ELEMENTI DI INGEGNERIA DELLE ELEMENTI DI INGEGNERIA DELLE FONDAZIONI INDIRETTEFONDAZIONI INDIRETTE

CORSO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI I

PROF.PROF. ING. BRUNO PALAZZO ING. BRUNO PALAZZO

Prof. Bruno Palazzo - Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

• Le fondazioni indirette sono un’opzione quando:

– gli strati superficiali di terreno non sono

staticamente idonei

– gli strati geologici staticamente idonei hanno

profondità tale da rendere troppo oneroso lo scavo

– devono trasmettersi al suolo significativi sforzi di

trazione

FONDAZIONI INDIRETTEFONDAZIONI INDIRETTE

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

STRATIGRAFIA SOTTOSUOLO NAPOLI STRATIGRAFIA SOTTOSUOLO NAPOLI (ZONA ORIENTALE)(ZONA ORIENTALE)

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

MECCANICA DEL PALOMECCANICA DEL PALO

Palo portante Palo portante “di punta”“di punta”

Palo portante “per Palo portante “per attrito laterale”attrito laterale”

Palo in trazionePalo in trazione Palo in flessione e Palo in flessione e tagliotaglio

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

Palo portante “per Palo portante “per attrito laterale”attrito laterale”

Palo portante di Palo portante di puntapunta

MECCANICA DEL PALOMECCANICA DEL PALO

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

PORTANZA DI UN PALOPORTANZA DI UN PALO

• Si compone di due contributi:

– Attrito laterale

(tensioni tangenziali)

– Resistenza di punta

(tensioni normali)

I contributi dipendono dalle modalità costruttive del palo

MECCANICA DEL PALOMECCANICA DEL PALO

Meccanismi di rottura delle fondazioni profonde (da Vesic 1970)

Fondazioni su pali: capacità portante

ATTRITO NEGATIVOATTRITO NEGATIVO

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

Il contributo da attrito laterale dipende:

•Dalle caratteristiche dell’interfaccia palo-terreno

•Dalle caratteristiche degli strati di terreno interessati

• Dalle tecniche costruttive

• Il contributo da resistenza di punta dipende:

– Dalle proprietà di un ridotto volume di terreno circostante la punta del palo

Entrambi i contributi sono fortemente influenzati dal modo in cui il palo è stato costruito (importanza del

fattore tecnologico !)

MECCANICA DEL PALOMECCANICA DEL PALO

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

CLASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONE

• Rispetto ai materiali

– Pali in legno (non più usati)

– Pali in calcestruzzo prefabbricati (vibrati, centrifugati, precompressi)

– Pali in calcestruzzo gettati in opera

– Pali in acciaio (poco frequente)

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

CLASSIFICAZIONE PALICLASSIFICAZIONE PALI

• Rispetto alle dimensioni

– Pali di piccolo diametro o micropali (D ≤ 25 cm)

– Pali di medio diametro (30 cm ≤ D ≤ 70 cm)

– Pali di grande diametro (D ≥ 80 cm)

• Rispetto alla tecnologia esecutiva

– Pali battuti ⇒ Non si ha asportazione ma solo spostamento del terreno

– Pali trivellati ⇒ Si ha asportazione e sostituzione del terreno

- Pali trivellati ad elica continua

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI BATTUTIPALI BATTUTI

• NON ADATTI IN AMBITO URBANO (Vibrazioni eccessive)

Pali battuti prefabbricati

In c.a. o c.a.p.

– Sezione quadrata, poligonale o circolare

– Dimensioni sezione di solito comprese tra 25x25 e 50x50 cm

– Lunghezza massima di solito compresa tra 12 e 20 m

– Difficili da giuntare

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI BATTUTI PREFABRICATIPALI BATTUTI PREFABRICATI

C.A.C.A.

C.A.P.C.A.P.

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI BATTUTIPALI BATTUTI

• Pali battuti prefabbricati

In c.a. centrifugato (palo SCAC)

– Sono cavi e hanno forma cilindrica, tronco conica o cilindrica tronco conica

– Punta rivestita in lamiera o punte metalliche speciali

– Semplici da giuntare se l’estremità è predisposta

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI BATTUTIPALI BATTUTI

PALI PREFABBRICATI

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PALI BATTUTI GETTATI IN OPERAPALI BATTUTI GETTATI IN OPERA

PALO FRANKIPALO FRANKI

BATTIPALO FRANKI

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALO SIMPLEXPALO SIMPLEX

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PALI TRIVELLATIPALI TRIVELLATI• SI DEFINISCONO PALI TRIVELLATI QUELLI OTTENUTI PER PREVENTIVA ASPORTAZIONE DEL TERRENO E SUCCESSIVO GETTO CON CONGLOMERATO CEMENTIZIO, DI NORMA ARMATO. LA FORMAZIONE DEL CAVO PUÒ AVVENIRE MEDIANTE PERFORAZIONE, UTILIZZANDO ATTREZZATURE A ROTAZIONE O ROTOPERCUSSIONE (BUCKET, ELICA, MARTELLO A FONDO FORO, ECC.), O MEDIANTE SCAVO, UTILIZZANDO ATTREZZATURE EQUIPAGGIATE CON BENNA MORDENTE A SEZIONE CIRCOLARE. DURANTE LA FORMAZIONE DEL CAVO LA STABILITÀ DELLE PARETI PUÒ ESSERE OTTENUTA, OVE NECESSARIO, MEDIANTE L'AUSILIO DI UN FLUIDO STABILIZZANTE O TRAMITE L'INSTALLAZIONE DI UN RIVESTIMENTO METALLICO PROVVISORIO.

COMPLETATA LA PERFORAZIONE SI PROCEDE ALLA POSA IN OPERA DELLA GABBIA DI ARMATURA, SUCCESSIVAMENTE AL GETTO DEL CALCESTRUZZO E, AL COMPLETAMENTO DI QUESTO, ALL'ESTRAZIONE DELL'EVENTUALE RIVESTIMENTO PROVVISORIO.

PALI TRIVELLATI DI GRANDE DIAMETRO

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PALI TRIVELLATIPALI TRIVELLATI

GETTO IN PRESENZA DI FALDAGETTO IN PRESENZA DI FALDA

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

Bucket

TRIVELLA

BENNA MORDENTE

Benna a fune

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PALI TRIVELLATIPALI TRIVELLATI

– Vantaggi:

• L’esecuzione realizza un sondaggio automatico del terreno

• L’esecuzione non disturba né il terreno nè i pali vicini e non produce rumore o vibrazioni

– Fondamentale il controllo di qualità della esecuzione!

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PALI TRIVELLATI ELICA CONTINUAPALI TRIVELLATI ELICA CONTINUA

• La perforazione è eseguita facendo avanzare nel terreno una trivella ad elica con l’asta centrale cava, chiusa inferiormente da una puntazza a perdere

– Raggiunta la profondità desiderata si inizia il getto, pompando cls in pressione attraverso l’asta cava centrale e sollevando contemporaneamente la trivella senza rotazione. Il terreno presente tra le spire viene asportato

– Il cls in pressione espelle la puntazza e riempie il volume lasciato libero dalla trivella

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI TRIVELLATI ELICA CONTINUAPALI TRIVELLATI ELICA CONTINUA

D=D= 35 35 –– 60 cm60 cm

L=L= 15 15 -- 30 m30 m

TRIVELLA AD ELICA CONTINUA

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PALI TRIVELLATIPALI TRIVELLATI

- Pali trivellati di piccolo diametro (micropali)

Palo radice:

• Diametro da 8 a 25 cm

• Carichi di esercizio da 60 a 700 kN

• A parità di portata, sono più costosi dei pali ordinari

• Spesso realizzati per la sottofondazione di strutture esistenti

La realizzazione dell'allargamento della base e del fusto (in corrispondenza a quote ben determinate), avviene tramite un apposito utensile allargatore. Tale utensile viene calato nel palo già perforato, messo in rotazione e contemporaneamente divaricato

tramite azione meccanica o idraulica. Si ottiene così un allargamento della sezione di scavo a forma di campana.

L'allargamento alla base consente di disporre di una maggiore superficie per lo sviluppo della portata di base mentre gli eventuali allargamenti sul fusto costituiscono ringrossi che migliorano la portata laterale del palo.

PALI SPECIALIPALI SPECIALI

MicropaliI micropali sono pali di piccolo diametro che contengono un elemento strutturale per trasferire i carichi e/o limitare le deformazioni e che possono essere realizzati mediante attrezzature di ridotte dimensioni. In accordo con la Normativa Europea, si considerano micropali i pali aventi un diametro inferiore a 300 mm se trivellati e 150 mm seinfissi.

L'armatura dei micropali può essere costituita da tubo oprofilato in acciaio o da gabbia di barre in acciaio da c.a.; il materiale di riempimento può essere costituito da miscela cementizia o malta cementizia o betoncino.

Micropali

Sottofondazione del Campanile di Burano (Lizzi, 1985)

Micropali

(Lancellotta, 1999)

PALI PRESOLLECITATI DI GRANDE DIAMETRO

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PALI SPECIALIPALI SPECIALI

– Palo Presso-drill

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GRUPPI DI PALIGRUPPI DI PALI

• I pali sono spesso impiegati a gruppi (ovvero, più di un palo per ogni pilastro)

• I pali sotto ogni pilastro sono disposti in modo da non richiedere, per l’equilibrio sotto azioni verticali anche eccentriche, una loro resistenza flessionale

• Vanno quindi disposti almeno tre pali non allineati, a meno di non ricorrere a travi di collegamento

• Elemento di collegamento tra il pilastro e il gruppo di pali è un plinto ⇒ fondazione a plinti su pali

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

Palo singolo e Palo singolo e pali in gruppo pali in gruppo

“di punta”“di punta”

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TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

PLINTO SU PALIPLINTO SU PALI

• All’atto del getto, il peso proprio della fondazione è trasmesso direttamente al terreno sottostante il plinto (superficiale)

• Successivamente, a causa dei cedimenti lenti di assestamento del terreno superficiale, e della maggiore rigidezza assiale dei pali, i carichi agenti alla base del pilastro sono trasmessi pressochè del tutto ai pali

• Il plinto è fondato su appoggi localizzati

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

TIPOLOGIE: PALIFICATETIPOLOGIE: PALIFICATE

ESEMPI DI GRUPPI DI PALIESEMPI DI GRUPPI DI PALI

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile

PALIFICATEPALIFICATE

ARMATURA PLINTO SU DUE PALI