Corso di Fondazioni – Laurea Magistrale StreGa 9 cfu ( e non di più …. mi raccomando !)

Sito web corso di Laurea: http://www.strega.unina.it/ Sito web docente: https://www.docenti.unina.it/gianpiero.russo/ Pagina facebook corso: https://www.facebook.com/FondazioniIngegneriaFedericoII

…….. ci sarà un’indagine per valutare la «qualità» e la quantità del corso …… ………tra le domande: «Siete stati adeguatamente informati sulla procedura di indagine valutativa dei corsi ?»

….. SI

2. Analisi di entità e distribuzione delle azioni di progetto in esercizio (carichi fissi + sovraccarichi permanenti e accidentali)

3. Scelta della tipologia e del piano di posa

4. Dimensionamento, verifica di capacità portante, valutazione della sicurezza

5. Analisi stato tensio-deformativo nel sistema terreno-fondazione in esercizio

5.1 Previsione entità e ammissibilità spostamenti verifica funzionale 5.2 Interazione terreno-fondazione verifica strutturale

Fasi del progetto geotecnico di una fondazione

1. Indagini per la caratterizzazione geotecnica del sottosuolo

6. Prescrizione modalità esecutive per la messa in opera

7. Piano di controlli in corso d’opera (monitoraggio)

8. Computi metrici e preventivo di spesa (ev. analisi comparative)

Ci torneremo tra qualche lezione

Fondazioni ?

L’esigenza nasce essenzialmente dalla differenza tra resistenza e rigidezza dei materiali da costruzione più tipici da un lato e quelle tipiche dei terreni/rocce nel sottosuolo -di fondazione-

(generalmente più basse le seconde … ) Nelle fondazioni non c’è gloria ……. Come la disciplina medica seppellisce i suoi insuccessi

Non sempre la sostituzione di materiale è razionale …

Nel campo del restauro e della conservazione dei beni culturali … il sistema di fondazione è parte integrante del monumento

Ground – Monument System

Bisognerebbe invertire la

prospettiva …. guardandola dal basso una

basilica …

Indagini geotecniche per fondazioni …………………………….

Palazzo del Belvedere di S. Leucio

S. Leucio

Das prinzip der schwarzen linie

S. Leucio

Volume significativo

Porzione di terreno che interagisce in modo apprezzabile con l’opera,

delimitabile in base agli effetti meccanici

e idraulici indotti dalla costruzione del manufatto

f(opera, carichi, sottosuolo)

Livelli di indagine:

• di Fattibilità di massima su aree estese

• di Progetto di dettaglio, sull’area di intervento

• in corso d’Opera di verifica e collaudo su elementi

• Monitoraggi in esercizio per controllo metodologie analisi

Programmazione delle indagini geotecniche

Estensione = Volume significativo

Volume significativo

Volume significativo

Opera in progetto, dimensioni in pianta BxL Volume significativo = BxLxH H = profondità alla quale gli incrementi di tensione indotti nel sottosuolo dall’opera diventano trascurabili rispetto alle tensioni litostatiche. In generale H = (2 ÷ 3)B Volume significativo compreso fra 104 e 106 m3

Volume indagato compreso fra 10-1 e 1 m3 Tipicamente si indaga qualche milionesimo del volume significativo Inapplicabilità di criteri meramente statistici

Tipo di opera

Distanza fra i sondaggi (m) Numero minimo

di

Sondaggi Stratificazione

Uniforme Media Caotica

Edificio a 1 ÷ 2 piani 50 30 15 3

Edificio a molti piani 45 30 15 4

Pile e spalle di ponti;

torri; ciminiere

1 ÷ 2 per ciascuna

fondazione

Strade 300 150 30

Gallerie

Progetto definitivo

Progetto esecutivo

500

100

50

Frequenza delle indagini

Sezi

on

e st

rati

graf

ica

A -

A

Distribuzione delle verticali di indagine: edifici

Sezione stratigrafica C - C

Facoltà di Ingegneria dell’Università di Napoli

Volume da indagare

Esplorazione diretta: determinazione profili stratigrafici

Tipologia delle indagini geotecniche

Sintetizzando dalle Raccomandazioni AGI (1977):

Finalità Mezzi di indagine

Profilo stratigrafico

Diretti

Scavi accessibili (pozzi, trincee, cunicoli)

Fori di sondaggio

Indiretti Prove geofisiche

Prove penetrometriche statiche

Proprietà fisico-meccaniche

Grandezze misurate

Tipo prova

σh0 σ:ε :σ

Scissometriche F

Penetrometriche statiche ☂ ☀

Penetrometriche dinamiche ☂ G

Pressiometriche ☀ ☀ ☁

Dilatometriche ☀ ☂ ☁

Geofisiche ☀

Misura pressione neutra Piezometri idraulici

Celle piezometriche

Permeabilità Prove di emungimento

Prove di immissione

Verifica impiego

analisi e tecnologie

Prove di carico su piastre e pali

Misure di pressioni neutre e permeabilità

(efficacia di drenaggi e impermeabilizzazioni)

Misure di proprietà meccaniche

(efficacia di trattamento di miglioramento e rinforzo)

Legenda:

σho= tensioni orizzontali

σ:ε = legame tensio-deformativo

:σ = resistenza al taglio

☀ = impiego ottimale

☁ = limitazioni esecutive

☂ = interpretazione empirica

F = solo terreni a grana fine

G = solo terreni a grana grossa

Sondaggio a percussione leggera con distruzione

Sondaggio a rotazione con distruzione …… attrezzi

Sondaggio a carotaggio continuo con macchina su carrello cingolato

Sondaggio a carotaggio continuo con macchina su carrello cingolato Fase Operativa

Sondaggio a carotaggio continuo: cassetta catalogatrice per ricostruzione profilo stratigrafico

Campionamento in foro di sondaggio in terreni a grana fine

Montaggio della fustella Shelby su aste di manovra

Calo della fustella a fondo foro per l' infissione

Tecniche di campionamento: Campionatori

Sampling techniques

Samplers Thick-walled split barrel samplers SPT …..

Campionamento 25

Tecniche di prelievo da fondo foro

Campionatore

ad infissione

(Shelby)

Campionatore

a pistone

(Osterberg)

Campionatore

continuo

(Begemann/Kjelman)

Campionatore a

doppio carotiere

(Mazier)

Thin-walled open-drive samplers: soft or moderately stiff cohesive soil

Campionatore ad infissione

(Shelby)

Piston samplers: fine grained soils even if very soft and sensitive

Campionatore a pistone (Osterberg)

Tecniche di prelievo da fondo foro

Fasi di avanzamento del campionatore a pistone

a) posizionamento

b) campionamento

c) recupero

Sampling combined with coring (Rotary samplers): Medium stiff to stiff cohesive soils and rock

Campionatore a doppio carotiere

Tecniche di prelievo di campioni di superficie

Infissione di fustella cilindrica (Hvorslev, 1949)

Tecniche di prelievo di campioni di superficie

Taglio di blocco cubico (Hvorslev, 1949)

Tecniche di prelievo manuale da scavi accessibili

(AGI, 1977)

Cilindro campionatore Attrezzatura di spinta a vite

Chiusura a flange con guarnizione

Campionamento 33

Caratteristiche geometriche dei campionatori

In genere:

D = 80 ÷ 100 mm L/D = 8 ÷ 12 Ls/D = 0,1 ÷ 0,4 angolo di scarpa a = 4° ÷ 15°

Campionamento 34

Caratteristiche geometriche dei campionatori

Coefficiente di parete Cp

Coefficiente di ingresso Ci

Coefficiente di attrito esterno Ca

1002

22

D

DDC

s

p

1002

22

D

DDC

i

i

1002

22

e

ea

a

D

DDC

(misura il volume di terreno spostato nell’avanzamento)

Campionatori a parete grossa → Cp >15%

Campionatore a parete sottile (preferiti) → Cp <15% (meglio se Cp <6%)

(misura il possibile rigonfiamento del campione)

Campioni corti o superficiali, avanzamenti rapidi, terreni incoerenti → Ci <0,5%

Campioni lunghi e profondi, avanzamenti lenti, terreni coesivi → Ci = 0,75% ÷1,5%

terreni incoerenti → Ca =0

terreni coesivi → Ca <2% ÷3%

Campionamento 35

Qualità del prelievo di campioni

Definizione di classi di qualità secondo AGI (1977) e EC7 (1997):

Costituzione Proprietà fisiche Proprietà

meccaniche

Caratteristiche

geotecniche determinabili

AGI Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

EC7 C B A

Profilo stratigrafico * * * * *

Composizione granulometrica * * * *

Contenuto d’acqua naturale * * *

Peso dell’unità di volume * *

Caratteristiche meccaniche *

Campioni rimaneggiati

A

disturbo

limitato

indisturbati

Campionamento 36

Qualità del prelievo di campioni

Classi di qualità ottenibili con vari campionatori AGI (1977)

Tipo di terreno

Grana fine Grana grossa

Tipo di

campionatore Poco consistenti

Moderatamenti

consistenti Molto consistenti Fuori falda In falda

A parete grossa

infisso a

percussione - Q3 (4) Q2 (3) Q2 Q1

A parete sottile

infisso a

percussione Q3 Q4 Q3 (4) Q3 Q2

A parete sottile

infisso a

pressione Q4 Q5 Q5 * Q3 Q2

A pistone infisso

a pressione Q5 Q5 - Q3 (4) Q2 (3)

A rotazione a

doppia con

scarpa avanzata - - Q5 - -

N. B. : tra parentesi le classi di qualità ottenibili con campionamento molto accurato

* Può risultare impossibile prelevare campioni di adeguata lunghezza

Campionamento 37

Campionamento 38

Fonti di disturbo e rimedi

Possibili fonti di disturbo Rimedi

Rigonfiamento del terreno dovuto alla riduzione delle tensioni durante la fase di perforazione

Minimizzare le soste tra fine perforazione ed inizio campionamento

Eccessiva compressione del terreno prodotta dall’avanzamento del campionatore

Evitare che il campionatore sia infisso al di sotto del fondo foro

Presenza di materiale rimaneggiato sul fondo foro

Assicurare la pulizia del foro

Disturbi prodotti dalla penetrazione del campionatore (disturbo prodotto dallo spostamento di volume all’atto della penetrazione; attrito tra parete interna e campione)

Utilizzare campionatori con adeguati valori dei coefficienti geometrici

Disturbo prodotto dal tipo di avanzamento Adottare l’avanzamento a pressione

Trasporto Evitare colpi e variazioni di temperatura

Conservazione Sigillare accuratamente e conservare in luoghi a temperatura e umidità controllate, il più possibile simili a quelle in sito

Estrusione Estrarre il campione con continuità, seguendo il verso del campionamento ed evitando ulteriori deformazioni

Annullamento della componente deviatorica dello stato tensionale efficace

Inevitabile

«Chiunque sia impegnato nella soluzione di un problema, deve svolgere indagini di adeguata profondità. E queste indagini sono tanto più necessarie per coloro che conoscono la teoria, perché senza di esse non potrebbero applicare la teoria alla pratica.»

Charity Hospital, New Orleans

(Terzaghi & Peck, 1948)

Pali di prova: pali di legno lunghi 8 m, battuti a rifiuto. Cedimento di 6 mm sotto un carico di prova di 30 t

Fondazioni: 10.000 pali con un caricodi lavoro medio di 15 t/palo

• l’ignorante: w = 3 mm

• il saputo: w = 8 cm

Previsione del cedimento

Misura del cedimento

• a termine costruzione: w = 10 cm

• due anni dopo: w = 30 cm

• edificio demolito quando w = 55 cm

Charity Hospital, New Orleans

Scavo Regi Lagni

Edificio a Palermo

Edificio con fondazioni dirette:

Scatolare

costituito da due piastre collegate

da travi parete per uno spessore

complessivo di 4m.

Edificio a Palermo; rotazioni Iperbole con asintoto per b=8,4 ‰

Edificio a Palermo; cedimenti Iperbole con asintoto per w = ?

Edificio a Palermo; inflessioni Scarti rispetto al piano interpolante …….

Edificio a Palermo; andamento nel tempo dell’inflessione

Andamento degli scarti nel tempo ….

Edificio a Palermo; costituzione del sottosuolo

Copertura di un impianto sportivo

≈ 60 m

1

3

5

6

7

8 10

11

12

14

15

16

17 18

Copertura di un impianto sportivo

0

5

10

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20

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30

06

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0

02

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g-1

0

Tempo (gg)

Ce

dim

en

ti (

mm

)

1 7

8 9

10 11

13 14

15 16

17 18

19 20

21 22

23 24

25 26

27 28

31 33

34 A

B C

D E

«Si puo’ affermare con certezza che la zucca ha l’anima del viandante, perché, dopo esser stata coltivata in un campo, l’anno successivo non la troverete più li’: al suo posto ci saranno frumento o granoturco.»

Il periodo ideale per la semina è da aprile a maggio, mentre per la raccolta da agosto a settembre

Costo dell’intervento circa 200 mila euro !!!!!

Uno stesso materiale può venire rappresentato con modelli diversi

Le indagini devono essere programmate con riferimento al problema in istudio

Non è possibile eseguire (né, tantomeno, commissionare) indagini polivalenti

Le indagini devono quindi essere eseguite (o, almeno, programmate) dal progettista

Ciascun modello ha i propri parametri, che si determinano con prove differenti

Chiunque sia impegnato nella soluzione di un problema, deve svolgere indagini di adeguata profondità. E queste indagini sono tanto più necessarie per coloro che conoscono la teoria, perché senza di esse non potrebbero applicare la teoria alla pratica.

Senza indagini non si ha diritto a parlare! Mao Tse Tung Selected Works, III, 5

Foreign Language Press Peking

Rivoluzionario, pensatore e uomo politico cinese ……proclamò il I ottobre 1949 a Pechino la Repubblica Popolare Cinese della quale venne eletto primo presidente.

"Il mondo è vostro quanto nostro, ma, in fin dei conti, è a voi che appartiene. Voi giovani siete dinamici, in piena espansione, come il sole alle otto o alle nove del mattino. In voi risiede la speranza. Il mondo appartiene a voi. A voi appartiene l'avvenire.« (Conversazione con alcuni giovani, 17.11.1957).