Prove di carico dinamiche ad alto livello di deformazione su pali di fondazione mediante metodo CASE

Le prove di carico dinamiche ad alta deformazione, realizzata con metodo CASE su pali di fondazione possono essere una valida ed economica alternativa rispetto alle classiche prove di carico statiche, poichè si eliminano i costosi e laboriosi sistemi di contrasto a trave, ancorati ai pali limitrofi. La tecnica consiste nel monitorare tramite opportuni sensori la risposta dinamica del palo a seguito di un onda d’urto generata dall’impatto di una pesante massa battente lasciata cadere in caduta libera sulla testa del palo sottoposto a test.

La prova di carico dinamica fornisce i dati richiesti dal progettista delle fondazioni per valutare la capacità portante delle fondazioni e può fornire informazioni aggiuntive che difficilmente sono ottenibili da una semplice prova di carico statica eseguita su fondazioni profonde.

Di seguito un video di una prova di carico dinamica ad alta deformazione eseguita su palo trivellato di grande diametro. Si ricorda che le prove dinamiche con metodo CASE possono essere eseguite anche su micropali e colonne jet-grouting.

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Riferimenti normativi

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Descrizione della prova di carico dinamica su fondazioni speciali

Le prove di carico dinamiche ad alto livello di deformazione vengono eseguite colpendo la testa del palo con un sistema di masse battenti. La risposta del sistema palo-terreno è monitorata in termini di forza e velocità di oscillazione della testa del palo utilizzando trasduttori appositamente sviluppati e riutilizzabili poichè imbullonati sulla testa del palo. L’apparecchiatura utilizzata per registrare la risposta del palo è robusta e portatile e può essere facilmente sistemata nel retro di un piccolo veicolo.

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Dove è possibile eseguire i test?

Le prove di carico dinamiche con metodo CASE possono essere eseguite su molti tipi di pali:

• pali trivellati (medio e grande diametro)
• pali CFA: continuos flight auger (pali ad elica continua)
• palli FDP: full displacement piles (pali a spostamento laterale)
• micropali
• pali roto infissi
• pali battuti
• colonne jet-grouting

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I risultati che si ottengono da una prova di carico dinamica con metodo CASE sono:

• Calcolo e simulazione della prova di carico statica (in termini di carico-cedimenti). Il codice di calcolo prevede il comportamento del palo assoggettato al carico assiale, definendo l’entità degli spostamenti in funzione del carico applicato;
• Calcolo della capacità portante del palo;
• Distribuzione della resistenza lungo il fusto (resistenza laterale e di punta). Viene calcolata la resistenza totale mobilizzata, l’entità della resistenza laterale e quella di punta e in fine la sua distribuzione lungo il fusto;
• Integrità del palo;
• Valori di forza e velocità, misurati e calcolati durante la prova;
• Energia effettivamente trasferita al palo;
• Massimo valore di accelerazione, velocità e spostamento;
• Smorzamento del palo al piede e lungo il fusto;
• Misura dell’abbassamento, cioè il movimento del palo prima dell’attivazione della resistenza al piede del palo.

Di seguito viene riproposto un tipo di report finale di una prova di carico dinamiche ad alta deformazione su pali di fondazione:

• In basso a sinistra, il grafico carico-cedimenti della prova di carico statica simulata.
• In basso a destra, il grafico della distribuzione della resistenza laterale lungo il fusto della fondazione speciale.

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Prova di carico DINAMICA eseguita con metodo CASE:

La prova di carico dinamica, eseguita con metodo CASE, è il più preciso metodo di analisi per determinare la capacità portante partendo da dati provenienti da misure dinamiche eseguite in testa al palo. Il metodo deriva dall’analisi dei pali battuti. In tale analisi vi sono tre serie di incognite: forze interne al palo, movimenti del palo e forze esterne al palo. Il codice di calcolo è un programma che esegue il signal matching partendo dai dati di forza e velocità provenienti dalla testa del palo per ricavare l’entità delle forze esterne alla fondazioni profonda derivanti dai modelli di resistenza statica e dinamica del suolo.

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METODO CASE: procedura

A seguito dell’energizzazione della testa del palo con massa battente e della raccolta dati eseguita in cantiere, l’analisi dei dati derivanti dalla prova di carico dinamica con metodo CASE è la seguente:

• recupero dei dati di forza e velocità misurati dopo la sollecitazione dinamica tramite maglio a masse battenti;
• generazione del modello del palo, inserendo i parametri meccanici e geometrici (lunghezza, diametro, modulo di elasticità ecc.);
• generazione del modello del suolo, assumendo i parametri di resistenza, smorzamento del suolo;
• si esegue l’analisi usando una delle quantità misurate come input e calcolando la quantità complementare;
• si confronta il dato misurato con il dato proveniente dal processo di elaborazione, valutando la bontà della corrispondenza;
• se il matching non è soddisfacente si procede con le opportune modifiche al modello del suolo. Si esegue nuovamente l’analisi raggiungendo il miglior match quality possibile tra i dati misurati e quelli calcolati.

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Vantaggi delle prove dinamiche:

1. Le prove dinamiche possono fornire informazioni difficilmente ottenibili con le prove di carico statiche su pali. Per esempio, tramite le prove dinamiche è possibile calcolare la distribuzione della resistenza laterale e la componente di resistenza di punta.
2. Economicità e rapidità (è possibile eseguire fino a 6-7 prove al giorno).
3. Non sono necessarie travi e pali di contrasto, riducendo drasticamente le tempistiche di fermo cantiere.
4. Possono essere eseguite in condizioni off-shore o zone portuali.
5. Fornisce una valutazione dell’integrità del palo sottoposto a collaudo.