Meccanismi di collasso delle paratie

Paratia a sbalzo (o a mensola)

Immaginiamo di aver già effettuato l’opera e di aver effettuato uno scavo generando questo dislivello topografico tra monte e valle.

Questo dimensionamento geometrico lo descrivo, ed è un obiettivo preliminare, è la definizione della profondità di infissione necessaria a garantire la stabilità dell’opera. Questa quantità la indichiamo con d mentre, rimane come un dato noto a priori, h ossia l’altezza di scavo.

Nella trattazione faremo ricorso al metodo dell’equilibrio limite e quindi faremo una stima di d all’equilibrio limite e nel farlo immagineremo che la parete compia un atto di moto rigido. Nonostante la parete sia flessibile nella realtà quando faccio il dimensionamento preliminare trascuro quest’ultimo aspetto.

Quale cinematismo viene invocato per questo dimensionamento preliminare? Il più tipico è il collasso rotazionale (cioè intorno ad un punto). Sto immaginando una situazione del genere con questo (1) centro di rotazione.

Come si mobilizza la pressione delle terre in questo contesto? Per semplicità trascureremo l’esistenza della spinta dell’acqua che è invece molto frequente nelle paratie e nei diaframmi. c’ = 0.

Andiamo in regime di pressione attiva a monte fino dove? Come vediamo dalla seconda immagine, ho un centro di rotazione e quindi devo immaginare che al di sotto di esso ci sia una inversione del regime di spinta rispetto alla porzione superiore.

Avremo una situazione del genere (vedi seconda immagine). Questo vuol dire che da O in giù, passo in regime passivo. Immaginiamo un salto (discontinuità) da a quindi dovrò fare′ ″un vettore più grande (perché < ) e proseguo con un trapezio fino all’estremità inferiore dove ho quantità diverse.

Da questa parte (2), dal fondo scavo a O il terreno resiste per spinta passiva quindi devo fare un coefficiente angolare (3) > di quello a monte. Sempre a valle ma al di sotto di O, ho un’inversione e quindi passo ad un passiamo ad un diagramma di questo tipo (4).

⇒ Scriviamo l’equilibrio alla rotazione della parete rispetto ad O. Devo conoscere i momenti di queste forze. Il metodo classico che semplifica le cose ci dice di ipotizzare che questi diagrammi di pressione delle terre, al di sotto di O, possano essere sintetizzati da una risultante passante per O.

Si tratta di un’approssimazione ma è tollerata perché si tratta di un dimensionamento preliminare della geometria dell’opera.

Scriviamo l’equilibrio alla rotazione: = ½ γ 1/3 (h + d’) = (ℎ + ′) = ½ γ 1/3 d’. d’ è la mia incognita, però per ora sto stimando solo una parte della profondità ′ di infissione.

Empiricamente posso ottenere d’’ aumentando d’ del 20%, questa valutazione deriva dall’esame di casi reali.

Paratia ancorata o tirantata

Pensiamo ad opere con lo stesso scavo di prima ma in cui h è molto più importante perché la resistenza passiva non basta (se h è grande dobbiamo usare questa tipologia).

Disponiamo un tirante di ancoraggio (1) che è un elemento lineare infisso nel terreno mediante opportune perforazioni ed entrano ad ancorarsi nel terreno ad un elemento di fondazione, posto ad una certa distanza dalla parete.

Dobbiamo immaginare i tiranti come degli elementi in cui l’elemento di fondazione viene posto in trazione e quindi contribui