Progettazione

Opere di sostegno: progettazione e verifica secondo le NTC 2018

17 Luglio 2023

Con l’avvento delle NTC 2018, sono stati apportati notevoli cambiamenti riguardanti la progettazione e la verifica delle opere di sostegno. La scelta del tipo di opera da utilizzare, come è facilmente intuibile, dipende da una serie di fattori quali dimensioni e funzionamento della stessa, caratteristiche del terreno, pressioni interstiziali e condizioni generali di stabilità del sito.

Secondo le NTC 2018, il progetto delle opere di sostegno tradizionali (a gravità o a mensola) si sviluppano come segue:

  • ipotizzare le dimensioni massime dell’opera (predimensionamento)
  • definire caratteristiche meccaniche del complesso opera di sostegno – terreno
  • definire le azioni agenti sull’opera di sostegno (carichi, spinte, sisma, ecc.)

Una volta realizzato il progetto dell’opera, è necessario effettuare le verifiche utili a garantire la corretta funzionalità della stessa. A questo proposito le NTC 2018 presentano delle importanti modifiche rispetto alle precedenti NTC 2008.

Opere di sostegno: le verifiche secondo le NTC 2018

In generale, come specificato nel paragrafo §6.5.3.1.1, “per i muri di sostegno o per altre strutture miste ad essi assimilabili devono essere effettuate le verifiche con riferimento almeno ai seguenti stati limite”:

  • di stabilità ESTERNA (GEO e EQU)
  • scorrimento sul piano di posa
  • collasso per carico limite del complesso fondazione – terreno
  • ribaltamento
  • stabilità globale del complesso opera di sostegno – terreno
  • di stabilità INTERNA (STR)
  • raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali

La condizione da verificare per ogni stato limite delle opere di sostegno è la seguente [si riporta estratto del paragrafo §6.2.4.1 – NTC 2018]:

    \[ E_{d}\leq R_{d} \]

essendo E_{d} il valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione, definito dalle relazioni [6.2.2a] o [6.2.2b]

    \[ E_{d}=E\left[\gamma_{F}F_{k};\frac{X_{k}}{\gamma_{M}};a_{d}\right] \]

    \[ E_{d}=\gamma_{e}\cdot E\left[F_{k};\frac{X_{k}}{\gamma_{M}};a_{d}\right] \]

e R_{d} è il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico definito dalla relazione [6.2.3]

    \[ R_{d}=\frac{1}{\gamma_{R}}\cdot R\left[\gamma_{k}F_{k};\frac{X_{k}}{\gamma_{M}};a_{d}\right] \]

I termini γF, γM e γR rappresentano coefficienti parziali applicati ai valori caratteristici delle azioni FK, del terreno XK e delle resistenze del sistema geotecnico RK.

La verifica della condizione appena esplicitata deve essere effettuata seguendo due diverse tipologie di approccio: l’Approccio 1 che prevede a sua volta una suddivisione in due combinazioni (Combinazione 1 e Combinazione 2) e l’Approccio 2 che consta di un’unica combinazione. Entrando nel dettaglio infatti, la Combinazione 1 viene utilizzata per le verifiche strutturali delle opere di sostegno a contatto con il terreno, la Combinazione 2 per le verifiche di tipo geotecnico mentre la Combinazione Unica, prevista per l’Approccio 2, da considerare sia per le verifiche strutturali delle opere di sostegno a contatto con il terreno che quelle di tipo geotecnico.

Differenze tra NTC 2008 e NTC 2018

Una prima differenza tra le NTC 2008 e le attuali NTC 2018 è nella scelta degli approcci da utilizzare:

Opere di sostegno - differenze di approccio NTC 2018 NTC 2008

Come si evince dal seguente riepilogo quindi, le NTC 2018 prediligono l’uso dell’Approccio 2 per quasi tutte le tipologie di stati limite, a differenza di quanto previsto nelle NTC 2008.

Opere di sostegno - coefficienti NTC 2018

Focalizzando l’attenzione sui valori dei singoli coefficienti specificati in precedenza, si ha che:

  • per quanto riguarda i coefficienti parziali per le azioni γF, con le NTC 2018 cambia il valore dei carichi permanenti G2 in condizioni favorevoli.
Opere di sostegno - coefficienti parziali azioni 2008
Opere di sostegno - coefficienti parziali azioni NTC 2018
  • per i coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno γM, la situazione resta analogo a quanto accadeva con le NTC 2008:
Opere di sostegno - coefficienti parziali parametri geotecnici NTC 2008
  • invece per i coefficienti parziali per le resistenze γR, vengono riportate le seguenti tabelle estratte dalle NTC 2018:
coefficienti parziali verifiche
coefficienti parziali verifiche
Opere di sostegno - coefficienti parziali verifiche SLU

Con le NTC 2018, quindi per i muri di sostegno, si utilizzano solo i valori riguardanti la colonna R3, eliminando quelli riguardanti le colonne R1 e R2 presenti nelle NTC 2008.

Quando si considera anche l’effetto del sisma infatti, le NTC 2018 impongono di porre pari all’unità i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri geotecnici e impiegare per le resistenze di progetto con i coefficienti parziali indicati nelle tabelle:

coefficienti parziali verifiche SLV

Lo stato limite di ribaltamento deve essere trattato impiegando coefficienti parziali unitari sulle azioni e sui parametri geotecnici e utilizzando valori di βm incrementati del 50%.

Con le NTC 2018, inoltre per le opere di sostegno, è stato abolito l’approccio tradizione riguardante le tensioni ammissibili.

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