I
micropali sono stati ideati in Italia agli inizi degli anni ‘50,
inizialmente come tecnologia innovativa per i problemi di sottofondazione
di edifici e monumenti che erano stati danneggiati dai bombardamenti
durante la Seconda guerra mondiale. Un sistema di pali di sottofondazione
efficace era necessario per sostenere i carichi strutturali in maniera
efficace ma:
• minimizzando il disturbo arrecato al terreno e alle strutture
esistenti;
• utilizzando attrezzature di ingombro ridotto.
Successivamente, l’ulteriore diffusione e richiesta ha portato
all’introduzione dei cosiddetti “reticoli di micropali”.
Tali applicazioni comprendono un sistema di micropali verticali ed inclinati
disposti in maniera tale da costituire un rinforzo del terreno, mediante
la formazione di un reticolo; per l’efficacia di tale struttura
composita terreno-micropali è essenziale il contatto continuo
tra i pali e il terreno circostante.
Tipiche applicazioni dei reticoli di micropali si sono avute per la
stabilizzazione di pendii, il rinforzo di banchine, la protezione di
scavi e per particolari applicazioni di supporto e rinforzo dei terreni
e delle strutture. Nel contempo l’elevata competenza sia delle
imprese specializzate in fondazioni sia dei progettisti ha reso possibile
lo sviluppo tecnologico dei pali in modo particolare di quelli di piccolo
diametro.
La
presente pubblicazione si prefigge l’obiettivo di presentare
lo stato dell’arte per quanto concerne i micropali e i pali
di piccolo diametro relativamente alle diverse tipologie, ai campi
di applicazione e agli aspetti progettuali e tecnologici.
Tra i diversi argomenti trattati nel volume si evidenziano i seguenti:
• esame degli approcci e metodi più accreditati in letteratura
per quanto concerne la valutazione della capacità portante;
• impiego dei micropali o pali di piccolo diametro per la stabilizzazione
dei pendii;
• presentazione e discussione critica di tutti i metodi disponibili
in letteratura per l’interpretazione delle prove di carico;
• impiego dei micropali o pali di piccolo diametro per la riduzione
dei cedimenti sia di fondazioni rigide, come ad esempio le platee,
sia di opere in terra quali, ad esempio, i rilevati;
• esempi indicativi delle potenzialità di applicazione
dei micropali.
Un particolare spazio viene, inoltre, riservato alla progettazione
della paratia “berlinese”, analoga concettualmente alla
palificata, ma i pali hanno piccolo diametro (micropali) e sono costituiti
da tubi in acciaio iniettati sia all’interno che al contatto
palo-terreno.
Indice
1 – INTRODUZIONE
Caratteristiche e definizioni - Classificazione dei micropali - Campi
di applicazione dei micropali – Introduzione - Applicazioni
strutturali dei micropali - Applicazioni dei micropali come elementi
di rinforzo del terreno - Applicazioni dei micropali nelle opere in
sotterraneo-Fattori che influenzano la scelta dei micropali - Pali
trivellati Sostegno mediante tubi - Sostegno con fanghi bentonitici
- Perforazione non rivestita - Pali infissi - Pali infissi prefabbricati-Pali
in acciaio - Pali infissi prefabbricati in c.a. e c.a.p. - Pali infissi
gettati in opera - Il palo Franki - Il palo simplex - Il palo duplex
e il palo pressato - Pali infissi con cassaforma non recuperabile:
pali Raymond - Criteri per la scelta dei tipi da adottare - Riferimenti
bibliografici
2 –
ASPETTI TECNOLOGICI
Micropali – Perforazione - Getto ed iniezione - Impianto d’iniezione
- Tecniche di iniezione - Armatura del micropalo - Costruzione del
micropalo radice - Costruzione del micropalo Tubfix - Esempio di specifica
di esecuzione - Soggezioni geotecniche ed ambientali - Prove tecnologiche
preliminari – Tolleranze – Materiali - Modalità
esecutive - Impiego dei micropali nelle opere in sotterraneo - Pali
trivellati - Esecuzione del foro - Generalità e avvertenze
- Perforazione con sistema a percussione - Perforazione con sistema
a rotazione – Idroperforazione – Rotopercussione - Metodi
per la stabilizzazione del foro - Perforazione senza rivestimento
né fango bentonitico - Perforazione senza rivestimento ma in
presenza di fango bentonitico - Perforazione all’interno di
tubazioni di rivestimento - Messa in opera della gabbia d’armatura
- Getto del calcestruzzo - Getto all’asciutto - Getto in presenza
di acqua e di fango bentonitico - Armatura metallica – Calcestruzzo
- Pali infissi - Tipi di pali e caratteristiche geometriche –
Tolleranze – Infissione – Generalità - Mezzi di
infissione - Messa in opera della gabbia - Getto del calcestruzzo
- Armature metalliche – Calcestruzzo - Riferimenti bibliografici
3 –
CALCOLO DELLA CAPACITA’ PORTANTE
Considerazioni generali - Micropali - Considerazioni generali sul
calcolo della capacità portante dei pali - Valutazione pratica
della capacità portante dei pali nei terreni coesivi - Portata
unitaria limite di base - Resistenza unitaria laterale limite - Valutazione
pratica della capacità portante dei pali nei terreni non coesivi
- Portata unitaria limite di base - Resistenza unitaria laterale limite
- Valutazione pratica della capacità portante dei pali in roccia
- Valutazione pratica della capacità portante dei pali sulla
base dei risultati delle prove SPT - Portata unitaria limite di base
- Resistenza unitaria laterale limite - Valutazione pratica della
capacità portante dei pali sulla base dei risultati delle prove
CPT-Metodo di Bustamante e Gianeselli (1982)- Metodo di De Ruiter
e Beringen (1979) - Metodo di Almeida et al. (1996) - Il metodo ICP
per i pali infissi- Portata di base in presenza di un terreno stratificato-Pali
in gruppo- Riferimenti bibliografici
4 –
PROGETTAZIONE STRUTTURALE DEI MICROPALI
Generalità - Stabilità dell’equilibrio elastico-
Comportamento nei confronti degli sforzi di flessione e taglio - Ancoraggio
alle strutture superiori - Precompressione dei micropali - Riferimenti
bibliografici
5 –
VALUTAZIONE DEI CEDIMENTI
Valutazione del cedimento di un micropalo/palo isolato - Cedimento
di micropali/pali in gruppo - Riferimenti bibliografici
6 –
MICROPALI SOGGETTI A CARICHI ORIZZONTALI
Introduzione - Derivazione delle equazioni risolutive e metodi di
soluzione - Valutazione della resistenza laterale limite di un palo
- Valutazione dei parametri geotecnici necessari per l’analisi
- Determinazione del modulo di reazione orizzontale del terreno -
Determinazione delle curve p – y - Curve p – y per sabbie
al di sotto e al di sopra della falda - Curve p – y per terreni
argillosi - Riferimenti bibliografici
7 – ANALISI DI UNA PALIFICATA SOTTOPOSTA A CARICHI INCLINATI
ED ECCENTRICI
Ripartizione del carico fra i pali di una palificata - Analisi di
interazione tra plinto di fondazione, pali e terreno - Riferimenti
bibliografici
8 –
STABILIZZAZIONE DI PENDII CON RETICOLI DI MICROPALI
Introduzione - Considerazioni generali sulla schematizzazione di calcolo
- Curve p – y nel caso della presenza di un pendio - Equazioni
per la determinazione della resistenza ultima nel caso di argille
- Equazioni per la determinazione della resistenza ultima nel caso
di sabbie -Il metodo di Ito e Matsui per valutare l’entità
della forza laterale agente su micropali/pali impiegati per la stabilizzazione
di un pendio - Soluzione di Brinch Hansen per determinare la resistenza
ultima di un palo sottoposto
ad una forza trasversale - Metodo proposto da Cai e Ugai (2003) -
Soluzione fornita da Chen e Poulos (1997) - Soluzione riportata dal
NAVFAC - Riferimenti bibliografici
9 –
ATTRITO NEGATIVO E SOLLECITAZIONI SUI PALI IN PRESENZA DI TERRENI
RIGONFIANTI
Introduzione - Metodi semplificati proposti in letteratura per valutare
l’attrito negativo - Effetti causati dal rigonfiamento dei terreni
sui pali di fondazione - Esempi di programmi di calcolo per analizzare
l’interazione di micropali o pali sottoposti ad
attrito negativo o a terreni rigonfianti - Riferimenti bibliografici
10 –
OPERE DI SOSTEGNO FLESSIBILI CON MICROPALI
Introduzione - Valutazione della spinta attiva e della resistenza
passiva – Introduzione - Spinta delle terre in condizioni non
drenate - Spinta delle terre in condizioni drenate - Relazione fra
i movimenti della paratia e la spinta delle terre - Spinta delle terre
in presenza di sisma - Angolo di attrito fra terreno ed opera di sostegno
- Spinta delle terre in presenza di compattazione del riempimento-
Scelta del coefficiente di spinta -
Pressione equivalente di un fluido - Spinta prodotta dai sovraccarichi
-Determinazione della spinta dell’acqua sull’opera di
sostegno- Dimensionamento dell’opera di sostegno - Metodi derivati
dal modello di Winkler - Presenza di berme all’interno dello
scavo -Lunghezza dei tiranti per le paratie di micropali10.9. Stabilità
del fondo scavo - Riferimenti bibliografici
11 –
PROVE DI CARICO
Generalità - Dispositivi di prova - Diagrammi carichi-cedimenti
-Interpretazione dei diagrammi carichi-cedimenti 11.5.1. Determinazione
del carico limite in base all’entità del cedimento -
Criteri di definizione del carico limite come carico asintotico -
Prove di carico su pali strumentati - Analisi di una prova di carico
usando i risultati forniti da un “tell-tale” - Prove di
carico orizzontale - Esempi di prove di carico su micropali - Riferimenti
bibliografici
12 –
IMPIEGO DEI MICROPALI PER LA FONDAZIONE DI OPERE IN TERRA
Introduzione - Criteri progettuali -Principali caratteristiche di
comportamento di un rilevato - Analisi di stabilità dei rilevati
con i metodi dell’equilibrio limite globale -Analisi deformazionale
- Calcolo dei cedimenti - Terreni granulari -Terreni argillosi - Andamento
nel tempo dei cedimenti in presenza di dreni verticali - Problemi
di interazione rilevato – fondazione struttura - Spostamenti
laterali indotti da un rilevato
Analisi di fondazioni su pali per carichi e cedimenti esterni -Programma
di calcolo SLAP per la valutazione delle sollecitazioni causate sui
pali di fondazione della
12.4. L’impiego dei geosintetici nei rilevati spalla di un viadotto
per effetto della presenza del rilevato - Proprietà dei geotessili
e delle geogriglie - Capacità portante -
Stabilità globale dell’insieme rilevato-fondazione -
Rottura laterale del rilevato -
Ripartizione dei carichi del rilevato nel caso di geogriglie poste
in sommità a colonne
di terreno trattato o a pali - Preconsolidazione dei terreni coesivi
mediante sovraccarico e dreni - La tecnica del sovraccarico - Carico
variabile nel tempo - Modello reologico di Zeevaert - Dimensionamento
dei micropali e pali di piccolo diametro per la fondazione di rilevati
- Riferimenti bibliografici
13 –
ESEMPI APPLICATIVI
Fondazione su micropali - Indagini in sito - Prove di laboratorio
- Risultati delle indagini e caratteristiche geotecniche del terreno
di fondazione - Caratterizzazione geotecnica dei materiali - Carichi
agenti - Dimensionamento e verifica delle fondazioni - Fondazione
diretta - Fondazione su pali - Fondazioni su micropali –Conclusioni
- Fondazione di micropali o “berlinese” - Condizioni geotecniche
del sito- Parametri per l’analisi delle paratie - Risultati
delle elaborazioni - Programma di calcolo utilizzato – Risultati
- Verifica tiranti di ancoraggio - Analisi di stabilità dell’insieme
paratia-pendio - Verifiche strutturali e particolari costruttivi -
Appendice A - Principi generali di progettazione e cenni sull’eurocodice
- Appendice B -
Discussione sui coefficienti di sicurezza per il calcolo della capacità
portante dei pali.
