PROGETTO DELLE STRUTTURE DI SOSTEGNO BANCHINA PORTUALE PORTO PESCHERECCIO DI PILA-BARBAMARCO INDICE

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1 PROGETTO DELLE STRUTTURE DI SOSTEGNO BANCHINA PORTUALE PORTO PESCHERECCIO DI PILA-BARBAMARCO INDICE PREMESSA pag. 2 A. PARATIA CONTINUA LATO BACINO 0 Azioni e combinazioni Verifiche GEO 3 - ^ Fase 9-2^ Fase 25-3^ Fase 3-4^ Fase 37 Verifiche STR 37-3^ Fase 37-4^ Fase 43 Verifica armature palancole in c.a.c. 48 B. TIRANTE IN ACCIAIO DIWIDAG 5 C. PALANCOLE REGGISPINTA IN ACCIAIO 53 Sollecitazioni applicate 53 Verifica GEO 54 Verifica STR 59 Verifica gruppo di n 3 Palancole Larssen AU6 64 D. TRAVE CORDOLO PALANCOLATA 66 E. MURO PARAPETTO 73

2 Le strutture di sostegno della banchina portuale in argomento, sono costituite da: A. Paratia continua lato bacino costituita da palancole in c.a.c. dimensioni cm 43x35xLt=2,00m+cordolo (,50 m); B. Tiranti in acciaio speciale tipo Dywidag - protetti da guaina con inserimento di boiacca cementizia, posti ad interasse di m 5,00; C. Elementi verticali reggispinta costituiti da gruppo di palancole in acciaio tipo Larssen, poste ad interasse di m 5,00, lunghezza m 2,00, collegate alla paratia continua tramite tiranti tipo Dywidag; D. Trave cordolo palancolata in c.a. realizzata in opera con sezione ad L, contenente i nodi di ancoraggio dei tiranti in acciaio Dywidag, realizzati con l utilizzo di un profilo in acciaio tipo HEA240 annegato nel getto di calcestruzzo; E. Muro di parapetto in c.a. realizzato in opera, ancorato sulla testa dei gruppo di Palancole Larssen, con sezione di muro di sostegno a forma. PREMESSA Approcci e combinazioni nel calcolo agli Stati Limite: Ed = E [γ F *F K ; X K /γ M ; a d ] Rd = /γ F *R[γ F *F K ; X K /γ M ; a d ] Ed Rd In generale si individuano i valori di progetto applicando ai valori caratteristici e coefficienti parziali di combinazione per: AZIONI: Fd = γ F *F K PARAMETRI GEOTECNICI: Xd = X K /γ M GEOMETRIA: a d = A nom. ± a (riferimento EC7) Azioni Nelle verifiche agli stati limite ultimi le NTC 2008 distinguono ( AZIONI): STR per lo stato limite di resistenza della struttura GEO per lo stato limite di resistenza del terreno 2

3 Parametri geotecnici Nelle verifiche agli Stati Limite Ultimo le NTC prescrivono ( RESISTENZE) Geometria di progetto Da EC e A d = a nom. ± a Nei calcoli allo stato limite ultimo in cui la stabilità di una paratia di contenimento dipende dalla resistenza del terreno a valle della struttura, il livello del suolo resistente dovrebbe essere abbassato al di sotto del livello nominalmente atteso di un valore a. Il valore di a deve essere scelto tenendo conto del grado di controllo sito sopra il livello della superficie. Con un normale grado di controllo, deve essere applicato il seguente: - per una paratia a sbalzo, a deve essere uguale a 0% dell'altezza della parete sul livello scavo, limitato a un massimo di 0,5 m; - per una paratia supportata (tirantata), a deve essere uguale al 0% della distanza tra il supporto e il basso livello di scavo, limitato al massimo di 0,5 m 3

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5 PER UNA PARATIA CONTINUA Approcci e combinazioni NTC Per le paratie si devono considerare almeno i seguenti stati limite ultimi: - SLU di tipo GEO (di tipo idraulico UPL-HYD: nel caso in esame non vengono considerate in quanto le opere strutturali sono all interno di un bacino portuale con presenza costante di acqua) - Collasso per rotazione intorno ad un punto (atto di moto rigido, realistico per paratie a sbalzo o con solo ordine di vincolamento) - Collasso per carico limite verticale - Collasso per sfilamento di uno o più ancoraggi - Instabilità fondo scavo (UPL: non vengono considerate) - Sifonamento fondo scavo (HYD: non vengono considerate) - Instabilità globale del complesso terreno-struttura - SLU (STR) - Raggiungimento della resistenza in uno o più ancoraggi - Raggiungimento della resistenza in uno o più puntoni - Raggiungimento della resistenza strutturale della paratia Verifiche NTC Le verifiche devono essere effettuate considerando le seguenti combinazioni di coefficienti: - C: A M R - C2: A2 M2 R La circolare n. 67 chiarisce: - Verifiche STR : C - Verifiche GEO : C2 In particolare si noti: - SL-STR C : sia le AZIONI PERMANENTI sia le AZIONI VARIABILI sono amplificate per i coefficienti del gruppo A (γ G =,0/,3 γ Qi =,5) - SL.GEO C2 : le sole AZIONI VARIABILI sono amplificate per i coefficienti del gruppo A2 (γ Qi =,3) 5

6 Verifiche di tipo STR COMBINAZIONE C A M R Esempio modalità di collasso di tipo strutturale: 6

7 Verifiche di tipo GEO COMBINAZIONE C2 A2 M2 R Esempio modalità di collasso di tipo geotecnico: 7

8 Verifica di stabilità globale Nel caso particolare della verifica di stabilità globale si deve seguire la combinazione: - A2 M2 R2 La particolarità, rispetto a tutte le altre verifiche GEO risiede nel valore del γ R2 (FS), che va assunto in accordo con la tabella 6.8.I: γ R2 =, Mentre in tutte le altre verifiche vale sempre (tabella 6.5.I): γ R =,0 Verifiche S.L. di tipo idraulico NTC STATI LIMITE DI SOLLEVAMENTO PER GALLEGGIAMENTO: UPL - STATI LIMITE DI SIFONAMENTO: HYD 8

9 PER GLI ANCORAGGI: NTC (criteri di progetto) - TIPOLOGIE: attivi / passivi - OBBLIGO di predisposizione piano di monitoraggio verifica comportamento nel tempo - IN PROGETTO: Prevedere possibilità interventi di regolazione e/o sostituzione - OBBLIGO di conferma sperimentale con prove di trazione (in particolare stabilisce il numero minimo 6.6.4) NTC (tiranti di ancoraggio verifiche di sicurezza allo SLU) - STATI LIMITE: Mobilitazione resistenza terreno + resistenza STR - GERARCHIA DELLE RESISTENZE: snervamento acciaio sfilamento - VERIFICA GEO (sfilamento del bulbo): A M R3 - VERIFICA STR (snervamento acciaio): A M R Caso di carico verticale Casi significativi: - Strutture portanti sottopasso - Paratia pluritirantata - Pali di fondazione Verifica carico limite verticale Approccio di calcolo: Fondazione su pali ( 6.4.3) Analoga palancola - Pali infissi (in acciaio) Verifiche GEO: Approccio : C A M R C2 A2 M R2 Approccio 2 : A M R3 9

10 A. PARATIA CONTINUA LATO BACINO Per la verifica delle opere di sostegno (palancole) di cui alla sezione sopra riportata, vengono considerate le seguenti fasi costruttive: ^ FASE infissione della paratia esterna con elementi in c.a.c. di altezza m 2,00 e sviluppo complessivo della lunghezza di 50 m circa, riempimento parziale a monte costituito da materiale trachitico di grossa pezzatura (γ=900 dan/mc; φ=40 ; porosità=0.6); 2^ FASE - infissione elementi reggispinta costituiti da n 3 palancole in acciaio tipo Larssen (AU 6) della lunghezza di 2,00 m, disposte ad interasse di 5,00 m; posizionamento tiranti in acciaio tipo Dywidag Φ47 WR; riempimento completo a monte in materiale trachitico di grossa pezzatura; 3^FASE - nelle condizioni di cui alla fase precedente con l aggiunta del carico accidentale pari a 500 dan/mq; esecuzione scavo del bacino a valle alla quota definitiva di progetto; 4^ FASE - situazione definitiva di progetto in condizioni di sollecitazione sismica. 0

11 Azioni e combinazioni Azioni variabili: - Carico uniformemente distribuito sulla banchina: 500 dan/mq Azioni sismiche: - Spinta terreno - Azione idrodinamica : non viene presa in considerazione visto che l elemento in questione (palancola) è sempre immerso in acqua (le spinte si elidono) Parametri sismici - Comune Porto Tolle (RO) - Vita nominale 50 anni - Coefficiente d uso - Stato limite considerato Stato limite di salvaguardia della vita (SLV) da cui: Parametri sismici da mappe (rif. DomuSismiv.0 Interstudio software) Dati Latitudine (WGS84) : 44,9792 Longitudine (WGS84) : 2,4793 Latitudine (EDU50) : 44,9808 Longitudine (EDU50) : 2,4800 Anni : 50 Classe d'uso : II - Affollamenti normali Categoria sottosuolo : C categoria topografica : T pianeggiante o pend <5% Stato limite : SLV - vita Risultato Tempo di ritorno(anni) : 475 Ag : 0,54 Ag/g : 0,055 F0 : 2,750 T*C(sec) : 0,35 Vicini nella griglia id Longitude Latitude Ag F0 T*C ,430 45,030 0,540 2,750 0, ,50 44,98 0,536 2,750 0, ,502 44,93 0,548 2,750 0, ,43 44,980 0,549 2,750 0,350 Coefficiente stratigrafico :,500 Coefficiente topografico :,000

12 Coefficiente sismico per stabilità dei versanti e per verifica della capacità portante Coefficiente riduzione accelerazione attesa al sito : 0,200 Coefficiente sismico orizzontale Kh : 0,07 Coefficiente sismico verticale Kv : 0,008 Coefficiente sismico per muri di sostegno Coefficiente riduzione accelerazione attesa al sito : 0,80 Coefficiente sismico orizzontale Kh : 0,05 Coefficiente sismico verticale Kv : 0,007 2

13 Ing. Sergio Mancin Verifiche GEO Ai sensi delle NTC Le verifiche devono essere effettuate considerando le seguenti combinazioni di coefficienti: - Verifiche GEO : C2 A2 M2 R Vengono considerate le seguenti 4 fasi corrispondente alla procedura di lavoro e all esercizio della struttura. ^ FASE Corrispondente alla situazione di: infissione della paratia esterna con elementi in c.a.c. di altezza m 2,00 e sviluppo complessivo della lunghezza di 50 m circa; riempimento parziale a monte costituito da materiale trachitico di grossa pezzatura (γ=900 dan/mc; φ=40 ; porosità=0.6). Il calcolo è stato eseguito utilizzando il software definito GEOTEC-D INTERSTUDIO SOFTWARE, i cui risultati vengono sotto riportati. 3

14 STRUTTURE DI SOSTEGNO TIPO DI STRUTTURA... Paratia METODO DI CALCOLO DELLA SPINTA...Completo RISULTATI Spinta totale... DaN/m: Spinta orizzontale... DaN/m: Spinta verticale... DaN/m: Freccia in testa alla paratia... cm: FORZE PARZIALI SUI CONCI SUPERIORI SU UN METRO DI STRUTTURA Altezza Spinta orizz Spinta vert COEFFICIENTE DI WINKLER ORIZZONTALE Khi variabile con gli strati e con la quota Nodo Quota Khi cm DaN/cm

15 METODO DI CALCOLO AGLI ELEMENTI FINITI Lunghezza elementi finiti parte infissa: Numero elementi finiti parte infissa...: 9.00 Lunghezza parte infissa...:

16 COMPONENTI DI SPOSTAMENTO E DI SOLLECITAZIONE ALLE ESTREMITA' DEGLI ELEMENTI Spostamenti positivi verso destra. Rotazioni positive orarie Nodo Prof Spostamento Rotazione Momento Taglio sup Taglio inf m cm Rad*000 DaNm DaN DaN

17 I nf i s s i one par at i a es t er na + r i empi m. par z i al e Pr es s. or i z z Pr es s. v er t. S Mat er i al e FI = S2 St r at o FI =0. 0 CU= Z=-. 75 S- St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 09 Z= S- 2 St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 40 Z= S- 3 St r at o s abbi os o GAMMA= FI =3. 0 CU=0. 00 Z= S- 4 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =25. 0 CU=0. 30 Z= S- 5 St r at o s abbi os o GAMMA= FI =30. 0 CU=0. 00 Z= S- 6 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =28. 0 CU=0. 05 S- 7 GAMMA= FI =22. 4 CU=0. 04 Kh=. 00 7

18 Pr of. m Pr es s. Da N/ c m2 Moment o DaNgm T si n DaN T des DaN Spost. Rot a z. cm r ad* Pr essi one cm = Spost ament o cm = Moment o cm = Tagl i o cm = Conclusioni: dalla verifica risulta una lunghezza d infissione della paratia pari a 9,50 m. Si assume una lunghezza d infissione di 9,75 m che sommato alla parte emergente di m 2,25, comporta una lunghezza complessiva dell elemento palancola pari a m 2,00. 8

19 Ing. Sergio Mancin 2^ FASE Corrispondente alla situazione di: infissione elementi reggispinta costituiti da n 3 palancole in acciaio tipo Larssen (AU 6) della lunghezza di 2,00 m, disposte ad interasse di 5,00 m; posizionamento tiranti in acciaio tipo Dywidag Φ47 WR; riempimento completo a monte in materiale trachitico di grossa pezzatura. Il calcolo è stato eseguito utilizzando il software definito GEOTEC-D INTERSTUDIO SOFTWARE, i cui risultati vengono sotto riportati. 9

20 STRUTTURE DI SOSTEGNO TIPO DI STRUTTURA...Paratia METODO DI CALCOLO DELLA SPINTA...Completo RISULTATI Spinta totale...dan/m: Spinta orizzontale...dan/m: Spinta verticale...dan/m: Freccia in testa alla paratia...cm: FORZE PARZIALI SUI CONCI SUPERIORI SU UN METRO DI STRUTTURA Altezza Spinta orizz Spinta vert TIRANTI Tirante numero...: Attivo Quota Tirante (da fondo scavo)...m: 2.00 Reazione Tirante...DaN/m: Componente inclinata...dan/m: Componente verticale...dan/m: COEFFICIENTE DI WINKLER ORIZZONTALE Khi variabile con gli strati e con la quota Nodo Quota cm DaN/cm Khi 20

21 METODO DI CALCOLO AGLI ELEMENTI FINITI Lunghezza elementi finiti parte infissa: Numero elementi finiti parte infissa...: 9.00 Lunghezza parte infissa...: COMPONENTI DI SPOSTAMENTO E DI SOLLECITAZIONE ALLE ESTREMITA' DEGLI ELEMENTI Spostamenti positivi verso destra. Rotazioni positive orarie Nodo Prof Spostamento Rotazione Momento Taglio sup Taglio inf m cm Rad*000 DaNm DaN DaN

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23 I nf i ss i one par at i a es t er na + r i empi m. par z i al e Pr es s. or i z z Pr es s. v er t S Mat er i al e FI =40. 0 S2 St r at o FI =0. 0 CU=0. 09 S- St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 09 S- 2 St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 40 S- 3 St r at o sabbi os o GAMMA= FI =3. 0 CU=0. 00 S- 4 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =25. 0 CU=0. 30 S- 5 St r at o sabbi os o GAMMA= FI =30. 0 CU=0. 00 S- 6 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =28. 0 CU=0. 05 S- 7 GAMMA= FI =22. 4 CU=0. 04 Kh=

24 Pr of. m Pr e s s. DaN/ c m2 Moment o DaNgm T si n DaN T des DaN Spost. Rot az. cm r ad* Pr essi one cm = Spost ament o cm = Conclusioni: dalla verifica risulta una lunghezza d infissione della paratia pari a 9,50 m. Si assume un infissione di 9,75 m che sommato alla parte emergente di m 3,75 (compreso il cordolo dell altezza di m,50), vista la dimensione dell elemento prefabbricato in c.a.c. (palancola) di m 2,00, comporta una lunghezza complessiva della paratia pari a m 3,50. 24

25 Ing. Sergio Mancin 3^ FASE Corrispondente alla situazione di: nelle condizioni di cui alla fase precedente con l aggiunta del carico accidentale pari a 500 dan/mq; esecuzione scavo del bacino a valle alla quota definitiva di progetto. Il calcolo è stato eseguito utilizzando il software definito GEOTEC-D INTERSTUDIO SOFTWARE, i cui risultati vengono sotto riportati. 25

26 STRUTTURE DI SOSTEGNO TIPO DI STRUTTURA...Paratia METODO DI CALCOLO DELLA SPINTA...Completo RISULTATI Spinta totale...dan/m: Spinta orizzontale...dan/m: Spinta verticale...dan/m: Freccia in testa alla paratia...cm: FORZE PARZIALI SUI CONCI SUPERIORI SU UN METRO DI STRUTTURA Altezza Spinta orizz Spinta vert TIRANTI Tirante numero...: Attivo Quota Tirante (da fondo scavo)...m: 3.95 Reazione Tirante...DaN/m: Componente inclinata...dan/m: Componente verticale...dan/m:

27 COEFFICIENTE DI WINKLER ORIZZONTALE Khi variabile con gli strati e con la quota Nodo Quota Khi cm DaN/cm METODO DI CALCOLO AGLI ELEMENTI FINITI Lunghezza elementi finiti parte infissa: Numero elementi finiti parte infissa...: 5.00 Lunghezza parte infissa...: COMPONENTI DI SPOSTAMENTO E DI SOLLECITAZIONE ALLE ESTREMITA' DEGLI ELEMENTI Spostamenti positivi verso destra. 27

28 Rotazioni positive orarie Nodo Prof Spostamento Rotazione Momento Taglio sup Taglio inf m cm Rad*000 DaNm DaN DaN

29 I nf i s s i one par at i a es t er na + r i empi m. par z i al e Pr es s. or i z z Pr es s. v er t S Mat er i al e FI =40. 0 S2 St r at o FI =0. 0 CU=0. 09 S- St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 09 S- 2 St r at o ar gi l l os o GAMMA= FI =0. 0 CU=0. 40 S- 3 St r at o s abbi os o GAMMA= FI =3. 0 CU=0. 00 S- 4 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =25. 0 CU=0. 30 S- 5 St r at o s abbi os o GAMMA= FI =30. 0 CU=0. 00 S- 6 St r at o l i mo- s abbi os o GAMMA= FI =28. 0 CU=0. 05 S- 7 GAMMA= FI =22. 4 CU=0. 04 Kh=

30 Pr of. Pr es s. Moment o T si n T des Spost. Rot az. Pr essi one cm = Moment o cm = Rot azi one cm = m DaN/ c m2 DaNgm DaN DaN cm r a d* 0 00 Spost ament o cm = Tagl i o cm = Conclusioni: dalla verifica risulta una lunghezza d infissione della paratia pari a 7,50 m. Si assume un infissione di 7,65 m che sommato alla parte emergente di m 5.85 (compreso il cordolo dell altezza di m,50), vista la dimensione dell elemento prefabbricato in c.a.c. (palancola) di m 2,00, comporta una lunghezza complessiva della paratia pari a m 3,50. 30

31 Ing. Sergio Mancin 4^ FASE Corrispondente alla situazione di: situazione definitiva di progetto in condizioni di sollecitazione sismica. Il calcolo è stato eseguito utilizzando il software definito GEOTEC-D INTERSTUDIO SOFTWARE, i cui risultati vengono sotto riportati. 3