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ing. Nunziante Squeglia

Corso di Geotecnica – Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Architettura

FONDAZIONI SU PALI

Cos’è un Palo?DEFINIZIONE

(Norme Tecniche, 2008)

Elemento strutturale che “trasferisce l’azione proveniente

dalla struttura in elevato agli strati profondi del terreno”

Perché si ricorre ai pali?

• Pali trivellati• Pali battuti - prefabbricati

- gettati in opera• CFA (Continuous Flight Auger) e varianti• Micropali

TIPI DI PALO

ESECUZIONE DELLA PERFORAZIONETRIVELLAZIONE CON CIRCOLAZIONE DIRETTA

PALI TRIVELLATI

ESECUZIONE DELLA PERFORAZIONETRIVELLAZIONE CON CIRCOLAZIONE INVERSA

PALI TRIVELLATI

UTENSILI DI PERFORAZIONE“BUCKET” (Secchione)

H = 1250 - 1350 mmD = 800 – 3000 mm

PALI TRIVELLATI

UTENSILI DI PERFORAZIONE“AUGER” (Trivella)

D = 400 – 2000 mm

PALI TRIVELLATI

UTENSILI DI PERFORAZIONE“AUGER” (Trivella)

Espulsione del materiale estratto

PALI TRIVELLATI

L > 100 m

ASTE TELESCOPICHE DI PERFORAZIONE (KELLY)

PALI TRIVELLATI

ESEMPIO DI ATTREZZATURADI PERFORAZIONE

PALI TRIVELLATI

Corso di Geotecnica – Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Architettura PALI TRIVELLATI

SOSTEGNO DELLA PERFORAZIONE

• Rivestimento (vibroinfisso o trascinato)- infissione- stabilità fondo foro- estrazione

• Fanghi bentonitici o polimerici- stabilità delle pareti e del fondo

Corso di Geotecnica – Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Architettura PALI TRIVELLATI

INFLUENZA DEL FANGO BENTONITICO (Backer et Al., 1993; O’Neill & Hassan, 1994)

GETTO DEL FUSTO IN CLS

PALI TRIVELLATI

PALO BATTUTOGETTATO IN OPERA

TIPO “FRANKI”

PALI BATTUTI

PALO BATTUTOCON LAMIERINO

TIPO “LACOR”

PALI BATTUTI

PALO BATTUTO IN ACCIAIO - TIPO “MULTITON”

PALI BATTUTI

Corso di Geotecnica – Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Architettura PALI CFA

PALO AD ELICACONTINUA (CFA)

Corso di Geotecnica – Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Architettura PALI CFA

PALO TRIVELLATO - PRESSATO AD ELICA CONTINUA

PALO AD ELICACONTINUA (CFA)

ATTREZZATURADI PERFORAZIONE

PALI CFA

PRODUTTIVITA’ DELLE ATTREZZATURE

FASI ESECUTIVE DI UN PALO TIPO “RADICE” (IGU)

MICROPALI

FASI ESECUTIVE DI UN PALO TIPO “TUBFIX” (IRS)

MICROPALI

ECARICO LIMITE DEL PALO SINGOLO

Generalità

EDETERMINAZIONE DEL

CARICO LIMITE

Approcci disponibili:

• Formule statiche

• Formule empiriche

• Formule dinamiche

• Determinazione diretta

ECARICO LIMITEFormule statiche

∫ ⋅π+π

lim dzsdp4d

Suddivisione convenzionale tra P ed S

ECARICO LIMITE

Formule statiche: resistenza alla punta

cN1p )U

'cN'Np )D

+σ⋅=

ECARICO LIMITE

Formule statiche: resistenza alla punta (D)

Berezantzev, 1961

CARICO LIMITEPali di grande diametro

S si mobilita per cedimenti di 1 ÷ 2 cm

P si mobilita per spostamenti di 0.15d (battuti)o 0.25d (trivellati)

∫ ⋅π+π

lim dzsdp4d

ECARICO LIMITE

Pali di grande diametro (D)

Lo SLU di un palo di grande diametro è definito sulla base dei cedimenti

Berazantzev (1965) suggerisce 0.06d – 0.1d

p = N*q · σ’vL

ECARICO LIMITE

Pali di grande diametro

ECARICO LIMITE

Pali di grande diametro

qc = Nq·σ’v0

q0.05 carico unitario alla punta per un

cedimento di 0.05d

ECARICO LIMITE

Formule statiche: resistenza alla punta (U)

ucvLlim cN1p +σ⋅=

Le teorie ad oggi disponibili portano a valori di Nc compresi tra 8 e 12.

Usualmente si considera un valore di 9.

ECARICO LIMITE

Formule statiche: resistenza laterale (D)

slim = µ·k·σ’v0

tan(ϕ’)0.90.7Elica continuatan(ϕ’)0.40.5Trivellato

tan(ϕ’)3.01.0Batt. Cls gettatotan(0.75ϕ’)2.01.0Batt. Cls prefabbricato

0.362.01.0Batt. tubo acc. chiuso

0.361.00.7Batt. profilatoµk (D)k (S)Tipo di palo

ECARICO LIMITE

Formule statiche: resistenza laterale (U)

s = α·cu

0.70.7-0.008(cu – 25)

cu < 2525 < cu < 70

cu > 70Trivellato

1.01-0.011(cu – 25)

cu < 2525 < cu < 70

cu > 70Battuto

αcu,ind [kPa]Tipo di palo

ECARICO LIMITE

MicropaliApproccio di Bustamante e Doix (1985)

Tipo di formazione del micropalo:• Radice – IGU – iniezione unica• Tubfix – IRS – iniezione ripetuta

Metodo basato su prove pressiometriche o SPT

ECARICO LIMITE

Qlim = P + S = P + π·ds·Ls·s

P = 0.15·S (o trascurata)

ds = α·d

ECARICO LIMITE

Determinazione della resistenza unitaria, s

ECARICO LIMITE

Sabbie limose-

Ghiaie

ECARICO LIMITE

Argille-

ECARICO LIMITE

Pali soggetti a forze orizzontali

Broms (1964)

• terreno rigido – plastico• palo verticale• terreno omogeneo• palo rigido – plastico

ECARICO LIMITE

Pali soggetti a forze orizzontaliBroms (1964): reazioni del terreno (U, D)

ECARICO LIMITE

Pali soggetti a forze orizzontaliMeccanismi per pali liberi in testa (U)

corti lunghi

ECARICO LIMITE

Pali impediti di ruotare in testa (U)co

EAbaco per la determinazione di Hlim

Pali impediti di ruotare in testa (U)

ECARICO LIMITE

Pali soggetti a forze orizzontaliMeccanismi per pali liberi in testa (D)

ECARICO LIMITE

Pali impediti di ruotare in testa (D)co

EAbaco per la determinazione di Hlim

Pali impediti di ruotare in testa (D)

PROVE DI CARICO (NT, 2008)Prove di collaudo: Qmax > 1.5 QSLE

Prove di progetto: Qmax > 2.0 QSLE

Numero delle prove di collaudo: almeno 1%, minimo 2 prove (come DM 10.3.1988)

Prove pilota su pali di grande diametro: se opportunamente strumentati, palo con d minore, stessa lunghezza e tecnologia

“Ai fini della valutazione dell’integrità del palo possono essere eseguite prove di carico dinamiche, da tarare con quelle statiche di progetto, e controlli non distruttivi.” (i.e. solo collaudo)

COLLAUDO STATICO (NT, 2008)

“Il Collaudatore statico controllerà altresì che siano state messe in atto le prescrizioni progettuali e siano stati eseguiti i controlli sperimentali.”

“e) esame del modello geologico e delle indagini geotecniche eseguite nelle fasi di progettazione e costruzione, e delle prove di carico sul terreno e sui pali, come prescritte nel presente testo;

f) controllo dei verbali e dei risultati delle prove di carico fatte eseguire dal Direttore dei lavori su componenti strutturali o sull’opera.”

PROVE DI CARICOConsiderazioni generali

Per le prove di progetto la tecnologia e le modalità esecutive devono essere le stesse previste per la costruzione

Le prove di progetto devono essere eseguite in un sito ben caratterizzato

Le prove di collaudo devono essere eseguite su pali scelti a caso dopo la costruzione

I pali battuti in terreni coesivi devono essere sottoposti a prova dopo la dissipazione delle ∆u dovute alla battitura

PROVE DI CARICOApplicazione del carico

Martinetto idraulicoCarico massimo, corsa, compensazione del cedimento

ContrastoZavorra (cls, piombo, ghisa), pali, ancoraggi

Schema di prova con zavorra

Schema di prova con pali di ancoraggio

Schema di prova di carico a trazione

Misura del carico

• Misura della pressione idraulica nel martinetto (!!!)

• Cella di carico idraulica (misura di pressione)

• Colonna di carico (misura di spostamento)

• Anello dinamometrico (misura di spostamento)

• Celle di carico a strain gauges o corda vibrante (misura di resistenza elettrica o frequenza)

Misura del carico1:1

Misura degli spostamenti della testa

Comparatori centesimaliSupporti infissi a distanza dal palo e dai supporti della zavorra (> 3m e 3d)Escursioni termiche (osservazione di 12 h)Corsa utile dei comparatoriMinimo tre comparatori

Livellazione ottica di precisioneMinimo tre punti di misuraLivello topografico (0.01 mm, lamina a facce pian parallele)Punto “fisso” sufficientemente lontano

Misura lungo il fusto del paloBarrette estensimetriche

Sintesi delle informazioni disponibili

• Geometria del palo e tecnica di esecuzione

• Carico applicato

• Spostamenti della testa del palo

• Spostamenti lungo il fusto (se strumentato)

PROVE DI CARICOInformazioni ricavabili dalla prova

• Curva carichi – cedimenti• Carico limite del palo• Deformazioni lungo il fusto del palo• Carico assiale lungo il fusto del palo• Curve di mobilitazione della resistenza

laterale ed alla punta

Interpretazione delle misure

Determinazione del carico limite (1)

Determinazione del carico limite (2)

Determinazione del carico limite (3)Interpretazione iperbolica

Interpretazione delle misureDeterminazione del carico limite

Suggerimenti per l’uso dell’interpretazione iperbolica

n889.0

limlim

= Taglio dell’asintoto

Criterio del cedimento (0.1 – 0.25d)

Criterio del raddoppio del cedimento

Interpretazione delle misurePalo strumentato

Per passare da ε ad N devo conoscere E e la sezione

Curve di trasferimento di P ed S, ma anche di p ed s

Parametri di progetto!!

Prove ecometriche

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