FONDAZIONI INDIRETTE. ing. Angelo Garassino

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1 FONDAZIONI INDIRETTE ing. Angelo Garassino

2 TIPI DI FONDAZIONE INDIRETTA PALI DI GRANDE DIAMETRO MICROPALI DIAFRAMMI POZZI DI FONDAZIONE PALI RADICE VIBROFLOTTAZIONE (pali di ghiaia) JET-GROUTING DEEP MIXING

3 MIGLIORAMENTI DEL TERRENO CI SI RIPORTA ALLA FONDAZIONE DIRETTA PALI RADICE, VIBROFLOTTAZIONE JET-GROUTING, DEEP MIXING, ecc. NON SI TRATTA DI FONDAZIONE SU PALI (solo talvolta il jet-grouting può funzionare come palo)

4 MIGLIORAMENTI DEL TERRENO se correttamente dimensionati non devono essere calcolati come pali il terreno migliorato (composto da elementi eterogenei: uno scadente, il terreno, ed uno solido, l inclusione,) viene assimilato ad un terreno omogeneo di caratteristiche intermedie va pertanto considerato in termini di capacità portante cedimenti totali cedimenti differenziali

5 MIGLIORAMENTI DEL TERRENO LE VALUTAZIONI VANNO FATTE CON RIGUARDO A: LE CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEL TERRENO DI PARTENZA LE CARATTERISTICHE DEL MATERIALE CHE FORMA L INCLUSIONE LA DISPOSIZIONE AREALE DEL MIGLIORAMENTO, MAGLIA, INTERASSE, PROFONDITA RAGGIUNTA, I RISULTATI DEL MIGLIORAMENTO LA SOLLECITAZIONE SPECIFICA CHE SI VA AD IMPORRE SULLA SINGOLA INCLUSIONE L INTERAZIONE FONDAZIONE-TERRENO MIGLIORATO

6 LA VERA FONDAZIONE INDIRETTA: IL PALO DIAFRAMMI, POZZI E MICROPALI SONO CASI PARTICOLARI DI PALI. ESISTONO DIVERSI TIPI DI PALI: PALI TRIVELLATI (a secco, con fanghi bentonitici, con fanghi polimerici) PALI TRIVELLATI AD ELICA (elica continua, elica cava,pressodrill) PALI BATTUTI (Franki, Scac, Raymond,Lacor, Multiton, delta) PALI INFISSI A PRESSIONE (Mega, Mesi, Soles) PALI INFISSI A VIBRAZIONE

7 DIMENSIONAMENTO DEI PALI LA STORIA DELLE COSTRUZIONI ANNOVERA INFINITI METODI DI CALCOLO PROPOSTI PER VALUTARE LA PORTATA DEI PALI DI FONDAZIONE E TUTTI O QUASI TUTTI GLI STATI DELLA TERRA SI SONO SBIZZARRITI AD ELABORARE COMPLICATE NORMATIVE, SPECIFICHE E LINEE GUIDA PER TENTARE DI IMPORRE UN UNICO OGGETTIVO METODO DI CALCOLO CHE OVVIAMENTE DEVE ABBRACCIARE ANCHE LA STIMA DEL VALORE DEI PARAMETRI DEL TERRENO

8 DIMENSIONAMENTO DEI PALI LE NORMATIVE CHE SI SONO PIÙ AFFERMATE NEL MONDO SONO: BRITISH STANDARD (Inghilterra) ACI e API (Stati Uniti) DIN (Germania) BAEL, AFNOR (Francia) SNIP (Russia) OGGI QUESTE NORMATIVE CONVIVONO E SARANNO SOSTITUITE, O AFFIANCATE, IN FUTURO, AD ECCEZIONE DEGLI STATI UNITI, DALL EUROCODICE

9 DIMENSIONAMENTO DEI IN ITALIA: PALI D.M. 96 ancora in vigore N.T ancora possibile ma superato N.T facoltativo - obbligatorio dal 2010 EUROCODICE dovrebbe diventare obbligatorio in un prossimo futuro

10 CALCOLO ALLE TENSIONI AMMISSIBILI a) scelta dei parametri del terreno b) scelta dei valori limite sulla resistenza tangenziale unitaria e sulla portata di base unitaria (soggettiva) c) calcolo della portata ultima laterale d) calcolo della portata ultima di base e) calcolo della portata ultima totale come somma delle due f) applicazione del coefficiente di sicurezza per ricavare la portata ammissibile g) confronto tra i valori delle azioni verticali e la portata ammissibile: N < P amm = P lim /Fs ove N la somma delle azioni verticali SLU (Norme Tecniche 2008) a) scelta dei parametri medi e minimi del terreno b) scelta dei valori limite sulla resistenza tangenziale unitaria e sulla portata di base unitaria (soggettiva) c) calcolo della resistenza di progetto R D (somma di laterale e base) con i valori medi e minimi dei parametri geotecnici Approccio 1 - condizione [A1+M1+R1] - condizione [A2+M1+R2] Approccio 2 [A1+M1+R3] d) ) confronto tra i valori delle azioni verticali e la resistenza di progetto: E D ² R D ove E D la risultante delle azioni verticali EUROCODICE a) scelta dei parametri medi e minimi del terreno b) scelta dei valori limite sulla resistenza tangenziale unitaria e sulla portata di base unitaria (soggettiva) c) calcolo della resistenza di progetto R D (somma di laterale e base) con i valori medi e minimi dei parametri geotecnici Approccio 1 - condizione [A1+M1+R1] - condizione [A2+(M1 o M2 (1) )+R4] Approccio 2 [A1+M1+R2] Approccio 3 [(A1 (2) o A2 (3) )+M2+R3] d) ) confronto tra i valori delle azioni verticali e la resistenza di progetto: F D ² R D (1) per attrito negativo (2) strutture (3) tgrreno ove FD la risultante delle azioni verticali

11 CALCOLO ALLE T.A. a) parametri del terreno b) valori limite τ e σ b c) calcolo della portata ultima totale P lim d) confronto tra i valori delle azioni verticali e la portata ammissibile: IL CALCOLO IMPLICA UNA SCELTA INGEGNERISTICA AI PUNTI a E b N < P amm = P lim /Fs

12 SLU (N. Tecniche 2008) a) parametri medi e min. b) valori limite τ e σ β c) calcolo della resistenza di progetto R D (somma di laterale e base) con i valori medi e minimi dei parametri geotecnici d) ) confronto tra i valori delle azioni verticali e la resistenza di progetto: E D R D Approccio 1 condizione[a1+m1+r1] condizione[a2+m1+r2] Approccio 2 [A1+M1+R3]

13 RESISTENZA DI CALCOLO R c ( R ) ( R ) c, cal media, k = Min, ξ3 c, cal ξ 4 min R D =R c,k /γ R R c,cal = resistenza a compressione ultima calcolata a partire dai parametri geotecnici (da stratigrafia con parametri medi e minimi); ξ 3, ξ 4 = coefficienti di fattorazione.

14 LA RESISTENZA DI CALCOLO R c,k = P lim = P b lim + P l lim P b lim = q N q A b in terreni granulari; P b lim = 9*c u A b in terreni coesivi; zb P l lim = π D τ z 0 z con τ z = σ vz K s tan δ in terreni granulari; con τ z = α*c u in terreni coesivi;

15 COEFFICIENTI PARZIALI PER LE AZIONI (N.T. 2008) CARICHI EFFETTO COEFF. EQU (A1) STR (A2) GEO PERMANENTI FAVOREV. γ G1 0,9 1,0 1,0 SFAVOR. 1,1 1,3 1,0 PERMANENTI NON STRUTTURALI FAVOREV. γ G2 0,0 0,0 0,0 SFAVOR. 1,5 1,5 1,3 VARIABILI FAVOREV. γ Qi 0,0 0,0 0,0 SFAVOR. 1,5 1,5 1,3

16 COEFFICIENTI PARZIALI (N.T. 2008) ξ 3 = agisce sulla resistenza di calcolo media ξ 4 = agisce sulla resistenza di calcolo minima entrambi dipendono dal numero di verticali di terreno indagate SI PUÒ PROCEDERE IN MANIERA ANALOGA DISPONENDO DI PROVE DI CARICO SU PALI PILOTA IN QUESTO CASO SI ADOTTANO I COEFFICIENTI ξ 1, ξ 2 ANCH ESSI LEGATI AL NUMERO DI PROVE DI CARICO DISPONIBILI

17 FATTORI DI CORRELAZIONE PER LA RESISTENZA DI CALCOLO R c,k N VERTICALI INDAGATE > 10 ξ 3 1,70 1,65 1,60 1,55 1,50 1,45 1,40 ξ 4 1,70 1,55 1,48 1,42 1,34 1,28 1,21 N PROVE DI CARICO > 5 ξ 1 1,40 1,30 1,20 1,1 1,0 ξ 2 1,40 1,30 1,05 1,0 1,0

18 FATTORI DI SICUREZZA PARZIALI (DA APPLICARE SULLE RESISTENZE CARATTERISTICHE) INFISSI TRIVELLATI ELICA CONT. Resistenza γ R R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 Base γ b 1,0 1,45 1,15 1,0 1,7 1,35 1,0 1,6 1,3 Laterale compressione γ s 1,0 1,45 1,15 1,0 1,45 1,15 1,0 1,45 1,15 Totale γ t 1,0 1,45 1,15 1,0 1,6 1,30 1,0 1,55 1,25 Laterale trazione γ s,t 1,0 1,6 1,25 1,0 1,6 1,25 1,0 1,6 1,25

19 DIFFERENZE TRA T.A. T.A., N.T ED EUROCODICE EUROCODICE NEL CALCOLO ALLE T.A. L INGEGNERE OPERA UNA SCELTA SUI PARAMETRI GEOTECNICI, SUI VALORI LIMITE DI τ E σ b NEL CALCOLO AGLI S.L. (N.T. 2008) L INGEGNERE OPERA UNA SCELTA SUI PARAMETRI GEOTECNICI, SUI VALORI LIMITE DI τ E σ b E SCEGLIE L APPROCCIO DI CALCOLO NEL CALCOLO AGLI S.L. (EUROCODICE) L INGEGNERE OPERA UNA SCELTA SUI PARAMETRI GEOTECNICI, SUI VALORI LIMITE DI τ E σ b E SCEGLIE L APPROCCIO DI CALCOLO LA DIFFERENZA TRA EUROCODICE E N.T E NEI VALORI DEI COEFFICIENTI DI PENALIZZAZIONE E NEL NUMERO DI APPROCCI DI CALCOLO

20 DIFFERENZE TRA T.A. T.A., N.T ED EUROCODICE IN T.A. I PARAMETRI GEOTECNICI SI SCELGONO CERCANDO DI CAPIRE IL COMPORTAMENTO DEL TERRENO CON SAGGIA, MA NON ECCESSIVA PRUDENZA DI REGOLA SI SCEGLIE UN VALORE CHE NON È IL MEDIO E NON È IL MINIMO, MA È INTERMEDIO, UN POCO PIÙ VICINO AL VALORE MINIMO SEGUENDO RIGOROSAMENTE N.T. O EUROCODICE QUESTO NON è PERMESSO, SI POSSONO SCARTARE SOLAMENTE I VALORI MANIFESTAMENTE AFFETTI DA ERRORE; SI DEVONO FARE 2 CALCOLI SEPARATI: - UNO CON I PARAMETRI MEDI - UNO CON I PARAMETRI MINIMI

21 DIFFERENZE TRA T.A. T.A., N.T ED EUROCODICE EUROCODICE IN T.A. SI APPLICA IL FATTORE (Fs) DI SICUREZZA SULLE SOLE RESISTENZE IN N.T. ED EUROCODICE SI APPLICA DAPPRIMA UN FATTORE DI SICUREZZA ALLE RESISTENZE DI CALCOLO Rc,m MEDIA E MINIMA (ξ i ), POI SI VALUTA LA RESISTENZA DI CALCOLO CARATTERISTICA Rc,k COMBINANDO I VALORI MEDI CON I MINIMI POI SI APPLICANO I FATTORI DI SICUREZZA R SUI CARICHI E SULLE RESISTENZE COMBINANDOLI OPPORTUNAMENTE IN FUNZIONE DELL APPROCCIO DI CALCOLO SCELTO

22 SCELTA DEI PARAMETRI IN T.A. T.A. ES: SCELGO IL PARAMETRO C U = coesione non drenata HO UNA GRAN MESSE DI DATI OTTENUTI DA CORRELAZIONI CON I RISULTATI DI 5 PROVE PENETROMETRICHE CPTU OPERO UNA SCELTA RAGIONATA CHE EVIDENZIO NELLA LINEA NERA

23 SCELTA DEI PARAMETRI IN CONDIZIONE S.L. E L IDENTICO DIAGRAMMA DELLA DIAPOSITIVA PRECEDENTE L INVILUPPO DEI MINIMI SCARTA SOLAMENTE ALCUNI VALORI MANIFESTAMENTE ERRATI ENTRAMBI GLI INVILUPPI SONO PIU FRASTAGLIATI (SEGUONO MEGLIO LE VARIAZIONI LOCALI) LA SOGGETTIVITA DELLA INTERPRETAZIONE E MINIMA RISPETTO AL CASO PRECEDENTE

24 ESEMPIO DI UN RAFFRONTO SONO RIPORTATI IN TABELLA LA STRATIGRAFIA E I VALORI DEI PARAMETRI MEDI E MINIMI PER IL CALCOLO DEI PALI ALLO S.L. IN FASE DI PREVENTIVO SI ERA EFFETTUATO IL CALCOLO ALLE T.A. CON PARAMETRI PROSSIMI AL VALORE MEDIO SEGUE IL CONFRONTO

25 RESISTENZA DI PROGETTO DA DIVERSI APPROCCI IL VALORE IN T.A. RISULTA IL PIU BASSO RD DA [M1+R1] E IL PIU ALTO SEGUITO DA [M1+R3]

26 RAPPORTO TRA CARICHI PERMANENTI E VARIABILI SI ABBIA UN CARICO SUL PALO DI 1000 kn P/V 20/80 50/50 80/20 A1+M1+R L palo (m) 24,4 24,0 23,4 A2+M1+R L palo (m) T.A L palo (m)

27 COMMENTI AI RISULTATI INFLUENZA DEL RAPPORTO TRA CARICO PERMANENTE E CARICO VARIABILE (P/V) SU T.A. NESSUNA INFLUENZA LA LUNGHEZZA DEL PALO NON VARIA AL VARIARE DEL RAPPORTO P/V SU A1+M1+R1 HA UNA CERTA INFLUENZA (1 m) NELL ESEMPIO PRECEDENTE SU A2+M1+R2 HA INFLUENZA (2m) NELL ESEMPIO PRECEDENTE

28 COMMENTI AI RISULTATI LA CONDIZIONE A1+M1+R1 E SEMPRE LA MENO GEO- CAUTELATIVA, MA LA PIU CAUTELATIVA PER IL CALCOLO STRUTTURALE NEL CASO IN ESAME, TENENDO CONTO CHE IL CARICO PERMANENTE NON PUO AZZERARSI, LA CONDIZIONE PIU CAUTELATIVA RISULTA T.A. CIO NON È SEMPRE VERO, QUI IL NUMERO DI INFORMAZIONI È > 10 ED I VALORI DEI PARAMETRI IN T.A. SONO COINCIDENTI CON I VALORI MEDI

29 IL PESO DEL PALO NEL CALCOLO VA SEMPRE PRESO IN CONSIDERAZIONE IL PESO DEL PALO? SI PERCHE ANCHE SCEGLIENDO DI NON TENERNE CONTO L HO GIA PRESO IN CONSIDERAZIONE

30 IL PESO DEL PALO INFATTI LA NORMA DICE: IL PESO DEL PALO VA SEMPRE TENUTO IN CONTO, PERO SE SI SONO TRASCURATI ALTRI FATTORI CHE HANNO PESO EGUALE O MAGGIORE, LO SI PUO TRASCURARE

31 CARICHI TRASVERSALI IN T.A. CIASCUNO SI ARRANGIA COME PUÒ CON TANTO RICORSO ALL ESPERIENZA O ALL INCOSCIENZA CON LE N.T. SI TRATTA IL PROBLEMA IN MANIERA IDENTICA AI CARICHI VERTICALI, VARIANDO SOLAMENTE I COEFFICIENTI PARZIALI SULLE RESISTENZE (meno semplice di quanto si pensi) EUROCODICE INDICA CHIARAMENTE IL RICORSO ALLE CONDIZIONI M2 PER QUESTE VALUTAZIONI IN TUTTI GLI APPROCCI

32 CARICHI TRASVERSALI PROBLEMI COMPLESSI PRENDIAMO UN MURO DI SOSTEGNO CON FONDAZIONE SU PALI: LE SPINTE SUL MURO SONO DI REGOLA DIMENSIONANTI IN CONDIZIONE M2 IN QUANTO LA RIDUZIONE DEI PARAMETRI HA EFFETTO MAGGIORE DELL AMPLIFICAZIONE DEI CARICHI APPLICANDO ALLE REAZIONI DEL TERRENO, NELL INTERAZIONE PALO-SUOLO, LE CONDIZIONI M2 SI HA UNA DOPPIA PENALIZZAZIONE E TUTTAVIA RISULTA CORRETTO PERCHÈ IL TERRENO DEVE ESSERE LO STESSO SIA QUANDO APPLICA FORZE INSTABILIZZANTI SIA QUANDO AD ESSE SI OPPONE

33 CONCLUSIONI CI SI AVVIA VERSO L EUROCODICE CON RIMPIANTO PER LE VECCHIE TENSIONI AMMISSIBILI IN ATTESA SI CERCA DI ACQUISIRE CONFIDENZA CON IL PESO FISICO DEGLI ALTRI METODI AGLI STATI LIMITE LE DIFFICOLTA ILLUSTRATE AL PUNTO PRECEDENTE E ANCHE IL FRUTTO DEI TROPPI CAMBIAMENTI INTERVENUTI NEGLI ULTIMI ANNI