TECNICHE DI MIGLIORAMENTO DEI TERRENI

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1 TECNICHE DI MIGLIORAMENTO DEI TERRENI Dott. Ing. Johann Facciorusso DIREZIONE GENERALE AMBIENTE E DIFESA DEL SUOLO E DELLA COSTA Corso di aggiornamento in Geotecnica (1 giugno 2006)

2 Indice Indice INTRODUZIONE (perché migliorare i terreni, criteri di classificazione, criteri di scelta...) PROCEDIMENTI TECNOLOGICI (apporto di energia, sostituzione, modificazione,..) MITIGAZIONE DEL RISCHIO DI LIQUEFAZIONE ESEMPIO 2/55

3 1.Introduzione Alternative progettuali 1. ridurre i carichi della struttura e/o sul terreno (fase progettuale) Nuovo progetto 2. abbandonare il sito e scegliere un altro sito con migliori caratteristiche geotecniche (fase progettuale) 3. migliorare le caratteristiche dei terreni (fase progettuale e di verifica) Nuovo sito Interventi sul terreno 3/55

4 1.Introduzione Perché migliorare i terreni? Le motivazioni per cui oggi si deve sempre più ricorrere al miglioramento dei terreni sono essenzialmente legate a tre necessità: 1. utilizzare aree marginali (siti inquinati e terreni di caratteristiche scadenti per la costruzione di nuove opere e infrastrutture); 2. garantire la stabilità di strutture esistenti durante la costruzione di nuove opere e infrastrutture (scavi, gallerie, ecc.) 3. prevenire l impatto di rischi naturali (terremoti, frane, alluvioni, vento, ecc.) e antropici (inquinamento, attività estrattive, ecc.) 4/55

5 1.Introduzione Obiettivi generali: modificare punto per punto nel senso desiderato le proprietà dei terreni in modo da prevenire o ridurre gli effetti temuti Proprietà da modificare: densità permeabilità deformabilità resistenza a rottura etc. 5/55

6 1.Introduzione Obiettivi specifici: accrescere la capacità portante di un terreno accrescere la stabilità dei pendii (naturali e artificiali) e degli scavi controllare i moti di filtrazione Trincea drenante drenaggi accrescere la resistenza alla liquefazione controllare le deformazioni e accelerare i processi di consolidazione Base rocciosa precarico piezometri 6/55

7 1.Introduzione Criteri di classificazione Le tecniche di miglioramento dei terreni possono essere classificate in base a diversi criteri: 1. Natura dei materiali 2. Natura del problema geotecnico Rocce, terreni incoerenti grossolani e fini, terreni coesivi Stabilità in condizioni statiche o dinamiche, bonifica da inquinamento, ecc. 3. Fattori costitutivi Porosità, composizione mineralogica, fasi, etc. 4. Procedimenti tecnologici Principi, modalità e attrezzature 7/55

8 Criteri di scelta 1.Introduzione I metodi di miglioramento dei terreni sono oggi numerosissimi; alcuni sono ben consolidati, altri sono in fase di sperimentazione Possono essere usati da soli o in combinazione La scelta del metodo ottimale è molto complessa perché ogni metodo presenta vantaggi e svantaggi e i fattori da considerare sono molti Si devono infatti tenere presenti i seguenti fattori: - l importanza dell opera e i requisiti richiesti per la soluzione del problema geotecnico (miglioramento della capacità portane, riduzione dei cedimenti, stabilizzazione di pendii, ecc. ) - il tipo di terreno e le sue proprietà iniziali - i fattori ambientali e climatici - la disponibilità di materiali richiesti dal procedimento - la disponibilità di personale e attrezzature specializzate - i costi - i costi 8/55

9 2.Procedimenti tecnologici Procedimenti tecnologici I procedimenti tecnologici possono essere classificati in base: I. al il principio fisico con cui avviene la modificazione delle proprietà fisico-meccaniche del terreno II. alle proprietà fisico-meccaniche del terreno modificate 9/55

10 Classificazione I 2.Procedimenti tecnologici APPORTO DI ENERGIA attraverso l applicazione di azioni meccaniche (dinamiche, statiche), elettriche, termiche SOSTITUZIONE INTEGRALE O PARZIALE DEL TERRENO Si inducono nel terreno processi di densificazione, di consolidazione, di filtrazione controllata, processi chimici, che in generale danno come risultato una modificazione della struttura del terreno Si opera una bonifica del terreno o mediante asportazione dei materiali scadenti (o inquinati) o mediante eliminazione e sostituzione di una o più fasi MODIFICAZIONE DELLO STATO DI SOLLECITAZIONE INTERNA Si introducono nel terreno elementi resistenti a trazione e a taglio oppure si opera un trasferimento dei carichi in zone a maggiore resistenza o ancora si crea uno stato artificiale di sollecitazione interna (precompressione) 10/55

11 Miglioramento meccanico Miglioramento idraulico Classificazione II Strati superficiali Strati profondi precarico drenaggi elettro-osmosi 2.Procedimenti tecnologici rulli, piastre vibranti, ecc.. vibroflottazione heavy tamping esplosivi Rinforzo del terreno Modifiche fisiche e chimiche del terreno miglioramento con miscelatura di additivi jet grouting miglioramento con iniezioni stabilizzazione termica terre armate terra rinforzata tiranti e ancoraggi 11/55

12 2.Procedimenti tecnologici I metodi che modificano la struttura del terreno attraverso apporto di energia vengono raggruppati, in relazione al tipo di azioni applicate, in quattro categorie fondamentali Rullatura 1. Metodi dinamici 3. Metodi elettrici 4. Metodi termici Apporto di energia Esplosioni Vibroflottazione Pali compattanti Heavy tamping 2. Metodi statici Applicazione di sovraccarichi Installazione di dreni Consolidazione elettrosmotica Stabilizzazione elettrosmotica Cottura Congelamento Indice dei vuoti Composizione mineralogica 12/55

13 2.Procedimenti tecnologici Rullatura Metodi dinamici PRINCIPIO: densificazione del terreno per effetto delle azioni di compressione, taglio, punzonamento o per effetto di vibrazioni ATTREZZATURA: mezzi prevalentemente statici (rulli lisci, rulli gommati e a punte) e prevalentemente dinamici (rulli lisci vibranti, piastre vibranti, piastre battenti) TERRENI: prevalentemente incoerenti PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: 1 3 m COSTI: bassi TEMPI: variabili (dipendenti dall estensione dell area da trattare) SVANTAGGI: si limita agli strati più superficiali 13/55

14 Rullo compressore vibrante 2.Procedimenti tecnologici Rullo compressore a punte 14/55

15 Esplosioni PRINCIPIO: UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Metodi dinamici 2.Procedimenti tecnologici densificazione del terreno per effetto delle vibrazioni indotte dalla detonazione di cariche esplosive in profondità; il rilascio immediato e violento di energia genera delle onde sismiche che producono la liquefazione del terreno a cui consegue una più stabile e addensata configurazione dell aggregato granulare ATTREZZATURA: attrezzatura per carotaggi, tubazioni in PVC, detonatori ed esplosivi (dinamite, tritolo, ammonite) TERRENI: terreni incoerenti sciolti saturi sotto falda PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: illimitata COSTI: medio-bassi (incide l esecuzione e rivestimento del foro) TEMPI: molto rapidi (se non si considera l esecuzione del foro) SVANTAGGI: non è applicabile negli strati superficiali, è pericoloso, non può essere utilizzato in aree edificate 15/55

16 Tubo PVC 2.Procedimenti tecnologici 0.00 Tubo in PVC 8.00 m (4.5 kg) Riempimento con sabbia esplosivo Filo detonatore (5.5 kg) 1 serie 2 serie 3 serie 4 serie Interasse 7.5 m 16/55

17 Vibroflottazione PRINCIPIO: Metodi dinamici 2.Procedimenti tecnologici densificazione del terreno per effetto delle vibrazioni indotte da un a sonda vibrante a punta conica (vibroflot) e compattazione mediante il riempimento del foro con materiale granulare che viene addensato dal vibratore contro le pareti del foro ATTREZZATURA: vibroflottatore e materiale granulare TERRENI: terreni incoerenti sciolti saturi sotto falda con meno del 20% di fini PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: COSTI: medio-alti TEMPI: molto rapidi 30m 17/55

18 2.Procedimenti tecnologici 18/55

19 Heavy tamping Metodi dinamici 2.Procedimenti tecnologici PRINCIPIO: applicazione ripetuta di impatti alla superficie del deposito ottenuti mediante la percussione di una massa pesante (M = t) lasciata cadere da diversi metri di altezza (H = 7 40 m). Nei terreni non saturi il meccanismo di densificazione è simile a quello della prova Proctor; nei terreni granulari saturi provoca liquefazione ATTREZZATURA: macchina per il sollevamento della massa battente costituita da un blocco di calcestruzzo oppure da una serie di piastre d acciaio imbullonate tra loro oppure da un guscio di acciaio riempito di calcestruzzo o di sabbia TERRENI: terreni incoerenti sciolti anche con fini PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: COSTI: medio-alti TEMPI: molto rapidi D= ( ) WH (m) Peso della massa battente (t) Altezza di caduta (m) 19/55

20 2.Procedimenti tecnologici Tamper 20/55

21 Pali compattanti Metodi dinamici 2.Procedimenti tecnologici PRINCIPIO: densificazione per effetto delle vibrazioni e degli spostamenti laterali dovuti all infissione del palo ATTREZZATURA: dispositivo di infissione e palo, materiali di riempimento o calcestruzzo TERRENI: terreni incoerenti sciolti anche con fini PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: 20 m COSTI: medio-alti TEMPI: medi VANTAGGI: Si possono ottenere anche elevate densità 21/55

22 2.Procedimenti tecnologici Applicazione di precarichi e sovraccarichi PRINCIPIO: Metodi statici il carico è applicato sufficientemente in anticipo rispetto alla costruzione dell opera così che la consolidazione del terreno è terminata prima della realizzazione dell opera ATTREZZATURA: macchine per movimenti di terra, materiali terrosi per il sovraccarico TERRENI: argille soffici normalmente consolidate, limi, depositi organici, torbe, riempimenti artificiali PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: dipende dall estensione del carico COSTI: TEMPI: bassi lunghi 22/55

23 2.Procedimenti tecnologici Metodi statici Installazione di dreni PRINCIPIO: si accelera la consolidazione sfruttando anche la permeabilità in direzione orizzontale (generalmente maggiore di quella verticale) mediante l installazione di colonne di materiale drenate ATTREZZATURA: dispositivo per l installazione dei dreni e materiale drenante (ghiaia, geosintetici, etc.) TERRENI: argille soffici normalmente consolidate, limi, depositi organici, torbe, riempimenti artificiali PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: dipende dalla profondità dei dreni COSTI: TEMPI: medi medio-lunghi 23/55

24 2.Procedimenti tecnologici Disposizione dei dreni 24/55

25 2.Procedimenti tecnologici Applicazione combinata di dreni e sovraccarico assestimetri piezometri precarico 25/55

26 Consolidazione elettrosmotica Metodi elettrici 2.Procedimenti tecnologici PRINCIPIO: viene applicata una differenza di potenziale tra anodo e catodo che provoca un processo di migrazione dell acqua (applicando una differenza di potenziale di volt l acqua interstiziale migra dall anodo al catodo con velocità di cm/h), che viene quindi allontanata per pompaggio ATTREZZATURA: macchine speciali TERRENI: argille soffici normalmente consolidate e limi PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: COSTI: TEMPI: alti rapidi VANTAGGI E SVANTAGGI: 20 m un notevole miglioramento della rigidezza e della resistenza del materiale trattato, ma il risultato non è uniforme 26/55

27 2.Procedimenti tecnologici 27/55

28 Congelamento Metodi termici 2.Procedimenti tecnologici PRINCIPIO: il terreno viene congelato in modo da aumentarne la rigidezza e la resistenza e da ridurne la permeabilità ATTREZZATURA: macchine speciali refrigeranti e liquido refrigerante TERRENI: tutti PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: qualche metro COSTI: alti TEMPI: rapidi VANTAGGI E SVANTAGGI: si mantiene intatta la struttura del terreno, ma è un miglioramento temporaneo ed è inapplicabile in terreni con acqua in circolazione 28/55

29 2.Procedimenti tecnologici 29/55

30 Cottura UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Metodi termici 2.Procedimenti tecnologici PRINCIPIO: il terreno viene essiccato (basse temperature), oppure ne viene alterata la composizione (medie e alte temperature) per ridurre l acqua, controllare la plasticità, aumentare la resistenza ATTREZZATURA: bruciatore, gas TERRENI: terreni fini, specialmente argille parzialmente sature e limi PROFONDITÀ DEL TRATTAMENTO: COSTI: TEMPI: VANTAGGI : Medio-alti rapidi 15 m si ottengono aumenti di resistenza molto elevati e irreversibili 30/55

31 2.Procedimenti tecnologici Terreni relativamente permeabili Argille 31/55

32 2.Procedimenti tecnologici Sostituzione integrale o parziale di terreno Si opera una bonifica del terreno o mediante asportazione dei materiali scadenti (o inquinati) o mediante eliminazione e sostituzione di una o più fasi. Si suddividono in: 1. Metodi che operano un asportazione integrale 2. Metodi che operano una sostituzione parziale attraverso: Drenaggi Applicazione: terreni organici, torbosi, liquefacibili, inquinati Applicazione: stabilizzazione di pendii, di fondazioni in roccia, cavità, terreni liquefacibili, ecc La fase liquida viene sostituita da aria Iniezioni La fase liquida viene sostituita da miscele solidificanti I vuoti vengono riempiti con materiali di varia Intasamenti e riempimenti granulometria, eventualmente intasati con miscele solidificanti 32/55

33 2.Procedimenti tecnologici Modificazione dello stato di sollecitazione interna Si suddividono in: 1. Metodi che introducono nel terreno elementi resistenti a trazione chiodature tirantature 2. Metodi che effettuano un trasferimento di carichi in zone a maggiore resistenza ancoraggi 3. Metodi che creano uno stato artificiale di sollecitazione interna (precompressione) 33/55

34 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Durante i terremoti (di una certa durata e magnitudo) possono verificarsi fenomeni di liquefazione (liquefazione ciclica, mobilità ciclica e fluidificazione) in terreni incoerenti saturi che comportano una caduta di resistenza al taglio e rigidezza determinato dall aumento di pressione nei pori con effetti di estensione e gravità differenti (a seconda delle caratteristiche geomorfologiche del deposito e dell intensità dell evento). Gli effetti, a livello del singolo manufatto, possono essere diversi: - perdita di capacità portante e affondamento - rotazione e ribaltamenti Effetti della liquefazione - cedimenti differenziali e assoluti - movimenti orizzontali (lateral spreading) - crolli e collassi strutturali - allagamenti e incendi 34/55

35 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Come ridurre il rischio di liquefazione Vi sono tre vie principali per ridurre il rischio di liquefazione quando si progettano nuove strutture o opere ingegneristiche quali ponti, strade, lifelines, ecc.: I. Evitare di costruire sui depositi liquefacibili, scegliendo altri siti II. III. Progettare le strutture di fondazione in modo che possano adeguatamente resistere al fenomeno della liquefazione Migliorare le caratteristiche del sottosuolo incrementandone la resistenza, la densità, le caratteristiche di drenaggio 35/55

36 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Come ridurre il rischio di liquefazione migliorando il terreno Vi sono tre vie principali per ridurre il rischio di liquefazione quando si progettano nuove strutture o opere ingegneristiche quali ponti, strade, lifelines, ecc.: I. Evitare di costruire sui depositi liquefacibili, scegliendo altri siti II. III. Progettare le strutture di fondazione in modo che possano adeguatamente resistere al fenomeno della liquefazione Migliorare le caratteristiche del sottosuolo incrementandone la resistenza, la densità, le caratteristiche di drenaggio 36/55

37 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Strategia per il recupero dei terreni liquefacibili Obiettivo: ridurre le effetti della liquefazione localmente a livello di singolo manufatto per strutture quali: abitazioni, lifelines, edifici strategici; La strategia si sviluppa secondo i seguenti passi: I. Stima del potenziale di liquefazione per il terreno di fondazione II. III. IV. Valutazione degli effetti della liquefazione in termini di cedimenti o perdita della capacità portante Scelta del metodi di trattamento migliore per il terreno Valutazione dell efficacia dell intervento 37/55

38 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Metodi di miglioramento per i terreni liquefacibili Densificazione: Un metodo adottato per ridurre il rischio di liquefazione in un deposito consiste nell aumentarne la densità relativa (riducendo o annullando la suscettibilità alla liquefazione). Tale scopo può essere raggiunto applicando uno dei metodi dinamici precedentemente illustrati La scelta del metodo è legata alla profondità da raggiungere e all estensione dell intervento ( e quindi ai costi) Drenaggio: In questo caso, mediante l installazione di dreni verticali si facilità lo smaltimento delle sovrapressioni interstiziali durante l evento sismico Tale intervento può risultare costoso, ma se ben progettato garantisce buoni risultati e a profondità elevate Rinforzo del terreno: In questo caso si incrementa la resistenza del terreno introducendo degli elementi resistenti a taglio e a trazione (diaframmi, tiranti e ancoraggi) 38/55

39 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Metodi di miglioramento per i terreni liquefacibili Allontanamento dell acqua interstiziale: Un altro modo per ridurre il rischio di liquefazione in un deposito consiste nel diminuire il livello di falda (fino profondità maggiori di m). Tale scopo può essere raggiunto applicando uno dei metodi elettrici basati sull elettrosmosi o uno dei metodi termici precedentemente illustrati, naturalmente garantendo con apposite trincee e barriere impermeabili, l allontanamento permanente dell acqua. Tale metodo risulta in genere molto costoso e può generare cedimenti differenziali. Solidificazione: In questo caso si aumenta la rigidezza del terreno mediante processi termici (di cottura o congelamento) oppure mediante il riempimento dei vuoti (sostituzione con l aria o l acqua interstiziale) con miscele soldificanti ottenuto mediante iniezioni o riempimenti Tale intervento può risultare costoso e non sempre garantisce l efficacia desiderata. 39/55

40 3.Mitigazione del rischio di liquefazione Densificazione Pali in sabbia Vibroflottazione Rullatura, etc Metodi di Miglioramento delle caratteristiche del terreno Solidificazione Abbassamento del livello di falda Congelamento Cottura iniezione Jet grouting, etc. Elettrosmosi Cottura pozzi, etc. Dissipazione di u Dreni di ghiaia Tubi drenanti, etc. Rinforzo del terreno Diaframmi,etc. 40/55

41 390 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE 4.Esempio Mitigazione del rischio di liquefazione a Nocera Scalo Nocera Umbra 26/9/97, 11:40 (M = 5.8) Accumuli antropici N /9/97, 2:33 (M = 5.5) DH CPTU (1999) 33 CPT (2002) 2 sondaggi 1 CH 1 DH 39 CH3 CH1 CH2 Pozzo 41/55

42 Stratigrafia CH1 0,00 m 0 Sabbia ghiaiosa 0 2,5 5 7,5 10 Sabbia 4.Esempio Miscele di sabbia m-5m Limi sabbiosi 5,60 m 5 5 Sabbia ghiaiosa z (m) z (m) Ghiaia Argilliti 12,00 m 14,10 m 15,50 m Marne arenarie FR I c Miscele di limi Argille 42/55

43 Stima del potenziale di liquefazione 4.Esempio o Verticali indagate: 6 CPT (1999) 32 CPT (2002) o Ipotesi: Z falda =3m a max /g= 0,37; M = 6.5 (T rit = 474 anni) Valori di PL LEGENDA > 25 Nord 43/55

44 Pozzo UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Localizzazione dell intervento 4.Esempio N /55

45 Il metodo dei dreni di ghiaia 4.Esempio I dreni verticali sfruttano la maggiore permeabilità di alcuni strati per dissipare le pressioni neutre accumulate. Metodo di installazione dei dreni Il metodo dei dreni verticali è basato sull equilibrio tra la sovrappressione interstiziale indotta dal sisma (che aumenta all aumentare dell intensità dell evento ed e maggiore per i terreni più sciolti) e la parte di essa dissipata dai dreni (che aumenta infittendo i dreni e utilizzando per i dreni un materiale molto permeabile). Tale metodo è meno efficace nel caso di: K h, - bassa permeabilità del terreno - elevato coefficiente di compressibilità di volume del terreno - bassa resistenza alla liquefazione del terreno - spessore elevato dello strato liquefacibile - sisma di breve durata ed elevata magnitudo m v h a b k d 45/55

46 4.Esempio o Dati relativi al terreno (noti o da stimare): coefficiente di permeabilità orizzontale del terreno, k h (cm/s) coefficiente di compressibilità volumetrica del terreno, m v (MPa -1 ) numero di cicli di carico che portano alla liquefazione, N 1 o Dati relativi al terremoto di progetto magnitudo, M numero di cicli di carico equivalenti, N durata del terremoto, t d rapporto tra sovrappressione interstiziale generata dalle tensioni di taglio cicliche indotte dal sisma e la pressione di consolidazione, r g o Parametri di progetto relativi ai dreni coefficiente di permeabilità del dreno, k d (cm/s) k d k h (h/a) 2 profondità di installazione del dreno h (cm) raggio del dreno, a (cm) raggio di influenza del dreno, b (cm) 46/55

47 4.Esempio 47/55 47/55 Direzione Generale Ambiente e Difesa del Suolo Direzione Generale Ambiente e Difesa del Suolo-Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli Corso di aggiornamento Geotecnica Il metodo dei dreni di ghiaia Il metodo proposto consente di determinare le caratteristiche geometriche dei dreni basandosi sulla legge di Darcy, a partire dall equazione di continuità: t z u k z y u k y x u k x w v w h w h = + + ε γ γ γ ( ) [ ] dn N u u m g v = / 3 ε In un intervallo di tempo dt un elemento di terreno subisce una variazione du e sarà soggetto a dn cicli tensionali di taglio. m v3 = costante, simmetria radiale del dreno t N N u t u r u r r u m k g v w h = γ EQUAZIONE DI FLUSSO

48 Il metodo dei dreni di ghiaia 4.Esempio Sotto condizioni di flusso puramente radiale, l equazione di flusso è stata risolta da Seed e Booker (1977) ed espressa in forma adimensionale mediante i grafici: T N/N 1 =1 k t m v h d ad = a 2 γ w 3 N/N 1 =2 In cui: a raggio del dreno b raggio equivalente del dreno r g massimo rapporto di pressione interstiziale durata del terremoto t d rg N/N 1 =3 a/b N/N 1 =4 48/55

49 Pozzo UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Localizzazione dell intervento 4.Esempio N /55

50 4.Esempio Stima del coefficiente di permeabilità orizzontale Il coefficiente di permeabilità orizzontale k h può essere determinato diretamente da prove di dissipazione con il piezocono, oppure mediante correlazioni con l indice I c. Terreni a grana fine K h =-3E -0,7 Ic+2E -0,6 Sabbie da pulite a limose K h =-0,1216Ic+0,2593 Sabbie ghiaiose K h =-0,6115Ic+0,901 m v 1/(4q c ) (Lunne et al., 1997) 50/55

51 4.Esempio In corrispondenza dell edificio considerato (n.4) a partire dai risultati della prova CPT (q ci, f si ) disponibile si determina per ogni strato investigato il valore dell indice I ci, di k hi e m vi, quindi si trova un valore medio esteso alla intera colonna di terreno interessata dalla liquefazione (Pl = 14.62): k* h =2,8x10-4 m/s m v =1,3x10-4 m 2 /kn Si determina il numero di cicli equivalenti, N (7) e la durata T d (20 s) dell evento sismico atteso, a partire dalla magnitudo M = 6.5 e il rapporto di pressione rg (0.41): N 0,41 r g r g 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, PL Indice PL 7 6,5 M PL <5 r g =-0,02PL+0,6 5 < PL <15 r g =-0,01PL+0,55 PL > 15 r g =0,4 51/55

52 Dimensionamento dei dreni Si ipotizza un raggio per la colonna in ghiaia a = 0.4 m 4.Esempio Una volta ricavato il numero di cicli che portano alla liquefazione (N 1 = 7) da prova TXC, applicando il metodo di Seed e Booker (N/N 1 = 1) si ottiene: 4 k 2,8*10 / 20 h td m s s T AD = = = 27, ( ) 9,81 γ 1,30*10 ( 0,41 ) W mv a kn m m kn m a/b=0,19 raggio equivalente del dreno, b=2.10 m r g 0,41 0,19 a/b 52/55

53 4.Esempio Edificio da demolire 20,8 Strada principale b 9,3 53/55

54 4.Esempio Osservazioni Il metodo dei dreni presenta vantaggi tecnici ed economici: - basso impatto ambientale in termini di rumore e vibrazioni indotte - costo contenuto (stimabile intorno ai euro per gli 8 edifici da ricostruire, 245 euro/mq). L installazione dei dreni comporta anche un aumento delle proprietà di rigidezza del terreno, ciò determina un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del deposito e una riduzione dell amplificazione delle onde sismiche. Stimando che dopo l intervento si passi a q cm =1,5q c, e considerando soltanto l incremento di CRR, si ha un aumento del fattore di sicurezza contro la liquefazione, F S, del 40%. In realtà l aumento di F S è maggiore di quello stimato, non avendo determinato la riduzione di CSR, e non avendo tenuto conto di altri fattori quali l incremento della pressione di confinamento dovuta alla presenza di edifici. 54/55

55 Riferimenti bibliografici Libri: S. Thorburn J.F. Hutchison1985. Underpinning. Surrey University Press S. Thorburn G.S. Littlejohn Underpinning and retention. Blackie academic & Professional, Chapman & Hall. Stamatopoulos, A.C., Kotzias, P.G Soil Improvement by preloading. Wiley Interscience. Xananthakos, P.P., Abramson, L.W., Bruce, D.A Ground control and improvement, Wiley Interscience, 414 p. Siti internet: 55/55