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 DILATOMETRICA 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 carat-

teristiche fisiche e meccaniche del terreno interessato.

Un primo problema che si pone è la scelta del volume di terreno da indagare per essere

z

sicuri di caratterizzare bene il sistema fondazione-terreno. Ad una certa 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. 5

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 condi-

zioni 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 consen-

tono di determinare un andamento pressoché continuo delle caratteristiche geotecniche con la

profondità, interessano un volume di terreno maggiore e in genere danno indicazioni più atten-

dibili 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