Ing.alessandrini Pareti

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    02-Dec-2015

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Pareti.

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    Pareti di sostegno temporanee e definitive utilizzate in edilizia

    Ing. Francesco Alessandrini

    Alpe Progetti srl societ di ingegneria

    Udine, 04-04-2012

    Corsi di deontologia e pratica professionale settore Ingegneria Civile e Ambientale Sessioni 2012

    Ordine degli Ingegneri della Provincia di PordenoneOrdine degli Ingegneri della Provincia di Udine

    Universit degli Studi di UdineFacolt di Ingegneria

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    1) Opere di sostegno2) Normativa3) Criteri di progetto e di calcolo4) Dal punto di vista sismico 5) Guardando pi da vicino il calcolo 6) Calcolo di una paratia monotirantata7) Conclusioni

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    Nellambito delle opere di sostegno flessibili si possono considerare pi tipologie diverse, prefabbricate e costruite in opera. Rientrano fra queste tutti i

    sistemi di palancolatura in acciaio o in ca prefabbricati, inseriti nel terreno mediante battitura, vibratura o infissione idraulica

    i diaframmi in calcestruzzo eseguiti in opera con sostegno del foro mediante fanghi bentonitici o silicati

    le pareti di pali o micropali affiancati, in cui la tipologia dei pali pu variare moltissimo.

    Tutte queste diverse tipologie di strutture di sostegno vanno a far parte di quelle che sono indicate come opere di sostegno flessibili in quanto quasi sempre il sostegno del terreno si associa con una certa deformabilit dellopera. In generale vengono chiamate con il termine paratie, e tale anche la denominazione contenuta nelle pi recenti normative.

    Per introdurre largomento esemplifichiamo brevemente le tipologie pi classiche e tuttora pi utilizzate: quella dei diaframmi bentonitici e quella delle pareti tirantate di micropali, gergalmente denominate berlinesi.

    1) Opere di sostegno

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    Pareti eseguite prima di procedere allo scavo, con affianco di elementi di diaframmi in c.a., di pali in c.a. o di micropali, eventualmente tirantate

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    Come si eseguono i diaframmi

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    Cosa sono i tiranti di ancoraggio

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    Dove si eseguono i diaframmi

    edilizia

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    parcheggi sotterranei

    serbatoi o pozzi metropolitana

    superficiale

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    Schemi strutturali

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    Esempio di armatura

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    Pareti di sostegno con micropali tirantati(berlinese)

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    D.M. Lavori Pubblici 11 marzo 1988: Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilit dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, lesecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione

    Ordinanza P.C.M. nr 3274 del 20 marzo 2003 (e succ. modifiche): Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica

    D.M. Infrastrutture e Trasporti 14 settembre 2005: Norme tecniche per le costruzioni

    Normativa europea (Eurocodice 7 progettazione geotecnica)

    Norme tecniche per le costruzioni (NTC 2008)e successiva circolare

    2) Normativa

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    Le nuove NTC 08, dal punto di vista del calcolo delle paratie, seguono in generale la logica degli EC, pur presentando simbolismi e coefficienti parzialmente diversi;

    lanalisi sismica viene semplificata ed allineata con le ultime versioni dellEC8; le nuove norme sostituiscono le NTC 2005, ampliando o modificando anche diversi

    aspetti. Senza entrare nel dettaglio delle differenze vediamo subito quanto richiesto dalle NTC 2008, che sembrano essere in grado di sostituire integralmente, per

    queste opere, lOrdinanza 3274 e smi.In generale la nuova norma, come gi parzialmente le NTC 05, richiede tutta una serie di attenzioni e controlli aggiuntivi rispetto alle norme precedenti; la maggior parte di essi vengono solo richiesti in modo generico, senza andare nel dettaglio delle verifiche (cosa del resto ragionevole per una norma vista sia la vastit della

    casistica possibile, sia lo spirito prestazionale della stessa). 6.5 Opere di sostegno6.5.1 Criteri generali di progetto fasi costruttive

    tener conto dell'incidenza sulla sicurezza di dispositivi complementari (drenaggi, tiranti ..) e delle fasi costruttive

    drenaggio progettare il drenaggio

    dispositivi complementari

    valutare la perdita di efficacia parziale di dispositivi quali drenaggi, tiranti e ancoraggi + piano di controllo e monitoraggio nei casi in cui la perdita di efficacia configuri scenari di rischio

    spostamenti a tergo

    valutare la compatibilit degli spostamenti a tergo dell'opera in relazione alla sicurezza e funzionalit di costruzioni preesistenti + effetti indotti da modifiche delle pressioni interstiziali

    indagini geognostiche

    indagini geotecniche estese per poter valutare la stabilit locale e globale + moti di filtrazione

    riempimento prescrivere le caratteristiche dei materiali di riempimento

    3) Criteri di progetto e di calcolo

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    6.5.2 Azioni6.5.2.2 Modello geometrico

    geometria parete

    il modello deve tener conto di possibili variazioni del livello di terreno di monte e valle rispetto ai valori nominali

    faldasenza drenaggio, nelle verifiche SLU, la superficie di falda NON inferiore alla sommit di terreni a bassa permeabilit (k=10-6 m/s)

    6.5.3.1.2 Paratie verifiche SLU almeno i seguenti SLU:

    SLU di tipo geotecnico (GEO) e idraulico (UPL e HYD)1 - collasso per rotazione intorno a un punto dell'opera (atto di moto rigido)2 - collasso per carico limite verticale3 - sfilamento di uno o pi ancoraggi4 - instabilit del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni non drenate5 - instabilit del fondo scavo per sollevamento6 - sifonamento del fondo scavo7- instabilit globale dell'insieme opera-terrenoSLU di tipo strutturale (STR)8 - raggiungimento della resistenza in uno o pi ancoraggi9 - raggiungimento della resistenza in uno o pi puntoni o di sistemi di contrasto10 - raggiungimento della resistenza strutturale della paratia

    6.5.3 Verifiche agli SLU

    necessario tenere in conto la dipendenza della spinta del terreno dallo spostamento dell'opera

    6.3.5.1 Verifiche di sicurezza (SLU) prendere in considerazione tutti i meccanismi di SLU sia a breve che a lungo termine

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    Significa immaginare tutti i possibili criteri di collasso geotecnico della parete nel suo insieme; questi possono essere molteplici e, in generale, un moderno programma di calcolo ne tiene gi conto quando converge a una soluzione stabile. Risulta cosimplicitamente verificato ogni possibile meccanismo di moto rigido. Se dovessimo fare la stessa cosa a mano dovremmo immaginare tutti i possibili meccanismi di collasso come, ad esempio:

    1 - collasso per rotazione intorno a un punto dell'opera (atto di moto rigido)

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    2 - collasso per carico limite verticale

    Il diaframma pu essere sollecitato da carichi verticali esterni e, soprattutto, dalla componente verticale di tiranti di ancoraggio. Va dunque verificata la portanza verticale del diaframma, ricadendo sostanzialmente nelle verifiche previste per pali trivellati, con le dovute modifiche geometriche del caso. Ricadono qui eventuali carichi sismici verticali esterni.

    3 - sfilamento di uno o pi ancoraggi

    Qui si intende la verifica a sfilamento del tirante (a cui si rimanda). Potrebbe per essere anche intesa la stabilit dellopera nel caso in cui un tirante venisse a mancare: ci vorrebbe dire analizzare degli schemi statici aggiuntivi che considerino tale possibilit.

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    Ma ci vuol dire intervenire a priori nella concezione strutturale dellinsieme, aggiungendo, ad esempio, una trave di coronamento

    e andando a valutare il carico che il diaframma senza tirante trasferisce alla trave e il conseguente aggravio di carico sui diaframmi contigui (ulteriori modelli di carico).

    1 2 3 4

    K

    +F

    2

    1,3

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    Significa verificare la paratia anche in termini di tensioni totali (Cu); va vista in generale come una condizione a breve termine in assenza di

    drenaggio. Ne consegue un ulteriore modello di calcolo in quanto a parametrizzazione del terreno

    4 - instabilit del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni non drenate

    5 - instabilit del fondo scavo per sollevamento6 - sifonamento del fondo scavo

    Queste verifiche di tipo idraulico (UPL e HYD) sono

    localizzate in genere al fronte del diaframma e vanno fatte

    dopo aver impostato il modello di calcolo (di cui al punto 1).

    Infatti solo grazie al modello si pu ricavare landamento delle

    pressioni neutre che sono funzione del moto di filtrazione

    che si sviluppa in corrispondenza dellopera

    (che, inoltre, influenza lo stato di carico della paratia e che la

    normativa richiede esplicitamente di verificare)

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    Fa parte delle verifiche di stabilitglobale, che tutto un capitolo a parte. Per le paratie tirantate va applicata molta attenzione nel

    posizionamento della fondazione del tirante: la normativa richiede un

    esplicito allungamento della lunghezza libera del tirante per tener conto che, in caso sismico, il cuneo di spinta pi grande rispetto alle condizioni

    statiche; ma ci non basta a escludere superfici di scivolamento pi arretrate che sono identificabili solo dallanalisi

    a stabilit globale

    7- instabilit globale dell'insieme opera-terreno

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    Le sollecitazioni per operare le verifiche strutturali

    specifiche derivano tutte dal modello/i di calcolo

    generale/i gi utilizzato per le verifiche GEO.

    SLU di tipo strut