05 - Relazione Calcolo Micropali Gottolengo -BS- CANALE REDONE

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MICROPALI DI FONDAZIONE – GOTTOLENGO (BS) – COMM.: COMUNE DI GOTTOLENGO (BS)

R

ELAZIONE I

C

ALCOLO ––AAUUTTOORREE:: IINNGG.. SSIIMMOONNEE LLOONNGGHHII PPAAGGIINNAA 22 DDII 112211

1.

I

NTRO UZIONE ......................................................................................................... 3

2.

OCUMENTAZIONE I RIFERIMENTO ................................................................................... 3

2.1 Indagini ed Elaborati tecnici .................................................................................... 3

2.2 Normative .......................................................................................................... 4

2.3 Raccomandazioni e specifiche ................................................................................ 4

2.4 Riferimenti bibliografici .......................................................................................... 43. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA EL SITO ......................................................................... 5

3.1 Quadro altimetrico ............................................................................................... 5

3.2 Stratigrafia e natura dei terreni ................................................................................ 5

3.3 Idrologia del sottosuolo ......................................................................................... 5

3.4 Caratteristiche geotecniche dei terreni ....................................................................... 5

4. ELEMENTI PROGETTUALI .............................................................................................. 6

4.1 Metodi e strumenti di calcolo .................................................................................. 6

4.2 Analisi generale ................................................................................................... 7

4.3 Geometria delle opere di palificazione ....................................................................... 8

4.4 Caratteristiche e resistenze di calcolo dei materiali utilizzati ............................................. 8

4.4 Tecnologia costruttiva dei micropali .......................................................................... 9

4.5 Condizioni e Combinazioni di carico ....................................................................... 10

4.6 Definizione dell’Azione sismica di progetto ............................................................... 10

5. CAPACITÀ PORTANTE VERTICALE EI PALI – VERIFICA GEO ......................................................... 12

5.1 Richiami teorici ................................................................................................. 12

5.2 Calcolo Capacità portante verticale: Nuovo Approccio Normativo secondo D.M. 14/01/2008 . 15

5.3 Risultati ........................................................................................................... 17

6.

C

ARICO LIMITE PER PALI SOGGETTI A FORZE ORIZZONTALI

:

CAPACITÀ PORTANTE TRASVERSALE

–

VERIFICA GEO . 20

6.1 Richiami teorici ................................................................................................. 20

6.2 Risultati ........................................................................................................... 22

7. CAPACITÀ STRUTTURALE: VERIFICA I RESISTENZA MECCANICA .................................................... 23

8.

V

ERIFICA ANCORAGGIO ALLE STRUTTURE SUPERIORI ............................................................... 24

9.

C

APACITÀ STRUTTURALE

:

VERIFICA I STABILITÀ ELL

’

EQUILIBRIO ELASTICO ...................................... 2710.

V

ERIFICHE ALLO

SLE

-

C

E IMENTI E

S

POSTAMENTI TRASVERSALI ............................................... 29


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R

ELAZIONE I

C


1.

I

NTRO UZIONE

Oggetto della presente relazione è il dimensionamento dei micropali di fondazione, da

realizzarsi nell’ambito dell’intervento di ricostruzione del ponte sul canale Redone, nel

Comune di Gottolengo (BS).

2. OCUMENTAZIONE I RIFERIMENTO

2.1 Indagini ed Elaborati tecnici

La caratterizzazione geologica dei terreni interessati è avvenuta sulla base dei rilievi e delle

indagini geognostiche condotte in sito nel mese di agosto e settembre 2015 (1).

Le indagini complessivamente effettuate attraverso l’esecuzione di n. 1 prova

penetrometrica tipo CPTU, n.1 prova dinamica DPSH e n. 1 stendimento sismico MASW,

hanno evidenziato entro una profondità massima dal p.c. di circa 24 m, unità litotecnichedi natura semi-incoerente (depositi limosi-sabbiosi) con intercalazioni di natura coesiva

(limi e argille) di spessore variabile.

La litostratigrafia è riferibile processi morfogenetici avvenuti in passato nell’area in esame

(depositi fluviali e alluvioni fluvio/glaciali).

Tale relazione costituisce parte integrante dei disegni esecutivi allegati al progetto (cfr. tav.

Fondazioni – Progetto Esecutivo) nei quali sono riportate le caratteristiche geometriche, gli

schemi planimetrici, i particolari costruttivi di dettaglio e le sezioni strutturali adottate.

1 Cfr. RELAZIONE GEOLOGICA - PROGETTO DI RICOSTRUZIONE PONTE SUL CANALE REDONE - COMUNE DI

GOTTOLENGO (BS) - COMMITTENTE COMUNE DI GOTTOLENGO - DOTT. GEOL. FRANCESCO CALZOLARO VIA A.MANZONI, N°1 – 25020 – CASTELLETTO DI LENO (BS) – DATA 28-09-2015.

Cfr. RELAZIONE SULLA RISPOSTA SISMICA LOCALE - PROGETTO DI RICOSTRUZIONE PONTE SUL CANALE REDONE -COMUNE DI GOTTOLENGO (BS) - COMMITTENTE COMUNE DI GOTTOLENGO - DOTT. GEOL. FRANCESCO CALZOLARO VIA A. MANZONI, N°1 – 25020 – CASTELLETTO DI LENO (BS)O – DATA 28-09-2015.


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ELAZIONE I

C


2.2 Normative

Legge 5 novembre 1971, n. 1086 – “Norme per la disciplina delle opere di

conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica”.

Ministero dei Lavori Pubblici. Circolare n. 11951, 14 febbraio 1974 - “Istruzioni relative

alla Legge 5 novembre 1971”.

Legge 2 febbraio 1974, n. 64 – “Provvedimenti per le costruzioni con particolari

prescrizioni per le zone sismiche”.

D.M. 14.01.2008 – “Norme tecniche per le costruzioni”.

CIRCOLARE 2 febbraio 2009, n. 617 – “Istruzioni per l'applicazione delle «Nuove norme

tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008.”

D.P.R. 6 giugno 2001 n. 380 - "Testo unico delle disposizioni legislative e

regolamentari in materia edilizia".

2.3 Raccomandazioni e specifiche

A.G.I. – Associazione Geotecnica Italiana – Raccomandazioni sui pali di fondazione

(1984)

2.4 Riferimenti bibliografici

P. Colombo, F. Colleselli - Elementi di Geotecnica – Seconda Edizione – Zanichelli,

Bologna (2000).

E. Ceroni - Micropali - Pali di Fondazione Sottopassi e Tunnel e Altre Strutture

Finalizzate a Interventi Particolari - Teoria e Pratica - Flaccovio Editore, Palermo

(2005).

M. Tanzini - Micropali e Pali di Piccolo Diametro, Aspetti Progettuali e Tecnologici –

Collana di Geotecnica e Ingegneria Geotecnica - Flaccovio Editore, Palermo (2004).

M. Tanzini – Manuale del Geotecnico Vol. 1 e 2 - Flaccovio Editore, Palermo (2010). H. G. Poulos, E.H. Davis - Analisi e Progettazione di Fondazioni su Pali – Collana di

Geotecnica e Ingegneria Geotecnica - Flaccovio Editore, Palermo (2005).

A. Bruschi - Prove Geotecniche in situ – Collana di Geotecnica e Ingegneria Geotecnica

- Flaccovio Editore, Palermo (2010)

A. Bruschi – P.G.S. – Interpretazione di prove geotecniche in sito – Software modulare

integrato per prove SPT – DP – CPTM – CPTE/U – DMT - Flaccovio Editore, Palermo

(2012)

C. Viggiani – Fondazioni – Hevelius Edizioni (1999) – Asse Stampa, Benevento (2013)

E. Ceroni, F. Bernardini - Micropali - Pali di Fondazione - Flaccovio Editore, Palermo

(2014).

L. Rossini, M. De Deo – Pali di fondazione – DEI (2013)


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ELAZIONE I

C


3.

C

ARATTERIZZAZIONE

G

EOTECNICA EL SITO

3.1 Quadro altimetrico

Il riferimento assunto nel seguito (indicato con 0.00 m), è stato identificato con la quota

del piano stradale originario prima dell’intervento di costruzione del nuovo impalcato.

3.2 Stratigrafia e natura dei terreni

All’interno dell’area in esame è stato ipotizzato un unico profilo verticale del terreno

rispondente alla verticale d’indagine conseguita mediante la prova penetrometrica DPSH,

compresa tra la quota 0.00 m (da quota di rif.) e -24 m (cfr. Allegato).

3.3 Idrologia del sottosuolo

Entro la massima profondità raggiunta dai pali, si ipotizza la presenza di falda acquifera

superficiale (così come testimoniato dai rilievi condotti durante l’indagine geognostica) e

posta a circa -2.0 m dal rif.

3.4 Caratteristiche geotecniche dei terreni

In tabella 3.4 sono raccolti per i diversi orizzonti, i valori medi dei parametri geotecnici

d’interesse (cfr. Allegato).

Si evidenzia in questa sede, che ai fini della definizione del modello geotecnico, sono

state prese a riferimento le proprietà geomeccaniche del terreno stimate a partire dalla

prova CPTU lungo tutta la verticale investigata. Tale prova infatti fornisce informazioni più

dettagliate circa la litologia, i parametri di resistenza e lo stato tensionale dei terreni

attraversati.

efinizione Tipologica

dello Strato

Q

l

[m]

h

[m]

N

SPT

[-]

r

[%]

Cu

k

[kPa]

k

1

[N/cm

3

]

k

w

[kg/cm

3

]

I) Terreno naturale e argille -4.5 4.5 1 - 22 25 15

II) Sabbie e sabbie limose -9.0 4.5 9 30 - 10 10

III) Limi e Argille -14.1 5.1 15 - 80 25 15

IV) Sabbie e sabbie fini -19.5 5.4 24 >50 - 30 25

V) Limi e argille -24.0 7.5 22 - >80 25 15

Tabella 3.4 – Parametri geotecnici Rif. Prove DPSH e CPTU: grandezze caratteristiche ( 2).

2 Il significato dei simboli riportati in tabella

Q

l

quota media del letto dello strato

h altezza dello strato

N

SPT

numero di colpi della prova standard SPT (ottenuto elaborando i dati di campagna della DPSH)

r densità relativa

c

uk

coesione non drenatak

1 coefficiente di Winkler o coefficiente di reazione laterale del terreno (Vedi Allegato)

k

w

coefficiente di Winkler o coefficiente di reazione laterale del terreno (rapportato al diametro reso del palo)


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ELAZIONE I

C


4.

E

LEMENTI

P

ROGETTUALI

4.1 Metodi e strumenti di calcolo

Le analisi sono state condotte adottando il metodo semiprobabilistico agli stati limite;

sono stati soddisfatti i requisiti per la sicurezza allo stato limite ultimo (anche sotto l'azione

sismica) e allo stato limite di esercizio.

Le verifiche nel seguito esposte sono state eseguite secondo le disposizioni di carico più

gravose, avvalendosi di codici di calcolo automatico per l'analisi sia strutturale che

geotecnica. Tali codici sono di sicura ed accertata validità e sono stati impiegati

conformemente alle loro caratteristiche.

Tale affermazione è suffragata sulla base dai seguenti elementi:

diffusione dei codici di calcolo sul mercato;

storia consolidata dei codici di calcolo (svariati anni di utilizzo);

utilizzo delle versioni più aggiornate (dopo test); pratica d’uso frequente nell’attività professionale.

In particolare, sono stati utilizzati i seguenti programmi di calcolo:

Verifiche geotecniche e strutturali (GEO e STR): Foglio elettronico di calcolo

“MicroTUB_2.2.xls” – NTCalc© NOVAINGEGNERIA - Licenza NTCalc_276 intestata

a Dott. Ing. Simone Longhi

Verifiche geotecniche GEO: foglio di calcolo “P&Microp 1.1” sviluppato e validato

da Ing. Simone Longhi - Cfr. Corsi di aggiornamento con Presentazione del

software da parte dell’Autore (3).

Il sottoscritto ha esaminato preliminarmente la documentazione a corredo del software per

valutarne l’affidabilità e soprattutto l’idoneità al caso specifico. Tale documentazione,

contiene una esauriente descrizione delle basi teoriche e degli algoritmi impiegati,

l’individuazione dei campi d’impiego, nonché casi prova interamente risolti e commentati.

3 Corso di Aggiornamento “GEOTECNICA e FONDAZIONI PROFONDE: MICROPALI, PALI, PALIFICATE” - Ordine Ing Belluno

– BELLUNO (BL), 6 e 15 Febbraio 2015.

Corso di Aggiornamento “MICROPALI, PALI e PALIFICATE di FONDAZIONE” - Ordine Ing Arezzo – AREZZO (AR), 7-8

Novembre 2014.

Corso di Aggiornamento “GEOTECNICA E FONDAZIONI PROFONDE: MICROPALI, PALI, PALIFICATE” - Ordine Ing Modena –

MODENA (MO), 28-29 Marzo 2014.Corso di Aggiornamento “MICROPALI, PALI, PALIFICATE” - Ordine Ing Cremona – CREMONA (CR), 7 e 14 Marzo 2014.


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ELAZIONE I

C


4.2 Analisi generale

Sulla base dell’analisi strutturale e dei rilievi condotti in sito relativi ai manufatti esistenti

(4), l’intervento di palificazione prevede la realizzazione di 3 distinti blocchi fondazionali.

Posti in corrispondenza di ciascuna spalla e in asse alla pila centrale in alveo, ciascun

blocco è sostenuto da un reticolo o gruppo di micropali verticali (n. 16 pali per ciascunapalla e n.8 in corrispondenza della pila centrale in alveo), collegati e resi solidali da opere

in CA.

Ai fini delle verifiche tipo GEO di capacità portante verticale, viene trascurato il contributo

dei primi 5 m di terreno a partire dal piano campagna (probabile materiale di riporto), così

come la porzione del micropalo interferente con le opere in muratura del manufatto

originario.

Quest’ultima ipotesi è assicurata a livello esecutivo, per tutta l’altezza di porzione di

muratura attraversata, dall’installazione all’interno del foro di un tubo in PVC liscio di

sezione opportuna che consenta il reciproco scorrimento tra le superfici a contatto.

Inoltre ai fini delle verifiche di tipo GEO di capacità portante trasversale, il palo qui

ipotizzato viene considerato solidamente incastrato in testa (sommità) dal corpo di

fondazione.

4 Cfr. PROGETTO DEFINITIVO – ESECUTIVO - COMUNE DI GOTTOLENGO - PROVINCIA DI BRESCIA - RIFACIMENTO E

CONSOLIDAMENTO DEL PONTE STRADALE SUL CANALE REDONE IN VIA CADORNA ed OPERE DI URBANIZZAZIONE -

Relazione sui materiali, Relazione di calcolo impalcato e fondazioni superficiali - Committente: Comune di Gottolengo (BS)

Progettista: Dott. Ing. Dancelli Alessandro - Via Garibaldi, 32 25023 Gottolengo (BS).

Cfr. PERIZIA TECNICA DI CONDIZIONE STATICA DEL PONTE STRADALE SUL CANALE REDONE SITO IN VIA CADORNA NELCOMUNE DI GOTTOLENGO (BS) - Dott. Ing. Dancelli Alessandro - Via Garibaldi, 32 25023 Gottolengo (BS) – DATA: 30-

04-2015.


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ELAZIONE I

C


4.3 Geometria delle opere di palificazione

I micropali verticali previsti, saranno realizzati con tecnica a rotazione e perforazione

rivestita (D nominale = 300 mm), tale da permettere la formazione di una sezione di palo

reso finale avente diametro ≈ 350 mm;

I medesimi saranno iniettati con miscela cementizia a gravità attraverso la testa del tubo

(TIPO I.G.U.) e armati con elementi tubolari coassiali 177.8 x 8.0 mm (A

= 42.68 cm2,

W

= 173.39 cm3) in acciaio tipo S 355, lunghezza d’armaturaL

arm

= 15.0 m ÷ 18.0 m

rispettivamente per i pali delle spalle (Cfr. PALIFICATA A e C) e della pila centrale (Cfr.

PALIFICATA B).

La quota massima del piano di posa o d’imposta della nuova fondazioneQ

f

(coincidente

con la quota di testa utile dei pali) è ipotizzata a circa -1.0 m dal rif. arch. e str.

La quota di testa di ciascun tubolare, avente funzione di ancoraggio all’interno del corpo

di fondazioneD

t

, è collocata a circa 50 cm dall’intradosso della fondazione.

La lunghezza utile di ciascun micropaloL

pu

= (Q

b

– Q

f

)

viene stabilita in dipendenza deicarichi verticali massimi agenti all’intradosso della fondazione e sulla base dei calcoli di

stima della capacità portante verticale.

La lunghezza dell’armatura metallica finale Larm

, risulta dalla somma di Lpu

e Dt

.

Per dettagli relativi alle caratteristiche e proprietà dei materiali indicati consultare quanto

riportato nel seguito e in Allegato.

4.4 Caratteristiche e resistenze di calcolo dei materiali utilizzati

Nell’esecuzione delle opere in oggetto è previsto l’utilizzo dei seguenti materiali:

Calcestruzzo (opere in CA)

Classe di resistenza del calcestruzzo: C28/35

Classe di esposizione del calcestruzzo: XC3

Resistenza caratteristica cilindrica: fc,k 28

Resistenza caratteristica cubica: Rc,k 35

Acciaio per armatura (opere in CA)

Tipologia acciaio: B450 C

Tensione caratteristica di rottura: ft,k 540

Tensione caratteristica di snervamento: fy,k 450

Acciaio per micropali

Classe dell’acciaio per carpenteria: S355

Tensione caratteristica di rottura: ft,k 510

Tensione caratteristica di snervamento: fy,k 355


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ELAZIONE I

C


Miscela di iniezione per micropali

Dosaggio (riferito a 1 m3 d’impasto finale)

Acqua: 600 kg/m3

Cemento R325: 1200 kg/m3

Additivo eventuale: 10÷20 kg/m3

Rapporto Acqua–Cemento: A/C ≤ 0.5

Classe di resistenza della miscela: C25/30

O in alternativa malte cementizie del tipo

Microcalcestruzzo a prestazione garantita: C25/30

Betoncino premiscelato tipo Fassa Bo rtol o® RS30 : C25/30

(Scheda tecnica in Allegato)

Saldature

Da eseguire con processo manuale e tecnica ad arco ed elettrodi rivestiti secondo UNI

EN ISO 4063:2011

4.4 Tecnologia costruttiva dei micropali

La realizzazione dei pali avviene in cinque fasi distinte:

PERFORAZIONE eseguita con sistema a ROTAZIONE CONTINUA, a CIRCOLAZIONE

DIRETTA DI FLUIDO (acqua) e RIVESTIMENTO ESTERNO, sino alla quota di progetto

di posa del palo.

POSA in opera dell'ARMATURA costituita da tubo metallico, PREVIA OPERAZIONE DI

SPURGO del fondo foro dai detriti di perforazione.

POSA in opera di tubo liscio in PVC RIGIDO lungo l'intera porzione di attraversamento

del micropalo nel corpo murario e fondazionale esistente.

INIEZIONE con miscela cementizia del palo, attraverso la sezione cava d'armatura.

Contemporaneo RECUPERO del tubo di RIVESTIMENTO ESTERNO fino ad ultimazionedel palo.


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ELAZIONE I

C


4.5 Condizioni e Combinazioni di carico

In fase di verifica progettuale si sono esaminate le combinazioni più gravose con

riferimento a condizioni statiche che sismiche, in accordo a quanto previsto dalla recente

Normativa.

4.6 Definizione dell’Azione sismica di progetto

Stante all’O.P.C.M. 3274 del 2003, aggiornato con la Delibera della Giunta Regionale della

Lombardia n.14964 del 7 novembre 2003 e succ. n. X/2129 del 11 luglio 2014 (in vigore

dal 14/10/2015), il Comune di GOTTOLENGO ricade nella Zona sismica 3 (“Zona con

pericolosità sismica bassa, che può essere soggetta a scuotimenti modesti” -

Accelerazione con probabilità di superamento del 10% in 50 anni: 0,05 g ≤ ag


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ELAZIONE I

C


Coerentemente con le analisi strutturali, sono stati assunti i seguenti parametri sismici:


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ELAZIONE I

C


5.

C

APACITÀ PORTANTE VERTICALE EI PALI

–

VERIFICA GEO

5.1 Richiami teorici

In generale, date le caratteristiche geometriche e costruttive del palo, la capacità portante

è valutata attraverso il metodo statico (approccio convenzionale), come somma di due

contributi: portata limite di base (o di punta) e portata limite per attrito laterale lungo il

fusto.

Cioè si assume valida l'espressione:

Q

LIM

= Q

B

+ Q

L

[5.1]

doveQ

LIM

Portata limite totale del palo

Q

B

Portata limite di base (o alla punta) del palo

Q

L

Portata limite lungo il fusto del palo

Nel presente dimensionamento, la portata limite del palo è calcolata secondo il metodo di

Bustamante e Doix (1985) (6), nel seguito dell’esposizione segnalato con la sigla (B&D).

Trattasi di un metodo diretto basato su correlazioni di tipo empirico, che utilizza i dati delle

prove penetrometriche tipo SPT (dinamiche) e in cui:

Q

LIM

= k

B

x A

P

x p

l

+ S

s

p x

l

L

s

x q

s

[5.2]

dove k

B

coefficiente in funzione del terreno posto in corrispondenza della base (=1.2 per

sabbie ghiaie)

AP

area di base del palo

p

l

pressione limite del terreno

l

diametro del fusto del palo =a x

n

(conn

diametro nominale di perforazione)

L

s

lunghezza fusto del palo

qs

portata unitaria limite lungo il fusto

Essendo i micropali eseguiti con iniezione di tipo globale unica (tipo I.G.U.) in terreni

sabbiosi e limoso-argillosi, i parametri d’interesse sono ottenuti dalla Tab.5.1 e Fig.5.2-5.3 (curve SG.2 e AL.2).

6 Bustamante M., Doix B., Une méthode pour le calcul des tirants et des micropieux injectés, Bull liason Labo.P. et Ch., 140, nov. déc. 1985.


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R

ELAZIONE I

C


Tabella 5.1 – Valori del coefficiente di amplificazione del diametro nominale del palo

Figura 5.2 – Valori della portata unitaria limite in funzione del numero di N SPT, per terreni incoerenti


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R

ELAZIONE I

C


Figura 5.3 – Valori della portata unitaria limite in funzione del numero di N SPT, per terreni coesivi

Per confronto con il metodo sopra riportato si è deciso di utilizzare un 2° metodo,

enunciato da Bustamante e Gianeselli (1982) (7) e indicato nel seguito con la sigla (B&G)

Tale metodo, sempre diretto, utilizza i dati delle prove penetrometriche tipo CPT / CPTU

(statiche). Secondo gli Autori la portata limite risulta:

Q

LIM

= q

B

x A

P

+

sl

A

l

x q

S

d

s

[5.3]

dove q

B

portata unitaria limite alla base del palo

A

P

area geometrica alla base del palo

A

l

area della superficie laterale del fusto del palo

q

S

portata unitaria limite lungo il fusto

Secondo la formulazione degli Autori,

q

B

= q

ca

k

c

q

S

= MIN (q

c

/

a

c

;

t

lim

)

dove q

c

resistenza alla punta rilevata da prova CPTM

q

ca

resistenza alla punta equivalente

k

c

,

a

c

,t

lim

parametri funzione della resistenzaq

c

, della natura del terreno e della

tipologia del palo

7 Bustamante M., Gianeselli L., Calcul de la capacité portante des pieux à partir des essais au pénétromètrestatique, Bull liason Labo. P. et Ch., 127, sept-oct 1983, Réf. 2842.


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R

ELAZIONE I

C


Per la trattazione e i dettagli circa l’utilizzo dei metodi di cui sopra si rimanda a testi tecnici

specializzati.

Ai sensi della normativa D.M. 11/03/1988, tenuto conto di quanto consigliato dalle

“Raccomandazioni sui pali di fondazione” A.G.I. (1984), la portata ammissibile QAMM

del

singolo micropalo è definita come:

Q

AMM

= (Q

B

+ Q

L

) /F

s

- W

P

Palo Compresso [5.3]

Q

AMM

= (Q

L

) /F

s

+ W

P

Palo Teso [5.3 bis]

dove

W

p

peso del palo al netto dell’eventuale spinta idrostatica per pali immersi in acqua

Fs

fattore di sicurezza, di norma pari a 2.5.

5.2 Calcolo Capacità portante verticale: Nuovo Approccio Normativo secondo D.M.14/01/2008

Per i pali di fondazione, le attuali norme tecniche (8) prevedono che la verifica agli stati

limite ultimi venga condotta secondo due tipologie di condizioni (Approccio 1 e 2 ):

Approccio 1

E

d

(A1;A2) ≤ R

d

[(M1;R1),(M1;R2)]

[5.4]

Approccio 2

E

d

(A1) ≤ R

d

[(M1;R3)]

[5.5]

OveE

d è il valore di progetto dell’azione o degli effetti delle azioni in funzione dei setA1

oA2

di coefficienti parziali gf

, eR

d

è il valore di progetto della resistenza del terreno

(capacità portante), in funzione dei set di coefficienti(M1

,R1)

, (M1

,R2)

o (M1,R3).

Nella presente relazione le verifiche agli S.L.U. di tipo strutturale (STR) e geotecnico

(GEO) , sono state valutate le combinazioni con Approccio di Tipo 2 ovvero considerando i

set di coefficienti denominato(A1+M1+R3).

Senza entrare nel dettaglio di quanto prescritto dalla Normativa, il calcolo di Rd

è

determinato in modo analitico a partire dai valori caratteristici dei parametri geotecnici, e

in funzione di coefficienti parziali, come di seguito riportato:

R

d

= R

bd

+ R

sd

-

W

p

=

(R

bk

/

g

b

) + (R

sk

/

g

s

) -

W

pd

Palo Compresso

[5.6]

R

d

= R

sd

+ W

p

= (R

sk

/

g

s

) + W

pd

Palo Teso

[5.6 bis]

(R

bk

;

R

sk

) =

f

[g

n k

, c

k

,

'

k

, g

m

(M1), x(x

3

; x

4

)] [5.7]

8 Cfr. Cap. 6 Progettazione Geotecnica - D.M. Infrastrutture 14/01/2008.


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R

ELAZIONE I

C


Ove i simboli hanno il seguente significato:

g

b

eg

s

coefficienti di sicurezza parziali (g

R

), dipendenti dal metodo di calcolo effettuato per la

stima della capacità portante e in funzione del set considerato (R3). Per i metodi di calcolo

analitici, ove Rd

viene stimato con riferimento ai parametri geotecnici del terreno, derivati da

prove in sito, e per la tipologia di pali in esame (trivellati) si ha:

Set (R3)

g

b

= 1.35,g

s

= 1.15 (per pali in compressione),g

st

= 1.25 (in trazione)

R

bk

e

R

sk

valori caratteristici di resistenza (o portanza) alla baseQ

P

e lungo la superficie laterale

del paloQ

L

. Con riferimento alle sopraccitate procedure analitiche che prevedono l’utilizzo di

parametri geotecnici o di risultati di prove in sito, il valore caratteristico di resistenza è funzione

del numero di verticali d’indagine secondo l’espressione

R

ck

= MIN [(R

c

calc

)

media

/x

3

]; [(R

c

calc

)

min

/x

4

]} [5.8]

L’espressione [5.8], ripresa dall’equazione 6.2.10 delle NTC 2008, in caso di valutazione

separata delle componenti alla punta e lungo il fusto del palo, viene riscritta convenientementecome:

R

ck

= R

bk

+ R

sk

[5.8.1]

R

bk

= MIN [(R

b

calc

)

media

/x

3

]; [(R

b

calc

)

min

/x

4

]} [5.9.1]

R

sk

= MIN [(R

s

calc

)

media

/x

3

]; [(R

s

calc

)

min

/x

4

]} [5.9.2]

Wpd

peso di progetto del palo al netto dell’eventuale spinta idrostatica per pali immersi in acqua

g

n k

, c

k

,

'

k

valori caratteristici dei parametri geotecnici

g

m

coefficiente di sicurezza parziale in funzione del parametro geotecnico

Per il set (M1

) i coefficienti sono tutti unitari (g

'

=

g

c’

=

g

g

=1)

x

fattore di correlazione in funzione del numero di verticali oggetto d’indagine geognostica.

Per il caso in esame, avendo a disposizione n.1 verticale d’indagine rappresentativa (in

termini di volume di terreno significativo investigato per le opere in progetto) le relazioni

sono applicate assumendo x3

= 1.65 ex

4

= 1.55.

Il peso del palo Wpd

viene computato mediante l’espressione seguente:

W

pd

= [(P

a

+g

miscela

x (A

p

–A

a

)) x L

pu

– g

acq

x (A

p

) x L

p immerso

] x

g

G (A1)

[5.10]

Nelle condizioni più gravose, sostituendo opportunamente (Larm

= 15÷18 m, Pa

= 0.26

kN/m, Lpu

= 14.5÷17.5 m, Ap

= 0.10 m2, Aa

= 0.0033 m2,gmiscela

= 22 kN/m3, gG (A1)

= 1.3) si

ottiene ai fini della verifica GEO:

PALO PER SPALLA (PALIF. A e C):W

p

= 21.3 kN ≈ 25 kN

,W

pd

= 27.6 kN ≈30 kN

.

PALO PER PILA (PALIF. B): Wp

= 25.5 kN ≈30 kN, Wpd

= 33.5 kN ≈35 kN.


17/121


R

ELAZIONE I

C


Quindi per pali sollecitati a compressione, riscrivendo la [5.5]

E

d

(A1) + W

pd

≤ R

cd

= R

bd

+ R

sd

Palo Compresso [5.11]

Per pali in trazione

E

d

(A1) -

W

pd

≤ R

sd

Palo Teso

[5.12]

Per la determinazione del valore di progetto Rtr,d

della resistenza di pali soggetti a carichi

trasversali (9), applicando il coefficiente parziale gt

e

ipotizzando che i valori caratteristici

medi siano anche i minimi, si ha:

R

tr,d

= (R

trk

) /g

t

= (R

trk

calc

)

media

/(x

3

x gt

) [5.15]

5.3 Risultati

Nel seguito si riportano in forma tabellare i risultati salienti relativi alle verifiche di tipo GEO

per carichi verticali, condotte per le tipologia di palo in progetto e utilizzando entrambe le

due metodologie segnalate.

PALIFICATA TIPO A e C (SPALLA)

TIPO/VERIFICA

Q

piano

lavoro

[m]

Q

t

palo

[m]

Q

base

palo

[m]

L

p

[m]

D

t

[m]

L

pu

[m]

L

a

[m]

R

cd

(A1+M1+R3)

[kN]

R

sd

(A1+M1+R3)

[kN]

MICROPALO

“BUSTAMANTE- OIX”

(B& )

0.0 -0.3 -15.5 15.5 0.5 14.5 15

544 447

MICROPALO

“BUSTAMANTE-GIANESELLI”

(B&G)

0.0 -0.3 -15.5 15.5 0.5 14.5 15

420 (*) 293 (*)

Tabella 5.2 – Risultati – VERIFICA GEO A CAPACITA’ PORTANTE VERTICALE PER PALO SINGOLO - SPALLA

NOTE: (*) per le impostazioni del programma P&Microp 1.1, il dato qui fornito in tabella è già al netto degli effetti dovuti al

peso proprio di progetto del palo. Per le verifiche GEO va confrontato direttamente con il carico agente in testa al palo

9 Cfr. Cap. 6 Progettazione geotecnica § 6.4.3.1.2 Resistenza di pali soggetti a carichi trasversali - D.M.

Infrastrutture 14/01/2008.


18/121


R

ELAZIONE I

C


PALIFICATA TIPO B (PILA)

TIPO/VERIFICA

Q

piano

lavoro

[m]

Q

t

palo

[m]

Q

base

palo

[m]

L

p

[m]

D

t

[m]

L

pu

[m]

L

a

[m]

R

cd

(A1+M1+R3)

[kN]

R

sd

(A1+M1+R3)

[kN]

MICROPALO

“BUSTAMANTE- OIX”

(B& )

0.0 -0.3 -18.5 18.5 0.5 17.5 18

754 640

MICROPALO

“BUSTAMANTE-GIANESELLI”

(B&G)

0.0 -0.3 -18.5 18.5 0.5 17.5 18 624 (*) 458 (*)

Tabella 5.2 – Risultati – VERIFICA GEO A CAPACITA’ PORTANTE VERTICALE PER PALO SINGOLO - PILA

NOTE: (*) per le impostazioni del programma P&Microp 1.1, il dato qui fornito in tabella è già al netto degli effetti del peso

proprio di progetto del palo. Per le verifiche GEO va confrontato direttamente con il carico agente in testa al palo

In presenza di palificate (gruppi di pali) occorre effettuare anche una verifica di capacità

portante GEO per effetto gruppo (o di collasso) mettendo in conto i termini di efficienza Eg

in funzione del tipo di palo e di terreno.In presenza di terreni incoerenti le esperienze (cfr. Meyerhof 1976) hanno mostrato come

tale valore possa arrivare anche a circa 2/3 (Eg


19/121


R

ELAZIONE I

C


PALO SINGOLO - PILA

N

p

SLU/SLV

=

E

d

(A1) + W

pd

= 412.4 + 30 = 442.4 kN (compressione) < 754 kN (B& )

N

p

SLU/SLV

=

E

d

(A1) = 412.3 kN (compressione) < 624 kN (B&G)

LA VERIFICA E’ SO ISFATTA

GRUPPO I PALI - PILA

S

i

N

pi

SLU/SLV

≤ R

d

collasso

(A1+M1+R3)

S

i

N

pi

SLU/SLV

= 3054.3 + 30*8 = 3294.30 < 754 x 8 x 0.67 = 4041 kN (B& )

S

i

N

pi

SLU/SLV

= 3054.3 < 624 x 8 x 0.67 = 3445 kN (B&G)

LA VERIFICA E’ SO ISFATTA

Si fa notare che se i pali fossero per ipotesi caricati al massimo previsto per singolo

palo, la verifica sarebbe ancora soddisfatta

Si N

pi SLU/SLV

= 412.4 x 8 + 30*8 = 3539 kN < 4041 kN (B& )

S

i

N

pi

SLU/SLV

= 412.4 x 8 = 3302 < 3445 kN (B&G)

Come si evince da quanto riportato, assegnata la distribuzione dei micropali e

confrontando i carichi verticali massimi agenti sulla testa dei medesimi, la lunghezza utile

di progetto (a partire dal piano di intradosso della fondazione) Lpu è tale da garantire il

rispetto delle verifiche GEO sopra esposte.


20/121


R

ELAZIONE I

C


6.

C

ARICO LIMITE PER PALI SOGGETTI A FORZE ORIZZONTALI

:

CAPACITÀ PORTANTE

TRASVERSALE – VERIFICA GEO

6.1 Richiami teorici

La resistenza limite laterale di un palo è determinata dal minimo valore fra il caricoorizzontale necessario per produrre il collasso del terreno lungo il fusto ed il carico

orizzontale occorrente per generare la plasticizzazione del palo.

Il primo meccanismo (plasticizzazione del terreno) si verifica nel caso di pali molto rigidi in

terreni poco resistenti (meccanismo di palo corto), mentre il secondo meccanismo si

verifica nel caso di pali aventi rigidezze non eccessive rispetto al terreno di infissione

(meccanismo di palo lungo o intermedio).

Sotto uno spostamento orizzontale, l’andamento delle pressioni sul terreno, lungo il palo,

derivato teoricamente, è simile a quello riportato in figura 6.1 per terreni coesivi e

incoerenti.

Fig. 6.1 – Palo soggetto ad uno spostamento: reazioni del terreno

Il problema è stato affrontato da Broms (1964) facendo le seguenti assunzioni:

- nel caso di terreni coesivi, il diagramma è assunto costante con la profondità a

partire dalla quotaz = 1.5 d

(d= diametro reso del palo)

- nel caso di terreni incoerenti la resistenza del terreno è variabile linearmente con la

profondità z secondo la relazione:

p

u

(z) = 3 k

p

xg x d x z [6.1]

dove kp

= (1+sin

')/(1-sin

') = coefficiente di spinta passiva

g

peso specifico del terreno (g

' se immerso in falda)

- terreno omogeneo e valutazione separata dei casi di rottura: rottura non drenata

(terreno coesivo c = cu

e ' = 0) o drenata (terreno incoerente c = cu

e '

≠ 0)

- la forma della sezione trasversale del palo è ininfluente e il valore della pressione è

determinato solo dalla dimensione d =p

(diametro reso del palo)

- il terreno presenta proprietà costanti con la profondità


21/121


R

ELAZIONE I

C


- il comportamento all’interfaccia palo/terreno è rigido perfettamente plastico, ovvero

la resistenza del terreno si mobilita completamente per un qualsiasi valore non nullo

dello spostamento e rimane costante all’aumentare dello spostamento

- il comportamento flessionale del palo è di tipo rigido perfettamente plastico, ovvero

le rotazioni elastiche del palo sono trascurabili sino a quando il momento M nonperviene al valore M

y

(di plasticizzazione). Quando M = My

, si forma nella sezione

una cerniera plastica

Nel caso in cui il palo risulta vincolato in testa ad una struttura che ne impedisce la

rotazione (fondazione), Broms, identifica i meccanismi di rottura come indicati nella figura

6.2 e 6.3 e attraverso la risoluzione delle equazioni di equilibrio, fornisce le seguenti

espressioni per il carico limite trasversale:

Terreni coesivi

Palo corto:

5

d

L

d

u

2 [6.2]

Palo intermedio:2

1

3

u

y

2

u

5

d

M

9

4

d

L

2

d

L

d

22 [6.3]

Palo lungo: 21

3

u

y

u

d

M

365823

22 [6.4]

Terreni incoerenti

Palo corto:

2

3

p

d

L

d

[6.5]

Palo intermedio:L

M

d

L

d

2

1

T

y

2

3

p

[6.6]

Palo lungo:3

1

2

4

p

y

p

d

M

676

[6.7]

Il carico limite trasversale (orizzontale) risulta:

T = MIN (T

1

;T

2

;T

3

) [6.8]


22/121


R

ELAZIONE I

C


Fig. 6.2 – Carico limite trasversale: terreni coesivi

Fig. 6.3 – Carico limite trasversale: terreni incoerenti

6.2 RisultatiI risultati relativi al calcolo della capacità portante trasversale, sono esposti nell’Allegato

“Elaborato Calcolo Geotecnico Strutturale ”.


23/121


R

ELAZIONE I

C


7.

C


:

VERIFICA I RESISTENZA MECCANICA

La verifica della sezione resistente dei micropali è stata condotta in condizioni S.L.U., a

partire dai risultati ottenuti, nell’ipotesi di computare reagente la sola sezione di acciaio.

Si fa notare che se si considera reagente la sola sezione di acciaio, in campo elastico per

gli stati di sforzo piani, la verifica strutturale si esegue con riferimento ai seguenti criteri:

0

yk

E

2

Ed

f

3

maxax

g

[7.1]

0

yk

Ed

3

f

max

g

[7.2]

Nello stato di sollecitazione generale di flessione composta e taglio, il calcolo delle

tensioni massime e minime, viene eseguito mediante le seguenti formule:

Flessione composta

min

x

y

min

y

x

E

W

M

W

M

A

N

max

[7.3]

Per profili tubolari circolari, si ha: WY

min

= W

X

min

= W = J

p

/ R (con Jp

momento d’inerzia, R

il raggio esterno del tubo)

Taglio per profili tubolari

s

T

A

T

2

max

[7.4]

Le verifiche di resistenza della sezione in acciaio sono esposte in Allegato.


24/121


R

ELAZIONE I

C


8.

V

ERIFICA ANCORAGGIO ALLE STRUTTURE SUPERIORI

Al fine di garantire l’efficienza dell’opera di fondazione, il tubolare deve essere ancorato

alla struttura da esso supportata (blocco fondale in CA). La lunghezza dell’ancoraggio la min

si determina a partire dall’espressione:

l

a

min

= N

lim

/ (p x

e

x t

lim ad

) [8.1]

dove

N

= forza comunicata dalla struttura al micropalo e viceversa [kN]

e

= diametro esterno del tubo = 0.1778 m

tlim ad

= tensione di aderenza acciaio-calcestruzzo [kN/m2]

= aderenza acciaio liscio – calcestruzzo =f

bd

= 550 kN/m2 (10)

Sostituendo nella [8.1] ad Nlim

il valore massimo N max (d) ≈ 420 kN, è possibile prevedere

la lunghezza d’ancoraggio per il singolo micropali.

Nell’ipotesi che la lunghezza la min

di ancoraggio del tubolare all’interno del corpo della

trave sia di circa 50 cm,N

lim

risulta:

N lim= 153 kN

Poiché N max (d) > N lim occorre attrezzare l’estremità superiore dei micropali con elementi

resistenti.

Come indicato nelle NCT 2008, se i limiti vengono superati, l’intero sforzo va affidato a

collegamenti meccanici.

In generale quando N max (d) > N lim le soluzioni possibili per garantire l’ancoraggio sono:

tondini piegati e saldati in testa con disposizione radiale

tondini di acciaio disposti radialmente inseriti micropalo

carpenterie metalliche costituite da piastre quadrate o circolari irrigidite e saldate al

micropalo

Nell’ipotesi di prevedere la posa di n. 4 tondini 20 mm (fbd = 4.1 MPa per barre in acciaio

B450C con calcestruzzo per la fondazione C28/35, Rck = 35 MPa (11), piegati, disposti

radialmente e saldati in testa al micropalo (vedi Particolare armatura ancoraggio), si ha:

n.4 tondini 20 mm

DF = T max (d) - Nlim = 450 – 0 = 450 kN

10 Cfr. Cap. 4 Costruzioni civili e industriali § 4.3.5.5.1 Resistenza allo scorrimento fra i componenti - D.M.

Infrastrutture 14/01/2008.11 Cfr. Cap. 4 Costruzioni civili e industriali § 4.1.2.1.1.4 Tensione tangenziale di aderenza acciaio -

calcestruzzo - D.M. Infrastrutture 14/01/2008.


25/121


R

ELAZIONE I

C


F max (agente sul tondino piegato) = 1/4 x (450) ≈ 115 kN

l

a min

20 (piegato e saldato) = 46 cm

l

a

tondino 20 piegato (sviluppo) = 110 cm (di cui 85 cm lungo la direzione di tiro la

)

La verifica (la

> l

a min

) risulta soddisfatta.

Al fine di garantire la funzionalità dell’ancoraggio è necessario inoltre verificare la

resistenza a trazione di ciascuna staffa:

0

max

γ

N

fyk ≤

[5.10]

Sostituendo N ≈ 115 kN, fyk = 450 MPa e gMO = 1.15, A = 3.14 x 100–2 m2

s

E max

= 366 MPa < 390 MPa

Il collegamento tra la barra in acciaio e la superficie esterna del tubolare avviene mediante

saldatura a cordone d’angolo. Su ciascun lembo di estremità della barra e su ciascun lato

a contatto con il profilato metallico è necessario garantire una saldatura avente lunghezza

l e sezione minima di gola a.

Con una saldatura a cordone d’angolo nella porzione di contatto, infatti nella sezione di

gola sia ha (12

):

Ed

2

tk

Rd

F

3

f

F

g

=

[5.11]

Sostituendo ai simboli i seguenti valori

a altezza della gola = 6 x 10-3[m]

ftk

tensione rottura dell’acciaio più debole tra gli elementi collegati = 355 x 103

[kN/m2]

b

coefficiente = 0.90

g

M2 coefficiente di sicurezza per la verifica delle unioni = 1.25 F

w, Ed

forza di calcolo che sollecita il cordone d’angolo per unità di lunghezza [kN/m]

F

w, Ed = 115/(0.04x2x2) = 718 kN/m

F

w, Rd = 1093 kN/m > 718 kN/m

12 Cfr. N.T.C. del 14/01/2008 § 4.2.8 Unioni §§ 4.2.8.2.4. Resistenza delle saldature a cordone d’angolo –

Fig. 4.2.4


26/121


R

ELAZIONE I

C


Quindi affinché sia garantita l’unione mediante saldatura a cordone d’angolo degli

elementi, l’altezza minima della gola deve essere:

a 6.0 mm

e la lunghezza del cordone di saldatura:

l 4.0 cm


27/121


R

ELAZIONE I

C


9.

C


:

VERIFICA I STABILITÀ ELL

’

EQUILIBRIO ELASTICO

I micropali, essendo degli elementi strutturali di notevole snellezza destinati a sopportare

carichi di compressione di notevole entità, si prestano all’insorgenza di fenomeni

d’instabilità elastica.

In generale, a favore di sicurezza, seguendo la trattazione di Timoshenko e Gere (1961), ilcarico critico è fornito dall’espressione:

=

P

4

4

w

2

P

2

cr

J

h

m

h

J

N [9.1]

con:

E

modulo di elasticità dell’acciaio

JP

modulo d’inerzia della sezione trasversale del micropalo

e

4

P

4

i

4

i

4

e

n

k

64n

1

6464

=

[9.2]

e, i diametro esterno e interno del tubolare

n

modulo di omogenizzazione della sezione acciaio e calcestruzzo (miscela cementizia)

k

coefficiente compreso tra 0 e 1 indicativo del grado di partecipazione nel calcolo del

momento d’inerzia della superficie di calcestruzzo esterna a contatto con il tubolare.

h lunghezza del fusto (le cui estremità sono supposte vincolate mediante cerniere)

p diametro reso del micropalo

k

w

coefficiente di reazione orizzontale del terreno (media ponderata lungo il profilo verticale

del palo)

m numero intero di semionde della deformata sinusoidale causata dal carico di punta da

cui la semilunghezza d’ondal

= h/m

Per ottenere Ncr

si procede per iterazione, ovvero individuando il minimo valore di carico

critico, introducendo nella [9.1] diversi valori di m.

Per palo infinitamente lungo, lo svergolamento si manifesta per semilunghezza d’onda di:

4

*

P

J

b

=

[9.3]

*

P

*

crr

J b

[9.4]

con:

b

reazione laterale del terreno per unità di spostamento =k

w

x

p

Il valore di kw

può essere opportunamente ridotto per tener conto dell’effetto gruppo di pali vicini (palificata) (13), mediante l’espressione:

r

wrid

[9.5]

13 H. G. Poulos, E.H. Davis - Analisi e Progettazione di Fondazioni su Pali – § 8.2.3.2 Effetti di gruppo e

carico ciclico - Collana di Geotecnica e Ingegneria Geotecnica - Flaccovio Editore, Palermo (2005).


28/121


R

ELAZIONE I

C


Dove r è un coefficiente in funzione del numero dei pali del gruppo. Nel caso di palo

isolato, r = 1.

Le NCT al § 4.2.3.4. Effetti delle deformazioni impongono per l’analisi elastica che:

10N

N

E

cr

cr

[9.6]

Per il caso più cimentato (cfr. Allegato PALO PILA CENTRALE), si ha:

a

cr

≈ 14 ≥ 10 La verifica è soddisfatta

Trattando il problema dell’instabilità dell’equilibrio è utile fare riferimento anche al §

4.2.4.1.3 Stabilità delle membrature a cui si rimanda per maggiori dettagli, dove Nb,Rd

è

definito dall’espressione:

1

yk

Rd

f

N

g

=

[9.7]

Il coefficiente c = f (l**), dove:

cr

yk

N

f

=

[9.8]

Con Ncr

definito dalla [9.4]

Per i casi in esame si è assunto kw

≈ k

w eq = media ponderata lungo il profilo verticale del

palo:

PALO PER PALIFICATA TIPO A, B e C

k

w

= 15 N/cm

3

In presenza di pali in gruppo si assume:

k

wrid

= 50% k

w

= 7.5 N/cm

3

Per il caso più cimentato (cfr. Allegato), si ha:

N

b,Rd

= 1329.16 kN >> 412 kN

La verifica è soddisfatta.


29/121


R

ELAZIONE I

C


10.

V

ERIFICHE ALLO

SLE

-

C

E IMENTI E

S

POSTAMENTI TRASVERSALI

Il cedimento della sommità del singolo palo può essere espresso, con sufficiente

precisione in termini di cedimento di palo incompressibile in un semispazio, con fattori di

correzione per gli effetti di compressibilità del palo, ecc. E’ conveniente considerare due

casi estremi relativi ad una massa di terreno omogeneo, avente modulo di Young (E

s) ecoefficiente di Poisson (n

s

) costanti:

a) Palo sospeso

b) Palo portante all’estremità di base su uno strato più consistente

Per il caso in esame, la stima del cedimento sarà condotta secondo il modello afferente

al palo portante all’estremità.

Il comportamento del palo in esercizio (cedimento verticale d) è valutato a mezzo della

soluzione suggerita da Poulos e Davis (14) descritta dall’equazione:

d = P I /(E

s

d) [10.1]

In cui

P carico assiale applicato (NSLE

) in condizioni di esercizio

I

coefficiente di riduzione definito dall’espressione

I = I

o

R

k

R

b

x R

[10.2]

Io

coefficiente d’influenza del cedimento per palo incompressibile in una massa seminfinita e

pern

s = 0.5 d

b

/ d

rapporto tra il diametro di base e il diametro lungo il fusto

Rk

fattore di correzione per compressibilità del palo

Rb

fattore di correzione per la rigidezza dello strato portante

R

fattore di correzione per il coefficiente di Poisson del terrenon

s

K coefficiente di rigidezza del palo

K = R

A

E

p

/E

S

[10.3]

R

A

rapporto dell’area della sezione del paloA

p

, rispetto all’area delimitata dalla circonferenza

esterna del palo. Per un palo pieno RA

= 1

E

s

, E

b,

E

p

moduli elastici di Young rispettivamente del terreno lungo il fusto, alla base del palo e

del materiale costituente il palo.

L

pu

/d

rapporto lunghezza utile del palo (a partire dal piano della fondazione) e diametro del

palo

E

s

assunto pari alla al valore medio pesato dei moduli elastici definiti

per ciascuno strato lungo

il profilo verticale, a partire dal piano della fondazione.

n

s

coefficiente di Poisson

14 Cfr. § 5 Analisi del cedimento di pali singoli - H. G. Poulos, E.H. Davis - Analisi e Progettazione di

Fondazioni su Pali – Collana di Geotecnica e Ingegneria Geotecnica - Flaccovio Editore, Palermo (2005).


30/121


R

ELAZIONE I

C


Per i pali oggetto del presente documento, il cedimento d si stima a mezzo della relazione

derivata da Poulos e Davis (15):

d = b x P /(E

L

u

) [10.4]

Dove:

P carico assiale applicato (NSLE

) in condizioni di esercizio

b

=Coefficiente di forma = 0.5 + Log (Lu

/

p

)

L

u

= lunghezza del palo immorsato nello strato portante

p

= diametro reso del palo

E =

modulo elastico del terreno (o valore medio ponderato lungo la porzioneL

u

)

In presenza di palificata, il cedimento medio di un gruppo di pali è ottenuto attraverso

metodo empirico come prodotto del cedimento medio di un singolo palo per un

coefficiente di amplificazione:d

palif

=d x R

S

[10.5]

Il valore del coefficiente di amplificazione Rs

, in base alle recenti esperienze (Mandolini

1994; Mandolini et al.1997; Viggiani 2000) è stimato dall’espressione:

R

S

= R

G

x n [10.6]

Il parametro Rg

che indica il rapporto tra la rigidezza della palificata e la rigidezza del

singolo palo, da un’estesa serie di prove sperimentali è risultato funzione del parametro

geometricoR

proposto da Randolph e Clancy (1993):

L

i

R

=

[10.7]

Dove:

n = numero dei pali della palificata

i

= interasse tra i pali

L =

lunghezza del palo

In particolare, utilizzando l’inviluppo massimo dei valori sperimentali, si ha:

R

G,max

= 0.5/ R + 0.13/ R

2

[10.8]

15

S. Palermo - Pali, Micropali e Palificate di Fondazione – Dispense del Corso di aggiornamento Corso diaggiornamento professionale PALI, MICROPALI di CONSOLIDAMENTO e PALIFICATE di FONDAZIONE Modena,

19-20 Aprile 2013 - Relatore: Ing. Salvatore Palermo.


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R

ELAZIONE I

C


Il cedimento massimo atteso della palificata (quindi il cedimento massimo medio più

probabile) risulta:

d

max palif

= n x R

G,max

x d [10.9]

Nell’espressione [10.9], il cedimento della palificata viene calcolato partendo dal

cedimento di uno dei pali della palificata, considerato come palo isolato, soggetto al

carico medio della palificata, opportunamente amplificato di un coefficiente Rs, per

ottenere il cedimento massimo atteso della palificata.

Gli stessi Autori, propongono per la stima del cedimento differenziale massimo Ddmax palif.

la relazione:

Dd

max palif

= R

max

x

d

medio palif

[10.10]

R

max

= 0.36 x R

0.32

[10.11]

d

medio palif

= n x R

G

x d [10.12]

R

G

= 0.24 x R

-1.23

[10.13]

Per lo spostamento trasversale massimo del palo (yd

), trattandosi di una verifica allo SLE,

il valore viene determinato risolvendo il palo come una trave di lunghezza illimitata su suolo

elastico (modello alla Winkler), con rotazione della testa impedita e soggetta a carico

trasversale (TSLE

e/o MSLE

):

La lunghezza elastica viene definita da:

4

p

P

J

=

[10.14]

Dove:

J

p =

modulo d’inerzia della sezione trasversale del micropalo

E

y

=

modulo elastico dell’acciaio

p

= diametro reso del palo

k

w

coefficiente di reazione orizzontale del terreno (media ponderata lungo il profilo verticale del

palo) eventualmente ridotto per effetto gruppo di pali vicini ( i < 8p

)


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R

ELAZIONE I

C


I pali di fondazione, per gli usuali valori delle loro caratteristiche geometriche e

meccaniche e geotecniche del terreno, sono strutture di elevata snellezza e in termini di

modello alla Winkler possono essere considerati infinitamente lunghi.

Ciò è verificato se il rapporto tra la lunghezza del palo e la lunghezza elastica:

L/l > 5

La reazione del terreno p(z), il taglio T(z), il momento M(z), la rotazione q(z) e lo

spostamentoy(z)

del palo si esprimono attraverso le relazioni:

y

[10.15]

l

l

z

cos

z

SLE

[10.16]

l

l

l

z

sincos

4

T

M

z

SLE

z

[10.17]

l

l

z

sin

e

T

p

2

z

SLE

[10.18]

l

l

l

z

sincos

e

T

p

z

SLE

[10.19]

Le espressioni sono ottenute a partire dall’equazione della linea elastica (a cui si rimanda

a testi specializzati per maggiori dettagli), imponendo le condizioni al contorno, per sola

azione orizzontale (T

SLE):

Per z = 0

T(z) = T

SLE

q(z) = 0


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R

ELAZIONE I

C


Con analoghe considerazioni, nel caso in cui l’azione sollecitante, sia costituita da una

coppia di momento MSLE

, imponendo le condizioni al contorno:

Per z = 0

M(z) = M

SLE

q

(z)

= 0

y

[10.20]

ll

l

z

cosT

z

SLE

z

[10.21]

l

l

l

z

sincos

z

SLE

[10.22]

l

l

z

sin

e

M

p

3

z

SLE

[10.23]

l

l

l

z

sincos

e

M

p

2

z

SLE

[10.24]

In presenza di azioni T e M simultanee, si applica il principio di sovrapposizione degli

effetti.

Per il casi in esame si assume kw

= valore primo strato in prossimità della testa del palo

PALO PER PALIFICATA TIPO A, B e C

k

w

= 15 N/cm

3

In presenza di pali in gruppo si assume:

k

wrid

= 50% k

w

= 7.5 N/cm

3


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R

ELAZIONE I

C


VISANO (BS), Ottobre 2015


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R

ELAZIONE I

C


Allegati

Figure

Calcolo geotecnico e strutturale


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R

ELAZIONE I

C


FIG. A1 – Ubicazione Indagini

A cura del Dr. Geol. Francesco Calzolaro


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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C


FIG. A2 – ELABORAZIONI CPTU - A cura del Dr. Geol. Francesco Calzolaro


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R

ELAZIONE I

C


FIG. A3 – DATI DI CAPAGNA PROVA DPSH - A cura del Dr. Geol. Francesco Calzolaro


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R

ELAZIONE I

C


FIG. A4 e succ. – Elaborazione Indagine DPSH

A cura dell’Ing. Simone Longhi


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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C



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R

ELAZIONE I

C


Definizione della Magnitudo attesa nel sito in Oggetto per analisi d’Interazione Cinematica

palo - terreno

Carta sismogenetica d'Italia- Zone ZS9

Sotto il profilo sismico, gli studi sulla pericolosità sismica, promossi dall’Istituto Nazionale di Geofisica eVulcanologia (INGV), hanno portato alla definizione di una nuo ... Web Map di martellottamariangela

Data ultima modifica: 30 giugno 2012


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R

ELAZIONE I

C


Calcolo di Nc (numero di cicli effettivi dell’accelerogramma) con Foglio elettronico di

calcolo “FonLim_2.0” – NTCalc© NOVAINGEGNERIA

6.60

9.17

7.24

8.00 Neq = n.o di cicli di carico equivalentI al carico sismico (adottato)=

M = Magnitudo attesa del terremoto =

Valutazione di Neq = n.o di cicli di carico equivalenti al carico sismico

Interpolato da Seed & Idriss (1982): Neq = 0,1346M4- 3,2343M

3+ 29,516M

2- 116,17M + 164,62 =

Interpolato da Idriss (1999): Neq = 0,0606M4

- 0,9596M3+ 5,6818M

2- 13,531M + 9,9399 =

-

5

10

15

20

25

30

35

40

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

Neq

M

Seed & Idriss (1982) Idri ss (1999)


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R

ELAZIONE I

C


Valori tipici di k1 [N/cm3] per terreni i ncoerenti, relativi ad una pi astra di di ametro b=30 cm

Valori tipici di k1 [N/cm3] per terrenicoesivi , relativi a d una pias tra di di ametro b=30 cm

Valore consigliatok1 [N/cm

3

] - Campo 18 ÷ 35 35 ÷ 70 >7025 50 100

Tipo di Argilla

Stato di Consistenza

Compatta

(cu = 50 ÷ 100 kPa)

Molto Compatta

(cu = 100 ÷ 200 kPa)

Dura

(cu = > 200 kPa)

10 30 110Valore consigliatoSatura

Non Satura Valore consigl iato

k1 [N/cm3] - Campo

Tipo di Sabbia

Stato di Addensamento

Sciolto

(Dr = 15% ÷ 35%)

Medio

(Dr = 35% ÷ 65%)

Denso

(Dr = 65% ÷ 85%)

7 ÷ 20 20 ÷ 100 100 ÷ 350

15 50 175

Fig. A15 – Coefficiente di reazione laterale del terreno – tratto da Viggiani Carlo, Fondazioni,

Helvenius Edizioni, 1999

Per i terreni coesivi (sovraconsolidati) k

w

= k

1

x b / (1.5 x

p

) [N/cm

3

] con b = 30 cm

Per i terreni incoerenti k

w

= k

1

x

(

p

+ b)/(2 x

p

)

2

[N/cm

3

] con b = 30 cm


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R

ELAZIONE I

C


SCHE E TECNICHE MATERIALI


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R

ELAZIONE I

C


Scheda Tecnica Betoncino


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R

ELAZIONE I

C


Calcolo delle caratteristiche meccaniche dei profili tubolari - UNI EN 10219 - 2 -1999

Diametro esterno nominale D 177.80 [mm]

Spessore nominale T 8.00 [mm]

Diametro interno nominale d 161.80 [mm]

CARATTERISTICHE MECCANICHE

Area della sezione trasversale A 42.68 [cm2]

Momento d'inerzia I 1541.44 [cm4]

Raggio d'inerzia i 6.01 [cm]

Modulo di resistenza elastico Wel,yy 173.39 [cm3]

Modulo di resistenza plastico attorno all'asse forte Wpl,yy 230.83 [cm3]

Momento d'inerzia torsionale It 3082.88 [cm4]

Modulo di torsione Ct 346.78 [cm3]

CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE

Valore di snervamento dell'acciaio f y 355 [MPa]

Coefficiente e e 0.81 [-]

Classificazione

Diametro d 177.80 [mm]Spessore t 8.00 [mm]

Rapporto tra diametro e spessore d/t 22.23 [-]

Classificazione della sezione CLASSE 1


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R

ELAZIONE I

C


Verifiche geotecniche e strutturali: Foglio elettronico di calcolo denominato “TUB 2.2.xls” –

NTCalc© NOVAINGEGNERIA – LICENZA NTCalc_276 intestata a Dott. Ing. Simone Longhi.

PALIFICATA – SPALLA

INTERAZIONE CINEMATICA

Si considera l'interazione cinematica (M) ? si

d = diametro palo= m 0.35

L = lunghezza palo= m 14.50

Ep = modulo elas tico di rigidezza ass iale del palo= N/mmq 38,000.00

STRATO 1

tipo strato: Argilla limosa

h1 = altezza strato= m 5.00

VS,1 = velocità delle onde di taglio= m/s 90.00

r 1 = densità (mass a per unità di volume)= kN s2 / m

41.80

n 1 = coeff. di poiss on= 0.30

STRATO 2

tipo strato: Argille e s. limose

h2 = altezza strato= m 19.00

VS,2 = velocità delle onde di taglio= m/s 400.00

r 2 = densità (mass a per unità di volume)= kN s2 / m

41.90

n 2 = coeff. di poiss on= 0.30

ACCELERAZIONE SISMICA DEL SITO

ag /g = (accelerazione mas sima attesa su s ito di riferimento rigido) / g = 0.135

Fo = fattore amplif. spettrale mass ima, su sito di rif. rigido (se Fo< 2,2 occorre adottare 2,2) = 2.490

Vs,30 = Vs,1 = m/s 90.00

Categoria di sottosuolo di progetto = C

A: SS= 1.000

B: SS= 1.200

C: SS= 1.499

D: SS= 1.800

E: SS= 1.600

SS = effetto amplificazione s tratigrafica sul sottosuolo in progetto: 1.499

Categoria topografica in progetto = T1

ST= effe tto del l'ampl ificazione topografica (1 ,0 se T1; 1 ,2 se T2; 1,2 se T3; 1,4 se T4)= 1.000

S = SS ST= 1.499

Accelerazione mas sim a al si to / g = amax/g = S ag/g = 0.202

Accelerazione massima al s ito = amax= (S ag/g) g = m/sec2 1.979

L

d

h1

h2

Strato 1

Strato 2


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R

ELAZIONE I

C


G1 =Modulo di taglio dello strato 1 = r1 Vs,12 = N/mmq 14.58

E1 = Modulo di Young dello strato 1= 2 (1 + n1) G1 = N/mmq 37.91

G2 =Modulo di taglio dello strato 1 = r2 Vs,22 = N/mmq 304.00

E2 = Modulo di Young dello strato 1= 2 (1 + n2) G2 = N/mmq 790.40

Rapporto di snellezza = L/d = 41.43

Jp = Momento di inerzia del palo =

p d4

/ 64 = m4 0.0007

Ep / E1 = 1,002.43

La = Lunghezza attiva = 1,5 d (Ep / E1)0,25 = 2.95

h1> La? si

(L'equazione a seguire per M è valida a rigore quando h1>L

a; ovvero quando l'interfacc ia tra

i due strati s i trova a una profondità superiore alla Lunghezza attiva del palo)

Vs,2 / Vs,1 = 4.44

tc =Tensione di taglio all'interfaccia (contatto) tra i due strati = amax r1 h1 = kN/mq 17.81

Momento all'interfaccia (contatto) tra i due strati in condizioni di moto stazionario:

M = 0,042 tc d3 (L /d)0,30 (Ep/ E1)

0,65 (Vs,2 /Vs,1)0,50 = kNm 18.45

VALUTAZIONE DEL FATTORE d DI RIDUZIONE DEL MOMENTO

funzione del numero di cicli effettivi e del periodo dom inante dell’accelerogrammaValutazione 1) per d:

Nc= n.o di cicli effettivi dell'accelerogramma= 8.00

Periodo naturale del depos ito prossim o ai periodi predominanti dell'eccitaz. sis mica:

d = 0,04 Nc + 0,23= 0.55

Periodo naturale del deposito che si allontana dai periodi predominanti dell'eccitaz. sis mica:

d = 0,015 Nc + 0,17= 0.29

d

scelto in base ai due valori calcolati = 0.55

Valutazione 2) per d:

d

nel campo dei valori frequenti (variabile in genere tra 0,17 e 0,50); risultad

= -

Valutazione adottata perd

= 1)

d = d adottato= 0.55

MCIN = Momento cinematico all'interfaccia tra i 2 strati (NIKOLAOU et Alt., 2001)= d M = kNm 10.15

t ff = tensione tangenziale all’interfaccia da analisi di free-field= kN/mq -

MCIN = Momento cinem atico all 'interfaccia tra i 2 strati (MAIORANO et Alt., 2009):

0,071 tff d3 (L /d)0,30 (Ep/ E1)

0,65 (Vs,2 /Vs,1)0,50 = kNm -

Valore adottato per MCIN= NIKOLAOU et Alt 2001

MCIN = Momento cinematico al l'interfaccia tra i 2 s trati = valore adottato= kNm 10.15

MINERZ (su monopalo o s ingolo palo della palificata) = kNm -

Moto cinematico e inerziale: in fase oppure sfasati? fase

MRIS = Momento risultante (su monopalo o singolo palo della palificata) = kNm 10.15


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R

ELAZIONE I

C


QUA RO SOLLECITAZIONI I PROGETTO

Sollecitazioni su mono-Pa lo (Micropalo isolato) o Palificata di Micropali? Palificata

1) PER VERIFICHE SLU

perm. gG (se fav.) var. gQ (se fav.)

App. 1 1,30 (1,00) 1,50 (0,00)

1,00 (1,00) 1,30 (0,00)

App. 2 1,30 (1,00) 1,50 (0,00)

App. 1 1.00 1.00

1.00 1.00

App. 2 1.00 1.00

Approccio scelto nel calcolo Azioni su mono-Palo o Palificata (1 opp. 2) 2

Verifiche SLU_STR Verifiche SLU_GEO Verifiche SLU_STR Verifiche SLU_GEO

Relativa Comb. associata all'Approccio scelto: unica unica unica unica

All'interno del l'app. sce lto, riportare per la com b. ass ociata, i valori a seguire:

Ai fini di SLU_STR_(N,M,V); resistenza SLU (N,M,V) dei Micropali

N compressione (+), tra terne non sismiche e sismiche Verifiche SLU_STR Verifiche SLU_STR

1 N= kN - 3,152.00

Mx = kNm - -

My = kNm - -

Vx = kN - 26.88

Vy = kN - -

M = (Mx2 + My

2)1/2 = kNm -

V = (Vx2 + Vy

2)1/2 = kN - 26.88

2 N= kN - 1,609.60

Mx = kNm - -

My = kNm - -

Vx = kN - 490.56

Vy

05 - Relazione Calcolo Micropali Gottolengo -BS- CANALE REDONE

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