comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana diego lamante dottorato di ricerca in...

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Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego L’Amante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli Federico II, Università di Napoli Parthenope, Seconda Università di Napoli, Università di Salerno, Università del Sannio Tutore: prof. ing. C. Viggiani Cotutori: prof. ing. A. Flora, prof. ing. G. Russo

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Page 1: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana

Diego L’Amante

Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica

Consorzio tra: Università di Napoli Federico II, Università diNapoli Parthenope, Seconda Università di Napoli, Università di Salerno,

Università del Sannio

Tutore: prof. ing. C. Viggiani

Cotutori: prof. ing. A. Flora, prof. ing. G. Russo

Page 2: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

SOMMARIO (1/2)SOMMARIO (1/2)Effetti della realizzazione della paratiaEffetti della realizzazione della paratia

• Analisi FEM 3D parametrica del singolo pannello rettangolare

• Raccolta di misure disponibili in letteratura

• Proposta di una formula empirica atta a prevedere l’ordine di grandezza degli spostamenti orizzontali indotti dalla realizzazione di una paratia

• Analisi FEM (3D) per una prima validazione della formula (singolo pannello)

• Monitoraggio degli spostamenti indotti dalla realizzazione delle opere di sostegno della stazione metropolitana San Pasquale

• Analisi FEM (3D) semplificate dello scavo del singolo pannello della stazione San Pasquale (singolo pannello a T)

STABILITA’ (fase di scavo)

SPOSTAMENTI (fase di scavo + sostegno + getto)

Page 3: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Effetti della realizzazione dello scavo principaleEffetti della realizzazione dello scavo principale

Conclusioni e sviluppi futuriConclusioni e sviluppi futuri

SOMMARIO (2/2)SOMMARIO (2/2)

ANALISI NUMERICHE

• Monitoraggio degli spostamenti durante la realizzazione del parcheggio sotterraneo di largo Celebrano (Napoli)

• Raccolta di misure di spostamenti causati da scavi profondi nella città di Napoli

MISURE DI SPOSTAMENTI

• Simulazione di scavi profondi (rilevanza della procedura costruttiva)

• stazione “San Pasquale” (paratia con vari ordini di contasti, 2D)• paratia vincolata in testa (2D)• paratia libera (2D e 3D)

Page 4: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

Parametri che maggiormente influenzano gli spostamenti causati dalla realizzazione della paratia

Del terreno Di costruzione e misura

•γ (peso dell’unità di volume del terreno)

•parametri di resistenza del terreno•E (rigidezza del terreno)•K0 (coefficiente di spinta a riposo)•pw (profondità della falda)

•a (distanza della misura dall’asse del pannello)

•d (distanza della misura dal pannello)

•b (larghezza pannello)•h (profondità pannello)•pf (profondità del fango)• t (tempo di costruzione del

pannello)•γfango (peso specifico del fango)•γcls (peso specifico del calcestruzzo)

Page 5: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

clsgeom CCh

s100max

γcls

γf

hc

16,25,0

1t

clsclscls S

S

E

hC

(negativo verso il terreno)

43,1

5,0

arctan2arctan2arctan

d

h

d

ab

d

ab

Cgeom

a b/2

piantad

sezione

d

b/2-a

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

Formula empirica per la stima del massimo spostamento orizzontale causato dalla realizzazione di una paratia

Page 6: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 20 40 60 80

smax

(mm

)

d (m)

h = 10 m

h = 15 m

h = 20 m

h = 30 m

-15

-10

-5

0

5

10

15

0 20 40 60 80

smax

(mm

)

d (m)

K0 = 0,5

k0 =0,8

K0 = 1

K0 = 1,5

K0 = 2-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 20 40 60 80

smax

(mm

)

d (m)

hc = 5 m

hc = 7 m

hc = 10 m

Influenza dei vari parametri

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 20 40 60 80

smax

(mm

)

d (m)

b = 1 m

b = 3 m

b = 6 m

b = 10 m

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

E = 40 MPa b = 6m h = 20 m K0 = 0,5 hc =5 m

Page 7: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Spostamenti indotti dall’esecuzione di un pannello

Simulazione della fase di scavo con fanghi

γcls

γf

Simulazione della fase di getto del calcestruzzo

hc

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

Page 8: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

0,000 0,001 0,010

misure utilizzate per la calibrazione

Lachler et al. (2006)

analisi numeriche

%h

s misuratomax

mis

urat

om

ax

calc

olat

om

ax

ss

s (calcolato) = 2 s (misurato)

s (calcolato) = 0,5 s (misurato)

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

0,0001

Page 9: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

-0,01

-0,005

0

0,005

-0,010 -0,005 0,000 0,005

misure utilizzate per calibrare la formula

analisi numeriche

lachler

Effetti della realizzazione della paratia Introduzione di una formula empirica

(2006)

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Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

Stazione San Pasquale

Page 11: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

I2

I1

I3

I2

I1

I3

Stazione San Pasquale

planimetria profilo stratigrafico

I = inclinometro

Prova Penetrometrica PP3

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,0027,0028,0029,0030,0031,0032,0033,0034,0035,0036,0037,0038,0039,0040,0041,0042,0043,0044,0045,0046,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Qc (Kg/cmq)

pro

fon

dit

à (m

)

sabbie

sabbie limose

sabbie

piroclastiti a(eruzione di Soccavo)

piroclastiti b(pozzolana del Tufo Giallo Napoletano)

riporto

tufo

cineriti

FaldaProva CPT

Prova Penetrometrica PP3

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,0027,0028,0029,0030,0031,0032,0033,0034,0035,0036,0037,0038,0039,0040,0041,0042,0043,0044,0045,0046,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Qc (Kg/cmq)

pro

fon

dit

à (m

)

Prova Penetrometrica PP3

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,0020,0021,0022,0023,0024,0025,0026,0027,0028,0029,0030,0031,0032,0033,0034,0035,0036,0037,0038,0039,0040,0041,0042,0043,0044,0045,0046,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Qc (Kg/cmq)

pro

fon

dit

à (m

)

sabbie

sabbie limose

sabbie

piroclastiti a(eruzione di Soccavo)

piroclastiti b(pozzolana del Tufo Giallo Napoletano)

riporto

tufo

cineriti

FaldaProva CPT

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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Fasi realizzative della paratia

• Trattamenti preliminari del terreno, Cutter Soil Mixing (CSM)

• Esecuzioni delle murette guida

• Realizzazione dei pannelli, ciascuno in due fasi1. Scavo con fanghi bentonitici2. Getto del calcestruzzo

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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Fasi esecutive del CSM

N

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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Spostamenti indotti dall’esecuzione del CSM

CSM

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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2 34 5

6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

112113110111

114115116117

122123

118119120121

126127

132133

128129130131

124125

13675

76

134135

74

137 77

138

139

140141

78

142

79

80

81

143 82

144

145

146

147 83

148

86

8

7

6 5

4

3

21

63

6261

66

6564

69

72

7170

67

73

8788

8990

9192

9394

9596

9798

99100

101

0.1500

159158

157156

155154

153152

151150

149148

147146

168

167

166

165

164

163

162

161

160

12

34

56

78

910

1112

1314

15

7473

7675

7877

7980

8281

8483

8586

87

88

8990

9192

93

94

95

96

97

98

99100

101102

103

104

105

106

107

108

109

110

114

1 L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L

LLLLLLLLLLLLLL

LLLLLLLLLLLLL

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

CC

CC

CC C

C

C

C

CC

C

C

CC

CC

CC

C

C

C C

C

C

C

CCC

CCC

C

C

C

C

C

C

CC

CC

CC

CC

CC

C

C

C

C

C85

84

C

CC

CC

CC

CC

CC

CC

CC

C

149L

150L

151L

152L

I2

10/12/2008 scavo 85 11/12/2008 getto 85 08/01/2009 scavo 8709/01/2009 fine scavo 87 + getto 8715/01/2009 scavo 8316/01/2009 getto 8321/01/2009 scavo 8822/01/2009 getto 88 05/02/2009 scavo 8406/02/2009 getto 84

DATA LAVORI

Esecuzione Pannelli

N

Scavo

Getto

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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smax = 6 mm

Spostamenti indotti dall’esecuzione dei pannelli

La formula proposta precedentemente restituisce un valore di 6 mm se si ipotizza che l’altezza critica della spinta del calcestruzzo sia pari a 5 m

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

0

10

20

30

40

50

60

0,0 0,5 1,0

prof

ondi

tà (m

)

Spostamenti (cm)

11.12.08

15.12.08

18.12.08

22.12.08

12.01.09

16.01.09

19.01.09

26.01.09

28.01.09

03.02.09

04.02.09

05.02.09 A05.02.09 B06.02.09

5.03.09

0

10

20

30

40

50

60

0 90 180 270 360

prof

ondi

tà (m

)

Azimut (° da N ad E)

11.12.08

15.12.08

18.12.08

22.12.08

12.01.09

16.01.09

19.01.09

26.01.09

28.01.09

03.02.09

04.02.09

05.02.09 A05.02.09 B06.02.09

5.03.09

Page 17: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

I

Spostamenti incrementali indotti dallo scavo e dal getto dei pannelli

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

Page 18: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

•Ordine di esecuzione dei lavori. Il pannello frontale è stato eseguito successivamente ai due laterali, che insieme al CSM hanno notevolmente irrigidito il terreno

•Posizione delle misura. Il pannello centrale mostra all’inclinometro una superficie inferiore rispetto a quelli laterali

•Errori di misura. Per tubi inclinometrici così lunghi possono aversi errori sistematici o accidentali di misura (solo quest’ultimi fino ad un massimo di 1,7 mm per un tubo così lungo)

•Differente esecuzione dei pannelli. Durante la realizzazione di tali pannelli molte sono le caratteristiche del lavoro non sempre ben controllate che però possono influenzare lo spostamento finale. Il tempo che intercorre dall’inizio dello scavo al getto, varia da 1 a 3 giorni. L’altezza del fango, oscilla di circa 1 m, anche in assenza di grossi problemi. La densità del fango e la velocità del getto del calcestruzzo, leggermente variabili, possono essere fattori importanti.

Possibili cause della dispersione delle misure

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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α=39°

α=45°

Spostamenti incrementali indotti dallo scavo e dal getto dei pannelli

α dipende dalla distanza tra pannello e inclinometro e dalla superficie laterale mostrata dal pannello all’inclinometro

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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Analisi 3D del singolo pannello della stazione di San Pasquale

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

Sabbie superficiali (HS)

Sabbie (HS)

Piroclastiti (HS)

Tufo (MC)

-6m

-17m

-42m

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Spostamenti causati dalla realizzazione del singolo pannello

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

prof

ondi

tà (

m)

spostamenti (cm)

scavogetto

-60,00

-50,00

-40,00

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50pr

ofon

dità

(m

)

spostamenti (cm)

scavogetto

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

prof

ondi

tà (

m)

spostamenti (cm)

scavogetto

Effetti della realizzazione della paratia Il caso della stazione metropolitana di San Pasquale

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Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia vincolata in testa

Effetto del coefficiente di spinta a riposo (Potts e Fourie 1985)

Paratia vincolata in testa23 analisi FEM

parametri fatti variare:

• Modello costitutivo, MC o HS (c = 0 KN/m^2, ’ = 36°, ψ=0)• Modellazione della realizzazione della paratia o no• Altezza critica della spinta del calcestruzzo (5m-

15m)• K0

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-6000 -4000 -2000 0 2000

M (kN m/m)

MC; WIP; K0 = 1-senφ'

MC; WIP; K0 = 1

MC; WIP; K0 = 2

z (m

)

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-400 -300 -200 -100 0 100

MC; WIP; K0 = 1-senφ'

MC; WIP; K0 = 1

MC; WIP; K0 = 2

z (m

)

Analisi WIP e utilizzando MC

Effetto del coefficiente di spinta a riposo

Page 23: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-3000 -2000 -1000 0 1000 2000

M (kN m)

HS; hc =10; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 1

HS; hc =10; K0 = 2

z (m

)

M (KN m / m)

Analisi simulando la realizzazione della paratia e utilizzando HS

Analisi WIP e utilizzando HS

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-100 -50 0 50

ux (mm)

HS; WIP; K0 = 0,5

HS; WIP; K0 = 1

HS; WIP; K0 = 2

z (m

)

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-3000 -2000 -1000 0 1000 2000

M (kN m/m)

HS; WIP; K0 = 0,5

HS; WIP; K0 = 1

HS; WIP; K0 = 2

z (m

)

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-100 -50 0 50

ux (mm)

HS; hc =10; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 1

HS; hc =10; K0 = 2

z (m

)

0

5

10

15

20

25

30

35

-100 -50 0 50 100

z (m

)

ux terreno (mm)

HS; hc =10; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 1

HS; hc =10; K0 = 2

K0 = 0,5 K0=1

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia vincolata in testa

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-500 -250 0 250

z (m

)

Δσh (kPa)

K0 = 0,5

K0 = 1

K0 = 2

Δσ x (kPa)

Page 24: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Facendo variare hc (K0 = 0,5)

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-3000 -2000 -1000 0 1000 2000

M (kN m/m)

HS; WIP; K0 = 0,5

HS; hc =5; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 0,5HS; hc =15; K0 = 0,5

z (m

)

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

-80 -60 -40 -20 0 20

z (m

)

ux (mm)

HS; WIP; K0 = 0,5

HS; hc =5; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 0,5

HS; hc =15; K0 = 0,5

0

5

10

15

20

25

30

35

-50 0 50 100ux (mm)

HS; WIP; K0 = 0,5

HS; hc =5; K0 = 0,5

HS; hc =10; K0 = 0,5

HS; hc =15; K0 = 0,5

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia vincolata in testa

hc

hc hc

Page 25: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Mohr Coulomb

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Mm

ax (K

N m

)

K0

WIP

HC=5

HC=10

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,5 1 1,5 2 2,5

smax

(mm

)

K0

WIP

HC=5

HC=10

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Mm

ax (K

N m

)

K0

WIP

HC=5

HC=10

Hardening Soil

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5

smax

(mm

)

K0

WIP

HC=5

HC=10

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia vincolata in testa

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Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia vincolata in testa

Modellando la realizzazione della paratia (2D)

• Il K0 è poco influente sugli spostamenti ed i momenti flettenti della paratia, ciò è dovuto al fatto che, in seguito al getto del calcestruzzo la spinta del terreno va ad equilibrarsi con quella del calcestruzzo indipendentemente da quello che era il K0 iniziale

•L’hc influenza spostamenti e momenti flettenti della paratia più che il K0

•Gli spostamenti del terreno sono influenzati sia dal K0 che dall’ hc

•Si hanno diversi strumenti per valutare il K0 mentre si sa molto poco sulla hc

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Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia libera

36 analisi FEM

parametri fatti variare:

•Geometria (2D o 3D) •Modello costitutivo (MC o HS) (c = 0 KN/m^2, ’ = 36°, ψ=0)•Modellazione della realizzazione della paratia o no•Presenza o no del CSM•OCR

0,60

2,50

2,00

1,20

1,20

4,503,20

5,00

0,65

Paratia libera

Page 28: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

20

25

30

35

40

45

50

55

-0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

Prof

ondi

tà (

m)

Spostamenti Ux (m)

Spostamenti Orizzontali a monte dei pannelli prima dello scavo del pozzo-sezione M1

Ux tot_no_csm_HS_2d Ux tot_csm_HS_3d

Ux tot_no_csm_HS_3d Ux tot_csm_HS_2d

20

25

30

35

40

45

50

55

-0,06 -0,05 -0,04 -0,03 -0,02 -0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

Prof

ondi

tà (

m)

Spostamenti Ux (m)

Spostamenti Orizzontali a monte dei pannelli dopo lo scavo del pozzo-sezione M1

Ux tot_no_csm_HS_2d Ux tot_csm_HS_2d Ux wip_csm__HS_2d

Ux wip_no_csm_HS_2d Ux tot_csm_HS_3d Ux tot_no_csm_HS_3d

Ux wip_csm_HS_3d Ux _wip_no_csm_HS_3d

20

25

30

35

40

45

50

55

-0,0815 -0,0715 -0,0615 -0,0515 -0,0415 -0,0315 -0,0215 -0,0115 -0,0015

Prof

ondi

tà [

m]

Delta Spostamenti [m]

Differenza Spostamenti Orizzontali - sezione M1 - 2d-3d HS

delta0,3_tot_no_csm_HS_2d delta0,3_tot_csm_HS_2d delta0,3_wip_csm_HS_2d

delta_0.3_tot_csm_HS_3d delta_0.3_tot_nocsm_HS_3d delta_0.3_wip_csm_HS_3d

delta_0.3_wip_nocsm_HS_3d delta0,3_wip_no_csm_2d

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

-0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

Pro

fon

dit

à (m

)

Spostamenti Ux (m)

Spostamenti Orizzontali a monte dei pannelli prima dello scavo del pozzo

Ux tot_no_csm_HS_2d Ux tot_csm_HS_3d

Ux tot_no_csm_HS_3d Ux tot_csm_HS_2d

Base paratia

Spostamenti orizzontali (HS) (Positivi verso il terreno)

2D3D

CSMNo CSM

WIP

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia libera

2D 3D

Page 29: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

-0,05

-0,04

-0,03

-0,02

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88

Spos

tam

enti

Uy [m

]

distanza [m]

Profilo Piano Campagna a Monte dei Pannelli

Uy tot_csm_MC_2d Uy wip_no_csm_MC_2d Uy wip_csm_MC_2d Uy wip_csm_MC_3d

Uy tot_csm_MC_3d Uy wip_no_csm_MC_3d Uytot_nocsm_MC_3d Uytot_nocsm_MC_2d

-0,06

-0,05

-0,04

-0,03

-0,02

-0,01

0

25 35 45 55 65 75 85 95

Spos

tam

enti

Uy [m

]

distanza [m]Profilo Piano Campagna a Monte dei Pannelli

Uy tot_csm_HS_3d Uy _tot_no_csm_HS_3d Uy wip_csm_HS_3d Uy wip_no_csm_HS_3d

Uy tot_no_csm_HS_2d Uy tot_csm_HS_2d Uy wip_csm_HS_2d Uy wip_no_csm_HS_2d

Spostamenti verticali a monte della paratia

Mohr Coulomb Hardening Soil

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia libera

Page 30: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Spostamenti verticali causati dalla realizzazione della paratia

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia libera

-0,04

-0,03

-0,02

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

25 50 75 100

spos

tam

enti

verti

cali

(m)

distanza dall'origine (m)

2d MC

2d hs ocr=2

2d HS OCR=1

3d elastico lineare

3d MC

3d hs ocr=2

3d HS OCR=1

2D + grande dominio elastico

2D e 3D + plasticizzazione da subito

3D + grande dominio elastico

(Clough e O’Rourke 1990)

Page 31: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Confronto tra formula empirica e analisi FEM 3D, intera paratia di pannelli a T

Effetti della realizzazione dello scavo principale: analisi numeriche Paratia libera

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

0,0001 0,0010 0,0100

misure per calibrazione

analisi numeriche

napoli

Lachler

pannelli a T analisi

%h

s misuratomax

mis

urat

om

ax

calc

olat

om

ax

ss San Pasquale

(2006)

Page 32: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Effetti della realizzazione dello scavo principale: misure di spostamenti Largo Celebrano

Parcheggio sotterraneo di largo Celebrano

-1

4

9

14

19

0 90 180 270 360

prof

ondi

tà d

a es

trad

osso

cor

dolo

(m)

I3Azimut (° da N ad E)

lettura di zero 08.11.07

04.12.07 21.12.07 15.01.0811.04.08 26.05.08 10.07.0823.09.08 21.01.09

-1

4

9

14

19

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00

prof

ondi

tà d

a es

trad

osso

cor

dolo

(m)

I3 Spostamenti (cm)lettura di zero 08.11.07

04.12.07 21.12.07 15.01.08 11.04.08

26.05.08 10.07.08 23.09.08 21.01.09

Fondo scavo

Page 33: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

s (m

m)

H (m)

Massimi spostamenti orizzontali

Metro Toledo

Metro GaribaldiMetro Universitàparch. Kagoshimaiparch. Montedidioparch. Fuorigrottaparch. Celebrano

s = 0,1% H

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0,00 1,00 2,00 3,00

w /

w m

ax

distanza / H

Metro Toledo

Metro Garibaldi

parch. Montedidio

parch. Forigrotta

Effetti della realizzazione dello scavo principale: misure di spostamenti Case histories napoletane

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

s (m

m)

H (m)

Spostamenti orizzontali al piano campagna

Metro Toledo

Metro Garibaldi

Metro Università

parch. Kagoshima

parch. Montedidio

parch. Fuorigrotta

parch. Celebrano

s = 0,06% H

Misure di spostamenti indotti da scavi realizzati a Napoli

(Mana e Clough 1981)(Clough e O’Rourke 1990)

(Wang et al. 2005)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

w /

h (‰

)

s / h (‰)

w = s

w = 0,4 s

Page 34: Comportamento di grandi opere di sostegno in area urbana Diego LAmante Dottorato di ricerca in Ingegneria Geotecnica Consorzio tra: Università di Napoli

Conclusioni e sviluppi futuri

CONTRIBUTO ALLA COMPRENSIONE DEI MECCANISMI IN ATTO

• Si sono studiati alcuni fattori influenzanti la stabilità di un pannello, in particolare si è vista l’importanza della posizione della macchina operatrice e dell’effetto 3D

• Sono state eseguite una serie di analisi numeriche (2d e 3D) su 3 tipologie di paratie (plurivincolata, vincolata in testa, libera) per mettere in luce l’effetto del tipo di modellazione della realizzazione della paratia sul comportamento della stessa

CONTRIBUTO CON NUOVE MISURE

• Sono state eseguite misure da scavi profondi in ambiente urbano: • Stazione metropolitana di San Pasquale (effetto della realizzazione della paratia)• Parcheggio sotterraneo di largo Celebrano (effetto della realizzazione dello scavo

principale)

CONTRIBUTO ALLA STIMA DEGLI EFFETTI DELLA REALIZZAZIONE DELLA PARATIA E DELLO SCAVO PRINCIPALE

• Effetto della realizzazione della paratia: formula empirica per la stima del massimo spostamento orizzontale • Effetto della realizzazione dello scavo principale: raccolta dei dati disponibili e proposta di abachi empirici per la stima degli spostamenti nei terreni del napoletano

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Conclusioni e sviluppi futuri

• Esecuzioni di analisi tridimensionali della stazione di San Pasquale utilizzando un modello ipoplastico ed il codice di calcolo Abaqus (previsione di classe C/A).

• Verifica dell’affidabilità delle misure inclinometriche in casi simili e introduzione di correzioni.

• Raccolta di ulteriori misure da scavi attualmente in corso (scavo principale di San Pasquale, Arco Mirelli, stazione AV di Bologna).

• Verifica numerica (analisi 3D) dell’effetto forma del pannello

Sviluppi prossimi venturi

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