2.1 – Descrizione dell’opera.                                                     

Il manufatto consiste in una struttura i cls armato e muratura la prima fondata su plinti di dimensioni 150 x 150 cm consistente in un piano terra, primo piano, secondo piano e in un piano interrato di circa 3 m dalla superficie.

2.2 - Indagini geognostiche

Il problema geotecnico riguardante l’opera, data la litologia precedentemente descritta, è relativamente semplice. I problemi sono essenzialmente due:

1.      portanza del terreno di fondazione;

2.      stabilità generale dell’area interazione con il manufatto;

3.      valutazione ed interaziione degli degli scavi;

4.      muro di sostegno.

Per la risoluzione di tali problematiche sono stati effettuati dei sondaggi a carotaggio continuo[1] per identificare la qualità dei terreni di fondazione al di sotto del piano di posa delle fondazioni. La stratigrafia può essere così riassunta:

da 0,0

a 0,9/1,0 m

Suolo franco argilloso rimaneggiato

da 100,0

a 1,2/1,3 m

Calcare arenaceo fratturato.

da 120,0

a 5,0/6,0 m e oltre

Calcare arenaceo fratturato e/o compatto raro carsismo

In nessun sondaggio è stata rinvenuta la falda.

Si ipotizza di utilizzare come piano di posa delle fondazioni il calcare fratturato. In relazione al tipo di litologie intercettate non sono necessarie prove di laboratorio o in situ, infatti, i parametri c e F utili per il calcolo della portanza del terreno di  fondazione sono stati valutati con la classificazione RMR elaborata da Bieniawski (1989) e successivamente modificata da altri autori per renderla maggiormente applicabile in contesti differenti.

2.3 – Classificazione geomeccanica dell’ammasso roccioso

Il metodo di Beniawski si basa sul rilievo di sei parametri ad ognuno dei quali è assegnato un peso:

R1

resistenza alla compressione uniassiale della roccia intatta

R2

indice RQD

R3

spaziatura delle discontinuità

R4

condizioni delle discontinuità

R5

condizioni idrauliche

R6

orientamento delle discontinuità in relazione al manufatto

La classificazione definisce due valori dell’indice RMR:

RMRbase = R1+R2+R3+R4+R5

RMRcorretto = R1+R2+R3+R4+R5+R6

Il metodo di Barton (1974) si basa sulla determinazione dell’indice di qualità Q:

 

Q = (RQD/Jn ) × (Jr/Ja ) × (Jw/SRF)

 

in cui:

- RQD               è l’Indice di Qualità della Roccia;

- Jn                         è relativo al numero di sistemi di fratture;

- Jr                          è il fattore della scabrezza delle discontinuità;

- Ja                         è il fattore relativo al riempimento delle fratture;

- Jw                     sono le condizioni idrauliche;

- SRF               è il fattore di riduzione per il carico litostatico.

L’RQD può essere determinato indirettamente dalle relazione di Priest e Hudson (1976):

RQD = 100 e –0,1 n (0,1 n + 1)

con n numero medio di giunti per metro.

La valutazione dell’ammasso roccioso eseguita in relazione alle condizioni di fratturazione e alterazione della roccia secondo gli schemi di seguito riportati:


 

Classificazione di Bieniawski

 

 

Dati iniziali

 

 

PARAMETRI

VALORI

R1 – resistenza a compressione uniassiale

509,86 Kg/cm²

R2 – R.Q.D.

80,9 %

R3 – spaziatura delle discontinuità

0,15 m

R4a – lunghezza discontinuità

1 – 3 m

R4b – apertura discontinuità

0,1 – 1 mm

R4c – rugosità

Rugosa

R4d – riempimento

Nessuno

R4e – alterazione

Inalterata

R5 – condizioni idrauliche

Asciutto

R6 – orientamento discontinuità (fondazione)

Sfavorevole

Stress orizzontale

0 Kg/cm²

Alterabilità della massa rocciosa

Alta resistenza all’alterazione

 

 

  

Risultato

 

 

 

base

corretto

RMR

69,1

54,1

Classe

II

III

Descrizione

Buono

Discreto

f  (°)

39,5

32,0

c (Kpa)

345,26

270,26

Ed (Kpa)

38.102.798,46

8.102.798,46

Q index

16,175

3,055

RSR index

62,58

52,95

 

 

 

Classificazione di Barton

 

Dati iniziali

 

 

 

PARAMETRI

VALORE

R.Q.D.

80,9

Jn – numero di sistemi o discontinuità

3 sistemi + fratture non orientate

Jr – scabrezza delle discontinuità

Scabri e irregolari, ondulati

Ja – riempimento e alterazione dei lembi delle fratture

Senza riempimento

Jw – condizioni idrauliche

Asciutto o minimo afflusso

SRF – fattore di riduzione per le condizioni di carico litostatico

Multiple zone di taglio in rocce competenti (prof. Qualsiasi)

 

  

 

Risultato

  

 

PARAMETRO

VALORE

Q index

3,596

Classe

Scadente

RMR

55,5

c  da RMR (Kpa)

277,59

f   da RMR (°)

32,8

 

           

– Portanza del terreno di fondazione

La valutazione della portanza del terreno non può prescindere dalle dimensioni e caratteristiche geometriche delle fondazioni. Saranno pertanto ipotizzati alcuni casi.

La  struttura portante del manufatto prefabbricato e poggiata su dei plinti di dimensioni, ipotizzate, 120x120 cm profonde 50 cm, questi andranno ad incidere quindi nella seguente litologia:

1.      Calcare arenaceo fratturato

In base alla relazione di calcolo allegata sono utilizzati quelli più negativi

f  (°)

32,0

c (Kpa)

270,26

Ai fini della valutazione della capacità portante della fondazione è stato applicato il metodo di Terzaghi (1943).

Il metodo consiste nella risoluzione della seguente relazione:

qult = c Nc sc + g D Nq  + 0,5 g B Ng sg

dove:

Nq = a/[2 cos2 (45 + j/2)]

dove a = e0,75p - j/2 tanj

Nc = (Nq – 1) cot j

Ng = tan j/2 [(Kpg/cos2 j) – 1]

dove il coefficiente Kpg non è mai stato spiegato chiaramente dall’autore, perciò si è utilizzata una tabella di valori forniti dall’autore stesso

Fattori di forma s sono dipendenti dalle dimensioni L (lunghezza) e B (larghezza) della fondazione:

per fondazioni quadrate plinti:

CAPACITA’ PORTANTE DELLE ROCCE

per fondazioni quadrate

 

 

 

 

 

 

 

Criterio di calcolo: Terzaghi

Tabella 4.1 di J.E. Bowles (1991) “Fondazioni” ed. McGraw-Hill

 

 

 

 

 

 

 

PARAMETRI DELL’AMMASSO ROCCIOSO

angolo d’attrito dell’ammasso=

32

gradi

 

 

coesione dell’ammasso=

270

kPa

 

 

Peso di volume roccia =

26,48

kN/mc

 

 

 

R.Q.D.=

 

80,9

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COEFFICIENTI DI FONDAZIONE

 

 

 

 

fattore Nc=

 

53,0

 

 

 

 

fattore Nq=

 

34,5

 

 

 

 

fattore Ng=

 

35,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FATTORI DI FORMA

 

 

 

fattore di forma Sc=

 

1,3

 

 

 

fattore di forma Sg=

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COEFFICIENTE DI SICUREZZA

 

 

 

coefficiente di sicurezza=

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Larghezza

Profondità

Sigma n

Qr

Q’r

qa

qa

B (m)

D (m)

kPa

kPa

kPa

kPa

kg/cmq

1,00

0,2

5,3

 19.148

 12.532

 2.511

 24,62

1,00

0,5

13,24

 19.422

 12.711

 2.553

 25,03

1,20

0,2

5,3

 19.223

 12.581

 2.520

 24,72

1,20

0,5

13,24

 19.497

 12.760

 2.563

 25,13

1,50

0,2

5,3

 19.336

 12.655

 2.535

 24,86

1,50

0,5

13,24

 19.610

 12.834

 2.577

 25,28

1,70

0,2

5,3

 19.411

 12.704

 2.545

 24,96

1,70

0,5

13,24

 19.685

 12.883

 2.587

 25,37

2,00

0,2

5,3

 19.524

 12.778

 2.560

 25,10

2,00

0,5

13,24

 19.797

 12.957

 2.602

 25,52

Nell’ultima colonna è indicato il carico di sicurezza

2.5 - Calcolo dei cedimenti

Nella valutazione dell’interazione terreno - struttura, durante le fasi di progettazione, diventa indispensabile conoscere la valutazione dei cedimenti. Il calcolo è complesso, e può essere applicata con buona approssimazione la teoria di Terzaghi che si basa sulle prove edometriche. Nella valutazione dei cedimenti è stato eliminato il peso dovuto al terreno asportato.


Si applica la relazione

dove:

E = mod. edometrico

dH = spessore dello strato interessato al cedimento

p = pressione del terreno asportato

q = sovraccarico.

Il modulo edometrico come da tabella allegata. Ipotizzando un sovraccarico concentrato di q = 4500 kg sul plinto, si avrà un cedimento di:

s = 0,001 mm

Sostanzialmente assente


 

[1] Vedere allegato