Domande esame di fondazioni ed opere di sostegno

Domande esame (Prove modulo)

1) Cosa è necessario caratterizzare correttamente per poter impostare qualsiasi progetto di intervento?

Per poter impostare correttamente qualsiasi progetto di intervento è necessario caratterizzare in dettaglio:

• Caratteristiche strutturali: stratigrafia, mega, macro-falda, condizione e storia tensoriale OCR.
• Stato tensionale.
• Caratteristiche meccaniche: deformabilità e resistenza.
• Caratteristiche di permeabilità.

2) Cos'è il volume significativo di indagine? Da cosa dipende la profondità?

Il volume significativo di indagine è il volume di terreno significativo che governa il comportamento dell'opera. La profondità di indagine dipende essenzialmente dalla tipologia dell'opera, ma può dipendere dal raggiungimento della fondazione, per cui vale DVTO = 10 ÷ 20% q.

Le profondità minime di indagine sono:

• Fondazioni superficiali: 1,5 B - 2.
• Fondazioni interagenti con la base: 1,5 - 3 B, somma di tutte le fondazioni.
• Fondazioni profonde: l'approfondimento 1,5 - 2 B - 2 D - 1.
• Diaframmi: H = 0,75 + 1,5 H, dove H è la superficie libera del diaframma.
• Rilevati: a = 0,25 - 0,5 - 2 ÷ 3.
• Trincee: Z = 0,75 ÷ 1 B.

3) Numero e ubicazione di indagini?

Per le fondazioni, negli ordinari sondaggi ubicati agli spigoli dell'area:

• Strutture ordinarie: 3-4 sondaggi.
• Strutture estese: 1 sondaggio ogni 500-600.
• Strutture nastriformi: un sondaggio lungo l'asse trasversale ogni 50-300 m.

4) Quali sono i parametri dell'approfondimento di indagine geotecnica?

I parametri dell'approfondimento dell'indagine geotecnica sono:

• Costo dell'indagine.
• Costo di costruzione.
• Costo totale.

5) Quali sono i mezzi e le scale sperimentali utilizzate?

I mezzi sperimentali sono:

• Prove di laboratorio → micro elemento.
• Indagini in sito → macro elemento.
• Modelli → mega elemento.

6) Prove in laboratorio: vantaggi e svantaggi?

I vantaggi delle prove in laboratorio sono:

• Condizioni al contorno ben definite.
• Controllo sulle condizioni di drenaggio.
• Stress path noti e controllabili.
• Materiale ben caratterizzato.
• Uniformi ed IT, E.

Gli svantaggi sono:

• Campionamento disturbato.
• Volume ridotto.
• Valori puntuali.
• Costi e tempi.

7) Prove in sito: vantaggi e svantaggi?

I vantaggi delle prove in sito sono:

• Terreno indisturbato.
• Maggiore volume di terreno.
• Valori continui.
• Per sabbie e ghiaie: costi e tempi.

Gli svantaggi sono:

• Condizioni al contorno non si possono controllare.
• Condizioni di drenaggio.
• Forti gradienti ETJEEE.
• Le correlazioni empiriche sono fatte con prove di laboratorio, calibrazione e back analysis camera.

8) Tipologia dei mezzi di indagine e loro finalità?

La loro finalità è definire il profilo stratigrafico. Possono essere:

• Dirette: perforazioni, sondaggio, trincee, pozzi, scavi accessibili, ecc.
• Indirette: prove penetrometriche, indagini geofisiche.

9) Cosa sono i sondaggi, a cosa servono e principali tipologie?

I sondaggi permettono di definire il profilo stratigrafico di un certo volume di terreno. Il foro può essere riutilizzato per prove geofisiche e installazione di strumentazione, piezometri, inclinometri.

I sondaggi sono di due tipi:

• A carotaggio continuo del nucleo.
• A distruzione.

Il procedimento di trivellazione può avvenire per:

• Percussione, poco usata.
• Rotazione, migliore.

10) Quali sono le fonti di disturbo nei sondaggi?

Nel campionamento ideale si altera soltanto lo stato tensoriale; ma le fonti di disturbo sono:

• Scarico tensionale, rifluimento, rigonfiamento.
• Attrito interno / parete con esterno.
• Campionamento in eccesso.
• Distacco del campione.

11) Cos'è il campione indisturbato?

Si definisce campione indisturbato un campione che conserva la struttura e la composizione chimica del contenuto d'acqua del terreno sito, perciò risulta rappresentativo ai fini della determinazione dei parametri di resistenza al taglio, deformabilità e permeabilità.

12) Quante e quali sono le classi di campionatori?

Ci sono 3 classi di campionatori:

• Campionatore Shelby a parete sottile → Nc, terreni.
• Campionatore Osterberg a parete spessa → la scelta dipende dalla consistenza del terreno.
• Campionatore Mazier a doppia parete → terreni, terreno del C-0 0 C.

13) Descrivere la prova SPT

È una prova dinamica che consiste nell'infliggere per percussione un campionatore del piede. La caduta del maglio, di 63,5 kg, avviene da un'altezza standard di 30,48 fino a una profondità di 1 an. Il campionatore si trova all'estremità di una batteria di aste.

La prova ha lo scopo di conteggiare il numero di volte che deve essere lasciato cadere il maglio sulla testa del campionatore affinché avanzi di 1 piede, cioè 30,48 cm, e di estrarre il campione per analizzarlo in laboratorio. L'esito della prova si misura in “colpi” per piede. Da questo si può dedurre la consistenza del terreno.

Questa prova viene maggiormente utilizzata per terreni a grana grossa perché la resistenza al taglio dipende poco dalle condizioni di drenaggio.

Il problema principale che si riscontra in fase esecutiva è il crollo delle pareti verticali; nei pb si procede per la risoluzione di questo nei seguenti modi:

• Adozione di un tubo di rivestimento con materiale plastico, i cui svantaggi sono gli alti costi dell'esecuzione della prova.
• Adozione di fango betonico che ha proprietà tixoplastiche.

L'obiettivo è dedurre l'andamento delle proprietà geotermiche e i parametri, parametri comportamento meccanico e attrito efficace del terreno. Questi parametri si ottengono attraverso interpretazione empiriche. Solitamente per dedurre questi parametri si usa un grafico Nspt-profondità.

14) Descrivere la prova CPT e CPTU

L'obiettivo della prova CPT è stimare direttamente la densità relativa dei terreni attraverso la resistenza al taglio. La prova consiste nel far avanzare con velocità costante una punta collocata al termine di una batteria di aste, la quale è di 2 cm e ha diametro di 3,5 cm. Da questa prova si misura la resistenza conica alla punta e l'attrito laterale Fs.

I parametri della prova CPT sono indipendenti. La prova viene eseguita per terreni a grana fine e a grana grossa. Costa meno della prova SPT perché non richiede un foro di sondaggio.

Se dopo pochi metri la batteria incontra uno strato di roccia dura si estrae, si introduce un utensile rotatorio che permette la realizzazione di un foro e permette il superamento di tale strato.

Il vantaggio principale è quello di tracciare in tempo reale i grafici che mostrano l'andamento della resistenza alla punta e l'attrito laterale con la profondità, man mano che la punta avanza.

Lo svantaggio principale è quello di non avere un riscontro diretto dei materiali attraversati. Quindi si dovrà dedurne la stratigrafia attraverso Fs e qe, messi in relazione attraverso specifici abachi che sono affidabili al 100%, ma attenzione perché provengono da osservazioni empiriche.

La prova CPTU, a piezocono, oltre a qc e Fs, posso misurare Du.

15) Scrivere le formule empiriche delle prove SPT e CPT per ricavare Dr

Prove SPT per:

Dr = Cr (Nspt Ca Cs Cn).

Ca, Cs, Cn.

Per CPT:

Q = qc / Pa, p fattore di pressione atm.

Per SPT/CPT: Dr = 9 nella K0 e, solo per sabbie recenti non cementate, 8, fiale, Qc, OCR 305.

Modulo fondazioni superficiali

1) Cos'è una fondazione e quale ruolo svolge?

La fondazione costituisce l'elemento di raccordo tra la struttura in elevazione, costituita da materiali con molti carichi di lavoro, come calcestruzzo Cls in MPa o acciaio, e il terreno, il quale sopporta carichi di lavoro di qualche centinaio di KPa.

La fondazione ha il compito di ripartire le sollecitazioni rispettando determinati requisiti di progetto.

2) Quali sono le restrizioni che deve soddisfare la pressione ammissibile?

La pressione ammissibile qa deve offrire adeguati margini di sicurezza nei confronti del limite di capacità portante del terreno, qlim, in SLU.

Inoltre deve essere tale che i cedimenti totali e differenziali siano accettabili, non superino i limiti della funzionalità della sovrastruttura in SLE o CSUE, e devono essere tali da rispettare le verifiche strutturali.

La qamm deve essere tale che le sollecitazioni nella struttura di fondazione indotte dai carichi applicati e dalle pressioni di contatto trasmesse dal terreno siano compatibili con la resistenza dei materiali.

3) Elenca e descrivi le principali tipologie di fondazioni superficiali

• Fondazioni isolate, plinti: questa tipologia di fondazione è isolata e permette di scaricare le forze in modo diretto sulla fondazione.
• Fondazioni continue di travi, travi rovesce: la trasmissione delle forze avviene attraverso la ripartizione su una fondazione continua connessa ai pilastri della struttura.
• Fondazioni estese a platea: consiste in una fondazione sotto l'intera area dell'edificio alla quale sono collegati i pilastri.

4) Quali sono i meccanismi di rottura strutturale?

• Rottura fragile dovuta a insufficienza di armatura a flessione: manifesta una rottura improvvisa con permanenza.
• Rottura duttile dovuta allo svenimento dell'acciaio: si manifesta attraverso un ampio stato fessurativo.
• Rottura per flessione del calcestruzzo dovuta a compressione, in strutture molto armate dove l'armatura non è sfruttata sul lato Cls; la rottura si manifesta con fessure parallele alla direzione delle armature.
• Rottura per taglio: si manifesta con fessure inclinate a 45°.
• Rottura per difetto di ancoraggio: si manifesta attraverso fessure che si producono nel piano delle armature e raggiunge l'estremità delle fondazioni.
• Fessurazione delle armature dovuta a corrosione eccessiva.
• Spinta bilanciata delle bielle compresse che si verifica in fondazioni rigide con armatura non sufficiente.
• Rottura per funzionamento ridotta dovuta alla resistenza delle fondazioni.

5) Quali sono le raccomandazioni esecutive per la realizzazione delle fondazioni superficiali?

• Al di sotto del plinto deve essere previsto uno spessore di 10 cm di magro; le armature devono essere poggiate su distanziatori.
• Se si adotta la soluzione ad altezza variabile occorre prevedere un colletto di larghezza 15 cm intorno al pilastro per il montaggio dei cassoni del pilastro.
• L'altezza minima del plinto non deve essere inferiore a 30 cm.
• L'interasse tra le barre deve essere non superiore a 30 cm e non inferiore a 10 cm.
• Il diametro minimo delle armature deve essere 10-12 mm.
• Il copriferro laterale deve essere 70 mm prima.
• È raccomandabile modulare le dimensioni in pianta in multipli di 250 mm e lo spessore in multipli di 100 mm.

6) Quali raccomandazioni per la scelta della profondità del piano di posa delle fondazioni?

Il piano di posa della fondazione deve avere una profondità tale da:

• Superare lo strato superficiale di terreno vegetale ed eventuali detriti.
• Superare lo strato di terreno soggetto all'azione del gelo e delle variazioni stagionali del contenuto d'acqua, dell'ordine di 1-2 m.
• Mettersi al sicuro dalle azioni delle acque superficiali.
• Se è presente la falda freatica, il piano di posa deve essere lontano dalla zona di oscillazione libera del suo pelo.
• È consigliabile che tutti gli elementi di fondazione vengano impostati a un unico livello.
• Per fondazioni disposte nel letto di corsi d'acqua, il piano di posa deve essere fissato alla profondità alla quale può giungere al di sotto del fondo il fenomeno dello scalzamento e dell'evasione.

7) Qual'è la formula della capacità portante e quali sono le assunzioni in condizioni drenate?

La formula in condizioni drenate è:

q lim = Nq M c tq formula 1128. La formula di Burt è qui: forze dovute al peso proprio del terreno, 1/2 B γ Nγ, dovute all'attrito interno e alla superficie di scorrimento; Nc c, forze di coesione agente lungo la superficie di scorrimento; Nq q, effetto stabilizzante del sovraccarico agente ai lati della fondazione.

Le assunzioni alla base della teoria sono:

• Cuneo di Rankine attivo e rottura generale.
• Zona radiale di equilibrio plastico di Prandtl.
• Zona passiva di Rankine.

8) Qual'è la formula per la verifica in condizioni non drenate nei terreni a grana fine?

La formula è:

qlim = Land Nefeb% faifedi CHITIfcgNe nastriforme qCui91in +.- =-= .

Nei terreni a grana fine: Ncu = 6,14 per fondazione circolare.

9) Come calcolo fondazioni

Come calcolo fondazioni.