezione NE - SW, fino araggiungere la valle del fiume Fiora.L’assetto morfologico dell’area risulta articolato su ampie zone pianeggianti, ubicate incorrispondenza della porzione sommitale delle colate piroclastiche, interrotte da versanti molto acclivialla cui base alla cui base scorrono torrenti orientati, prevalentemente, in <strong>di</strong>rezione NE – SW, ovveroparallelamente alla <strong>di</strong>rezione <strong>di</strong> deflusso delle stesse colate ignimbritiche.Dette incisioni, profonde fino a circa 100 m, sono da mettere in relazione sia alla ero<strong>di</strong>bilità deilitotipi vulcanici che, soprattutto, alla presenza <strong>di</strong> litoclasi conseguenti alle contrazioni della stessamassa effusiva nel corso del raffreddamento; queste ultime, infatti, una volta interessate dagli agentiesogeni, sono <strong>di</strong>venute sede dello scorrimento idrico esaltando, in un certo qual modo, l’azioneerosiva esercitata dalle stesse acque.Nelle aree pianeggianti dei depositi tufacei, si è sviluppata una consistente coltre eluviocolluviale,con spessore che varia da zona a zona, costituita da materiale a granulometria me<strong>di</strong>o finederivante dal <strong>di</strong>sfacimento delle rocce piroclastiche ad opera degli agenti esogeni.Non a caso, infatti, dette aree pianeggianti sono destinate prevalentemente ad uso agricolo concoltivazioni intensive <strong>di</strong> viti e olivi; in misura minore sono presenti zone destinate a pascolo ed aseminativo. La vegetazione “naturale” è limitata, invece, alle ripide scarpate, dove la eccessivapendenza ha impe<strong>di</strong>to nel tempo l'introduzione delle coltivazioni, ed è rappresentata da varie specie <strong>di</strong>Quercus, con prevalenza della roverella accompagnata dal rovere e dal cerro e, subor<strong>di</strong>natamente,dall’acero e dall’olmo; laddove l'umi<strong>di</strong>tà è maggiore sono presenti il nocciolo e l'ontano.4


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAIn particolare l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano è localizzato su <strong>di</strong> una piastra <strong>di</strong> tufo giallo litoide(Formazione <strong>di</strong> Sorano), sviluppata in <strong>di</strong>rezione grosso modo E – W e delimitata, nel latosettentrionale, dal fiume Lente e dal torrente Procchio ed in quello meri<strong>di</strong>onale dal torrente Meleta.Detta piastra mostra una parete sub-verticale <strong>di</strong> aggetto pari a circa 20 – 25 m sul lato meri<strong>di</strong>onale e <strong>di</strong>circa 10 – 20 m su quello settentrionale; detta coltre tufacea è sorretta da unità piroclastiche <strong>di</strong> variotipo costituite da materiali debolmente coesivi e caratterizzati da pendenze variabili tra 40 – 45° che<strong>di</strong>ventano man mano più dolci fino a raccordarsi con la modesta piana alluvionale presente incorrispondenza del fondo valle.Certamente l’evoluzione del versante è stata favorita dall’azione erosiva dei corsi d’acqua cheha dato origine a movimenti gravitativi <strong>di</strong> tipo complesso a seconda dei litotipi interessati: frane <strong>di</strong>scivolamento nei depositi piroclastici inferiori e frane per ribaltamento e scivolamento planare nellepareti <strong>di</strong> tufo giallo litoide in relazione alla presenza delle <strong>di</strong>scontinuità sopra richiamate.1.2 Geologia generaleL’abitato <strong>di</strong> Pitigliano fa parte integrante <strong>di</strong> un’estesa coltre <strong>di</strong> prodotti vulcanici derivanti dalleeffusioni, per lo più ignimbritiche, dell’apparato vulcanico dei Monti Vulsinei che occupano la porzioneoccidentale dell’area vulsinea, posta a cavallo della Toscana meri<strong>di</strong>onale e del Lazio settentrionale, peruna superficie <strong>di</strong> poco superiore ad 800 Km 2 .Le <strong>di</strong>verse unità vulcaniche, derivanti dalle effusioni avvenute, principalmente, nel periodo“basso Pleistocene” (circa 200.000 anni), si sono depositate sopra ad una paleomorfologia, costituitada terreni se<strong>di</strong>mentari del tardo Mesozoico e del Terziario appartenenti alla “Serie Toscana” e al“Complesso Alloctono” ed al ”Complesso Neoautoctono”; alla stessa stregua <strong>di</strong> vere e proprie “isole”,detti terreni se<strong>di</strong>mentari affiorano in alcune località dell’area vulcanica con la parte culminante dei rilievicollinari; un esempio <strong>di</strong> tale situazione si riscontra imme<strong>di</strong>atamente a NE dell’abitato <strong>di</strong> Pitigliano incorrispondenza del rilievo collinare <strong>di</strong> Monticelli - Monte Grande costituito da arenarie <strong>di</strong> tipoPietraforte appartenenti “Complesso Alloctono”.1.3 Situazione stratigrafica localeCon riferimento alla cartografia del “Progetto Carg”, promosso dalla Regione Toscana e dalServizio Geologico Nazionale, è stato eseguito un rilievo geologico <strong>di</strong> dettaglio, condotto su <strong>di</strong> un’areasufficientemente ampia, che ha permesso <strong>di</strong> riconoscere la stratigrafia e la litologia delle unitàvulcaniche affioranti (cfr. Tav. B1). In tale area affiorano, dal più antico al più recente, i seguenti terreni: Formazione <strong>di</strong> Canino: si tratta <strong>di</strong> un’unità vulcanica costituita da <strong>di</strong>versi flussi piroclastici il piùantico dei quali è rappresentato da un deposito pomiceo non saldato con matrice micropomiceabianca all’interno della quale sono <strong>di</strong>sperse pomici dello stesso colore. Al <strong>di</strong> sopra <strong>di</strong> questo siriscontra la presenza <strong>di</strong> un flusso piroclastico, saldato, con matrice rossiccia e numerosi5


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAintraclasti nettamente dominanti rispetto alle spora<strong>di</strong>che pomici chiare. L’ultimo elemento èrappresentato da un deposito a matrice giallo-arancio con pomici gialle e rari intraclasti. Affioralungo le pareti che fiancheggiano il fiume Lente con spessori che non dovrebbero superare i 50 m Formazione <strong>di</strong> Sovana: si tratta <strong>di</strong> un’unità vulcanica a consistenza litoide, caratterizzata da unamatrice micropomicea <strong>di</strong> colore rosso nella quale sono immerse scorie nere e rare pomicianch’esse <strong>di</strong> colore nero. Nella parte basale si riscontra la presenza <strong>di</strong> un deposito pomiceo, inmatrice <strong>di</strong> colore bianco, molto simile a quello che caratterizza la Formazione <strong>di</strong> Farnese; lasud<strong>di</strong>visione fra le suddette formazioni si basa sulla presenza <strong>di</strong> un paleosuolo bruno - nerastroche solo localmente risulta essere ben evidente. Detta unità affiora lungo il fiume Lente, al <strong>di</strong>sopra della Formazione <strong>di</strong> Canino; non si esclude che fra le due vi sia un piccolo lembo <strong>di</strong> terreniappartenenti alla Formazione <strong>di</strong> Farnese. Lo spessore dell’intero corpo vulcanico non dovrebbesuperare i 10 - 15 m. Deposito epiclastico: si tratta <strong>di</strong> se<strong>di</strong>menti fluvio lacustri, depositati in un periodo <strong>di</strong> stasi dell’attivitàvulcanica, <strong>di</strong> consistenza limo sabbiosa e <strong>di</strong> colorazione grigio verdastra. Lo spessore risultapiuttosto variabile da pochi centimetri ad un massimo <strong>di</strong> 4 m ed in alcune zone risulta del tuttoassente.Fig. 1 Contatto tra la Formazione <strong>di</strong> Sorano (“Tufo giallo litoide”) ed il sottostante depositoepiclastico; da notare la fratturazione molto spinta presente ne tufo giallo litoide.6


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA Formazione <strong>di</strong> Sorano: si tratta <strong>di</strong> un’unità vulcanica, nota anche come “Tufo giallo litoide”, aconsistenza litoide, caratterizzata da una matrice micropomicea <strong>di</strong> colore giallo senape nella qualesono immerse piccole pomici centimetriche, microvescicolate e schiacciate, con rare pomicigrigie <strong>di</strong> <strong>di</strong>mensioni maggiori ed inclusi lavici fortemente saldati alla matrice stessa. Nella partebasale sono presenti dei surge <strong>di</strong> colore grigiastro con un’evidente laminazione incrociata. Dettaformazione, costituisce per intero la placca su cui è impostato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano; lo spessorenon dovrebbe essere inferiore a 25 - 30 m. Formazione dei Tufi <strong>di</strong> Poggio Pinzo: si tratta <strong>di</strong> un’unità vulcanica costituita da depositi <strong>di</strong> cadutapliniana <strong>di</strong> colore chiaro e da surge, grigiastri, con laminazione incrociata. Questa formazioneaffiora nella porzione nord-orientale del paese ad una quota superiore a quella dello stesso abitato;lo spessore della formazione non dovrebbe superare i 10 - 15 m. Formazione <strong>di</strong> Pitigliano: Unità <strong>di</strong> flusso piroclastica ricca in frammenti litici seguita da un ash-flowdeposit saldato, grigio con struttura a fiamme. Anche questa formazione affiora in corrispondenzadella porzione nord-orientale dell’abitato <strong>di</strong> Pitigliano, con spessori variabili dai 10 ai 30 m. Depositi alluvionali: si ritrovano lungo gran parte del fiume Lente e sono costituiti da depositi agranulometria sabbiosa con spora<strong>di</strong>ci ciottoli. Lo spessore varia a seconda dei casi da pochimetri ad oltre 10 m. Detriti e depositi <strong>di</strong> frana: in alcune aree dei versanti che raccordano la parte pianeggiante delplateau con i sottostanti corsi d’acqua (torrente Procchio e fiume Lente) sono presenti, talora,delle coltri detritiche, che rappresentano il materiale proveniente da nicchie <strong>di</strong> <strong>di</strong>stacco localizzatein prossimità dell’orlo <strong>di</strong> scarpata e, peraltro, ben evidenziate dall’andamento morfologico delterreno; al momento dette frane risultano prevalentemente inattive ed il materiale franato, moltospesso, risulta obliterato dalla vegetazione spontanea che si è reimpostata sulle stesse coltri.La situazione <strong>geologica</strong> e stratigrafica sopra descritta è stata riportata nella carta e nelle sezionigeologiche <strong>di</strong> Tavola B1 (cfr. Tav. B1).2. INDAGINE GEOGNOSTICAIn considerazione della riconosciuta sismicità del territorio comunale <strong>di</strong> Pitigliano (zonasismica 3 con a g /g = 0,05 – 0,15) ed allo scopo <strong>di</strong> caratterizzare dal punto <strong>di</strong> vista geotecnico ilterreno interessato dall’intervento, si è ritenuto opportuno procedere ad un’indagine <strong>geognostica</strong>pluri<strong>di</strong>sciplinare basata sull’esecuzione <strong>di</strong> un’indagine geofisica, capace <strong>di</strong> rispondere alla necessità <strong>di</strong>investigazione del terreno più superficiale e sulla caratterizzazione geotecnica del terreno d’impostadegli interventi e del materiale necessario alla realizzazione delle strutture <strong>di</strong> sostegno in terrarinforzata. Pertanto, sulla base <strong>di</strong> tali considerazioni l’indagine <strong>geognostica</strong> è stata articolata sullaesecuzione <strong>di</strong>:7


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA n° 1 saggio geognostico finalizzato al prelievo <strong>di</strong> un campione “semi<strong>di</strong>sturbato” del terrenodetritico rimosso in occasione dello sbancamento dell’area d’intervento; analisi <strong>di</strong> laboratorio necessarie alla caratterizzazione geotecnica del terreno detritico soprarichiamato; un’indagine sismica a rifrazione necessaria ad approfon<strong>di</strong>re le conoscenze sull’andamentoareale delle <strong>di</strong>scontinuità sismiche (coltre <strong>di</strong> alterazione, substrato ecc.). Per la determinazionedel parametro VS 30 si è fatto ricorso ai dati acquisita da una prova Down - hole eseguita nel2007 in occasione <strong>di</strong> un intervento <strong>di</strong> consolidamento attiguo a quello <strong>di</strong> che trattasi.2.1 Saggi geognosticiAllo scopo <strong>di</strong> caratterizzare il terreno che costituisce la coltre detritica presente nell’aread’intervento, si è proceduto, me<strong>di</strong>ante escavatore, alla realizzazione <strong>di</strong> n° 1 saggio geognostico, spintosino alla profon<strong>di</strong>tà <strong>di</strong> 2 m dal piano <strong>di</strong> campagna. Nello stesso tempo, è stato effettuato, con lemodalità previste dalle Raccomandazioni AGI (1977), il prelievo <strong>di</strong> un campione <strong>di</strong> terreno necessarioall’esecuzione delle relative prove <strong>di</strong> laboratorio. L’ubicazione del suddetto saggio è stata riportata nellaTavola B1 (cfr. Tav. B1).2.2 Prove <strong>di</strong> laboratorioLe analisi geotecniche sono state eseguite presso il laboratorio Pangeo s.n.c. <strong>di</strong> Poggibonsi(cfr. verbale <strong>di</strong> accettazione n° 326/2010) ed hanno riguardato il campione C 1 prelevati nel saggio T 1alla profon<strong>di</strong>tà <strong>di</strong> 0,30 – 0.50 m dal piano <strong>di</strong> campagna. Le prove sono state finalizzate alladeterminazione delle principali caratteristiche fisico – meccaniche e le copie dei relativi certificati sonostati riportati nell’Appen<strong>di</strong>ce A in calce alla relazione (cfr. Appen<strong>di</strong>ce A – Certificati n° 619/10).Il materiale sottoposto ad analisi ha mostrato la consistenza <strong>di</strong> un “limo argilloso” con un peso<strong>di</strong> volume allo stato naturale pari a 15,30 kN/m 3 ed un peso secco <strong>di</strong> 13,30 kN/m 3 ed un contenutonaturale d’acqua pari a 14,92% (cfr. Appen<strong>di</strong>ce A - Certificato n°619/10).Le prove <strong>di</strong> taglio <strong>di</strong>retto, <strong>di</strong> tipo “consolidato drenato” (CD), effettuate in scatola <strong>di</strong>Casagrande, hanno fatto registrare un valore dell'angolo <strong>di</strong> attrito interno () pari a 33,9° con unacoesione (c) <strong>di</strong> 4,416 kN/m ² (cfr. Appen<strong>di</strong>ce A - Certificato n°619/10).In questa sede si riportano, inoltre, i parametri geotecnici delle tre unità vulcaniche presentilungo il versante: il tufo giallo litoide (Formazione Sorano 1), il deposito <strong>di</strong> epiclastite presente alla basedella parete ed il tufo rosso a pomici nere (Formazione Sorano 2 o Formazione <strong>di</strong> Sovana).Detti parametri, illustrati nella tabella 1 <strong>di</strong> seguito riportata, sono stati acquisiti dalle analisigeotecniche eseguite nel corso dei vecchi lavori <strong>di</strong> consolidamento effettuati dal <strong>Comune</strong> e da quelleeseguite <strong>di</strong>rettamente dal Dipartimento <strong>di</strong> Scienze della Terra <strong>di</strong> Firenze in occasione <strong>di</strong> un recente8


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAincarico conferito dallo stesso <strong>Comune</strong> <strong>di</strong> Pitigliano e finalizzato alla caratterizzazione geomeccanicadella rupe tufacea.Litotipo Peso <strong>di</strong> volume Angolo <strong>di</strong> attrito Coesione Compressionasciutto saturo asciutto saturou.m. kN/m 3 kN/m 3 ° ° kN/m 2 MPaTufo giallo litoide 14.70 15.69 28 - 31° 25° 58.84 5Epiclastite 15.49 17.65 26 20 19.61 -Tufo rosso a pomici nere 15.20 16.10 30° 28° 65.00 -Tabella 1 Parametri geotecnici delle unità vulcaniche2.3 Indagine sismica a rifrazioneAllo scopo <strong>di</strong> definire i litotipi presenti nell’area d’intervento, sia in termini <strong>di</strong> compattezza chein termini <strong>di</strong> stratificazione, è stata eseguita, nel mese <strong>di</strong> Giugno 2010, dalla Georisorse Italia S.a.s. <strong>di</strong>Sinalunga (Siena) un’indagine geofisica condotta me<strong>di</strong>ante prospezione sismica a rifrazione.L’elaborazione dei dati per la velocità delle onde P, effettuata con la tecnica tomografica, hapermesso <strong>di</strong> ricostruire l’andamento delle varie <strong>di</strong>scontinuità sismiche evidenziando la presenza <strong>di</strong>zone caratterizzate da <strong>di</strong>versa consistenza alle varie profon<strong>di</strong>tà d’investigazione. I risultati ottenuti datale indagine sono stati descritti nei paragrafi a seguire ed illustrati me<strong>di</strong>ante una tavola che consente<strong>di</strong> delineare la natura del sottosuolo lungo le sezioni esplorate (cfr. Tav. B2).2.3.1 Operazioni <strong>di</strong> campagnaL’area <strong>di</strong> interesse relativa all’intervento <strong>di</strong> consolidamento è stata esplorata me<strong>di</strong>antel’esecuzione <strong>di</strong> 3 profili sismici (PR1, PR2 e PR3) <strong>di</strong> cui, uno <strong>di</strong> lunghezza pari a 120 m, coninter<strong>di</strong>stanza geofonica <strong>di</strong> 5 m (cfr. Tav. B2 - Profilo PR1) e gli altri <strong>di</strong> lunghezza pari a 72 m cadauno,con inter<strong>di</strong>stanza geofonica <strong>di</strong> 3 m (cfr. Tav. B2 - Profili PR2 e PR3).Tali <strong>di</strong>spositivi sono risultati idonei ad esplorare l’intera area con linee ad andamento subparalleloe sub-ortogonale alle curve <strong>di</strong> livello ed a quote <strong>di</strong>fferenti.Lungo ogni profilo sono stati eseguiti tiri sismici ogni 3 geofoni, oltre a due tiri esterni allestese sismiche a <strong>di</strong>stanze pari a 3 volte l’inter<strong>di</strong>stanza geofonica.La cadenza dei tiri sismici descritta ha permesso <strong>di</strong> ottenere una buona copertura dei frontid’onda attraversanti i vari elementi del modello geofisico ricostruito.L’ubicazione dei profili è stata riportata nella Tavola B1 in sovrapposizione al rilievo planoaltimetrico <strong>di</strong>sponibile. Le quote delle sezioni sismiche e degli elaborati derivanti da tale cartografiasono state riferite al livello del mare (cfr. Tav. B1).9


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA2.3.2 Risultati ottenutiL’elaborazione dei dati acquisiti ha portato alla restituzione <strong>di</strong> 3 tomografie sismiche delle ondeP riportate nelle Tavola B1alla scala 1:1000.Le tomografie evidenziano le variazioni della velocità nel sottosuolo me<strong>di</strong>ante variazionicromatiche in<strong>di</strong>cate da una apposita scala <strong>di</strong> colori che va da tonalità blu scuro, per le basse velocità,a colorazioni azzurro, verde, giallo, arancio, rosso, bianco per velocità via via più elevate. Nel casospecifico si è adottata una scala che comprende i valori da 0 a 2000 m/sec.L’aumento generalizzato delle velocità sismiche delle onde P con la profon<strong>di</strong>tà è interrotto inalcuni casi da livelli ad inversione <strong>di</strong> velocità, caratterizzati da geometria prevalentemente suborizzontale.La modellizzazione sismica del sottosuolo ottenuta dall’elaborazione tomografica è, sulla basedel contesto <strong>di</strong> indagine, sintetizzabile in termini litologici e geomeccanici in 3 principali sismostrati:• primo sismostrato (VP inferiore a 500 m/sec): sismostrato superficiale caratterizzato da scarsacompattezza. I terreni attribuibili a questo strato sono riconducibili a suolo vegetale, ai terreni <strong>di</strong>riporto e/o al materiale detritico caduto dalla rupe <strong>di</strong> tufo soprastante. Lo spessore <strong>di</strong> questostrato è particolarmente marcato nel profilo 3, dove si raggiungono anche 7-8 m, sebbenegeneralmente si mantenga sui circa 5 m (cfr. Tav. B2 - PR 3). Lungo il profilo 2, prossimo allasede comunale, lo spessore non supera mai i 5 m (cfr. Tav. B1 - PR 2).• secondo sismostrato (VP compresa tra 500 e 1.100-1.200 m/sec): a questo sismostrato èattribuibile l’intera parte alterata ed allentata, ma non scompaginata, dell’Unità vulcanica. Lavelocità sismica può essere in<strong>di</strong>cativa della frequenza <strong>di</strong> fratture nei blocchi tufacei; fratturazioneche in genere aumenta verso la superficie (cfr. Tav. B1 - PR 1 PR2 e PR3).• terzo sismostrato – (VP maggiore <strong>di</strong> 1.200 m/s) - Nel locale contesto geo - litologico conquesta velocità si può in<strong>di</strong>care il substrato sismico e dalle tomografie si nota, infatti, che anche aprofon<strong>di</strong>tà maggiori, superiori a 15-20 m dal p.c., si raggiungono velocità <strong>di</strong> 1.500 m/sec (cfr.Tav. B1 - PR 2 e 3). Nel Profilo 3, in prossimità del depuratore, le velocità massime raggiuntesono risultate <strong>di</strong> poco superiori a 1.500 m/sec.Detta indagine ha pertanto evidenziato la presenza <strong>di</strong> una coltre <strong>di</strong> alterazione, <strong>di</strong> spessoreme<strong>di</strong>o non inferiore a 5 m, localizzata nel versante posto al <strong>di</strong> sotto della parete e <strong>di</strong> un ulterioreorizzonte, caratterizzato da un certo grado <strong>di</strong> fratturazione, prima <strong>di</strong> raggiungere un litotipocaratterizzato da buona competenza.10


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAPer quanto concerne la Vs30 si richiamano in questa sede i risultati ottenuti da una misurasismica in foro eseguita, nel mese <strong>di</strong> gennaio 2007, con la tecnica Down - hole lungo la stradaSelciata ad una <strong>di</strong>stanza <strong>di</strong> circa 100 m dal tratto d’interesse. I risultati ottenuti hanno portato arestituire i <strong>di</strong>agrammi delle velocità sismiche delle onde P ed SH <strong>di</strong> seguito riportati:Velocita' (m/sec)0 500 1000 1500 2000 2500005PITIGLIANOS1DIAGRAMMI VELOCITA'V PV SH51010Profon<strong>di</strong>ta' (m)15VS30 = 572 m/s152020252530300 500 1000 1500 2000 2500Fig. 2. Diagramma delle velocità delle onde P ed SH e valore <strong>di</strong> vs30Sulla base <strong>di</strong> quanto sopra esposto il valore VS30 è risultato pari a 572 m/s ed ai sensi dellavigente normativa sismica e sulla base della tabella 3.2.II (categoria <strong>di</strong> sottosuolo) delle NTC 2008, ilterreno dell’area <strong>di</strong> intervento, nelle con<strong>di</strong>zioni attuali, ricade nell’ambito della Categoria B.3. CARATTERIZZAZIONE GEOMECCANICA DELL’AMMASSO ROCCIOSO3.1. Rilievo geostrutturaleSu incarico dello stesso <strong>Comune</strong> <strong>di</strong> Pitigliano le caratteristiche geostrutturali della rupe tufaceasono state rilevate dal Dipartimento <strong>di</strong> Scienze della Terra dell’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Firenze me<strong>di</strong>anteapposita convenzione che fa parte integrante dello stesso progetto <strong>di</strong> consolidamento.11


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICADetto rilievo riveste una notevole importanza per tutte le considerazioni relative alla stabilità;infatti, dalla ricostruzione della geometria delle varie <strong>di</strong>scontinuità è possibile ricavare <strong>di</strong>rettamente la<strong>di</strong>stribuzione spaziale delle famiglie <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità che interessano la “rupe”.Complessivamente le misure sono state effettuate sui versanti della rupe (3 sten<strong>di</strong>menti enumerose <strong>di</strong>scontinuità isolate) e in 70 delle cavità censite (20 sten<strong>di</strong>menti e numerose <strong>di</strong>scontinuitàisolate), per un totale <strong>di</strong> 317 <strong>di</strong>scontinuità. I risultati <strong>di</strong> tale rilievo sono stati confrontati con quello piùridotto eseguito dallo scrivente nella zona compresa tra il depuratore e la sede comunale (39 misuresu sten<strong>di</strong>menti lineari <strong>di</strong> lunghezza pari a complessivi 45 m) ottenendo una sostanziale omogeneità.Per quanto concerne la rappresentazione <strong>di</strong> tali <strong>di</strong>scontinuità si è fatto ricorso a proiezionistereografiche utilizzando il reticolo equiareale <strong>di</strong> Schmidt; in particolare, per ogni piano <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuitàrilevato in parete od in grotta, è stata definita l’immersione, l’inclinazione, la persistenza, la spaziatura,l’apertura, il riempimento, la presenza <strong>di</strong> acqua ecc..Per ciascuna famiglia <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità è stato costruito l’inviluppo relativo alle variazioni <strong>di</strong><strong>di</strong>rezione e <strong>di</strong> immersione rilevate, riportando nei <strong>di</strong>agrammi polari i limiti <strong>di</strong> variazione. Nell’areaoggetto <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o la fronte della rupe ha un andamento grosso modo E - W.Nella figura <strong>di</strong> seguito illustrata sono state riportate in un <strong>di</strong>agramma a rosa le <strong>di</strong>rezioni delle<strong>di</strong>scontinuità rilevate da cui si evidenzia, con una buona approssimazione, la prevalenza <strong>di</strong> due gran<strong>di</strong>famiglie <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità, entrambe ad andamento sub-verticali e, seppure in maniera subor<strong>di</strong>nata, lapresenza <strong>di</strong> ulteriori <strong>di</strong>scontinuità.Fig. 3 Diagramma a rosetta degli strike dei sistemi <strong>di</strong> fratturazione• famiglia Jn1: <strong>di</strong>rezione circa E - W (75° - 86°) grosso modo parallela alla stessa parete dellarupe, con facce inclinate verso l’esterno;12


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA• famiglia Jn2: <strong>di</strong>rezione circa N - S (345° - 73°),. con facce ortogonali o quasi alla parete egeneralmente inclinate verso WLa persistenza appare abbastanza elevata e la spaziatura varia da un minimo <strong>di</strong> 0,9 m ad unmassimo <strong>di</strong> 4,5 m per la famiglia Jn1 e da 1,5 m a 2,5 m per la famiglia Jn2.Le <strong>di</strong>scontinuità appartenenti alla famiglia Jn1, oltreché in parete, possono essere osservatenei cunicoli e nelle cantine presenti nell’interno della rupe stessa (Chalet il Noce, Museo Celata). Lapersistenza me<strong>di</strong>a è pari a circa 5 m mentre l’apertura delle fratture varia da un minimo <strong>di</strong> pochimillimetri ad un massimo <strong>di</strong> 1,2 m. Le misure ottenute concordano pienamente con quelle eseguite sullato opposto della rupe (lato meri<strong>di</strong>onale) in occasione <strong>di</strong> un precedente lavoro <strong>di</strong> consolidamentoeseguito per conto della stessa Amministrazione Comunale nel 1988 (Focacci - Buriani).Da quanto sopra appare evidente la presenza nella rupe <strong>di</strong> Pitigliano <strong>di</strong> due sistemi <strong>di</strong><strong>di</strong>scontinuità la cui combinazione ha determinato una sud<strong>di</strong>visione della roccia in corpi “colonnari”, asimmetria più o meno parallelepipeda, <strong>di</strong> volume abbastanza variabile in relazione al <strong>di</strong>sturboprovocato dalle altre <strong>di</strong>scontinuità presenti nella parete ed evidenziate nello stesso <strong>di</strong>agramma <strong>di</strong> figura1. Secondo questa ipotesi, l’evoluzione tettonica dell’area precedente e contemporanea all’attivitàvulcanica, avrebbe esercitato un ruolo attivo sull’impostazione delle strutture morfologichesuccessivamente originate; in particolare, le principali lineazioni sopra definite, legate a sistemi <strong>di</strong>fratture e faglie su ampia scala, sarebbero responsabili del controllo del percorso dei fiumi e,certamente, correlabili con le <strong>di</strong>rezioni delle <strong>di</strong>scontinuità in<strong>di</strong>viduate a grande scala nella rupe <strong>di</strong>Pitigliano.L’ipotesi dell’esistenza <strong>di</strong> un controllo da parte delle faglie è sostenuta da considerazioni sullasuccessione degli eventi tettonici e morfologici dell’area. In particolare, i maggiori prodotti degli eventivulcanici pleistocenici sono costituiti da colate piroclastiche che hanno colmato le valli e livellato lamorfologia preesistente dando origine ad ampi “plateaux”; successivamente i fiumi, impostandosilungo le antiche <strong>di</strong>rezioni preferenziali, hanno inciso le valli erodendo i depositi piroclastici, anche dopoil ripetersi <strong>di</strong> nuove colate piroclastiche.La stessa considerazione che i corsi d’acqua principali si sviluppino lungo due <strong>di</strong>rezionipreferenziali (NNW – SSE e ENE – WSW), analogamente allo sviluppo delle <strong>di</strong>scontinuità presentinell’ammasso <strong>di</strong> Pitigliano, può, effettivamente, <strong>di</strong>mostrare il legame tra la tettonica dell’area ed isistemi <strong>di</strong> fratturazione rilevati a grande scala.3.2 Classificazione dell’ammasso rocciosoPer valutare la qualità dell’ammasso roccioso che costituisce la rupe <strong>di</strong> Pitigliano sono stateapplicate due classificazioni: classificazione RMR <strong>di</strong> Bieniawski (1989) e classificazione Q <strong>di</strong> Barton(1974), le più <strong>di</strong>ffuse nel panorama scientifico e tecnico del settore.13


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA3.2.1 Classificazione geomeccanica <strong>di</strong> BieniawskiNel sistema <strong>di</strong> classificazione RMR (Rock Mass Rating) <strong>di</strong> BIENIAWSKI (1989) vengonoconsiderati i seguenti parametri dell’ammasso roccioso:1. resistenza a compressione uniassiale del materiale roccia c= 2;2. in<strong>di</strong>ce RQD (Rock Qualità Design) = 20;3. spaziatura delle <strong>di</strong>scontinuità =12;4. con<strong>di</strong>zioni delle <strong>di</strong>scontinuità (apertura, rugosità, riempimento, degradazioni pareti)= 18;5. con<strong>di</strong>zioni idrauliche = 10;A. aggiustamento per l’orientazione delle <strong>di</strong>scontinuità.A ciascun parametro (da 1 a 5) viene assegnato un valore (rating), in funzione del grado <strong>di</strong>qualità del parametro considerato (Tabella 2). Il valore dell’in<strong>di</strong>ce RMR <strong>di</strong> base (RMR b ) si ottiene dallasomma finale dei punteggi dei primi 5 parametri, detti in<strong>di</strong>ci parziali, ed è legato alle caratteristichedell’ammasso roccioso, in<strong>di</strong>pendentemente dal tipo <strong>di</strong> opera in progetto.Il sesto parametro (A) tiene conto dell’orientazione delle <strong>di</strong>scontinuità in relazione al tipo <strong>di</strong>opera <strong>di</strong> ingegneria. L’RMR b può assumere dei valori compresi tra 0 e 100, sud<strong>di</strong>visi in cinque classi<strong>di</strong> qualità.Tabella 2 – Correlazioni tra parametri e rating proposti da BIENIAWSKI (1989).14


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICATabella 3 – Risultati del sistema <strong>di</strong> classificazione dell’ammasso roccioso secondo BIENIAWSKI (1989).Il valore <strong>di</strong> RMR <strong>di</strong> base determinato è pari a 62, tipico <strong>di</strong> un ammasso roccioso <strong>di</strong> qualitàbuona (cfr. Tabella 3).3.2.2 Classificazione geomeccanica <strong>di</strong> BartonIl sistema Q <strong>di</strong> Barton et al. (1974) classifica l’ammasso roccioso in modo quantitativo ed èbasato su una stima numerica della qualità dell’ammasso, me<strong>di</strong>ante l’utilizzo <strong>di</strong> 6 <strong>di</strong>stinti parametri,raggruppati in tre quozienti, il cui prodotto fornisce il valore dell’in<strong>di</strong>ce Q dell’ammasso roccioso,secondo la seguente relazione:Q RQDJdove sono presenti i seguenti in<strong>di</strong>ci e fattori:nJJraJwSRFB. in<strong>di</strong>ce RQD, sopra descritto;C. in<strong>di</strong>ce Jn, connesso con il numero <strong>di</strong> famiglie <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità;D. in<strong>di</strong>ce Jr, connesso con la rugosità delle superfici <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità;E. in<strong>di</strong>ce Ja, connesso con lo stato <strong>di</strong> alterazione/degradazione delle <strong>di</strong>scontinuità;F. in<strong>di</strong>ce Jw, connesso con le con<strong>di</strong>zioni idrauliche delle <strong>di</strong>scontinuità;G. fattore <strong>di</strong> riduzione SRF, connesso con le con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> sollecitazione e lo stato tensionaledelle rocce.15


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAI significati associati ai vari fattori del prodotto sono (Bieniawski, 1989):H. il rapporto RQD/ Jn è il fattore geometrico e fornisce una misura della <strong>di</strong>mensione deiblocchi costituenti l’ammasso.I. il rapporto Jr/ Ja è il fattore meccanico e in<strong>di</strong>ca la resistenza al taglio fra i vari blocchi.J. il rapporto Jw/ SRF è il fattore ambientale.Il valore finale dell’in<strong>di</strong>ce Q è compreso in questo metodo tra 0.001 e 1000 e questo intervalloè stato sud<strong>di</strong>viso in 7 classi che definiscono la qualità dell’ammasso roccioso.Nel nostro caso, come riportato in Tabella 3, è risultato un valore <strong>di</strong> 3,8 rispondente ad unaqualità <strong>di</strong>screta.I due sistemi <strong>di</strong> classificazione geomeccanica presentano risultati simili nella qualificazionedell’ammasso roccioso e risultano in accordo con i valori ottenuti da precedenti indagini (Buriani -Speran<strong>di</strong>o 1988; Giomarelli 2000).(Q System) Valori Descrizionerock quality designation RQD RQD 95 %joint set number Jn 6 due famiglie principali + <strong>di</strong>scontinuità casualijoint roughness number Jr 3 <strong>di</strong>scontinuità rugose, irregolari, ondulatejoint alteration number Ja 5 superfici alterate con rivestimentosabbioso-limosojoint water reduction factor Jw 1 portate minime


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAPer poter applicare il criterio <strong>di</strong> Hoek & Brown è dunque necessario conoscere i seguentiparametri:- σ c, resistenza a compressione uniassiale della roccia intatta;- m b , costante <strong>di</strong> HOEK & BROWN (1980);- GSI (Geologic Stength Index);- D, fattore <strong>di</strong> <strong>di</strong>sturbo che <strong>di</strong>pende dalla modalità <strong>di</strong> scavo o dal rilascio tensionale.Il GSI rappresenta un termine <strong>di</strong> relazione tra le proprietà della roccia intatta e quelle dell’interoammasso e fornisce un sistema per stimare la riduzione della resistenza dell’ammasso in <strong>di</strong>fferenticon<strong>di</strong>zioni geologiche. Può essere calcolato qualitativamente me<strong>di</strong>ante tabelle in cui si considera lastruttura generale dell’ammasso e le con<strong>di</strong>zioni delle superfici <strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità (cfr. Tab. 5), oppureutilizzando le classificazioni <strong>di</strong> Bieniawski e Barton et al. precedentemente descritte.Tabella 5 – Stima del GSI (Geologic Stength Index) basata su descrizioni geologiche17


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAPer utilizzare i parametri RMR e Q ai fini della determinazione del GSI, si fa riferimento alleseguenti relazioni:dove:GSI = RMR’b – 15 e GSI = 9 ln Q’ + 44RMR’b = RMR + 15, con 15 che in<strong>di</strong>ca le con<strong>di</strong>zioni “a secco”;Q’ = (RQD/ Jn) (Jr/ Ja)La scelta della relazione da usare è funzione della qualità generale dell’ammasso considerato;infatti, è preferibile utilizzare quella <strong>di</strong> Bieniawski, basata sull’in<strong>di</strong>ce RMR, in caso <strong>di</strong> roccia <strong>di</strong> buonaqualità e quella <strong>di</strong> Barton, relativa all’in<strong>di</strong>ce Q, per rocce scadenti.Nel caso in esame, pertanto, è stata utilizzata quella <strong>di</strong> Bieniawski, in cui l’in<strong>di</strong>ce RMR èrisultato pari a 62. Tale valore è stato inserito nelle relazioni empiriche proposte da Hoek et al. (2002) e<strong>di</strong> seguito riportate per la determinazione dei parametri m b ed s:m b = mi exp (GSI – 100 / 28 – 14D) ; s = exp (GSI – 100 / 9 – 3D)a = ½ + 1/6 (e-GSI/15 – e-20/3 )I parametri così ottenuti sono stati, quin<strong>di</strong>, utilizzati per l’applicazione del criterio <strong>di</strong>caratterizzazione dell’ammasso sopra richiamato.Tuttavia, per simulare il comportamento meccanico dell’ammasso roccioso, è necessarioesprimerne la resistenza in termini <strong>di</strong> coesione apparente c m e <strong>di</strong> angolo <strong>di</strong> attrito m .Considerando un intervallo tensionale compreso tra 0 e 0,7 MPa, l’equazione del criterio <strong>di</strong>rottura può essere approssimata da un inviluppo lineare (Mohr-Coulomb), la cui rappresentazionegrafica è riportata nella Figura 4 <strong>di</strong> seguito illustrata.Dall’equazione che definisce la retta si ottengono i seguenti valori:angolo <strong>di</strong> attrito dell’ammasso roccioso m = 48,3°coesione apparente dell’ammasso rocciosoc m =0.14 MPaA mero titolo precauzionale verranno comunque assunti i parametri scaturiti dalle provegeotecniche a suo tempo eseguite e già utilizzati in occasione dei vari consolidamenti eseguitisulla rupe:γ = 14.70 kN/m 3 γsat = 15.69 kN/m 3 = 28 - 31° sat = 25° c =58.84 kN/m 218


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAFigura 4 – Grafico della resistenza al taglio dell’ammasso roccioso nell’intervallo tensionale compreso tra 0 e0,7 MPa, utilizzando il criterio <strong>di</strong> rottura <strong>di</strong> HOEK & BROWN.4. SISMICITA’ DELL’AREA D’INTERVENTOIl territorio del <strong>Comune</strong> <strong>di</strong> Pitigliano non era stato inserito nelle zone da considerare a rischiosismico (non classificato) nell’emissione del D.M. 19/03/1982. L’ Or<strong>di</strong>nanza del Presidente delConsiglio dei Ministri (O.P.C.M.) n° 3274 del 20/03/2003, con la quale è stata definita la nuovaclassificazione sismica del territorio nazionale, ha confermato detta sismicità inserendo il territoriocomunale <strong>di</strong> Pitigliano in zona sismica 3.Di seguito, si riporta la tabella 6 nella quale ciascuna zona è stata caratterizzata secondo valori<strong>di</strong> picco orizzontale del suolo a g , con probabilità <strong>di</strong> superamento del 10% in 50 anni.19


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAZonasismicaAccelerazione orizzontale conprobabilità <strong>di</strong> superamento pari al1 > 0,25 0,352 0,15 - 0,25 0,253 0,05 – 0,15 0,154 < 0,05 0,05Tabella 6 – Valori <strong>di</strong> picco orizzontale del suolo ag delle singole zone sismicheAccelerazione orizzontale <strong>di</strong>ancoraggio dello spettro <strong>di</strong>Rispetto alla vecchia normativa, le NTC 2008 hanno introdotto la necessità <strong>di</strong> definire lapericolosità sismica dell’area d’intervento me<strong>di</strong>ante un approccio <strong>di</strong> “sito <strong>di</strong>pendente”, sia in terminigeografici che in termini temporali, e nelle con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> seguito riportate: in corrispondenza dei punti <strong>di</strong> un reticolo (reticolo <strong>di</strong> riferimento) i cui no<strong>di</strong> in<strong>di</strong>viduati intermini <strong>di</strong>latitu<strong>di</strong>ne e longitu<strong>di</strong>ne debbono <strong>di</strong>stare <strong>di</strong> un passo 0,05°, (< 10 Km); per <strong>di</strong>verse probabilità <strong>di</strong> superamento in 50 anni e/o <strong>di</strong>versi perio<strong>di</strong> <strong>di</strong> TR ricadenti in unintervallo massimo <strong>di</strong> riferimento compreso tra 30 e 2475 anni, estremi inclusi; in termini <strong>di</strong> accelerazione orizzontale massima ag e dei parametri che permettono <strong>di</strong> definire glispettri <strong>di</strong> risposta ai sensi delle NTC, nelle con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> sottosuolo rigido affiorante.In particolare, i caratteri del moto sismico vengono descritti in base alla <strong>di</strong>stribuzione, nelterritorio nazionale, delle grandezze <strong>di</strong> seguito riportate e sulle quali vengono, puntualmente, definite leforme spettrali relative alla probabilità <strong>di</strong> eccedenza nel periodo <strong>di</strong> riferimento PVR:a g = accelerazione massima del sito;F o = valore massimo del fattore <strong>di</strong> amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;T C * = periodo coincidente all’inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazioneorizzontale.Lo scuotimento del suolo così in<strong>di</strong>viduato viene, quin<strong>di</strong>, corretto per tenere conto dellemo<strong>di</strong>fiche prodotte dalle con<strong>di</strong>zioni locali del sito <strong>di</strong> costruzione e da quelle indotte dall’assettomorfologico dell’area me<strong>di</strong>ante la determinazione della categoria <strong>di</strong> sottosuolo e dei coefficienti <strong>di</strong>amplificazione topografica e stratigrafica.Nelle pagine seguenti si riportano le tabelle estratte dalle NTC 2008 relative ai coefficienti <strong>di</strong>categoria del sottosuolo, alla categoria topografica Classe d’uso e coefficiente d’uso; sempre concolore verde sono stati evidenziati i parametri relativi al sito d’intervento.20


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICACategoria sottosuolo S s C cA 1,00 1,00Ba g1,00 1,40 0,40 F0 g 1, 20Cag1,00 1,70 0,60 F0 g 1, 50Dag0,90 2,40 1,50 F0 g 1, 80Eag1,00 2,00 1,10 F0 g 1, 601,10(T 0,20c ) 1,05 (T c )1,25 (T c )0,330,501,15(T 0,40c ) Tabella 7 – Coefficienti <strong>di</strong> categoria S s e C cLa vita nominale <strong>di</strong> un’opera strutturale Vn è intesa come il numero <strong>di</strong> anni nel quale lastruttura, opportunamente manutentata, deve potere essere utilizzata per lo scopo al quale è statadestinata.La vita nominale dei <strong>di</strong>versi tipi <strong>di</strong> opere è quella riportata nella Tabella 8 <strong>di</strong> seguito illustrata(cfr. Tab. 2.4.1 dell’Allegato A delle NTC 2008).Tipi <strong>di</strong> CostruzioneVita nominaleVn (anni)1 Opere provvisorie – Opere provvisionali – strutture in 1023Opere or<strong>di</strong>narie, ponti, opere infrastrutturali e <strong>di</strong>ghe <strong>di</strong><strong>di</strong>mensioni contenute o <strong>di</strong> importanza normale;Gran<strong>di</strong> opere, ponti, opere infrastrutturali e <strong>di</strong>ghe <strong>di</strong>gran<strong>di</strong> <strong>di</strong>mensioni o <strong>di</strong> importanza strategica.Tabella 8 – Parametri per il calcolo della vita nominale (cfr. tab. 2.4.I - NTC 2008)P 50P 100Le azioni sismiche su ogni costruzione vengono valutate in relazione ad un periodo <strong>di</strong>riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo <strong>di</strong> costruzione, moltiplicandone la vita nominale VN per ilcoefficiente d’uso Cu:VR = VN x CuIn presenza <strong>di</strong> azioni sismiche ed in relazione alle conseguenze <strong>di</strong> un’interruzione <strong>di</strong> operativitào <strong>di</strong> un eventuale collasso, le costruzioni sono state sud<strong>di</strong>vise in quattro classi d’uso <strong>di</strong> seguitodefinite:21


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAClasse I:Classe II:Classe III:Classe IV:Costruzioni con presenza solo occasionale <strong>di</strong> persone, e<strong>di</strong>fici agricoliCostruzioni il cui uso preveda normali affollamenti,senza contenuti pericolosi perl’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attivitànon pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie nonricadenti in classe d’uso III o in classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzionenon provochi situazioni <strong>di</strong> emergenza. Dighe il cui collasso non provochiCostruzioni il cui il uso ti preveda affollamenti significativi. Industrie con attivitàpericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in classe d’usoIV. Ponti e reti viarie la cui interruzione provochi situazioni <strong>di</strong> emergenza. Digherilevanti per le conseguenze <strong>di</strong> un loro eventuale collasso;Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche conriferimento alla gestione della protezione civile in caso <strong>di</strong> calamità. Industrie conattività particolarmente pericolose per l’ambiente. Reti viarie <strong>di</strong> tipo A o B, <strong>di</strong> cuial D.M. 5 novembre 2001 n° 6792, e <strong>di</strong> tipo C quando appartenenti ad itinerari <strong>di</strong>collegamento tra capoluoghi <strong>di</strong> provincia non altresì serviti da strade <strong>di</strong> tipo A oB. Ponti e reti ferroviarie <strong>di</strong> importanza critica per il mantenimento delle vie <strong>di</strong>comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse alfunzionamento <strong>di</strong> acquedotti e ad impianti <strong>di</strong> produzione <strong>di</strong> energia elettrica.Nel caso in stu<strong>di</strong>o, l’intervento può essere classificato in Classe II dal momento che si tratta <strong>di</strong>una rete viarie non ricadenti in classe d’uso III o in classe d’uso IV.Il valore del coefficiente d’uso Cu,definibile in relazione alle delle classi d’uso riportate nellatabella 6 <strong>di</strong> seguito illustrata (cfr. Tab. 2.4.II delle NTC 2008), è risultato pari a 1:Classe d’uso I II III IVCoefficiente C U 0.7 1.0 1.5 2.0Tabella 9 – Parametri per il calcolo del coefficiente d’uso (cfr. tab. 2.4.II - NTC 2008)Per la determinazione dell’azione sismica è necessario considerare anche il contributoderivante dalla morfologia superficiale.Per con<strong>di</strong>zioni topografiche complesse si fa ricorso a specifiche analisi <strong>di</strong> Risposta SismicaLocale; nel caso in cui la topografia non presenti particolare complessità, come quella in esame, èpossibile utilizzare la classificazione <strong>di</strong> cui alla tab. 3.2.IV - NTC 2008 <strong>di</strong> seguito riportata:22


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICACategoriaCaratteristiche della superficie topograficaT1 Superficie pianeggiante, pen<strong>di</strong>i e rilievi isolati con inclinazione me<strong>di</strong>a i 15°T2 Pen<strong>di</strong>i con inclinazione me<strong>di</strong>a i > 15°T3Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione me<strong>di</strong>a15° i 30°T4Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione me<strong>di</strong>a i> 30°Tabella 10 – Categorie topografiche (cfr. tab. 3.2.IV - NTC 2008)Pertanto, sulla base <strong>di</strong> quanto sopra esposto ed in collaborazione con lo stesso progettista, èpossibile definire, dal punto <strong>di</strong> vista strutturale, la tipologia <strong>di</strong> opera da realizzare:Tipologia delle strutture da realizzareTipo <strong>di</strong> costruzione 2Vita nominale Vn ≥ 50Classe d’usoIICoefficiente d’uso (Cu) 1,0Vita o periodo <strong>di</strong> riferimento V R =V N x C U 50 x 1 = 50Tabella 11 - Tabella riassuntiva dei parametri costruttivi della strutturaDopo aver caratterizzato l’intervento in progetto ed il sito d’imposta attraverso le caratteristichetemporali e geografiche, si è passati alla definizione dei parametri sismici della zona facendo ricorsoad un apposito software che, attraverso l’inserimento delle coor<strong>di</strong>nate geografiche del sito oggetto <strong>di</strong>intervento e dei parametri riportati nella tabella 11, consente <strong>di</strong> definire i parametri sismici da utilizzarenei calcoli relativi alle verifiche geotecniche da eseguire.23


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAFig. 5 In<strong>di</strong>viduazione dei no<strong>di</strong> del reticolo <strong>di</strong> riferimentoSiti <strong>di</strong> riferimentoSito 1 ID: 25170 Lat: 42,6203Lon: 11,6554 Distanza: 2346,398Sito 2 ID: 25171 Lat: 42,6213Lon: 11,7234 Distanza: 4622,622Sito 3 ID: 24949 Lat: 42,6713Lon: 11,7220 Distanza: 5566,395Sito 4 ID: 24948 Lat: 42,6702Lon: 11,6539 Distanza: 3887,65324


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICATabella 12 - Tabella <strong>di</strong> output del programma <strong>di</strong> elaborazione deiparametri costruttivi dell’opera25


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICA5. MODELLO STRATIGRAFICO E GEOTECNICO DI RIFERIMENTOA seguito del rilevamento geologico dell’area d’interesse e delle indagini geognosticheeseguite, è stato possibile ottenere un quadro litostratigrafico e geotecnico sufficientemente definitodei terreni presenti nell’area interessata dall’intervento.Dal punto <strong>di</strong> vista geologico, essa ricade nell’ambito delle Unità Vulcaniche dei Monti Vulsineied in particolare delle formazioni, note nella letteratura specializzata, con il nome <strong>di</strong> tufo Giallo litoide etufo rosso a pomici nere e <strong>di</strong> due deposito se<strong>di</strong>mentari, uno <strong>di</strong> origine fluvio lacustre (epiclastite) eduno detritico proveniente, soprattutto, dal <strong>di</strong>sfacimento dello stesso tufo giallo.Dai risultati dell’indagine <strong>geognostica</strong>, eseguita me<strong>di</strong>ante i rilievi sismici sopra ricordati (ondeP), è stato possibile riconoscere la situazione stratigrafica riassunta nella tabella 10 <strong>di</strong> seguitoriportata:Strato1234Descrizione lito - stratigraficaDeposito detritico, proveniente soprattutto dal <strong>di</strong>sfacimento del tufo giallo litoide, ubicata alpiede della rupe e lungo il versante. Lo spessore risulta variabile da 3 a 8 m a secondadella posizione nel versante;Unità vulcanica a consistenza litoide (roccia tenera) nota anche come tufo giallo litoidecaratterizzato da una matrice micropomicea giallo senape con immerse piccole pomicied inclusi lavici. Localmente lo spessore risulta variabile tra 8 e 10 m.Deposito epiclastico, <strong>di</strong> origine fluvio lacustre, costituito da limi sabbiosi (<strong>di</strong> riginevulcanica) <strong>di</strong> spessore variabile da 1 a 4 m.Unità vulcanica a consistenza litoide (roccia tenera) nota anche come tufo rosso apomici nere caratterizzato da una matrice micropomicea rosso fegato con immersepomici nere ed inclusi lavici. Localmente lo spessore risulta variabile tra 10 e 15 m.Tabella 13 – Modello litostratigrafico del sottosuolo in corrispondenza dell’aread’interventoL’esecuzione <strong>di</strong> una prova Down – hole, eseguita nel mese <strong>di</strong> gennaio 2007 nell’area attigua aquella d’intervento (circa 100 m) ha consentito <strong>di</strong> l’attribuire, attraverso la definizione del valore delVs30 (572 m/s), il terreno presente nell’area d’intervento alla Categoria B sulla base della tabella 3.2.II(categoria <strong>di</strong> sottosuolo) delle NTC 2008.Inoltre, per quanto concerne la caratterizzazione geotecnica i risultati ottenuti dalle analisigeotecniche eseguite sia nella presente fase progettuale che in precedenti interventi <strong>di</strong> consolidamento(Dipartimento <strong>di</strong> Scienze della Terra dell’Università degli Stu<strong>di</strong> <strong>di</strong> Firenze), ha consentito <strong>di</strong> definire ilmodello geotecnico riportato nella tabella 14.26


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAI certificati delle prove <strong>di</strong> laboratorio relative alla coltre detritica, eseguite presso il laboratorioPangeo s.n.c. <strong>di</strong> Poggibonsi, sono stati riportati nell’appen<strong>di</strong>ce A posta in calce alla relazione (cfr. App.A certificati 619/10):Litotipo Peso <strong>di</strong> volume Angolo <strong>di</strong> attrito Coesione Compressioneliasciutto saturo asciutto saturou.m. kN/m 3 kN/m 3 ° ° kN/m 2 MPaTufo giallo litoide 14.70 15.69 28 - 31° 25° 58.84 5Epiclastite 15.49 17.65 26 20 19.61 -Tufo rosso a pomici nere 15.20 16.10 30° 28° 65.00 -Detrito 15.30 17.58 33.9° - 4.416 -Tab. 14 Parametri geotecnici del terreno <strong>di</strong> imposta assunti a base <strong>di</strong> calcoloSulla base della suddetta caratterizzazione potranno essere eseguite le verifiche <strong>di</strong> stabilità delversante, nello stato attuale ed in quello mo<strong>di</strong>ficato, e le verifiche <strong>di</strong> stabilità delle terre rinforzatepreviste nel presente progetto.Grosseto, giugno 2010(Dott. Ing. Luca Moretti)(Dott. Geol. Ubaldo Guastini)27


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAALLEGATIAppen<strong>di</strong>ce A Certificati geotecnici n° 619/10Tav. B1 Carta <strong>geologica</strong> comprensoriale - scala 1:5.000“ Carta <strong>geologica</strong> <strong>di</strong> dettaglio - scala 1:1.000;“ Sezioni geologiche A-A’ e B-B- scala 1:2.000 e 1:1.000;Tav. B2 Piano <strong>di</strong> posizioni delle indagini geofisiche - scala 1:500“ Tomografia sismica e sezione interpretativa del Profilo PR-1 – scala 1:250“ Tomografia sismica e sezione interpretativa del Profilo PR-2 – scala 1:250“ Tomografia sismica e sezione interpretativa del Profilo PR-3 – scala 1:25028


Completamento dei lavori <strong>di</strong> completamento del consolidamento della rupetufacea su cui è e<strong>di</strong>ficato l’abitato <strong>di</strong> Pitigliano (Grosseto)Completamento ed eliminazione delle situazioni <strong>di</strong> rischio – 1° Stralcio<strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoRELAZIONE GEOLOGICA E GEOGNOSTICAAPPENDICE ACERTIFICATI GEOTECNICI29


PANGEOPANGEO s.n.c. <strong>di</strong> Campatelli Leonardo & C.Laboratorio e Uffici:Via Sangallo110/A - 53036 Poggibonsi (SI)Tel 0577983450 - Fax 0577997537- www. pangeo.itC.F. P. IVA e Reg. Imprese CCIAA SI 0087076 052 7 - REA SI 96924Concessione Ministero Infrastrutture e Trasporti con Decreto N.54065 del 07/11/2005Settore A: Prove <strong>di</strong> Laboratorio su terreni (ai sensi dell’art. 8 del D.P.R. n° 246/1993)Committente: <strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoCantiere: Pitigliano (GR)Data consegna campione: 06/0/2010250Data apertura campione: 25/0/2010Verb. Acc. N. 326/10Sigla: C1Prof: (m) 0.30-0.50del 06/0/2010Descrizione Sabbia ghiaiosa marrone chiaro(Rif. Munsell 2.5Y6/4 Light Yellowish Brown)Prova <strong>di</strong> Taglio Diretto (ASTM D3080)Diagramma Sforzi - DeformazioniResistenza al Taglio (kPa)200150Data inizio prova 25/0/10Data fine prova 27/0/10100Velocità <strong>di</strong> deform. me<strong>di</strong>a : (mm/min) 0.002Dimensione dei provini : (mm) 60*60Umi<strong>di</strong>tà me<strong>di</strong>a del campione: 13.01%500 2 4 6 8 10 120ProvinoA B CUmi<strong>di</strong>tà naturale W in. Iniziale 14.92% 13.49% 12.81%Umi<strong>di</strong>tà naturale W fin. finale 13.43% 13.69% 12.79%Massa volumica apparente ρ (Mg/m 3 ) 1.53 1.53 1.53Massa volumica apparente secca ρ d (Mg/m 3 ) 1.33 1.34 1.36Abbassamento (mm/100)-50-100Deformazione provino (%)Provino A Provino B Provino CCertificato Ufficiale n° 619/10 pag. 1 <strong>di</strong> 1Data Certificato: 27/0/10Lo Sperimentatore:Il Direttore del Laboratorio:


Prova <strong>di</strong> Taglio <strong>di</strong>retto: interpretazione risultatiCommittente: <strong>Comune</strong> <strong>di</strong> PitiglianoCantiere: Pitigliano (GR) Massa volumica apparente me<strong>di</strong>a ρ (Mg/m 3 ) 1.53Sigla: C1 Massa volumica apparente secca me<strong>di</strong>a ρd (Mg/m 3 ) 1.34Umi<strong>di</strong>tà me<strong>di</strong>a del campione (%) 13.01%Prof: (m) 0.30-0.50Valori <strong>di</strong>piccoProvinoTensione verticale σv (kPa)A B C98.07 196.14 294.21 Attrito Interno φ' 33.9°Sforzo <strong>di</strong> taglio max.τf (kPa) 70.69 135.14 202.34Deformazione provino (%) 9.553 8.901 8.868 Coesione c' (kPa) 4.416Abbassamento (mm) -0.259 -0.431 -0.640300Diagramma Tensione normale-Sforzo <strong>di</strong> TaglioSforzo <strong>di</strong> taglio (kPa)2502001501005000 50 100 150 200 250 300 350 400Tensione normale (kPa)

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