DETERMINAZIONE DELLA CAPACITÀ PORTANTE DI PALI INFISSI TRONCOCONICI MEDIANTE L’USO DI METODI CPT-BASED

Cone Penetration Tests (CPT) are widely used not only for soil characterization but also for estimating the ultimate bearing capacity of cylindrical driven piles, exploiting the analogy between cone penetration and pile penetration during installation. The ultimate bearing capacity is therefore determined through calculation methods that generally use the cone tip resistance "qc" as a key parameter. CPT-based design methods, although they have been used for a long time and are also recognized by European standards, still present some critical issues related to the empirical nature of the correlations and the difficulty of correctly accounting for the effects of stratigraphic heterogeneity and pile construction methods, which limit their generalized application. This thesis aims to critically analyze several CPT-based methods for estimating the compressive load-bearing capacity of driven precast piles, highlighting their strengths and limitations. The study pays particular attention to truncated cone piles, which are widely used in construction practice, but whose behavior is poorly investigated. The aim is to evaluate the potential of this geometry and lay the basis for the development of specific design tools. Starting from CPT-based methods already used for cylindrical piles, empirical relationships are sought that also consider the contribution of conicity, which determines the improvement in compressive load-bearing capacity compared to a cylindrical pile with an equivalent diameter. Finally, the study also investigates the different tensile failure behavior of the tapered geometry, which, in preliminary analysis, differs from the equivalent cylindrical one due to a higher ultimate load and a steeper initial slope of the load-settlement curve.

Le prove penetrometriche statiche (Cone Penetration Test) sono ampiamente utilizzate oltre che per la caratterizzazione dei terreni anche per la stima della capacità portante ultima dei pali cilindrici infissi, sfruttando l’analogia fra la penetrazione del cono e quella del palo durante l’installazione. La capacità portante ultima è determinata, quindi, mediante metodi di calcolo che utilizzano generalmente la resistenza alla punta “qc” quale parametro chiave. I metodi di progetto CPT-based, sebbene siano da molto tempo utilizzati e riconosciuti anche dalle normative europee, presentano ancora alcune criticità legate alla natura empirica delle correlazioni ed alla difficoltà di tener conto correttamente degli effetti dell’eterogeneità stratigrafica e della tipologia costruttiva del palo, che ne limitano un’applicazione generalizzata. Questa tesi ha come obiettivo l’analisi critica di alcuni metodi CPT-based per la stima della capacità portante a compressione di pali prefabbricati infissi, evidenziandone punti di forza e limiti. Lo studio dedica particolare attenzione ai pali troncoconici, il cui impiego è diffuso nella pratica costruttiva, ma il cui comportamento risulta poco indagato in letteratura, con l’intento di valutare le potenzialità di tale geometria e di porre le basi per lo sviluppo di strumenti di progetto specifici. Partendo, infatti, dai metodi CPT-based già utilizzati per i pali cilindrici, vengono ricercate delle relazioni empiriche capaci di considerare anche il contributo della conicità, da cui dipende il miglioramento della capacità portante a compressione rispetto a un palo cilindrico con un diametro equivalente. Infine, viene indagato anche il differente comportamento a rottura per trazione che presenta la geometria troncoconica, che, in prima analisi, si distingue da quella cilindrica equivalente per un carico ultimo maggiore e da una pendenza iniziale della curva carico-cedimento più marcata.