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Principali tipologie di terreno

Terreni derivati da rocce sedimentarie (NON COESIVI):

• Sabbie• Ghiaie

Terreni derivati da rocce scistose (COESIVI):

• Argille• Limi

Terreni di derivazione organica:• Torbe

Terreno argilloso

Corso di Disegno Automatico – Modulo di Sicurezza e Affidabilità delle Costruzioni

1 - TERRENI E FONDAZIONI

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Principali caratteristiche dei terreni

Rapporto con le acque di falda:

TERRENI NON COESIVIl’acqua riempie le parti interstizialinon avvengono aumenti di volumenon intervengono legami di tipo chimico

TERRENI COESIVIl’acqua crea legami di tipo chimico-fisicoaumenti di volume non controllabiliimpossibilità ad espellere liquidi

TERRENI ORGANICIforte instabilità – legame chimico sia con liquidi che con gasforte riduzione di volume a contatto con l’aria

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Principali caratteristiche dei terreni

I terreni NON COESIVI risentono in maniera minore alle variazioni di falda,

ma è molto forte il problema del confinamento e delle reazioni a vibrazione.

Nei terreni COESIVI le condizioni di saturazione da parte di un liquido

diminuiscono i valori di resistenza interna del materiale



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Tensioni ammissibili nei terreni

Limi – Argille Organiche 0,2 – 0,4 Kg/cm2

Terreni Argillo\Limosi 0,5 – 1,0 Kg/cm2

Sabbie – Ghiaie 1,0 – 2,0 Kg/cm2

Rocce > 2,0 Kg/cm2



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Analisi dei terreni

Principali metodi di ispezione:

CAROTAGGIOconsente un’indagine a vista di un campione stratigrafico prelevato;

Esempio di carotaggio e stratigrafie ricavate dai

vari prelevamenti



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Analisi dei terreni

Principali metodi di ispezione:

PROVA PENETROMETRICA

- statica o dinamica

(generalmente statica);

- porta alla conoscenza della

resistenza (di punta e laterale) del

terreno in funzione della profondità;

Strumento per eseguire prove penetrometriche



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Analisi dei terreni

PROVE PENETROMETRICHE STATICHE

Resistenza all’avanzamento Rp

Resistenza laterale Rl

Resistenza totale Rtot

Rp > 80-100 terreni incoerenti

Rp < 80 terreni coesivi

Rp/Rl <= 15 terreno organico



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Rapporto tra i terreni e il costruito

Distribuzione di una carico sul terreno:

Nei terreni coesivi un carico inerte (cumulo) produce nel terreno deformazioni differenziali, il cumulo si adatta alla deformazione;

Essendo un fabbricato strutturalmente connesso, e quindi ipotizzato inizialmente rigido, si ha una distribuzione differenziata dei carichi sul terreno e delle reazioni di quest’ultimo;

Di conseguenza, il fabbricato si va ad adattare a tali condizioni;



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Fondazioni

EDIFICI MODERNI

Le pressioni sul terreno sono calcolate da progetto, frutto di analisi dell’edificio e del suolo; gli edifici contemporanei viaggiano con pressioni che variano da 0,6 a 1,0 Kg/cm2 in accordo con le caratteristiche statiche del terreno;

EDIFICI STORICI

Fondazioni realizzate su regole empiriche; pressioni fino a 5-6 Kg/cm2, inevitabile il problema dei cedimenti e delle fessurazioni

Fondazioni di un edificio storicomesse allo scoperto



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Principali tipologie di fondazioni storiche

FONDAZIONI CONTINUE

Essendo gli edifici storici costituiti nella quasi totalità dei casi da murature, le fondazioni continue sono le più facili da trovare.



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FONDAZIONI PUNTUALI

Si trovano in corrispondenza degli elementi puntuali delle strutture superiori (colonne, pilastri), anche se non in tutti i casi;

In presenza di terreni acquitrinosi: si bonificano soltanto i punti di contatto con palificate, si realizzano dadi di fondazione uniti da voltini(cedimenti accentuati)



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FONDAZIONI CON PALIFICATE

Utilizzate in tutti i quei casi in cui era troppo oneroso scavare fino a trovare un livello di terreno compatto (terreni non bonificati, ponti, edifici in laguna).

Fondazioni a PalificataSezione e pianta



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Cedimenti di fondazione

REAZIONI DELLE STRUTTURE ALL’ABBASSAMENTO DIFFERENZIALE DEL TERRENO SOTTOSTANTE

Cause:

- differenti pressioni trasferite dalle strutture al terreno

- mutamento delle caratteristiche del terreno



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Il fenomeno della subsidenza

Mausoleo di Teodorico, Ravenna



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CEDIMENTI DIFFERENZIALI SU EDIFICI A SVILUPPO VERTICALE

• rotazioni, la struttura reagisce rigidamente



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CEDIMENTI DIFFERENZIALI SU EDIFICI A SVILUPPO VERTICALE

Ferrara, Campanile del Duomo



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CEDIMENTI DIFFERENZIALI SU STRUTTURE A SVILUPPO ORIZZONTALE



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CEDIMENTI SU FONDAZIONI CONTINUE



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CEDIMENTI SU FONDAZIONI PUNTUALI



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LETTURA DELLE FESSURAZIONI DA CEDIMENTO

• Direzione e dimensione delle fessurazioni

• Comportamento delle fessurazioni in corrispondenza di discontinuità murarie

• Valutazione dell’ ”età” e dello stato di un cedimento



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Direzione e dimensione delle fessurazioni



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Comportamento delle fessurazioni in corrispondenza di discontinuità murarie



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Fondazioni – Tecniche di intervento

SUPERFICIALI

• Allargamenti di fondazione

• Sottofondazioni

PROFONDE

• Micropali

• Iniezioni

• Pali a contrasto / Pali MEGA

• Jet Grouting



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Tecniche di intervento superficiali

Allargamenti di fondazioneUtilizzate in caso di cedimento in atto ma soprattutto in previsione di un aumento di carico

Di fondamentale importanza sono i cordoli di giunzione degli allargamenti



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Allargamenti di fondazione

Fase di posa dei ferri di armatura



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Sottofondazioni superficialiUtilizzate nel caso in cui si sia degradato (puntualmente) il terreno immediatamente sottostante alle fondazioni – Solo per casi particolari (presenza di fognature, …) e localizzati.



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Tecniche di intervento in profondità

Micropali e pali radiceIn caso si verifichi la necessità di trasferire parte o tutto il carico a strati più profondi e resistenti del terreno;

Si effettuano in caso di cedimento in atto;

Problematica dell’infissione: si utilizzano macchianari di ridotte dimensioni (si lavora anche in interno)

Schema di realizzazione di micropali: l’infissionepuò avvenire anche per via inclinata.

Gru per l’infissione di micropalie punte di perforazione



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Micropali e pali radice

Schematizzazione di posa e funzionamento dei micropali

Micropalo a bulbo



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Micropali e pali radice

Esempi di utilizzo di micropali



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Iniezioni di resine espansiveL’iniezione di resine e la loro successiva espansione genera pressioni in grado addirittura di sollevare l’edificio; l’effetto però con il tempo tende a svanire (i tempi di espansione non sono compatibili con quelli di consolidamento dei terreni), quindi l’utilizzo è spesso confinato al riempimento di cavità.

Fasi di iniezione di resine aspansivee schematizzazionedell’effetto sui terreni al di sotto delle fondazioni



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Pali a contrasto / Pali MEGASfruttano la coazione terreno-muratura – Appena posati sono subito attivi;

Tecnica poco invasiva (basta un martinetto idraulico) e che permette anche il radrizzamento delle strutture, basta usare pressioni più alte del peso della muratura.



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Jet GroutingClassificato come miglioramento del terreno

Inietta calcestruzzo ad alta pressione che si mescola al terreno consolidandolo in colonne di Ø 120 cm

Problematica delle pressioni (oltre i 400 Bar), non utilizzabile in vicinanza di strutture deboli

Fasi di perforazione e getto di calcestruzzo



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Jet Grouting

Varie tipologie di getto L’elemento perforante in fase di getto Colonne consolidate messe allo scoperto



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Fase conoscitiva preliminare: elenco controlli e analisi da effettuare

1. Individuazione sottoservizi esterni (acquedotti e fognature)

2. Individuazione eventuali sopraelevazioni successive dell’edificio

3. Andamento traffico superficiale (ed eventualmente profondo) in prossimità dell’edificio

4. Disponibilità di un piano quotato del terreno

5. Esplorazione dei terreni superficiali e profondi

6. Prelievo di campioni di terreno e indagini di laboratorio

7. Misura delle vibrazioni indotte dal traffico

8. Verifiche di verticalità dell’edificio

9. Misure sulla qualità delle murature, prelievo di campioni e analisi di laboratorio

10. Analisi dei carichi agenti e confronto con le tensioni ammissibili

11. Verifica delle condizioni degli impianti interni (perdite da fognatura, tubature, etc.)

12. Individuazione delle falde idriche, delle loro quote ed escursioni e della direzione del moto

13. Accertamenti sull’esistenza di cavità sotterranee



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