S.P. 130 ANDRIA-TRANI
LAVORI DI AMMODERNAMENTO ED ALLARGAMENTO DEL
PIANO VIABILE E DELLE RELATIVE PERTINENZE
RISOLUZIONE DELL’INTERSEZIONE CON LA S.P. 168 A
LIVELLI SFALSATI DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE DEL
SOTTOPASSO ALL’AUTOSTRADA A14
PROGETTO ESECUTIVO
RELAZIONE GEOTECNICA
1. PREMESSA
La presente relazione fa seguito ad un accurato processo di progettazione delle
indagini geognostiche e di esame dei risultati delle stesse, al fine di poter progettare con
sicurezza le opere che interagiscono con i terreni e le rocce nel raddoppio della S.P.130
Trani-Andria.
Essa è basata sia sulla relazione geologica sia sulla relazione delle indagini in
sito e di laboratorio, eseguite in sede di progettazione definitiva dalla SONDAG S.r.l. e
dalla Geo S.p.A. per le parti di rispettiva competenza.
Inoltre va sottolineato che tale relazione rispetta le indicazioni delle leggi e
regolamenti in vigore riguardo alla geotecnica.
In particolare la zona sismica nella quale ricade l’intero intervento è la 3.
2. GENERALITÀ
Sono stati realizzati n.12 sondaggi dei quali 8 da 10 m, 2 da 15 m ed ancora 2 da
35 m. I sondaggi più profondi, da 15 e 35 m, sono stati previsti in corrispondenza delle
zone ove verranno realizzate opere d’arte ingegneristiche significative e cioè nella zona
dell’intersezione con la S.P.168, posta in prossimità del Km 5 della S.P.130, dove è
1
prevista un’opera di scavalco ed in corrispondenza dell’Autostrada A14 (al Km 8 circa)
dove è previsto l’allargamento del ponte stradale.
Inoltre sono stati realizzati diversi (22) allineamenti sismici in onde P ed ancora
due Down-Hole in onde P ed S proprio dove sono previste opere in c.a..
Prove SPT sono state svolte sui terreni calcarenitici e sabbiosi mostrando
significative variabilità.
Infine sono state eseguite prove di laboratorio su campioni appositamente
prelevati al fine di caratterizzare le varie litologie presenti, in uno con le prove in sito
svolte.
Di seguito vengono dettagliati i risultati delle prove di cui sopra, con particolare
riferimento ai punti nei quali saranno realizzate opere ingegneristiche di un certo
impegno. I risultati delle indagini geognostiche e geotecniche sono esaustive per cui in
questa sede non si è ritenuto di eseguire ulteriori indagini.
2.1 Intersezione con la S.P.168
In tale zona sono presenti i sondaggi S6 (35 m) e S7 (15 m), nonché le
prospezioni sismiche 06-1, 06-2 , 07-1 e 07-2 ed un prova Down-Hole effettuata nel
sondaggio S6.
Il dato significativo del sondaggio S6 è fornito dalla presenza di calcarenite (si
prescinde da qui in poi dalla presenza di materiale di riporto a meno che presenti uno
spessore significativo, per 9 m con un RQD pari all’80%. Il calcare sottostante è
definito stratificato e variamente fratturato con un RQD molto basso (10%). Solo a 32 m
di profondità si presenta un calcare più compatto con RQD=70%. L’esame delle
cassette indica come il valore 10% dell’RQD valutato in blocco dai 9 ai 32 m possa
essere meglio dettagliato per tratti di minore potenza, presentandosi la roccia in
condizioni non certo ottimali, ma sempre caratterizzandosi con una certa variabilità. Il
carotaggio complessivo percentuale è pari al 90%.
Il sondaggio S7 conferma in gran parte quanto visto nel sondaggio S6,
presentando in più dell’altro circa 0,60 m di calcarenite mal cementata con RQD=20%
per poi passare ad una calcarenite caratterizzata da RQD=85% e poi ancora al calcare
fratturato e stratificato con un evidente livello di terra rossa, pur di poco conto. Va
2
segnalato che il calcare mostra un RQD più elevato rispetto a quanto riscontrato nel
sondaggio S6 e cioè del 40%..
L’indagine sismica a rifrazione accoppiata al sondaggio S6, che riesce a leggere
la stratigrafia fino a 12 m di profondità, dà luogo, tralasciando la parte superficiale di
poco spessore e di poco conto (che andrà ovviamente asportata se necessario) a velocità
di 840-879 m/s per la parte sommitale di significativo spessore e di 1130-1170 m/s per
la parte basale.
Nella fattispecie il primo strato si può identificare con la calcarenite, il secondo
con l’ammasso calcareo, anche se il contatto è per tale indagine individuabile prima dei
9 m indicati dal sondaggio. Da notare che il contatto fra le due litologie è blandamente
inclinato nel profilo sismico 06-1 e praticamente orizzontale nel profilo 06-2.
I profili sismici accoppiati al sondaggio S7 forniscono risultati analoghi e cioè
un primo strato da 840 a 890 m/s ed un secondo da 1010 a 1110 m/s.
Anche in questo caso il profilo 07-1 mostra un contatto calcare-calcarenite
inclinato mentre il profilo 07-2 lo individua praticamente come orizzontale.
I risultati sono in linea con le osservazioni dei sondaggi e con l’RQD mostrando
in buona sostanza una calcarenite di buona o discreta qualità ed un ammasso calcareo
che si può definire di qualità da discreta a scadente.
Se confrontiamo le Vp con quanto riportato da Jasarevic e Kovacevic che hanno
sviluppato una metodologia di classificazione originale degli ammassi calcarei ci
accorgiamo che tali valori corrispondono ad una classe 4 in una scala che va da 1
(roccia di ottima qualità) a 5 (pessima qualità).
La prova Down-Hole è stata ovviamente eseguita nel sondaggio da 35 m
mostrando un valore di Vs30 pari a 1210,98 per cui è indubbio che il tipo di suolo è
classificabile, secondo i Regolamenti in vigore, come A e cioè come “suolo omogeneo
molto rigido” essendo tale valore maggiore di 800 m/s.
Tale attribuzione sembra un po’ in contraddizione con quanto visivamente
riscontrato dallo esame delle cassette catalogatrici, ma, a parere dello scrivente, ciò può
essere imputato ad una assenza nella normativa italiana di ulteriori classificazioni oltre
gli 800 m/s, come invece avviene nei Regolamenti di altri paesi come gli USA.
Comunque, osservando con maggiore attenzione i valori di Vp e Vs riportati
nella relazione ad intervalli di 3 m, si nota come le Vs siano abbastanza costanti, tranne
3
per i primi 3 m dalla superficie mentre le Vp variano significativamente crescendo fino
ai 21 m per poi rimanere pressocchè costanti sui valori di 2000 m/s. Non sorprendono
comunque più di tanto tali valori in raffronto a quelli letti con la sismica a rifrazione
essendo in questo ultimo caso impegnato un più consistente volume di roccia con tutti i
suoi difetti e discontinuità.
2.2 Autostrada A14 (futuro allargamento del ponte autostradale)
In tale zona sono stati realizzati i sondaggi S1 e S2 e la sismica a rifrazione 02-1
e 02-2.
Il sondaggio S1 (di 35 m), dopo scarsi 2 m di sabbie grossolane, mostra una
sequenza di calcare che si presenta a volte compatto a volte sottilmente stratificato, ma
in ogni caso l’RQD è molto elevato (dal 70 all’80%) e così pure il recupero percentuale
totale (90%). L’esame delle cassette catalogatrici permette di dettagliare meglio le
sintetiche indicazioni stratigrafiche evidenziando nel calcare a luoghi oltre la presenza
di terra rossa la presenza di cariature seppur di non grandi dimensioni, dell’ordine cioè
di millimetri o centimetri. Analogamente l’RQD, che nelle stratigrafia fornita è valutato
per settori di molti metri mostra significativa variabilità. A tal proposito andrebbe scelto
una volta per tutte un intervallo standard di valutazione non superiore ai 2 metri.
Il sondaggio S2 dopo circa 1,5 m di materiale disomogeneo di riempimento
mostra anch’esso un banco calcareo per i restanti 13,5 m con RQD da 70 a 80% e con
carotaggio totale del 90%. Vanno però segnalate alcune differenze che la dicono lunga
sulla significatività di qualsivoglia indagine sui nostri ammassi calcarei. Nella
fattispecie, al di là di qualche cariatura nei primi metri e verso gli 11-15 m, il calcare si
presenta generalmente in buone condizioni con minor terra rossa rispetto a quanto
riscontrato nel sondaggio 1, mentre si riscontra un significativo vuoto di 60 cm verso i
10 m di profondità.
I risultati dell’indagine sismica a rifrazione confermano solo in parte quanto
riscontrato nei sondaggi. Nella fattispecie il profilo sismico 02-1 individua un primo
strato caratterizzato da 800 m/s che varia in potenza da circa 10 a circa 6 m per poi
passare ad uno strato più consistente caratterizzato da Vp di 1590 m/s. Il passaggio fra i
due strati è ovviamente inclinato.
4
Nel profilo sismico 02-2 si ha una situazione quasi analoga con un primo strato a
720 m/s con spessore da 4,5 a 6 m circa per passare ad un bedrock di 1510 m/s. Il
contatto fra i due strati e debolmente inclinato.
Tale valore di Vp consente, secondo la classificazione di Jasarevic e Kovacevic,
di attribuire alla roccia base un valore tabellare pari a 3 (roccia discreta).
La prova Down-Hole fornisce un risultato di Vs30 pari a 1442,35 m/s per cui
anche in questo caso si attribuisce una categoria di suolo di tipo A.
L’esame più dettagliato dei valori di Vs e Vp per intervalli di 3 m mostra un
andamento blandamente crescente delle Vp e più marcato delle Vs rispetto alla
profondità pur evidenziando una sorta di blanda anomalia all’intorno dei 9 m di
profondità.
2.3 Ulteriori sondaggi
Si commentano di seguito i rimanenti sondaggi distribuiti lungo il percorso,
tenendo conto della Geologia conosciuta e dell’accessibilità, accoppiati con la sismica a
rifrazione.
Sondaggio S3: Dopo 1 m di riempimento si passa ad un calcare fratturato e sottilmente
stratificato con presenza di terra rossa. Non è indicato l’RQD, ma l’esame delle cassette
consente di rilevare come dagli 8 ai 10 m la continuità della carote è piuttosto
significativa potendo considerare quindi valido un RQD all’intorno dell’85-90%,
mentre per il primo tratto fra 1 ed 8 m non si va oltre il 10% nel migliore dei casi.
Le prove sismiche individuano in tal caso tre strati dei quali un primo a
bassissima velocità (410-490 m/s) caratterizzato da spessori quasi insignificanti fino a
2-2,8 m. Un secondo strato a velocità da 910 a 950 m/s ha spessore variabile da 4,5 a 8
m circa, mentre il bedrock ha velocità che varia da 1430 a 1460 m/s. Il passaggio fra
questi ultimi due strati è blandamente inclinato nel profilo sismico 03-2 , più inclinato
nel profilo 03-1.
Sondaggio S4: Si nota una superficie di 1 metro circa di materiale di riempimento per
poi passare ad un calcare compatto poco carsificato (RQD=80%) con recupero
5
percentuale totale del 90%. L’esame visivo delle cassette catalogatrici conferma le
indicazioni delle stratigrafie fornite.
Le prove geofisiche concordano solo in parte con le osservazioni derivabili dal
sondaggio. Si ha cioè un primo strato di spessore appena significativo (al massimo 1,5
m) ed un passaggio ad uno strato, caratterizzato da velocità pari a 740-830 m/s, di
spessore piuttosto variabile (4-10 m) per poi passare ad uno strato basale che va dai
1100 ai 1490 m/s. Il passaggio fra i due starti più consistenti è alquanto inclinato.
Sondaggio S5: Tale sondaggio evidenzia una situazione relativamente complessa. Dopo
un significativo riempimento di 1,8 m circa si passa ad una calcarenite fine rossastra
mal cementata fino ai 5,4 m di profondità e poi, fino a 7,6 m, ad una calcarenite
grossolana tufacea. Quindi si rinviene il calcare fino a 10 m di profondità, con una
presenza di un vuoto di 70 cm. L’RQD della calcarenite è pari al 30%, quello del
calcare è pari al 20% non tenendo conto del vuoto. Il recupero percentuale totale è
dell’80% escludendo la parte relativa al riempimento.
Nella calcarenite fine rossastra è stato prelevato un campione indicato come C1.
Le indagini sismiche a rifrazione individuano un primo straterello a velocità
molto bassa (200-370 m/s) di spessore mediamente di 1 m per poi passare ad uno strato
più consistente di 800-970 m/s di spessore variabile da 4,5 a 11 m ed ancora uno strato
inferiore caratterizzato da 1250-1260 m/s di velocità. Il passaggio fra i due strati più
consistenti è orizzontale nella sismica 05-1 e inclinato nella 05-2.
Sondaggio S8: Dopo 1 m circa di terreno vegetale e suolo agrario si passa, fino a 10 m
di profondità, ad una calcarenite fine e grossolana (RQD=80%) con recupero
percentuale totale del 90%.
E’ stata svolta anche una prova SPT nella calcarenite che ha dato luogo a rifiuto
nella terza parte dell’infissione, testimoniando un’ottima consistenza, probabilmente
dovuta a significativa cementazione.
L’indagine sismica individua un primo strato di circa 1 m a bassa velocità (260330 m/s) per poi passare ad un secondo di spessore variabile da 3 a 8 m avente velocità
da 630 a 740 m/s ed ancora ad uno strato di base da 1060 a 1140 m/s. Il passaggio
avviene in conformazione blandamente inclinata.
6
Sondaggio S9: Dopo 1 m di materiale di riporto si passa ad un calcare in banchi con
RQD dal 60 all’80% e recupero percentuale del 90%.
La geofisica individua uno straterello di circa 1 m con velocità da 290 a 300 m/s
per poi passare ad uno strato di vario spessore (5-10 m) avente circa 900 m/s di velocità
ed ancora ad uno strato di base caratterizzato da velocità piuttosto alte (1270-1640 m/s).
Il passaggio fra questi ultimi strati avviene su un piano inclinato.
Sondaggio S10: Dopo uno spessore di circa 1 m di riempimento si passa a calcare
biancastro a varie densità di stratificazione. L’RQD varia fra il 60 e l’80% ed il recupero
percentuale è pari al 90%.
La sismica a rifrazione individua il solito straterello a velocità variabile da 180 a
260 m/s di spessore esiguo per poi passare ad uno strato con velocità da 830 a 690 m/s
di spessore piuttosto variabile (4-10 m) ed ancora ad uno strato di base la cui velocità
varia da 1140 a 1390 m/s. Il passaggio avviene attraverso un piano variamente inclinato.
Sondaggio S11: Si osservano 3,8 m di calcarenite a luoghi variamente cementata
bianco giallastra per poi passare ad un calcare stratificato con ampie cariature carsiche.
L’RQD della calcarenite è pari al 10% con recupero totale del 40% mentre per il calcare
si va dal 20 all’80% di RQD, con recupero totale del 100%.
Le due sismostratigrafie associate al sondaggio S11 sono fra loro
significativamente diverse nei valori per cui vanno commentate separatamente. Il
profilo 011-1 mostra un primo strato a bassa velocità (320 m/s) e di 1-2 m di spessore
per poi passare ad uno strato a 810 m/s di spessore variabile fra 6 e 8 m circa ed infine
allo strato di base a1240 m/s. Il passaggio fra i due ultimi strati è inclinato. Il profilo
011-2 invece mostra un primo straterello a 590 m/s per passare ad uno strato di 4-6 m a
1170 m/s ed infine ad uno strato di base a 1560 m/s, con passaggio fra i due strati più
profondi di tipo inclinato.
Sondaggio S12: Dopo circa 0,5 m di materiale di riempimento si passa a sabbia fini
nocciola alternate a sottili livelli di limi biancastri (recupero percentuale 50%). In tale
formazione è stata effettuata una prova SPT che ha dato rifiuto. Si passa poi ad un
7
calcare in genere compatto, a luoghi con sottili stratificazioni, con un RQD che, per gli
intervalli assunti va dall’80 al 90% (recupero percentuale totale 100%), ma che in un
maggior dettaglio mostra che fra i 7 e gli 8 m di profondità si hanno valori di RQD
praticamente nulli anche considerando che parte della disgregazione possa essere
causata dalle manovre della sonda.
E’ stato prelevato un campione (C2) nel calcare.
I profili sismici mostrano un primo straterello a bassa velocità (260-410 m/s) per
passare ad uno strato più consistente di 580-690 m/s di 3,5-9 m di spessore ed ancora ad
un strato di base di 1050-1140 m/s. Il passaggio fra i due strati è inclinato.
3. PROVE GEOTECNICHE DI LABORATORIO
Sono state svolte alcune prove di laboratorio su campioni di calcare e calcarenite
che è stato possibile prelevare. Di seguito si commentano i risultati ottenuti, al fine di
confrontarli con le risultanze scaturite dall’osservazione visiva delle carote , dalle prove
geofisiche e da quelle SPT.
3.1 Risultati delle prove
Sondaggio S2 Campione C1
Il campione mostra un peso volume di 25,7 kN/m3 molto vicino al peso specifico
dei solidi (27,11 kN/m3) a riprova della scarsa presenza di vuoti e quindi di una porosità
piuttosto bassa. La prova di compressione uniassiale condotta ha fornito un risultato di
63,4 N/mm2 che rappresenta un valore in linea con le conoscenze su tali calcari e
comunque piuttosto elevato.
Sondaggio S4 Campione C1
Anche in questo caso il peso volume è molto alto (26,5 kN/m3) molto vicino al
peso specifico dei solidi, pari a 27,22 kN/m3. La prova di trazione “Brasiliana” ha
fornito un valore pari a 10,7 N/mm2, valore piuttosto elevato.
8
Sondaggio S5 Campione C1
In questo caso il peso volume totale è praticamente coincidente col peso
specifico dei costituenti solidi (26,9 contro 26,98 kN/m3) indicando porosità
praticamente nulla. Il point load test, eseguito su numerosi spezzoni di roccia, ha fornito
un valore di Is50 pari a 1,1 N/mm2 che si può rapportare alla resistenza a compressione
semplice moltiplicando tale indice per un coefficiente pari a 24 ed avendo quindi
σc=26,4 N/mm2. In realtà tale coefficiente è oggetto di diverse interpretazioni e
potrebbe assumere valori minori di 24, secondo alcuni Autori.
Sondaggio S7 Campione C1
In questo caso si è in presenza di roccia calcarenitica il cui peso volume totale è
pari a 15,2 kN/m3 e peso specifico dei solidi di 26,4 kN/m3 con porosità piuttosto
elevata e pari al 42 %. La prova di compressione uniassiale dà luogo a 0,95 N/mm2,
valore coerente con la circostanza che trattasi di roccia definibile come “tenera” e cioè
caratterizzate da valori di resistenza a compressione dell’ordine di alcuni kPa.
Sondaggio S8 Campione C1
Anche in questo caso si è in presenza di calcarenite con peso volume piuttosto
basso e cioè 15,6 kN/m3 e peso specifico dei solidi di 26,43 kN/m3, cui corrisponde una
porosità del 40%. Il valore di Is50 appare un po’ elevato per il tipo di roccia
Sondaggio S9 Campione C1
Essendo in presenza di calcare il peso volume totale (26,4) è molto vicino al
peso specifico dei solidi (27,18 kN/m3 ). La prova di compressione uniassiale dà un
valore di 76,05 N/mm2, piuttosto elevato.
Sondaggio S10 Campione C1
Peso volume pari a 25,9 kN/m3 vicino al peso specifico dei solidi (27,13 kN/m3).
La prova di resistenza a trazione dà luogo ad un valore di 6,98 N/mm2.
9
Sondaggio S12 Campione C1
Il campione mostra un peso volume di 25,3 kN/m3 molto vicino al peso specifico
dei solidi (27,27 kN/m3) a riprova della scarsa presenza di vuoti e quindi di una porosità
piuttosto bassa. La prova di compressione uniassiale eseguita ha fornito un valore pari a
58,42 N/mm2, valore non elevatissimo, ma che testimonia comunque la significativa
resistenza a compressione di questo tipo di roccia.
3.1.1 Sintesi dei risultati delle prove
In definitiva le prove di laboratorio forniscono risultati generalmente in linea con
quanto trovato dai sondaggi e dalle prove geofisiche.
Il calcare alla scala del provino è molto compatto e resistente, pur presentando
significative variazioni di resistenza a compressione e trazione, ma con valori sempre
alti; la calcarenite mostra invece valori di resistenza a compressione propri di una roccia
tenera con porosità elevate e peso volume all’intorno di 15-16 kN/m3.
Va quindi tenuto presente, a conclusione dell’analisi dei numerosi dati
disponibili di laboratorio che:
- Il calcare, al di là della resistenza notevole alla scala del provino, è condizionato dalla
presenza di vuoti (intercettati raramente dai sondaggi), ma specialmente dalle
discontinuità che si sono invece frequentemente incontrate.
- La calcarenite spesso perde consistenza diventando una sorta di sabbione.
Di tutto ciò si terrà conto nella valutazione delle scelte di progetto basate su
parametri di resistenza e deformabilità, che varranno forniti nel paragrafo seguente.
3.2 Caratterizzazione delle diverse litologie
Si è potuto constatare dalle diverse indagini svolte che si è in presenza di due
diverse litologie e cioè Calcari in varia forma massivi e/o straterellati e Calcareniti.
Ovviamente la presenza di terreni di copertura superficiali, di limitato spessore, non
pone problemi di caratterizzazione in quanto essi con tutta probabilità verranno asportati
se necessario. Di seguito si entra nel merito della caratterizzazione di questi due
materiali naturali.
10
Calcari
Si rivela molto utile la classificazione GSI (Geological Strength Index) al fine di
caratterizzare meccanicamente gli ammassi rocciosi. Hoek e Marinos (2002) hanno
proposta degli abachi di generali validità che qui verranno utilizzati. In particolare si
possono definire, sulla base dei dati fin qui analizzati, due tipologie di ammassi calcarei
e cioè:
- Calcari massivi, caratterizzabili da GSI variabile da 85 a 65
- Calcari stratificati con GSI variabile da 60 a 45.
Ovviamente i valori superiori di ogni classe sono quelli relativi a calcari meno
cariati e con minor presenza di terra rossa. Da tali valori di GSI di seguito sarà possibile
derivare i parametri di deformabilità e di resistenza.
Calcarenite
I risultati dei sondaggi delle prove in sito e di quelle di laboratorio mostrano un
materiale naturale molto condizionato da un cementazione non costante per cui la
definizione delle caratteristiche di resistenza e di deformabilità avverrà su basi
prudenziali.
3.3 Deformabilità
La corretta progettazione di qualsivoglia intervento richiede la verifica sia agli
stati limite ultimi sia a quelli di servizio. Conseguentemente si discutono e si delineano
sia le caratteristiche di deformabilità sia, di seguito, quelle di resistenza.
Bowles (1992) riporta valori del Modulo di elasticità del Calcare variabili da
21.000 a 105.000 MPa, valori sensibilmente discosti fra loro e certamente connessi allo
stato di continuità dell’ammasso pur nelle possibili diversità riscontrabili all’interno
della litologia “calcare”.
Possibili valori del Modulo di Elasticità (che sarebbe più opportuno chiamare di
Deformabilità) si possono trarre dalle velocità delle onde longitudinali Vp secondo la
relazione approssimata
E=1.83 Vp
2
11
che conduce a valori di E= 50.000 MPa nel caso di calcari più compatti ed a valori di
circa 10.000 MPa nel caso di calcari fortemente fratturati.
Va tenuto presente che tali valori di E sono individuabili come dinamici e quindi
da penalizzare opportunamente sulla base dei valori di RQD.
Attraverso invece i valori di GSI individuati la relazione da utilizzare è quella di
Hoek and Brown (1997)
Ed =
UCS ( GSI −10) / 40
10
100
[GPa]
valida per UCS ≤ 100 MPa
dove UCS indica la resistenza a compressione semplice della roccia intatta altrimenti
individuata come σc., che a sua volta fornisce come valori massimi e minimi 43.000
MPa per la roccia sana e 8.000 MPa per la roccia fratturata.
Conseguentemente si propone di utilizzare prudenzialmente :
E = 40.000 MPa per la roccia sana
E = 5.000 MPa per la roccia molto fratturata.
Ricorrendo, invece, a valori intermedi pesati caso per caso, quando il volume
significativo indotto dall’opera a realizzarsi dovesse interessare due diverse tipologie o
quando si dovesse presentare una situazione dell’ammasso
intermedia fra i casi
precedentemente individuati.
Per la calcarenite, che si presenta più o meno cementata, sulla base dei valori di
Nspt che, come abbiamo visto, danno sì rifiuto nell’ultimo tratto, ma mostrano anche
nei primi due tratti di 15 cm valori piuttosto bassi, si può far affidamento su E = 150300 MPa. Va tenuto conto in questo caso che, ove si ritenesse di progettare fondazioni
superficiali, la possibilità di cedimenti differenziali risulterebbe significativa.
3.4 Caratteristiche di resistenza
Per il calcare, utilizzando l’analogia fra il sistema GSI e quello RMR, si possono
così distinguere gli ammassi compatti da quelli fratturati in una prima caratterizzazione
degli inviluppi di resistenza alla Mohr-Coulomb:
Calcare compatto:
Peso volume
γ = 26 kN/m3
12
Coesione
c = 35 kPa
Angolo d’attrito
φ = 45°
Calcare fessurato:
Peso volume
γ = 24 kN/m3
Coesione
c = 20 kPa
Angolo d’attrito
φ = 35°
Per quanto riguarda la calcarenite invece:
Peso volume
γ = 16 kN/m3
Coesione
c = 0 kPa
Angolo d’attrito
φ = 35 -38°
4. INDICAZIONI PROGETTUALI
Data la natura del sottosuolo riscontrato, con riferimento alle opere d’arte in
calcestruzzo armato (opera di scavalco della SP168 e tombini scatolari) previste lungo il
tracciato, si ritiene possibile adottare fondazioni di tipo diretto poggianti sul calcare.
Solo nel caso di calcare molto fratturato potrà essere condizionante la deformabilità
(Stato Limite di Servizio) rispetto allo Stato Limite Ultimo.
Nella zona nella quale sono presenti le calcareniti anche lo Stato Limite Ultimo
potrà essere condizionante nella progettazione delle fondazioni, laddove la calcarenite
non possiede le caratteristiche di roccia massiva, ma si presenta poco diagenizzata. In
tal caso le fondazioni potrebbero non essere previste di tipo superficiale per ragioni sia
di resistenza insufficiente sia per problematiche connesse a cedimenti totali e
differenziali.
In corso d’opera, in occasione dell’apertura degli scavi per le fondazioni,
laddove la bancata calcarenitica ovvero gli strati calcarei dovessero risultare
particolarmente alterati, si potrà procedere alla bonifica del sottofondo sostituendo il
materiale non idoneo con calcestruzzo magro.
Qualora il progettista delle opere in calcestruzzo armato ritenesse di ricorrere a
fondazioni profonde costituite da pali o micropali, il dimensionamento comunque potrà
essere svolto, sulla base dei carichi effettivamente agenti considerando una resistenza a
taglio laterale ultima unitaria pari a:
13
β
f = α qu
dove
qu rappresenta la resistenza a compressione del “materiale roccia” individuabile in circa
5-8 MPa per l’ammasso roccioso calcarenitico
α può essere assunto pari a 0,25
β può essere assunto pari a 0,50.
Oppure può essere svolta, nel caso in cui la calcarenite si presenti in forma di
sabbione, un’analisi di resistenza sulla base dell’angolo d’attrito palo-terreno
analogamente a quanto viene fatto nel Metodo Beta e cioè:
f = 0,25 σ’v.
Per la resistenza alla punta nel caso di appoggio (con adeguato ammorsamento
pari a 1,5 D, dove D è il diametro del palo ) si può assumere la relazione:
qmax = 4,83 σc
0,51
dove σc si può assumere pari a 50-60 MPa per roccia sana e 15-25 MPa per roccia
fratturata nel caso di appoggio sul calcare.
Ovviamente ai valori di resistenza alla punta e laterale così calcolati vanno
applicati gli opportuni coefficienti di sicurezza, che in prima istanza possono assumersi
entrambi pari a 2,5.
E’ comunque fondamentale, per il buon funzionamento dell’opera, che sia svolta
in maniera accurata la perforazione, eventualmente incamiciandola provvisoriamente
quando necessario ed assicurandosi che l’appoggio della punta del palo sia su roccia,
anche fratturata, ma non su terra rossa.
5. CONCLUSIONI
I numerosi e significativi dati ottenuti nella campagna geognostica hanno
consentito di caratterizzare sia l’ammasso calcareo nelle diverse condizioni di
compattezza e/o di fratturazione sia quello calcarenitico.
Sono stati forniti i parametri di resistenza e di deformabilità necessari per una
corretta progettazione.
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Appare evidente che l’ammasso calcareo, quando risulta compatto e non
interessato significativamente da fessure e/o cavità, non pone problemi rispetto alla
realizzazione di fondazioni superficiali possedendo caratteristiche di deformabilità e di
resistenza di notevole livello.
Il calcare fessurato, invece, oltre ad esprimere una resistenza a taglio ridotta
rispetto a quella del calcare compatto, può dar luogo a problemi di cedimenti, se
interessato da fondazioni superficiali, che vanno adeguatamente verificati.
Per la calcarenite, infine, che a luoghi spesso passa ad un sabbione, è necessario
un attento studio di progettazione per verificare sia le condizioni di stato limite ultimo
sia quelle di stato limite di servizio, verificando la necessità o meno, in presenza di
carichi significativi in fondazione, di inserire pali di diametro opportuno o anche
micropali.
Bari, Ottobre 2009
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