Prova di carico su pali
La prova di carico su pali ha la funzione di verificare la portanza del palo sottoposto a prova e di correlarlo ai calcoli eseguiti per verificarne la rispondenza. Di seguito sono evidenziate le caratteristiche, le modalità di esecuzione, le foto e la restituzione dei risultati delle prove di carico su pali e micropali di fondazione.
Cosa sono le prove di carico su pali
Le prove di carico, conformemente al D.M. 14 gennaio 2008, si propongono di verificare l’interazione palo-terreno, sottoponendo il palo in oggetto a cicli di carico e scarico fino al raggiungimento del carico di esercizio e del carico di collaudo.
Le prove sono eseguite impiegando solitamente un martinetto idraulico posto sopra il palo di prova a contrasto con un sistema che può essere una o un sistema di travi di tipo HEA-HEB o una struttura esistente. Il martinetto applica una pressione (carico) sul palo di prova, mediante una pompa oleodinamica ad alta pressione.
Gli spostamenti sono misurati impiegando tre comparatori posti verticalmente sul palo da sottoporre a prova e disposti fra di loro a circa 120° l’uno dall’altro in modo da registrare un cedimento medio derivante dalle letture dei comparatori.
Il carico applicato viene rilevato attraverso un manometro graduato posto all’uscita della pompa che alimenta il circuito idraulico del martinetto.
Come si eseguono le prove di carico su pali
Il metodo più valido per determinare la capacità portante di un palo è quello di sottoporlo alla prova di carico. Questa prova consiste nell’applicare al palo (almeno 28 giorni dopo il getto del calcestruzzo) vari carichi in successione e registrarne il comportamento deformativo.
La capacità portante
I pali di fondazione sono sempre più impiegati sia per trasferire i carichi delle strutture in profondità (su terreni con caratteristiche meccaniche migliori) sia per limitare i cedimenti. Questo utilizzo sempre più frequente ha dato origine alla necessità di eseguire delle prove di carico sui pali per poterne valutare la capacità portante rispetto ai calcoli di progetto in condizioni di esercizio e limite.
Le prove di carico
Un primo tipo di prova è la prova di progetto o pilota, eseguita con un carico massimo di prova pari ad almeno tre volte il carico di esercizio. La prova di progetto è una prova distruttiva da eseguire su un palo apposito detto, appunto, palo pilota e a determinare il carico limite del palo e di studiarne la curva carico-cedimento. La prova di collaudo, al contrario, si esegue su pali scelti a caso nell’ambito della palificata, durante o dopo la costruzione di quest’ultima o al massimo sull’1÷2% del totale, e comunque su almeno due pali.
Il numero e le modalità di tali prove devono essere precisati nel contratto di appalto. La prova non ha carattere distruttivo, per cui il carico di prova viene limitato ad 1,5 volte il carico di esercizio, con la finalità è di controllare la corretta esecuzione e la buona riuscita del palo, e inoltre di verificare che non vi sia disomogeneità di comportamento tra i vari pali di una palificata; si possono poi avere indicazioni indirette sul coefficiente di sicurezza del palo.
Gli elementi da tenere presenti sono:
- perché i risultati siano significativi, le modalità esecutive del palo di prova (palo pilota), devono essere le stesse previste per i pali della palificata;
- il palo pilota deve essere situato all’interno o adiacente alla palificata;
- le prove pilota vanno effettuate in prossimità di sondaggi e/o prove in sito, in modo da avere risultati riferibili a una precisa situazione stratigrafica;
- i pali da sottoporre a prova di collaudo devono essere scelti dopo la costruzione;
- i pali battuti in terreni coesivi devono essere sottoposti a prova non prima che siano dissipate le sovrappressioni neutre causate dalla battitura. L’intervallo di tempo utile a realizzare lo scopo va da alcune settimane ad alcuni mesi.
NORMATIVA
C6. PROGETTAZIONE GEOTECNICA
6.4.3.6 Controlli d’integrità dei pali
In tutti i casi in cui la qualità dei pali dipenda in misura significativa dai procedimenti esecutivi e dalle caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione, devono essere effettuati controlli di integrità.
Il controllo dell’integrità, da effettuarsi con prove dirette o indirette di comprovata validità, deve interessare almeno il 5% dei pali della fondazione con un minimo di 2 pali.
Nel caso di gruppi di pali di grande diametro (d> 80 cm), il controllo dell’integrità deve essere effettuato su tutti i pali di ciascun gruppo se i pali del gruppo sono in numero inferiore o uguale a 4.
6.4.3.7 Prove di carico
6.4.3.7.1 Prove di progetto su pali pilota
Le prove per la determinazione della resistenza del singolo palo (prove di progetto) devono essere eseguite su pali appositamente realizzati (pali pilota) identici, per geometria e tecnologia esecutiva, a quelli da realizzare e ad essi sufficientemente vicini.
L’intervallo di tempo intercorrente tra la costruzione del palo pilota e l’inizio della prova di carico deve essere sufficiente a garantire che il materiale di cui è costituito il palo sviluppi la resistenza richiesta e che le pressioni interstiziali nel terreno si riportino ai valori iniziali.
Se si esegue una sola prova di carico statica di progetto, questa deve essere ubicata dove le condizioni del terreno sono più sfavorevoli.
Le prove di progetto devono essere spinte fino a valori del carico assiale tali da portare a rottura il complesso palo-terreno o comunque tali da consentire di ricavare significativi diagrammi dei cedimenti della testa del palo in funzione dei carichi e dei tempi.
Il sistema di vincolo deve essere dimensionato per consentire un valore del carico di prova non inferiore a 2,5 volte l’azione di progetto utilizzata per le verifiche SLE.
La resistenza del complesso palo-terreno è assunta pari al valore del carico applicato corrispondente ad un cedimento della testa pari al 10% del diametro nel caso di pali di piccolo e medio diametro (d < 80 cm), non inferiori al 5% del diametro nel caso di pali di grande diametro (d ³ 80 cm).
Se tali valori di cedimento non sono raggiunti nel corso della prova, è possibile procedere all’estrapolazione della curva sperimentale a patto che essa evidenzi un comportamento del complesso palo-terreno marcatamente non lineare.
Per i pali di grande diametro si può ricorrere a prove statiche eseguite su pali aventi la stessa lunghezza dei pali da realizzare, ma diametro inferiore, purché tali prove siano adeguatamente motivate ed interpretate al fine di fornire indicazioni utili per i pali da realizzare. In ogni caso, la riduzione del diametro non può essere superiore al 50% ed il palo di prova deve essere opportunamente strumentato per consentire il rilievo separato delle curve di mobilitazione della resistenza laterale e della resistenza alla base.
Come prove di progetto possono essere eseguite prove dinamiche ad alto livello di deformazione, purché adeguatamente interpretate al fine di fornire indicazioni comparabili con quelle derivanti da una corrispondente prova di carico statica di progetto.
6.4.3.7.2 Prove di verifica in corso d’opera
Sui pali di fondazione devono essere eseguite prove di carico statiche di verifica per controllarne principalmente la corretta esecuzione e il comportamento sotto le azioni di progetto. Tali prove devono pertanto essere spinte ad un carico assiale pari a 1,5 volte l’azione di progetto utilizzata per le verifiche SLE.
In presenza di pali strumentati per il rilievo separato delle curve di mobilitazione delle resistenze lungo la superficie e alla base, il massimo carico assiale di prova può essere posto pari a 1,2 volte l’azione di progetto utilizzata per le verifiche SLE.
Il numero e l’ubicazione delle prove di verifica devono essere stabiliti in base all’importanza dell’opera e al grado di omogeneità del terreno di fondazione; in ogni caso il numero di prove non deve essere inferiore a:
- 1 se il numero di pali è inferiore o uguale a 20,
- 2 se il numero di pali è compreso tra 21 e 50,
- 3 se il numero di pali è compreso tra 51 e 100,
- 4 se il numero di pali è compreso tra 101 e 200,
- 5 se il numero di pali è compreso tra 201 e 500,
- il numero intero più prossimo al valore 5 + n/500, se il numero n di pali è superiore a 500.
Il numero di prove di carico di verifica può essere ridotto se sono eseguite prove di carico dinamiche, da tarare con quelle statiche di progetto, e siano effettuati controlli non distruttivi su almeno il 50% dei pali.
Circolare sulle “Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al DM 14 gennaio 2008
Gazzetta Ufficiale n. 47 del 26 febbraio 2009 – Suppl. Ordinario n. 27 contenente la Circolare 2 febbraio 2009 “ Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al DM 14 gennaio 2008
C6. PROGETTAZIONE GEOTECNICA
C6.4.3.7 Prove di carico
L’applicazione del carico sul palo deve essere graduale e le modalità e durata della prova devono essere fissate sulla base delle caratteristiche meccaniche dei terreni.
La misura degli spostamenti della testa del palo deve essere riferita a punti fissi non influenzati dalle operazioni di prova.
Gli strumenti impiegati per le prove devono essere tarati e controllati.
