Fondazioni e Opere di Sostegno - Strutture di Fondazione Prova scritta di esame 08/01/2018

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1 Prova scritta di esame 08/01/2018 # 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 (quota di calpestio del piano terra coincidente con quella del piano campagna), avente dimensioni in pianta di 20x40 m, e campi strutturali (interassi tra i pilastri) pari a 5.0x5.0 m. Ai fini del dimensionamento geotecnico delle strutture di fondazione si assuma, per ciascuno dei 6 solai (dal primo piano alla copertura), in prima approssimazione, un carico verticale permanente pari a 7 kpa e un accidentale pari a 2 kpa (valori caratteristici). A tali azioni occorre aggiungere quelle relative al piano terra e alle fondazioni. La falda è in condizioni idrostatiche, con superficie libera a 3.0 m dal piano di campagna; lo strato di sabbie 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 4 verticali di indagine spinte fino e 40 m di profondità. In prima approssimazione, le azioni in fondazione possono essere stimate facendo riferimento alle aree di influenza (campi di solaio), considerando la sola componente verticale. Si richiede di dimensionare geotecnicamente le fondazioni della struttura, giustificandone la tipologia ed effettuando, con riferimento alle azioni verticali, le principali verifiche richieste dalla normativa vigente. profondità z (m) Riporti a grona grossa γ=18.0 kn/m 3 ; c'=0; ϕ'=32 Limo argilloso s.c. di bassa plasticità (I P =20) γ=18.0 kn/m 3 c U = σ' v c'=10 kpa; ϕ'=27 da un campione prelevato a z=8 m di profondità: e 0 =1.5; C C =0.35 ; C S =0.05; OCR=1.6 Sabbia mediamente addensata γ=19.5 kn/m 3 ; c'=0; ϕ'=34

2 Prova scritta di esame 29/01/2018 Con riferimento al profilo stratigrafico e alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate in figura, deve essere realizzato uno scavo di altezza pari a 5 m, larghezza 30 m e lunghezza 60 m per il raggiungimento del piano di posa delle fondazioni di un edificio. La falda è presente, in condizioni idrostatiche, con pelo libero a -2.0 m. dal p.c.. Per le opere di sostegno dello scavo si prevede il ricorso a paratie costituite da setti in cls con un livello di tiranti iniettati (a bulbo) in testa (0.5 da testa paratia). Durante le fasi di scavo sarà attivo un sistema di pompaggio in grado di deprimere il pelo libero della falda, all interno dello scavo, ad una profondità di 5.5 m (0.5 al di sotto della quota di fondo scavo). Le paratie possono essere considerate impermeabili. A tergo delle paratie deve essere considerata la presenza di un sovraccarico accidentale di entità pari a 5 kpa. Si richiede di dimensionare geotecnicamente l opera di sostegno ed i tiranti nel rispetto delle verifiche richieste dalla normativa vigente. Il dimensionamento dell opera potrà essere svolto utilizzando approcci semplificati per quanto attiene la valutazione delle spinte, gli effetti del moto di filtrazione e l analisi dei fenomeni di interazione terreno-struttura. 0 2 profondità z (m) Sabbia medio-fine debolmente limosa γ=19 kn/m 3 ; k=10-5 m/s; c'=0; ϕ' peak =34 20 Ghiaia con sabbia molto addensata γ=20 kn/m 3 ; k=10-2 m/s; c'=0; ϕ' peak =40

3 Prova scritta di esame 19/02/2018 Con riferimento al profilo stratigrafico ed ai risultati delle prove penetrometriche dinamiche standard eseguite nel sondaggio il cui certificato allegato, devono essere progettate le fondazioni di una spalla da ponte. Una prima ipotesi di disposizione dei pali (D=1.0 m, interasse minimo 3.0 m) è riportata nella figura seguente, che indica anche il sistema di riferimento adottato. Le azioni, nelle combinazioni SLU (A1) e SLE riferite al baricentro dell intradosso della piastra, sono riportate nella tabella seguente. La falda è presente, in condizioni idrostatiche, con pelo libero a -2.0 m. dal p.c., che risulta essere la quota di imposta della piastra che raccoglie la testa dei pali. Si richiede di dimensionare geotecnicamente, con riferimento alla combinazione n. 5 (la più gravosa), la fondazione su pali, sia per quanto riguarda le azioni verticali (lunghezza dei pali) sia quelle orizzontali (momento di plasticizzazione minimo richiesto alla sezione), nel rispetto delle verifiche richieste dalla normativa vigente. Note: 1) assumere pesi dell unità di volume per terreni in accordo qualitativo con le granulometrie descritte nel sondaggio; trascurare, in prima approssimazione, la presenza dello stato limoso, accorpandolo allo strato successivo. 2) trascurare, in prima approssimazione, gli effetti di Fy, Mx e Mz;

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7 Prova scritta di esame 16/03/2018 Con riferimento al profilo stratigrafico, alle caratteristiche fisiche e ai risultati delle prove in sito riportate in figura, deve essere eseguito uno scavo di sbancamento di 3.5 m di altezza. Nella configurazione definitiva, lo scavo sarò protetto da un muro di sostegno in c.a. a mensola. La fondazione del muro non deve sporgere dal piano di scavo. Il terreno di fondazione è costituito da terreni a grana grossa. Sono state quindi eseguite prove penetrometriche dinamiche standard SPT. La falda è presente, in condizioni idrostatiche, con pelo libero a 4.5 m. dal p.c. Per il materiale a grana grossa di rinterro a tergo del muro di sostegno si assuma un peso dell unità di volume pari a 20 kn/m 3 ed un angolo di resistenza al taglio pari a 35. Nelle verifiche, a tergo del muro deve essere considerato un sovraccarico verticale accidentale pari a 5 kpa (valore caratteristico). Si richiede, in accordo con la normativa vigente, di: - dimensionare geotecnicamente l opera di sostegno, effettuando le principali verifiche SLU; - valutare le sollecitazioni strutturali (momento flettente) massime agenti sullo stelo (mensola) e sulla fondazione del muro sia in condizioni SLU sia in condizioni SLE; - valutare i cedimenti attesi (SLE). Sabbia limosa γ=19.0 kn/m 3 Sabbia fine γ=19.5 kn/m 3

8 Prova scritta di esame 04/05/2018 Con riferimento alla situazione schematizzata nella figura seguente, si richiede di: - (pre)dimensionare la geometria di un muro di sostegno a mensola in c.a.; - effettuare le verifiche di sicurezza SLU/GEO prescritte dalla normativa; - valutare le sollecitazioni strutturali massime (momenti flettenti) SLU e SLE sulla mensola e in fondazione. Per quanto riguarda le caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni si assumano i seguenti valori (caratteristici) Rinterro a grana grossa: γ = 18.0 kn/m 3 c = 0 kpa ϕ = 34 Terreno in posto: Sabbia fine γ = 18.5 kn/m 3 c = 0 kpa ϕ peak = 33 o ϕ cv = 30 o La falda è presente, in condizioni idrostatiche, con superficie libera posta a 1 m dal piano di campagna m m rinterro limo argilloso Sabbia fine

9 Prova scritta di esame 15/06/2018 # 1 Con riferimento alla situazione stratigrafica mostrata nella figura seguente, deve essere realizzato uno scavo sottofalda, protetto da paratie in c.a., impermeabili, di altezza pari a 5.0 m. Prima della realizzazione dell opera, la superficie libera della falda, in condizioni idrostatiche, si trova a 2.0 m di profondità dal piano campagna. Si assuma saturo il terreno al di sopra del pelo libero della falda. Con riferimento ai requisiti di normativa, e tenendo conto degli effetti dell eventuale presenza del moto di filtrazione a seguito della realizzazione dell opera, si richiede di definire la lunghezza della paratia necessaria al soddisfacimento delle verifiche SLU: a) nel caso di adozione di paratia libera (a sbalzo); b) nel caso di adozione di un livello di ancoraggio di testa (si assuma, per semplicità, l ancoraggio posto a quota piano campagna). Tutti i parametri fisici e meccanici dei terreni possono essere intesi come valori caratteristici. 0 2 profondità (m) ? T1 T2 T3 T1: Limo deb. Sabbioso: γ=18 kn/m 3 ; k= m/s; c =0 kpa; ϕ =26 T2: Sabbia limosa: γ=19 kn/m 3 ; k= m/s c =0 kpa; ϕ =32 ; T3: Ghiaia con sabbia: γ=20 kn/m 3 ; k= m/s c =0 kpa; ϕ =35

10 Prova scritta di esame 29/06/2018 # 1 Con riferimento alla situazione stratigrafica mostrata nella figura seguente, deve essere realizzato uno scavo, protetto da paratie in c.a., impermeabili, di altezza pari a 6.0 m, con un livello di ancoraggio. Prima della realizzazione dell opera, la superficie libera della falda, in condizioni idrostatiche, si trova a 6.0 m di profondità dal piano campagna (ovvero, a fondo scavo). Si assuma saturo il terreno al di sopra del pelo libero della falda. Con riferimento alle verifiche SLU/GEO richieste dalla normativa, e assumendo che il livello di ancoraggio sia posto a 0.5 m dal piano di campagna, si richiede di: c) definire la lunghezza della paratia; d) dimensionare gli ancoraggi: lunghezza libera, lunghezza di fondazione, interasse (ipotizzare ancoraggi a bulbo iniettati). Tutti i parametri fisici e meccanici dei terreni possono essere intesi come valori caratteristici. 0 profondità (m) 6 12? T1 T2 T1: Sabbia limosa mediamente addensata (N SPT =15): γ=18 kn/m 3 ; c =0 kpa; ϕ =28 T2: Sabbia e ghiaia addensata (N SPT =35): γ=19 kn/m 3 ; c =0 kpa; ϕ =35 ;

11 Prova scritta di esame 20/07/2018 # 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 2 piani, senza alcun piano interrato (quota di calpestio del piano terra coincidente con quella del piano campagna), avente dimensioni in pianta di 10x20 m, e campi strutturali (interassi tra i pilastri) pari a 5.0x5.0 m. Ai fini del dimensionamento geotecnico delle strutture di fondazione si assuma, per ciascuno dei 3 solai (dal quello di piano terra a quello di copertura), in prima approssimazione, un carico verticale permanente pari a 7 kpa e un accidentale pari a 2 kpa (valori caratteristici). A tali azioni occorre aggiungere quelle relative alle fondazioni. La falda è in condizioni idrostatiche, con superficie libera a 3.0 m dal piano di campagna; lo strato di sabbie 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 3 verticali di indagine spinte fino e 40 m di profondità. In prima approssimazione, le azioni in fondazione possono essere stimate facendo riferimento alle aree di influenza (campi di solaio), considerando la sola componente verticale. Si richiede di dimensionare geotecnicamente le fondazioni della struttura, giustificandone la tipologia ed effettuando, con riferimento alle azioni verticali, le principali verifiche richieste dalla normativa vigente. profondità z (m) Riporti a grona grossa γ=18.0 kn/m 3 ; c'=0; ϕ'=32 Limo argilloso s.c. di bassa plasticità (I P =20) γ=18.0 kn/m 3 c U = σ' v c'=10 kpa; ϕ'=27 da un campione prelevato a z=8 m di profondità: e 0 =1.5; C C =0.35 ; C S =0.05; OCR=1.6 Sabbia mediamente addensata γ=19.5 kn/m 3 ; c'=0; ϕ'=34

12 Prova scritta di esame 23/11/2018 Con riferimento al profilo stratigrafico e alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni riportate in figura, deve essere realizzato uno scavo di altezza pari a 3.5 m, larghezza 30 m e lunghezza 60 m per il raggiungimento del piano di posa delle fondazioni di un edificio. La falda è presente, in condizioni idrostatiche, con pelo libero a -2.0 m. dal p.c.. Per le opere di sostegno dello scavo si prevede il ricorso a paratie a sbalzo costituite da setti in cls. Durante le fasi di scavo sarà attivo un sistema di pompaggio in grado di deprimere il pelo libero della falda, all interno dello scavo, ad una profondità di 4.0 m (0.5 al di sotto della quota di fondo scavo). Le paratie possono essere considerate impermeabili. Si richiede di dimensionare geotecnicamente l opera di sostegno nel rispetto delle verifiche richieste dalla normativa NTC2018. Il dimensionamento dell opera potrà essere svolto utilizzando approcci semplificati per quanto attiene la valutazione delle spinte, gli effetti del moto di filtrazione e l analisi dei fenomeni di interazione terreno-struttura. 0 2 profondità z (m) Sabbia medio-fine debolmente limosa γ=19 kn/m 3 ; k=10-5 m/s; c'=0; ϕ' peak =34 20 Ghiaia con sabbia molto addensata γ=20 kn/m 3 ; k=10-2 m/s; c'=0; ϕ' peak =40