Home GeoForum Forums Geologia & Professione Geotecnica Portanza pali di fondazione in flysch

Salve sono un ing e vorrei se possibile indicazioni sulla verifica di pali di fondazione di un viadotto.
Terreno da Relazione geologica: Flysch rosso argilloso marnoso (spessore oltre 50 metri) con intercalazioni di clasti litoidi in alcuni strati - Nspt 26-27-35 fino a circa 15 metri (estrapolazione del geologo è 26-27 dai valori ottenuti che però arrivano anche a 45-50 ma scartati per la presenza locale di clasti che hanno sovradimensionato la prova): due provini prelevati a circa 25 metri nella porzione argillosa con %passante 0.06 mm circa 65%) il geologo non ha fornito cu, ma (c' 20 KN/mq, f=22°, Ed=65 daN/cmq) per i primi 12 metri e (c' 50 KN/mq, f=21°, Ed=81 daN/cmq) oltre i 12 metri - solo sotto una spalla ci sono alluvioni (f=32°) per 15 metri e poi di nuovo flych rosso. Falda assente fino a 26 metri. Struttura Viadotto su pali trivellati molto tirati, se non striminziti (pile e spalle da 8 pali phi 1000 20 metri,dimensionati senza peso proprio e senza considerare l’efficienza verticale ed orizzontale): spalle basse (1 metro) e pila massima alta 4 m - campate da 36 m. Da D.L. devo riverificare il tutto con ipotesi a 4 campate da 26 m: ma non posso per ovvi motivi chiedere altre indagini geologiche senza innescare problematiche e quindi con i dati a disposizione vorrei essere opportunamente cautelativo anche modificando secondo le mie valutazioni il precedente progetto(ancora con ilDM96-DM90-DM88):
1. trascuro completamente la platea di collegamento dei pali sia per portanza verticale che orizzontale, considero il peso proprio e l'efficienza verticale ed orizzontale
2. nel progetto c'era solo la verifica in cond non drenate dei pali con cu 150 kN/mq, ma con alfa_adesione=0,5 – io ho proceduto anche in cond. drenate con Vesic con i valori forniti dal geologo; in cond. non drenate invece con cu 160 kN/mq sia laterale che per la base (cu=6*NSPT), ma alfa =0,38 (stas -kulhawy) e con coeff di Meyerhoff per argille OC alla punta 0,667: cu penso sia cautelativa sia per la scelta di NSPT=27 sia perchè le correlazioni classiche arrivano anche a valori di 200 e xchè spesso trovo alfa maggiori (ad esempio FHWA-O'Neill Reese-1999-2010 propone con Stroud cu=4.5*Nspt(IP circa 40%) ma alfa=0.55 con un risultato maggiore del 15% per la Q_laterale). Ho considerato sia la Qlat che la Qpunta ridotta vista la cautela sui valori.
3. Il flysch rosso (Sannio) ha un OCR? con la costruzione di Casagrande dal grafico della prova edometrica (2 prove fatte) a 25 metri ottengo OCR=0.8-1 ma appunto a 25 metri: ma sopra cosa posso considerare? è argilla lievemente sovracons o è argilla molto sovrac? ----> mi serve per il calcolo della spinta Ko e di M in testa ai pali con kh o con nh. In progetto c'era nh=1 daN/cmc. Io invece vorrei operare ottenendo con Chiarugi-Maia il Kh=f(Ed) per poi ottenere nh=kh*D/z con z = 2,5 metri visto che la lunghezza caratteristica è 5 metri (non considero tutta la L del palo perchè otterrei numeri troppo bassi e irrealistici), poi secondo Poulos-Davis uso 0,25*nh per considerare l'effetto di gruppo di pali ottenendo un nh=0,05 daN/cmc; a rottura opero con Broms.
4. Quale può essere il limite degli spostamenti ammissibili per questa struttura? 5-10 cm?
5. E’ vera l'assunzione che ho visto in alcuni progetti per cui poiché i valori massimi delle sollecitazioni si hanno con applicazioni istantanee dei sovraccarichi, o del sisma, la valutazione della portanza del palo va effettuata in condizioni non drenate. In condizioni drenate, cioè a lungo termine, può essere valutata la portanza dei pali rispetto ai soli carichi permanenti?
6. La relazione che lega cu ai parametri di resistenza drenata=(sigma_orizz*sin(f)+c'*cos(f))/(1-(2*Af-1)sin(f)) citata da Callai-Lupoi e ricavata analiticamente in un testo di Braja Das) è valida sempre per qualsiasi tipo di argilla? Cioè la cu cresce con la profondità in ogni tipo di argilla?
Chiedo scusa per la prolissità e Grazie in anticipo per le indicazioni/chiarimenti eventuali.

Il progetto va adeguato al D.M. 14/01/2008 e alla relativa circolare esplicativa del C.S.LL.PP. n. 617/2009.
Pertanto, si può chiedere un supplemento di indagini senza scatenare polemiche.

i parametri geotecnici che citi sono già caratteristici?
che prove esistono oltre alle SPT (citi ad esempio le edometriche)?

X Adriano Iachetta
Il progetto è stato approvato nel 2002 (tempi biblici della P.A.) e continua a vigere la norma di riferimento al momento dell'approvazione essendo un lavoro pubblico come dettagliatamente definito dalla Circolare Min Infrastrutture e Trasporti del 5/8/2009 - stabilito da RUP e Collaudatore. L'unica variazione in base alla medesima Circolare è legata all'utilizzo dei materiali previsti dal cap 11 delle NTC: acciaio FEB450C e Cls XC2, XC3, XC4 etc.. - lo richiede categoricamente il Genio Civile per depositi dal 2010 in poi (la Durabilità delle opere è inderogabile ormai, l'adeguamento alle nuove azioni e criteri e derogabile anche perchè l'incremento dei costi sarebbe insostenibile da qualsiasi Quadro Economico - si arriverebbe al 35-40%).
E' ovvio che si dovrebbe rifare tutta la geologica nel caso di applicazione delle nuove azioni e criteri delle NTC perchè andrebbe comunque stabilita la categoria di suolo oltre al problema dei valori caratterisitici: ma non si ricade in questa casistica.

x Michelec
Prove effettuate: 5 NSPT in tre sondaggi (3-6-10-12-15 mt)con valori (26-45-50-37-35), totale 5 sondaggi. A 25 metri circa prelevati 2 provini di argilla siltosa (solo componente argillosa del flysch argilloso marnoso) con risultati simili: determinazione costanti fisiche generali(peso voulme secco 20.21 kN/mc, indice vuoti 0.506, porosità 33.59, grado saturazione 76%, volume saturo 21 Kn/mc);Classificazione ASTM/USBR ghiaia 0%, sabbia 4.3%, silt 24.6%, argilla 71.1%); prova taglio diretto f= 21.2°, c= 52 kN/mq; prova edometrica con ED 13838 KN/mq (poi il geologo lo ha ridotto come già detto), indice di compressibilità Cc 0.102; coeff consolidazione Cv a 12 mn=0.015 cmq/mn; diagramma carichi indice dei vuoti che con costruzione Casagrande a 25 metri mi da OCR=1.

Conosco bene la circolare e, sinceramente, pensavo che si volesse adattare una geologica “vecchia”

Ci sono diverse cosa da chiarire e non capisco perché non ti rivolgi al geologo che ha redatto la relazione geologica?

Ad es. le STP con quale punta sono state fatte?. Le correlazioni vanno bene solo se le prove sono state fatte con punta aperta. L’OCR = 1 per il Flysch Rosso mi sembra pochino (sono sannita anch’io). Il campione era imbibito d’acqua, disturbato ecc.??

Cmq, credo che per un viadotto (se ho capito bene di una strada a scorrimento veloce del Sannio) l’attendibilità dei dati è importante. Meglio misurarli!

X Adriano Iachetta
Ciao e grazie per la disponibilità.
La strada non è assolutamente a scorrimento, nè tantomeno strategica, è locale.
E' ovvio che ne parlerò al geologo ma volevo avere le idee chiare ed evitare richieste fuori luogo o un eccesso di cautela.
I valori delle SPT sono stati già "normalizzati" come riportato in geologica.
OCR=1 lo ottengo ad una profondità di 25 metri: perciò se mi dici che per il flysch rosso è poco è presumibile che a profondità minori, ciè riducendosi la tensione verticale efficace di cui al denominatore posso ottenere valori maggiori: se ho ben capito OCR è relativo alla profondità di prelievo e mi interessava una sua estrapolazione a circa 10-12 metri (profondità media del palo) per stimare la portanza laterale in condizioni drenate.
Sul campione ho che: plasticità del fine: si; umidità: medio-bassa; Consistenza: molto compatto; determinazione costanti fisiche generali(peso voulme secco 20.21 kN/mc, indice vuoti 0.506, porosità 33.59, grado saturazione 76%, volume saturo 21 Kn/mc);Classificazione ASTM/USBR ghiaia 0%, sabbia 4.3%, silt 24.6%, argilla 71.1%); prova taglio diretto f= 21.2°, c= 52 kN/mq; prova edometrica con ED 13838 KN/mq (poi il geologo lo ha ridotto come già detto), indice di compressibilità Cc 0.102; coeff consolidazione Cv a 12 mn=0.015 cmq/mn.

sembrano valori molto scarsi (limiti? ed indice Ic?) i sondaggi erano a scco o con circolazione d'acqua i campioni con Osterberg o shelby o da carota? OCR=1 a quella profondità e SPT che non vanno al rifiuto non mi fanno pensare (iacchetta sarà più preciso) a roba in posto ma forse a una frana quiescente. sbaglio?

x michelec
Grazie anche a te per le tue indicazioni.
I campioni sono definiti indisturbati (presumo prelievo con fustella - non so di che tipo); vedo che i sondaggi sono stati realizzati con l'ausilio di acqua, ma non so in che misura; i 2 campioni a 25 metri sono stati prelevati nella porzione di area in cui sopra il flysch rosso è presente per circa 15-18 metri un banco di alluvioni (solo in corrispondenza di una spalla): nel resto dell'area c'è solo flysch rosso. Non è un viadotto su un corso d'acqua ma per superare un "avvallamento" per una strada larga complessivamente 8 metri. Frane significative non se ne rilevano sul terreno di base/originario a parte avvallamenti/cedimenti della vecchia strada comunale su rilevato (alto circa 3-4 metri) scadentissimo: le pendenze in gioco trasversalmente e longitudinalemnte sono di circa 10-12°, non di più. Dimenticavo che sono stati installati due inclinometri da 24 metri posti a monte e a valle trasversalmente rispetto alla traccia ideale della nuova strada (a 10 metri circa) che non hanno evidenziato in 2 anni nessun movimento.
Come ho detto NSPT fatti fino a 15 metri: si arriva anche a 50, ma il geologo ha individuato come range di riferimento 26-27 (i due valori più bassi) e a cui ho fatto riferimento per le correlazioni.

per le SPT sei in campo conservativo, il geologo, giustamente invece di prendere come da prassi i due ultimi valori ha optato per i primi 2 scartando l'ultimo più alto. quindi sei già in sicurezza in partenza. non ho dati e conoscenze del materiale ma pur con una valutazione di scadente i dati che stai usando sono in "abbondante" sicurezza.

Il Flysh Rosso è una successione calcarea pelitica (calcari, marne, argille, calciluti,…….c’è un’infinità di litotipi) che va dal Cretacico inf. al Miocene. In generale, si tratta di una successione notevolmente tettonizzata. Le argille in tale Flysch sono sovraconsolidate (OCR > 2-3) se intatte.