pareti di sostegno, paratie, armature

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    16-Apr-2015

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esempi di pareti di sostegno, paratie con armature.

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<p>Corsi di deontologia e pratica professionale settore Ingegneria Civile e Ambientale Sessioni 2012</p> <p>Pareti di sostegno temporanee e definitive utilizzate in ediliziaIng. Francesco AlessandriniAlpe Progetti srl societ di ingegneriaUdine, 04-04-2012</p> <p>Ordine degli Ingegneri della Provincia di Pordenone Ordine degli Ingegneri della Provincia di Udine</p> <p>Universit degli Studi di Udine Facolt di Ingegneria1</p> <p>1) Opere di sostegno 2) Normativa 3) Criteri di progetto e di calcolo 4) Dal punto di vista sismico 5) Guardando pi da vicino il calcolo 6) Calcolo di una paratia monotirantata 7) Conclusioni</p> <p>2</p> <p>1</p> <p>1) Opere di sostegnoNellambito 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.</p> <p>3</p> <p> 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</p> <p>4</p> <p>2</p> <p> Come si eseguono i diaframmi</p> <p>5</p> <p>6</p> <p>3</p> <p> Cosa sono i tiranti di ancoraggio</p> <p>7</p> <p> Dove si eseguono i diaframmi edilizia</p> <p>8</p> <p>4</p> <p> parcheggi sotterranei serbatoi o pozzi metropolitana superficiale</p> <p>9</p> <p>10</p> <p>5</p> <p>11</p> <p>12</p> <p>6</p> <p> Schemi strutturali</p> <p>13</p> <p> Esempio di armatura</p> <p>14</p> <p>7</p> <p>15</p> <p> Pareti di sostegno con micropali tirantati (berlinese)</p> <p>16</p> <p>8</p> <p>17</p> <p>2) Normativa 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. n 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) successiva circolare e</p> <p>18</p> <p>9</p> <p>3) Criteri di progetto e di calcoloLe 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 sostegno 6.5.1 Criteri generali di progetto</p> <p>tener conto dell'incidenza sulla sicurezza di dispositivi complementari (drenaggi, tiranti ..) e fasi costruttive delle fasi costruttive valutare la perdita di efficacia parziale di dispositivi quali drenaggi, tiranti e ancoraggi + dispositivi piano di controllo e monitoraggio nei casi in cui la perdita di efficacia configuri scenari di complementari rischio drenaggio progettare il drenaggiospostamenti a tergo indagini geognosticheriempimento</p> <p>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 geotecniche estese per poter valutare la stabilit locale e globale + moti di filtrazioneprescrivere le caratteristiche dei materiali di riempimento</p> <p>19</p> <p>6.5.2 Azioni 6.5.2.2 Modello geometrico</p> <p>geometria paretefalda</p> <p>il modello deve tener conto di possibili variazioni del livello di terreno di monte e valle rispetto ai valori nominali senza drenaggio, nelle verifiche SLU, la superficie di falda NON inferiore alla sommit di terreni a bassa permeabilit (k=10-6 m/s) necessario tenere in conto la dipendenza della spinta del terreno dallo spostamento dell'opera</p> <p>6.5.3 Verifiche agli SLU 6.3.5.1 Verifiche di sicurezza (SLU) 6.5.3.1.2 Paratie verifiche SLU</p> <p>prendere in considerazione tutti i meccanismi di SLU sia a breve che a lungo termine</p> <p>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 verticale 3 - sfilamento di uno o pi ancoraggi 4 - instabilit del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni non drenate 5 - instabilit del fondo scavo per sollevamento 6 - sifonamento del fondo scavo 7- instabilit globale dell'insieme opera-terreno SLU di tipo strutturale (STR) 8 - raggiungimento della resistenza in uno o pi ancoraggi 9 - raggiungimento della resistenza in uno o pi puntoni o di sistemi di contrasto 10 - raggiungimento della resistenza strutturale della paratia20</p> <p>10</p> <p>1 - collasso per rotazione intorno a un punto dell'opera (atto di moto rigido)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 cos implicitamente 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:</p> <p>21</p> <p>2 - collasso per carico limite verticaleIl 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.</p> <p>3 - sfilamento di uno o pi ancoraggiQui 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.</p> <p>22</p> <p>11</p> <p>Ma ci vuol dire intervenire a priori nella concezione strutturale dellinsieme, aggiungendo, ad esempio, una trave di coronamento</p> <p>K</p> <p>2</p> <p>1</p> <p>2</p> <p>3</p> <p>4</p> <p>F</p> <p>+</p> <p>1,3e 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).</p> <p>23</p> <p>4 - instabilit del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni non drenateSignifica 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</p> <p>5 - instabilit del fondo scavo per sollevamento 6 - 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)24</p> <p>12</p> <p>7- instabilit globale dell'insieme opera-terreno</p> <p>Fa parte delle verifiche di stabilit globale, 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</p> <p>25</p> <p>SLU di tipo strutturale (STR) 8 - raggiungimento della resistenza in uno o pi ancoraggi 9 - raggiungimento della resistenza in uno o pi puntoni o di sistemi di contrasto 10 - raggiungimento della resistenza strutturale della paratia</p> <p>Le sollecitazioni per operare le verifiche strutturali specifiche derivano tutte dal modello/i di calcolo generale/i gi utilizzato per le verifiche GEO.</p> <p>26</p> <p>13</p> <p>6.3.5.2 Verifiche di esercizio (SLE)</p> <p>spostamenti interazione opera-terreno</p> <p>valutare gli spostamenti dell'opera e del terreno circostante in presenza di manufatti particolarmente sensibili, deve essere sviluppata una specifica analisi dell'interazione opera-terreno tenendo conto delle fasi costruttive</p> <p>4) Dal punto di vista sismico 2.4 Vita nominale, classi d'uso e periodo di rif 2.4.1 Vita nominale 7.11..6 Opere di sostegno 7.11.6.1 Requisiti generali opere provvisionali le verifiche sismiche di opere provvisorie o strutture in fase costruttiva possono essere omesse quando le relative durate previste in progetto siano inferiori a 2 anni</p> <p>spostamenti permanenti ampiezza indagini</p> <p>sono ammissibili spostamenti permanenti indotti dal sisma che non alterino significativamente la res dell'opera e siano compatibili con la funzionalit dell'opera e di opere vicini le indagini geotecniche devono avere estensione tale da consentire la caratterizzazione dei terreni che interagiscono con l'opera e di quelli che determinano la risposta sismica locale 27</p> <p>aspetti da considerare</p> <p> comunque necessario considerare i seguenti aspetti: - effetti inerziali nel terreno, nelle strutture di sostegno e negli eventuali carichi aggiuntivi presenti - comportamento anelastico e non lineare del terreno - effetto della distribuzione delle pressioni interstiziali, se presenti, sulla azioni scambiate fra il terreno e l'opera di sostegno - condizioni di drenaggio - influenza degli spostamenti dell'opera sulla mobilitazione delle condizioni di equilibrio limite ammesso l'uso di metodi pseudostatici</p> <p>metodi pseudostatici</p> <p>7.11.6.3 Paratie in terreni ad alta permeabilit l'acqua in terreni a bassa permeabilit (sotto l'azione del sisma) si muove in 7.11.6.3.1. l'acqua (sotto l'azione del sisma) si Metodi l'azione grani terreno modo indipendente dai grani di terreno muove con isismicadi definita come un'accelerazione equivalente costante nello spazio e nel pseudostatici azione sismica tempo *&gt;0,2 accelerazione ah = kh*g = **amax; con ah = accelerazione orizzontale orizzontale kh = coeff sismico in direzione orizzontale l'incremento di spinta (sismico) l'incremento di spinta (sismico) dato &lt; terreno interagenti legato = 1terreno saturo deformabilit deidal contributo delcon l'opera, da quello al tiene conto della terreno e funzione dell'altezza complessiva H della paratia, della categoria del suolo e ricavabile dal idrodinamico dell'acqua diagramma 7.11.2; nelle situazioni di eq.limite passivo, =1</p> <p>28</p> <p>14</p> <p> res sfilamento comb 2: (A2+M2+R1) comb 2: (A2+M2+R1) comb 1: (A1+M1+R2) comb 1: (A1+M1+R3) comb 2: (A2+M2+R1) comb 1: (A1+M1+R3) comb 2: (A2+M2+R1) comb 1: (A1+M1+R1) comb 2: (A2+M2+R1) comb 1: (A1+M1+R1) comb 2: (A2+M2+R1) SISMA A1=A2=1</p> <p>comb 1: (A1+M1+R1) comb 2: (A2+M2+R1)</p> <p>8 - ancoraggi comb 1: (A1+M1+R1) 9 - contrasti comb 1: (A1+M1+R1) 10 - paratia comb 1: (A1+M1+R1)</p> <p>30</p> <p>15</p> <p>Nelle combinazioni di coefficienti parziali appena indicate i coefficienti A (azioni), M (materiali-terreno), R (resistenze) sono tutti riportati in normativa in tabelle di cui si indica il riferimento.GEO e UPL HYD 1 - moto rigido 2 - carico verticale 3sfilamento 4 - tensioni totali 5 - sollevam fondo scavo 6 - sifonam fondo 7 - instabilit globale STR</p> <p>coeff. parziali da tabelle: 6.2.I 6.2.I 6.2.I 6.2.I 6.2.I 6.2.I 6.2.I 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.2.II 6.5.I 6.5.I 6.6.I 6.5.I 6.5.I 6.5.I 6.8.I 6.5.I 6.5.I 6.5.I31</p> <p>6.2.III 6.2.IV</p> <p>8 - ancoraggi 6.2.I 9 - contrasti 6.2.I 10 - paratia 6.2.I</p> <p>6) Calcolo di una paratia monotirantataConsideriamo un semplice esempio di paratia monotirantata costituita da diaframmi bentonitici, con un tirante ogni 2.50m (=dimensione pannello):10 kPa accidentale 2m Llib =10m 11 m 5m falda a lungo termine 4m Lanc =8m 8m</p> <p>tirante di ancoraggio</p> <p>terreno omogeneo d = 18 kN/m3 ds = 21 kN/m3 k = 36 Evc = 35 MPa Eur = 50 MPa diaframma in c.a sp 60 cm permeabilit k</p>