Fondazioni profonde

FONDAZIONI PROFONDE
Una fondazione profonda trasmette i carichi della struttura agli strati
di terreno caratterizzati da migliori caratteristiche geomeccaniche
•Pali (trivellati – infissi)
•Micropali (a gravità – in pressione)
•Pozzi
EFFETTI PRODOTTI DALL’ INSTALLAZIONE DI UN PALO
MICROPALI
MICROPALI
PALO DI FONDAZIONE
cinematismi di rottura
PALO DI FONDAZIONE
Q
QL
qP=Ncc+Nqqo = portata unitaria alla punta
qP=9cu+ γL
γ
(terre coesive →TT)
qP=Nq γ′L
γ′
(terre granulari → TE)
qL= portata unitaria laterale
qL=α
αcu(adesione)
L
(terre coesive →TT)
qL=kµσ
µσ’
δσ´
µσ vo = ktgδσ
δσ vo (terre granulari → TE)
QP
QP = qPAP
AP= πD
π 2/4
QL = qLAL
AL= πDL
π
QL =portata laterale
QP =portata alla punta
D = diam palo
L = lunghezza palo
Nq= ƒunzione (ϕ′)
Coefficienti necessari per il calcolo della portata laterale
qL=α
αcu
Valori di α
α
terre coesive →TT
1
αmin =
0.30
0.3
0.5
3
Valori di k e µ
qL=kµσ
µσ’
δσvo
µσ vo=ktgδσ
(terre granulari→
→ TE)
cU
Portata unitaria alla punta qP; Portata unitaria laterale qL
Determinazione attraverso con le prove in situ
qP=K NSPT [MPa]
qL=α
α+β
βNSPT [kPa]
Correlazioni tra resistenza laterale
qL e i valori di N della prova SPT
Correlazioni tra resistenza alla punta qP
e i valori di N della prova SPT
qP=qc [MPa]
qL=α
αqc [MPa]
(q
c
da adottare, per la punta, è il valore medio tra L+D e L-4D con
L=lunghezza del palo e D=diametro del palo
)
Correlazioni tra resistenza laterale qL e i valori
di qc del penetrometro della CPT
Verifiche per fondazioni profonde (pali)
Qlim= QL+ QP- W
Qamm= Qlim/FS
FS=2.5
Qes< Qamm
Nota: per la portata laterale in un multistrato si
sommano i contributi dei vari strati.
Nel calcolo spesso si considerano solo i
contributi dei terreni dalle rigidezze (moduli
elastici) confrontabili, trascurando i terreni molli
L3
L2
QL= πD Σ(qLi·Li)
Secondo il principio che sono le molle
più rigide quelle che assorbono il carico
applicato e quelle che necessitano di un
< spostamento per andare in carico
(Concetto di resistenza mobilitata)
L1
Palo intestato nella formazione
L1
QL
• il contributo maggiore alla capacità portante è la
portata alla punta (QP)
• il palo deve essere intestato almeno 3D (diametri)
nella formazione per poter contare sulle
caratteristiche di resistenza della formazione
stessa (cfr. meccanismo di rottura)
• il contributo più importate alla portata laterale (QL )
lo dà lo spessore all’interno della formazione (L1)
QP
Palo sospeso
L
QL
QP
• il palo porta essenzialmente di portata laterale (QL)
• il contributo della punta è piccolo QP
• la portata laterale si mobilita lungo tutto il fusto del
palo (L)
Esempio
Determinare la capacità portante di un palo cilindrico in calcestruzzo del
diametro D = 0,50 m e lunghezza L = 7,0 m in un terreno la cui stratigrafia è
la seguente:
— sino a
— sino a
— sino a
— sino a
quota
quota
quota
quota
–1,00 → sabbia limosa grigia;
–5,00 → argilla con Cu = 25 kPa;
–9,00 → argilla con Cu = 60 kPa;
–11,00 → argilla limosa con Cu = 60 kPa.
La falda freatica coincide con il piano campagna ed il peso di volume medio sia
γ = 1,9 t/m3 (19 kN/m3).
Sappiamo che:
Q = QP + QL
πD 2
π ⋅0 ,5 2
⋅ (9 Cu + γL ) =
⋅ (9 ⋅ 60 + 19 ⋅7 )
QP = AP · qP =
4
4
QP = 132 kN = 132.000 kg = 13,2 t
(1 kPa = 1kN/m2)
(1 kg ≅ 10 N)
Per il secondo termine:
si trascura il primo metro di terreno
QL = qL1 · AL1 + qL2 · AL2
AL1 = πD · L1 = π · 0,5 · 4 = 6,28 m2
AL2 = πD · L2 = π · 0,5 · 2 = 3,14 m2
• PALO INFISSO
qL1 = α1 Cu1
qL2 = α2 Cu2
Cu1 = 25 ⇒ α1 = 1
Cu2 = 60 ⇒ α2 = 1 – 0,011 (Cu – 25)
Cu2 = 60 ⇒ α2 = 0,61
qL1 = 1 · 25 = 25 kPa
qL2 = 0,61 · 60 = 36,6 kPa
QL = 6,28 · 25 + 3,14 · 36,6 = 272 kN
Q = 132 + 272 = 404 kN
Qlim = 404 –W
ove:
πD 2
⋅ 25 = 4 ,9 kN / m
W1 =
4
W = 4,9 · 7 = 34,3 kN
Qlim = 404 – 34,3 = 369,7 kN
Qamm =
Qlim 369
=
= 148 kN
Fs
2 ,5
Esempio
Sulla base dei risultati della prova CPT riportati in figura si valuti la portata
ammissibile di un palo battuto cilindrico con diametro D = 0,40 m e lunghezza
L = 14,00 m.
Sabbia
molto
sciolta
Q = QP + QL
Per la punta
L = 14 m
L + D = 14,40 m
L – 4D = 12,40 m
⇒
qc = 10 MPa
2
2
π
D
π
0
4
⋅
,
QP = AP · qP =
⋅ qc =
⋅ 10 = 1 ,25 MN
4
4
Per la portata laterale si trascurano i primi 2 metri
QL = qL1 · AL1 + qL2 · AL2
AL1 = πD · L1 = π · 0,4 · 8 = 10 m2
AL2 = πD · L2 = π · 0,4 · 4 = 5 m2
qL1 = α1 qc1
qc1 = 0,3;
α1 = 0,02;
qL1 = 0,02 · 0,3 = 0,006 Mpa
α2 = 0,012;
qL2 = 0,012 · 7 = 0,084 Mpa
qL2 = α2 qc2
qc2 = 7;
QL = 0,006 · 10 + 0,084 · 5 = 0,48 MN
Q = 1,25 + 0,48 = 1,73 MN = 173 t
Qamm =
(si è trascurato il peso del palo)
Qlim 173
=
= 69 ,2 t
Fs
2 ,5