NTC 2016, cosa cambia per le opere di sostegno?

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VERIFICHE DI SICUREZZA (SLU)
Nelle verifiche di sicurezza devono essere presi in considerazione tutti i meccanismi di stato limite ultimo, sia a breve sia a lungo termine. Gli stati limite ultimi delle opere di sostegno si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dalla mobilitazione della resistenza del terreno, e al raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali che compongono le opere stesse.


MURI DI SOSTEGNO

Per i muri di sostegno o per altre strutture miste ad essi assimilabili devono essere effettuate le verifiche con riferimento almeno ai seguenti stati limite, accertando che la condizione:

Ed≤Rd

VERIFICHE DI SICUREZZA IN CONDIZIONI STATICHE
SLU di tipo geotecnico (GEO)
– scorrimento sul piano di posa;
– collasso per carico limite del complesso fondazione-terreno;
– ribaltamento;
– stabilità globale del complesso opera di sostegno-terreno.

SLU di tipo strutturale (STR)
– raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali.

Per la verifica di stabilità globale del complesso opera di sostegno-terreno si utilizza l’Approccio 1/Combinazione 2:(A2+M2+R2),tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II per le azioni e i parametri geotecnici e per le resistenze i coefficienti riportati in Tabella 6.8.I.

Per tutte le altre verifiche SLU sia di tipo GEO che STR si utilizza l’Approccio 2: (A1+M1+R3) tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II, 6.5.I. Nella verifica a ribaltamento i coefficienti R3 della Tabella 6.5.I  si applicano agli effetti delle azioni stabilizzanti.

Ai fini della verifica alla traslazione sul piano di posa di muri di sostegno con fondazioni superficiali, non si deve in generale considerare il contributo della resistenza passiva del terreno antistante il muro. In casi particolari, da giustificare con considerazioni relative alle caratteristiche meccaniche dei terreni e alle modalità costruttive, la presa in conto di un’aliquota (comunque non superiore al 50%).

VERIFICHE DI SICUREZZA IN CONDIZIONI SISMICHE
Si utilizza una sola combinazione sia per le combinazioni di tipo GEO che STR, ponendo pari all’unità i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri geotecnici e impiegando le resistenze di progetto con i coefficienti riportati in Tabella 7.11.III.

Analisi pseudo-statica
Se la struttura può spostarsi, l’analisi pseudo-statica si esegue mediante i metodi dell’equilibrio limite. Il modello di calcolo deve comprendere l’opera di sostegno, il volume di terreno a tergo dell’opera, che si suppone in stato di equilibrio limite attivo, e gli eventuali sovraccarichi agenti sul volume suddetto.
Nell’analisi pseudo-statica, l’azione sismica è rappresentata da una forza statica equivalente pari al prodotto delle forze di gravitàper un opportuno coefficiente sismico.I coefficienti sismici possono essere valutati dalle seguenti espressioni:

Khs·(amax/g)
Kv=0.5·Kh

βs= coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito

βs=0.38 per le SLV
βs=0.47 per le SLD

amax= accelerazione orizzontale massima attesa al sito;
g = accelerazione di gravità.
In assenza di analisi specifiche della risposta sismica locale, l’accelerazione massima attesa può essere valutata con la relazione:

amax=S·ag=SS·ST·ag

dove:
S = coefficiente che comprende l’effetto dell’amplificazione stratigrafica (SS) e dell’amplificazione topografica (ST) (§ 3.2.3.2);
ag = accelerazione orizzontale massima attesa su sito di riferimento rigido.

Collasso per carico limite del complesso fondazione-terreno
Le resistenze si stimano utilizzando le classiche formule del carico limite, estendendole al caso di presenza di sisma e considerando l’effetto dell’inclinazione e dell’eccentricità in fondazione.

Scorrimento sul piano di posa
Per azione si intende il valore della forza agente parallelamente al piano di scorrimento, per resistenza si intende la risultante delle tensioni tangenziali limite sullo stesso piano, sommata, in casi particolari, alla risultante delle tensioni limite agenti sulle superfici laterali della fondazione……
Ai fini della verifica allo scorrimento, si può considerare la resistenza passiva solo nel caso di effettiva presenza di tale contributo, portando in conto un’aliquota non superiore al 50%.

La stabilità globale del complesso opera di sostegno-terreno, nell’analisi si introducono le componenti orizzontale e verticale della forza statica equivalente Fh=Kh·W e Fv=Kv·W, dove con W si indica la forza peso e con Kh e Kv rispettivamente il coefficiente sismico orizzontale e verticale.


PARATIE

Per le paratie si devono considerare almeno i seguenti stati limite ultimi:

VERIFICHE DI SICUREZZA IN CONDIZIONI STATICHE

SLU di tipo geotecnico (GEO) e di tipo idraulico (UPL e HYD)
− collasso per rotazione intorno a un punto dell’opera (atto di moto rigido);
− collasso per carico limite verticale;
− sfilamento di uno o più ancoraggi;
− instabilità del fondo scavo in terreni a grana fine in condizioni non drenate;
− instabilità del fondo scavo per sollevamento;
− sifonamento del fondo scavo;
− instabilità globale del complesso opera di sostegno-terreno;

 SLU di tipo strutturale (STR)
− raggiungimento della resistenza in uno o più ancoraggi;
− raggiungimento della resistenza in uno o più puntoni o di sistemi di contrasto;
− raggiungimento della resistenza strutturale della paratia.

La verifica di stabilità globale del complesso opera di sostegno-terreno deve essere effettuata secondo la Combinazione 2 A2+M2+R2 dell’Approccio 1, tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II e 6.8.I.
Le verifiche nei riguardi degli stati limite idraulici (UPL e HYD) devono essere eseguite come descritto nel § 6.2.4.2. Le rimanenti verifiche devono essere effettuate secondo l’Approccio 1 considerando le due combinazioni di coefficienti:

Combinazione 1: (A1+M1+R1)
Combinazione 2: (A2+M2+R1)

tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II con i coefficienti γR del gruppo R1 pari all’unità.

VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITI ULTIMI IDRAULICI
Le opere geotecniche devono essere verificate nei confronti dei possibili stati limite di sollevamento o di sifonamento. A tal fine, nella valutazione delle pressioni interstiziali e delle quote piezometriche caratteristiche, si devono assumere le condizioni più sfavorevoli, considerando i possibili effetti delle condizioni stratigrafiche.
Per la stabilità al sollevamento deve risultare che il valore di progetto dell’azione instabilizzante Vinst,d, ovverosia della risultante delle pressioni idrauliche ottenuta considerando separatamente la parte permanente (Ginst,d) e quella variabile (Qinst,d), sia non maggiore della combinazione dei valori di progetto delle azioni stabilizzanti (Gstb,d) e delle resistenze (Rd):

Vinst,d≤Gstb,d+Rd

dove:

Vinst,d=Ginst,d+Qinst,d

Per le verifiche di stabilità al sollevamento, i relativi coefficienti parziali sulle azioni sono indicati nella Tabella 6.2.III. Al fine del calcolo della resistenza di progetto Rd, tali coefficienti devono essere combinati in modo opportuno con quelli relativi ai parametri geotecnici (M2). In condizioni di flusso prevalentemente verticale:

a) nel caso di frontiera di efflusso libera, la verifica a sifonamento si esegue controllando che il gradiente idraulico i risulti non superiore al gradiente idraulico critico ic diviso per un coefficiente parziale γR= 3, se si assume come effetto delle azioni il gradiente idraulico medio, e per un coefficiente parziale γR= 2 nel caso in cui si consideri il gradiente idraulico di efflusso;

b) in presenza di un carico imposto sulla frontiera di efflusso, la verifica si esegue controllando che la pressione interstiziale in eccesso rispetto alla condizione idrostatica risulti non superiore alla tensione verticale efficace calcolata in assenza di filtrazione, divisa per un coefficiente parziale γR = 2.
In tutti gli altri casi il progettista deve valutare gli effetti delle forze di filtrazione e garantire adeguati livelli di sicurezza, da prefissare e giustificare esplicitamente.


NOTE

Opere di sostegno.E’ da evidenziare per quanto riguarda i muri di sostegno, l’eliminazione degli approcci alternativi alla progettazione, relativamente alle verifiche di capacità portante,scorrimento e ribaltamento, da eseguirsi come già detto in premessa con l’Approccio 2, con sostanziale semplificazione delle procedure.

Verifiche nei confronti degli stati limite ultimi idraulici. La verifica prevista dalle NTC 2008, sia pure in linea con l’Eurocodice7, risultava in molti casi insoddisfacente, per cui è stata riformulata distinguendo le situazioni più ricorrenti, trattate con approcci che si rifanno ad una tradizione consolidata,da situazioni più complesse, per le quali la scelta dello strumento di valutazione quantitativa è lasciata al progettista, con la prescrizione di raggiungere adeguati margini di sicurezza da prefissare e giustificare esplicitamente.

VERIFICHE DI SICUREZZA IN CONDIZIONI SISMICHE
Per paratie realizzate in corrispondenza di versanti o in prossimità di pendii naturali devono essere soddisfatte le condizioni di stabilità del pendio, in presenza della nuova opera, con i metodi di analisi di cui al § 7.11.3.5. Deve inoltre essere soddisfatta la verifica di stabilità del complesso paratia-terreno con i criteri indicati al § 7.11.4 (analogia con i muri di sostegno). Per le paratie devono essere soddisfatte le condizioni di sicurezza nei confronti dei possibili stati limite ultimi (SLV) verificando il rispetto della condizione:

Ed≤Rd

Le verifiche degli stati limite ultimi in presenza di azioni sismiche devono essere eseguite ponendo pari a 1 i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri geotecnici e impiegando le resistenze di progetto, con i coefficienti parziali γR pari all’unità.


NOTE

Per quanto concerne in particolare le Paratie (§ 7.11.6.3), l’attuale impostazione consente di coniugare in modo coerente aspetti relativi alle prestazioni dell’opera in presenza di sisma e aspetti relativi alle massime sollecitazioni attese.
Nel complesso le modifiche e integrazioni apportate all’intero § 7.11 Opere e sistemi geotecnici comportano una migliore lettura delle fasi in cui si articola la progettazione geotecnica, che vede il dimensionamento dell’opera in campo statico, la verifica della prestazione dell’opera in presenza di azioni sismiche con i valori caratteristici dei parametri geotecnici e che evita errate valutazione delle caratteristiche di sollecitazione, in quanto queste ultime risultano condizionate dagli spostamenti permanenti subiti dall’opera.

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