norme tecniche per le costruzioni (2008) eurocodice 1997 · l’esecuzione e il collaudo delle...

ENVIRONMENTAL GEOTECHNICS

Norme Tecniche per le Costruzioni (2008) Eurocodice 1997

Prof. Ing. Marco Favaretti

University of PadovaDepartment of Civil, Environmental and Architectural Engineering (DICEA)Via Ognissanti, 39 – Padova (Italy)

phone: +39.049.827.7901e-mail: marco.favaretti@unipd.itwebsite: www.marcofavaretti.net

Periodo Condizioni statiche Condizioni sismiche

< 2003

D.M. LL. PP. 11.03.1988

“Norme tecniche riguardanti le indagini sui

terreni e sulle rocce, ….”

D.M. LL.PP. 16.01.1996:

“Norme tecniche per le costruzioni in zone

sismiche”

≥ 2003 D.M. LL. PP. 11.03.1988 O.P.C.M. n.3274 (20.3.03)

≥ 2005 Ministero Infrastrutture e Trasporti

“Norme tecniche per le costruzioni” O.P.C.M. n.3431 (3.5.05)

≥ 2008 D.M. 14.01.2008

“Norme tecniche per le costruzioni

D.M. 14.01.2008

“Norme tecniche per le costruzioni

EUROPA EN 1997-2004:

Geotechnical design

EN 1998-2003: Design provisions for

earthquake resistance of structures

Evoluzione della normativa geotecnica italiana

SLU (fondazione): la sicurezza è inglobata e garantita dal coefficiente globale di sicurezza

Non si applicano Coefficienti di Sicurezza Parziali (CP):

su carichi e su azioni

su caratteristiche di resistenza del terreno

DM 1988 - Progettazione Geotecnica

lim ≥=

Norme Tecniche per le CostruzioniD.M. 14.01.2008

1. Oggetto

Le presenti N.T. definiscono i principi per il progetto,l’esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delleprestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali diresistenza meccanica e stabilità, anche in caso di incendio, e didurabilità.

Esse forniscono quindi i criteri generali di sicurezza, precisanole azioni che devono essere utilizzate nel progetto,definiscono le caratteristiche dei materiali e dei prodotti e,più in generale, trattano gli aspetti attinenti alla sicurezzastrutturale delle opere.

Circa le indicazioni applicative per l’ottenimento delleprescritte prestazioni, per quanto non espressamentespecificato nel presente documento, ci si può riferire anormative di comprovata validità e ad altri documenti tecnicielencati nel Cap. 12.

In particolare quelle fornite dagli Eurocodici con le relativeAppendici Nazionali costituiscono indicazioni di comprovatavalidità e forniscono il sistematico supporto applicativo dellepresenti norme.

2. Sicurezza e prestazioni attese2.1. Principi fondamentali

Le opere e gli elementi strutturali devono essere progettate,eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale daconsentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamentesostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle presenti norme.

La sicurezza e le prestazioni di un’opera o di una parte di essadevono essere valutate in relazione agli SL che si possono verificaredurante la vita nominale.

SL è la condizione superata la quale l’opera non soddisfa più leesigenze per le quali è stata progettata.

In particolare, secondo quanto stabilito nei capitoli specifici, le opere ele varie tipologie strutturali devono soddisfare i seguenti requisiti:

-sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU): capacità di evitarecrolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, chepossano compromettere l’incolumità delle persone ovverocomportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danniambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l’opera;

-sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): tutti irequisiti atti a garantire le prestazioni previste per le condizioni diesercizio;

- robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacità di evitaredanni sproporzionati rispetto all’entità delle cause innescanti qualiincendio, esplosioni, urti.

Il superamento di uno SLU ha carattere irreversibile e si definiscecollasso.Il superamento di uno SLE può avere carattere reversibile oirreversibile.

Per le opere esistenti è possibile fare riferimento a livelli disicurezza diversi da quelli delle nuove opere ed è anche possibileconsiderare solo gli SLU.

La durabilità, definita come conservazione delle caratteristichefisiche e meccaniche dei materiali e delle strutture, proprietàessenziale affinché i livelli di sicurezza vengano garantiti durantetutta la vita dell’opera, deve essere garantita attraverso unaopportuna scelta dei materiali e un opportuno dimensionamentodelle strutture, comprese le eventuali misure di protezione emanutenzione.

I prodotti ed i componenti utilizzati per le opere strutturali devonoessere chiaramente identificati in termini di caratteristichemeccanico – fisico - chimiche indispensabili alla valutazione dellasicurezza e dotati di idonea qualificazione.

I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle operepreviste dalle presenti norme devono essere sottoposti a proceduree prove sperimentali di accettazione.

Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle partispecifiche delle presenti norme riguardanti i materiali.

La fornitura di componenti, sistemi o prodotti, impiegati per finistrutturali, deve essere accompagnata da un manuale diinstallazione e di manutenzione da allegare alla documentazionedell’opera.

I componenti, sistemi e prodotti, edili od impiantistici, non facentiparte del complesso strutturale, ma che svolgono funzione staticaautonoma, devono essere progettati ed installati nel rispetto deilivelli di sicurezza e delle prestazioni prescritte di seguito prescritti.

Le azioni da prendere in conto devono essere assunte in accordo conquanto stabilito nei relativi capitoli delle presenti norme.

In mancanza di specifiche indicazioni, si dovrà fare ricorso adopportune indagini, eventualmente anche sperimentali, o anormative di comprovata validità.

2.7 VERIFICHE ALLE TENSIONI AMMISSIBILI

E’ d'obbligo il Metodo agli SL di cui al § 2.6.10.

Per costruzioni tipo 1 e 2 e Classe d’uso I e II, limitatamente a siti ricadenti in Zona 4 è ammesso il Metodo di verifica alle tensioni ammissibili.

Per tali verifiche si deve fare riferimento al D.M. LL.PP. 14.02.92, per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL.PP. 9.01.87, per le strutture in muratura e al D.M. LL.PP. 11.03.88 per le opere e i sistemi geotecnici.

Le norme dette si debbono in tal caso applicare integralmente, salvo per i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico per i quali valgono le prescrizioni riportate nelle presenti norme tecniche.

Le azioni sismiche debbono essere valutate riferendosi ad un grado di sismicità ottenute S = 5, quale definito al § B.4 del D.M. LL.PP. 16.01.1996, ed assumendo le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL.PP. citato, nonché alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e relativi allegati.

1. Premessa e oggetto

2. Sicurezza e prestazioni attese

3. Azioni sulle costruzioni

4. Costruzioni civili ed industriali

5. Ponti

6. Progettazione geotecnica

7. Progettazione per azioni sismiche

8. Costruzioni esistenti

9. Collaudo statico

10. Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo

11. Materiali e prodotti per uso strutturale

12. Riferimenti tecnici

2.2.1 STATI LIMITE ULTIMI (SLU)

a) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte;

b) spostamenti o deformazioni eccessive;

c) raggiungimento della massima capacità di resistenza di parti distrutture, collegamenti, fondazioni;

d) raggiungimento della massima capacità di resistenza dellastruttura nel suo insieme;

e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni;

f) rottura di membrature e collegamenti per fatica;

g) rottura di membrature e collegamenti per altri effetti dipendentidal tempo;

h) instabilità di parti della struttura o del suo insieme;

2.2.2 STATI LIMITE DI ESERCIZIO (SLE)

a) danneggiamenti locali (ad es. eccessiva fessurazione delcalcestruzzo) che possano ridurre la durabilità della struttura, lasua efficienza o il suo aspetto;

b) spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso dellacostruzione, la sua efficienza e il suo aspetto;

c) spostamenti e deformazioni che possano comprometterel’efficienza e l’aspetto di elementi non strutturali, impianti,macchinari;

d) vibrazioni che possano compromettere l’uso della costruzione;

e) danni per fatica che possano compromettere la durabilità;

f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali in funzionedell’ambiente di esposizione;

2.2.3 VERIFICHE

Le opere strutturali devono essere verificate:

a) per gli SLU che possono verificarsi, in conseguenza alle diversecombinazioni delle azioni;

b) per gli SLE definiti in relazione alle prestazioni attese.

Le verifiche di sicurezza delle opere devono essere contenute neidocumenti di progetto, con riferimento alle prescritte caratteristichemeccaniche dei materiali e alla caratterizzazione geotecnica del terreno,dedotta in base a specifiche indagini. La struttura deve essere verificatanelle fasi intermedie, tenuto conto del processo costruttivo; le verificheper queste situazioni transitorie sono generalmente condotte neiconfronti dei soli stati limite ultimi.

Per le opere per le quali nel corso dei lavori si manifestino situazionisignificativamente difformi da quelle di progetto occorre effettuare lerelative necessarie verifiche.

2.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA

Per la valutazione della sicurezza delle costruzioni si devono adottarecriteri probabilistici scientificamente comprovati. Nel seguito sononormati i criteri del metodo semiprobabilistico agli SL basati sull’impiegodei coefficienti parziali di sicurezza, che sono applicabili nella generalitàdei casi.

Per opere di particolare importanza si potranno adottare metodi di livellosuperiore tratti da documentazione tecnica di comprovata validità.

Secondo il metodo semiprobabilistico agli SL, la sicurezza strutturaledeve essere verificata tramite il confronto tra la resistenza e l’effettodelle azioni.

Per la sicurezza strutturale, la resistenza dei materiali e le azioni sonorappresentate dai valori caratteristici, Rki e Fkj definiti, rispettivamente,come il frattile inferiore delle resistenze e il frattile (superiore o inferiore)delle azioni che minimizzano la sicurezza.

.... In genere, i frattili sono assunti pari al 5%. Per le grandezze con piccolicoefficienti di variazione, ovvero per grandezze che non riguardinounivocamente resistenze o azioni, si possono considerare frattili al 50%(valori mediani).

Per la sicurezza di opere e sistemi geotecnici, i valori caratteristici deiparametri fisico-meccanici dei terreni sono definiti nel § 6.2.2. La verificadella sicurezza nei riguardi degli SLU di resistenza si ottiene con il “metododei coefficienti parziali” di sicurezza espresso come:

Rd ≥ Ed (2.2.1)

• Rd è la resistenza di progetto, valutata in base ai valori di progetto Rdi =Rki / γMi della resistenza dei materiali ed ai valori nominali delle grandezzegeometriche interessate;

• Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni, valutato in base aivalori di progetto Fdj = Fkj·γFj delle azioni combinate (§ 2.5.3) ed ai valorinominali delle grandezze geometriche interessate.

I coefficienti parziali di sicurezza, γMi e γFj , associati rispettivamente almateriale i-esimo e all’azione j-esima, coprono la variabilità dellerispettive grandezze e le incertezze relative alle tolleranze geometriche ealla affidabilità del modello di calcolo.

La verifica della sicurezza nei riguardi degli SLE si esprime controllandoaspetti di funzionalità e stato tensionale.

2.4.1 VITA NOMINALE

La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anninel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, devepotere essere usata per lo scopo al quale è destinata. La vita nominale deidiversi tipi di opere deve essere precisata nei documenti di progetto.

TIPI DI COSTRUZIONE VN (anni)

1 Opere provvisorie – Opere provvisionali – Strutture in fase costruttiva (*) ≤ 10

2 Opere ordinarie, Ponti, Opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o importanza normale ≥ 50

3 Grandi opere, Ponti, Opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica ≥ 100

(*) Le verifiche sismiche di strutture provvisorie o in fase costruttiva possono omettersi quando le relative durate previste in progetto siano inferiori a 2 anni

2.4.2 CLASSI D’USO

In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di unainterruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sonosuddivise in classi d’uso così definite:

Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edificiagricoli.

Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senzacontenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e socialiessenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti,opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in CU III o IV, reti ferroviariela cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cuicollasso non provochi conseguenze rilevanti.Nor

Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industriecon attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane nonricadenti in CU IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochisituazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loroeventuale collasso.

Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti,anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso dicalamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente.Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M. 5.11.01, n.6792, “Norme funzionali egeometriche per la costruzione delle strade”, e di tipo C quandoappartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia nonaltresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanzacritica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmentedopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti ea impianti di produzione di energia elettrica.Nor

2.4.3 PERIODO DI RIFERIMENTO PER L’AZIONE SISMICA

Le azioni sismiche su ciascuna costruzione vengono valutate in relazionead un periodo di riferimento VR che si ricava, per ciascun tipo dicostruzione, moltiplicandone la vita nominale VN per il coefficiente d’usoCU :

VR = VN × CU (2.4.1)

Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso,come mostrato in Tab.2.4.II.

Se VR ≤ 35 anni si pone comunque VR = 35 anni.

CLASSE D’USO I II III IV

COEFFICIENTE CU 0,7 1,0 1,5 2,0

8.3. Valutazione della sicurezza

La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sulle costruzioni esistenti potranno essere eseguiti con riferimento ai soli SLU; nel caso in cui si effettui la verifica degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal Progettista di concerto con il Committente.

12. Riferimenti tecnici

Possono essere utilizzati anche altri codici internazionali, purché sia dimostrato che garantiscano livelli di sicurezza non inferiori a quelli delle presenti N.T.Nor

6 PROGETTAZIONE GEOTECNICA6.1 DISPOSIZIONI GENERALI

6.1.1 OGGETTO DELLE NORME

Il presente capitolo riguarda il progetto e la realizzazione:

• delle opere di fondazione;

• delle opere di sostegno;

• delle opere in sotterraneo;

• delle opere e manufatti di materiali sciolti naturali;

• dei fronti di scavo;

• del miglioramento e rinforzo dei terreni e degli ammassi rocciosi;

• del consolidamento dei terreni interessanti opere esistenti, non-ché la valutazione della sicurezza dei pendii e la fattibilità di opere che hanno riflessi su grandi aree.

6.1.2 PRESCRIZIONI GENERALI

Le scelte progettuali devono tener conto:

• delle prestazioni attese delle opere

• dei caratteri geologici del sito

• delle condizioni ambientali.

I risultati dello studio rivolto alla caratterizzazione emodellazione geologica (§ 6.2.1.) devono essere esposti inuna specifica relazione geologica.

Le analisi di progetto devono essere basate su

• modelli geotecnici dedotti da specifiche indagini

• prove che il progettista deve definire in base alle sceltetipologiche dell’opera o dell’intervento e alle previstemodalità esecutive.

Le scelte progettuali, il programma e i risultati delle indagini,la caratterizzazione e la modellazione geotecnica (§ 6.2.2),unitamente ai calcoli per il dimensionamento geotecnicodelle opere e alla descrizione delle fasi e modalitàcostruttive, devono essere illustrati in una specifica relazionegeotecnica.Nor

6.2 ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO

Il progetto delle opere e dei sistemi geotecnici devearticolarsi nelle seguenti fasi:

• caratterizzazione e modellazione geologica del sito;

• scelta del tipo di opera o d’intervento e programmazionedelle indagini geotecniche;

• caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle roccee definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo;

• descrizione delle fasi e delle modalità costruttive;

• verifiche della sicurezza e delle prestazioni;

• piani di controllo e monitoraggio.

6.2.1 CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICADEL SITOLa caratterizzazione e la modellazione geologica del sitoconsiste nella ricostruzione dei caratteri litologici,stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più ingenerale, di pericolosità geologica del territorio.In funzione del tipo di opera o di intervento e dellacomplessità del contesto geologico, specifiche indaginisaranno finalizzate alla documentata ricostruzione delmodello geologico.Esso deve essere sviluppato in modo da costituire utileelemento di riferimento per il progettista per inquadrare iproblemi geotecnici e per definire il programma delleindagini geotecniche.Metodi e risultati delle indagini devono essereesaurientemente esposti e commentati in una relazionegeologica.

6.2.2 INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONEGEOTECNICALe indagini geotecniche devono essere programmate infunzione del tipo di opera e/o di intervento e devonoriguardare il volume significativo di cui al § 3.2.2, e devonopermettere la definizione dei modelli geotecnici di sottosuolonecessari alla progettazione.I valori caratteristici delle grandezze fisiche e meccaniche daattribuire ai terreni devono essere ottenuti mediantespecifiche prove di laboratorio su campioni indisturbati diterreno e attraverso l’interpretazione dei risultati di prove emisure in sito.Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deveintendersi una stima ragionata e cautelativa del valore delparametro nello stato limite considerato.Nor

Per modello geotecnico si intende uno schemarappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regimedelle pressioni interstiziali e della caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volumesignificativo, finalizzato all’analisi quantitativa di unospecifico problema geotecnico.

È responsabilità del progettista la definizione del pianodelle indagini, la caratterizzazione e la modellazionegeotecnica.

Le indagini e le prove devono essere eseguite e certificatedai laboratori di cui all’art.59 del DPR 6.6.2001, n.380. Ilaboratori su indicati fanno parte dell’elenco depositatopresso il Servizio Tecnico Centrale del Ministero delleInfrastrutture.

Nel caso di costruzioni o di interventi di modesta rilevanza,che ricadano in zone ben conosciute dal punto di vistageotecnico, la progettazione può essere basata sullaesperienza e sulle conoscenze disponibili, ferma restando lapiena responsabilità del progettista su ipotesi e scelteprogettuali.Nor

6.2.3.1 Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi (SLU)

Per ogni SLU deve essere rispettata la condizione

dd RE ≤

Ed è il valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione

⋅γ= dM

kkFd a;X;FEE

Rd è il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico

⋅γ⋅γ

Rd a;X;FR1RN

Effetto delle azioni e resistenza sono espresse in funzione delle

- azioni di progetto

- parametri geotecnici di progetto

- geometria di progetto ad

Nella formulazione della resistenza Rd, compare esplicitamente uncoefficiente γR che opera direttamente sulla resistenza del sistema.

La verifica della suddetta condizione deve essere effettuata impiegandodiverse combinazioni di gruppi di CP, rispettivamente definiti per

• le azioni (A1 e A2),

• i parametri geotecnici (M1 e M2)

• le resistenze (R1, R2 e R3).

kF F⋅γ

Mk /X γ

6.2.3.1.1 Azioni

I CP γF relativi alle azioni sono indicati in Tab. 6.2.I.

Si deve comunque intendere che il terreno e l’acquacostituiscono carichi permanenti (strutturali) quando, nellamodellazione utilizzata, contribuiscono al comportamentodella opera con le loro caratteristiche di peso, resistenza erigidezza.

Nella valutazione della combinazione delle azioni i coefficientidi combinazione ψij devono essere assunti come specificatonel Cap. 2.

Tabella 6.2.I – Coefficienti parziali per le azioni

CARICHI EFFETTO COEFFICIENTE PARZIALE γF

(A1) STR

(A2) GEO

Permanenti

(strutturali)

Favorevole γG1

1,0 1,0

Sfavorevole 1,3 1,0

Permanenti portati (1) (non strutturali)

Favorevole γG2

0,0 0,0

Sfavorevole 1,5 1,3

Variabili Favorevole

γQi 0,0 0,0

Sfavorevole 1,5 1,3

(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo,

si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.Nor

6.2.3.1.2 Resistenze

Il valore di progetto della resistenza Rd può essere determinato:

a) in modo analitico, con riferimento al valore caratteristico dei parametrigeotecnici del terreno, diviso per il CP γm specificato nella successiva Tab.6.2.II e tenendo conto, ove necessario, dei CP γR specificati nei paragrafirelativi a ciascun tipo di opera;

b) in modo analitico, con riferimento a correlazioni con i risultati di provein sito, tenendo conto dei CP γR riportati nelle tabelle contenute neiparagrafi relativi a ciascun tipo di opera;

c) sulla base di misure dirette su prototipi, tenendo conto dei CP γR

riportati nelle tabelle contenute nei paragrafi relativi a ciascun tipo diopera.

Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γM (M1) (M2)

tan φ′k γφ’ 1,0 1,25

c′k γc’ 1,0 1,25

cuk γcu 1,0 1,4

γ γγ 1,0 1,0

Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale qu deve essere applicato un CP γqu =1,6.

Per ammassi rocciosi e terreni a struttura complessa, nella valutazio-ne della resistenza caratteristica, bisogna considerare natura e carat-teristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali.

Tabella 6.2.II – CP per i parametri geotecnici del terrenoN

6.2.3.2 Verifiche nei confronti degli SLU idraulici

Le opere geotecniche devono essere verificate nei confronti dei possibilistati limite di sollevamento o di sifonamento.

Per la stabilità al sollevamento deve risultare che il valore di progettodell’azione instabilizzante Vinst,d, combinazione di azioni permanenti (Ginst,d)e variabili (Qinst,d), sia ≤ della combinazione dei valori di progetto delleazioni stabilizzanti (Gstb,d) e delle resistenze (Rd):

dd,stbd.inst RGV +≤

d,instd,instbd.inst QGV +=

Per le verifiche di stabilità al sollevamento, i relativi CP sulle azioni sonoindicati in Tab. 6.2.III. Tali coefficienti devono essere combinati in modoopportuno con quelli relativi ai parametri geotecnici (M2) e alle resistenze(R) definite nel seguito.

CARICHI EFFETTO COEFFICIENTE

PARZIALE γ SOLLEVAMENTO

Favorevole 0,9 Permanenti (strutturali) Sfavorevole

γG1 1,1

Favorevole 0,0 Permanenti portati(1)

(non strutturali) Sfavorevole γG2 1,5

Favorevole 0,0 Variabili

Sfavorevole γQi 1,5

(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.

Tabella 6.2.III – Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di SL di sollevamento

γG1 1,1

Il controllo della stabilità al sifonamento si esegue verificando che il valore di progetto della pressione interstiziale instabiliz-zante (uinst,d) risulti ≤ al valore di progetto della tensione tota-le stabilizzante (σstb,d), tenendo conto dei CP della Tab. 6.2.IV:

uinst,d ≤ σstb,d

In entrambe le verifiche, nella valutazione delle pressioniinterstiziali, si devono assumere le condizioni più sfavorevoli,considerando i possibili effetti delle successioni stratigrafichesul regime di pressione dell’acqua.

Nelle verifiche al sifonamento, in presenza di adeguate conoscenze sulregime delle pressioni interstiziali, i coefficienti di sicurezza minimi sonoindicati nella Tab. 6.2.IV.

Valori superiori possono essere assunti e giustificati tenendo presentedella pericolosità del fenomeno in relazione alla natura del terrenononché dei possibili effetti della condizione di collasso.

SIFONAMENTO

γG1 1,3

Favorevole 0,0 Permanenti portati (1) (non strutturali) Sfavorevole

γG2 1,5

Sfavorevole γQi

(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti validi per le azioni permanenti.

6.2.3.3 Verifiche nei confronti degli stati limite di esercizio (SLE)

Le opere e i sistemi geotecnici (§ 6.1.1) devono essere verificati neiconfronti degli SLE. A tale scopo, il progetto deve esplicitare le prescrizionirelative agli spostamenti compatibili e le prestazioni attese per l'operastessa.

Il grado di approfondimento dell’analisi di interazione terreno-struttura èfunzione dell’importanza dell’opera.

Per ciascun SLE deve essere rispettata la condizione:

Ed ≤ Cd

dove Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni e Cd è il prescrittovalore limite dell’effetto delle azioni.

Quest’ultimo deve essere stabilito in funzione del comportamento dellastruttura in elevazione.Nor

6.2.4 IMPIEGO DEL METODO OSSERVAZIONALE

Nei casi in cui a causa della particolare complessità della situazionegeotecnica e dell’importanza e impegno dell’opera, dopo estese edapprofondite indagini permangano documentate ragioni di incertezzarisolvibili solo in fase costruttiva, la progettazione può essere basata sulmetodo osservazionale.

Nell’applicazione di tale metodo si deve seguire il seguente procedimento:

• devono essere stabiliti i limiti di accettabilità dei valori di alcunegrandezze rappresentative del comportamento del complesso manufatto-terreno;

• si deve dimostrare che la soluzione prescelta è accettabile in rapporto atali limiti;

• devono essere previste soluzioni alternative, congruenti con il progetto, edefiniti i relativi oneri economici;

• deve essere istituito un adeguato sistema di monitoraggio in corsod’opera, con i relativi piani di controllo, tale da consentire tempestivamentel’adozione di una delle soluzioni alternative previste, qualora i limiti indicatisiano raggiunti.

6.2.5 MONITORAGGIO DEL COMPLESSO OPERA -TERRENO

Il monitoraggio del complesso opera-terreno e degli interventi consistenella installazione di un’appropriata strumentazione e nella misura digrandezze fisiche significative, quali spostamenti, tensioni, forze e pressioniinterstiziali, prima, durante e/o dopo la costruzione del manufatto.

Il monitoraggio ha lo scopo di verificare la corrispondenza tra le ipotesiprogettuali e i comportamenti osservati e di controllare la funzionalità deimanufatti nel tempo.

Nell’ambito del metodo osservazionale, il monitoraggio ha lo scopo diconfermare la validità della soluzione progettuale adottata o, in casocontrario, di individuare la più idonea tra le altre soluzioni previste inprogetto.

Se previsto, il programma di monitoraggio deve essere definito e illustratonella relazione geotecnica.Nor

Eurocodice 7 – EN 1997

REQUISITI DI PROGETTO

Il requisito più significativo introdotto dall’EC7 (EN 1997) è costituito

dall’impegno alla progettazione agli stati limite:

Per ciascuna situazione di progetto dovrà essere verificato che nessuno

stato limite rilevante venga superato [EN 1997-1 § 2.1(1)P]

Per la maggior parte degli ingegneri geotecnici europei questa è la

variazione più rilevante introdotta nella filosofia progettuale

dall’EC7, distante dall’approccio delle tensioni ammissibili che

consideravano un unico fattore di sicurezza globale.

La progettazione geotecnica tradizionale, usando il fattore di

sicurezza unico globale, ha accumulato numerose esperienze per

decenni e su questo approccio ha costruito metodi di calcolo

assolutamente soddisfacenti per la pratica professionale.

Ciò nonostante l’uso del fattore di sicurezza unico che tenga conto di

tutte le incertezze dell’analisi, sebbene conveniente dal punto di

vista del calcolo, non consente un controllo adeguato dei differenti

livelli di incertezza che caratterizzano le varie parti dell’analisi.

L’approccio agli stati limite impone al progettista di pensare con

maggiore rigore ai possibili meccanismi di rottura e a quelle parti del

procedimento di calcolo che rivestono maggiore incertezza.

Questo conduce a definire livelli di affidabilità assai razionali per

l’intera struttura.

I CP dell’EC7 sono stati scelti in modo da giungere a soluzioni

progettuali similari rispetto a quelle con CP globale unico. Questo

per non disperdere il bagaglio di esperienze precedenti che non

dovevano essere distrutte dall’introduzione del nuovo approccio.

La filosofia degli stati limite è usata da molti decenni nella

progettazione di strutture di acciaio, calcestruzzo armato e legno.

Laddove la struttura toccava terra in passato sorgevano difficoltà

analitiche.

Gli EC presentano un approccio unificato per tutti i materiali che

costituiscono la struttura e dovrebbero perciò creare minor

confusione e ridurre gli errori quando consideriamo il problema

dell’interazione terreno-struttura.

Gli stati limite dovranno essere verificati mediante:

• calcolo,

• misure prescrittive,

• modelli sperimentali,

• prove di carico,

• metodi osservazionali

• attraverso una combinazione dei vari metodi

Non tutti gli stati limite devono essere controllati esplicitamente:quelli che chiaramente governano la progettazione devono essereattentamente considerati, per gli altri è sufficiente un’esclusioneragionata.

SLU: stato limite per cui si giunge alla rottura del terreno o della struttura. Vengono distinti i seguenti SL:

GEO/STR/EQU/UPL/HYD

SLE: stato limite a cui corrispondono inaccettabili livelli di deformazione, di vibrazione, di rumore, di flusso di acqua o di contaminante

Stati limite ultimi e di esercizio

I seguenti SLU devono essere controllati su tutte le opere geotecniche:• Perdita di stabilità globale (del terreno e/o della struttura associata):• Rottura combinata di terreno e struttura;• Rottura della struttura per movimenti del terreno eccessivi

Stati Limite Ultimi

I seguenti SLE devono essere controllati su tutte le opere geotecniche:• Cedimenti eccessivi;• Sollevamento eccessivo;• Vibrazioni inammissibili.

Stati Limite di Esercizio

Costituiti da 10

standards inerenti

alla progettazione

di opere edili e

civili.

Sono a loro volta

divisi in 58 parti e

sotto parti,

accompagnati dai

National Annexes

elaborati dagli SM EC STRUTTURALI

EN 1990: basis of structural design

EN 1991: actions on structures

EN 1992: design of concrete structures

EN 1993: design of steel structures

EN 1994: design of composite steel and concrete strutctures

EN 1995: design of timber structures

EN 1996: design of masonry structures

EN 1999: design of aluminium structures

EN 1997: geotechnical design (2 parti)

EN 1998: design of strctures for earthquake resistance (6 parti)

Periodo Condizioni statiche Condizioni sismiche

< 2003

D.M. LL. PP. 11.03.1988

“Norme tecniche riguardanti le indagini sui

terreni e sulle rocce, ….”

D.M. LL.PP. 16.01.1996:

“Norme tecniche per le costruzioni in zone

sismiche”

≥ 2003 D.M. LL. PP. 11.03.1988 O.P.C.M. n.3274 (20.3.03)

≥ 2005 Min. Infrastr. Trasporti

T.U. “Norme tecniche per le costruzioni” O.P.C.M. n.3431 (3.5.05)

≥ 2008 D.M. 14.01.2008 “Norme tecniche per le

costruzioni

D.M. 14.01.2008 “Norme tecniche per le

costruzioni

EUROPA EN 1997-2004:

Geotechnical design

EN 1998-2003: Design provisions for

earthquake resistance of structures

Evoluzione della normativa geotecnica italiana

Norme tecniche di progetto: gli Eurocodici

1976: CE decide di redigere dei “codes of practice” per la costruzione delle strutture;

1987: predisposizione della prima bozza di EC7;

1990: coinvolto il CEN; CEN/TC250/SC7 prepara bozza di ENV 1997-1 (ratif. 2003);

2002-2005: pubblicazione di tutti gli Eurocodici EN (58).

Eurocodici – Obiettivi e benefici attesi

armonizzazione del mercato per i servizi di ingegneria e per i prodotti da costruzione con funzioni strutturali;

leale competizione tra differenti tipi di materiali o tecnologie;

garanzia di un livello di sicurezza delle costruzioniminimo e condiviso;

le categorie di opere geotecniche (e il relativo livello disofisticazione di indagini e analisi geotecniche)

i criteri per la scelta dei parametri di progetto secondoun approccio semiprobabilistico

i fattori di sicurezza parziali

le tipologie di stati limite

i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limiteultimi (es.: capacità portante delle fondazioni)

i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite diservizio (es.: cedimenti delle fondazioni)

EC7 - Novità

Parametri definiti a livello nazionale

National Determined Parameters NDP.

La divergenza dai valori raccomandati è permessa solo per:

Particolari condizioni geografiche, geologiche o climatiche

Livelli di sicurezza specifici

Eurocodici - NDP

EUROCODICI – ingegneria geotecnica

EC 7 – Progettazione Geotecnica

UNI ENV 1997-1:1997 Parte 1: Regole generali.

UNI ENV 1997-2:2002 Parte 2: Progettazione assistita da prove di laboratorio

UNI ENV 1997-3:2002 Parte 3: Progettazione assistita con prove in sito

EN 1997-1:2004 EC 7: Geotechnical design - Part 1: General rules

EN 1997-2:2004 EC 7: Geotechnical design - Part 2: Ground investigation and testing

EC 8 – Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture

UNI ENV 1998-1-1:1997 Parte 1-1: Regole generali - Azioni sismiche e requisiti generali per le strutture.

UNI ENV 1998-1-2:1997 Parte 1-2: Regole generali per gli edifici.

UNI ENV 1998-5:1998 Parte 5: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici

EN 1998-1:2003 EC 8: Design provisions for earthquake resistance of structures Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings

EN 1998-5:2003 EC 8: Design provisions for earthquake resistance of structures Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects

EC 7 - Indice

1. Generalità 2. Principi base per la progettazione 3. Dati geotecnici 4. Costruzione, monitoraggio e manutenzione 5. Riempimenti di terreno, drenaggio, miglioramenti e rinforzi 6. Fondazioni dirette 7. Fondazioni su pali 8. Ancoraggi 9. Opere di sostegno 10. Instabilità di tipo idraulico 11. Stabilità generale 12. Rilevati

le categorie di opere geotecniche (e il relativo livello disofisticazione di indagini e analisi geotecniche)

i criteri per la scelta dei parametri di progetto secondoun approccio semiprobabilistico

i fattori di sicurezza parziali

le tipologie di stati limite

i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limiteultimi (es.: capacità portante delle fondazioni)

i requisiti delle verifiche di sicurezza agli stati limite diservizio (es.: cedimenti delle fondazioni)

EC7 - Contenuti

Non è un manuale di progettazione.

Illustra i principi generali di un progetto geotecnico e idiversi approcci alla progettazione.

Illustra problematiche e verifiche da eseguire per leprincipali opere geotecniche.

Alcuni metodi di calcolo sono riportati negli allegatiinformativi che però non hanno valore cogente.

• A (normativo) Valori raccomandati dei CP di sicurezza per i vari SL e dei coefficienti di correlazione per la interpretazione dei risultati delle prove in sito;

• B (informativo) Significato del metodo dei CP e degli approcci di progetto;

• C (i) Calcolo delle spinte delle terre sulle opere di sostegno verticali;

EC 7 - ALLEGATI

• D (i) Calcolo della portata limite delle fondazioni dirette;

• E (i) Calcolo della portata limite da prove pressiometriche;

• F (i) Valutazione dei cedimenti

• G (i) Portata limite di fondazioni dirette su roccia

EC 7 - ALLEGATI

• H (i) Valori limite di deformazioni strutturali e spostamenti in fondazione

• J (i) Controlli per la supervisione in fase di costruzione ed il monitoraggio del comporta-mento dell’opera finita.

EC 7 - ALLEGATI

EC 7 – PRINCIPI (lettera (P))

(1) affermazioni di carattere generale e definizioni inderogabili(2) requisiti e modelli analitici inderogabili, a meno di specifiche concessioni previste dalla norma

ESEMPIO - 2.2. Design situations(1)P – Both short-term and long-term design situations shall be consideredLa progettazione geotecnica deve essere condotta conside-rando la condizione sia a breve termine, sia a lungo termine

EC 7 – Regole di applicazione

Contrassegnate solo con nr. tra parentesi [es. : (1)]

sono esempi di regole e procedure, generalmente accettate, che soddisfano i principi ed i relativi requisiti.

EC 7 – Approccio semi-probabilistico

Opera geotecnica:nell'arco della sua vita deve risultare sicura rispetto alla possibilità che si verifichino situazioni di stato limite ultimo (SLU) e di servizio (SLS).

Non è possibile progettare a rischio zero ma solo in modo che il rischio di fallimento sia inferiore ad un determinato valore.

Prefissare una probabilità di fallimento equivale ad individuare per ogni SL, i CP da assegnare alle grandezze che influenzano quel particolare SL.

Il significato dei CP, come grandezze statistiche, è quello di quantificare il peso γi con cui ogni singolo parametro contribuisce a fare in modo che la probabilità di fallimento dell’opera non superi il prefissato valore di progetto.

I coefficienti di sicurezza dell’EC7 (relativi a azioni e parametri del terreno) corrispondono, in linea di massima, alle seguenti probabilità di fallimento:

Pf ≈10-3 opere in terra e opere di sostegno Pf ≈ 10-4 opere di fondazione.

EC 7 - DEFINIZIONI

Azione geotecnicaAzione (forza o deformazione imposta) applicata alla struttura da terreno, acqua libera e sotterranea

quando le azioni derivano da un’unica origine devono essere fattorizzate allo stesso modo sia che il loro effetto sia favorevole o sfavorevole (analisi di stabilità o progetto di opere di sostegno: il peso del terreno può dare origine ad azioni favorevoli e sfavorevoli.

EC 7 - DEFINIZIONI

Esperienza comparabileEC7 consente di considerare informazioni già a disposizione, relative al sottosuolo, se:

• sono sufficientemente documentate,

• viene coinvolto lo stesso tipo di terreno o di roccia,

• per questo ci si aspetta un comportamento meccanico

simile da un punto di vista geotecnico

• sono coinvolte strutture analoghe.

EC 7 - DEFINIZIONI

Terreno (ground)Terra, roccia, riporto nella posizione precedente l’esecuzione dei lavori di costruzione

Valore derivato (derived value)Parametro geotecnico ottenuto attraverso teorie e correlazioni (anche empiriche) dai risultati di prove sperimentali

EC 7 - DEFINIZIONI

Resistenza (Resistance)Capacità di sopportare le azioni senza giungere a rottura. (es.: il termine viene usato in EC7 anche per esprimere la capacità portante, la resistenza allo scorrimento, ecc.)

Dato geometrico (a)quota e pendenza di una superficie, livelli dell’acqua, livelli delle superfici di separazione tra litotipi differenti, quote di scavo, dimensioni delle strutture geotecniche.

EC 7 – Categoria Geotecnica n.1

Opere civili relativamente semplici e di modeste dimensioni che vengono progettate sulla base della esperienza e di indagini geotecniche di tipo qualitativo, essendo il rischio per la vita umana trascurabile.

si impiegano metodi ordinari per il progetto e la costruzione della struttura; non devono essere previsti scavi sotto il livello di falda (eccetto nel caso l’esperienza locale indichi che lo scavo sia eseguibile senza difficoltà).

ENV 7 – Categoria Geotecnica n.1

Esempi di opera di catg.1 (versione ENV):

edifici semplici ad 1 o 2 piani, caratterizzati da un carico per pilastro ≤ 250 kN e di 100 kN/m di parete,

i muri di sostegno di altezza ≤ 2 m

scavi modesti (non armati) ≤ 2 m destinati ad opere di drenaggio o per la posa in opera di tubazioni interrate.

opere civili ordinarie: (opere di sostegno, pile e spalle di ponti, costruzioni di terra, tiranti ed ancoraggi, gallerie in roccia di elevata resistenza non fratturata)

fondazioni tradizionali: (superficiali, a platea, su pali), senza che sussistano rischi notevoli dovuti a situazioni geotecniche particolari o a carichi applicati elevati;

Le opere civili, o parte di esse, non contemplate dalle due categorie precedenti.

Opere non usuali o, comunque, di notevoli dimensioni, oppure di strutture che debbano sorgere su terreni di caratteristiche particolarmente difficili o in zone altamente sismiche (dighe, scavi a molti livelli, edifici con carichi eccezionali, grandi ponti, gallerie, ecc.).

EC 7 – Principi base

EC7 considera in particolare le opere di Catg. n.2.

i “valori caratteristici” → pedice ki “valori di progetto” → pedice d

EC 7 – Valore caratteristico

Considerando la variabilità di una grandezza, il valore caratteristico è quello che, nell'arco di vita dell'opera, corrisponde ad una pre-fissata (generalmente piccola) probabilità per la grandezza di presentarsi con un valore più sfavorevole.

progetto strutturalei parametri caratteristici dei materiali vengono determinati conducendo un’analisi probabilistica sui risultati di numerose prove ben definite e codificate

progetto geotecnicoconsiderazioni esclusivamente di tipo statistico non sono sufficienti per la determinazione dei valori caratteristici dei parametri geotecnici. Il numero di prove geotecniche a disposizione è generalmente ridotto

Il valore caratteristico (2.4.5.2 – (2)P) è definito:

“A cautious estimate of the value affecting the occurrence of the limit state”,

i valori caratteristici delle proprietà fisiche e meccaniche dei terreni coincidono con quelli che

usualmente utilizziamo nella progettazione tradizionale

Il valore caratteristico va scelto anche in base alparticolare SL da analizzare, tenendo conto delvolume di terreno coinvolto e del modo in cui ilterreno viene sollecitato per uno specifico SL.

A parità di terreno possiamo quindi avere differentivalori caratteristici del parametro geotecnico (es.: φ' alvariare del meccanismo di collasso considerato)

Si definiscono i valori caratteristici- delle azioni (F), - dei parametri geotecnici (X) - dei parametri geometrici (a)

ed i corrispondenti valori di progetto ottenuti applicando un CP al valore caratteristico

1. AZIONI (normativa)

2. RESISTENZE STRUTTURALI (statistica)

3. PROPRIETA’ GEOTECNICHE TERRENI (???)

(3) i valori caratteristici delle proprietà fisiche e meccaniche coincidono con quelli che usualmente

utilizziamo nella progettazione tradizionale

Abbiamo fin qui utilizzato inconsapevolmente i valori caratteristici dei parametri geotecnici!!!

Valori caratteristici e valori di progetto entrano in gioco nel calcolo:

- delle resistenze R- degli effetti delle azioni E

R = R(F, X, a) E = E(F, X, a)

EC 7 – Valore caratteristico e di progetto

EC 7 – AZIONI

si considera il valore rappresentativo per tenere conto della possibilità che queste siano di tipo:

- permanente (pedice G)- variabile o accidentale (pedice Q)

Il valore rappresentativo di un'azione è solo un particolare valore caratteristico che tiene conto del modo in cui le azioni si manifestano.

Definizioni grandezze EN 1990-2001 “Basis of Design”

Simbologia Note Valore rappresentativo Fattore di combinazione

Frep = ψ ⋅Fk

ψ ≤ 1

Si ottiene combinando fra loro le azioni caratteristiche Fk permanenti, variabili e accidentali

Valore di progetto Fd = γF ⋅Frep γF coefficiente di sicurezza parziale

Valore caratteristico Xk

Stima cautelativa di un parametro geotecnico

Valore di progetto Xd

Si ricava alternativamente: 1) Xd = Xk/γM 2) Scelta diretta

Valore nominale anom Dato geometrico

Valore di progetto ad = anom +/- ∆a ∆a tolleranza ammessa da EC7

EC 7 – Verifiche agli SLU

EQU: Perdita di equilibrio generale della struttura o del terreno, considerata come un corpo rigido, nel quale le resistenze delle componenti strutturali e del terreno sono irrilevanti nel fornire resistenza

UPL: Perdita di equilibrio della struttura o del terreno a causa del sollevamento per sottopressioni idrauliche o galleggiamento.

HYD: Collasso del terreno causato da sifonamento o erosione interna (gradienti idraulici eccessivi)

STR: Rottura interna o deformazione eccessiva della struttura o di elementi strutturali, compresi fondazioni, pali, dove la resistenza delle componenti strutturali risulta significativa nel fornire resistenza.

GEO: Rottura o eccessiva deformazione del terreno dove la resistenza del terreno o roccia è significativa nel fornire resistenza.

EN1990 - Basis of structural design

EC 7 – EQU

Gli effetti delle azioni di progetto instabilizzanti Edstb,d (es.: momento ribaltante) e quelli delle azioni stabilizzanti Estb,d (es.: momento stabilizzante) devono soddisfare la relazione:

d,stbd,dstb EE ≤

Edstb,d = E (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)dstb

Estb,d = E (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)stb

γFCP di sicurezza riferiti alle azioni permanenti (G) e variabili (Q)

AZIONE SIMBOLO VALORE Permanente Non favorevole1 γG;dst 1,10

Favorevole2 γG;stb 0,90

Variabile Non favorevole1 γQ;dst 1,50

Favorevole2 γQ;stb 0 1 destabilizzante 2 stabilizzante

EC 7 – EQU

Tabella 6.2.I – Coefficienti parziali per le azioni

(1) Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. i carichi permanenti portati, tamponature, tramezzi, intonaci,

isolanti, controsoffitti ecc.) siano compiutamente definiti e non variabili nel tempo, si potranno adottare gli stessi coefficienti

validi per le azioni permanenti.Nor

γG1 1,1

Edstb,d = E (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)dstb

Estb,d = E (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)stb

γMCP riferiti ai parametri geotecnici.

PARAMETRI TERRENO SIMBOLO VALORE Angolo resistenza taglio1 γφ’ 1,25 Coesione efficace γc’ 1,25 Resistenza non drenata γcu 1,40 Resistenza non confinata γqu 1,40 Peso di volume γγ 1,00 1 fattore applicato a tan φ’

EC 7 – EQU

Parametro al quale applicare il CP Coefficiente parziale γM (M1) (M2)

tan φ′k γφ’ 1,0 1,25

c′k γc’ 1,0 1,25

cuk γcu 1,0 1,4

γ γγ 1,0 1,0

Per le rocce, al valore caratteristico della resistenza a compressione uniassiale qu deve essere applicato un CP γqu =1,6.

Per ammassi rocciosi e terreni a struttura complessa, nella valutazio-ne della resistenza caratteristica, bisogna considerare natura e carat-teristiche geometriche e di resistenza delle discontinuità strutturali.

UPL – rottura per sollevamento di struttura interrata per l’azione della sottospinta idraulica (1)

1 – piano di falda2 – superficie impermeabilizzata

UPL – rottura per sollevamento di rilevato arginale alleggerito durante una piena (2)

1 – piano dell’acqua2 - superficie impermeabilizzata3 – materiale di alleggerimento

ULP – rottura per sollevamento del fondo scavo (3)

4 – superficie originaria del terreno5 – sabbia6 – argilla7 - ghiaia

UPL – rottura di platea eseguita sotto falda (4)

1 - piano di falda; 2 - superficie impermeabilizzata; 5 - sabbia 6 - sabbia; 8 - sabbia iniettata

UPL - rottura per sollevamento di struttura ancorata (5)

1 - piano campagna (falda); 5 - sabbia; 9 - ancoraggio

UPL - Sollevamento della costruzione o del terreno per sottopressioni idrauliche

Il valore di progetto Vdst,d della combinazione delle azioni verticali desta-bilizzanti permanenti e variabili deve soddisfare la seguente condizione:

Vdst,d ≤ Gstb,d Vdst,d = Gdst,d + Qdst,d ≤ Gstb,d

Gdst;d, Qdst;d, Gstb,d = azioni verticali - valori di progetto

Gdst;d permanenti destabilizzanti, Qdst;d variabili destabilizzanti,

Gstb,d permanenti stabilizzanti per la verifica al sollevamento.

Vdst,d = Gdst,d + Qdst,d ≤ Gstb,d

AZIONE SIMBOLO VALORE

Permanente Non favorevole1 γG;dst 1,0

1 destabilizzante 2 stabilizzante

PARAMETRI TERRENO SIMBOLO VALORE

Angolo resistenza taglio1 γφ’ 1,25

Coesione efficace γc’ 1,25

Resistenza non drenata γcu 1,40

Resistenza a trazione del palo γs;t 1,40

Ancoraggio γR 1,40 1 fattore applicato a tan φ’

11,19,00,1FS 7EC ==NT08

22,19,01,1FS 2008NT ==

γG1 1,1

Tabella 6.2.III – Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di SL di sollevamento

UPL-1 m

Fondo scavo e livello interno dell’acqua

Argilla γsat = 20 kN/m3

Sabbia

Livello iniziale ed esterno dell’acqua

Gdst,d ≤ Gstb,d

10 kN/m3 * (10-1) m * 1,1 ≤ 20 kN/m3 * (10-4) m *0,9

99 ≤ 108 OK!

Argilla γsat = 20 kN/m3

HYD – rottura per sifonamento (1)

heaving = sollevamento

piping = sifonamento

1 - quota di scavo (sx); quota dell’acqua (dx)2 - acqua3 - sabbia

HYD – rottura per sifonamento (2)

1 - falda freatica2 - livello piezometrico nel sottosuolo permeabile3 - terreno di bassa permeabilità4 - sottosuolo permeabile5 - pozzo – punto di innesco del sifonamento6 - fascia di possibile sifonamento

HYD - Collasso del terreno causato da gradienti idraulici eccessivi (sifonamento)

Alla base della stessa colonna di terreno, il valore di progetto della pressione interstiziale totale (udst,d) [o il valore di progetto della forza di filtrazione (Sdst;d)], deve essere non maggiore del valore di progetto della tensione verticale totale (σstb,d) stabilizzante [ovvero del peso immerso stabilizzante (G’stb:d)]:

udst,d ≤ σstb,d Sdst,d ≤ G’stb,d

HYD udst,d ≤ σstb,d Sdst,d ≤ G’stb,d

AZIONE SIMBOLO VALORE

Permanente Non favorevole1 γG;dst 1,35

1 destabilizzante 2 stabilizzante

5,19,0

35,1FS 7EC ==

44,19,03,1FS 2008NT ==

Tabella 6.2.IV – Coefficienti parziali sulle azioni per le verifiche nei confronti di SL di sifonamento

SIFONAMENTO

γG1 1,3

Favorevole 0,0 Permanenti portati (1) (non strutturali) Sfavorevole

γG2 1,5

Sfavorevole γQi

Fondo scavo e livello interno dell’acqua

Sabbia γsat = 20 kN/m3

Argilla (confine impermeabile)

p.c. + acqua

Sdst,d ≤ G’stb,d

10 kN/m3 * (3m – 2m ) * 1,5 m * 1,3 ≤≤ 10 kN/m3 *(1,5 m * 3 m) * 0,9 = 19,5 ≤ 27 OK!

Paratia verticale impermeabile

STR - Paratia verticale – rottura strutturale

GEO - Muri di sostegno – stati limite

Ed ≤ Rd

I valori degli effetti delle azioni di progetto, Ed,

devono risultare ≤alle resistenze di

progetto, Rd

EC7 – Stati limite STR/GEO

EC7 - STR/GEO - Effetti di progetto delle azioni

I CP sulle AZIONI possono essere applicati sia sulle stesse azioni (Frep) o sui loro effetti (E)

Ed = E (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)

Ed = γE⋅ E (Frep, Xk/γM, ad)

EC7 fornisce un unico gruppo di valori numerici,valido sia per γF sia per γE

Le resistenza di progetto possono essere calcolate in 3 modi distinti a seconda di come si applica il CP:

1 - sulle proprietà del terreno (X)2 - sulle resistenze (R)3 - su entrambe.

EC7 - STR/GEO – Resistenze di progetto Rd

1 - Rd = R (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)

2 - Rd = R (γF⋅ Frep, Xk, ad)/γR

3 - Rd = R (γF⋅Frep, Xk/γM, ad)/ γR

CP così suddivisi:

CP per le azioni o gli effetti delle azioni (A) CP relativi ai materiali (M) CP per le resistenze (R)

L’unificazione dei CP per azioni ed effetti delle azionicostituisce una semplificazione importante che implicauna dipendenza lineare tra azione ed effetto.

EC7 - STR/GEO – Design approaches

Vengono proposti 3 possibili approcci.

Ciascun Paese potrà scegliere un possibile DA, per tipologia di opera geotecnica (fondazioni, opere di sostegno, rilevati, etc.).

Qualora un Paese non dovesse indicare la sua scelta, il progettista potrà adottare un qualsiasi approccio.

Design Approach 1 (DA1.1 – DA1.2)

Design Approach 2 (DA2)

Design Approach 3 (DA3)

EC7 - STR/GEO – Design approaches

Come precisato nel § 2.6.1 delle NTC, nelle verifiche STR e GEO possono essere adottati, in alternativa, due diversi Approcci progettuali.

Nell’Approccio progettuale 1 si considerano due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti di sicurezza parziali, riguardanti:

• le azioni,

• la resistenza dei materiali

• la resistenza complessiva del sistema

STR/GEO – DAC

APPROCCIO PROGETTUALE 1

Nella Combinazione 1 si fa riferimento ai CP del gruppo A1 della Tab. 2.6.I delle NTC e ai CP dei materiali e delle resistenze di natura geotecnica indicati nel citato Cap. 6.

Nella Combinazione 2 si fa riferimento ai CP del gruppo A2 della Tab. 2.6.I delle NTC e ai CP dei materiali e delle resistenze di natura geotecnica indicati nel citato Cap. 6 per tale Combinazione.

Combinazione 1 generalmente condiziona il dimensionamento strutturale

Combinazione 2 generalmente condiziona il dimensionamento geotecnico.

, 2 fe

APPROCCIO PROGETTUALE 2

Nell’Approccio progettuale 2 si considera un’unica combinazione di gruppi di CP e, per le azioni, si fa riferimento ai coefficienti del gruppo A1.

Per i materiali e le resistenze di natura geotecnica, si deve fare riferimento ai CP indicati allo scopo nel Cap. 6.

Ai fini della verifica di dispositivi antisollevamento o dispositivi di sollevamento degli apparecchi d’appoggio nel caso di travi continue, si può considerare lo stato limite di equilibrio come corpo rigido EQU.

, 2 fe

Due analisi distinte per verificare che non si determini uno SLU nella struttura o nel terreno.

DA1.C1 - i CP sono applicati alle azioni, mentre i parametri geotecnici compaiono con i valori caratteristici;

DA1.C2 - le azioni vengono considerate con i valori caratteristici (eccetto per la componente variabile dei carichi ext, che viene maggiorata se sfavorevole) mentre i parametri geotecnici assumono i valori di progetto.

EC7 - STR/GEO – DA1

Qualora una delle due combinazioni governi palesemente il progetto, non è necessario

analizzare ambedue le combinazioni.

Nel considerare i diversi aspetti dello stesso progetto, le combinazioni maggiormente critiche possono essere di volta in volta diverse.

EC7 - SLS

Le verifiche relative agli stati limite di servizio SLS nel terreno o in corrispondenza di specifiche sezioni, elementi o giunti strutturali, devono soddisfare le seguente relazione:

dd CE ≤

I Coefficienti Parziali nelle verifiche SLS generalmente vengono assunti pari a 1

Ed: design value of the effect of actions

Cd: limiting design value of the effect of an action

EC 7 – Versione italiana

Ciascun Paese europeo dovrà produrre la propria versione del documento composta da:

una premessa,

il testo tradotto della norma originale e degli allegati

l’annesso nazionale (allegato che contiene le scelte nazionali sui punti lasciati non definiti dall’EC7).

1 - sono possibili scelte alternative;

2 - devono essere fissati i valori numerici delle grandezze indicate solo simbolicamente nell’EC7;

3 - alcune grandezze dipendono da situazioni specifiche di ogni singolo paese (clima, geologia, etc.).

I CP devono avere come riferimento i valori indicati nell’EC7; tali valori potranno essere cambiati solo in modo molto limitato, fornendo una motivazione del cambiamento, che, in linea di principio, può anche essere rifiutata dal CEN.

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