Il corso fornisce all’allievo gli strumenti necessari per affrontare l’analisi e il dimensionamento delle strutture di fondazione più ricorrenti, quali sono le fondazioni dirette (plinti, travi rovesce, platee di fondazione) e le fondazioni profonde su pali, nonché il dimensionamento delle opere di sostegno rigide (muri di sostegno) e delle opere di sostegno flessibili (paratie, berlinesi, palancolate...)

Obiettivo del corso è mettere lo studente in grado di:
• valutare la capacità portante di una fondazione diretta, prevederne i cedimenti in esercizio ed eseguirne il dimensionamento strutturale;
• valutare gli effetti, sulle fondazioni continue, dell’interazione struttura-fondazione-terreno;
• conoscere le tecniche e le problematiche connesse alla realizzazione dei pali di fondazioni;
• calcolare il carico limite assiale di un palo e stimare gli spostamenti e le sollecitazioni indotte da sforzi assiali e trasversali all’asse;
• valutare gli effetti di interazione tra i pali e analizzare il comportamento di una palificata;
• valutare le azioni e le resistenze agenti sulle diverse opere di sostegno, in funzione della tipologia, delle condizioni di vincolo, della natura del terreno e delle condizioni al contorno, ed effettuarne il dimensionamento geotecnico e strutturale.

Al termine del corso le competenze attese sono:
• la capacità di individuare la tipologia di fondazione più idonea alle caratteristiche del deposito e della struttura in elevazione e ai requisiti di progetto;
• l’acquisizione delle nozioni e delle competenze necessarie al dimensionamento geotecnico e strutturale delle fondazioni dirette e profonde;
• la conoscenza delle tecniche e delle problematiche costruttive dei pali di fondazioni e delle relative tecniche di controllo;
• l’acquisizione delle nozioni e delle competenze necessarie al dimensionamento geotecnico e strutturale delle opere di sostegno più ricorrenti.

Lo studente deve conoscere la Meccanica delle Terre e possedere le competenze fornite dai corsi di Scienza delle Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni, riguardanti il calcolo delle sollecitazioni interne di un corpo deformabile e il dimensionamento strutturale delle strutture in conglomerato cementizio armato.

Dopo un inquadramento generale delle problematiche e dei mezzi di indagine disponibili per la caratterizzazione geotecnica di un sito e per la definizione dei parametri di progetto (circa 8 ore di lezione), il corso affronta le problematiche relative al progetto delle fondazioni dirette (plinti, travi, graticci e platee di fondazione), che si possono riassumere nei seguenti punti:
• calcolo della capacità portante delle fondazioni dirette su terreni incoerenti e su terreni coesivi;
• calcolo dei cedimenti delle fondazioni dirette su terreni incoerenti e su terreni coesivi;
• calcolo delle sollecitazioni interne e il dimensionamento strutturale delle fondazioni a plinto;
• risoluzione del problema di trave su suolo elastico, con i modelli di Winkler e di Boussinesq;
• analisi del fenomeno d’interazione struttura-fondazione-terreno;
• calcolo delle sollecitazioni e dimensionamento delle travi e dei graticci di fondazione;
• approcci semplificati per il dimensionamento strutturale delle fondazioni a platea.
Agli aspetti su citati verranno dedicate, complessivamente, circa 36 ore.

Le tematiche relative alle fondazioni profonde richiedono circa 24 ore di lezione e riguardano i seguenti aspetti:
• analisi delle tipologie e delle tecniche costruttive più diffuse;
• valutazione del carico limite assiale di pali infissi e di pali trivellati, in terreni incoerenti e in terreni coesivi;
• previsione dei cedimenti di un palo singolo soggetto a carichi assiali;
• analisi dei fenomeni di interazione tra i pali di una palificata;
• dimensionamento strutturale dei pali e dei plinti di collegamento;
• calcolo degli spostamenti e delle sollecitazioni indotti in un palo da carichi trasversali al suo asse;
• analisi, in condizioni di esercizio, del comportamento globale di una palificata e delle sollecitazioni in testa ai pali;
• progetto e interpretazione delle prove di carico.

Al dimensionamento geotecnico e strutturale delle opere di sostegno sono dedicate circa 20 ore di lezione.
Vengono affrontati i seguenti aspetti:
• calcolo della spinta attiva e della resistenza passiva nei terreni incoerenti e nei terreni coesivi;
• influenza dell’attrito muro-terreno e dei sovraccarichi;
• effetti dovuti alla presenza di falda e all’innesco di eventuali moti di filtrazione;
• verifiche di stabilità e dimensionamento strutturale delle opere di sostegno rigide;
• verifiche di stabilità e dimensionamento strutturale delle opere di sostegno flessibili.

Le esercitazioni in aula sono volte a chiarire, mediante la risoluzione di esempi applicativi, gli argomenti sviluppati a lezione.
In aggiunta agli esempi visti in aula, lo studente deve svolgere alcuni esercizi in modo autonomo.

Gli argomenti trattati nel corso sono coperti da testi in lingua italiana e in lingua inglese, tra i quali si segnalano:
• Lancellotta R., Costanzo D., Foti S. – Progettazione geotecnica - Hoepli, 2011
• Lancellotta R., Calavera J. - Fondazioni - McGraw Hill, 1999
• Lancellotta R. – Geotecnica – Zanichelli, 2012
• Lancellotta R. – Geotechnical Engineering – Taylor & Francis, 2009
• Fleming K., Weltman A., Randolph M., Elson K. - Piling Engineering - Taylor & Francis, 2009
• Viggiani C. - Fondazioni - Hevelius, 1999
• Viggiani C., Mandolini A., Russo G. - Piles and Pile Foundations - Spon Press, 2012

Il controllo dell’apprendimento avviene mediante lo svolgimento di un esame scritto, il cui superamento è necessario per accedere all’esame orale.
In sede di esame orale, oltre alla verifica delle conoscenze teoriche, vengono valutate le abilità progettuali sviluppate mediante l’analisi di problemi progettuali e la discussione critica dell’esame scritto e delle esercitazioni svolte durante il corso.