Calcolo di Paratie con le NTC: Nell’ambito delle opere di sostegno previste dalle nuove “Norme Tecniche per le Costruzioni” introdotte nel gennaio 2008 (NTC 2008).
“PARATIE”, ovvero le opere per le quali la funzione di sostegno è assicurata principalmente dalla resistenza del volume di terreno posto innanzi all’opera e da eventuali ancoraggi e puntoni.
La nuova norma segue in generale la logica degli Eurocodici, in relazione ai quali presenta spesso accenni di semplificazione e, talvolta, simbolismi e coefficienti parzialmente diversi; sostituisce il D.M. del 1988, che per molti anni ha regolato la progettazione geotecnica in ITALIA; completa e di fatto sostituisce l’Ordinanza 3274 negli aspetti sismici; omogeneizza, corregge e sostituisce completamente le NTC 2005.
IL PROGETTO DELLE PARATIE SECONDO LE NTC 2008
In generale la nuova norma, rispetto a quella precedente (DM 1988), richiede tutta una serie di controlli progettuali aggiuntivi legati alla fattibilità e alle modalità esecutive; la maggior parte viene richiesta solo in modo generico, senza andare nel dettaglio delle verifiche (cosa del resto ragionevole per una norma, vista sia la vastità della casistica possibile, sia lo spirito prestazionale della stessa). Utilizza solo il calcolo agli stati limite e, pur proponendo in termini generali due approcci di calcolo, di fatto per le PARATIE se ne utilizza uno soltanto APPROCCIO 1:
– Combinazione 1: (A1+M1+R1)
– Combinazione 2: (A2+M2+R1)
tenendo conto dei valori dei coefficienti parziali riportati nelle tabelle 6.2.I,6.2.II e 6.5.I delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni.
LA CIRCOLARE ESPLICATIVA DEL 2 FEBBRAIO 2009, N. 617 AL PAR. C.6.5.3.1.2 SPECIFICA:
Nelle verifiche agli stati limite ultimi per il dimensionamento geotecnico delle PARATIE (GEO), si considera lo sviluppo di meccanismi di collasso determinati dalla mobilitazione della resistenza del terreno e, specificamente, dal raggiungimento delle condizioni di equilibrio limite nel terreno interagente con la paratia. L’analisi può essere condotta con la Combinazione 2 (A2+M2+R1), nella quale i parametri di resistenza del terreno sono ridotti tramite i coefficienti parziali del gruppo M2, i coefficienti gamma R sulla resistenza globale (R1) sono unitari e le sole azioni variabili sono amplificate con i coefficienti del gruppo A2. I parametri di resistenza di progetto sono perciò inferiori a quelli caratteristici e di conseguenza il valore di progetto della spinta attiva è maggiore, e quello della resistenza passiva è minore, dei corrispondenti valori caratteristici.
Le azioni di progetto Ed sono le risultanti o i momenti risultanti delle forze sulla paratia che producono il cinematismo di collasso ipotizzato, mentre le resistenze di progetto Rd sono le risultanti o i momenti risultanti delle forze che vi si oppongono. Nelle verifiche STR si considerano gli stati limite ultimi per raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali. L’analisi può essere svolta utilizzando la Combinazione 1 (A1+M1+R1), nella quale i coefficienti sui parametri di resistenza del terreno (M1) e sulla resistenza globale del sistema (R1) sono unitari, mentre le azioni permanenti e variabili sono amplificate mediante i coefficienti parziali del gruppo A1. In questo caso, i coefficienti parziali amplificativi delle azioni possono applicarsi direttamente alle sollecitazioni, calcolate con i valori caratteristici delle azioni e delle resistenze. In particolare, le sollecitazioni (comprese quelle nei puntoni e negli ancoraggi) devono calcolarsi portando in conto, anche in maniera semplificata, l’interazione fra paratia e terreno, operando su configurazioni che rispettino l’equilibrio e la compatibilità con il criterio di resistenza. Dato che i coefficienti parziali amplificativi delle azioni permanenti e variabili (gruppo A1) sono diversi, è necessario in genere distinguere le sollecitazioni prodotte dai carichi permanenti da quelle prodotte dai carichi variabili.
COMBINAZIONE SISMICA
Sotto l’effetto dell’azione sismica di progetto le opere e i sistemi geotecnici devono rispettare gli stati limite ultimi e di esercizio come previsto da normativa. Le verifiche agli stati limite ultimi devono essere effettuate ponendo pari all’unità i coefficienti parziali sulle azioni ed impiegando i parametri geotecnici e le resistenze di progetto, con i valori dei coefficienti parziali indicati nel capitolo 6 delle NTC2008. La circolare esplicativa del 2 febbraio 2009, n. 617 al par. C.7.11.6.3 specifica: L’analisi sismica delle paratie si esegue con l’Approccio 1. Per l’analisi di stati limite ultimi per raggiungimento della resistenza del terreno, si utilizza la Combinazione 2. In particolare, le variazioni di spinta prodotte dalle azioni sismiche si calcolano con i coefficienti parziali M2, mentre i parametri A2 della Combinazione 2 devono essere posti pari ad uno. Per l’analisi di stati limite per raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali o nei vincoli, si adopera la Combinazione 1 dell’Approccio 1, nella quale però i coefficienti A1 devono essere posti pari ad uno.
COMBINAZIONE IDRAULICA UPL/HYD
In presenza di falda, per le verifiche di stabilità al sollevamento, i relativi coefficienti parziali sulle azioni sono indicati nella Tabella 6.2.III delle NTC2008. Tali coefficienti devono essere combinati in modo opportuno con quelli relativi ai parametri geotecnici (M2). Per la stabilità al sifonamento, si tiene conto dei coefficienti parziali della Tabella 6.2.IV delle NTC2008.
VERIFICA DI STABILITÀ GLOBALE
Tale verifica, prescritta da tutte le normative, è di grande importanza, specialmente se i terreni interessati sono instabili, oppure se il sovraccarico agente sul terrapieno è molto elevato. Infatti, con tale verifica, si determina il grado di sicurezza sia del manufatto, sia del terreno, nei confronti di possibili scorrimenti lungo superfici di rottura passanti al di sotto del piano di appoggio del muro. La verifica, effettuata ricorrendo ai metodi di calcolo della stabilità dei pendii, consiste nel ricercare, tra le possibili superfici di rottura, quella che presenta il minor coefficiente di sicurezza. Secondo le NTC la verifica si deve condurre secondo la combinazione A2+M2+R2.
VERIFICHE DI ESERCIZIO (SLE)
Gli spostamenti dell’opera di sostegno e del terreno circostante possono essere valutati con metodi empirici o analitici. Gli spostamenti dipendono dai parametri di resistenza dei terreni, dalla rigidezza dei terreni e del sistema di sostegno (compresi puntoni e ancoraggi), dalle condizioni idrauliche e dalle sequenze costruttive. Se si adoperano metodi empirici deve essere documentata l’analogia tra il problema in esame e i casi di studio utilizzati per la messa a punto del metodo. Se si adoperano metodi analitici, devono essere adeguatamente documentate la scelta dei modelli costitutivi per i terreni e per il sistema di sostegno e la scelta dei parametri del modello. I valori delle proprietà meccaniche da adoperare nell’analisi sono quelli caratteristici e i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri di resistenza sono sempre unitari.
