Fondazioni

Indice

• I – Prove in situ ................................................................................................................. 5
  • Prove penetrometriche dinamiche SPT ................................................................................................ 7
  • Prove penetrometriche statiche CPT ................................................................................................... 11
  • Prove penetrometriche statica con piezocono CPTU ........................................................................ 19
  • Prove dilatometriche DMT ....................................................................................................................... 20
  • Prove pressiometriche .............................................................................................................................. 21
  • Prove di carico su piastra ........................................................................................................................ 23
  • Prove geofisiche per determinare la velocità di propagazione .................................................... 27
  • Prove non distruttive su pali di fondazione ......................................................................................... 28
    • Prova puntuale o locale: cross hole sonico .................................................................................. 29
    • Prova puntuale o locale: down hole (carotaggio sonico) ........................................................... 31
    • Prova a bassa potenza nel dominio del tempo (prova ecometrica) ....................................... 31
    • Prova a bassa potenza nel dominio della frequenza .................................................................. 33
    • Prova dinamica ad alto livello di deformazione ............................................................................. 34
• II – Opere di sostegno .......................................................................................................... 36
  • Comportamento del terreno in condizioni di rottura ...................................................................... 38
    • Modello di Rankine ........................................................................................................................... 39
    • Modello di Coulomb ......................................................................................................................... 42
    • Effetto della coesione e dell'acqua ................................................................................................. 43
  • Spinte sui muri di sostegno ................................................................................................................... 45
    • Verifica al ribaltamento .................................................................................................................. 45
    • Verifica allo scorrimento (forze orizzontali) ................................................................................ 46
    • Verifica alle forze verticali .............................................................................................................. 47
    • Verifica di instabilità globale .......................................................................................................... 48
    • Particolarizzazioni sulla spinta attiva ............................................................................................. 49
    • Particolarizzazioni sulla spinta passiva .......................................................................................... 52
    • Metodo dell'analisi limite .................................................................................................................. 54
  • Paratie di sostegno ..................................................................................................................................... 55
    • Profondità di infissione nelle paratie a sbalzo ............................................................................. 58
    • Profondità di infissione nelle paratie con ancoraggio .................................................................. 65
    • Azioni agenti sulla paratia ............................................................................................................... 70
    • Cedimenti e spostamenti verticali al contorno .............................................................................. 74
  • Scavi armati ...................................................................................................................................................... 77
• III – Tipi di fondazione ......................................................................................................... 79
  • Pali di fondazione ........................................................................................................................................ 81
    • Pali infissi .............................................................................................................................................. 82
    • Comportamento del terreno alla punta del palo ............................................................................ 82
    • Pali prefabbricati ................................................................................................................................ 83
    • Pali costruiti in opera ....................................................................................................................... 84
    • Pali trivellati ........................................................................................................................................... 87
    • Micropali ................................................................................................................................................ 90
• IV – Capacità portante ......................................................................................................... 93
  • Fondazioni dirette ...................................................................................................................................... 93
    • Metodo delle linee caratteristiche ................................................................................................. 96
    • Metodo dell'analisi limite .................................................................................................................. 98
    • Metodo di Terzaghi .............................................................................................................................. 98
    • Coefficienti correttivi ......................................................................................................................... 102
    • Metodi alternativi alla relazione di Terzaghi ................................................................................. 108
  • Fondazioni profonde ................................................................................................................................ 109
    • Carico di rottura di un palo caricato verticalmente ..................................................................... 113
      • Calcolo della capacità portante con le formule statiche ..................................................... 113
        • Resistenza alla punta .......................................................................................................... 113
        • Resistenza d'attrito laterale ............................................................................................... 115
        • Formule statiche per un gruppo di pali ......................................................................... 118
      • Calcolo della capacità portante con le prove penetrometriche ..................................... 121
      • Calcolo della capacità portante con le formule dinamiche ............................................. 123
      • Calcolo della capacità portante con prove di carico in scala .......................................... 124
        • Prove di progetto ................................................................................................................... 124
        • Prove di carico in corso d'opera ...................................................................................... 127
    • Carico di rottura di un palo caricato orizzontalmente ............................................................... 128
    • Gruppo di pali caricati orizzontalmente ...................................................................................... 134
    • Calcolo della capacità portante dei micropali ............................................................................ 134
• V – Cedimenti ............................................................................................................................ 138
  • Variazione delle tensioni verticali nelle fondazioni dirette ............................................................ 138
    • Fondazione rigida ................................................................................................................................ 138
    • Fondazione flessibile .......................................................................................................................... 139
  • Calcolo dei cedimenti nelle fondazioni dirette .................................................................................. 147
  • Cedimenti delle fondazioni dirette in terreni coesivi ....................................................................... 148
    • Cedimento immediato ...................................................................................................................... 149
    • Cedimento di consolidazione ........................................................................................................... 150
    • Cedimento viscoso ............................................................................................................................... 153
  • Cedimenti delle fondazioni dirette in terreni incoerenti .................................................................... 155
  • Cedimenti differenziali nelle fondazioni dirette ................................................................................. 158
  • Cedimenti nei pali ........................................................................................................................................ 161
    • Cedimenti nella palificata ................................................................................................................... 163
  • Cedimenti assoluti differenziali ammissibili ....................................................................................... 165
• VI – Azione sismica .................................................................................................................. 170
  • Comportamento del terreno in condizioni sismiche ......................................................................... 170
    • Normativa sismica NTC 2008 – Capitolo 3.2 ............................................................................... 174
    • Risposta sismica locale .................................................................................................................... 177
  • Comportamento delle opere geotecniche in condizioni sismiche ............................................... 179
    • Analisi pseudostatica .......................................................................................................................... 181
  • Comportamento delle opere di sostegno in condizioni sismiche .................................................. 182
    • Metodo di Mononobe e Okabe ........................................................................................................ 183
  • Comportamento delle fondazioni dirette in condizioni sismiche .................................................. 185
    • Metodo di Richards ............................................................................................................................. 185
    • Metodo di Paolucci e Pecker ............................................................................................................ 186
    • Metodo di Choudhury ......................................................................................................................... 187
    • Metodo di Maugeri (fem) .................................................................................................................. 187
  • Comportamento delle fondazioni profonde in condizioni sismiche ............................................ 187
    • Norme NEHRP ........................................................................................................................................ 188
    • Metodo di Dobry e O’Rourke ............................................................................................................ 188
    • Metodo di Nikolao ............................................................................................................................... 188
• VII – Interazione terreno-struttura ................................................................................ 191
  • Fondazione diretta: comportamento rigido o flessibile ................................................................... 191
  • Fondazione su pali: comportamento rigido o flessibile ................................................................... 193
  • Comportamento al contatto fondazione-terreno .............................................................................. 193
    • Fondazione rigida ................................................................................................................................ 195
  • Trave su suolo elastico .............................................................................................................................. 198
  • Fondazione a rigidezza finita ................................................................................................................... 205
  • Interazione terreno struttura nei pali caricati orizzontalmente ....................................................... 206
  • Calcolo degli elementi strutturali: plinti di fondazione ..................................................................... 207
    • Plinti tozzi ............................................................................................................................................... 209
    • Plinti armati ............................................................................................................................................ 210
      • Metodo delle bielle (metodo tirante puntone) .................................................................. 210
      • Metodo della sezione fittizia equivalente ........................................................................ 212
      • Metodo del trapezio ................................................................................................................. 212
      • Metodo del rettangolo .......................................................................................................... 213
    • Plinti con carico eccentrico ................................................................................................................ 213
    • Plinti combinati ....................................................................................................................................... 215
  • Calcolo degli elementi strutturali: trave continua di fondazione .................................................. 216
    • Struttura in elevazione infinitamente rigida .................................................................................. 217
    • Struttura in elevazione di rigidezza nulla ........................................................................................ 218
    • Calcolo pratico ......................................................................................................................................... 219
  • Calcolo degli elementi strutturali: reticolo di travi di fondazione ................................................. 219
    • Struttura in elevazione infinitamente rigida .................................................................................. 219
    • Struttura in elevazione flessibile ....................................................................................................... 220
  • Calcolo degli elementi strutturali: platee di fondazione .................................................................. 220
  • Strutture di collegamento delle teste dei pali ..................................................................................... 221
    • Plinto su due pali .................................................................................................................................. 223
    • Plinto su tre pali ................................................................................................................................... 224
    • Plinto su n pali ...................................................................................................................................... 225

I – Prove in situ

Quando devo progettare un’opera, dal punto di vista geotecnico devo conoscere le caratteristiche fisiche e meccaniche del terreno interessato. Un primo problema che si pone è la scelta del volume di terreno da indagare per essere sicuri di caratterizzare bene il sistema fondazione-terreno. Ad una certa profondità, il terreno non risente della fondazione. Devo individuare il volume significativo, ovvero quello di interazione terreno-opera. Questo volume varia a seconda dell’opera che realizzo.

I – Prove in situ

La normativa prevede, in campo sismico, la valutazione delle caratteristiche del terreno fino a 30 m di profondità attraverso sia prove geotecniche (in laboratorio) che prove geofisiche (in situ). L’aggiornamento della normativa prevede che la risposta sismica locale venga fatta solo attraverso le prove geofisiche, non raggiungendo i 30 m di profondità.

La caratterizzazione geotecnica comprende la definizione della stratigrafia, delle condizioni dell'acqua nel terreno e la determinazione delle caratteristiche idrauliche e meccaniche; essa viene ottenuta attraverso sia prove in situ che prove di laboratorio.

Le indagini in situ hanno alcuni vantaggi rispetto alle prove di laboratorio; infatti esse consentono di determinare un andamento pressoché continuo delle caratteristiche geotecniche con la profondità, interessano un volume di terreno maggiore e in genere danno indicazioni più attendibili sulla deformabilità e sulla permeabilità di alcuni terreni. Per i terreni incoerenti, per i quali è quasi impossibile prelevare campioni indisturbati, le prove sul posto sono necessarie; di contro, mentre nelle prove in laboratorio le condizioni di prova sono in genere ben definite, in quelle sul posto le condizioni di drenaggio e le condizioni al contorno sono più incerte e si hanno gradienti elevati di tensioni e deformazioni.

L'interpretazione dei risultati delle prove in situ presenta talora notevoli difficoltà ed è neces...