4.4 Resistenza assiale palo da prove di carico

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4.4 Resistenza assiale palo da prove di carico

Le NTC 2018 consentono che il calcolo della resistenza di progetto possa essere effettuato sia con procedimenti analitici che sulla base di prove di carico statico di progetto su pali pilota.

In ogni caso, in corso d'opera, devono essere eseguite prove di carico statico fino ad un valore del carico pari a 1,5 volte l'azione di progetto allo SLE.

Sia nel caso delle prove di progetto su pali pilota che su quelle in corso d'opera è quasi sempre possibile assimilare il comportamento non lineare della curva carichi-cedimenti ad una iperbole avente parametri m, n deducibili dai dati rilevati durante le prove. Il calcolo statistico di tali parametri consente sia la derivazione (eventualmente anche per estrapolazione) del carico limite del palo, sia l'impiego dell'iperbole nel calcolo non lineare dei cedimenti di una palificata comunque collegata (plinti, platea, graticcio di travi).

 

 

Sono previsti i seguenti due specifici sottoprogrammi per il calcolo della resistenza assiale del palo singolo:

- Calcolo della resistenza assiale basato su prove di carico su pali pilota.

- Calcolo analitico della resistenza assiale di un palo trivellato

 

Il calcolo può riguardare prove di carico su:

- Pali trivellati

- Pali ad elica continua

- Pali infissi

 

         Prova_Carico

 

E' anche  prevista l'importazione dei punti Carico-Cedimento (per uno o più pali di prova) rilevati in sede di prova.  In questo caso va predisposto un file di testo (*.txt) avente la seguente struttura di dati:

<Breve riga di descrizione della prova>

<Numero di pali provati>

<Numero di punti letti sulla prima curva carichi cedimenti>

<Carico Q [MN], cedimento w [mm]>

<... , ...>

<Carico Q [MN], cedimento w [mm]>

 

I carichi vanno separati dai cedimenti da una virgola. I cedimenti vanno sempre espressi in mm ed i carichi in MN. [1MN = 100000 daN = 1000 kN]

Di seguito un esempio di file riferito ad un'unica prova di carico in cui:

La prima riga è una stringa che descrive la prova

La seconda riga è il numero di prove eseguite

La terza riga è il numero M1 di misure eseguite nella prova n. 1

Le successive M1 righe devono contenere (separate da virgola) le coppie di misure (Q, w) eseguite

La successiva riga è il numero M2 di misure eseguite nella seconda prova (se eseguita)

e così via.  Ad esempio:

 

Rodi- Prova collaudo palo 34 d=60 cm

1

6

0.437,0.19

0.875,0.59

1.312,1.03

1.750,1.65

2.187,2.26

2.625,2.95

 

Viene utilizzata la tecnica di interpolazione iperbolica per cui la curva carico-cedimento viene interpolata con l'equazione delliperbole w/Q = m + n w. I parametri m e n dell'iperbole vengono calcolati mediante elaborazione statistica e rappresentano i due parametri della retta interpolatrice nel piano w-Qw di rappresentazione dell'iperbole.

Migliore è l'approssimazione di tale retta con i punti misurati maggiore è la vicinanza ad 1 del parametro statistico R² (pari al rapporto tra la devianza di regressione e la devianza totale). Cioè se R² è molto vicino ad 1 la curva carico-cedimento è molto ben approssimata dall'iperbole con parametri m, n.

Il carico Q di rottura viene stimato tramite l'eq. dell'iperbole ponendo w pari al cedimento minimo di normativa (0.1 D per pali con D<80 cm e 0.05 per pali con diametro superiore.

Il Carico resistente di progetto del palo viene infine valutato in base alle relazioni di cui al §6.4.3.1.1 NTC  a partire dai carichi ultimi medi e minimo, passando per la resistenza caratteristica.Una volta calcolata la resistenza assiale di progetto del palo ed i parametri m, n dell'iperbole è possibile inserire tali dati nel calcolo non lineare di una struttura di fondazione allo scopo di meglio valutare i cedimenti della palificata anche in presenza di platea elastica collaborante (Fondazione mista).

L'esempio in figura (tratto da un documento della sezione Geotecnica dell'Università di Firenze  a firma di J.Facciorusso, C.Madiai, G.Vannucchi) si riferisce a n. 3 prove di carico su pali pilota (i relativi files di testo sono presenti nella cartella \ESEMPI.F3F\Prove_di_carico_F3F con la denominazione prova_palo.txt, prova_palo2.txt, prova_palo3.txt . Nel grafico  w-w/Q si può valutare, per ogni curva di carico, il suo grado di avvicinamento al comportamento iperbolico dalla vicinanza dei punti di prova alla retta interpolatrice del comportamento iperbolico.

Viene infine stimata la resistenza laterale del palo tramite la formula: Qlat=1/n(1-sqr(mEA/L).

 

 Prova_Collaudo

 

Il caso  qui sopra riportato è quello di una prova di carico in cui non si è raggiunto il cedimento minimo di rottura (ad es. prove in corso d'opera o di collaudo). E' possibile ricorrere all'estrapolazione dell'iperbole utilizzando, in questo caso, solo gli ultimi 3 punti misurati in quanto marcatamente non lineari.  La retta che interpola i dati ha coeff. angolare n= 0.1389 ed intercetta m= 0.7168. In questo caso il carico di rottura viene stimato  con l'espressione Q = 0.9 / n = 6.47 MN.  (cfr. Volume FONDAZIONI- C.Viggiani). Di seguito la stampa dettagliata dei risultati:

 

CALCOLO RESISTENZA ASSIALE PALO DA PROVE DI CARICO COL METODO DELL'IPERBOLE DI CHIN

 

Esempio 3 prove UNIFI articolo pdf

 

Numero di prove eseguite:         3                

Diametro D del palo:        80        cm        

Lunghezza L del Palo:        2350        cm        

Tipologia del Palo:        Trivellato                

Cedimento minimo a rottura:        80        mm        Vale 0.1 D per D < 80 cm e 0.05 per D >=80 cm (§6.4.3.7.1 NTC)

 

Misure Carichi Q-Cedimenti w Palo n°  1 (Numero misure =  15)

 

Q  [MN]        w   [mm]        w/Q [mm/MN]

 

0.710        0.59        0.831

1.440        1.28        0.889

2.150        2.10        0.977

2.860        3.01        1.052

3.570        4.15        1.162

3.930        4.71        1.198

4.280        5.38        1.257

4.640        6.16        1.328

5.020        7.33        1.460

5.350        8.55        1.598

5.710        10.10        1.769

6.070        12.01        1.979

6.780        16.55        2.441

7.290        21.08        2.892

7.800        26.63        3.414

Parametro m iperbole:        0.7439        mm/MN        Coeff. m eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Intercetta retta su asse w/Q)

Parametro n iperbole:        0.7439        1/MN        Coeff. n eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Coeff. angolare retta interpol.)

Parametro statistico R²:        0.9992                Indice di coincidenza dell'iperbole con la curva Q-w (OK se R²>0.95)

 

Misure Carichi Q-Cedimenti w Palo n°  2 (Numero misure =  15)

 

Q  [MN]        w   [mm]        w/Q [mm/MN]

 

0.714        0.61        0.854

1.428        1.47        1.029

2.141        2.89        1.350

2.855        3.89        1.362

3.569        5.43        1.523

4.283        6.73        1.570

4.997        8.14        1.629

5.506        11.68        2.121

5.863        24.02        4.096

6.118        34.38        5.619

6.373        41.01        6.435

6.883        58.33        8.474

Parametro m iperbole:        0.7716        mm/MN        Coeff. m eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Intercetta retta su asse w/Q)

Parametro n iperbole:        0.7716        1/MN        Coeff. n eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Coeff. angolare retta interpol.)

Parametro statistico R²:        0.9963                Indice di coincidenza dell'iperbole con la curva Q-w (OK se R²>0.95)

 

Misure Carichi Q-Cedimenti w Palo n°  3 (Numero misure =  15)

 

Q  [MN]        w   [mm]        w/Q [mm/MN]

 

0.710        0.90        1.268

1.430        1.56        1.091

2.140        2.76        1.290

2.860        4.57        1.598

3.570        6.98        1.955

4.280        10.29        2.404

5.000        16.04        3.208

5.710        25.25        4.422

Parametro m iperbole:        0.9869        mm/MN        Coeff. m eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Intercetta retta su asse w/Q)

Parametro n iperbole:        0.9869        1/MN        Coeff. n eq. iperbole: Q = w/(m+nw) (Coeff. angolare retta interpol.)

Parametro statistico R²:        0.9953                Indice di coincidenza dell'iperbole con la curva Q-w (OK se R²>0.95)

 

CALCOLO RESISTENZE PALO

 

Viene utilizzata la tecnica di interpolazione iperbolica per cui la curva carico-cedimento viene interpolata con l'equazione delliperbole

w/Q = m + n w. I parametri m e n dell'iperbole vengono calcolati mediante elaborazione statistica e rappresentano i due parametri della

retta interpolatrice nel piano w-Qw di rappresentazione dell'iperbole.

Migliore è l'approssimazione di tale retta con i punti misurati maggiore è la vicinanza ad 1 del parametro statistico R².

Cioè se R² è molto vicino ad 1 la curva carico-cedimento è molto ben approssimata dall'iperbole con parametri m, n. Il carico Q di rottura

viene stimato tramite l'eq. dell'iperbole ponendo w pari al cedimento limite di normativa (0.1 D per pali con D<80 cm e 0.05 per pali con

diametro superiore. Nel caso di prove di carico in cui non si raggiunga il cedimento limite di rottura (ad es. prove in corso d'opera o di

collaudo) è possibile ricorrere all'estrapolazione dell'iperbole utilizzando solo gli ultimi punti misurati in quanto marcatamente non lineari.

In questo caso il carico di rottura viene calcolato con l'espressione Q = 0.9 / n.  (cfr. Volume FONDAZIONI- C.Viggiani).

Viene infine stimata la sola resistenza laterale del palo tramite la formula: Qlat=1/n(1-sqr(mEA/L).

 

Resistenza rott. prova n.  1:        9.069        MN        Valutata per cedimento w pari al quello limite di normativa

Resistenza rott. prova n.  2:        6.914        MN        Valutata per cedimento w pari al quello limite di normativa

Resistenza rott. prova n.  3:        6.712        MN        Valutata per cedimento w pari al quello limite di normativa

Resistenza media        7.565        MN        

Resistenza minima        6.712        MN        

Fatt. correl. della media        1.20                Tabella 6.4.III NTC 2018

Fatt. correl. del minimo        1.05                Tabella 6.4.III NTC 2018

Resistenza caratteristica Rk        6.304                [6.4.1] NTC 2018

Resistenza di progetto Rd        4.849                Coeff. parziale R3 = 1.30

 

 

 


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