Fondazioni, Appunti

DEFINIZIONE DI FONDAZIONE

La fondazione è quella parte di una struttura che è a diretto contatto con il terreno al quale vincola la struttura stessa e al quale trasmette i carichi su di essa agenti. Ha quindi una DOPPIA FUNZIONE:

• vincola la sovrastruttura
• trasmette i carichi al terreno

In pratica, serve a ricevere dei carichi concentrati delle struttura in elevazione e li trasforma in carichi distribuiti (quindi con tensioni più basse) sul terreno di fondazione.

Le reazioni vincolari alla base dei pilastri si riflettono sulla fondazione (con segno opposto) che a sua volta li trasforma al terreno sotto forma di carichi distribuiti.

Per semplicità e fine del calcolo consideriamo che la base dei pilastri siano degli incastri perfetti. Per progettare la fondazione è necessario ricavare le sollecitazioni alle base dei pilastri che sono uguali ed opposte a quelle che agiscono sulla fondazione. Il terreno è un vincolo continuo e si prende delle forze distribuite che equilibrano le forze agenti sulle fondazione.

SCHEMA DI UNA FONDAZIONE

PC -> PIANO CAMPAGNA

PP -> PIANO DI POSA

• D -> definisce la posizione del PP rispetto al PC
• B -> definisce la larghezza della fondazione (la dimensione più piccola in pianta)

L -> lunghezza della fondazione

La dimensione L non viene considerata, ciò determina un'ipotesi semplificativa e cioè una condizione di DEFORMAZIONE PIANA (le deformazioni lungo y sono nulle, Gy = 0). È come se considerassimo L >> B

Il problema viene studiato solo in direzione x e z

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI

La classificazione delle fondazioni è in funzione del rapporto D/B.

1. D/B << 1 -> FONDAZIONE SUPERFICIALE O DIRETTA

Fanno parte di questo tipo di fondazione i PLINTI, le TRAVI, le PIASTRE.

In questo caso il trasferimento dei carichi avviene in corrispondenza dell'area di contatto fondazione-terreno, non sulla superficie laterale.

Considerando una fondazione poggiante su un PC orizzontale. Essendo il PC orizzontale lo Ʃ = 0.

Aumentando opportunamente le fondazioni lo sforzo verticale su un elemento di terreno subisce delle variazioni. L'intervento delle tensioni normali sarà tanto più grande quanto più la distanza fra elemento e fondazione è piccolo, mentre l'intervento sui tensioni sarà minore man mano che si allontanano le espandono più in profondità. Quindi si può individuare una porzione di terreno dove si risentirà maggiormente i coerenti tensioni della fondazione, tale volume è detto VOLUME SIGNIFICATIVO delle tensioni. La

profondità massima d_max dipende dalla lunghezza B della fondazione, ossia:

d_max ≅ (1.5 ÷ 2) B

Un altro fattore importante è la DISTANZA fra le fondazioni che compongono la struttura. Infatti se questa distanza non fosse abbastanza grande, allora le varie fondazioni interfesserò fra loro.

A B C

Le FONDAZIONI A e B non interfesserò fra loro, mentre le FONDAZIONI B e C interfesserò.

I metodi indiretti sono realizzati attraverso prove geofisiche

(utilizzo di masse battenti, uso di esplosivo ecc...) e

danno una idea approssimata della stratigrafia del terreno -

Caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni

Si determinano attraverso prove in situ e/o

laboratorio (in genere si fanno entrambe).

La scelta del tipo di approccio dipende dal tipo di

terreno che si sta indagando.

In particolare la prove da laboratorio devono essere

effettuate su provini indisturbati, cioè la struttura

e il contenuto di acqua deve essere lo stesso di

quello riscontrato in situ e per questo reperti fatti

su terreni a grana fine (in fatti ad esempio lo

scambio che viene prelevato non conserva nè la sua

struttura nè il contenuto di acqua che aveva in situ

perché gocciola, quindi una friabilità, cioè perde

acqua).

I terreni fini sono quindi adatti ed essere campionati

in modo indisturbato per poter eseguire delle prove di

laboratorio. Ma si possono fare anche delle prove in situ.

I terreni a grana grossa vengono invece sempre

analizzati attraverso delle prove in situ. Ciò perché

è difficile campionarli (per farlo bisogna "solidare"

il terreno con una tecnica molto particolare).

Prove in situ

• Penetrometriche (SPT/CPT)
• Pressiometriche (per ammassi rocciosi)

Il costo di una prova CPT è molto più basso del costo di un sondaggio. CPT: 30-40 €/m, sondaggio: 100 €/m.

Attacco la fondazione e fare più CPT e almeno un sondaggio al fine di ottimizzare i risultati.

Altre prove per la CPT non servono se siamo in presenza di limo o argilla oppure di sabbie facilmente addensabili o sabbie con ghiaia.

La profondità della CPT dipende del tipo di terreno che si attraversa. Se il terreno lo consente si può arrivare anche a profondità implicative ma se si riscontrano conglomerati di roccia (sassi) è chiaro che la prova deve essere arrestata. Mediamente una CPT si spinge fino a 18-20 m di profondità.

PARAMETRI GEOTECNICI RICAVABILI DA qc

Le siamo in presenza di un terreno coesivo (o prova fine) quando viene effettuata la CPT e dove ne effettivissimo una parte di carico a rottura in condizioni non drenate (perché la velocità è elevata) e quindi la Δu non riesce a dissiparsi in tempi rapidi.

Allora il parametro geotecnico che descrive la rottura in condizioni non drenante è τ = Cu con Cu che è la coesione non drenante.

Bisogna dunque leggere il valore di qc con il valore di Cu, e ciò si realizza attraverso la relazione:

Cu = _{qc - σv} / N

• σv = DAT. z²
• 10 ≤ N ≤ 30

che un serbatoio d'acqua posto in superficie il livello d'acqua nel serbatoio è controllato tramite un aste graduata su cui è visibile la variazione di livello.

Sono presenti delle celle manometriche che misurano la pressione nella cella di misura e nelle 2 celle di guardia.

La pressione nelle celle viene sfruttata da un compressore e agisce sia nella cella di misura che nelle 2 celle di guardia.

FUNZIONAMENTO

Lo scopo è quello di fornire una certa pressione sulla cella di misura. Le guide si sollevano andando a comprimere il tersore. Quindi si viene pesa il carico in superficie estrada. La cella di misura si sollevata quindi aumenta di volume.

Può calcolare la variazione di volume quando la cella è ribelta il livello nel serbatoio scende. Vedo il quanto è scesa il livello, moltiplico per l'area di base del serbatoio e si calaola; il volume d'acqua che è passato dal serbatoio alla cella di misura. Quindi col AV si misura un ΔV.

Il foro di sovratappo deve essere di 66 mm perché ci deve essere una distanza significativa fra la parete e il foro steso. Infatti se lo spazio fosse troppo grande risogerebbe dare una pressione eccessiva alle celle.

Le CELLE DI GUARDIA fornisco a dare una deformazione uniforma alla cella di misura. Infatti se mani in fosse la cella di misura si deformandebe così:

Le cella di guardia generiscono una deformazione uniforme alle cella di guardia

Questi tipi di piezometri vengono usati in terreni con permeabilità > 10^-3 ÷ 10^-5 (sabbie, ghiaie ecc.) e terreni con permeabilità più basse è preferibile usare il piezometro di Lasaga.

PIEZOMETRO DI CASAGRANDE

È costituito da un elemento posto inclinato verso con un tappo di plastica alla base.

Dal cilindro posto si espettano 2 tubicini (D = 1 cm) che hanno una superficie flurica:

1. Verificare che ci sia comunicazione idraulica e quindi la funzionalità del rilievo. Se il livello nei 2 tubicini è lo stesso.
2. Se i livelli nei tubicini non è lo stesso attraverso un compressore svapo dentro me la sella di cera e quindi errore a ripristinare il sistema.

Vediamo perché questi piezometri funzionano meglio in terreni poco permeabili.

Imponiamo che inizialmente il livello dell’acqua sia in ① e supponiamo che per qualche motivo (es. pioggia) il livello di porti in ②. La differenza di carico idraulico provoca un moto di filtrazione che va dal terreno.