fondazioni superficiali fondazioni profonde

Fondazioni

Fondazioni

Per fondazione si intende la parte di una struttura che è direttamente a contatto con il terreno e che gli trasmette il carico della sovrastruttura.

Considerando il meccanismo di trasferimento del carico della fondazione al terreno si denominano:

• fondazioni superficiali quelle per le quali il carico è trasmesso al terreno con la pressione sotto il piano di appoggio senza intervento di attrito laterale ;

• fondazioni profonde quelle per le quali il carico è

trasmesso al terreno con la pressione sotto il piano di

appoggio e per attrito lungo il fusto.

Fondazioni

Secondo il Terzaghi la suddivisione tra i vari tipi di fondazione è basata sul rapporto D/B:

• Fondazioni superficiali o dirette (D/B<4)

Fondazioni

• Fondazioni semiprofonde (4≤D/B ≤10)

Fondazioni

• Fondazioni profonde (D/B >10)

Fondazioni

Il comportamento del terreno sottoposto ad un carico può essere schematizzato in tre fasi:

1. Fase pseudoelastica, nella quale il terreno posto sotto la fondazione dà origine ad un cedimento minimo

reversibile;

2. Fase plastica nella quale ha inizio un processo di rottura localizzata nel terreno che produce

rigonfiamenti ai lati della fondazione;

3. Fase di rottura nella quale il terreno posto sotto la

fondazione cede con un minimo incremento di carico;

la struttura può cedere verticalmente (rottura

simmetrica) oppure, a causa delle diverse condizioni litologiche o di carico, subire una rotazione che

produce un rovesciamento.

Fondazioni

Fondazioni dirette

Nella progettazione della fondazione un primo calcolo è costituito dalla verifica di stabilità del complesso terreno-fondazione, cioè si

procede alla determinazione del carico di rottura o capacità

portante. Questo valore è rappresentato dal carico massimo per il quale si entra nella fase plastica e si indica con Q

(q

indica la pressione di rottura).

Le principali equazioni sviluppate per il calcolo della capacità portante considerano una rottura del terreno provocata dal cedimento

verticale della fondazione che cede solidale con un cuneo di terra

sottostante e che provoca perciò la rottura del terreno laterale lungo

una superficie arcuata.

Fondazioni dirette

Le equazioni più diffuse sono quelle di Terzaghi, Meyerhof, Hansen e Vesic. Queste equazioni generali sono tutte composte da tre termini che rappresentano

rispettivamente il contributo dovuto alla coesione, all' angolo di resistenza al taglio e al sovraccarico dello strato di terreno sopra al piano fondale. In tutte le equazioni compaiono tre caratteristici coefficienti di

portanza funzione dell'angolo di resistenza e che sono rappresentati dalle lettere Nc, Nq, N g ;

Terzaghi considera nelle sue ipotesi un cuneo avente

angolo a = f (mentre gli altri autori usano a = 45 + f l2) e una superficie di rottura laterale che inizia a spirale per terminare con un tratto rettilineo.

Ciò porta a sostanziali differenze nel calcolo dei

coefficienti di portanza rispetto agli altri Autori.

Fondazioni dirette

Essendo quella di Terzaghi la prima formula utilizzata in grande scala è sicuramente anche la più verificata; è affidabile per fondazioni superficiali dove D ≤ B e per suoli prevalentemente argillosi.

cN_c: contributo della coesione lungo la superficie di rottura

gDN_q: effetto stabilizzante del terreno ai lati della fondazione

0.5gBN_g: contributo della resistenza d’attrito dovuta al peso proprio del terreno all’interno della superficie di scorrimento

Fondazioni dirette

I valori di N

, N

, N

, sono più semplicemente

riportati nella tabella l per intervalli di 3° di cpo nei

grafici di figura 6, mentre i valori di S

e S

sono

indicati nella tabella 2.

Fattori Nc, Nq, Ng

Fondazioni dirette

Terzaghi ipotizza per la sua teoria un terreno molto addensato, per cui per terreni poco addensati egli consiglia di ridurre i coefficienti di capacità portante assumendo i 2/3 di f e c ottenendo così la

seguente formula ridotta:

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

Terzaghi

Fondazioni dirette

Fondazioni dirette

C_v: coefficiente di consolidazione volumetrica – si ricava dalla prova edometrica

Fondazioni profonde

Le fondazioni profonde differiscono da quelle dirette per il fatto che

trasmettono una parte del carico per attrito lungo il fusto. Lo studio

delle fondazioni profonde comprende quindi anche la valutazione

dell’attrito laterale.

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

I pali si possono distinguere in tre categorie a seconda della metodologia di realizzazione:

-pali infissi prefabbricati;

-pali infissi e gettati in opera con l’impiego di tubi-forma;

-pali trivellati e gettati in opera.

Fondazioni profonde

L'impiego di pali trivellati, quando si utilizza un adeguato sistema di perforazione, non trova limitazioni di rilievo nelle caratteristiche dei

terreni del sottosuolo. Tuttavia è da tenere presente che l'asportazione di materiale, caratteristica di questo tipo di pali, può causare la

decompressione e il peggioramento delle caratteristiche meccaniche del terreno e che, in terreni incoerenti al di sotto della falda idrica, possono avvenire sifonamenti nel foro trivellato con franamento delle pareti o

rifluimento di materiali dal fondo. Tali fenomeni possono essere fronteggiati con l'adozione di tecnologie particolari. Le dimensioni delle attrezzature per la trivellazione, che dipendono soprattutto dal diametro e dalla lunghezza del palo, possono essere tali da consentire di operare anche in cantieri ristretti e di non facile accesso. Le operazioni di trivellazione e formazione del palo non pongono particolari problemi e gli effetti sull'ambiente

circostante possono essere ridotti a valori accettabili. La tecnologia del getto del calcestruzzo deve essere particolarmente curata ad evitare separazione dei componenti e dilavamento.

Fondazioni profonde

I pali infissi, specie se costruiti fuori opera, risultano di difficile esecuzione se il sottosuolo è costituito da terreni con elevata resistenza o da terreni

eterogenei con blocchi e trovanti lapide i: eseguiti

in terreni incoerenti (sabbie o ghiaie), provocano un addensamento che

migliora le caratteristiche del terreno. Per contro, in terreni coerenti saturi, la energia di infissione provoca solo un aumento della pressione neutra e non si ha alcun effetto di addensamento. Le attrezzature per l'infissione sono di grandi dimensioni e possono perciò essere impiegate solo in cantieri vasti e di agevole accesso. Le operazioni di infissione danno origine a vibrazioni e scuotimenti nel terreno e a rumore intenso che possono provocare disturbo alle persone e, al limite, dissesti nei manufatti adiacenti. La qualità dei

materiali è ben controllabile nel caso di pali prefabbricati (c.a., c.a.p.,

acciaio); per i pali centrifugati, in particolare, è possibile, attraverso la cavità interna, il controllo dell' integrità del palo anche dopo l'infissione. Nei pali battuti, ma gettati in opera in tubo forma infisso per battitura o

vibroinfissione, a fronte della mancata prerogativa di cui sopra, stanno i vantaggi di evitare qualsiasi danneggiamento per battitura e di poter ottenere un allargamento a bulbo alla base del palo.

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Vibroinfissione

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

Fondazioni profonde

c_a

c_a c_{a max}

Fondazioni profonde

K_s tg d

K_s e tg d