Corso di aggiornamento professionale alle NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI MODULO 7. Relatore: Ing. Federico Carboni

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1 NORME TECNICHE ER LE COSTRUZIONI MODULO 7 -ROGETTAZIONE GEOTECNICA- Relatore: Ing. Federio Carboni Dottore di Riera in Strutture e Infrastrutture presso l Università oliteniadelle Marhe Collegio dei Geometri di Camerino Modulo 7: rogettazione Geotenia 1

2 FONDAZIONI SUERFICIALI Le verifihe delle fondazioni superfiiali devono eseguirsi sulla base di uno dei seguenti approi Combinazioni on AROCCIO 1 arametri geotenii tan ϕ k / 1,00 1,3 G 1 1,5 G 2 1,0 1,5 K1 1,5 ψ 02 k / 1,00 K2 uk / 1,00 tan ϕ k / 1,25 1,0 G 1 1,3 G 2 1,0 1,3 K1 1,3 ψ 02 k / 1,25 K2 uk / 1,40 Combinazione on AROCCIO 2 arametri geotenii tan ϕ k / 1,00 1,3 G 1 1,5 G 2 1,0 1,5 K1 1,5 ψ 02 k / 1,00 K2 uk / 1,00 Capaità portante lim / 1,00 lim / 1,80 Capaità portante lim / 2,30 2

3 CAACITA ORTANTE DELLE FONDAZIONI Le formule proposte in letteratura per la determinazione della apaità portante di una fondazione superfiiale hanno tutte una forma trinomiain ui iasun termine è legato alla oesione, all angolo di attrito ed al peso speifio del terreno per mezzo di aluni fattori orrettivi In partiolare, una formulazione alla Hansen impone ult = N s d i g b N s d i g b 0, 5 B γ N γ s γ d γ i γ g γ b γ γ N, N, N γ s, s, s γ d, d, d γ i, i, i γ g, g, g γ b, b, b γ Essendo la oesione la pressione geostatia sul piano di posa della fondazione Il peso speifio del terreno i fattori di apaità portante funzione dell angolo di attrito del terreno i fattori di forma della fondazione i fattori di profondità della fondazione i fattori di inlinazione del ario i fattori di inlinazione del terreno di fondazione i fattori di inlinazione del piano di posa della fondazione 3

4 CONFRONTO DEI RISULTATI Trasurando per sempliità i diversi fattori orrettivi, ed indiando tra parentesi la dipendenza dei fattori di apaità portante N, N e N γ dall angolo di attrito del terreno φ, è possibile osservare la variabilità della apaità portante in funzione dell approio progettuale adottato Combinazioni on AROCCIO 1 Capaità portante 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 u ; N 1,25 1,40 tan 1 N 1,25 tan 1,8 1 1,25 0,5 B γ N γ tan 1 1,25 Combinazione on AROCCIO 2 Capaità portante N ( φ ) N ( φ ) 0,5 B γ N γ ( φ ) 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 Eseguendo delle prime omputazioni il metodo dell AROCCIO1 appare, oltre he più omplesso, anhe più restrittivo in termini di verifia (on apaità portanti inferiori anhe di oltre il 50%) 2,3 4

5 VERIFICA A SCORRIMENTO Detto Nil ario assiale agente in fondazione, δl angolo di attrito terreno-fondazione, a l adesione terreno-fondazione e B r la larghezza della fondazione reagente, allora la resistenza allo sorrimento può trovarsi mediante le formule indiate di seguito Combinazioni on AROCCIO 1 Forza resistente allo sorrimento 1,3 G 1 1,5 G 2 1,0 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,0 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 F Rd = N tan δ 1, 25 1,1 a 1, 25 B r Combinazione on AROCCIO 2 Forza resistente allo sorrimento 1,3 G 1 1,5 G 2 1,0 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 F Rd = N tan δ 1,1 a B r Anora una volta l AROCCIO1 appare probabilmente più restrittivo del metodo indiato per l AROCCIO 2, potendo inoltre disporre in uest ultimo aso di un ario N maggiore 5

6 CAACITA ORTANTE DEI ALI La apaità portante di un palo solitamente viene valutata ome somma di due ontributi, di ui uno fornito dalla portata di base e l altro dall attrito laterale lungo il fusto ALI COMRESSI ALI TESI T = L W T = L W T W L C el K s e σ v a e δ Essendo la portanza totale del palo il peso proprio del palo la portanza della punta del palo, desumibile analogamente alle fondazioni superfiiali ( N N ) = A la portanza laterale del palo, desumibile dalle forze di attrito lungo il perimetro L = L 0 C il perimetro e la lunghezza del palo il oeffiiente di spinta e la tensione vertiale dello strato di terreno nel tratto dz l adesione e l attrito tra palo e terreno ( K σ tan δ ) a s v b dz 6

7 CAACITA ORTANTE DEI ALI La apaità portante di un palo solitamente viene valutata ome somma di due ontributi, di ui uno fornito dalla portata di base e l altro dall attrito laterale lungo il fusto ALI COMRESSI ALI TESI T = L W T = L W T W L C el K s e σ v a e δ Essendo la portanza totale del palo il peso proprio del palo la portanza della punta del palo, desumibile analogamente alle fondazioni superfiiali ( N N ) = A la portanza laterale del palo, desumibile dalle forze di attrito lungo il perimetro L = L 0 C il perimetro e la lunghezza del palo il oeffiiente di spinta e la tensione vertiale dello strato di terreno nel tratto dz l adesione e l attrito tra palo e terreno ( K σ tan δ ) a s v b dz 7

8 CALCOLO ANALITICO ALI INFISSI Indiando tra parentesi la dipendenza della resistenza alla base e laterale L del palo dall angolo di attrito φe dalla oesione del terreno è possibile osservare la variabilità della apaità portante in funzione dell approio progettuale adottato Combinazioni on AROCCIO 1 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 Combinazione on AROCCIO 2 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 Capaità portante ALI COMRESSI u u ; ; L ; ; W 1,45 1,45 Capaità portante ALI COMRESSI ( ; ;tanφ) ( ; ;tanφ ) u 1,15 L u 1,15 W Capaità portante ALI TESI u L ; ; W 1,60 Capaità portante ALI TESI L ( ; ;tanφ ) u 1,25 W In tal aso non appare del tutto omprensibile perhéi oeffiienti di siurezza per la Combinazione 2 dell Approio 1 (R2) appaiano maggiori di uelli dell Approio 2 (R3), intendendo probabilmente T definito per mezzo di orrelazioni empirihe on prove in sito 8

9 CALCOLO ANALITICO ALI TRIVELLATI Indiando tra parentesi la dipendenza della resistenza alla base e laterale L del palo dall angolo di attrito φe dalla oesione del terreno è possibile osservare la variabilità della apaità portante in funzione dell approio progettuale adottato Combinazioni on AROCCIO 1 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 Capaità portante ALI COMRESSI u u ; ; L ; ; W 1,70 1,45 Capaità portante ALI TESI u L ; ; W 1,60 Combinazione on AROCCIO 2 Capaità portante ALI COMRESSI ( ; u ;tanφ) L ( ; u;tanφ ) 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,35 1,15 W Capaità portante ALI TESI L ( ; ;tanφ ) u 1,25 W In tal aso non appare del tutto omprensibile perhéi oeffiienti di siurezza per la Combinazione 2 dell Approio 1 (R2) appaiano maggiori di uelli dell Approio 2 (R3), intendendo probabilmente T definito per mezzo di orrelazioni empirihe on prove in sito 9

10 CALCOLO ANALITICO ALI AD ELICA Indiando tra parentesi la dipendenza della resistenza alla base e laterale L del palo dall angolo di attrito φe dalla oesione del terreno è possibile osservare la variabilità della apaità portante in funzione dell approio progettuale adottato Combinazioni on AROCCIO 1 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 Capaità portante ALI COMRESSI u u ; ; L ; ; W 1,60 1,45 Capaità portante ALI TESI u L ; ; W 1,60 Combinazione on AROCCIO 2 Capaità portante ALI COMRESSI ( ; u ;tanφ) L ( ; u;tanφ ) 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,30 1,15 W Capaità portante ALI TESI L ( ; ;tanφ ) u 1,25 W In tal aso non appare del tutto omprensibile perhéi oeffiienti di siurezza per la Combinazione 2 dell Approio 1 (R2) appaiano maggiori di uelli dell Approio 2 (R3), intendendo probabilmente T definito per mezzo di orrelazioni empirihe on prove in sito 10

11 ROVE SU ALI ILOTA La resistenza totale T di pali soggetti a ario assiale può essere dedotta anhe dai risultati di prove di ario statio o dinamio eseguite su pali pilota in fase progettuale Combinazioni on AROCCIO 1 ortanza ALI INFISSI ortanza ALI TRIVELLATI ortanza ALI AD ELICA 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 1,0 G 1 1,3 G 2 1,3 K1 1,3 ψ 02 K2 T, sperimentale 1,45 T, sperimentale 1,60 T, sperimentale 1,55 Combinazione on AROCCIO 2 ortanza ortanza ortanza ALI INFISSI ALI TRIVELLATI ALI AD ELICA 1,3 G 1 1,5 G 2 1,5 K1 1,5 ψ 02 K2 T, sperimentale 1,15 T, sperimentale 1,30 T, sperimentale 1,25 Somparendo in tal aso la dipendenza dei risultati dai oeffiienti parziali di siurezza per i parametri geotenii del terreno e uindi apparendo valida l assunzione del oeffiiente R3 < R2 11

12 RISULTATI DELLE ROVE DICARICO Il valore aratteristio della resistenza R k a ompressione o a trazione del palo è dedotto elaborando i risultati dei orrispondenti valori R m di una o più prove di ario di progetto in funzione del numero di prove di ario su pali pilota rove di ario STATICO rove di ario DINAMICO R k = Min ( R ) ( R ) m ξ media 1 ; m ξ 2 min R k = Min ( R ) ( R ) m ξ media 5 ; m ξ 6 min Essendo ξi fattori di orrelazione per la determinazione della resistenza aratteristiadei pali a partire dal numero di prove di ario sui pali pilota 12

13 RISULTATI DEI METODI DICALCOLO Analogamente a uanto illustrato per le prove di ario, nel aso di appliazione delle proedure analitihe a partire dai parametri geotenii o dai risultati delle prove in sito, il valore aratteristio della resistenza R k a ompressione o a trazione del palo è dedotto elaborando i risultati dei orrispondenti valori R m di una o più analisi in funzione del numero di sondaggi eseguiti R k roedure ANALITICHE = Min ( R ) ( R ) m ξ media 3 ; m ξ 4 min Essendo ξi fattori di orrelazione per la determinazione della resistenza aratteristiadei pali a partire dal numero di prove di vertiali indagate on i sondaggi Inentivando in tal senso aduna aratterizzazione più aurata del terreno in fase progettuale 13

14 ROVE IN CORSO D OERA Sui pali di fondazione devono essere eseguite prove di ario statihe di verifia per ontrollarne prinipalmente la orretta eseuzione e il omportamento sotto le azioni di progetto Tali prove devono essere spinte ad un ario assiale pari a 1,5 volte l azione di progetto utilizzata per le verifihe allo Stato Limite di Eserizio e devono essere in numero non inferiore a otendo ridursi il numero appliando prove di ario dinamihe tarate sulla base di prove statihe di progetto ed effettuando ontrolli non distruttivi su almeno il 50% dei pali Inoltre, in tutti i asi in ui la ualità dei pali dipenda in misura signifiativa dai proedimenti eseutivi e dalle aratteristihe geotenihe dei terreni di fondazione, devono essere effettuati ontrolli di integrità su almeno il 5% dei pali, on un minimo di 2 palie omunue su tutti i pali non inferiori agli 80m di diametro se presenti in numero inferiore o uguale a 4 14

15 MURI DISOSTEGNO Le verifihe dei muri di sostegno devono eseguirsi adottando la Combinazione 2 dell Approio 1 per le verifihe di stabilità e uno dei 2 approi per le verifihe rimanenti AROCCIO 1 γ G1,STR {1,3;1,0} G 1 γ G2,STR {1,5;0,0} G 2 γ 1,STR {1,5;0,0} K1 γ 2,STR {1,5;0,0} ψ 02 K2 γ G1,GEO {1,0;1,0} G 1 γ G2,GEO {1,3;0,0} G 2 γ 1,GEO {1,3;0,0} K1 γ 2,GEO {1,3;0,0} ψ 02 K2 AROCCIO 2 γ G1,STR {1,3;1,0} G 1 γ G2,STR {1,5;0,0} G 2 γ 1,STR {1,5;0,0} K1 γ 2,STR {1,5;0,0} ψ 02 K2 arametri Capaità Resistenza allo Resistenza geotenii portante sorrimento terreno di valle tan ϕ k / 1,00 k / 1,00 uk / 1,00 tan ϕ k / 1,25 k / 1,25 uk / 1,40 arametri geotenii tan ϕ k / 1,00 k / 1,00 uk / 1,00 lim / 1,00 F R / 1,00 F R / 1,00 lim / 1,00 F R / 1,00 F R / 1,00 Capaità portante Resistenza allo sorrimento Resistenza terreno di valle lim / 1,40 F R / 1,10 F R / 1,40 15

16 ARATIE Le verifihe delle paratie devono eseguirsi on approio unio seondo le seguenti ombinazioni Si preisa he per opere di sostegno la norma non presrive la verifia a rottura del terreno a valle TUTTE LE VERIFICHE arametri Capaità Resistenza allo Resistenza ECCETTO LA STABILITA geotenii portante sorrimento terreno di valle γ G1,STR {1,3;1,0} G 1 γ G2,STR {1,5;0,0} G 2 γ 1,STR {1,5;0,0} K1 γ 2,STR {1,5;0,0} ψ 02 K2 γ G1,GEO {1,0;1,0} G 1 γ G2,GEO {1,3;0,0} G 2 γ 1,GEO {1,3;0,0} K1 γ 2,GEO {1,3;0,0} ψ 02 K2 VERIFICHE DI STABILITA γ G1,GEO {1,0;1,0} G 1 γ G2,GEO {1,3;0,0} G 2 γ 1,GEO {1,3;0,0} K1 γ 2,GEO {1,3;0,0} ψ 02 K2 tan ϕ k / 1,00 k / 1,00 uk / 1,00 tan ϕ k / 1,25 k / 1,25 uk / 1,40 arametri geotenii tan ϕ k / 1,25 k / 1,25 uk / 1,40 lim / 1,00 F R / 1,00 F R / 1,00 lim / 1,00 F R / 1,00 F R / 1,00 Capaità portante Resistenza allo sorrimento Resistenza terreno di valle lim / 1,00 F R / 1,00 F R / 1,00 16

17 BIBLIOGRAFIA Dereto Ministeriale 14 gennaio 2008 Cirolare appliativa del D.M. 14 gennaio 2008 Dereto Ministeriale 11 marzo 1988 Cirolare Ministeriale 24 settembre 1988, n UNI EN FONDAZIONI rogetto e Analisi, di Joseph E. Bowles 17