Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno - Costruzioni Geotecniche

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Giulia Spina
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1 Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno - Costruzioni Geotecniche # 1 Con riferimento alla situazione stratigrafica mostrata nella figura seguente, deve essere realizzato uno scavo sottofalda, protetto da paratie a sbalzo in c.a., impermeabili, di altezza pari a 4.0 m. Prima della realizzazione dell opera, la superficie libera della falda, in condizioni idrostatiche, si trova a piano campagna. Con riferimento ai requisiti di normativa, si richiede di definire la lunghezza della paratia necessaria al soddisfacimento delle verifiche SLU. Tutti i parametri fisici e meccanici dei terreni possono essere intesi come valori caratteristici. 0 profondità (m) T1 T2 T3?? T1: Limo sabbioso. =18 kn/m 3 ; k= m/s c =0 kpa; =28 T2: Sabbia. =19 kn/m 3 ; k= m/s c =0 kpa; =34 ; T3: Argilla s.c.: =20 kn/m 3 ; k= m/s c =15 kpa; =26 ; c U =45 kpa

2 Fondazioni e Opere di sostegno Strutture di Fondazione Costruzioni Geotecniche La Tabella 1 riporta le azioni trasmesse da una struttura alla testa di un singolo palo di fondazione in c.a., trivellato e gettato in opera, del diametro di 1.0 m. Con riferimento al profilo stratigrafico cui è associato il modello geotecnico riportato nella Tabella 2, si richiede, con riferimento alle verifiche SLU prescritte dalla normativa vigente, di: a) dimensionare la lunghezza del palo (nei riguardi delle azioni verticali); b) valutare il minimo momento di plasticizzazione della sezione del palo (nei riguardi delle azioni orizzontali), ipotizzando il palo libero di ruotare in testa. Per quanto riguarda i parametri geotecnici dei terreni, si assuma che i valori riportati in tabella siano pari ai valori caratteristici e che siano ottenuti da indagini geotecniche eseguite nell area in corrispondenza di 1 sola verticale di prova. La distribuzione delle pressioni interstiziali è idrostatica, con pelo libero della falda posto a 2m dal piano campagna. Tabella 1. Azioni testa palo (valori caratteristici) Permanenti Accidentali N [kn] T [kn] Tabella 2. Modello geotecnico (valori caratteristici) Profondità [m] Unità [kn/m 3 ] c [kpa] [ ] c U [kpa] da 0 a 10 m Sabbia sciolta da 10 a 50 m Argilla sovrac

3 Fondazioni e Opere di sostegno, Strutture di Fondazione, Costruzioni Geotecniche Effettuare le verifiche di sicurezza (in campo statico) prescritte dalla normativa vigente NTC08) del muro di sostegno a mensola in cemento armato mostrato in figura. Il sovraccarico verticale di 15 kpa presente a tergo del muro è da considerare come un azione variabile. La quota d imposta della fondazione è 0.65 m al di sotto del piano di campagna originario: è previsto un rinterro di ripristino della quota originaria a valle del muro, così come mostrato in figura. Il regime di falda è idrostatico; la superficie libera si trova a circa 2.0 m di profondità. Il terreno di fondazione del muro è costituito da una sabbia mediamente addensata, caratterizzata dai seguenti valori caratteristici dei parametri meccanici: = 19.0 kn/m 3 c = 0 kpa peak = 33 LS = 30 E = 45 MPa = 0.2 Il materiale di rinterro a tergo del muro è costituito da un misto granulare, per il quale è possibile assumere i seguenti valori caratteristici dei parametri meccanici: = 20.0 kn/m 3 c = 0 kpa = 35 Oltre alle verifiche geotecniche, valutare, in prima approssimazione e con approcci semplificati, il massimo momento flettente agente sulla mensola verticale del muro e sulla fondazione.

4 Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno # 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, avente dimensioni in pianta di 30x60 m, e campi strutturali (interassi tra i pilastri) pari a 6.0x6.0 m. Ai fini del dimensionamento geotecnico delle strutture di fondazione si assuma, per ciascuno dei 5 solai (dal primo alla copertura), in prima approssimazione, un carico permanente pari a 10 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 2.0 m dal piano di campagna; lo strato di sabbia ghiaiosa 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 5 verticali di indagine spinte fino e 50 m di profondità. Si richiede di: a) Scegliere, giustificandola, la tipologia di fondazione; b) Dimensionare geotecnicamente le fondazioni effettuando, con riferimento alle azioni verticali, le principali verifiche SLU richieste dalla normativa vigente. In prima approssimazione, le azioni in fondazione possono essere stimate facendo riferimento alle aree di influenza (campi di solaio). profondità z (m) Argilla limosa n.c. =18.0 kn/m 3 c U = ' v c'=0; '=27 da un campione prelevato a z=10 m di profondità: e 0 =2.5; C C =0.6 ; C S =0.05; OCR=1.0 Sabbia ghiaiosa mediamente addensata =19 kn/m 3 ; c'=0; '=35

5 Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno Costruzioni Geotecniche # 1 Con riferimento alla situazione stratigrafica mostrata nella figura seguente, deve essere realizzato un viadotto a sezione composta acciaio calcestruzzo (bitrave) e 10 pile in calcestruzzo armato a sezione circolare piena di 2.5 m. L altezza delle pile è di 10 m e le campate di lunghezza di 25 m. La fondazione della singola pila è un plinto rigido di dimensioni 7 x 7 m e spessore 2 m su quattro pali trivellati di diametro D = 1 m e interasse s = 4 m. L analisi dei carichi e a progettazione della struttura in elevazione è stata effettuata secondo le prescrizioni delle NTC 2008 e ha permesso di calcolare le sollecitazioni all estradosso della fondazione riportate nella Tab.1. (nelle azioni bisogna pertanto aggiungere il peso del plinto di fondazione). Si richiede di: a) Valutare la lunghezza dei pali, ai fini delle verifiche SLU, che compongono la palificata, sapendo che per ciascuna pila è stata effettuata 1 verticale di indagine. b) Effettuare le verifiche SLU per carico limite verticale e orizzontale; per quest ultima verifica, valutare il momento di plasticizzazione della sezione necessario. Tab.1. Sollecitazioni A1 A2 N sd [kn] V x, sd [kn] V y, sd [kn] M x, sd [kn m] M y, sd [kn m]

Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno # 1. In prossimità del tratto medio vallivo di un corso d acqua, è prevista la costruzione di un impianto di depurazione di acque reflue urbane.

6 Strutture di Fondazione Fondazioni e Opere di Sostegno # 1. In prossimità del tratto medio vallivo di un corso d acqua, è prevista la costruzione di un impianto di depurazione di acque reflue urbane. Per la fase di aerazione del trattamento è necessaria la costruzione di una vasca quadrata in c.a. di lato 20 m in cui dovranno essere trattati 1600 m 3 di liquami (si assuma = 10 kn/m 3 ). Il peso complessivo delle opere in c.a. (fondazione e pareti della vasca) è di 13 MN e il piano di posa della fondazione è a 2 metri dal piano campagna. Una campagna di indagini ha evidenziato che terreno su cui dovrà essere costruita la vasca è composto da materiali alluvionali incoerenti fino ad una profondità di 50m. Data la non campionabilità dei terreni, è stata effettuata una prova penetrometrica statica i cui risultati, in termini di resistenza alla punta, sono riportati nella Fig. a. La falda rilevata è a circa 1m dal piano campagna. Si richiede di effettuare verifiche geotecniche della fondazione della vasca previste dalle Norme Tecniche delle Costruzioni, sia per le condizioni di stato limite ultimo (carico limite) sia per quelle di esercizio (cedimenti). Per il terreno, si assuma il peso dell unità di volume 19 kn/m 3, mentre per i parametri di resistenza si utilizzi il diagramma di Robertson & Campanella (1983) (Fig. b). Si assuma inoltre che il carico sia uniformemente distribuito sull area di impronta della fondazione.

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