Regione Provincia di COMUNE DI P.IVA 00484680301 - C.F. 00484680301 Via Divisione Julia 8 - 33036 - Mereto di Tomba (UD) Tel. 0432/865148 - Fax 0432/865907 PEC [email protected]

TITOLO DELL'OPERA ADEGUAMENTO ANTISISMICO DEGLI EDIFICI DELLA SCUOLA PRIMARIA C. COLOMBO PANTIANICCO DI MERETO DI TOMBA

PROGETTO ESECUTIVO

COMMITTENTE: COORDINATORE PROGETTAZIONE Comune di Mereto di Tomba (UD) - 33036 UFFICIO DI PROGETTAZIONE: Via Divisione Julia, 8 tel: 0432 865148 - email: [email protected] pec: [email protected] COORDINATORE DELLA PROGETTAZIONE: ing. Arturo Busetto

RESPONSABILE UNICO DEL PROCEDIMENTO: PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA: Arch. Nadia Micoli - tel: 0432 865148 int. 2315 arch. Monica Maria Busetto email: [email protected] PROGETTAZIONE STRUTTURALE: ing. Fabio Urban SOCIETÀ AFFIDATARIA DEL SERVIZIO: PROGETTAZIONE IMPIANTI MECCANICI: SPECIALISTI ing. Arturo Busetto

AB&P PROGETTAZIONE IMPIANTI ELETTRICI: Engineering S.r.l. ing. Arturo Busetto

Vicolo dei Forni Vecchi n.1/A PROGETTAZIONE ANTINCENDIO: 33170 - Pordenone (PN) ing. Arturo Busetto Tel. 0434.208166 Fax 0434.27005 email: [email protected] pec: [email protected] COORDINATORE SICUREZZA IN PROGETTAZIONE: web: www.abep-engineering.it Per. Ind. Claudio Marco Clocchiatti

TITOLO ELABORATO RELAZIONE GEOLOGICA

Stampa cartacea firmata digitalmente conforme all'elaborato informatico

tipo commessa codice commessa fase progetto disegno o relazione specialità numero elaborato CODICE ELABORATO P A 1 7 2 0 P E R L S 0 0 0 1

REV03

REV02

REV01

REV00 Novembre 2020 Prima emissione C.M. Clocchiatti Ar. Busetto

REV. DATA DESCRIZIONE DELLA REVISIONE REDATTO VERIFICATO APPROVATO

REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA PROVINCIA DI UDINE COMUNE DI MERETO DI TOMBA

Committente:

COMUNE DI MERETO DI TOMBA Via Divisione Julia 8/10 33086 Mereto di Tomba

INTERVENTI DI ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI DELLA SCUOLA PRIMARIA C. COLOMBO PANTIANICCO DI MERETO DI TOMBA

Relazione geologica

Grado, 1 settembre 2020 Dr. geol. Roberto Ponta Via Caprin 40 - 34073 Grado (GO) Cell 338 6788491 [email protected]

INDICE

1. PREMESSA 2

2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO 3

3. INQUADRAMENTO GEOLOGICO 3 3.1 Aspetti geolitologici e geomorfologici 3 3.2 Aspetti idrogeologici 6 3.3 Aspetti strutturali 6 4. INQUADRAMENTO SISMOLOGICO 8

5. VINCOLISTICA GEOLOGICA 10

6. MICROZONAZIONE SISMICA 11

7. INDAGINI GEOGNOSTICHE 13

8. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEI TERRENI 17

9. PERICOLOSITA’ SISMICA 18

10. SUSCETTIBILITÀ ALLA LIQUEFAZIONE 19

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1. PREMESSA La presente relazione geologica è stata redatta per il progetto di adeguamento sismico della scuola elementare Cristoforo Colombo, sita in Comune di Mereto di Tomba – località Pantianicco (Fig.1a e 1b), e rappresenta l’aggiornamento della relazione redatta nel 2009.

Fig.1a Estratto CTR 066133 “Pantianicco” e 066134 “Torrente Corno”

Fig.1b foto aerea (fonte Irdat 2017)

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L’edificio presenta due corpi di fabbrica distinti, uno dei quali ospita le aule e i servizi per alunni e insegnanti mentre l’altro ospita i locali della mensa e della cucina. L’edificio ad uso didattico si sviluppa su due piani fuori terra ed ha una forma geometrica non regolare, la superficie complessiva di ciascuno dei due piani è pari a 485 m2. Il corpo mensa si sviluppa un piano fuori terra, ha forma non regolare e superficie complessiva pari a 285 m2.

L’edificio è suddiviso in due unità strutturali la prima (US1) corrispondente al corpo originario in muratura e all’amplia- mento in c.a., la seconda (US2) individuata dal fabbricato della mensa, che risulta dal punto di vista sismico adeguata alla vigente normativa e pertanto non è oggetto di intervento (Fig.2).

Fig.2 Planimetria schematica indicate le unità strutturali In questa relazione si indicano al progettista i principali parametri meccanici del terreno, la categoria del suolo e i para- metri sismici. Per la stesura della relazione, oltre al sopralluogo in sito si è fatto riferimento ad indagini pregresse, nello specifico, eseguite nel sito di interesse nell’ambito dello Studio di Microzonazione sismica I livello del Comune di Mereto di Tomba.

2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO Il presente progetto è stato redatto in conformità alle seguenti normative: • D.M. 17 gennaio 2018 – Aggiornamento delle "Norme tecniche per le costruzioni “Supplemento Ordinario n.42 alla Gazzetta Ufficiale del 20/02/2018; • Circolare del 21 gennaio 2018 n.7 – Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018; • L.R. FVG 16/2009, art 3 , comma 2 , lett a). Classificazione delle zone sismiche e indicazione delle aree di alta e bassa sismicità. Delibera n. 845 del 6 maggio 2010.

3. INQUADRAMENTO GEOLOGICO 3.1 Aspetti geolitologici e geomorfologici Il territorio comunale di Mereto di Tomba è ubicato nel settore dell’Alta Pianura, costituito in prevalenza da depositi fluvioglaciali e alluvionali. I materiali portati a valle dal ghiacciaio del Tagliamento durante la sua ultima fase di massima avanzata (LGM) sono stati risedimentati ad opera degli scaricatori fluvioglaciali più a valle nella piana antistante l’anfitea- tro morenico, dando luogo ad estese conoidi che, saldate l’una all’altra, formarono una sorta di piano inclinato legger- mente ondulato in senso trasversale (l’attuale pianura pedemorenica). Dalla fronte del ghiacciaio scaturivano le acque di disgelo, che uscivano in maniera ordinata in singole fiumane (scaricatori fluvioglaciali) che facevano capo a determinati settori della fronte del ghiacciaio. Le correnti fluvioglaciali, espandendosi sulla pianura, depositavano le loro alluvioni formando dei coni di deiezione. Tali correnti nel deflusso verso il mare andavano progressivamente perdendo massa d’acqua e di conseguenza capacità di trasporto solido, con la conseguenza di abbandonare lungo la via del loro deflusso materiali sempre più fini. Nella pianura friulana andava così delineandosi una netta differenziazione morfologica: a monte l’alta pianura, che si sviluppa

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Progetto per adeguamento sismico scuola C. Colombo di Pantianicco – Relazione geologica a valle dell’anfiteatro morenico per una distanza di circa 20-22 chilometri, presenta una pendenza media in senso nord- sud intorno a 5-6 ‰, è priva di una propria idrografia superficiale ed è costituita prevalentemente da ciottoli, ghiaie e sabbie; a sud si formava la bassa pianura, che presenta invece una lievissima pendenza, intorno a 1-2 ‰, è ricca di acque superficiali ed è costituita in superficie da sedimenti sabbioso-limosi ed argillosi. Il limite tra alta e bassa pianura è marcato dalla cosiddetta “fascia delle risorgive”, che si estende per circa 5 km da monte a valle ed è costituita da un allineamento di sorgenti. Questo fenomeno è dovuto all’affioramento degli strati limoso-argillosi impermeabili che costringono le ac- que di falda ad emergere in superficie o a infilarsi lungo gli strati ghiaioso-sabbiosi che procedono verso valle, creando un sistema di falde confinate sovrapposte. Il ghiacciaio del Tagliamento, a seguito del progressivo miglioramento climatico, iniziò il suo ritiro dalla fronte di massima espansione dopo i 18.000 anni BP, in questa fase (nota come “cataglaciale”) si verificarono comunque delle brevi avanzate testimoniate dalle cerchie presenti più a nord, nel settore interno dell’anfi- teatro. Durante questa fase le acque d’ablazione defluivano utilizzando esclusivamente i percorsi dei principali scaricatori fluvioglaciali della fase precedente. Ciò determinò l’incisione dell’apparato morenico e della parte apicale dell’alta pia- nura, con formazione di scarpate di terrazzo alte fino a 30 m nella valle del T. Corno, mentre più a valle si crearono ampi e piatti conoidi. I terreni della zona in oggetto fanno parte della Successione continentale Pliocenico-Quaternaria, Sintema di Spilimbergo, Subsintema di : Ghiaie molto grossolane subangolose-arrotondate stratificazione orizzontale e inclinata, ma- trice sabbiosa debolmente limosa, tessitura da parzialmente aperta a supporto di matrice, con livelli, lenti e lingue di sabbia e peliti; localmente sabbia e peliti aumentano fino a diventare prevalenti sui clasti (depositi fluvioglaciali), (Fig.3).

Fig.3 Estratto Carta geologica - foglio Udine, Tavoletta 0662 “”- Progetto CARG Area di interesse

L’area in oggetto ricade morfologicamente nell’ambito del conoide telescopico del torrente Corno.

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L’andamento stratigrafico in profondità può essere desunto dalle informazioni tratte dal Catasto Regionale dei pozzi della Regione Friuli Venezia Giulia, in particolare il pozzo ubicato a sud dell’area in oggetto, lungo via Bertolissi. (Fig.4), mentre per la coltre più superficiale si può far riferimento allo scavo geognostico ubicato poco ad est del sito in oggetto.

Fig.4 Estratto Carta delle indagini per il POC di Mereto di Tomba (2013) - Stratigrafia pozzo ubicato a sud di Pantianicco Via Bertolissi 74.70 s.l.m.m. - Scavo meccanico posto a circa 80 m a est della scuola Area in oggetto

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3.2 Aspetti idrogeologici Nell’ambito comunale di Mereto di Tomba i lineamenti idrografici superficiali significativi sono dati dal T. Corno e dal Canale di S. Vito (Canaletta Ledra), quest’ultimo con fini idroelettrico- irrigui, è derivato dal Canale Ledra principale, con- nesso a monte con il T. Corno, attraversa centralmente il territorio comunale, con decorso mediamente meridiano. Il torrente Corno costituisce, assieme al torrente Cormor, il principale scaricatore glaciale dell’anfiteatro morenico del Ta- gliamento, ha origine a quota 185 m. s.l.m. nelle bassure dell’anfiteatro morenico ad ovest dell’abitato di Carpacco nel Comune di , scorre verso occidente nella piana di Farla, dove riceve da SE i contributi dei rii Vena e Venate. A sud della palude di San Daniele percorre l’incisione dello scaricatore glaciale ricevendo le acque del Torrente Ripudio presso Arcano superiore; allo sbocco in pianura si dirige verso Sud scorrendo entro un ampio sistema terrazzato che si esaurisce in prossimità di Pantianicco. Nella parte più settentrionale del territorio comunale sono presenti i tratti termi- nale di alcune lavie, fiumiciattoli effimeri, che trovano origine nell’arco esterno dell’anfiteatro morenico del Tagliamento, in essi l’acqua, a seguito di piogge intense e prolungate, dapprima scorre violenta, poi si disperde, entro solchi che nor- malmente vengono utilizzati come sentieri di campagna. I depositi ghiaiosi, che caratterizzano il sottosuolo del territorio comunale, presentano una medio/elevata permeabilità, che associata alla omogeneità idrogeologica degli stessi, ha consentito la costituzione di un acquifero praticamente unico e continuo con una superficie freatica posta a profondità decrescente dal piano campagna da Nord verso Sud. Il processo di alimentazione della falda dell’Alta Pianura è determinato dalle precipitazioni meteoriche e dalle dispersioni che si ve- rificano lungo gli alvei ghiaiosi, soprattutto allo sbocco in pianura delle valli montane. La falda risente dell’andamento delle precipitazioni ma anche della permeabilità propria dei terreni che convogliano più o meno rapidamente le acque meteoriche in profondità, cosicchè le fluttuazioni del livello piezometrico sono sfalsate rispetto agli andamenti delle por- tate dei fiumi. Il substrato impermeabile è costituito da sedimenti prequaternari, posto ad una profondità superiore ai 250 m dal p.c.. La superficie freatica ha direzione media WSW-ENE con una pendenza mediamente compresa tra 2 e 2.5 per mille, la sua profondità dal piano campagna, in fase di massima piena è superiore ai 35 m nella parte settentrionale del territorio comunale (Mereto di Tomba e Plasencis) e superiore ai 20 m nella parte meridionale (Pantianicco). Il sito in oggetto è posto a circa 280m a est del torrente Corno. 3.3 Aspetti strutturali Il complesso strutturale della zona dell’alta pianura friulana deriva da una successione di eventi tettonici di tipo estensio- nale nel Mesozoico e contrazionale, secondo più direzioni di massima compressione, nel Cenozoico. Sulla base delle di- rezioni di massima compressione (1) (Caputo et alii,2003), facendo riferimento alle strutture presenti nell’ambito di interesse, possono essere definite quattro fasi principali: a – Fase estensionale tardo-cretacica, attivatasi nell’ambito della migrazione del sistema catena-avanfossa dinarico; ha originato le faglie normali immerse mediamente ad est che hanno determinato l’erosione tettonica dello slope e del margine orientale della Piattaforma Carbonatica Friulana. b – Fase compressiva paleogenica (dinarica) con 1 orientato ENE-WSW; a cui sono legati i sovrascorrimenti a direzione NNW-SSE e vergenza WSW, che hanno costruito la catena Dinarica esterna. c – Fase compressiva del Miocene superiore (neoalpina) con 1 che passa da NNW-SSE nel Tortoniano a NW-SE nel Mes- siniano (Caputo et alii, 2003), ha attivato i sovrascorrimenti a direzione media NE-SW e vergenza media a SE nel settore prealpino della catena subalpina orientale. d – Fase compressiva del Pliocene-Quaternario (neoalpina). Nel settore friulano centrale risulta 1 medio orientato circa N-S, che si scompone a ovest in (N)NW-(S)SE e ad est in NNE-SSW, e nell’area prealpina friulana (Zanferrari) sia dai meccanismi focali della sismicità minore (Bressan et alii, 1998; 2003). I lineamenti tettonici caratterizzanti la Pianura Friulana sono sepolti sotto spessori più o meno grandi di alluvioni e mo- strano una serie di dorsali e di bacini separati fra loro da faglie e sovrascorrimenti, ricadono nell’ambito del territorio comunale di Mereto di Tomba (Fig.5): Sovrascorrimento di (A) Segnalato per la prima volta da Amato et alii (1976), rappresenta il frontale della catena Dinarica a sovrascorrimenti di età paleogenica, attualmente sepolto al di sotto dei terreni miocenico-quaternari. La tip line presenta andamento medio NNW-SSE, il trasporto è da ENE verso WSW. La superficie di scollamento è localiz- zata sulle sequenze del Carnico da dove con geometria pressoché orizzontale risale formando una ripida rampa con ver- genza occidentale. La faglia tra Pinzano e Mereto di Tomba presenta un rigetto verticale nella parte superiore della piat- taforma carbonatica mesozoica di circa 1,5 km.

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Sovrascorrimento di (B) E’ sempre cieco, presenta forma arcuata con trasporto verso sud; in superficie la direzione della traccia della faglia passa da NW-SE della zona settentrionale (Mereto di Tomba) a WNW-ESE in quella meridionale (Pozzuolo). In superficie, in una fascia compresa fra Mereto di Tomba e , situata in corrispondenza della rampa obliqua della faglia, i depositi (riferibili all’ultimo massimo glaciale) risultano debolmente deformati; da quì a Pozzuolo del Friuli, in corrispon- denza della rampa frontale le evidenze di deformazioni superficiali diventano assai pronunciate ed essa dà origine ai colli isolati di Variano, Orgnano, Carpeneto, e Pozzuolo, dove affiorano rispettivamente i conglomerati del supersintema del Friuli circondati da depositi del ultimo massimo glaciale. La superficie di movimento diventa via via più superficiale procedendo dalla pianura posta a ridosso dei primi rilievi collinari verso sud. Attraversa il territorio comunale di Mereto da SE a NNW passando a ovest di Tomba. Sovrascorrimento Udine- (C) Presenta direzione WNW-ESE e andamento relativamente rettilineo. La superficie di faglia, sempre cieca, corre in piano a basso angolo tra carbonati di piattaforma e torbiditi paleocenico-eoceniche, innalzandosi con breve rampa fron- tale nella zona di Udine. Lambisce il territorio comunale di Mereto a NE di Plasencis.

Fig.5 Lineamenti tettonici nell’ambito del territorio del Comune di Mereto di Tomba La Linea di Palmanova è una faglia inversa non attiva-sepolta, mentre la linea di Pozzuolo (faglia inversa) è inserita nel catalogo Ithaca (faglie attive e capaci-codice 77507), l’ubicazione è stata identificata mediante interpretazione di linee sismiche tarate su log di pozzi e sondaggi (realizzate principalmente dall’AGIP 1970-1990), la traccia in superficie riporta nel foglio Udine (Carta geologica d’Italia 1:50.000-CARG), è stata ottenuta prolungando fino in al piano campagna la su- perficie della faglia, con la stessa inclinazione osservata sulle linee sismiche. Il substrato prequaternario è presente a profondità superiore ai 250 metri dal piano campagna, come riportato nel Foglio Udine CARG (260/280m località Mereto di Tomba, 270/290m Pantianicco, 300/320m confine comunale meridionale).

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4. INQUADRAMENTO SISMOLOGICO Definizione della zona sismica di appartenenza Il territorio comunale di Mereto di Tomba, sulla base della D.G.R. n. 845 del 6 maggio 2010 (B.U.R. 19/05/2010 n. 20) “Classificazione delle zone sismiche e indicazione delle aree di alta e bassa sismicità ai sensi dell'art 3, comma 2, lett. a) L.R n. 16/2009”, ricade nella Zona 2 caratterizzata da alta sismicità e da un'accelerazione 0,175g < ag ≤ 0,250g. (Fig.6)

Fig.6 Classificazione sismica della Regione Friuli Venezia Giulia (D.G.R. n. 845 del 6 maggio 2010 (B.U.R. 19/05/2010 n. 20)

Zone sismogenetiche ZS9 dell’area Veneto Orientale-Friulana Sulla base della zonazione sismogenetica denominata ZS9 realizzata dall’INGV nel 2004 (Meletti e Valensise, 2004) con- testualmente alla realizzazione della mappa della pericolosità sismica prevista dall'O.P.C.M. n. 3274 del 20 marzo 2003, l’area Veneto Orientale Friulana è interessata dalle aree sismogenetiche identificate dai valori 904, 905 e 906 (Fig.7) e legate all’interazione Adria-Europa. In particolare tali zone sono caratterizzate dalla massima convergenza tra le placche adriatica ed europea e sono caratterizzate da strutture a pieghe sud-vergenti del Sudalpino Orientale e faglie inverse associate e nelle aree ad est del confine friulano, da faglie trascorrenti destre con direzione NW-SE (trend dinarico). La tabella seguente riporta le caratteristiche geometriche principali di tali aree sismogenetiche in termini di meccanismo di fagliazione principale e profondità efficace definita come la profondità alla quale avviene il maggior numero di terre- moti che determina la pericolosità sismica della zona.

Zona sismogenetica Meccanismo di fagliazione principale Profondità efficace (km) 904 Faglia trascorrente 7 905 Faglia inversa 8 906 Faglia inversa 8 Caratteristiche geometriche principali delle aree sismogenetiche di interesse dell’area Veneto Orientale-Friulana

Sulla base del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, versione 2015 (CPTI15) realizzato dall’INGV (Rovida et alii, 2016), nel quale sono contenuti i terremoti storici avvenuti entro il periodo temporale compreso tra il 1000 ed il 2014 d.C., è stato possibile estrarre i terremoti di magnitudo momento (Mw) superiore a 5 il cui epicentro è localizzato entro l’area Veneto Orientale-Friulana. La sovrapposizione di tali terremoti con le aree sismogenetiche prima definite evidenzia che la sismicità dell’area è prevalentemente generata nella zona sismogenetica identificata con il valore 905 (Fig. 7), sede della forte attività sismica avvenuta nel 1976.

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Fig. 7 - Aree sismogenetiche ricadenti nell’area Veneto Orientale-Friulana e sismicità storica

Storia sismica del comune di Mereto di Tomba Dalla Fig.7 è possibile definire che il comune di Mereto di Tomba ricade a meridione della zona sismogenetica identificata con il valore 905, sede della genesi, come è già stato definito precedentemente, della maggior parte della sismicità os- servata nell’area Veneto Orientale-Friulana. Sulla base del database denominato DBMI15 realizzato dall’INGV (Locati et alii, 2016) e contenente le osservazioni macrosismiche dei terremoti italiani utilizzate per la compilazione del catalogo parametrico CPTI15 utilizzato precedentemente, è stato possibile ricostruire la storia sismica del comune di Mereto di Tomba. In particolare in tale catalogo sono presenti 12 sismi (Fig.8) che hanno generato degli effetti macrosismici nel comune di interesse. Tali sismi sono riportati nella tabella seguente, dove Is ed Io sono le intensità macrosismiche osser- vate rispettivamente nel comune in esame e nell’epicentro dell’evento ed espresse nella scala MCS ed Mw è la magnitudo momento dell’evento. Tutti gli eventi sono associati alla zona sismogenetica identificata con 905 e sede della maggior parte dei terremoti che generano sismicità nell’area Veneto Orientale-Friulana.

Fig.8 Sintesi della storia sismica del comune di Mereto di Tomba

Sorgenti sismogeniche DISS dell’area Veneto Orientale-Friulana Per la definizione delle sorgenti sismogeniche si è consultato il database DISS v. 3.2.1 dell’INGV (DISS Working Group (2018). Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.2.1: A compilation of potential sources for earth- quakes larger than M 5.5 in and surrounding areas. http://diss.rm.ingv.it/diss/, Istituto Nazionale di Geofisica e Vul- canologia; DOI:10.6092/INGV.IT-DISS3.2.1). Da questo strumento (Fig.8), si osserva che il sito di interesse non ricade di- rettamente nell’inviluppo delle aree delle sorgenti sismogeniche composite, ma è potenzialmente investito dall’energia prodotta dai sismi che possono essere generati dalle stesse a causa dell’elevata magnitudo massima sviluppabile da ogni area e la limitata distanza dalle stesse.

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Fig. 9 – Sorgenti sismogeniche DISS 3.2.1 ricadenti nella Regione Friuli Venezia Giulia

ID DISS 3.2.1 Nome Mw ITCS060 Montebelluna – Montereale 6,5 ITCS062 Maniago – Sequals 6,5 ITCS066 Gemona – 6,5 ITCS105 Bassano – Vittorio Veneto 6,5 ITCS065 Medea 6,4 ITCS064 Tramonti – Montemaggiore 6,2 ITCS061 – 6,1 ITCS071 Andreis – Forgaria del Friuli 5,9 Sorgenti sismogenetiche DISS 3.2.1 e relativa Mw

5. VINCOLISTICA GEOLOGICA Piano stralcio per l'Assetto Idrogeologico dei bacini di interesse Regionale L'area di studio rientra nelle aree soggette a pericolosità idraulica bassa P1, come si può verificare nella Fig.10; per tali aree le Norme tecniche di attuazione del PAIR (art.8) demandano al Comune il regime vincolistico.

Fig.10 Estratto Tav.17 - Carta della pericolosità idraulica – P.A.I.R. Area in oggetto

A seguito del recepimento del PAIR da parte del Comune, sono state aggiornate le NTA del PRGC, nelle quali all’art.44 si prescrive per le aree soggette a pericolosità idraulica bassa P1 che la quota di calpestio del piano terra dei nuovi edifici dovrà essere posta almeno a + 0.65 m rispetto alla quota media del p.c.; inoltre è vietata la realizzazione di vani interrati o seminterrati.

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6. MICROZONAZIONE SISMICA Lo studio di Microzonazione Sismica Livello 1 del territorio comunale (redazione nel 2014) di Mereto di Tomba, rappresenta "la valu- tazione della pericolosità sismica locale attraverso l'individuazione di zone del territorio caratterizzate da comportamento sismico omogeneo". Ai fini della prevenzione sismica e della valutazione del rischio sismico, la Microzonazione Sismica ha lo scopo di riconoscere a una scala sufficientemente grande (scala comunale) le condizioni locali che possono modificare sensibilmente le carat- teristiche del moto sismico atteso o possono produrre deformazioni permanenti rilevanti per le costruzioni e le infrastrutture. Lo studio di MS viene sintetizzato in una carta del territorio nella quale sono indicate: Zone stabili: zone non suscettibili di amplificazione sismica, in cui il moto sismico non viene modificato rispetto a quello atteso in condizioni ideali di roccia rigida e pianeggiante e pertanto gli scuotimenti attesi sono equivalenti a quelli forniti dagli studi di pericolosità di base; Zone suscettibili di amplificazione sismica: zone in cui il moto sismico viene modificato rispetto a quello atteso in condizioni ideali di roccia rigida e pianeggiante, a causa delle caratteristiche litostratigrafiche e/o geomorfologiche del territorio; Zone suscettibili di instabilità: zone in cui sono presenti o suscettibili di attivazione fenomeni di deformazione permanente del territorio indotti o innescati dal sisma (instabilità di versante, liquefazione, fagliazione superficiale, cedimenti differenziali): ci si riferisce a condizioni locali riguardanti unità litologiche di copertura superficiale e loro geometria, a morfologie superficiali e sepolte e al loro andamento topografico, a frane in terreni e in masse rocciose. Nella Carta geologico tecnica dello Studio di Microzonazione Sismica l’area in oggetto risulta caratterizzata da terreni di copertura rappresentati da ghiaie con sabbia e ciottoli deb. limose ben addensate, localmente debolmente cementate, più in profondità oltre i 40m sono presenti ghiaie cementate e/o conglomerati. La ricostruzione stratigrafica del sottosuolo è riportata nella sezione di figura 12.

Fig.11 Estratto Carta geologico-tecnica (Studio MZS 1 livello) . Area in oggetto

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Area in oggetto

Fig.12 Sezione geologica dell’area di Pantianicco (Studio MZS 1 livello) Con riguardo alla Carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica (MOPS) l'area di interesse è indicata come Zona stabile suscettibile di amplificazioni locali.

Fig. 13 Estratto Carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica (Studio MZS 1 livello)

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7. INDAGINI GEOGNOSTICHE Per le indagini sismiche si fa riferimento a quelle effettuate dallo scrivente nel 2014 nell’ambito dello Studio di Microzo- nazione sismica, ubicate all’interno dell’area di pertinenza della scuola C. Colombo; in particolare è stata eseguita una indagine con metodologia ESAC, una con metodologia MASW e una serie di acquisizioni HVSR. Le indagini sono state elaborate in analisi congiunta, permettendo di determinare le caratteristiche sismiche del sito, in particolare il profilo della velocità delle onde di taglio dei terreni fino a profondità di oltre 100m e valutare l’eventuale presenza di frequenze di possibile risonanza stratigrafica. L’ubicazione delle indagini è riportata in Fig.14. in allegato sono riportati i report.

Fig.14a Ubicazione indagini Area in oggetto Fig.14b Stendimento MASW

Fig.14c Stendimento ESAC (array a L)

Il metodo MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) è una tecnica di indagine di sismica attiva, che permette di individuare il profilo di velocità delle onde di taglio orizzontali Vs, basandosi sulla misura delle onde superficiali fatta in corrispondenza di diversi sensori (geofoni) posti sulla superficie del suolo. Il contributo predominante alle onde superfi- ciali è dato dalle onde di Rayleigh, che viaggiano con una velocità correlata alla rigidezza della porzione di terreno inte- ressata dalla propagazione delle onde. In un mezzo stratificato le onde di Rayleigh sono dispersive, cioè onde con diverse lunghezze d’onda si propagano con diverse velocità di fase e velocità di gruppo. Il metodo attivo consente di ottenere una velocità di fase (o curva di dispersione) sperimentale apparente nel range di frequenze compreso tra 5Hz e 70Hz, quindi dà informazioni sulla parte più superficiale del suolo, sui primi 30 m-40 m.

L’indagine ESAC (Extended Spatial Autocorrelation Method) è una metodologia di investigazione del sottosuolo, basata sulla registrazione dei microtremori presenti nell’ambiente senza che l’operatore energizzi il sistema ambiente-strumen- tazione. Lo stendimento ESAC si realizza in due dimensioni con conformazioni dell’array a L, X, circolare, quadrato, trian- golo. L’indagine ESAC consente di determinare le velocità delle onde S al di sotto dei 30m, arrivando a profondità dell’or- dine di un centinaio di metri a seconda della configurazione geometrica dello stendimento e della natura geologica del sottosuolo.

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L’indagine HVSR (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio) consente determinare la frequenza fondamentale di risonanza del sottosuolo, che risulta direttamente relazionata all'amplificazione sismica in caso di terremoto. I microtremori esistenti nel sottosuolo sono composti per lo più da onde di Rayleigh (onde di superficie) nelle loro componenti orizzontali e ver- ticali le quali vengono amplificate per effetto delle discontinuità stratigrafiche del sottosuolo. Ricostruendo lo spettro del microtremore, i cui picchi alle diverse frequenze corrispondono al rapporto tra le componenti orizzontali e verticali del segnale, è possibile ricavare informazioni sulla struttura del sottosuolo e soprattutto la frequenza di risonanza del sito. Come già detto le indagini sono state elaborate in analisi congiunta, permettendo di determinare le caratteristiche sismi- che del sito, in particolare il profilo della velocità delle onde di taglio dei terreni fino a profondità di oltre 120m, inoltre le HVSR hanno permesso di valutare l’eventuale presenza di frequenze di possibile risonanza stratigrafica.

Indagine MASW

Nell'immagine sopra riporta, sulla sinistra sono riportate le tracce sismiche acquisite e, sulla destra, il relativo spettro di velocità di fase (componente verticale dell'onda di Rayleigh). Indagine ESAC

Sulla sinistra i canali utilizzati e sulla destra la curva di dispersione (chiaramente effettiva) derivante dall'analisi ESAC.

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Indagine HVSR

HVSR15 HVSR15bis

I risultati delle analisi delle acquisizioni HVSR effettuate ha permesso di evidenziare, nell’ambito delle frequenze di pos- sibile interesse, la presenza di un picco tra 7.2 Hz che, sebbene non rispetti completamente i criteri Sesame, va conside- rato come certamente rilevante dal punto di vista di una possibile effetto di doppia risonanza tra terreno e struttura. Il piccolo picco a circa 1.1Hz (ampiezza di 2.7) non va a costituire un serio pericolo per le strutture della zona - di massimo 4 piani). Il picco a circa 4.3Hz è di origine industriale. Nella figura successiva si riporta il grafico schematico della relazione fra frequenza di risonanza del sito e altezza dell’edificio. Dovrà essere cura del progettista verificare effettiva rilevanza del picco a 7.2 Hz in base alla fre- quenza di vibrazione dell’edificio in oggetto.

Relazione fra frequenza di risonanza del sito ed altezza dell'edificio. In evidenza il campo di criticità.

Analisi congiunta MASW (ZVF) + ESAC + HVRS

Qui sopra, sovrapposto allo spettro di velocità determinato tramite indagine MASW (cioè da sismica attiva) viene ripor- tata (in magenta) la curva di dispersione determinate tramite indagine ESAC: è possibile notare l'ottima corrispondenza tra i due dati.

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V profile S 0

20

40

60

depth (m) depth 80

100

120

200 400 600 800 1000 1200 1400 V (m/s) S

HVSR 4 -Rayleigh Dispersion- observed 1400 Vsv (m/s): 120 166 474 448 482 561 645 760 840 930 1400; Vs30: 536 3.5 thickness (m): 0.6 0.4 2.4 3.0 3.0 5.0 5.0 11.0 25.0 70.0 model 1200 Poisson: 0.27 0.22 0.23 0.44 0.35 0.48 0.35 0.35 0.35 0.18 0.26 Vp (m/s): 213 276 798 1408 1004 3286 1342 1581 1748 1493 2443 3

1000 2.5

800 2

1.5 600

phase velocityphase(m/s) 1 400 0.5

200 0 0 1 10 20 30 40 50 60 10 10 frequency (Hz) frequency (Hz) Qui sopra il risultato finale dell'analisi congiunta della dispersione (considerata secondo la curva apparente/effettiva - smussata rispetto il dato grezzo) e dell'HVSR.

Il modello ottenuto mostra un costante incremento dei valori di Vs con la profondità, indicando terreni che da ghiaiosi passano a fortemente addensati/cementati.

Profondità Spessore Vs dal p.c. (m) strato (m) (m/s) 0.6 0.6 120 1 0.4 166 3.4 2.4 474 6.4 3 448 9.4 3 482 14.4 5 561 19.4 5 645 30.4 11 760 55.4 25 840 125.4 70 930 1400

1 La velocità equivalente delle onde di taglio VS,eq, ovvero la velocità delle onde di taglio nei primi 30 m Vs30 è risultata pari a 536 m/s e quindi il deposito di terreno può essere considerato appartenere alla categoria B “Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fine molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresa tra 360m/s e 800m/s”.

1 Per depositi con profondità H del substrato superiore a 30 m, la velocità equivalente delle onde di taglio VS,eq è definita dal parametro VS,30 (para- grafo 3.2.2 del D.M. 17.01.2018).

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8. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEI TERRENI Le caratteristiche geotecniche del terreno possono essere desunte facendo riferimento ai valori tipici dei terreni granulari grossolani con densità pari a Dr = 60 -70%. La figura seguente riporta la correlazione proposta da Schmertmann (1977) fra densità relativa ed angolo di resistenza al taglio di picco per terreni con granulometria diverse e da essa si osserva che per le ghiaie e le sabbie grossolane una valutazione prudenziale conduce a stimare un valore caratteristico non inferiore a k = 34°.

Correlazione fra densità relativa ed angolo di resistenza al taglio (Schmertmann, 1977)

Le ghiaie non presentano alcun grado di cementazione e quindi può essere assunta una coesione efficace pari a c’ = 0.

Per quanto riguarda la compressibilità del terreno, il modulo di deformazione viene stimato pari a E = 50.000 kPa, mentre al peso di volume del terreno può essere attribuito un valore pari a  = 19.5 kN/m3. 0.00 -1.00m Terreno vegetale e/o di riporto 1.00 - 3.40m Ghiaie e ciottoli con sabbie con scarsa frazione limosa  = 19.5 kN/mc peso di volume Dr = 60-70% densità relativa c’ = 0 coesione efficace k = 34° angolo d’attrito E = 50.000 kPa modulo di deformazione Vs = 474 m/s velocità delle onde di taglio per i primi 2.4 metri (poi in aumento con la profondità) Oltre i 3.40m continuano le ghiaie via via sempre più addensate.

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9. PERICOLOSITA’ SISMICA In questo paragrafo, sulla base delle indagini svolte dei dati acquisiti, ai sensi del D.M. 17/01/18, viene determinata l’azione sismica mediante un approccio “sito dipendente” che prevede la stima dei parametri spettrali di progetto, facendo ricorso all’approccio semplificato con le informazioni derivanti dalla Tab.1 dell’Allegato B del D.M. medesimo, relative al “reticolo di riferimento”. La procedura di valutazione prevede: - l’identificazione delle coordinate geografiche del sito - l’identificazione dei 4 nodi della griglia di riferimento più vicini al sito - la determinazione dei parametri spettrali (ag, Fo, T*c) propri del sito in esame.

Per il sito di Pantianicco con coordinate nel sistema di riferimento ED50 Lat. 46.025083 e Long. 13.035459, ricadente entro l’area individuata dai quattro punti del reticolo di riferimento più vicini:

ID nodi Latitudine (°) Longitudine (°) Distanza (m)

1 10094 46.03388 12.98645 3908 2 10095 46.03416 13.05830 2031 3 10317 45.98416 13.05866 4890 4 10316 45.98388 12.98686 5922

Ubicazione del sito rispetto ai nodi del reticolo di riferimento - Coordinate nodi di riferimento l’azione sismica di riferimento con tempo di ritorno di 475 anni (Spettri di risposta.xls 1.03 del C.S.L.P.) è caratterizzato dai seguenti valori relativi al basamento rigido orizzontale:

Ag = 0,175g accelerazione massima di riferimento per Tr = 475 anni. Fo = 2,479 fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale.

T*c = 0,341 periodo inizio tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.

Categoria di sottosuolo e condizioni topografiche

Dall’indagine geofisica effettuata, la velocità equivalente delle onde di taglio VS,eq, ovvero la velocità delle onde di taglio nei primi 30 m Vs30 è risultata pari a 536 m/s e quindi il deposito di terreno può essere considerato appartenere alla categoria B “Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fine molto consi- stenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresa tra 360m/s e 800m/s”.

Condizioni topografiche Il sito può essere considerato appartenente alla categoria topografica T1 (Tab. 3.2.III del D.M.) per superfici pianeggianti.

Vita nominale e coefficiente d’uso In relazione al tipo di intervento si assume una vita nominale della struttura pari a Vn = 50 anni (Tab. 2.4.I del D.M.) ed una classe d’uso III da cui un coefficiente d’uso Cu= 1,5 (Tab. 2.4.II del D.M.), da cui il periodo di riferimento VR = VN x Cu = 75

Attraverso la media pesata dei punti si ottengono i seguenti parametri spettrali:

PVR Probabilità di superamento nel periodo Tr (anni) ag (g) Fo (-) Tc* (s) di riferimento VR SLO 81% 45 0,062 2,472 0,261 SLD 63% 75 0,079 2,452 0,282 SLV 10% 712 0,202 2,526 0,348 SLC 5% 1462 0,263 2,553 0,363 Operatività (SLO); Danno (SLD); Salvaguardia della vita (SLV); Prevenzione dal collasso (SLC)

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Sono considerate le probabilità di superamento nella vita di riferimento (SLV) che consentono il mantenimento operativo della struttura e non il suo collasso.

Amplificazione stratigrafica e topografica

Per il sottosuolo di categoria B, i fattori correttivi relativi allo stato limite SLV assumono i seguenti valori:

SS = 1,196 Coefficiente di amplificazione stratigrafica

ST = 1,0 Coefficiente di amplificazione topografica L’accelerazione massima attesa al suolo è quindi pari a: 2 amax = SS x ST x ag = 1,196 x 1,0 x 0,202g = 0,241g = 2.37 m/s

Di seguito si riportano gli Spettri di risposta per gli stati limite SLV, SLO e SLD

9.1 Suscettibilità alla liquefazione La verifica a liquefazione viene omessa (punto 7.11.3.4.2 del DM 17/01/2018) in relazione alla litologia ghiaiosa del sot- tosuolo e alla profondità media stagionale della falda freatica che risulta superiore a 15 m dal piano.

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ALLEGATI

Analisi congiunta MASW (ZVF) + ESAC + HVRS 2 luglio 2014

HVSR 2 luglio 2014

Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello

Indagine ESAC Località: Pantianicco – Scuola - (sito15 HVRS) – 2 luglio 2014

Analisi MASW (ZVF) + ESAC + HVRS

Da sinistra a destra: tracce sismiche considerate (oltre 16minuti di dati), disposizione dei geofoni/canali, distanze relative tra tutte le coppie di geofoni utilizzate.

4.0 Hz 6.4 Hz 8.8 Hz 11.2 Hz 13.8 Hz 1 1.2 1 1 1

1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 n n n n n

o 0.6 o o o o i i i i i Indagine MASW t t 0.6 t 0.4 t 0.4 t 0.4 a a a a a l l l l l e e e e e r r r r r r r 0.4 r 0.2 r 0.2 r 0.2 o 0.4 o o o o c c c c c 0.2 0 0 0 0.2 0 -0.2 -0.2 -0.2

0 -0.2 -0.4 -0.4 -0.4 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 r (m) r (m) r (m) r (m) r (m)

16.2 Hz 18.6 Hz 21.0 Hz 23.4 Hz 25.8 Hz 1 1 1 1 1

0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 n n n n n o o o o o

i 0.4 i 0.4 i 0.4 i 0.4 i 0.4 t t t t t a a a a a l l l l l e e e e e r r r r r r 0.2 r 0.2 r 0.2 r 0.2 r 0.2 o o o o o c c c c c 0 0 0 0 0

-0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2

-0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 r (m) r (m) r (m) r (m) r (m) Valori del coefficiente di correlazione in funzione della distanza per alcune delle frequenze considerate.

Nell'immagine sopra riporta, sulla sinistra sono riportate le tracce sismiche acquisite e, sulla destra, il relativo spettro di velocità di fase (componente verticale dell'onda di Rayleigh).

Sulla sinistra i canali utilizzati e sulla destra la curva di dispersione (chiaramente effettiva) derivante dall'analisi ESAC. 1 2 Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello

Qui a fianco, sovrapposto allo spettro di velocità determinato tramite indagine MASW (cioè da sismica attiva) viene riportata (in magenta) la curva di dispersione determinate tramite indagine ESAC: è possibile notare l'ottima corrispondenza tra i due dati che mostra come in questo caso l'acquisizione ESAC risulti di fatto scarsamente utile se si considera che si ha anche a disposizione la curva HVSR.

VS profile 0

20

40 ) m ( 60 h t p e

d 80

100

120

200 400 600 800 1000 1200 1400 V (m/s) S

HVSR 4 -Rayleigh Dispersion- observed 1400 Vsv (m/s): 120 166 474 448 482 561 645 760 840 930 1400; Vs30: 536 3.5 thickness (m ): 0.6 0.4 2.4 3.0 3.0 5.0 5.0 11.0 25.0 70.0 model 1200 Poisson: 0.27 0.22 0.23 0.44 0.35 0.48 0.35 0.35 0.35 0.18 0.26 3 ) Vp (m/s): 213 276 798 1408 1004 3286 1342 1581 1748 1493 2443 s / m (

1000 2.5 y t i c o l 800 2 e v

e

s 1.5

a 600 h p 1 400 0.5

200 0 0 1 10 20 30 40 50 60 10 10 frequency (Hz) frequency (Hz)

Risultato finale dell'analisi congiunta della dispersione (considerata secondo la curva apparente/effettiva - smussata rispetto il dato grezzo riportato nella precedente figura) e dell'HVSR. Il modello mostra un costante incremento dei valori di VS con la profondità indicando terreni che da ghiaiosi passano a fortemente cementati.

Riferimenti

Dal Moro G., 2014. Surface Wave Analysis for Near Surface Applications, ISBN 978-0-12-800770-9, Elsevier, 252pp.

3 Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello

HVRS n. 15 Data: 02 luglio 2014 Località: Pantianicco Scuola

Dataset: HV15bis_20140702_1321CLEAN.SAF GPS data: Sat. 9 - 46°1'27.05" N - 13°2'4.37 E - 79.0 m Strumento: GEMINI 2 Frequenza campionamento: 200 Hz Durata acquisizione: 20 minuti Condizioni meteo: sereno Vento: assente Tipo terreno: terreno naturale Tipo accoppiamento terreno/strumento: ottimo Orientamento strumento: Nord geografico Note: strumento coperto

DATA PROCESSING Date: 17 10 2014 Time: 21 56 Sampling frequency (Hz): 64 Window length (sec): 15 Length of analysed dataset (min): 15.9 Tapering (%): 8 Smoothing (%): 10

Criteri SESAME ======In the following the results considering the data in the 3.4-11.0Hz frequency range Peak frequency (Hz): 7.2 (±1.3) vedi commento Peak HVSR value: 2.5 (±0.5) === Criteria for a reliable H/V curve ======#1. [f0 > 10/Lw]: 4.571 > 0.66667 (OK) #2. [nc > 200]: 8366 > 200 (OK) #3. [f0>0.5Hz; sigmaA(f) < 2 for 0.5f0 < f < 2f0] (OK) continuità temporale del segnale === Criteria for a clear H/V peak (at least 5 should be fulfilled) ======#1. [exists f- in the range [f0/4, f0] | AH/V(f-) < A0/2]: yes, ma considerando la deviazione standard #2. [exists f+ in the range [f0, 4f0] | AH/V(f+) < A0/2]: yes, at frequency 9Hz (OK) #3. [A0 > 2]: 2.5 > 2 (OK) #4. [fpeak[Ah/v(f) ± sigmaA(f)] = f0 ± 5%]: (NO) #5. [sigmaf < epsilon(f0)]: 1.331 > 0.229 (NO) #6. [sigmaA(f0) < theta(f0)]: 0.334 < 1.58 (OK)

Commento: picco litologico tra 5.0 e 7.0Hz (ampiezza tra 2 e 2.5), non del tutto congruente con i criteri SESAME; il picco a circa 4.3Hz è di origine industriale. direttività del segnale 1 2 Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello Comune di Mereto di Tomba - Studio MZS 1° livello

HVRS n. 15bis Data: 02 luglio 2014 Località: Pantianicco Scuola

Dataset: HV15bis_20140702_1321CLEAN.SAF GPS data: Sat. 9 - 46°1'27.56" N - 13°2'5.35 E - 79.0 m Strumento: GEMINI 2 Frequenza campionamento: 200 Hz Durata acquisizione: 10 minuti Condizioni meteo: sereno Vento: assente Tipo terreno: terreno naturale Tipo accoppiamento terreno/strumento: ottimo Orientamento strumento: Nord geografico Note: strumento coperto

DATA PROCESSING Date: 17 10 2014 Time: 22 11 Sampling frequency (Hz): 64 Window length (sec): 19 Length of analysed dataset (min): 8.4 Tapering (%): 8 Smoothing (%): 5

Criteri SESAME ======In the following the results considering the data in the 0.5-3.2Hz frequency range Peak frequency (Hz): 1.1 (±0.5) Peak HVSR value: 2.7 (±0.4) === Criteria for a reliable H/V curve ======#1. [f0 > 10/Lw]: 1.095 > 0.52632 (OK) #2. [nc > 200]: 1040 > 200 (OK) continuità temporale del segnale #3. [f0>0.5Hz; sigmaA(f) < 2 for 0.5f0 < f < 2f0] (OK) === Criteria for a clear H/V peak (at least 5 should be fulfilled) ======#1. [exists f- in the range [f0/4, f0] | AH/V(f-) < A0/2]: yes (considering standard deviations (OK) #2. [exists f+ in the range [f0, 4f0] | AH/V(f+) < A0/2]: yes (considering standard deviations (OK) #3. [A0 > 2]: 2.7 > 2 (OK) #4. [fpeak[Ah/v(f) ± sigmaA(f)] = f0 ± 5%]: (NO) #5. [sigmaf < epsilon(f0)]: 0.521 > 0.109 (NO) #6. [sigmaA(f0) < theta(f0)]: 0.384 < 1.78 (OK)

Commento: risulta un piccolo picco a circa 1.1Hz con ampiezza di 2.7 (non del tutto congruente con i criteri SESAME) e comunque ad una frequenza che non va a costituire un serio pericolo per le tipiche strutture della zona - di massimo 4 piani).

direttività del segnale 1 2