Fondazioni e Opere di sostegno Prova scritta di esame

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1 Fondazioni e Opere di sostegno Con riferimento al profilo stratigrafico ed alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate in figura, deve essere eseguito uno scavo di altezza pari a 4.0 m (e larghezza 20 m) sostenuto da una paratia a sbalzo costituita da setti in cemento armato gettato in opera. Si richiede di progettare geotecnicamente l opera, effettuando le verifiche di sicurezza richieste dalla normativa. In particolare: a1) valutare la minima lunghezza della paratia necessaria al soddisfacimento delle verifiche SU- GEO; a2) valutare, in prima approssimazione, il momento flettente massimo; a3) descrivere ed effettuare eventuali altre verifiche SU richieste dalla normativa. a falda, prima dell esecuzione dello scavo, si trova in condizioni idrostatiche con pelo libero a 2.5 m di profondità; il sovraccarico laterale è da considerare come un azione variabile (non permanente). Tutti i valori dei parametri fisici e meccanici dei terreni, così come quello del sovraccarico laterale, sono da intendersi come valori caratteristici. 0 q=15 kpa profondità (m) ? Argilla limosa s.c. γ=19 k/m 3 ; k= m/s c U =40 kpa; c'=10 kpa; ϕ'=26 Sabbia con ghiaia γ=20 k/m 3 ; k= m/s c'=0 kpa; ϕ'=36

2 Fondazioni e Opere di Sostegno Un pilastro di una struttura trasmette al plinto su due pali illustrato in figura le azioni permanenti e accidentali riportate nella Tabella. Con riferimento al profilo stratigrafico ed alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate nella stessa figura, si richiede di dimensionare la lunghezza dei pali (in c.a., trivellati, e di diametro pari a 1.0 m) al fine del soddisfacimento delle verifiche di sicurezza richieste dalla dalla normativa vigente (TC2008) nei riguardi delle azioni verticali. Per quanto riguarda i parametri geotecnici dei terreni, si assuma che i valori riportati siano pari ai valori caratteristici e ottenuti da indagini geotecniche eseguite nell area dell edificio in corrispondenza di 4 distinte verticali. Risultanti dei carichi trasmessi allo spiccato di fondazione (valori caratteristici) Permanenti Accidentali (k) M (km) M T (km) T (k) T T (k) M T T T M T imo argilloso s.c. γ = 19.0 k/m 3 c = 20 kpa; ϕ = 30 c u = 60 kpa Sabbia γ = 20.0 k/m 3 ϕ = 33

3 Fondazioni e Opere di sostegno Con riferimento alla situazione stratigrafica mostrata in figura, effettuare le verifiche di sicurezza della platea di fondazione dell edificio costituito da un piano interrato e tre piani fuori terra, e calcolarne i cedimenti in asse e al bordo. Si richiede inoltre la valutazione dei cedimenti attesi (a breve e a lungo termine) in corrispondenza della verticale passante per il centro dell edificio. edificio ha una pianta rettangolare con dimensioni 15(B)x30() m. Si trascuri la deformabilità del deposito di argille sovraconsolidate di base. Carichi trasmessi in fondazione (valori caratteristici, kpa) Permanenti Accidentali Solaio 8 2 Copertura 6 1 Platea 15 2 z (m) OCR Argilla limosa γ = 18.0 k/m 3 e 0 = 1.15 ϕ = 28 ; c = 5 kpa c u = z kpa C c = 0.45 C s = 0.08 z (m) SPT Sabbia sciolta - γ = 19k/m 3 ; ϕ = 36 Argilla sovraconsolidata, molto conconsistente ota: Per le sabbie assumere: E = SPT (MPa)

4 Fondazioni e Opere di sostegno Con riferimento alla normativa vigente, effettuare le verifiche di sicurezza (in campo statico) del muro di sostegno a mensola in cemento armato mostrato in figura. Oltre alle verifiche geotecniche, si richiede di valutare il massimo momento flettente agente sulla mensola. sovraccarico accidentale q=20 kpa Terreno di riempimento (misto granulare) γ=18 k/m 3 ; c'=0 kpa; ϕ'=34 ; 3.25 profondità (m) (terreno di riempimento) Sabbia limosa addensata γ=20 k/m 3 ; c'=0 kpa; ϕ' (picco) =36 ; ϕ' (grandi deformazioni) =32

5 Fondazioni e Opere di Sostegno Un pilastro di una struttura trasmette al plinto su due pali illustrato in figura le azioni permanenti e accidentali riportate nella Tabella. Con riferimento al profilo stratigrafico ed alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate nella stessa figura, si richiede di effettuare le verifiche di sicurezza prescritte dalla normativa relative alle azioni orizzontali; in particolare, è richiesta la valutazione del momento di plasticizzazione minimo richiesto alla sezione del palo, sia nella ipotesi vincolo di incastro sia di cerniera alla testa del palo. I pali sono in c.a., trivellati e gettati in opera, di diametro pari a 0.8 m e lunghezza 22 m). Per quanto riguarda i parametri geotecnici dei terreni, si assuma che i valori riportati siano pari ai valori caratteristici e ottenuti da indagini geotecniche eseguite nell area dell edificio in corrispondenza di 4 distinte verticali. Risultanti dei carichi trasmessi allo spiccato di fondazione (valori caratteristici) Permanenti Accidentali (k) M (km) M T (km) T (k) T T (k) M T T T M T imo argilloso s.c. γ = 19.0 k/m 3 c = 20 kpa; ϕ = 30 c u = 60 kpa Sabbia γ = 20.0 k/m 3 ϕ = 33

6 Fondazioni e Opere di Sostegno # 1 Con riferimento alla situazione stratigrafica ed alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate nella figura seguente, deve essere realizzato un edificio in c.a. di 5 piani fuori terra, senza alcun piano interrato, avente dimensioni in pianta di 30x60 m, e campi strutturali (interassi tra i pilastri) pari a 6.0x6.0 m. Ai fini del dimensionamento geotecnico delle strutture di fondazione si assuma, per ciascuno dei 5 solai (dal primo alla copertura), in prima approssimazione, un carico permanente pari a 10 kpa e un accidentale pari a 2 kpa (valori caratteristici). A tali azioni occorre aggiungere quelle relative al piano terra e alle fondazioni. a falda è in condizioni idrostatiche, con superficie libera a 2.0 m dal piano di campagna; lo strato di sabbia ghiaiosa si estende sino a grandi profondità. Tutti i valori dei parametri fisici e meccanici dei terreni sono da intendersi come caratteristici, e sono stati ricavati da 5 verticali di indagine spinte fino e 50 m di profondità. Si richiede di: a) Scegliere, giustificandola, la tipologia di fondazione; b) Dimensionare geotecnicamente le fondazioni effettuando, con riferimento alle azioni verticali, le principali verifiche SU richieste dalla normativa vigente. In prima approssimazione, le azioni in fondazione possono essere stimate facendo riferimento alle aree di influenza (campi di solaio). profondità z (m) Argilla limosa n.c. γ=18.0 k/m 3 c U = σ' v c'=0; ϕ'=27 da un campione prelevato a z=10 m di profondità: e 0 =2.5; C C =0.6 ; C S =0.05; OCR=1.0 Sabbia ghiaiosa mediamente addensata γ=19 k/m 3 ; c'=0; ϕ'=35