Case studies

Il seguente lavoro, eseguito dall’ing. Francesco Basile utilizzando il software Repute per conto della società di ingegneria Halcrow Group Ltd (oggi Jacobs, Regno Unito), è relativo alla progettazione delle fondazioni su pali dei viadotti e delle strutture di sostegno nei pressi della nuova stazione ferroviaria di Londra Kings Cross. Il progetto è parte della realizzazione di High Speed 1, la linea ferroviaria ad alta velocità tra Londra e la galleria sotto il Canale della Manica (Committente: London and Continental Railways Ltd).

Il presente lavoro comprende la progettazione di palificate di diverse dimensioni e geometrie, costituite da pali trivellati nelle argille di Londra (London Clay), e soggette a diverse combinazioni di carichi verticali, orizzontali e momenti. Tra le principali conclusioni derivanti dalle analisi con Repute, è significativo sottolineare che l’utilizzo del modello di terreno non-lineare dimostra una riduzione dei carichi massimi verticali ottenuti dalle tradizionali analisi in campo elastico-lineare utilizzando i software Piglet, DEFPIG e Repute (modello lineare). Ai fini della progettazione, tali differenze si traducono in una riduzione compresa tra 1m e 2m della lunghezza di palo minima (la lunghezza media dei pali nel progetto è circa 17m) e nel conseguente risparmio di circa 400m lineari di lunghezza di palo complessiva (su un totale di circa 300 pali) rispetto alle corrispondenti analisi svolte in campo lineare-elastico. Per ulteriori dettagli sul progetto, si può fare riferimento alla pubblicazione Basile (2003).

Allo scopo di illustrare la metodologia di progetto adottata nel presente lavoro, si presenta di seguito l’analisi svolta per la palificata della pila 1 del viadotto di Kings Cross. La palificata in esame è costituita da 9 pali trivellati di lunghezza 17m, diametro 0.9m, disposti in una configurazione simmetrica 3×3 con un interasse di 2.7m. Il terreno di fondazione è costituito da un deposito di argille di Londra (London Clay) che, ai fini progettuali, è stato caratterizzato da un profilo lineare della resistenza al taglio non drenata (Cu=50+9,4z kPa, dove z è la profondità in metri a partire dal piano di campagna), come illustrato nella figura sottostante. Per quanto riguarda la scelta del modulo di Young del terreno ai fini della determinazione del responso assiale della palificata, si sono adottate le correlazioni Es=400Cu in campo lineare ed Es=1500Cu in campo non-lineare. Per il responso laterale si è invece adottato un profilo di Es che aumenta linearmente da zero (in corrispondenza del piano di campagna) con un gradiente pari a 4,14MPa/m in campo lineare e 6,15MPa/m in campo non-lineare. I carichi verticali (V=14200kN) agenti sulla palificata sono costituiti dai carichi permanenti e accidentali mentre quelli orizzontali (H=470kN) ed i momenti (M=3200kNm) sono generati principalmente dalle azioni di accelerazione e frenatura dei convogli ferroviari.