Lezione_fondazioni_DEFINITIVA (1).pptx

LA STRUTTURA DI FONDAZIONE


La struttura di fondazione:

deve resistere alle sollecitazioni della struttura in elevazione;

funge da collegamento statico tra l’edificio ed il suolo, trasmettendo a terra le sollecitazioni dovute ai carichi incidenti.

In base alla capacità portante, i terreni di fondazione possono dirsi:

• BUONI capacità portante > 2 Kg/cm²

• MEDIOCRI capacità portante 1,2 ÷ 2 Kg/cm²

• MODESTI capacità portante <1,2 Kg/cm²

IL TERRENO DI FONDAZIONE

rocce dure 20÷150Kg/cm²

ghiaia compatta

5÷7Kg/cm²

pozzolana 2÷4Kg/cm²

Terreno di riporto

0,5÷1Kg/cm²

fango 0÷0,5Kg/cm²


E’ importante verificare la natura, la capacità portante del piano di posa e la

stratigrafia al di sotto dello stesso.

INDAGINI GEOLOGICO-GEOTECNICHE:

• scavi

• perforazioni di sondaggio

• rilievo delle falde acquifere

• caratterizzazione geotecnica del suolo (prove in sito, prove in laboratorio)

• prospezioni geofisiche




IL TERRENO DI FONDAZIONE- SCAVI

Sono i metodi di indagine più semplici!

Essi consentono:

• l’osservazione diretta del sottosuolo;

• il prelievo di campioni di grandi

dimensioni.

I limiti principali:

• costo elevato;

• modesta profondità raggiungibile (4÷6 m)

trincea

cunicolo

pozzo


IL TERRENO DI FONDAZIONE- PERFORAZIONI DI SONDAGGIO

Perforazioni effettuate nel terreno tramite una sonda.

Esse consentono di:

• ricostruire il profilo stratigrafico;

• prelevare campioni di terreno di dimensioni contenute;

• rilevare acque sotterranee.

Esecuzione di un sondaggio:

• a distruzione;

• a carotaggio continuo.


IL TERRENO DI FONDAZIONEPERFORAZIONI DI SONDAGGIO

SONDAGGI A DISTRUZIONE

• quando non interessa il prelievo continuo di campioni;

• diametro tra 10 cm e 1,5 m;

• utensili di perforazione quali scalpelli, utensili a diamanti.

•.

scalpelli triconici

scalpelli pdc (Polycristalline Diamond Bits)

scalpelli a lame scalpelli a picchi


IL TERRENO DI FONDAZIONEPERFORAZIONI DI SONDAGGIO

SONDAGGI A CAROTAGGIO CONTINUO

• il carotaggio può avvenire a secco o con fluido di perforazione;

• diametro tra 7,5 e 15 cm;

• utensile di perforazione quale tubo carotiere (semplice o doppio)

con estremità a corona dentata.


PERFORAZIONI DI SONDAGGIO

SONDAGGI A CAROTAGGIO CONTINUO


Carote di terreno estratto


IL TERRENO DI FONDAZIONE- RILIEVO DELLE ACQUE SOTTERRANEE

È necessario rilevare entità e distribuzione delle formazioni acquifere sotterranee.

Si utilizza il piezometro, strumento di misura della pressione agente sul fluido.


IL TERRENO DI FONDAZIONE- CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL SOTTOSUOLO

Caratteristiche indagate:

• permeabilità del terreno

• profilo stratigrafico

• stato tensionale

• resistenza al taglio

• deformabilità


IL TERRENO DI FONDAZIONECARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL SOTTOSUOLO

PROVE IN SITO



CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL SOTTOSUOLO

PROVE IN SITO

• Prove penetrometriche statiche, CPT

CPT = Cone Penetration Test




PROVE IN SITO

• Prove penetrometriche dinamiche SPT

SPT = Standard Penetration Test




PROVE IN LABORATORIO

Permeametro, definizione coeff. di permeabilità.

Edometro, definizione della comprimibilità.

Macchina di taglio, definizione resistenza a taglio.

Cella triassiale, definizione resistenza a taglio e deformabilità.


IL TERRENO DI FONDAZIONE- PROSPEZIONI GEOFISICHE

Geofisica: studio della terra mediante

misure fisiche effettuate sulla sua superficie.

Si misurano le variazioni nello spazio di

alcune proprietà dei terreni e delle rocce

(densità, elasticità, suscettibilità magnetica,

conducibilità elettrica, radioattività). Questa

variazione può essere messa in relazione

con un cambiamento della natura litologica o

con un diverso assetto strutturale.


METODI DI PROSPEZIONE GEOFISICA IN GEOLOGIA ED INGEGNERIAMetodo Grandezza misurata Metodi ed

apparecchiatureGrandezza determinata indirettamente

Gravimetrico Gravità relativa Gradienti e curvature gravimetriche

Gravimetri Bilance di torsione

Presenza e posizione di masse a densità anomala

Sismico a riflessione

a rifrazione

Tempi di propagazione delle onde sismiche

Loro velocità e percorsi

Metodi di riflessione (sismografi per riflessione)

Metodi di rifrazione (sismografi per rifrazione)

Inclinazioni degli strati e profondità di orizzonti riflettenti

Profondità di orizzonti rifrangenti molto coerenti

Magnetico Intensità relativa del vettore campo magnetico terrestre

Bilance magnetiche emagnetometri ad induzione

Posizione, profondità e suscettività di masse magnetiche

Elettrico Potenziali elettrici spontanei Metodi dei potenziali spontanei , Diagrafie nei pozzi, Metodi delle correnti telluriche

Profondità e posizione di orizzonti e strati elettricamente distinti

Elettrico Potenziali artificiali Metodi delle linee equipotenziali

Elettrico Corrente trasmessa nel terreno tra elettrodi

Metodi di resistività Diagrafie nei pozzi

Sono arrivato qui

CLASSIFICAZIONE TIPOLOGICA (in relazione alle caratteristiche della struttura)

• continue (dirette o indirette)

• discontinue (dirette o indirette)

CLASSIFICAZIONE TOPOLOGICA (in relazione allo studio del luogo)

• superficiali

• intermedie

• profonde

CLASSIFICAZIONE PER MODALITA’ COSTRUTTIVE

• ordinarie

• idrauliche

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI



ORDINARIE

CONTINUE

DISCONTINUE

DIRETTE•CORDOLO DI FOND.•TRAVE A T ROVESCIA•A PLINTI COLLEGATI•A PLATEA

INDIRETTE•TRAVI ROVESCE SU PALI•PLATEA SU PALI

DIRETTE•A PILASTRI•A PLINTI ISOLATI

INDIRETTE•A POZZI•SU PALI

PALI PORTANTI PALI SOSPESI

FONDAZIONI

IDRAULICHE• FONDAZIONI PER

PROSCIUGAMENTO• FONDAZIONI PNEUMATICHE

SU TERRENI MELMOSI• SU CASSONI

GALLEGGIANTI• SU CASSONI PLURICELLULARI

Le fondazioni possono essere di tipo

continuo o discontinuo; in entrambi i

casi può aversi una struttura:

• diretta, trasmette i carichi dell’edificio

al terreno per pressione sul piano di

posa;

• indiretta, diffonde i carichi dell’edificio

a strati profondi del terreno di buona

portanza tramite elementi detti pali.

CLASSIFICAZIONE TIPOLOGICA


Le fondazioni si classificano in:

• superficiali

• intermedie

• profonde

in relazione al rapporto tra la profondità

del cavo di fondazione (p) e la sua

larghezza (l).

CLASSIFICAZIONE TOPOLOGICA

• fondazione superficiale p/l ≤1

• fondazione intermedia p/l >1

• fondazione profonda p/l ≥1


PIANO DI POSA

PIANO DI SPICCATO

P

L

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO

FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO

• Fondazioni discontinue

1. a pilastri

2. a plinti isolati

• Fondazioni continue

1. Cordolo di fondazione

2. Trave a T rovescia

3. A plinti collegati; a travi a T rovescia collegate


Fondazioni discontinue a pilastri

FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO

PROFONDO

fondazioni in muratura a pilastri ed archi fondazioni a pilastri e travi di collegamento in c.a


Fondazioni discontinue a plinti isolati


PROFONDO

I plinti possono essere impiegati

quando:

• il terreno non è particolarmente

deformabile ed è sufficientemente

resistente;

• i carichi non sono eccessivi;

• fondazione più economica, se di

modesta estensione.




PROFONDO

Dal punto di vista

geometrico, i plinti possono

essere:

• alti (rigidi)

• bassi (deformabili)

A seconda della scelta

cambierà il comportamento

del plinto e la sua interazione

con il terreno sottostante.


C ≥ 4h grande snellezzah/2 ≤C≤ 4h media snellezzaC ≤ h/2 piccola snellezza



PROFONDO

Plinto zoppo

Plinti nervati e imbutiformi




PROFONDO

basi per pilastri in acciaio


Fondazioni continue in muratura

con muratura a getto a spessore costante

con paramenti inclinati con paramenti verticali e riseghe


PROFONDO


Fondazioni continue in muratura


PROFONDO

Fondazione continua in

muratura a gradoni.


Fondazioni continue in c.a.

La trave di fondazione è detta rovescia perché caricata dalla reazione del terreno.Si usa questo sistema quando:• la superficie di appoggio necessaria a trasmettere il carico al terreno diviene molto ampia (carichi elevati);• il terreno presenta notevoli disuniformità di resistenza da punto a punto (con conseguente pericolo di cedimenti differenziati).


PROFONDO



Le travi rovesce realizzano

un reticolo di fondazione che

collega mutuamente tutti i

pilastri.


PROFONDO




PROFONDO

Fondazione continua per struttura in acciaio


Fondazioni continue a plinti collegati


PROFONDO

Spesso i plinti sono collegati tra loro con travi di collegamento che possono svolgere

funzione di:


• irrigidimento;

• assorbimento di sollecitazioni

provenienti dalla struttura in elevazione;

• costituire la fondazione di tamponature

e solai direttamente poggiati su di esse.

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI INDIRETTE IN RELAZIONE AL TERRENOFONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO

• Fondazioni a pozzi (o a piloni)

1. armati

2. rivestiti

• Fondazioni su pali portanti

1. Pali ordinari

• infissi (in legno, in ferro, in cemento armato)

• gettati in sito (per infissione, per trivellazione)

2. Micropali

3. Palificate


Fondazioni a pozzi

FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE

PROFONDO

Sono utilizzati quando il piano di posa

risulta profondo, realizzati tramite:

• sottomurazione, per terreni ordinari;

• affondamento, per terreni con bassa

coesione o imbibiti.

pozzo con cassone autoaffondante in cls


Fondazioni a pozzi


PROFONDO

pozzo con anelli in muratura su marciavantipozzo con anelli in muratura realizzato per sottomurazione


Fondazioni a pozzi


PROFONDO

Fondazione realizzata facendo penetrare nel terreno con il metodo dei cassoni autoaffondanti una serie di elementi cilindrici di acciaio, collegati poi tra loro mediante saldatura. All’interno di questa camicia viene poi effettuato il getto. Queste fondazioni sono dette, in realtà, pali Benoto.


Fondazioni su pali


PROFONDO

Quando il piano di posa più idoneo non è raggiungibile con un conveniente scavo, si

ricorre ai pali di fondazione.

I pali sono differenziati a seconda del diametro in:

• micropali: da Ø150 mm a Ø300 mm;

• pali di medio diametro: da Ø400 mm a Ø800 mm;

• pali di grande diametro: da Ø1000 mm a Ø1200 mm.


Fondazioni su pali


PROFONDO

Il terreno reagisce:

• alla punta del palo (strati profondi molto consistenti)

→ palo appoggiato o portante;

• per attrito lungo la superficie del palo (terreno poco

consistente) → palo sospeso.

Fondazioni costituite da più pali si definiscono:

• palificate a castello;

• palificate sospese.


Fondazioni su pali portanti


PROFONDO

PALI INFISSI

Sono pali prefabbricati, posti in opera per

battitura con un maglio lasciato cadere da

altezza prefissata.

Possono essere:

• in legno, di scarsa resistenza durante

l’infissione e nel tempo, lunghezza limitata

3÷15m, usati solitamente per opere provvisorie;




PROFONDO

PALI INFISSI

• in acciaio, sono poco economici e soggetti

a corrosione, hanno sezione cava con o

senza punta. Diametro tra 0,2÷3,0m e

lunghezza fino a 100m.




PROFONDO

PALI INFISSI

• prefabbricati in c.a. ordinario o

precompresso, sono costituiti da

elementi a sezione costante o rastremata,

di forma circolare,ottagonale, esagonale,

quadrata, pieni o cavi, aventi diametro

Ø = 0,20÷0.80m e lunghezza variabile tra

20÷35m.


Fondazioni su pali gettati in sito


PROFONDO

PALI GETTATI IN OPERA

Vantaggi : costruzione di pali di qualsiasi lunghezza e diametro, forte aderenza del

palo al terreno circostante e maggiore rapidità di esecuzione.

I pali gettati possono essere realizzati:

• per infissione, senza asportazione del terreno;

• per trivellazione, previa asportazione del terreno.




PROFONDO

PALI GETTATI IN OPERA PER INFISSIONE

• Il palo, in cls semplice o armato, è realizzato tramite un tubo-forma (camicia) con

fondo apribile o chiuso (recuperabile o a perdere), infisso per battitura;

• All’interno del tubo-forma viene effettuato il getto di cls;

• Quando la camicia non viene recuperata il palo è detto tubato;

• E’ possibile inserire la gabbia delle armature nella camicia prima del getto.

• Diametro tra 20 e 60cm, lunghezza 8÷20m.




PROFONDO

Pali in c.a. realizzati in opera con camicia infissa per battitura senza asportazione di terreno.Pali Simplex con puntazza recuperabile.




PROFONDO

Pali in c.a. realizzati in opera con camicia infissa per battitura senza asportazione di terreno.Pali Franki con puntazza a perdere.




PROFONDO

PALI GETTATI IN OPERA TRIVELLATI

Vantaggi : esecuzione di pali con lunghezza fino a 50m, possibilità di esame diretto del

terreno attraversato, attraversamento di eventuali banchi di terreno più resistenti

mediante utensili a rotazione.

• I pali sono realizzati tramite getto di cls in una camicia affondata nel terreno durante

l’asportazione dello stesso tramite una sonda o tramite trivella.

• Possono avere diametro piccolo (<30cm), medio (30÷80cm) o grande (fino a 250cm).




PROFONDO

Pali in c.a. trivellati, realizzati in opera con trivellazione con asportazione di terreno.Costruzione del palo “Wolfsholz”.


Fondazioni su pali sospesi

La punta del palo non attinge un terreno la cui

resistenza è pari o superiore a quella desiderata e

l'equilibrio è assicurato dall'attrito laterale che si

sviluppa tra la superficie laterale del palo e il terreno

circostante.



PROFONDO


Pali a vite – Screw piles:

• sono pali prefabbricati in acciaio dotati di

una o più eliche, avvitati nel terreno con

semplici apparecchiature;

• presentano una lunghezza compresa tra

1,5 e 3 metri, con diametri compresi tra 77

e 130 millimetri ed eliche il cui diametro

può attestarsi tra i 180 ed i 250 millimetri.



PROFONDO


Pali a vite – Screw piles:

• lungo il fusto del palo si genera, per attrito acciaio–terreno, una

componente di portata laterale, direttamente proporzionale alla

superficie laterale del fusto a contatto col terreno e dunque al

diametro del palo;

• se è presente più di un’elica il terreno compreso tra di esse è

vincolato a resistere alle azioni insieme al palo, che dunque sviluppa

un cilindro di terreno compreso tra le due eliche in grado di accrescere

il diametro del fusto fino ad un valore pari al diametro dell’elica.



PROFONDO

Fondazioni su pali


PROFONDO

Plinti su pali (fondazioni discontinue su pali)


Fondazioni su pali


PROFONDO

Travi su pali (fondazioni continue su pali o fondazioni indirette continue)


Disposizione dei pali affiancati e a quinconce

Fondazioni su pali - micropali


PROFONDO


Sono definiti micropali i pali trivellati aventi diametro da 150 a 300 mm,

costituiti da malte o miscele cementizie e da idonee armature d'acciaio.

Essi si usano:

• quando si devono realizzare pali con forte inclinazione sulla verticale;• nei lavori di sottofondazione di edifici e strutture esistenti, quando vi è la necessità di operare con attrezzature di ingombro e peso molto ridotti.

In base alle modalità esecutive, possiamo distinguere le seguenti tipologie:• riempimento a gravità;• riempimento a bassa pressione;• iniezione ripetuta ad alta pressione.



PROFONDO


ESECUZIONE DI UN PALO

RADICE

1-2 Perforazione

3 Collocazione armatura

4-5 Riempimento

6 Estrazione del tubo di

trivellazione e compressione

del getto

7 Palo ultimato



PROFONDO


ESECUZIONE DI UN PALO TUBFIX

a Perforazione

b Collocazione armatura

c Iniezioni di guaina

d Iniezioni di ancoraggio

e Palo ultimato



PROFONDO


JET GROUTINGConsiste nell’iniezione ad altissima pressione (oltre 400 bar) di un fluido

stabilizzante che ha come scopo il consolidamento di volumi delimitati di

terreno in posto al fine di migliorarne le caratteristiche meccaniche.

Fondazioni su pali - palificate


PROFONDO


La fondazione indiretta è in

genere formata da un insieme

di pali: PALIFICATA.

• palificata a castello, la portanza

è affidata al terreno alla punta dei

pali;

• palificata sospesa, la portanza è

affidata all’attrito tra terreno e

superficie laterale dei pali.



PROFONDO


Il bulbo delle pressioni occupa un certo spazio attorno al palo.

In caso di palificata a

castello, se i pali non sono

molto vicini, la resistenza

di punta è pressoché

uguale per ognuno di essi.

La portanza della

palificata equivale allora

alla somma delle portanze

dei singoli pali.



PROFONDO


In caso di palificata sospesa la portanza

complessiva andrà valutata diversamente,

poiché si creano delle zone di

sovrapposizione delle pressioni, a causa

della vicinanza dei pali.



PROFONDO


Palificata con pali in legno Palificata con pali in c.a.

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENOFONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA

• Fondazioni superficiali

1. a zattera

2. a platea


Fondazioni superficiali a zattera

FONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA

Quando il piano di posa presenta una scarsa resistenza e i carichi che gravano sulla

fondazione sono elevati o quando il terreno resistente si trova ad una profondità tale

che non è economicamente conveniente raggiungerlo con una fondazione normale, si

ricorre ad un grosso plinto, chiamato zattera, costituito da una piastra di notevole

spessore, armata con reti di ferro poste nella parte superiore ed inferiore.


Fondazioni superficiali a platea


Nel caso di terreni di scarsa resistenza, le travi rovesce principali finiscono per essere

così vicine che in pratica non si possono eseguire gli scavi separatamente, in quanto il

sottile diaframma di terreno franerebbe. Conviene quindi sbancare tutta la zona, ed

adottare un tipo di fondazione diverso chiamato a platea.

• La platea è costituita da un solettone in cls o c.a. che interessa tutta l’area della

fondazione dell’edificio, irrigidito da una serie di travi colleganti i pilastri della

struttura superiore.

• funzionamento come solaio rovescio.


Fondazioni a platea


Fondazione a platea con travi principali a maglia chiusa e travi secondarie incrociate.


Fondazioni a platea


Fondazione a platea con travi principali a maglia chiusa e travi secondarie parallele.


CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO

FONDAZIONI SU TERRENI MELMOSI

• Fondazioni su cassoni galleggianti

• Fondazioni su cassoni pluricellulari


Fondazioni su cassoni galleggianti


• Si usano per opere marittime su fondo

fangoso;

• Sono cassoni in c.a. aperti

superiormente, costruiti nei pressi del

luogo di impiego e poi varati ed affondati,

tramite riempimento di pietrame o cls.


Fondazioni su cassoni pluricellulari


• Si usano nei terreni melmosi in

genere;

• Si adopera un cassone senza fondo ,

aperto superiormente, diviso in celle a

pianta quadrata da paretine in cls

armato, munite alla base di tagli in

acciaio;

• L’affondamento si ottiene scavando

nelle celle, poi riempite con sabbia.


CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENOFONDAZIONI IDRAULICHE

• Fondazioni per prosciugamento

• Fondazioni pneumatiche


Fondazioni per prosciugamento

FONDAZIONI IDRAULICHE

Il prosciugamento si esegue:

• con pozzi drenanti, per

fondazioni superficiali e falde

modeste, praticando una serie di

pozzi da cui aspirare l’acqua

tramite pompaggio;

• con tubi drenanti;




• con ture, nel caso di falde

assai ricche, si realizzano degli

argini in terra con

sbatacchiature in legno;

• con palancole, elementi in

acciaio o c.a. infissi nel terreno

fino allo strato impermeabile,

ottenendo ture perfettamente

stagne;




• con pali trivellati, quando lo strato impermeabile è

molto profondo e non raggiungibile con palancole;

• con diaframmi impermeabili in bentonite,

praticando una serie di pozzi contigui, poi riempiti con

fango di bentonite in pressione, che penetra nel terreno

circostante e lo impermeabilizza. I pozzi sono poi

riempiti con cls a formare una paratia sotterranea.


Fondazioni pneumatiche


• Impiego per opere marittime, pile di grandi ponti, ecc.

• Esecuzione in acqua o in terreni acquitrinosi raggiungendo lo strato resistente

mediante cassoni pneumatici.

• Il cassone pneumatico è aperto inferiormente e ha pareti e copertura in c.a. Questa

è attraversata dalle tubazioni dell’aria compressa e da un camino attraverso cui

passano gli operai, i materiali scavati e quelli occorrenti alla costruzione. L’aria

compressa permette di mantenere, nella camera di lavoro, una pressione maggiore di

quella idrostatica esterna, impedendo che l’acqua invada la camera stessa. Raggiunta

la profondità stabilità la camera è riempita con cls.


Fondazioni pneumatiche


La tecnica dei cassoni pneumatici è

stata utilizzata per la prima volta in

Francia nel 1841.


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