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1 Associazione Geotecnica Italiana PROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI GEOTECNICHE COME ELEMENTO DELLA PROGETTAZIONE DI NUOVE OPERE E PER IL CONSOLIDAMENTO DI QUELLE ESISTENTI Il quadro normativo esistente e la definizione del modello geotecnico del terreno per la progettazione delle opere Prof. Paolo Simonini, Università degli Studi di Padova La programmazione delle indagini geotecniche. Prof. Paola Monaco, Università degli Studi dell'aquila Caratterizzazione del terreno con prove di laboratorio Prof. Laura Tonni, Università degli Studi di Bologna Le prove in sito per la determinazione dei parametri geotecnici: la prova penetrometrica con piezocono CPTU/SCPTU e la prova dilatometrica DMT/SDMT Proff. Laura Tonni e Paola Monaco Caratterizzazione dinamica dei terreni con prove geofisiche e zonazione sismica in relazione alla normativa vigente Prof. Filippo Santucci de Magistris, Università degli Studi del Molise

2 Il quadro normativo esistente e la definizione del modello geotecnico del terreno per la progettazione delle opere Paolo Simonini Dipartimento IMAGE Università di Padova PROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI GEOTECNICHE COME ELEMENTO DELLA PROGETTAZIONE DI NUOVE OPERE E PER IL CONSOLIDAMENTO DI QUELLE ESISTENTI Forum della Tecnica delle Costruzioni 2011

3 Argomenti Quadro normativo NTC 2008 EC7 NTC 2008 #6: Progettazione geotecnica e indagini NTC 2008 #6 : Modello geotecnico del sottosuolo 3 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

4 Quadro normativo Precedente: D.M EC7 Geotechnical design Part 1: General Rules Part 2: Ground investigation and testing Nuove norme tecniche per le costruzioni D.M Capitolo 6: Progettazione geotecnica Istruzioni per l applicazione l delle NTC Capitolo C6: Progettazione Geotecnica MADE EXPO 2011 Paolo Simonini 4

5 EC-7 7 vs. NTC 2008 cap. 6 EC7 Geotechnical design Part 1: General Rules Aspetti comuni: concetto di stati limite e fattori di sicurezza parziali, categorie geotecniche Nuove norme tecniche per le costruzioni D.M Capitolo 6: Progettazione geotecnica 5 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

6 EC-7 7 vs. NTC 2008 # 6 EC7 Parte 1 1. Generale 2. Basi della progettazione geotecnica 3. Dati geotecnici 4. con Supervisione il patrocinio di: durante la costruzione, monitoraggio e manutenzione 5. Colmate, drenaggio, miglioramento e rinforzo 6. Fondazioni superficiali 7. Fondazioni su pali 8. Ancoraggi 9. Strutture di sostegno 10. Stabilità idraulica 11. Stabilità generale 12. Rilevati Appendici A, B, C, D, E F, G, H, J (A obbligatoria, B-J B J informative) NTC Capitolo Disposizioni Generali 6.2 Articolazione del progetto 6.3 Stabilità dei pendii naturali 6.4 Opere di fondazione 6.5 Opere di sostegno 6.6 Tiranti di ancoraggio 6.7 Opere in sotterraneo 6.8 Opere di materiali sciolti e fronti di scavo 6.9 Miglioramento e rinforzo 6.10 Consolidamento geotecnico di opere esistenti 6.11 Discariche controllate di rifiuti e depositi di inerti 6.12 Fattibilità di opere su grandi aree 6 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

7 EC7 Parte 2 - Indagini e Titolo prove slide 1. Generale 2. Pianificazione delle indagini 3. Campionamento delle terre e delle rocce e misure del regime delle pressioni dell acqua 4. Prove in posto 5. Prove di laboratorio 6. Rapporto di indagine Allegati A-WA Indica i requisiti essenziali per le attrezzature e le prove, per la preparazione del rapporto di indagine e per la determinazione dei parametri geotecnici di progetto. 7 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

8 EC7 Parte 2 - Indagini e Titolo prove slide Negli allegati sono illustrati esempi per la determinazione dei parametri a partire dalle prove. E fornito un quadro esauriente dei metodi di interpretazione delle prove in Europa. Alcuni di questi suggerimenti possono servire da guida per utilizzare i modelli di calcolo indicati negli allegati alla Parte 1. La maggior parte dei metodi di calcolo è solo indicata a livello informativo, ma c èc un sostanziale accordo a livello europeo sul loro impiego. 8 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

9 NTC 2008 Progettazione geotecnica e indagini 9 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

10 6.1.1 OGGETTO DELLE NORME Per progettazione geotecnica si intende l insieme l di attività che consentono la progettazione e la realizzazione di: costruzioni e parti di costruzioni che interagiscono con il terreno: eno: - opere di fondazione; - opere di sostegno; - opere in sotterraneo; - opere e manufatti in materiali sciolti naturali; fronti di scavo miglioramenti e rinforzi dei terreni e degli ammassi rocciosi consolidamenti dei terreni interessanti opere esistenti nonché la valutazione: della sicurezza dei pendii della fattibilità di opere che hanno riflessi su grandi aree. 10 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

11 6.1.2 PRESCRIZIONI GENERALI Le scelte progettuali devono tener conto delle prestazioni attese delle opere, dei caratteri geologici del sito e delle condizioni ambientali. I risultati dello studio rivolto alla caratterizzazione e modellazione geologica devono essere esposti in una specifica relazione geologica. Le analisi di progetto devono essere basate su modelli geotecnici dedotti da specifiche indagini e prove che il progettista deve definire Le scelte progettuali, il programma e i risultati delle indagini,, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica... unitamente ai calcoli e alla descrizione delle... modalità costruttive, devono essere illustrati in una specifica relazione geotecnica. 11 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

12 6.2 ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO 1. caratterizzazione e modellazione geologica del sito; 2. scelta con il patrocinio del di: tipo di opera o d scelta del tipo di opera o d intervento e programmazione delle indagini geotecniche; Il 3. progetto caratterizzazione delle opere fisico-meccanica e dei sistemi geotecnici dei terreni deve e delle articolarsi rocce nelle e definizione seguenti fasi: dei modelli geotecnici di sottosuolo; 4. descrizione delle fasi e delle modalità costruttive; 5. verifiche della sicurezza e delle prestazioni; 6. piani di controllo e monitoraggio. 12 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

13 6.2.2 INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOTECNICA Le indagini geotecniche devono essere programmate in funzione del tipo di opera e/o di intervento, interessare un volume significativo di terreno e permettere la definizione del modello geotecnico appropriato per il caso in esame Volume significativo: parte di sottosuolo influenzata, direttamente o indirettamente, dalla costruzione del manufatto e che influenza il manufatto stesso. Modello geotecnico: : schema rappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regime delle pressioni interstiziali e delle caratteristiche fisico-meccaniche (modellazione costitutiva) dei geomateriali compresi nel volume significativo Il progettista è responsabile della definizione del piano delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica. 13 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

14 6.2.2 INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOTECNICA I valori caratteristici delle grandezze fisiche e meccaniche da attribuire ai terreni devono essere ottenuti mediante specifiche prove con il patrocinio di laboratorio di: su campioni indisturbati di terreno e attraverso l interpretazione l dei risultati di prove e misure in sito. Per valore caratteristico deve intendersi una stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato. Le indagini e le prove devono essere eseguite e certificate dai laboratori di cui all art.59 art.59 del DPR , n.380. Nel caso di interventi di modesta rilevanza in zone ben conosciute dal punto di vista geotecnico, la progettazione può essere basata sull esperienza e sulle conoscenze disponibili 14 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

15 NTC 2008 Indagini e modello geotecnico del sottosuolo 15 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

16 Modello geotecnico del sottosuolo Sondaggi con campionamento Prove di laboratorio Modello geotecnico Valutazione dei parametri costitutivi D 50, U, γ, e 0, OCR, K 0 OCR, ν, E, φ, c, k, c v,... Verifiche della sicurezza e delle prestazioni Indagini geofisiche Prove in posto Metodi analitici Metodi numerici Metodo Osservazionale e/o Monitoraggio 16 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

17 Tipi di prove per la definizione del modello geotecnico Metodi di tipo geofisico,, generalmente impiegati per una caratterizzazione a grande scala; Prove in posto,, per la ricostruzione del profilo stratigrafico di dettaglio e una stima indiretta delle caratteristiche geotecniche; Sondaggi e prove di laboratorio su campioni indisturbati per una caratterizzazione di dettaglio del comportamento meccanico. 17 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

18 18 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

19 Istruzioni per l applicazione l delle NTC 19 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini Tabella C6.2.I Mezzi di indagine e prove geotecniche in sito Proprietà fisiche e meccaniche Terreni a grana fine Terreni a grana grossa Rocce Pressione interstiziale Terreni di qualsiasi tipo Piezometri Permeabilità Terreni a grana fine Terreni a grana grossa Prove penetrometriche Prove scissometriche Prove dilatometriche Prove pressiometriche Prove di carico su piastra Prove di laboratorio Prove penetrometriche Prove di carico su piastra Prove di laboratorio Prove speciali in sito (prove di taglio) Prove di carico su piastra Prove di laboratorio Misure piezometriche Prove di laboratorio Prove idrauliche in fori di sondaggio Prove di emungimento da pozzi

20 Istruzioni per l applicazione l delle NTC Tabella C6.2.I Mezzi di indagine e prove geotecniche in sito Prove di carico su pali singoli Palificate Prove di carico su gruppi di pali Verifica di procedimenti tecnologici Indagini di tipo geofisico Impermeabilizzazioni Consolidamenti In foro con strumentazione in profondità Senza esecuzioni di fori, con strumentazione in profondità Con strumentazione in superficie Prove di permeabilità in sito e misura di altezza piezometrica prima e dopo l intervento Determinazione delle proprietà meccaniche in sito prima e dopo l intervento Prove di laboratorio Cross hole Down hole Con suspension logger Penetrometro sismico Dilatometro sismico Prove SASW Prove di rifrazione sismica Prove di riflessione sismica 20 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

21 Caratteristiche geotecniche 21 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini Caratteristiche del deposito: Morfologia, genesi, profilo stratigrafico, struttura, condizioni ambientali, regime delle pressioni interstiziali ecc. Caratteristiche delle fasi: Dimensioni, forma, mineralogia e peso specifico delle particelle, chimica del fluido/gas Caratteristiche di stato: γ, e 0 (n), w 0, S r, D R, K 0, OCR, ξ 0 Caratteristiche meccaniche: φ cv, φ p, φ res, c, c u, G 0, ν, E, E u, C c, C r, C α,,ψ Caratteristiche idrauliche: k, c v Caratteristiche sismiche: V p, V s, D

22 Tabella 6.2.II Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno (come EC7) PARAMETRO GRANDEZZA cui APPLICARE COEFF. PARZ. COEFFICIENTE PARZIALE M1 M2 γ M Tangente dell angolo di resistenza al taglio tan ϕ k γ ϕ 1,0 1,25 Coesione efficace c k γ c 1,0 1,25 Resistenza non drenata c uk γ cu 1,0 1,4 Peso dell unità di volume γ γ γ 1,0 1,0 22 MADE EXPO 2011 Paolo Simonini

23 Grazie per l attenzione 23

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