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“CEDIMENTI DI FONDAZIONI SUPERFICIALI” UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI FIRENZE Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Sezione geotecnica (www.dicea.unifi.it/geotecnica) Johann Facciorusso Corso di Geotecnica Ingegneria Edile, A.A. 2010\2011 [email protected] http://www.dicea.unifi.it/~johannf/

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“CEDIMENTI DI FONDAZIONI SUPERFICIALI” 

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI FIRENZEDipartimento di Ingegneria Civile e AmbientaleSezione geotecnica (www.dicea.unifi.it/geotecnica)

Johann Facciorusso

Corso di GeotecnicaIngegneria Edile, A.A. 2010\2011

[email protected]://www.dicea.unifi.it/~johannf/

1) lo scavo necessario alla realizzazione della fondazione2) il  carico trasmesso  dalla  fondazione  stessa  o  da  altre  fondazioni  vicine (comprendente  il  peso  della  fondazione  e  i  carichi  provenienti  dalla sovrastruttura)

3) una  variazione  delle  pressioni  interstiziali,  ad  esempio  per  un abbassamento del livello di falda.

Cedimenti

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Dr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

CEDIMENTIDef.  I  cedimenti delle  fondazioni  superficiali  sono gli  spostamenti verticali del piano di posa, e sono il risultato (l’integrale) delle deformazioni verticalidel terreno sottostante la fondazione.

Tali  deformazioni  sono  la  conseguenza  di  un’alterazione  dello  stato  di tensione, che in generale può essere prodotta da:

∫ ε=Iz

0z dz)z(S

Def. La  profondità  zI,  identifica  il  volume  significativo rappresenta  la profondità  superata  la  quale  l’alterazione  dello  stato  di  tensione  diviene trascurabile

ed il calcolo dei cedimenti di fondazioni superficiali si articola nelle seguenti fasi: 

Per stimare  i cedimenti è necessario conoscere, entro  il volume  significativo del terreno di fondazione:

1) le condizioni stratigrafiche,2) lo stato tensionale iniziale e finale,3) le leggi costitutive tensioni‐deformazioni‐tempo per ciascuno dei terreni presenti.    

1) calcolo delle tensioni litostatiche, σ’v0, e degli incrementi di tensione, ∆σv, indotti nel sottosuolo;

2) scelta delle leggi tensioni‐deformazioni‐tempo, σ = f(ε,t), e determinazione sperimentale  dei  parametri  rappresentativi  per  ciascuno  degli  strati presenti;

3) calcolo delle deformazioni verticali, εz, e loro integrazione;4) calcolo del decorso dei cedimenti, S, nel tempo

Cedimenti

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Limitandosi al caso (1), la stima dei cedimenti attesi è necessaria per valutare l’ammissibilità  del  carico  trasmesso  dalla  fondazione  in  condizioni  di esercizio (verifica agli SLE).

Cedimenti di fondazioni su terreno coesivi saturiDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

CEDIMENTI DI FONDAZIONESU TERRENI COESIVI SATURI

Il  cedimento  di  una  fondazione  superficiale su  terreno  coesivo  saturo si compone di tre parti:

sci SSSS ++=

Si = cedimento immediato: bassa  permeabilità ⇒ condizioni  non  drenate⇒ εv =  εa +  2∙εr =  0 (in  condizioni  assial‐simmetriche)

⇒ il cedimento consegue solo a deformazioni di  taglio e  comporta un  rigonfiamento ai  lati della fondazioni

N.B. In condizioni  edometriche (carico  con  estensione  maggiore  dello spessore dello strato) Si = 0 (essendo εr = 0)

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Sc = cedimento di consolidazione: le  sovrappressioni  interstiziali  indotte dal carico  innescano  un  processo  di consolidazione ,  durante  il  quale  si riducono  i  vuoti  nel  terreno,  si  hanno quindi  deformazioni  volumetriche  e cedimenti  (verticali  e  radiali)  che  si accrescono  nel  tempo  fino  alla  completa dissipazione  delle  sovrappressioni interstiziali 

N.B. In  condizioni  edometriche la  consolidazione  è monodimensionale, per carico  agente  su  un’area  di  ampiezza  limitata  la  consolidazione  è tridimensionale. 

a  processo  di  consolidazione  terminato  (a tensioni  efficaci  costanti),  si  possono  avere ulteriori  deformazioni  e  quindi  cedimenti  per viscosità dello scheletro solido (creep) 

SS = cedimento di viscosità:

N.B. Per  i  terreni a grana fine il cedimento di consolidazione rappresenta  in genere  l’aliquota dominante del cedimento  totale;  il cedimento  secondario o viscoso,  salvo  casi  particolari  (torbe  o  argille  organiche)  è  piccolo  e  viene trascurato

Cedimenti di fondazioni su terreno coesivi saturi

Cedimenti immediatiDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

CEDIMENTI IMMEDIATI (Si)

Il cedimento immediato (Si) si manifesta via via che viene applicato il carico durante la costruzione dell’opera geotecnica, e pertanto spesso è poco temibile

può essere recuperato riportando in quota la strutturanormalmente  precede  la  messa  in  opera  delle  parti  più  vulnerabili 

(pavimentazioni, rivestimenti, finiture). 

Il cedimento immediato viene di norma calcolato in termini di tensioni totali e  in  condizioni  non  drenate con  la  teoria  dell’elasticità (basso  valore  delle tensioni, e quindi delle deformazioni, indotte dal carico di esercizio). 

La principale fonte di incertezza è comunque derivante dalla scelta dei valori più appropriati dei parametri elastici:

ν = νu = 0,5 ( ) ( ) 0

E21

321321v =σ+σ+σ⋅ν⋅−

=ε+ε+ε=ε

Legge di HookeTerreno saturo

Condizioni non drenate 

1. Coefficiente di Poisson, ν

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2. Modulo di deformazioni, in condizioni non drenate, Eu

ε

σ

εf

1Eua. Da prove ELL o TXCIU o TXUU

b. Da correlazioni empiriche(1/2÷1/3) εf

OCR Eu/cu

IP < 30 30 < IP < 50 IP > 50

< 3 800 400 200

3÷5 500 300 150

> 5 300 200 100

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p

pp

minW

m axW

p

p

minq

W

maxq

FONDAZIONI RIGIDE

FONDAZIONI FLESSIBILI

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Cedimenti immediatiDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

Mezzo rigido

Mezzo elastico (E, ν)

pD

H

fondazione B x Lp

Calcolo del  cedimento immediato (Si):fondazione flessibile  rettangolare su terreno omogeneo

Fondazione flessibile(D = 0, H = ∞)

( )

( )⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎟⎟

⎜⎜

ξξ++

⋅ξ+ξ++ξ⋅π

=

⋅ν−⋅⋅

=

22

s

s

2

11ln1ln1I

BL

IE1Bps

Cedimento allo spigolo (A)

Principio di sovrapposizione degli effetti

A

Cedimento al centro (O)

O

AO

( ) ( )⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎟⎟

⎜⎜

ξξ++

⋅ξ+ξ++ξ⋅ν−

⋅π

⋅=

22

2 11ln1ln

E12/Bq4w

B/2

L/2

N.B. Se  la  fondazione  è  rigida  il  cedimento  può  essere  assunto  in  prima approssimazione pari all’80% del cedimento massimo della fondazione flessibile

Cedimenti immediati

1010/31/31

Dr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

(Jambu, 1956; Christian e Carrier, 1978):

u10i E

BpS ⋅⋅µ⋅µ=

µ0 = f(D/B, L/B)

Mezzo rigido

Mezzo elastico (E, ν)

pD

H

fondazione B x Lp

µ1 = f(H/B, L/B)

Calcolo del  cedimento immediato (Si):fondazione flessibile  rettangolare su terreno omogeneo saturo (ν = νu; E = Eu)

Cedimenti immediatiDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

Eu,A

Eu,B

HA

HB

A

B

Eu

fondazione B x L

p

Calcolo del  cedimento immediato (Si):fondazione flessibile  rettangolare su terreno stratificato saturo 

Si = Si,A + Si,B

Si,A = Si(H=HA, Eu = Eu,A)

Si,B = Si(H=HB, Eu=Eu,B) – Si(H=HA e Eu=Eu,B) 

1111/31/31

Cedimenti immediatiDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

Calcolo del  cedimento immediato (Si):tubazione interrata in terreno coesivo saturo 

Si = Si,2 ‐ Si,1

Si,2 = Si(H=H2)

Si,1 = Si(H=H1) 

fondaz ione B x L

p

H1

H2

1212/31/31

Cedimenti di consolidazioneDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

CEDIMENTI DI CONSOLIDAZIONE (Sc)Il  cedimento di  consolidazione, Sc, di una  fondazione  superficiale  su  argilla satura dovrebbe  essere  calcolato  tenendo  conto delle  effettive  condizioni  al contorno,  che  in  generale  non  corrispondono  alle  condizioni  edometriche, (ovvero  in  condizioni  di  espansione  laterale  impedita,  con  filtrazione  e deformazioni solo in direzione verticale).Per motivi di semplicità viene calcolato con il metodo semplificato di Terzaghi(1)  che  si  basa  sulle  ipotesi  di  consolidazione  edometrica,  modificando eventualmente  il  risultato  ottenuto  con  un  fattore  correttivo  empirico per tenere conto delle approssimazioni introdotte (2).

Ipotesi (H/B⇒0)1. le deformazioni avvengono solo in direzione verticale, senza contrazioni o espansioni orizzontali (εv = εa; εh = 0);

2. la sovrappressione dei pori  iniziale ∆u è pari all’incremento di  tensione verticale totale ∆σv indotta dai carichi (∆u = ∆σv)

(1) Metodo di Terzaghi

1313/31/31

Cedimenti di consolidazioneDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

HA

HB

H

B

q

ZW

σ'v

σ'v 0σ'c

γ D p = q -γ D

q

σ'v 0 + ∆σv

D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

1. il modello geotecnico : strati orizzontali di riferimento e valori medi di γ, e0, Cc, Cs (o mv, av, M), nonché la profondità della falda, zw.

In corrispondenza dell’asse della fondazione si determina:

2. Il profilo della tensione verticale efficace geostatica, σ’v03. Il profilo della pressione di consolidazione, σ’c(per terreni NCσ’v0 = σ’c)

z

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D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

HA

HB

H

B

q

ZW

σ'v

σ'v 0σ'c

γ D p = q -γ D

q

σ'v 0 + ∆σv

D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

4. La pressione verticale media netta alla base della fondazione: p = q ‐ γD

5. Il profilo dell’incremento di tensione verticale, ∆σv, prodotto dalla pressione p agente sull’area di carico, utilizzando la teoria dell’elasticità, fino alla profondità Z oltre la quale non sono presenti strati compressibili o ∆σv = 0,1∙ σ’v0

zI

∆σv 0,1∙ σ’v0

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D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

HA

HB

H

B

q

ZW

σ'v

σ'v 0σ'c

γ D p = q -γ D

q

σ'v 0 + ∆σv

D

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

H8

H9

6. Lo spessore dello strato compressibile, zI ‐ D 7. Lo spessore dei sottostrati, Hi, coincidenti con gli strati orizzontali omogenei oppure ottenuti suddividendo gli strati omogenei di grande spessore8. I valori di σ’v0, σ’c, ∆σv, e0, Cc, Cs, mv, M in corrispondenza del punto medio di ciascuno sottostrato di spessore Hi

Cedimenti di consolidazioneDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

9. il cedimento di ogni strato o sottostrato i‐esimo: 

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

σ∆+σ⋅⋅

+=∆ '

0v

v'

0vc

0

ii logC

e1H

H

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

σ∆+σ⋅⋅

+=∆ '

0v

v'

0vs

0

ii logC

e1H

H

( ) ⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛σ

σ∆+σ⋅+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛σσ

⋅⋅+

=∆ 'c

v'

0vc'

0v

'c

s0

ii logClogC

e1H

H

σ’c = σ’v0 (terreno N.C.) 

σ’c > σ’v0 +∆σv (terreno O.C.) 

σ’v0 +∆σv > σ’c > σ’v0 (terreno O.C.) 

vviv

ii mHM

HH σ∆⋅⋅=σ∆

⋅=∆

oppure:

10. il cedimento di consolidazione edometrico di tutto lo strato compressibile H:

Sed = Σ∆Hi

1717/31/31

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(2) Correzione di Skempton‐Bjerrum

Poiché il terreno sottostante la fondazione non è confinato lateralmente,⇒ ∆u < ∆σ

Poiché  le  deformazioni  per  consolidazione  sono  dovute  alla  riduzione  di volume derivante dal dissiparsi delle sovrapressioni interstiziali⇒ Sc < Sc,edo

edc SS ⋅µ=

Skempton‐Bjerrum (1957)

dove:µ = f(H/B,A,OCR, forma)N.B. Per  H/B  0  oppure per argille NC con A > 1

µ 1 e Sc Sed

Cedimenti di consolidazioneDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

Da  quanto  finora  detto  risulta  che  il  cedimento  totale  di  una  fondazione superficiale su terreno a grana fine può essere stimato con la relazione:

In particolare:

edS1.1S ⋅=Si /S ≅ 0.1

edici SSSSS ⋅µ+=+=

‐ per argille NCSc ≅ Sed (µ ≅ 1)

edSS =Si /S ≅ 0.6‐ per argille OCSc ≅ 0.4∙Sed (µ ≅ 0.4)

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Cedimenti di fondazioni su sabbieDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

CEDIMENTI DI FONDAZIONI SU SABBIEConsiderata la natura granulare dei terreni incoerenti, i cedimenti:

sono di modesta entità (raramente superiore a 4 cm),  tranne che nel caso di carichi dinamici (vibrazioni, terremoti);sono immediati (le condizioni di carico sono drenate);si esauriscono durante la costruzione, salvo quando il carico accidentale non 

sia molto superiore al carico permanente;sono di difficile determinazione (sono stati proposti molti metodi la maggior 

parte  dei  quali  empirici  o  semi‐empirici,  basati  cioè  sull’osservazione  di  un certo  numero  di  casi  reali,  nessuno  dei  quali  può  considerarsi  accurato  e affidabile;sono stimati con metodi di calcolo basati sui risultati di prove in sito, poiché 

è molto difficile ottenere campioni indisturbati di sabbia

I metodi attualmente più accreditati sono:il metodo di Schmertmann (1970‐1978) basato su prove CPTil metodo di Burland e Burbridge (1985) basato su prove  SPT

2020/31/31

Metodo di Schmertmann

2121/31/31

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METODO DI SCHMERTMANNIl  metodo  di  Schmertmann consente  di  stimare  il  cedimento  di  fondazioni superficiali  su  sabbia  utilizzando  il  profilo  di  resistenza  penetrometrica di punta, qc, di una prova CPT.

z/B

Iz

z1/B

z2/B

Iz0

Izmax

B

D

p

p'0

∑ ∆⋅⋅∆⋅

⋅=

B/Z

0 c

Z

3

212

qZIp

CCCS

dove:

‐ ∆p = p – p’0è la pressione media netta applicata dalla fondazione,‐ p   è la pressione trasmessa dalla fondazione,‐ p’0 è la pressione efficace al piano di fondazione 

‐ C1 è un fattore che dipende dalla profondità del piano di fondazione5,0p

p5,01'0 ≥

∆⋅−=

‐ C2 è un fattore di viscosità (t = anni dalla fine della costruzione),‐ C3   è un fattore che dipende dalla forma dell’area di carico.

t10log2,01 10⋅+=

Metodo di Schmertmann

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Per quanto riguarda l’integrale (sommatoria):

z/B

Iz

z1/B

z2/B

Iz0

Izmax

B

D

p

p'0

‐ IZ è un  fattore di  influenza della deformazione  verticale media che  varia linearmente  tra  il  piano  di  posa,  dove  vale IZ0,  e  la  profondità  d’influenza normalizzata, Z2/B, dove è nullo, con un massimo, IZmax, alla profondità Z1/B.‐ ∆Z è lo spessore del sottostrato in cui lo strato di terreno di fondazione, di spessore  Z2/B,  viene  suddiviso  di  terreno,  che  al  limite  può  coincidere  conl’intervallo di campionamento della prova 

N.B. 1.Le profondità sono sempre riferite al piano di posa, così come il carico trasmesso è quello netto.

‐ qc è  la  resistenza  di  punta mediadello strato ∆z (da prova CPT)

2. Lo spessore minimo degli strati, ∆Ζ, coincide con l’intervallo d misura.

Metodo di SchmertmannDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

Per determinare i valori degli altri parametri:

Forma dell’area di carico Striscia (B/L = 0) Quadrato (B/L = 1) Rettangolo (0<B/L<1)

Iz0 0,2 0,1 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅−

LB1,02,0

Bz1 1 0,5 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅−

LB5,01

Bz2 4 2 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅−

LB24

C3 3,5 2,5 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

LB5,3

2323/31/31

Metodo di Burland e BurbridgeDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

METODO DI BURLAND E BURBRIDGEIl metodo di Burland e Burbridge per la stima del cedimento di fondazioni su sabbie normalmente  consolidate  (NC) e  sovra  consolidate  (OC) a partire dai risultati di prove SPT si basa su un’analisi statistica di un grande numero casi osservati.

dove:‐ q   è la pressione trasmessa dalla fondazione,

c7,0

1si IBqffS ⋅⋅⋅⋅=

1) Per sabbie NC, il cedimento immediato vale:

2

s 25,0BLBL25,1f ⎥

⎤⎢⎣

⎡+⋅

=

qB

‐ B e L le dimensioni in pianta della fondazione

è un fattore di forma della fondazione, quadrata (L/B = 1) ⇒ fs = 1nastrif. (L/B = ∞) ⇒ fs = 1.25

‐ è un fattore di profondità,⎪⎩

⎪⎨

<

≥⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅=

SI

SII

s

I

s

1

HZper1

HZperZH2

ZH

f

è la profondità d’influenza,763,0I BZ = HS è lo spessore dello strato di sabbia

Metodo di Burland e BurbridgeDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

è un indice di compressibilità funzione del valore medio, dell’indice della prova SPT:

N.B. In questo caso,  la fondazione si  intende senza scavo  (D = 0) e  le profondità sono riferite al p.c.

NSPT = N2 + N3

oppure:

N’ = 15+0,5 ∙(NSPT – 15), N’ = 1,25∙NSPT

per sabbie molto fini o limose sotto falda 

per ghiaie o sabbie ghiaiose 

4,1cN

71,1I =‐

calcolato entro  la profondità d’influenza, ZI,  se  l’indice  cresce o è costante con la profondità, altrimenti entro la profondità 2B.

2525/31/31

Metodo di Burland e BurbridgeDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

2626/31/31

2) Per  sabbie OC  o poste  alla base di uno  scavo,  il  cedimento  immediatodella fondazione vale:

q

B

D3IBqffS c7,0

1si ⋅⋅⋅⋅= se q < σ’v0

( ) 7,0c

'0v

c'0v1si BIq

3IffS ⋅⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ⋅σ−+⋅σ⋅⋅= se q > σ’v0

compressibilità di terreno OC è 1/3 di quella dello stesso terreno NC

N.B. A favore di sicurezza, anche per terreni OC si assume la formula valida per terreni NC (tranne che in presenza di uno scavo)

Il cedimento totale, S, che tiene conto anche degli effetti viscosi, vale:

ti fSS ⋅=

3tlogRR1f 10t3t ⋅++=‐ è un fattore di viscosità del terreno (t = anni dalla fine della costruzione, t ≥3,

dove:

Condizioni di carico R3 Rt

Carichi statici 0,3 0,2

Carichi ciclici 0,7 0,8

Cedimenti assoluti e differenziali ammissibiliDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

VERIFICA AGLI SLEDopo  avere  stimato  l’entità  dei  cedimenti  di  una  fondazione  superficiale occorre valutarne l’ammissibilità (verifica agli Stati Limite di Esercizio, SLE). Il problema è molto complesso per motivi legati:

2727/31/31

alla determinazione del carico:

alla stima dei cedimenti assoluti e differenziali ammissibili che dipendono dalla  vulnerabilità  della  struttura  portante  e  delle  strutture  portate,  dalla destinazione d’uso, dalla qualità dei materiali impiegati. 

‐può variare nel tempo (per cui occorre distinguere tra cedimenti immediati prodotti dal  carico massimo e  cedimenti di  consolidazione prodotti da un carico medio di lunga durata‐ dipende dal tipo di terreno di fondazione, dalla rigidezza della fondazionee in generale dall’interazione terreno‐fondazione‐struttura‐ può  essere  influenzato  da  fattori  esterni,  quali  le  fondazioni  vicine,  le oscillazioni della falda, ecc.‐ può  comprendere  carichi  accidentali  non  trascurabili  di  cui  valutare l’aliquota da tenere in conto

all’incertezza  della  stima  dei  cedimenti,  legata  sia  al modello  geotecnico, necessariamente semplificato, sia al metodo di calcolo 

Cedimenti assoluti e differenziali ammissibiliDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

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Cedimento assoluto, ρ

Cedimento differenziale

Rotazione: θAB = δρAB/LAB

LAB

δρAB

ρA ρB ρCρD

Rotazione rigida: ω = δρAD/LADω

Inflessione relativa: ∆BRapporto d’inflessione: ∆B/LAD

Deformazione angolare,αB = θAB + θBC

Distorsione angolare: βAB = θAB + ω

CEDIMENTI ASSOLUTI E DIFFERENZIALI AMMISSIBILI

Cedimenti assoluti e differenziali ammissibiliDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

1)  Un  cedimento  uniforme  non  determina  variazioni  nello  stato  tensionaledella struttura in elevazione (possono essere tollerati anche cedimenti elevati purché compatibili con la funzionalità dell’opera).2)  Movimenti  di  rotazione  rigida  e  cedimenti  differenziali alterano  le sollecitazioni  nella  struttura  e  sono  quindi  più  pericolosi  per  l’integrità dell’opera.3)  In  genere,  poiché  il  cedimento  differenziale  aumenta  al  crescere  del cedimento  assoluto,  spesso  si pongono  limitazioni  al  cedimento  assoluto, di meno incerta determinazione, ed in tal modo ci si garantisce anche rispetto al cedimento differenziale.4)  I  valori  ammissibili  dei  diversi  parametri  che  definiscono  i  cedimenti assoluti e differenziali sono proposti da vari Autori in grafici e tabelle, su base statistica.

OSSERVAZIONI

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Cedimenti assoluti e differenziali ammissibiliDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

In generale si può dire che:sono ammissibili cedimenti maggiori su argilla che su sabbia (avvengono più 

gradualmente nel tempo e permettono alla struttura di adeguarsi);gli edifici  intelaiati sopportano meglio  i cedimenti differenziali degli edifici 

di muratura portante (più rigidi e fragili);i muri portanti sopportano meglio deformazioni angolari con concavità verso 

l’alto che verso il basso;le strutture lunghe sopportano meglio le inflessioni relative

Categoria di danno potenziale tanβ

Limite oltre il quale possono sorgere problemi in macchinari sensibili ai cedimenti 1/750

Limite di pericolo per strutture reticolari 1/600

Limite di sicurezza per edifici in cui non si ammettono fessurazioni 1/500

Limite oltre il quale possono apparire le prime fessure nei muri di tamponamento e difficoltà nell’uso dei carri ponte 1/300

Limite oltre il quale possono essere visibili inclinazioni di edifici alti 1/250

Notevoli fessure in muri di tamponamento e muri portanti in laterizio.Limite di sicurezza per muri portanti in laterizio con h/L<1/4.Limite oltre il quale si devono temere danni strutturali negli edifici.

1/150

3030/31/31

Cedimenti assoluti e differenziali ammissibiliDr. Dr. IngIng.  Johann Facciorusso.  Johann FacciorussoCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileCorso di Geotecnica per Ingegneria EdileA.A. 2010/2011A.A. 2010/2011

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Tipo di movimento Fattore di limitazione Valore ammissibileCollegamento a reti di servizi 15÷30

Accessibilità 30÷60

Probabilità di cedimenti differenziali in:

a) murature portanti 2,5÷5

b) strutture intelaiate 5÷10

c) ciminiere, silos 7,5÷30

Stabilità al ribaltamento Dipende dalla posizione del baricentro

Operatività di macchine:

a) macchine tessili 0,003

b) turbogeneratori 0,0002

c) binari di carro ponte 0,003

Drenaggio di superfici pavimentate 0,01÷0,02

Murature portanti multipiano 0,0005÷0,001

Murature portanti ad un piano 0,001÷0,02

Lesioni di intonaci 0,001

Telai in c.a. 0,0025÷0,004

Pareti di strutture a telaio in c.a.  0,003

Telai in acciaio 0,002

Strutture semplici d’acciaio 0,005

Rotazione relativatanβ

Rotazione rigidatanω

Cedimento massimoρµax (cm)