Corso di Laurea a ciclo Unico in Ingegneria Edile Architettura Geotecnica e Laboratorio Opere di sostegno Prof. Ing. Marco Favaretti e mail: marco.favaretti@unipd.it website: www.marcofavaretti.net
OBIETTIVI DELLA PRESENTAZIONE Verifica di alcuni SLU per le opere di sostegno alla luce delle NTC del D.M. 14/01/2008 Giudizio critico sull evoluzione, nelle normative nazionali, del fattore di sicurezza in condizioni statiche e dinamiche relativamentea semplici modellidi opere di sostegno: CONDIZIONI STATICHE D.M. 14/01/2008 e D.M. 11/03/1988 CONDIZIONI DINAMICHE DM D.M. 14/01/2008 e DM D.M. 16/01/1996 2
6.5 OPERE DI SOSTEGNO Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Le norme si applicano a tutte le opere geotecniche e agli interventi atti a sostenere in sicurezza un corpo di terreno o di materiale con comportamento simile: muri per i quali la funzione di sostegno è affidata al peso proprio del muro e a quello del terreno direttamente agente su di esso (ad esempio muri a gravità, muri a mensola, muri a contrafforti); paratie per le quali la funzione di sostegno è assicurata principalmente dalla resistenza del volume di terreno posto innanzi lopera l opera e da eventuali ancoraggi e puntoni; strutture miste, che esplicano la funzione di sostegno anche per effetto di trattamenti di miglioramento e per la presenza di particolari elementi di rinforzo e collegamento (ad esempio, ture, terra rinforzata, muri cellulari). 3
6.5.1 CRITERI GENERALI DI PROGETTO La scelta del tipo di opera di sostegno deve essere effettuata in base: iche per le costru uzioni 2 008 alle dimensioni e alle esigenze di funzionamento dell opera alle caratteristiche meccaniche dei terreni in sede e di riporto al regime delle pressioni interstiziali all interazione con i manufatti circostanti alle condizioni generali di stabilità del sito me Tecn Nor Deve inoltre tener conto dell incidenza sulla sicurezza di dispositivi complementari (quali rinforzi, drenaggi,tiranti e ancoraggi) e delle fasi costruttive. 4
... Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Nei muri di sostegno, il terreno di riempimento a tergo del muro deve essere posto in opera con opportuna tecnica di costipamento ed avere granulometria tale da consentire un drenaggio efficace nel tempo. Si può ricorrere all uso di geotessili, con funzione di separazione e filtrazione, da interporre fra il terreno in sede e quello di riempimento. Il drenaggio deve essere progettato in modo da risultare efficace in tutto il volume significativo a tergo del muro. Devonoessere essere valutati gli effetti derivantidaparzialeda perditadiefficacia efficacia di dispositivi particolari quali sistemi di drenaggio superficiali e profondi, tiranti ed ancoraggi. 5
... Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Per tutti questi interventi deve essere predisposto undettagliato piano di controllo e monitoraggio nei casi in cui la loro perdita di efficacia configuri scenari di rischio. In presenza di costruzioni preesistenti, il comportamento dell opera di sostegno deve garantirne i previsti livelli di funzionalità e stabilità. In particolare, devono essere valutati gli spostamenti del terreno a tergo dell opera e verificata la loro compatibilità con le condizioni di sicurezza e funzionalità delle costruzioni preesistenti. Inoltre, nel caso in cui in fase costruttiva o a seguito della adozione di sistemi di drenaggio si determini una modifica delle pressioni interstiziali nel sottosuolo se ne devono valutare gli effetti, anche in termini idi stabilità e funzionalità delle costruzioni preesistenti. 6
dreni PIOGGIA 7 Norme Tecniche per le costruzioni 2 008
Dreno di ghiaia (u = 0) Sabbia satura Linee equipotenziali Linee di flusso 8 Nor me Tecn iche per le costruzioni 2 008
Norme Tecniche per le costruzioni 2008 9
PIOGGIA uzioni 2008 me Tecniche per le costru Nor La pressione dell acqua è nulla Usare il peso di volume saturo 10
Paratia impermeabile Paratia impermeabile 11 Nor me Tecn iche per le costruzioni 2 008
Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008... Le indagini geotecniche devono avere estensione tale da consentire la verifica delle condizioni di stabilità locale e globale del complesso opera terreno, tenuto conto anche di eventuali moti di filtrazione. fl Devono essere prescritte le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali ilidi riempimento. i 1 Maggiore tra: z a 0.4 h z a + ( t 2metri ) ( ) 2 z a H+ 2 metri z a ( t + 2metri ) 1 12 2
6.5.2 AZIONI Si considerano azioni sull opera di sostegno quelle dovute: Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 al peso proprio del terreno e del materiale di riempimento ai sovraccarichi all acqua ad eventuali ancoraggi presollecitati al moto ondoso ad urti e collisioni allevariazioni ditemperatura e al ghiaccio. 6521Sovraccarichi 6.5.2.1 Nel valutare il sovraccarico a tergo di un opera di sostegno si deve tener conto della eventuale presenza di costruzioni, di depositi di materiale, di veicoli in transito, di apparecchi di sollevamento. 13
6.5.2.2 Modello geometrico Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Il modello geometrico dell opera di sostegno deve tenere conto delle possibili variazioni del livello del terreno a monte e a valle del paramento rispetto ai valori nominali. Il livello di progetto della superficie libera dell acqua o della falda freatica deve essere scelto sulla base di misure e sulla conoscenza del regime delle pressioni interstiziali nel sottosuolo. In assenza di particolari sistemi di drenaggio, nelle verifiche allo SLU, si deve sempre ipotizzare che la superficie lb libera dll della fld falda non sia < a quella del livello di sommità dei terreni con bassa permeabilità (k < 10 6 m/s). 14
6.5.3 VERIFICHE AGLI STATI LIMITE Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Le verifiche eseguite mediante analisi di interazione terreno struttura o con metodi semplificati devono sempre rispettare le condizioni di equilibrio e congruenza e la compatibilità bl con i criteri di resistenza del dlterreno. E necessario inoltre portare in conto la dipendenza della spinta dei terreni dallo dll spostamento dell opera. 6.5.3.1 Verifiche di sicurezza ( SLU) Nelle verifiche di sicurezza devono essere presi in considerazione tutti i meccanismi di SLU, sia a breve sia a lungo termine. Gli SLU delle opere di sostegno si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dll dalla mobilitazione bl dll della resistenza dl del terreno, e al raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali che compongono le opere stesse. 15
Stato di spinta ATTIVA Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Richiesto spostamento sommità muro (0.1 0.2%) H Stato di spinta PASSIVA Richiesto spostamento sommità muro (2 8%) H (S dense) (5 20%) H (S sciolte) 16
6.5.3.1.1 Muri di sostegno Per i muri di sostegno o per altre strutture miste ad essi assimilabili devono essere effettuate le verifiche con riferimento almeno ai seguenti stati limite: Norme Tecniche per le costru uzioni 2 008 SLU di tipo geotecnico (GEO) e di equilibrio di corpo rigido (EQU) stabilità globale del complesso opera di sostegno terreno; scorrimento sul piano di posa; collasso per carico limite dell insieme fondazione terreno; ribaltamento 17
SLU di tipo strutturale (STR) uzioni 2008 Norme Tecniche per le costru raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali, accertando che la condizione (6.2.1) sia soddisfatta per ogni SL considerato 18
6.2.3.1 Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU) Per ogni SLU deve essere rispettata la condizione Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 E d R d E d è il valore di progetto dell azione o dell effetto dell azione = Xk E d E γ F F k ; ; a d γ M R d è il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico = 1 Xk R d R γ F F k ; ; a d γ γ R M 19
Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Effetto delle azioni e resistenza sono espresse in funzione delle azioni diprogetto parametrigeotecnicidiprogetto γ F F F k X k / geometria di progetto a d Nella formulazione della resistenza R d, compare esplicitamente un coefficiente γ R che opera direttamente sulla resistenza del sistema. γ R La verifica della suddetta condizione deve essere effettuata impiegando diverse combinazioni di gruppi di CP, rispettivamente definiti per leazioni (A1 A2), i parametri geotecnici ii (M1 M2) leresistenze (R1 R2 R3). γ M 20
La verifica di stabilità globale del complesso opera di sostegno terreno deve essere effettuata secondo lo 008 Norme Tecniche per le costru uzioni 2 Approccio 1 Combinazione 2: (A2+M2+R2) tenendo conto dei CP riportati nelle: Tabella 6.2.I: CP per le azioni Tabella 6.2.II: CP per i parametri geotecnici Tabella 6.8.I: verifiche di sicurezza di opere di materiali sciolti e fronti di scavo. 21
Tabella 6.2.I Coefficienti parziali per le azioni 008 CARICHI EFFETTO CP γ F EQU (A1) STR (A2) GEO Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 Favorevole 0,9 1,0 1,0 Permanenti γ G1 Sfavorevole 11 1,1 13 1,3 10 1,0 Permanenti portati (1) Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ G2 (non strutturali) Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 Favorevole 0,0 0,0 0,0 Variabili γ Qi Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 (1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti. 22
Tabella 6.2.II CP per i parametri geotecnici del terreno Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) tan φ k γ φ 1,0 1,25 c k γ c 1,0 1,25 c uk γ cu 1,0 1,4 γ γ γ 1,0 1,0 Tabella 6.8.I CP per le verifiche di sicurezza di opere di materiali sciolti e di fronti di scavo. coefficiente R2 γ R 11 1,1 23
Le rimanenti verifiche devono essere effettuate secondo almeno uno dei seguenti approcci: 008 le costru uzioni 2 Approccio 1: Approccio 2: Combinazione 1: (A1+M1+R1) Combinazione 2: (A2+M2+R2) (A1+M1+R3) iche per me Tecn Nor tenendo conto dei valori dei CP riportati nelle Tab. 6.2.I, 6.2.II e 6.5.I. Nel caso di muri di sostegno dotati di ancoraggi al terreno, le verifiche devono essere effettuate con riferimento al solo approccio 1. 24
Tabella 6.2.I CP per le azioni CARICHI EFFETTO CP γ F EQU (A1) STR (A2) GEO 008 Permanenti Favorevole 0,9 1,0 1,0 γ G1 Sfavorevole 1,1 1,3 1,0 le costru uzioni 2 Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 iche per me Tecn Nor Tabella 6.2.II CP per i parametri geotecnici del terreno Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) tan φ k γ φ 1,0 1,25 c k γ c 1,0 1,25 c uk γ cu 1,0 1,4 γ γ γ 1,0 1,0 25
Tabella 6.5.I CP γ R per le verifiche agli SLU (STR) e (GEO) di muri di sostegno. iche per le costru uzioni 2 008 VERIFICA COEFFICIENTE COEFFICIENTE COEFFICIENTE PARZIALE (R1) PARZIALE (R2) PARZIALE (R3) Capacità portante fondazione γ R =10 1,0 γ R =10 1,0 γ R =14 1,4 Scorrimento γ R = 1,0 γ R = 1,0 γ R = 1,1 Resistenza del terreno a valle γ R = 1,0 γ R = 1,0 γ R = 1,4 Nelle verifiche effettuate con l approccio 2 che siano finalizzate al dimensiome Tecn Nor namento strutturale, il coefficiente γ R non deve essere portato in conto. 26
Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Lo stato limite di ribaltamento non prevede la mobilitazione della resistenza del terreno di fondazione e deve essere trattato come uno SLU di equilibrio come corpo rigido (EQU), utilizzando i CP sulle azioni della tabella 2.6.I Ie adoperando CPdel gruppo (M2) per il calcolo delle spinte. CARICHI EFFETTO CP γ F EQU (A1) (A2) STR GEO Favorevole 0,9 1,0 1,0 Permanenti γ G1 Sfavorevole 11 1,1 13 1,3 10 1,0 Permanenti portati (1) Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ G2 (non strutturali) Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 Favorevole 0,0 0,0 0,0 Variabili γ Qi Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 27
Le ipotesi di calcolo delle spinte devono essere giustificate sulla base dei Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 prevedibili spostamenti relativi manufatto terreno, ovvero determinate con un analisi dell interazione terreno struttura. Le spinte devono tenere conto del sovraccarico e dell inclinazione del piano campagna, dell inclinazione del paramento rispetto alla verticale, delle pressioni interstiziali e degli effetti della filtrazione nel terreno. Nel calcolo della spinta si può tenere conto dell attrito che si sviluppa fra parete e terreno. I valori assunti per il relativo coefficiente di attrito devono essere giustificati in base alla natura dei materiali a contatto e all effettivo grado di mobilitazione. 28
Attrito terra-muro φ cv,d = angolo di resistenza al taglio a volume costante (stato critico) δ d = k φ cv,d k = 2/3 (muro calcestruzzo prefabbricato) k =1 (muro calcestruzzo gettato in opera) 1 tanφ cv, k φcv,d = tan γφ φ p φ cv φ φ R 29
Attrito terra-muro Autore Superficie i Attiva Tan δ Passiva Terzaghi Acciaio tan(φ/2) tan(2φ/3) CIRIA Qualsiasi tan(2φ/3) tan(φ/2) Piling Handbook Acciaio ignorato 2/3tan(φ) Canadian Foundation Engineering Manual Acciaio tan(11 22 ) Calcestruzzo gettato in opera tan (17 35 ) Calcestruzzo prefabbricato tan (14 26 ) EC7 Acciaio Calcestruzzo gettato in opera Calcestruzzo prefabbricato tan(2φ/3) tan(φ cv ) tan(2φ cv /3) 30
Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Ai fini della verifica alla traslazione sul piano di posa di muri di sostegno con fondazioni superficiali, non si deve in generale considerare il contributo della resistenza passiva del terreno antistante il muro. In casi particolari, da giustificare con considerazioni relative alle caratteristiche meccaniche dei terreni e alle modalità costruttive, la presa in conto di un aliquota (comunque 50%) di tale resistenza è subordinata all assunzione di effettiva permanenza di tale contributo, nonché alla verifica che gli spostamenti necessari alla mobilitazione di tale aliquota siano compatibili con le prestazioni attese dell opera. Nl Nel caso di strutture tt miste it o composite, le verifiche di stabilità globale l devono essere accompagnate da verifiche di stabilità locale e di funzionalità e durabilità degli elementi singoli. 31
Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 La spinta passiva dovuta all azione della terra posta a valle potrebbe essere considerata alternativamente come: forza orizzontale A FAVORE oppure come una RESISTENZA P p,d P p,d = γ = G,fav P p,k DA1.C1 DA1.C2 DA2 γ G,fav 10 1.0 10 1.0 10 1.0 γ Re 1.0 1.0 1.4 γ Re P p,k Per risolvere la questione la cosa migliore da fare è quella di non considerare la spinta passiva 32
Azioni Geotecniche a favore e a sfavore EC7 fa un importante distinzione tra azioni favorevoli (stabilizzanti) e sfavorevoli (instabilizzanti) che si riflette nei valori dei CP γ F applicati a ciascun tipodi azione. Le azioni a sfavore vengono generalmente incrementate (γ F >1) mentre le azioni favorevoli vengono diminuite (γ F <1)oalpiù assunte tal quali (γ F = 1). 33
Muro di sostegno a T rovescia. Per garantire sufficiente affidabilità contro la rottura per capacità portante dobbiamo considerare il peso proprio del muro ed il terreno soprastante la soletta di monte come azioni sfavorevoli (aumentano infatti la tensione efficace al disotto della fondazione), ma come forze a favore laddove si consideri la verifica allo scorrimento orizzontale e al ribaltamento. Azioni Geotecniche a favore e a sfavore q 34
Azioni Geotecniche a favore e a sfavore La porzione di sovraccarico uniformemente distribuito q, posta a destra del piano virtuale verticale, è forza a sfavore per le verifiche di capacità portante, di scorrimento orizzontale e di ribaltamento, mentre è forza a favore se si considera la porzione soprastante la soletta interna. q q 35
Azioni Geotecniche a favore e a sfavore Non sempre la distinzione tra forze a favore e a sfavore è facile. Consideriamo le forze U v e U h dovute all acqua. U h è asfavore per le verifiche di capacità portante, di scorrimento eribaltamento. U v è afavoreperp le verifiche di capacità portante; asfavoreper scorrimento e ribaltamento. 36
Azioni Geotecniche a favore e a sfavore E illogico trattare la stessa azione come forza a favore e a sfavore nello stesso calcolo. Come può la componente orizzontale U h della pressione dell acqua dei pori essere trattata in modo differente dalla sua componente verticale U v? EC7 (EN 1997) tratta questo aspetto nella nota ad una Regola di applicazione titolata Principio dell origine unica : Le azioni permanenti sfavorevoli e favorevoli possono in alcune situazioni avere la stessa unica origine. In tali casi un CP unico può essere applicato alla somma delle azioni o alla somma dei loro effetti [EN 1997 1 2.4.2 (9)P NOTE] 37
Azioni Geotecniche a favore e a sfavore Nel caso di azione della pressione della acqua sul muro le due componenti U h eu v possono essere considerate ambedue o a favore o a sfavore. Dovrà essere considerata la combinazione piùonerosa per lastruttura inprogetto. Il principio dell origine unica dell azione preclude l uso dei pesi immersi nei calcoli di progetto. Sostituendo il peso totale W e la sottospinta t dll dell acqua U v con il peso immersow =W U v la scelta di azione a favore o a sfavore riguarda ambedue le forze W e U v. Mantenendole separate la prima potrà essere considerata a sfavore e la seconda a favore (es.: capacità portante) 38
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? L EC7 afferma riguardo agli stati limite ultimi che: I valori di progetto dll delle pressioni i dll dell acqua di dei pori dovranno rappresentare i valori più sfavorevoli che possono accadere durante la vita di esercizio della struttura. [EN 1997 1 2.4.6.1 (6)P] Si riferisce alle peggiori condizioni possibili (anche le eccezionali) registrabili durante l esercizio della struttura??? Mentre riguardo agli stati ttilimiteit di esercizio ii che: Ivaloridiprogettodovrannoessereivaloripiùsfavorevolitraquellichesi verificano in circostanze normali. [EN 1997 1 2.4.6.1 (6)P] Si riferisce alle peggiori condizioni possibili tra quelle registrabili non eccezionalmente durante l esercizio della struttura??? 39
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? Molte volte le pressioni dell acqua vengono calcolate partendo da un certo livello dell acqua coincidente col livello più sfavorevole per il calcolo dell opera. I valori di progetto delle pressioni dell acqua interstiziale possono essere derivati sia applicando i CP alle pressioni caratteristiche dell acqua, sia applicando un margine di sicurezza al livello dell acqua caratteristico. [EN 1997 1 2.4.6.1 (8)] 40
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? Basandosi su informazioni di natura idrogeologica potremo definire un livello d acqua (B) più alto, atteso in circostanze normali, e quello (A) atteso nell intero periodo di vita dell opera di sostegno. (b) (c) : triangoli delle spinte caratteristiche nei casi (A) e(b) () (c):spintarelativa ti allacondizione i (A max livellopossibilepertuttall ibil tt lavita) acui corrisponde un CP γ =1 A B 41
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? (d): la pressione dell acqua viene trattata come un azione permanente e quindi con l applicazione di γ G =1,30 (e): l incremento di pressione corrispondente al passaggio da (B normale) a (C eccezionale) viene trattato come azione variabile con γ Q =1,5 la pressione (tratteggiata) riferita alla condizione (B) viene trattata come azione permanente con γ G =1,30 A B 42
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? (f): tutta la pressione dell acqua viene considerata come azione variabile con γ Q = 1,50 Le differenze tra d) e) f) sono minime rispetto alla scelta preliminare dei livelli dell acqua in condizioni normali ed eccezionali. La differenza tra c) e d) f) dipended dll dalla risposta dt data alla domandad posta in testa. A B 43
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? La domanda sopra indicata non è banale. Numerosi geotecnici ritengono che sia illogico applicare CP a quantità che sono sufficientemente note. Il livello max potrebbe coincidere con il piano campagna e non oltre. Altri ritengono invece che la pressione dell acqua vada trattatatt t come una qualsiasi altra azione (es. pressione della terra) che viene normalmente coefficientata con un CP pari a γ G. Da un punto di vista pratico l applicazione di un CP alla pressione efficace della terra (σ = σ u) e non alla pressione dell acqua rende il problema analiticamente difficile. 44
Le pressioni dell acqua devono essere coefficientate? Due sono gli argomenti a favore del CP applicato alla pressione dell acqua. Gli strutturisti hanno sempre applicato i CP (1.2 1.4) ai carichi generati da liquidi confinati e alle pressioni dell acqua dei pori. Se la situazione era sufficientemente definita si usava 1.2 altrimenti 1.4. Vengono coefficientati in ugual misura sia la pressione efficace del terreno, sia la pressione dell acqua. L argomento contro l applicazione dei CP all acqua consiste nella rilevanza dei CP indicati dagli EC (1,35 oppure 1,50) maggiori di quelli che solitamente si usavano 1,2 1,4. 45
Procedure equilibrate tra rigore e buon senso DWC1 Se applichiamo γ G > 1 alla pressione efficace delle terre anche alle pressioni dell acqua va applicato γ G > 1 considerando però solo il livello max normale (SLE) DWC2 Se applichiamo γ G = 1 alla pressione efficace delle terre anche alle pressioni dell acqua va applicato γ G = 1 considerando però il livello max eccezionale (SLU) 46
Margine di Stato limite DWC γ G Spinta dell acqua sicurezza Δh w Caratteristico 10 1,0 0 2 0,5 γ w h w Ultimo 1 13 1,3 0 2 w h w 0,65 γ 2 10 1,0 > 0 0,5 γ ( h + Δh ) 2 w w w 47
Tutte le azioni agenti sul muro di sostegno possono essere ricondotte a unaforza risultante t applicataal l piano di posa. 2.2.2009 n.617 Circolar re NTC Nello SLU di collasso per scorrimento, l azione di progetto è data dalla componente della risultante delle forze in direzione parallela al piano di scorrimento della fondazione, mentre la resistenza di progetto è il valore della forza parallela al piano cui corrisponde lo scorrimento del muro. Nello SLU per raggiungimento del carico limite della fondazione,l azione di progetto è la componente della risultante delle forze in direzione nomale al piano di posa. La resistenza di progetto è il valore della forza normale al piano di posa a cui corrisponde il raggiungimento del carico limite nei terreni in fondazione. 48
2.2.2009 n.617 re NTC Circolar Il progetto del muro di sostegno deve prevedere anche l analisi degli SLU per raggiungimento della resistenza degli elementi che compongono il muro stesso, siano essi elementi strutturali o una combinazione di terreno e elementi di rinforzo. In questo caso (1) l azione di progetto è costituita dalla sollecitazione nell elemento elemento mentre (2) la resistenza di progetto è il valore della sollecitazione che produce la crisi nell elemento esaminato. 49
Approccio 1 2.2.2009 n.617 Circolar re NTC Nelle verifiche agli SLU per il dimensionamento geotecnico della fondazione del muro (GEO), si considera lo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dal raggiungimento della resistenza del terreno. L analisi può essere condotta con la Combinazione 2 (A2+M2+R2), nella quale i parametri di resistenza del terreno sono ridotti tramite i CP del gruppo M2, i coefficienti globali γ R sulla resistenza del sistema (R2) sono unitari i e le sole azioni i variabili sono amplificate con i coefficienti i dl del gruppo A2. I parametri tidi resistenza it (lt (al taglio) di progetto sonoperciò inferiori i ia quelli caratteristici e di conseguenza i valori di progetto delle spinte sul muro di sostegno sono maggiori e le resistenze in fondazione sono minori dei rispettivi valori caratteristici. 50
Approccio 1 2.2.2009 n.617 re NTC Circolar Nelle verifiche STR si considerano gli SLU per raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali o comunque negli elementi che costituiscono il muro di sostegno, inclusi eventuali ancoraggi. L analisi può essere svolta utilizzando la Combinazione 1 (A1+M1+R1), nella quale i coefficienti sui parametri di resistenza del terreno (M1) e sulla resistenza globale del sistema (R1) sono unitari, mentre le azioni permanenti e variabili sono amplificate mediante i CP del gruppo A1che possono essere applicati alle spinte, ai pesi e ai sovraccarichi. 51
Approccio 2 2.2.2009 n.617 Circolar re NTC Nelle verifiche per il dimensionamento geotecnico della fondazione del muro (GEO), si considera lo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dal raggiungimento della resistenza del terreno. L analisi può essere condotta con la Combinazione (A1+M1+R3), nella quale le azioni permanenti e variabili sono amplificate mediante i CP del gruppo A1, che possono essere applicati alle spinte, ai pesi e ai sovraccarichi; icp sui parametri di resistenza del terreno (M1) sono unitari e la resistenza globale del sistema è ridotta tramite i coefficienti γ R del gruppo R3. Tali coefficienti si applicano solo alla resistenza globale del terreno, che è costituita, a seconda dello stato limite considerato, dalla forza parallela al piano di posa della fondazione che ne produce lo scorrimento, o dalla forza normale alla fondazione che produce il collasso per carico limite. Essi vengono quindi utilizzati solo nell analisi degli stati limite GEO. 52
Approccio 2 Circolar re NTC 2.2.2009 n.617 Nelle verifiche STR si considerano gli SLU per raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali o comunque negli elementi che costituiscono il muro di sostegno. Per tale analisi non si utilizza il coefficiente γ R e si procede come nella Combinazione 1 dell Approccio 1. 53
6.5.3.1.2 Paratie Per le paratie si devono considerare almeno i seguenti SLU: Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 SLU di tipo geotecnico (GEO) di tipo idraulico (UPL e HYD) collasso per rotazione intorno a un punto dell opera (moto rigido); collasso per carico limite verticale; sfilamento di uno o più ancoraggi; instabilità del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni U.U.; instabilità del fondo scavo per sollevamento; sifonamento del fondo scavo; instabilità globale l dell insieme i terreno opera 54
SLU di tipo strutturale (STR) raggiungimento della resistenza in uno o più ancoraggi; Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 raggiungimento della resistenza in uno o più puntoni o di sistemi di contrasto; raggiungimento della resistenza strutturale della paratia, accertando che la condizione (6.2.1) sia soddisfatta per ogni SL considerato. La verifica di stabilità globale dell insieme terreno opera deve essere effettuata secondo l Approccio 1: Combinazione 2: (A2+M2+R2) tenendo conto dei CP riportati nelle Tabelle 6.2.I e 6.2.II e 6.8.I. 55
56 56
Le rimanenti verifiche devono essere effettuate considerando le seguenti combinazioni di coefficienti: Nor me Tecn iche per le costru uzioni 2 008 Combinazione 1: (A1+M1+R1) Combinazione 2: (A2+M2+R1) tenendo conto dei valori dei CP riportati nelle Tab.6.2.I, 6.2.II e 6.5.I. Per le paratie, i calcoli di progetto devono comprendere la verifica degli eventuali ancoraggi, puntoni o strutture di controventamento. Fermo restando quanto specificato nel 6.5.3.1.1 per il calcolo delle spinte, per valori dell angolo d attrito tra terreno e parete δ > φ /2 ai fini della valutazione della resistenza passiva è necessario tener conto della non planarità delle superfici di scorrimento. 57
Tabella 6.2.I CP per le azioni CARICHI EFFETTO CP γ F EQU (A1) STR (A2) GEO 008 Permanenti Favorevole 0,9 1,0 1,0 γ G1 Sfavorevole 1,1 1,3 1,0 le costru uzioni 2 Permanenti portati (1) (non strutturali) Variabili Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ G2 Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 Favorevole 0,0 0,0 0,0 γ Qi Sfavorevole 1,5 1,5 1,3 iche per me Tecn Nor Tabella 6.2.II CP per i parametri geotecnici del terreno Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γ M (M1) (M2) tan φ k γ φ 1,0 1,25 c k γ c 1,0 1,25 c uk γ cu 1,0 1,4 γ γ γ 1,0 1,0 58
Tabella 6.5.I CP γ R per le verifiche agli SLU (STR) e (GEO) di muri di sostegno. iche per le costru uzioni 2 008 VERIFICA COEFFICIENTE COEFFICIENTE COEFFICIENTE PARZIALE (R1) PARZIALE (R2) PARZIALE (R3) Capacità portante fondazione γ R =10 1,0 γ R =10 1,0 γ R =14 1,4 Scorrimento γ R = 1,0 γ R = 1,0 γ R = 1,1 Resistenza del terreno a valle γ R = 1,0 γ R = 1,0 γ R = 1,4 Nelle verifiche effettuate con l approccio 2 che siano finalizzate al dimensiome Tecn Nor namento strutturale, il coefficiente γ R non deve essere portato in conto. 59
6.5.3.2 Verifiche di esercizio (SLE) Norme Tecn iche per le costru uzioni 2 008 In tutti i casi, nelle condizioni di esercizio, gli spostamenti dell opera di sostegno e del terreno circostante devono essere valutati per verificarne la compatibilità con la funzionalità dell opera e con la sicurezza e funzionalità e di manufatti adiacenti, i anche a seguito di modifiche indotte sul regime delle acque sotterranee. In presenza di manufatti fttiparticolarmente t sensibili agli spostamenti ti dell opera di sostegno, deve essere sviluppata una specifica analisi dell interazione tra opere e terreno, tenendo conto della sequenza delle fasi costruttive. 60
Movimenti indotti dallo scavo (SLE) Norme Tecniche per le costruzioni 2008
MURO A MENSOLA Falda assente Falda = piano di fondazione 62
S.L.U. MURI DI SOSTEGNO: STATICA terreno fondazione e terrapieno granulare peso dell unità di volume terreno γ = 20 kn/m 3 peso dell unità di volume calcestruzzo γ = 24 kn/m 3 sovraccarico assente/permanente/variabile / di lunga durata falda assente o in condizioni idrostatiche sul piano di posa 63
DA1.C1 DA1.C2 DA2 A1+M1+R1 A2+M2+R2 A1+M1+R3 DA1.C1 DA1.C2 DA2 64
Approccio 1 Combinazione 1 A1+M1+R1 incremento azioni (oeffetti) sfavorevoli, permanenti e variabili no modifica caratteristiche di resistenza del terreno no modifica resistenza finale del sistema COEFFICIENTE GRUPPO VALORE azione permanente sfavorevole A1 1,30 azione variabile sfavorevole A1 1,50 Spinta terreno S S aγd aγd = 1 2 k ak = γ S γ F a [ γ γ ] H k F = γ F k 1 2 2 k ak γ k H 2 DA1.1 H1 DA1.1 H2 Spinta S = k [ γ q ] H sovraccarico aqd ak F k 65