POLITECNICODI TORINOCorso di Laurea MagistraleCorsodiLaureaMagistrale

inIngegneriaCivilea.a. 201314

Costruzione di Strade Ferrovie edCostruzionediStrade,FerrovieedAeroporti(03ALVMX)

CORPOSTRADALEOperedisostegno.Terrearmateerinforzate.

GENERALITA

Quando il dislivello tra piano campagna e piattaforma stradale rilevante elesecuzione delle scarpate risulta onerosa in termini di occupazioni di spazio, dimovimenti di terra ed economici (costi di esproprio e lavorazione), il pianomovimenti di terra ed economici (costi di esproprio e lavorazione), il pianocampagna e la piattaforma stradale possono essere raccordati per mezzo diopere di contenimento che sostituiscono in tutto o in parte le scarpate.

Sidistinguonoinbasea

POSIZIONEPOSIZIONE

SCHEMASTATICO

MATERIALICOSTITUENTI

TIPOLOGIE Posizione

MURIDI SOSTEGNO

Adottatinellesezioniinrilevatoinmododacostituiresostegnoalterrapienoinassenzadiscarpata

MURI DI SOTTORIPAMURIDI SOTTORIPA

Adottati nelle sezioni in rilevatoin parziale sostituzione dellapscarpata.

TIPOLOGIE Posizione

MURIDI CONTRORIPA

Adottati nelle sezioni in scavo inmodo da costituire sostegno alterreno a monte della piattaformastradalestradale

MURI DUNGHIAMURI D UNGHIA

Hanno il solo compito di realizzareun miglior ammorsamento tragscarpata e terreno; di fatto noncontribuisce alla diminuzionedellingombro del corpo del rilevato

TIPOLOGIEMaterialiefunzionamentostatico

MURIAGRAVITA

S tit iti d t ttSonocostituitidaunastrutturamonoliticaincls odapietramelegatoacemento.

Ilcomportamentostaticogarantitodalpesodelmuro(cicomportalarealizzazionedi

i i ti l t di)sezioniparticolarmentegrandi).

Lafinituradelparamentoesternopuessere effettuata con diverse tecniche e materialiessereeffettuatacondiversetecnicheemateriali

a) rivestimentodelcasseroesuccessivogettodicls

b) l d l d db) realizzazionedelmuroedsuccessivorivestimentodoposcasseratura.

TIPOLOGIEMaterialiefunzionamentostatico

MURIAMENSOLA

R li ti i l t tiRealizzatiincls armato,sonocompostidaunparamentoedaunasuolaorizzontale.

Lasuolapresentaunaparteanterioreedunaposteriore:suquestultima,adultimazionedellaposa,insistonoild ( l l d ll ) d ildreno(perloscolodelleacque)edilreinterro delvolumescavatochecontribuisceallastabilitdelmuro.

Ilparamentolavoraaflessionesecondounoschemaamensola(lasezionereagentepresentaunapartecompressad t diff d i iedunatesa,adifferenzadeimuriagravit)

TIPOLOGIEMaterialiefunzionamentostatico

MURI PREFABBRICATI

L t i d i iLa costruzione dei muriprefabbricati in cls armato puessere totale o parziale, a secondache tutti gli elementi del murogvengano prodotti in stabilimento(lasciando alle operazioni incantiere solo le attivit dii ill t fi it ) tsigillatura e finitura) o se una partedi essi sia realizzata in opera.

In entrambi i casi hanno strutturamodulare, con altezza variabile elarghezza non superiorea 2,4 m (larghezza massima per ilt t t d )trasporto su strada).

TIPOLOGIEMaterialiefunzionamentostatico

MURI CELLULARI A GABBIA

Sono realizzati con elementi in clscostruiti in stabilimento e montatisuccessivamente in opera.

Hanno la caratteristica di avereforma tale da permettere la crescitaal loro interno di vegetazione e perl ltale motivo vengono utilizzati per

realizzare pareti rinaturalizzate.

La loro struttura realizzataLa loro struttura realizzatamediante una intelaiatura dielementi prefabbricati in CLS,raggiunta sovrapponendo glil i d l i i i d lielementi modulari e riempiendolial proprio interno di materialenaturale.

Vantaggi : versatilit facilitdiimpiego economicit

Svantaggi: necessitanodiimportantimovimentiditerraperl li i d ll di economicit,

sicurezzastaticalarealizzazionedellareadiposa.

TIPOLOGIEMaterialiefunzionamentostatico

GABBIONATE

I gabbioni a scatolacostituiscono una strutturamodulare formata daparallelepipedi in reteparallelepipedi in retemetallica a doppia torsioneriempiti con ciottoli o pietrameda cava.

OPEREDI SOSTEGNODI TIPOALTERNATIVO

TERREARMATE

TERRERINFORZATE

TERREARMATE

Latecnicadelleterrearmateprevedelarealizzazionedistruttureperilcontenimentodirilevatioscarpate,spallediponti,argini,attraversolutilizzodi rinforzi metallici (strisce o bandelle)dirinforzimetallici(strisceobandelle)

Pannelliprefabbricati(spessore67cm)

Armaturainacciaiozincato( p )

Riempimento

Cordoloincls magro

TERREARMATE

Latecnicadelleterrearmateprevedelarealizzazionedistruttureperilcontenimentodirilevatioscarpate,spallediponti,argini,attraversolutilizzodi rinforzi metallici (strisce o bandelle)dirinforzimetallici(strisceobandelle)

Irinforzimetallicivengonoposizionatiadintervalliregolari.

Il rinforzo della terra avviene attraverso lattritoIlrinforzodellaterraavvieneattraversol attrito(sforziditaglio)chesigeneratralearmaturedi

acciaioedilterreno.

TERREARMATE

SCHEMADI MONTAGGIO

Ilpannellovienesemplicemente appoggiatosemplicementeappoggiatonelleincanalaturelasciatedaipannelligiinstallati.

Laprimafiladipannellivieneappoggiatasuuncordolocementiziononarmatobenlivellato inoltre lunica fila che viene puntellata a terra per evitare spostamenti durante lalivellato,inoltrelunicafilachevienepuntellataaterraperevitarespostamentidurantelastesadelrilevato.

TERREARMATE

Progettodiunmurointerraarmata

[] Dmin [m]0 Hm/2018 Hm/1027 Hm/7

/534 Hm/5

L 0 7 HL>0,7Hm

TERREARMATE

Progettodiunmurointerraarmata

VERIFICHE ESTERNEVERIFICHEESTERNE

verificaalloscivolamento;

verifica al ribaltamento; verificaalribaltamento;

verificadicapacitportante;

verifica di stabilit globale.

Analogheaquelleeffettuateperimuritradizionali

verificadistabilitglobale.

VERIFICHEINTERNE

verificaarotturadelrinforzo;

verificaallosfilamentodelrinforzo.

TERREARMATE Ipotesidibase

COEFFICIENTEDI SPINTA

zzKKKK az

0

000 0

z0 =6m

sensenKa

11

COEFFICIENTE DI ATTRITOCOEFFICIENTEDI ATTRITO

zzffff aZ

0

000 0

tgf

z

a

0

tga

TERREARMATE Ipotesidibase

SCHEMATIZZAZIONESUPERFICIEDI ROTTURA

Lapartediarmaturachecontribuisceallastabilitquellaricadentenellaqzonaresistente(lunghezzaefficace)

TERREARMATE

Verificaarotturadelrinforzo(strappo)

VHzpzKT )()( Spaziatura orizzontaleVHzpzKT v )()(max

S i t ti l

Spaziaturaorizzontaledellebandelle

Spaziaturaverticaledellebandelle

R x

vv eL

Rzp 2 (MEYERHOF)

vx R

Me RisultantedelleforzeverticaliMomentoribaltante

VHKT )( F l iInalternativa

VHzzKT )(max Formulaapprossimata

TERREARMATE

Verificaarotturadelrinforzo(strappo)

AF

samm AT

max1,5perstruttureordinarie1,65perstrutturesensibili

sss ssbbA Larghezzaespessoredellabandellaalnettodellaperditapercorrosione

TERREARMATE

Verificaallosfilamento

VHzzKT )( Forza di trazione alla profondit zVHzzKT )( zfzbbLF ser 2

Forzaditrazioneallaprofonditz

Forzaresistenteallaprofonditz zfzbbLF ser 2T

fzbbTL

s

Fe

20,3 H Le

Lunghezzaefficace vacalcolataperognibandellaesommataallalunghezzaricadentenellazonaattiva

TERRERINFORZATE

Sidefiniscemurointerrarinforzata(opisemplicemente,TerraRinforzata)lammassoditerrenoresosolidalegraziealleffettodielementidirinforzocostituitidageosintetici equindiditipocontinuo.g q p

Terrenodiriempimento.Nella realizzazione delle opere in terra rinforzata il tipo di terreno di riempimentoNellarealizzazionedelleopereinterrarinforzata,iltipoditerrenodiriempimentosvolgeunruolocaratterizzantelastabilitdelmanufatto.Infatti,sebbeneentrocertilimiti,siapossibileutilizzarequalsiasiterreno,evidentechelastabilitsiainfluenzata in modo significativo dai valori dellangolo di attrito interno e diinfluenzatainmodosignificativodaivaloridell angolodiattritointernoedicoesionedelterrenorisultandoquindipreferibiliterreniditipogranulare(A1eA3).

Rinforzo.Glielementidirinforzosonoelementigeosintetici (geotessili,geotessuti,geogriglieegeomembrane)caratterizzatidaelevatatenaciteresistenzaatrazione.

TERRERINFORZATE

MECCANISMODI RINFORZO

IlGEOSINTETICOresisteallatrazione

tgPP V

aumentandolaresistenzaatagliodellaterra.

Inassenzadirinforzo:

tgPP VresPereffettodelladeformazionedelterrenosi

l f l fsviluppaunaforzaPr nelrinforzo:

sin' rPPcos'' rPPNeicasitipicileforzegravitazionalisono

preponderantieladeformazionedelterreno si s il ppa in dire ione ori ontale tgPPPP Vrrres )cos(sin terrenosisviluppaindirezioneorizzontale.

Ilrinforzolavoramegliointrazionepercuilosidisponesustratiorizzontali

TERRERINFORZATE

TECNICHEDI REALIZZAZIONE(Esempi)

SENZACASSERI

CONCASSERI

TERRERINFORZATE

Nella progettazione del rinforzooccorre definire il corretto valoredi resistenza individuando deglidi resistenza individuando degliopportuni coefficienti riduttiviper assicurare un correttocomportamento del materiale incomportamento del materiale inopera (il valore di rotturanominale Pr deve essereopportunamente ridotto)opportunamente ridotto)

Occorre considerare diversi coefficienti di sicurezza in relazione a:Occorreconsiderarediversicoefficientidisicurezzainrelazionea: danneggiamentisubitiinfasediinstallazione(1,1 1,6) variazionedellecaratteristichealungotermine(creep)(1,3 3) degradazione chimica e biologica (1 1 1 3)degradazionechimicaebiologica(1,1 1,3) importanzadellopera(1,15 1,2)

TERRERINFORZATE

Per la determinazione della lunghezza del rinforzo si tiene conto delle azioniPerladeterminazionedellalunghezzadelrinforzositienecontodelleazionidiresistenzachesonotrasmessetrarinforzoeterrenoperattrito lungolasuperficiedelrinforzo.

TERRERINFORZATE

Progettodiunmurointerrarinforzata

ABACHI DI JEWELLABACHIDI JEWELL

Calcolodel

Coefficientedispintadellaterra

noti angolodiscarpata angolodiattrito pressioneinterst.

TERRERINFORZATE

Progettodiunmurointerrarinforzata

ABACHI DI JEWELLABACHIDI JEWELL

Calcolodelrapporto

L/H

notinoti angolodiscarpata angolodiattrito pressioneinterst.p

Nelcasodipresenza delpresenzadelsovraccarico

H=H+q/

TERRERINFORZATE

Progettodiunmurointerrarinforzata

PROCEDIMENTOOPERATIVO

Lunghezzadelrinforzo(L)g f ( )DaabacosicalcolailrapportoL/H(H)dacuiL,notalageometriadelrinforzo(inclinazionealtezzaHo H),lecaratteristichedelterreno(angolodiattrito)epressioneinterstizialeu

Spaziaturaminima(S)Daabacosideterminailcoefficientedispintadellaterrak;notalaresistenzadiprogetto Prdelgeosintetico siha

qzkPS r

Sipudifferenziarelaspaziaturaalvariaredellaprofondit

GEOSINTETICI

Il termine geosintetici indica una vasta famiglia di prodotti normalmenteutilizzati a contatto con il terreno, nei quali almeno una componente costituitada un polimero, naturale o sintetico.da un polimero, naturale o sintetico.

La materia prima impiegata per la fabbricazione dei geosintetici sono i polimeri,organici o inorganici, prevalentemente di origine sintetica.g g , p g

I pi utilizzati sono

poliestere (PET)

polietilene (PE)

li il (PP) polipropilene (PP)

poliammide (PA nylon)

polivinile cloruro (PVC) polivinile cloruro (PVC)

GEOSINTETICI

Tipologie

GEOTESSILI (TESSUTIENONTESSUTI)( )

GEOGRIGLIE

GEORETI

GEOMEMBRANE

GEOCOMPOSITI

GEOTESSILI

I geotessili (Geotextyles, GTX) sono prodotti piani costituiti da fibre o filamenticontinui tessuti (Woven, W), non tessuti (NonWoven, NW), o uniti mediantemetodi meccanici (agugliatura) o termici (termosaldatura).metodi meccanici (agugliatura) o termici (termosaldatura).

Il loro aspetto simile a quello di un tessuto naturale e sono quindicaratterizzati da una grande flessibilit.g

Inontessutimanifestanouncomportamentoisotropo,mentreitessutiesplicanoleresistenzemaggiorlungoduedirezionipreferenziali(tramaedordito)

NONTESSUTO Inontessutisonocaratterizzatidaunmaggiorassortimentodeif lfilamenti

Itessutipresentanounarigidezzai d i t ti

TESSUTO

maggioredeinontessuti

GEOTESSILI

FUNZIONI

Separazione evitare la contaminazione di materiali aventi diversa Separazione evitarelacontaminazionedimaterialiaventidiversagranulometriapostiacontatto(es.fondazioneesottofondostradale)oimpedirelarisalitapercapillaritdellafrazionefineallinternodelcorpodelrilevato.

Filtrazione permettereilpassaggiodellacquatrattenendoleparticellediterreno.Adesempio,igeotessili sonoutilizzatiperproteggereglistratidrenantinellepavimentazionistradalieletrinceedrenanti,oltrechenellacostruzionedigeocompositi drenantiedreniverticali.

Rinforzo contribuireadincrementarelecaratteristichediresistenzaedeformabilitdeiterreni(terrerinforzate)

GEOGRIGLIE

Le geogriglie (Geogrids, GGR) sono prodotti piani caratterizzati da unastruttura reticolare regolare di elementi resistenti monodimensionali,integralmente connessi tra loro.integralmente connessi tra loro.La griglia pu essere prodotta mediante un processo di estrusione(monodirezionale o bidirezionale), tessitura o saldatura degli elementiresistenti.

Limpiegodellegeogriglie legatop g g g g gsoprattuttoallalorofunzionedirinforzo(terreni,pavimentazioniestrutture)

GEORETI

Le georeti (Geonets, GNE) hanno una struttura reticolare simile a quella dellegeogriglie, caratterizzata per da una parziale compenetrazione degli elementiresistenti nei punti di contatto.resistenti nei punti di contatto.

Grazieallaloroelevatapermeabilitpanchenelpropriopianosonoutilizzatesoprattuttoconfunzionedidrenaggio

Es.Georete inHDPEa3ordinidifili

GEOMEMBRANE

Le geomembrane sintetiche (Syntetic Geomembranes, GMS) sono fogli continuie impermeabili realizzati con uno o pi materiali polimerici (plastomerici oelastomerici). Le geomembrane bituminose (Bituminous Geomembranes,elastomerici). Le geomembrane bituminose (Bituminous Geomembranes,GMB) sono invece costituite da un supporto (normalmente un geotessile)impregnato o rivestito da bitume modificato, ed un rivestimento con fogliantiaderenti

Es.Geomembrana bituminosa

La funzione delle geomembrane principalmente quella di separazione edLafunzionedellegeomembrane principalmentequelladiseparazione edimpermeabilizzazione.

GEOCOMPOSITI

I geocompositi (Geocomposites, GCO) sono prodotti costituiti dallacombinazione di due o pi tipi di geosintetici: geotessilegeorete, geotessilegeogriglia, ecc.geogriglia, ecc.

I geocompositi drenanti sono costituitida un nucleo ad elevata permeabilit inmateriale plastico, incluso in unp ,geotessile avente funzione di filtro.

GEOSINTETICI Caratterizzazionemeccanica

Leprincipaliproprietmeccanichesono:

Resistenza a trazione e allungamento a rottura si determina mediante una Resistenzaatrazioneeallungamentoarottura sideterminamedianteunaprovaavelocitdideformazionecostante(20%alminuto)suproviniaventilarghezzadi200mmelunghezzadi100mm.Questaformaparticolare(larghezzamaggioredellalunghezza)necessariaperridurreleffettodella( g gg g ) pcontrazionelateralecuimoltiprodottisonosoggettidurantelaprovaedottenerecondizionipisimiliaquelleinsito.

Resistenzaalpunzonamento statico ilgeosintetico vienepostointensioneutilizzandoanellidi150mm,lapenetrazionesieffettuaavelocitcostante(50mm/min)utilizzandolostessopistonedellaprovaCBR

Resistenzaallaperforazionedinamica sideterminafacendocadereunconodiacciaioinossidabiledaunadistanzadi500mmnelcentrodelprovinodi

i i Il li ll di i i di l'i i l fgeosintetico.Illivellodipenetrazionemisuratomediantel'inserimentonelforodiunconograduatoconangoloalverticemoltoacuto.