Dopo la definizione di micropali, la descrizione del loro comportamento e delle varie metodologie di installazione che ne caratterizzano le diverse prestazioni, l'articolo analizza i riferimenti normativi e i vari metodi di calcolo della capacità portante dell'opera geotecnica, con alcune considerazioni tecniche utili alla progettazione.

Con il termine di “micropalo” si intende genericamente un palo di piccolo diametro, minore di quelli abitualmente utilizzati per le fondazioni profonde. Questa definizione è però particolarmente generica e può indicare tipologie di pali dalle peculiarità e prestazioni notevolmente differenti.

L’introduzione del micropalo come elemento di fondazione si deve al lavoro ed ai brevetti di Fernando Lizzi che negli anni 50 introdusse la tecnologia del palo radice, che si diffuse in Europa e successivamente negli Stati Uniti. La caratteristica geometrica che distingue i “micro” pali da quelli di medio e grande diametro è il rapporto tra la superficie laterale e quella di base.

Figura 1 – Rapporto tra l’area laterale e l’area di base in funzione del diametro del palo.

Dal grafico sopra riportato appare evidente che fino ad un diametro nell’intorno dei 30 cm, la superficie laterale del palo è preponderante sull’area di base, perciò ci si aspetta che il trasferimento dei carichi al terreno sia dovuto soprattutto alla componente laterale, mentre la capacità portante di base può essere trascurata, a meno di casi particolari legati alla stratigrafia del sito di installazione.

La resistenza ai carichi verticali di un palo è fortemente dipendente dal metodo di realizzazione ed installazione ed a questo riguardo si distinguono genericamente due grandi famiglie:

Tra i “micro” pali o meglio tra i pali di piccolo diametro si trovano esponenti di entrambe queste famiglie, ed altro ancora.

L’installazione di un palo causa delle importanti alterazioni sia allo stato tensionale che alle caratteristiche meccaniche del terreno.

Un palo infisso (spostamento di terreno) comporta un addensamento del terreno adiacente, un aumento dello stato tensionale e generalmente un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del terreno stesso (eventualmente nel tempo).

Un palo trivellato (asportazione di terreno) comporta una riduzione dello stato tensionale e presumibilmente delle caratteristiche meccaniche (si pensi ai pali realizzati con circolazione di fanghi). Si deve inoltre considerare che la rimozione del terreno necessaria per la realizzazione un palo trivellato non è sempre perfettamente controllabile e può comportare dei distacchi di terreno dalle pareti laterali e/o un importante disturbo del fondo scavo (ove si può accumulare materiale differente da quello previsto), con importanti conseguenze sulla reale geometria del palo realizzato oltre che sulle portate e sui cedimenti previsti.

Negli ultimi anni si sono diffuse metodologie di installazione che potremmo definire “intermedie” perché eliminano o mitigano alcuni aspetti che caratterizzano i due estremi, ad esempio i pali ad elica continua (CFA, in cui il terreno è sempre asportato ma non c’è circolazione di fanghi e la geometria del palo realizzato è certa) o i pali FDP (full displacement piles, che spostano il terreno come i pali infissi ma non prevedono l’utilizzo di pali prefabbricati).

Si può immaginare di realizzare pali di piccolo diametro con qualsivoglia metodologia e può capitare di veder utilizzare il termine micropalo per pali realizzati con profili tubolari metallici infissi in terreni teneri o per pali metallici “a vite elicoidale”, ma, nel seguito di questo articolo, con il termine “micropalo” ci si riferirà unicamente ai micropali iniettati, di piccolo diametro, realizzati tramite le seguenti fasi:

Le tecniche di perforazione possono essere differenti, si possono utilizzare tubi autoperforanti o il carotaggio. In ogni caso la realizzazione di un micropalo iniettato prevede una perforazione e l’asportazione del terreno, perciò ha le caratteristiche di un palo trivellato: nel terreno adiacente al palo si verifica uno scarico tensionale, solo in parte ripristinato dalla pressione della malta in seguito iniettata o colata nel foro. Le operazioni successive, consistenti in una o più iniezioni di malta ad alta (> 1 MPa) o altissima pressione (2-8 MPa o più) hanno però la conseguenza di aumentare notevolmente lo stato tensionale e di migliorare notevolmente le caratteristiche meccaniche del terreno, che viene totalmente trasformato miscelandosi con la malta cementizia. Alla luce di queste considerazioni si può ritenere che questo di palo può costituire una categoria a sé stante, distinta dai pali infissi e trivellati.

Al fine di valutare correttamente le prestazioni di un micropalo iniettato, è necessario definire con maggiore dettaglio le fasi realizzative sopra elencate, che possono essere realizzate solo in parte ed eventualmente con alcune differenze realizzative.

Un utile riferimento normativo che permette di fare ordine tra le possibilità che si presentano nella pratica è la norma statunitense FHWA NHI-05-039, che propone una classificazione tratta dal lavoro di Bruce, Juran, Dimillio e Benslimane del 1977.

Tale classificazione suddivide i pali iniettati in quattro tipologie, da A a D.

La malta cementizia è colata per semplice gravità, con un semplice tubo convogliatore.

La malta cementizia è iniettata durante la rimozione della camicia metallica temporaneamente utilizzata per la perforazione, con pressioni della malta tipicamente comprese tra 0.3 e 1 MPa, limitate dalla necessità di mantenere una tenuta della boiacca intorno alla camicia senza consumarne una quantità eccessiva.

La malta è inizialmente colata per semplice gravità; successivamente tramite una valvola di non ritorno viene iniettata malta ad elevata pressione (> 1 MPa) sull’intera lunghezza del palo.

La malta è inizialmente colata per semplice gravità; successivamente tramite più valvole di non ritorno viene iniettata malta ad elevatissima pressione (normalmente 2-8 MPa ma anche 12 MPa) su una porzione ridotta dell’asse verticale del palo, realizzando una “sbulbatura”. Le sezioni del palo divise dalle valvole di non ritorno hanno una lunghezza dell’ordine di 80 cm, ma sono possibili misure diverse. Tra le diverse iniezioni si attendono fino a 24 ore.

Benché questa classificazione voglia essere esaustiva, si deve considerare che diverse imprese hanno perfezionato delle varianti alle tecniche sopra illustrate attrezzando il foro in diversi modi.

I pali di tipo C e D sono nettamente più performanti rispetto ai pali di tipo A e B e per essi converrà adottare dei metodi specifici per il calcolo della capacità portante laterale.

La realizzazione dei pali di tipo C e D, che nella classificazione sopra riportata sono indicati anche con i termini IGU ed IRS, può essere più dettagliatamente descritta nelle seguenti due fasi:

Fase 1: realizzazione del foro ed iniezione per colatura a gravità

Questa fase definisce il valore del diametro di perforazione o diametro iniziale del bulbo di malta.

Fase 2: iniezione ad altra pressione, da realizzarsi normalmente a partire da 20 minuti dopo la realizzazione della fase 1

La realizzazione di micropali IGU o IRS richiede l’utilizzo di materiali specifici ad opera di ditte specializzate.

Dal punto di vista della portata o capacità nei confronti dei carichi verticali, convenzionalmente si utilizza un approccio di calcolo che prevede di valutare separatamente il contributo fornito dalla portata laterale da quello fornito dalla portata di base, trascurando qualsiasi interazione tra le due componenti. Questo approccio è dovuto al fatto che il comportamento del terreno è molto complesso, che l’installazione del palo ne modifica le caratteristiche e che il risultato finale è governato da molti fattori non sempre facilmente controllabili dal Progettista.

Lo strumento a cui si fa ancora riferimento per il calcolo della portata dei pali sono le cosiddette formule statiche, nonostante i numerosi limiti che le caratterizzano. Si può affermare che le portate ricavate con le più diffuse formule statiche tratte dalla lettura tecnica, molte delle quali hanno natura empirica, forniscono valori di portata di base e portata laterale che corrispondono a cedimenti molto differenti.

Quanto appena affermato non vale per tutti gli approcci di calcolo, nella Letteratura Tecnica sono reperibili molte formulazioni che correlano il valore di portata al cedimento atteso o addirittura forniscono delle vere e proprie curve di trasferimento del carico, cioè relazioni che legano lo spostamento relativo tra la superficie laterale del palo ed il terreno alla resistenza laterale mobilitata ed il cedimento della base con la resistenza di base mobilitata. Sebbene anche questo approccio sia da considerare con le dovute cautele, perché queste curve dipendono ancora da molti fattori quali il tipo di terreno, il metodo di installazione del palo, dalla natura dell’azione applicata, esso fornisce un importante miglioramento nella capacità di previsione del comportamento del palo.

Figura 2 –Alcuni esempi qualitativi di curve di trasferimento, tratte da Coyle e Reese (1966).

Occorre quindi tenere in conto il fatto che le prestazioni di un palo nei riguardi del carico verticale non sono semplicemente esprimibili come somma delle due parti sopra citate, portata laterale e portata di base, ma bisogna tenere in conto delle caratteristiche delle due componenti; approssimativamente si può affermare che:

Quanto sopra affermato è tutto meno che una verità assoluta e benché valido in generale va considerato attentamente nei casi pratici che si possono incontrare nella pratica progettuale:

ad esempio il comportamento di un palo con la base efficacemente immorsata in uno strato molto compatto o roccioso dopo aver attraversato un terreno sciolto sarà governato dalla base e caratterizzato da spostamenti modesti, anche se la base del palo ha una superficie piccola rispetto alla superficie laterale. Bisogna inoltre considerare che il rapporto tra il contributo dato dalla portata di base e dalla portata laterale cambia in funzione dell’entità del carico applicato e può anche modificarsi nel tempo.

Questa sommaria analisi, unitamente alla precedente considerazione legata alla preponderanza della portata laterale su quella di base, porta a concludere che i micropali sono generalmente caratterizzati da bassi valori di cedimento.

Riassumendo i risultati di un elevato numero di esperienze (Kulhavy 1988, Davisson 1972, Chen 1998), si ricava che per i micropali iniettati il cedimento necessario alla completa mobilitazione della portata laterale è approssimativamente pari al 5%-7% del diametro del palo, sia in terreni coesivi che incoerenti.

Quest’ordine di grandezza, dato il valore ridotto del diametro stesso, corrisponde a modesti valori di cedimento, da circa 6 mm per un palo realizzato con diametro di perforazione di 10 cm a 18 mm per un palo con diametro di perforazione pari a 30 cm.

Ci si possono pertanto attendere cedimenti assoluti molto contenuti anche con i carichi corrispondenti alle azioni a Stato Limite Ultimo e considerando che:

si può concludere che i micropali sono un’ottima scelta come fondazione per tutte le strutture sensibili ai cedimenti differenziali e che questi pali hanno inoltre un ottimo comportamento in esercizio.

Le NTC 2018 dedicano il paragrafo 6.4.3 alle fondazioni su pali. Le Norme Tecniche pongono l’accento sull’importanza della presa in conto dell’interazione terreno struttura e sulla determinazione della quota parte di carico che può essere sostenuta dalla struttura di collegamento (plinti, platea, ecc.), ma consentono di procedere con l’approccio tradizionale che prevede di assegnare la totalità delle azioni ai soli pali, che saranno quindi interessati dai carichi assiali e trasversali, in condizioni di Stato Limite Ultimo e di Stato Limite di Esercizio.

Il valore di progetto Rd della resistenza ai carichi assiali si ottiene in due fasi:

Ipotizzando di utilizzare un approccio analitico, il valore di Rk sarà ottenuto per mezzo di calcoli a partire dal valore caratteristico delle proprietà meccaniche del terreno, ad esempio φ’k (angolo di resistenza a taglio) o cu,k (resistenza a taglio non drenata). Operativamente si utilizzeranno differenti formule ed espressioni, ad esempio quelle più avanti riportate secondo il tipo di palo ed il tipo di terreno, ottenendo un valore di portata laterale calcolato Qs,cal. Questo valore ottenuto con un calcolo non è ancora il valore caratteristico, che sarà invece ottenuto applicando a Qs,cal un fattore di correlazione ξ.

La procedura può essere riassunta come segue:

La procedura può sembrare un po’ intricata, ma ha il pregio di consentire un certo risparmio nel momento in cui si svolgano delle indagini estese sul terreno.

La seguente tabella, estratta dalle NTC 2018, elenca i fattori di correlazione ξ3 e ξ4: 

Figura 3 – Estratto della Tabella 6.4.IV tratto dalle NTC 2018.

Ad esempio, nel caso in cui si siano indagate almeno 3 verticali, i fattori di correlazione passano da 1.7 a 1.6 e 1.48, per cui il valore della portata caratteristica sarà più elevato ed eventualmente la lunghezza o il diametro dei pali sarà ridotto, ottenendo un risparmio nel costo di costruzione.

Una volta noto il valore Rk (nel nostro caso, con riferimento alla portata laterale, si tratta di Qs,k), a questo vanno applicati i coefficienti parziali di sicurezza γR. Nel caso dei pali la Normativa prescrive di utilizzare dei coefficienti da applicare alle resistenze e non ai parametri meccanici del terreno (cioè non si applicano coefficienti γM su φ’k o cu,k) e le verifiche a Stato Limite Ultimo vanno condotte secondo l’Approccio 2 con la combinazione definita da A1+M1+R3.

Figura 4 – Estratto della Tabella 6.4.II tratto dalle NTC 2018.

Nel caso dei pali l’utilizzo dell’Approccio 1 e l’applicazione dei coefficienti di sicurezza parziali γM su φ’k o le altre caratteristiche meccaniche del terreno non è particolarmente efficace, ad esempio per i due seguenti motivi:

fs = tan(φ’) × K × σv’

mentre il termine tan(φ’) diminuisce se dividiamo φ’ per il rispettivo coefficiente γM, il termine K aumenta, perciò l’effetto del coefficiente parziale di sicurezza non è facilmente definibile a priori (K rappresenta un coefficiente di spinta orizzontale e, operando un’estrema semplificazione, possiamo dire che un terreno meno resistente, cioè con φ’ minore, “spinge” di più).

Per tale motivo si utilizzano dei coefficienti “globali” sulle resistenze, con il beneficio di poterli modulare in funzione della modalità realizzativa del palo.

Come precedentemente illustrato un palo trivellato, almeno nel caso classico di perforazione realizzata con circolazione di fanghi, comporta un certo livello di incertezza sulla geometria effettivamente realizzata e sulle condizioni sia delle pareti che del fondo foro, per cui ci si aspettano cedimenti piuttosto rilevanti soprattutto per la completa mobilitazione della portata di base; per questo motivo il coefficiente di sicurezza è più severo rispetto al caso di un palo infisso. Si può notare che il coefficiente di sicurezza per la portata di base dei pali CFA (cioè ad elica continua) è intermedio tra i due estremi, perché tale metodologia realizzativa mitiga gli aspetti negativi dei classici pali trivellati, pur rimanendo nell’ambito dei pali ad asportazione di terreno.

Le Norme Tecniche attualmente non prevedono esplicitamente dei valori γR da applicare nel caso dei micropali iniettati, ma si possono cautelativamente fare le seguenti considerazioni:

Per questo motivo può essere giustificato l’utilizzo dei parametri γR previsti per i pali trivellati. Nel caso in cui tali micropali siano utilizzati come ancoraggio, si potrà fare riferimento ad un procedimento di calcolo della resistenza di progetto del tutto analogo a quello sopra descritto, ma contenuto in paragrafo distinto delle Norme Tecniche.

SCARICA IL PDF PER LEGGERE L'ARTICOLO INTEGRALE

Per scaricare l’articolo devi essere iscritto.

Condividi su: Facebook LinkedIn Twitter WhatsApp

L'Agenzia delle Entrate fornisce importanti chiarimenti in merito alla disciplina della cessione del credito e dello sconto in fattura relativi al Superbonus e agli altri bonus edilizi dopo le novità apportate dal Decreto Aiuti in materia di cessione ai correntisti delle banche e dal Decreto Aiuti Bis sulla responsabilità solidale allegerita. Sarà inoltre possibile rimediare in caso di ritardi ed errori nella comunicazione dell'opzione.

Il periodo di accensione degli impianti a gas per il riscaldamento è ridotto di un’ora al giorno e il periodo di funzionamento della stagione invernale 2022-2023 è accorciato di 15 giorni

Il “progetto costruttivo o di cantiere” non può essere utilizzato legittimamente per procedere ad una variazione / modifica del contratto atta a sanare le carenze riscontrate, poiché non trattasi di una ulteriore progettazione in capo all’Appaltatore ma di una sola individuazione della metodologia e tecnica migliore da attuare rispetto a lavori già completamente progettati come “immediatamente cantierabili”

Cassazione: cercare di demolire a posteriori (cioè oltre la dead-line di quello specifico condono) una parte di abuso edilizio per ottenere la sanatoria non solo non serve a nulla, ma rappresenta un ulteriore abuso.

Meccanismi scatenanti, strategie di adattamento e mitigazione, impermeabilità delle strutture, cenni di modellizzazione.

Per tutti i contribuenti che non sono riusciti a dimostrare (o che non riusciranno a produrre documentazione comprovante) il completamento di almeno il 30% del SAL al 30 settembre 2022 sui lavori negli edifici unifamiliari (case singole, villette, ecc.), il Superbonus 110% per l'anno corrente è perduto ma restano in ogni caso Ecobonus e Sismabonus classici, per i quali la scadenza è al 31 dicembre 2024.

Proseguono i lavori del progetto del Terzo Valico dei Giovi, 91 km di scavi sotto l'Appennino Ligure che collegheranno Genova a Milano attraverso i TAV. L'avanzamento complessivo dei lavori è all'82%, dopo aver affrontato e gestito i rischi derivanti dalle difficili condizioni idrogeologiche della zona.

I nuovi CAM per l'edilizia e gli arredi interni nascono dalla collaborazione tra UNI e MiTE e riguardano l’affidamento dei servizi di progettazione ed esecuzione dei lavori di interventi edilizi, oltre alla fornitura, il noleggio e l'estensione della vita utile di arredi per interni. Introdotti anche criteri sulla capacità tecnica dei posatori e la verifica della formazione del direttore operativo e dell’ispettore di cantiere.

GBC Italia partecipa attivamente alla creazione e alla diffusione di strumenti concreti per contrastare il cambiamento climatico. E' possibile trasformare il modo in cui progettiamo, costruiamo e gestiamo l’ambiente costruito. Uniti, per “rafforzare le risorse più importanti delle nostre economie”: le persone e l’habitat in cui viviamo.

Lupoi: “Bene il boom delle gare, ma la sfida è ampliare i supporti di project management ai Rup per non sprecare neanche un euro delle risorse del Pnrr”

Il Mims pubblica il primo Rapporto su investimenti e riforme per le infrastrutture idriche e l’aggiornamento trimestrale sullo stato di attuazione del Pnrr e del Piano Nazionale Complementare.

Anche quest'anno si terrà il concorso fotografico "Global Cement Photo Competition", giunto alla 13^ edizione e che riguarda cementifici, impianti di calce o soggetti correlati. La partecipazione è gratuita e il vincitore riceverà un premio di 250 dollari. Scopri tutti i dettagli.

Il più importante Portale di Informazione Tecnico Progettuale al servizio degli Architetti, Geometri, Geologi, Ingegneri, Periti, professione tecnica, Albo Professionale, Tariffe Professionali, Norme Tecniche, Inarcassa, Progetto Strutturale, Miglioramento Sismico, Progetto Architettonico, Urbanistica, Efficienza Energetica, Energie rinnovabili, Recupero, Riuso, Ristrutturazioni, Edilizia Libera, Codice Appalti, Progetto Impianti termotecnici, Modellazione Digitale e BIM, Software Tecnico, IOT, ICT, Illuminotecnica, Sicurezza del lavoro, Sicurezza Antincendio, Tecnologie Costruttive, Ingegneria Forense, CTU e Perizie, Valutazioni Immobiliari, Certificazioni.

INGENIO-WEB.IT è una testata periodica di IMREADY Srl registrata presso la Segreteria di Stato per gli Affari Interni di San Marino con protocollo n. 638/75/2012 del 27/4/2012. Direttore Responsabile: Andrea Dari.

IMREADY Srl, Strada Cardio, 4 - 47891 Galazzano (RSM) Tel. 0549 909090 - Mail info@ingenio-web.it

Copyright © 2022 www.ingenio-web.it · SM 21162 · ISSN 2307-8928

Sito web by Kuma · Software by Librasoft · Crediti · Termini di Servizio · Privacy/Cookie

Attenzione: per il primo accesso, gli utenti che hanno effettuato la registrazione dal giorno 15/09 al 27/09 compresi dovranno effettuare la procedura di richiesta di nuova password. Ai fini dell'accesso al nuovo sito web, il nome utente coincide con l'indirizzo email.

Attenzione: gli utenti che hanno effettuato la registrazione il giorno 15/09 o successivamente dovranno effettuare la procedura di richiesta di nuova password. Ai fini dell'accesso al nuovo sito web, il nome utente coincide con l'indirizzo email.

Il simbolo * indica che il campo è obbligatorio.

Per utilizzare questa funzionalità è richiesta l’attivazione del Javascript.

IMREADY Srl tratterà i dati personali da te forniti in questo form nel rispetto del GDPR.

Inviando questo form acconsenti al trattamento dei dati personali necessario all'iscrizione all'Area Riservata di questo sito e all'eventuale consultazione di sezioni riservate del sito.

Inviando questo form accetti esplicitamente la nostra Privacy Policy e i nostri Termini di Servizio.

Inviando questo form acconsenti anche al trattamento dei dati personali necessario all'iscrizione alla nostra mailing list, con l'intenzione di ricevere comunicazioni informative e/o commerciali da parte nostra.

Inviando questo form accetti esplicitamente anche la Privacy Policy e i Termini di Servizio di MagNews.

Puoi esercitare i tuoi diritti relativi al trattamento dei dati personali inviando una richiesta a info@ingenio-web.it, che verrà gestita senza ingiustificato ritardo.

Potrai modificare le impostazioni di ricezione delle comunicazioni e/o annullare l'iscrizione alla mailing list tramite appositi link in fondo alle comunicazioni.

Per acconsentire al trattamento dei dati personali devi prima compilare tutti i campi obbligatori.