A questo punto, è anche importante menzionare il precedente articolo tecnico su RF-/FOUNDATION Pro, che descrive la determinazione della resistenza a rottura del terreno secondo EN 1997-1, Appendice D. Il seguente articolo si concentrerà sulla determinazione dei parametri del terreno medi quando si applica un profilo del terreno con diversi strati di terreno.
Considerando il livello delle acque sotterranee
Quando si inserisce un profilo del terreno in RF-/FOUNDATION Pro, c'è un'opzione per considerare il livello delle acque sotterranee.
Come si può vedere nell'immagine 01, il livello delle acque sotterranee di 0,50 m è stato definito sopra il bordo superiore della fondazione.
Fondamentalmente, si può affermare che l'ingresso del livello delle acque sotterranee, a seconda dell'altezza, ha un effetto su tutti i progetti. Il motivo è che l'acqua sotterranea è considerata un "carico" (galleggiabilità) sul lato dell'azione e sul lato della resistenza nei parametri del terreno.
Nel testo seguente, lo stato limite di sollevamento, la resistenza a rottura del terreno e i progetti di resistenza allo scorrimento sono descritti in relazione all'influenza del livello delle acque sotterranee su un esempio. In questo caso, le "condizioni del sottosuolo drenato" sono preimpostate nella finestra 1.1. Ciò ha un impatto sulle formule per determinare la rottura del terreno e la resistenza allo scorrimento.
Verifica allo stato limite di sollevamento
La verifica della sicurezza al galleggiamento viene eseguita in RF-/FOUNDATION Pro con la designazione "sollevamento". Il sollevamento della fondazione' dovuto alla forza di sollevamento idrostatica dell'acqua è in realtà un'analisi di equilibrio statico in termini di stato limite di sollevamento UPL. La sicurezza contro il sollevamento di una struttura non ancorata si ottiene se è soddisfatta la seguente condizione:
Gdst,k ∙ γG,dst + Qdst,rep ∙ γQ,dst ≤ Gstb,k ∙ γG,stb + Tk ∙ γG,stb
Durante la verifica della stabilità verso l'alto della fondazione, viene verificato se i carichi verticali di sollevamento dovuti al peso proprio della fondazione sono assorbiti o compensati. In RF-/FOUNDATION Pro, i carichi verticali di sollevamento sono composti dalla spinta idrostatica della fondazione che giace sotto il livello dell'acqua sotterranea e da eventuali carichi di sollevamento che possono essere presenti.
La componente Tk descrive una forza di taglio caratteristica aggiuntiva Tk = ηz ∙ Eah,k ∙ tan δa, applicata come effetto stabilizzante, come forza di attrito direttamente su una parete strutturale (superfici laterali del blocco di fondazione). Tk non è applicato in modo conservativo in RF-/FOUNDATION Pro. Secondo le specifiche in [1] e [2], la progettazione di strutture permanenti dovrebbe essere eseguita senza applicare forze di taglio.
Se il bordo inferiore della fondazione si trova al di sotto del livello dell'acqua sotterranea, è necessario determinare la forza di sollevamento idrostatico per la verifica di galleggiamento.
In RF--/FOUNDATION Pro, la forza di sollevamento verticale risultante deriva dalla forza di sollevamento idrostatica e, se applicabile, dai carichi di sollevamento esistenti fino a Vres, neg, e può essere trovata nella finestra 2.2 sotto i dettagli di progetto dello stato limite di sollevamento progettazione.
Nota sulla fondazione a bicchiere: Nel caso delle fondazioni della benna, il volume della benna reale viene preso in considerazione quando si determina la forza di sollevamento. Ciò significa che la componente ad azione positiva della pressione dell'acqua sul bordo superiore della fondazione si riduce di conseguenza intorno all'area di base delle dimensioni del secchio.
Quando si determina la forza verticale risultante, ad azione positiva nel giunto del terreno, la posizione del livello dell'acqua sotterranea viene ora presa in considerazione quando si applica il rivestimento di terra. Ciò significa che lo strato di terreno sopra il bordo superiore della fondazione' deve essere suddiviso rispetto all'altezza del livello delle acque sotterranee e il carico verticale positivo è determinato dal peso del rivestimento di terra con il peso efficace, tenendo conto del galleggiabilità.
Se una piastra di fondazione con un'altezza di 0,75 m è sovraccaricata e il livello della falda freatica di 0,50 m sopra il bordo superiore della fondazione' è impostato, il rivestimento di terra dovrebbe essere diviso in due strati con pesi diversi. Lo strato che poggia interamente all'interno dell'acqua sotterranea deve essere preso in considerazione con il peso del terreno saturo, meno la galleggiabilità. RF-/FOUNDATION Pro visualizza i valori dettagliati per strato di terreno nella finestra dei risultati 2.2.
In questo caso (vedere la Figura 03), si applica un peso di γ = 20,00 kN/m³ sopra il livello delle acque sotterranee. Per lo strato di terreno all'interno dell'acqua di falda, viene preso in considerazione il peso del terreno saturo γsat = 20,5 kN/m² meno il peso dell'acqua di falda di 10,00 kN/m³, risultando in una densità di peso sotto sollevamento γ' = 10,5 kN/m³. Per determinare il valore di progetto del carico dovuto al ricoprimento di terra, viene applicato il coefficiente parziale γ G,stb.
In questo caso, le dimensioni della colonna delle colonne collegate devono essere considerate di nuovo, come nel caso della fondazione a bicchiere quando si applica la pressione positiva dell'acqua. Il progetto di stabilità verso l'alto è soddisfatto se Vres,neg ≤ Vres,pos.
Verifica della resistenza a rottura del terreno
La sicurezza contro la rottura del terreno (GEO-2) si ottiene se la condizione Vd ≤ Rd è soddisfatta. L'influenza delle acque sotterranee deve essere presa in considerazione sul lato di azione e sul lato di resistenza.
Analogamente al progetto di stabilità del sollevamento, è anche necessario considerare la densità del peso del terreno sotto sollevamento (peso sommerso). Contrariamente al progetto di stabilità del sollevamento, il valore di progetto del carico dovuto al ricoprimento di terreno è determinato utilizzando il coefficiente di sicurezza parziale γG,sup per azioni permanenti e sfavorevoli. Il valore di progetto dalla galleggiabilità è preso in considerazione con il coefficiente di sicurezza parziale γG,inf.
La resistenza alla rottura del terreno è determinata in RF-/FOUNDATION Pro secondo EN 1997-1, Appendice D. Il valore caratteristico della resistenza a rottura del terreno può essere calcolato secondo [1] Appendice D, Equazione (D.2), come segue:
Nota all'equazione (D.2) sopra: Secondo l'Appendice D di [1], il parametro γ' corrisponde alla "densità in peso efficace di progetto del terreno al di sotto del livello di fondazione".
Da un lato, la densità di peso efficace γ' viene presa in considerazione quando si determina la pressione di copertura efficace a livello della base della fondazione. D'altra parte, la densità di peso efficace γ' viene applicata anche ai terreni al di sotto del livello di fondazione e quindi applicata direttamente alla determinazione della resistenza a rottura del terreno. Inoltre, il sovrapprezzo inferiore dovuto alla galleggiabilità applicata ha anche un impatto negativo sulla determinazione delle eccentricità ex ed ey. Le eccentricità diventano maggiori, quindi la rottura è minore per la base di fondazione computazionale A'.
Verifica della resistenza allo scorrimento
La sicurezza contro lo scorrimento (GEO-2) si ottiene se è soddisfatta la condizione Hd ≤ Rd + Rp,d.
Nel caso della verifica della resistenza allo scorrimento, il livello delle acque sotterranee è considerato solo sul lato della resistenza. Sul lato dell'azione, il livello delle acque sotterranee non viene preso in considerazione. La forza orizzontale Hd, per la quale deve essere verificata la resistenza allo scorrimento della fondazione, è costituita dalle forze vincolari calcolate in RFEM o RSTAB. Il risultante Hd copre tutte le azioni rilevanti per la verifica nella base della fondazione, comprese le forze attive del terreno. A questo punto, va sottolineato che la pressione attiva del terreno non è considerata automaticamente in RF-/FOUNDATION Pro. Se la componente orizzontale della pressione attiva del terreno deve essere presa in considerazione nella verifica, questa dovrebbe essere inserita come un "carico concentrato aggiuntivo" in Px o Py nella finestra 1.4 Carico.
Quando si determina la resistenza, il livello delle acque sotterranee è considerato utilizzando la densità di peso efficace γ' e come il carico di sollevamento stesso. La densità di peso efficace γ' ha un'influenza sul carico verticale risultante Gcov,d del rivestimento di terra. La galleggiabilità risultante dal livello dell'acqua sotterranea sopra la base della fondazione's viene applicata anche come azione sfavorevole con il coefficiente di sicurezza parziale γG,sup, per cui il carico verticale favorevole risultante V'd è ridotto per la resistenza allo scorrimento progettazione.
Se la pressione positiva del terreno passiva Rp,d deve essere considerata nel calcolo secondo [1] Appendice C, è necessario attivare questa opzione nella finestra 1.1 in "Impostazioni per lo scorrimento". Se questo è il caso, la densità di peso efficace γ' si applica per la determinazione della resistenza di terra.