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Corso di GEOTECNICA

Docente: Giovanni Vannucchi

Opere di sostegno1

OPERE OPERE DIDI

SOSTEGNOSOSTEGNO

Principali tipologie

di opere di sostegno:

opere di sostegno a gravità

(muri, gabbionate, crib

walls) e in cemento armato (muri a mensola, muri a contrafforti e speroni),

terra armata,

paratie (palancole e diaframmi),

strutture di sostegno di scavi e trincee.

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Opere di sostegno2

La principale differenza fra i muri

(di ogni tipo) e le paratie, consiste nel meccanismo di trasmissione, attraverso l’opera di sostegno, della spinta esercitata dal terreno sostenuto al terreno di fondazione.

Nel primo caso

la trasmissione avviene attraverso la struttura di fondazione dell’opera di sostegno. L’equilibrio è

garantito dal peso proprio dell’opera e

del terreno che grava sulla fondazione.

Nel secondo caso

essa è assicurata dal prolungamento della parete nel terreno di fondazione, e dal sistema equilibrato di spinte e contro spinte che

viene a determinarsi.

Un’altra importante differenza consiste nel fatto che il terreno sostenuto dai muri è di riporto, mentre il terreno sostenuto dalle paratie è spesso il

terreno naturale.

Inoltre i muri di sostegno sono in genere opere definitive, mentre le paratie, e specialmente le palancole, sono spesso opere provvisionali.

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Muri di sostegno3

MURI MURI DIDI

SOSTEGNOSOSTEGNO

Piattaforma

Terreno di

riempimento

Terrazzamento

provvisorio

Piattaforma

Terreno di

riempimento

Terrazzamento

provvisorio

Muro in sterroMuro in sterro Muro in rilevatoMuro in rilevato

Fasi di realizzazione:o sbancamento,o costruzione dell’opera,o riempimento a tergo e realizzazione delle opere di drenaggio

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Muri di sostegno4

La realizzazione di un muro di sostegno modifica le condizioni di equilibrio generale

del pendio, e tali modifiche possono condurre ad una instabilità

generale o

localizzata.

Nel caso dei muri in sterro, può determinarsi la rottura localizzata del ripido

pendio a monte che si crea con i lavori di sbancamento preliminari. Per limitare

tale rischio è

opportuno prevedere una realizzazione per brevi tratti.

Nel caso dei muri in rilevato può esservi il rischio di una rottura generale profonda

o superficiale del pendio dovuta al sovraccarico costituito dal peso del terreno di

riporto messo in opera.

Figura 14.2: Rotture di pendio conseguenti alla realizzazione di un muro di sostegno: profonda (a) e superficiale (b)

Sovraccarico

Scavo

Sovraccarico

Terreno a minore resistenza

a) b)

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Muri di sostegno5

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO

Muri di sostegno a gravitMuri di sostegno a gravitàà

Sono realizzati con muratura di mattoni o di pietrame, o in calcestruzzo.

Affinché

ogni sezione orizzontale del muro sia interamente compressa è

necessario

che, ad ogni quota, la risultante del peso e della spinta del terreno sia interna al

nocciolo d’inerzia.

Si tratta pertanto di strutture tozze, la cui altezza massima supera raramente i 3,5m, poiché

per altezze maggiori non sono

economicamente convenienti.

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Muri di sostegno6


Muri di sostegno a mensolaMuri di sostegno a mensola

Sfruttano anche il peso del terreno che grava sulla fondazione per la stabilità

al

ribaltamento ed alla traslazione orizzontale.

Le diverse parti della struttura (fondazione e pareti) sono armate in modo da resistere anche a flessione e taglio.

I muri a mensola sono costituiti da tre mensole convergenti in un nodo.

I momenti flettenti di incastro crescono molto rapidamente con l’altezza del muro.

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Muri di sostegno7


Muri di sostegno a contrafforti e speroniMuri di sostegno a contrafforti e speroni

I muri a contrafforti e speroni, essendo strutture scatolari, composte da lastre

incastrate su tre lati, consentono un migliore sfruttamento dei materiali e sono quindi preferiti per i muri di

grande altezza, ma richiedono molto più

lavoro di carpenteria e di armatura.

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Muri di sostegno8

Per ridurre l’intensità

della spinta, ed in particolare della sua componente orizzontale, è

opportuno utilizzare terreni di riempimento sabbiosi e

ghiaiosi, caratterizzati da un alto valore dell’angolo di resistenza al taglio.

Per limitare l’influenza sulla spinta del terreno naturale in sito dietro il muro ed il suo riempimento, il pendio che si realizza con lo sbancamento

deve avere debole pendenza.

Per ridurre, e possibilmente eliminare, la spinta esercitata dall’acqua è necessario prevedere un efficace sistema di drenaggio dietro l’opera di sostegno.

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Muri di sostegno9

Fori

di

drenaggio

Canaletta

al piede

Terreno di

riempimento

Materiale

drenante

Argilla Argilla

Tappeto

drenante

Terreno di

riempimento

Sistemi di drenaggio dietro i muri di sostegno

fori di drenaggio, di 10÷15 cm di diametro e interasse 2÷4 m, muniti di rete reps o di filtro, disposti a quinconce su tutta l’altezza del muro, con

maggiore densità

nella parte inferiore

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Gabbionate10

GabbionateGabbionate

Terreno naturale

Terreno di riempimento

Le gabbionate

sono costituite da elementi

indipendenti (gabbioni), affiancati e appoggiati

l’uno sull’altro. I gabbioni sono parallelepipedi di rete metallica, di norma di dimensioni 1x1x2

m, riempiti in sito di pietrame, ciottoli e ghiaia

pulita.

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Gabbionate11

GabbionateGabbionate

La costruzione e la messa in opera delle gabbionate è

semplice e rapida.

Un’opera di sostegno in gabbioni ha il vantaggio di essere molto flessibile, adattandosi

senza danno a movimenti verticali e orizzontali, e molto permeabile. Tali

caratteristiche rendono le gabbionate particolarmente utili per la stabilizzazione dei

pendii in frana e per le opere di difesa dall’erosione delle sponde dei corsi d’acqua e delle coste.

L’economia della struttura dipende dal costo di approvvigionamento

del materiale di

riempimento.

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Crib‐walls12

CribCrib‐‐wallswalls


Schemi di crib‐wall

I crib‐walls

sono muri a cassone, ottenuti assemblando elementi

prefabbricati in cemento armato. I cassoni sono riempiti con

terreno incoerente e drenante (tout‐venant

di fiume o di cava),

compattato a strati successivi.

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Crib‐walls13

CribCrib‐‐wallswalls

Gli elementi prefabbricati possono avere forma diversa

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Terra armata14

Terra armataTerra armata

La terra armata è un materiale composito che deriva dall’associazione di terreno e di armature. L’attrito fra terreno e armature limita le deformazioni orizzontali

dell’ammasso e conferisce al terreno una sorta di “coesione”. Un paramento verticale

sulla faccia esterna dell’ammasso sostiene il terreno, che altrimenti scorrerebbe tra le

armature. Esso ha solo funzione di sostegno locale del terreno, ma non interviene

nella stabilità

generale dell’ammasso.

Figura 14.12: Schema di terra armata


ArmatureZona attiva Zona resistente

Paramento esterno

RIPARTIZIONE DEGLI SFORZI DI TRAZIONE

Larghezza

Lunghezza

Terreno

Spaziatura

Schema di terra armata

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Terra armata15

I materiali

costituenti la terra armata sono:

• il terreno, che deve essere caratterizzato da un coefficiente d’attrito con le armature generalmente non inferiore a 0,35. A tal fine devono essere esclusi i

terreni argillosi (con percentuale di fine superiore al 15%) e quelli organici, ed

occorre verificare che non vi siano agenti aggressivi per le armature e/o per le

pareti. Il terreno è messo in opera per strati orizzontali successivi compattati di

spessore dell’ordine di 30 cm;

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Terra armata16

• le armature, che devono essere flessibili, resistenti a trazione, con elevato

coefficiente d’attrito e non corrodibili. Spesso consistono in strisce d’acciaio, galvanizzato o inossidabile, o di lega d’alluminio, di larghezza compresa tra 4 e 12

cm. Sono anche utilizzate, come armature, le geogriglie estruse in HDPE. Le

armature sono poste perpendicolari ed agganciate al paramento, e

disposte

orizzontalmente sullo strato di terreno compattato in opera;

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Terra armata17

• il paramento verticale, che costituisce la parte a vista del muro, e deve potersi

adattare alle deformazioni dell’ammasso. A tal fine sono utilizzati profilati

metallici d’acciaio galvanizzato o d’alluminio, a sezione sottile di forma semi

ellittica, o bullonati fra loro e con le armature, oppure pannelli prefabbricati di

calcestruzzo, di dimensioni 1,5 x 1,5 m, incernierati l’uno con l’altro, in modo da

poter subire senza danno sensibili movimenti. O anche casseri in

rete elettro‐

saldata e geogriglie, con inerbimento del paramento stesso, al fine di ridurre

l’impatto visivo e ambientale dell’opera.

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Terra armata18


Figura 14.12: Schema di terra armata


ArmatureZona attiva Zona resistente

Paramento esterno

RIPARTIZIONE DEGLI SFORZI DI TRAZIONE

Larghezza

Lunghezza

Terreno

Spaziatura

Schema di terra armata

Lo sforzo di trazione, T, nelle armature presenta un massimo in prossimità

del

paramento esterno. È

possibile individuare due zone:

‐

zona attiva, prossima al paramento, in cui le tensioni tangenziali sono dirette

verso il paramento e il terreno tende a trascinare le armature; e‐

zona resistente, più

distante dal paramento e maggiormente estesa, in cui le

tensioni tangenziali sono dirette verso l’interno ed il terreno tende a trattenere le armature.

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Terra armata19


Per il calcolo delle

strutture in terra

armata si fa

riferimento allo

schema di Figura.

Si assume che la

pressione orizzontale

vari linearmente con

la profondità.

Le corrispondenti forze

di trazione nelle

armature sono

calcolate come

indicato in Figura.

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Terra armata20


La lunghezza delle armature deve essere tale che la porzione oltre la superficie di

scorrimento potenziale sia sufficiente a garantire l’ancoraggio con un adeguato coefficiente di sicurezza.

La sezione delle armature deve essere dimensionata in base alla resistenza a

trazione del materiale costituente. In genere la lunghezza delle

armature è

dell’ordine di 0,8 volte l’altezza dell’opera.

Per la stabilità

di insieme devono essere eseguite le stesse verifiche dei muri di

sostegno.

La terra armata è

utilizzata non solo come opera di sostegno ma anche per la

stabilizzazione dei pendii in frana, per la realizzazione di rilevati e argini, etc..

Le opere in terra armata, che possono anche raggiungere altezze elevate, sono

caratterizzate da una grande deformabilità

e sono quindi idonee a sopportare

senza danno cedimenti assoluti e differenziali.

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Verifiche di sicurezza21

VERIFICHE VERIFICHE DIDI

STABILITSTABILITÀÀ

Per la progettazione di un muro di sostegno devono essere eseguite:

1.

Verifica al ribaltamento,

2.

Verifica allo slittamento,

3.

Verifica di capacità

portante,

4.

Verifica di stabilità

generale(ovvero verifica di stabilità

del

pendio in cui è inserito il muro).

Schema di muro di sostegno e delle forze agenti su di esso

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22

Verifiche di stabilitVerifiche di stabilitàà

con il metodo del coefficienti di sicurezza globalecon il metodo del coefficienti di sicurezza globale

1. Verifica al ribaltamento

5.1bPhP

aWFS

aVaH

2. Verifica allo slittamento

3.1P

tan)PW(FS

aH

baV

3. Verifica di capacità

portante

2)qq(

)qq(FS

es

lim

Verifiche di sicurezza

max. 50%

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23

Verifiche di stabilitVerifiche di stabilitàà

delle opere di sostegno delle opere di sostegno

secondo il D.M. 14.01.2008 (NTCsecondo il D.M. 14.01.2008 (NTC‐‐08)08)

A.

Analisi relative agli Stati Limite di Esercizio (SLE)

B.

Verifiche di sicurezza relative agli Stati Limite Ultimi (SLU)

A.A.

Analisi relative agli Stati Limite di Esercizio (SLE):Analisi relative agli Stati Limite di Esercizio (SLE): Ed

≤

CdGli Stati Limite di Esercizio sono definiti in relazione agli spostamenti

compatibili e le prestazioni attese per l’opera.

Ed

= Valore di progetto dell’effetto delle azioniCd

= Valore limite dell’effetto delle azioniNelle condizioni di esercizio gli spostamenti dell’opera di sostegno e del

terreno circostante devono essere valutati per verificarne la compatibilità con la funzionalità

dell’opera e con la sicurezza e funzionalità

di manufatti

adiacenti.


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24

B. Verifiche di sicurezza relative agli Stati Limite Ultimi (SLUB. Verifiche di sicurezza relative agli Stati Limite Ultimi (SLU)) Ed

≤

Rd

Ed

= Valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione

Rd

= Valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico

dM

kkEd

M

kkFd a;

X;Fa;

X;FEE

dM

kkF

Rd a;

X;FR

1R F

Fk

= azioni di progetto

Xk

/ M

= parametri geotecnici di progetto

ad

= geometria di progetto


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25

I valori di progetto

delle azioni, dei parametri geotecnici e della resistenza sono ottenuti applicando ai valori caratteristici

delle azioni (Fk

), dei parametri geotecnici (Xk

), i coefficienti di sicurezza parziali, che vanno a moltiplicare nel caso delle azioni (F

o E

) e a dividere nel caso dei parametri geotecnici (M

) e della resistenza (R

).

La verifica della condizione (Ed

≤

Rd

) deve essere eseguita impiegando diverse combinazioni di gruppi di coefficienti di sicurezza parziali

rispettivamente definiti:

per le azioni (A1

e A2)

per i parametri geotecnici (M1

e M2)

per le resistenze (R1, R2

e R3)

I diversi gruppi di coefficienti di sicurezza parziali sono scelti nell’ambito di due approcci progettuali distinti e alternativi: Approccio 1

e Approccio 2


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26

Approccio 1Approccio 1: sono previste due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti.

La combinazione 1

è generalmente più

severa nei confronti del dimensionamento strutturale delle opere a contatto con il terreno.

La combinazione 2

è generalmente più

severa nei confronti del dimensionamento geotecnico.

Approccio 2Approccio 2: è prevista un’unica combinazione di gruppi di coefficienti, da adottare sia nelle verifiche strutturali sia nelle verifiche geotecniche.


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Paratie27

ParatieParatie

Le paratie sono pareti verticali parzialmente o interamente immerse nel terreno, che possono avere funzione:

‐ idraulica,

‐ di sostegno del terrenodi sostegno del terreno,

‐ di fondazione profonda, o mista.

Le paratie con funzione di sostegno del terreno

sono pareti verticali immorsate nel terreno, con

quota diversa ai due lati della parete. Tale

differenza di quota può essere dovuta ad uno

scavo o ad un riporto. Nel primo caso la struttura

è interamente a contatto con terreno naturale,

nel secondo caso il terreno di fondazione è

naturale e quello sostenuto è di riporto.

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Paratie28

Il meccanismo di funzionamento

delle paratie si basa sul fatto che l’intensità della pressione mutua di contatto fra la parete e il terreno dipende dal

movimento della parete, e quindi dalle conseguenti deformazioni del terreno.

Rotazione del muro, Y/H

Stato passivo

Sabbia densa

Sabbia densa

Rap

porto

tra

pres

sion

e or

izzo

ntal

e e

verti

cale

, K

Stato attivo

Sabbia sciolta

Sabbia scioltaSabbia compatta

K

K

K

0

a

p

In condizioni di equilibrio, le azioni orizzontali, a

monte e a valle della struttura, hanno risultante

di eguale intensità, verso opposto, e stessa retta

d’azione.

Nella risultante vanno comprese le eventuali forze

concentrate trasmesse da vincoli, come tiranti di

ancoraggio o puntoni

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Paratie29

I movimenti e la deformazione della parete, e di conseguenza le tensioni orizzontali mutue, dipendono dalla rigidezza relativa della

struttura, e dovrebbero essere determinati mediante un’analisi di interazione terreno‐struttura. Tuttavia, nella progettazione corrente, si

utilizzano metodi all’equilibrio limite, ipotizzando note le distribuzioni di pressione.

Nel termine paratie si comprendono le

palancole

e i diaframmi, strutture che possono differire molto fra loro sia come materiale costituente, sia

come tecnica di messa in opera, sia come geometria, ma che hanno in comune il meccanismo di funzionamento.

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Palancole30

Le

palancolepalancole

sono strutture permanenti o provvisorie, messe in opera a percussione o a vibro‐infissione, con battipalo.

Possono essere di:

‐

Legno

(non più

usate ma possono incontrarsi nei lavori di restauro)

‐

Cemento armato

(solo per altezze modeste a causa del peso e delle dimensioni elevate) o più

frequentemente di

‐

Acciaio

(hanno resistenza elevata, peso ridotto, possono essere facilmente trasportate e movimentate in opera, possono essere rimosse, recuperate e riutilizzate, hanno elevata durabilità

anche sotto

falda, e possono essere facilmente collegate fra loro, in orizzontale, per saldatura).

PALANCOLEPALANCOLE

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Palancole31

Palancole metalliche

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Palancole32

Palancole metalliche

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Palancole33

Palancole in c.a.

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Diaframmi

in c.a.34

I diaframmi

utilizzati come opere di sostegno delle terre sono pareti in c.a. realizzate con pali accostati, pali intersecantisi o con pannelli, che

possono raggiungere elevate profondità.

L’uso dei diaframmi consente di ridurre al minimo i volumi di scavo e le aree di lavoro, per cui sono spesso impiegati in ambiente urbano.

DIAFRAMMIDIAFRAMMI

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Diaframmi

in c.a.35

Diaframma a pali accostati

I diaframmi a pali secanti

sono composti da pali

trivellati di diametro

compreso tra 60 e 80 cm, e

interasse i tra 50 e 60 cm.

Sono prima realizzati i pali

pari (o dispari), non armati,

e successivamente i pali

dispari (o pari) che

intersecano i pali già

gettati

e sono dotati di armatura

metallica. I diaframmi di pali

sono un ripiego rispetto ai

diaframmi a pannelli,

giustificato talvolta daragioni di costo, sia perché

hanno spessore variabile e non buona disposizione delle

armature, sia perché

a causa degli errori di verticalità

nella messa in opera, alcuni pali

possono svergolare dalla parete rendendola meno resistente e più

permeabile.

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Diaframmi

in c.a.36

Diaframma a pannelli

I diaframmi lineari sono costituiti da pannelli le cui

dimensioni usuali sono: spessore S

compreso tra 50 e 120 cm,

lunghezza L compresa tra 200

e 600 cm.

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Diaframmi

in c.a.37

Le fasi esecutive

per la realizzazione di diaframmi a pannelli lineari sono:

‐

scavo dei pannelli pari (o dispari) a sezione obbligata in profondità

con benna mordente e/o con idro‐fresa, previa stabilizzazione delle pareti

con

fango bentonitico;‐

posa in opera della gabbia di armatura pre‐assemblata

e di eventuali

casseri recuperabili per la formazione di giunti;‐

getto del calcestruzzo nello scavo, dal basso verso l’alto (sistema

contractor), che si sostituisce al fango bentonitico;‐

ripetizione delle operazioni per i pannelli dispari (o pari).

Per limitare la flessibilità

della struttura sono spesso vincolati al terreno con tiranti di ancoraggio, anche a più

livelli, o con puntelli provvisori, che

sono poi sostituiti, nella loro funzione, dai solai della struttura definitiva. Talvolta, per aumentarne la rigidezza flessionale, i diaframmi sono

ottenuti accostando elementi con sezione a T o ad H.

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Diaframmi

in c.a.38

Scavo del diaframma con benna mordente

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Paratie39

Per limitare la flessibilità

della struttura sono spesso vincolati al terreno con tiranti di ancoraggio, anche a più

livelli, o con puntelli provvisori, che

sono poi sostituiti, nella loro funzione, dai solai della struttura definitiva. Talvolta, per aumentarne la rigidezza flessionale, i diaframmi sono

ottenuti accostando elementi con sezione a T o ad H.

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Paratie40

METODI METODI DIDI

CALCOLO ALLCALCOLO ALL’’EQUILIBRIO LIMITE EQUILIBRIO LIMITE DIDI

PALANCOLE E DIAFRAMMIPALANCOLE E DIAFRAMMI

Ipotesi semplificative:

legame pressioni‐spostamenti di tipo rigido‐plastico (con spostamenti

infinitesimi sono raggiunti gli stati di tensione limite

attivo o passivo);

il valore delle pressioni attive e passive è

indipendente dalle modalità

con cui la parete si muove e dalla sua deformabilità;

la distribuzione delle pressioni è

lineare e il suo valore può determinarsi mediante i coefficienti di spinta attiva e passiva.

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Paratie41

METODI METODI DIDI

CALCOLO CALCOLO DIDI

PARATIE A SBALZOPARATIE A SBALZO

Geometria di una paratia a

sbalzo in terreno omogeneo,

incoerente e asciutto.

Diagrammi limite di pressione

orizzontale a monte e a valle.

2 incognite:

• profondità

di infissione, D

• profondità

d del punto di

spostamento nullo, O

2 equazioni di equilibrio:

• alla traslazione orizzontale,

• alla rotazione.

Il problema è

staticamente

determinato.

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Paratie42

Valori approssimati della profondità

di infissione D per palancole a sbalzo in terreno granulare omogeneo

NSPT

Densità

relativa

Profondità

di infissione

0 – 4 molto sciolta

2.00 H

5 – 10

sciolta

1.50 H

11 – 30 mediamente densa

1.25 H

31 – 50 densa

1.00 H

> 50

molto densa

0.75 H

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Paratie43

Talora, per semplificare ulteriormente il calcolo, poiché

il punto O è prossimo alla base, si considera solo la parte di paratia al di sopra di O, trascurando il

momento di trasporto.

Si calcola in tal modo il valore di d con un’unica equazione di equilibrio alla rotazione rispetto al punto O, e si assume D = 1,2 d.

Il coefficiente di spinta passiva è

diviso per il coefficiente di sicurezza, il cui valore è

assunto di norma pari a 2.

Lo stesso schema di calcolo può essere esteso a differenti condizioni geotecniche, anche con terreni stratificati, in presenza di falda e di filtrazione

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Paratie44

Procedura di calcolo di progetto:

1.

Si determinano i diagrammi limite di pressione attiva e passiva (ridotta dal coefficiente di sicurezza),

2.

Si

determinano i diagrammi di pressione dell’acqua, a monte e a valle della paratia,

3.

Si

ricavano le incognite D e d, imponendo le condizioni di equilibrio alla traslazione orizzontale e alla rotazione.

Procedura di calcolo di verifica:

la profondità

di infissione è nota, e le incognite del problema sono la profondità

del punto di spostamento nullo ed il coefficiente di sicurezza.

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Paratie45

Calcolo di paratie a sbalzo in argilla satura:

occorre considerare le condizioni iniziali, non drenate, a breve

termine, e le condizioni finali, drenate, a lungo termine.

In condizioni non drenate, a breve termine:

a

= v

– 2 cu

≥

0p

= v

+ 2 cu

Il coefficiente di sicurezza può essere applicato al valore della resistenza al taglio disponibile, cu

.

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Paratie46

METODI METODI DIDI

CALCOLO ALLCALCOLO ALL’’EQUILIBRIO LIMITE EQUILIBRIO LIMITE

DIDI

PARATIE CON UN ORDINE PARATIE CON UN ORDINE DIDI

TIRANTITIRANTI

a)

Metodo del supporto libero

per strutture di rigidezza elevata (diaframmi in c.a.)

b)

Metodo del supporto fisso

per strutture di rigidezza modesta (palancole metalliche)

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Paratie47


paratia rigida, con un ordine di tiranti o comunque con un

vincolo prossimo alla sommità, in terreno omogeneo,

incoerente e asciutto. Si assume, per ipotesi, che il

movimento della struttura sia interamente verso l’esterno, e che quindi il terreno retrostante

la parete sia ad ogni profondità in condizioni di spinta attiva, e quello antistante in condizioni di spinta passiva.

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Paratie48


Il problema risulta staticamente determinato, poiché

si hanno

2 incognite:

‐

la profondità

di infissione d‐

la forza F (per unità

di

lunghezza della struttura) esercitata dai tiranti,

e 2 equazioni di equilibrio:

‐

alla traslazione orizzontale‐

alla rotazione intorno al punto

di ancoraggio.

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Paratie49

Metodo del supporto liberoLa sicurezza è messa in conto

assumendo un valore ridotto della spinta passiva

(solitamente si applica un coefficiente di sicurezza FS = 2).

Per il dimensionamento e la verifica di sicurezza degli

ancoraggi dei tiranti si amplifica il valore calcolato di F, di norma moltiplicandolo per 1,25.

Il metodo di calcolo del supporto libero per una paratia

con un ordine di ancoraggi può essere esteso a differenti

condizioni geotecniche, anche con terreni stratificati, in

presenza di falda e di filtrazione.

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Paratie50


Se la struttura è

flessibile e il terreno è

sabbia,

la pressione del terreno sulla parete differisce

sensibilmente, per effetto arco, dallo schema a

segmenti rettilinei adottato con il metodo del

supporto libero, con la conseguenza che il

momento flettente calcolato risulta superiore

al valore reale e troppo conservativo.Per tener conto di tale evidenza sperimentale

Rowe

(1952, 1957) propose di utilizzare un

coefficiente r di riduzione del momento

flettente, da applicare ai risultati dell’analisi condotta con il metodo del supporto libero,

funzione della flessibilità

della parete (

=

L4/EI).In Figura sono riportate le curve di variazione

di r = M/Mtr

con per sabbie di diversa

densità.

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Paratie51


Paratia di rigidezza modesta (palancola metallica), con un ordine di tiranti o comunque con un vincolo prossimo alla sommità, in terreno omogeneo,

incoerente e asciutto.

Si assume, per ipotesi, che la deformata della struttura nella

parte infissa comporti un movimento anche verso

l’interno, e che quindi il terreno a contatto della parete, a

monte e a valle, sia in parte in condizioni di spinta attiva e in parte in condizioni di spinta

passiva.

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Paratie52


Il problema, in questo caso, non è

staticamente determinato, e

la soluzione si ottiene introducendo un’ulteriore

ipotesi semplificativa, a carattere semi empirico.

La linea elastica della struttura presenta un flesso (punto C di

inversione della curvatura) in cui il momento flettente è

nullo.

L’ipotesi semplificativa consiste nell’assegnare la posizione del

punto C in funzione dell’angolo di resistenza al taglio del

terreno.

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Paratie53


Stima della posizione del punto di flesso per una palancola flessibile ancorata in terreno omogeneo

incoerente

’ (°) 20 25 30 35 40

x/H 0,25 0,15 0,08 0,035 ‐0,007

x/H

0.0004 ’2

– 0.0368 ’ + 0.8214

R2

= 0.9981

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Paratie54


d

A

C

D

BF

T

R

T

a

C

D

C

hH

x

d-x

4 incognite:

‐

taglio (massimo) TC nel punto C,

‐

forza F,

‐

profondità

di infissione d,

‐

risultante delle pressioni orizzontali nella

parte terminale della palancola RD

.

4 equazioni di equilibrio:

‐

equazione di equilibrio alla rotazione nel

tratto superiore,‐

equazione di equilibrio alla traslazione nel

tratto superiore,‐

equazione di equilibrio alla rotazione nel

tratto inferiore,‐

equazione di equilibrio alla traslazione nel

tratto inferiore.

Corso di GEOTECNICA


Tiranti

di

ancoraggio55

Tiranti di ancoraggio

I tiranti di ancoraggio delle palancole e dei diaframmi sono costituiti da tre elementi funzionali: la testata, la parte libera e la fondazione, bulbo o piastra

di ancoraggio.

Corso di GEOTECNICA


Tiranti

di

ancoraggio56


Corso di GEOTECNICA


Tiranti

di

ancoraggio57


L’armatura è di acciaio armonico, e viene di norma pre‐sollecitata.

Il bulbo di ancoraggio è

realizzato mediante iniezione di malta cementizia. Esso deve essere posto ad una distanza dalla parete tale da non interferire con la superficie di scorrimento potenziale, ovvero deve essere esterno al

cuneo di spinta attiva, ed essere immerso in terreno omogeneo.

Corso di GEOTECNICA


Tiranti

di

ancoraggio58


Forza di progetto del tirante:

1,25 è un coefficiente di sicurezza,

F è la forza vincolare orizzontale calcolata per unità

di lunghezza della parete,

è l’angolo di inclinazione del tirante sull’orizzontale

i è l’interasse fra i tiranti (in genere 2‐3m).

La forza T deve essere garantita dalle tensioni tangenziali di attrito e/o di aderenza fra la fondazione ed il terreno circostante.

Se la fondazione del tirante è

realizzata con una piastra la forza T è

garantita dalla differenza fra la spinta passiva sul lato di valle e la spinta attiva sul lato di monte della piastra d’ancoraggio.

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Scavi armati59

Scavi armati e trinceeScavi armati e trincee

Per sostenere pareti di scavo verticali temporanee si utilizzano

strutture provvisorie armate con puntelli che collegano due pareti affacciate.

Schemi di scavi armati

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Scavi armati60

Scavi armati

corso di geotecnica docente: giovanni vannucchigeotecnica.dicea.unifi.it/less_op_13_14.pdf · corso...

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