Difese di Sponda: Pannelli e pali in legno (Bank Board) – Palancole in legno (Sheet Piling) – Stuoie intrecciate in legno (Wattle Matts): Tipologie – Know-How – Calcoli


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Premessa:

Realizzare Presidi di Sponda utilizzando legno (Ekki o Azobè), è frutto della esperienza soprattutto di una ditta olandese, in particolare,  che, dal 1897 realizza questo tipo di opere.

Iperwood S.r.l. di Ferrara, specializzata in Ingegneria Naturalistica, fin dal 2002 ha stabilito uno stretto rapporto di collaborazione ed, in Italia, ha eseguito opere con risultati pari alle aspettative.

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Uno dei principali pregiudizi sulle costruzioni in legno riguarda la durabilità (il tempo in cui l’essenza conserva le sue caratteristiche iniziali). Sono in molti a pensare che il legno sia un materiale deperibile: non sempre è vero;  la durabilità dipende dalla compatibilità dell’essenza con l’uso che si intende fare.

Le varie essenze di legno sono paragonabili ai vari metalli (mercurio, lo stagno, il rame, ecc..); occorre saper scegliere il legno adatto al tipo di opera da realizzare ed il problema, veramente, non sussiste.

L’ Ekki o Azobè, è una essenza NATURALE che può rimanere in acqua per decine e anche centinaia di anni senza presentare segni di deterioramenti o corrosioni.

Il legno Ekki non galleggia, non necessita di impregnanti, di coloranti o altri trattamenti; è durissimo e per lavorarlo occorrono lame al Widia; ha qualità e caratteristiche meccaniche eccellenti ,  non arrugginisce, non inquina l’ambiente e, non ultimo, una difesa di sponda risulta un elegante manufatto in legno pregiato che si inserisce nell’ambiente in modo NATURALE. L’essenza Ekki o Azobè può essere definito un “LEGNO IDRAULICO”; con questa essenza si possono costruire Porte Vinciane, Paratoie, traverse sui fiumi, con la certezza di assenza di manutenzione !

ATTENZIONE: utilizzare solo ed esclusivamente DURAME di Ekki privo di  difetti, certi di non avere ALBURNO o MIDOLLO.

 

Questo articolo è un approfondimento che permette, anche a un neofita, di scegliere il Presidio di Sponda che più si adatta alle esigenze del sito.

Le tipologie di intervento per presidiare le sponde sono 3:

  1.  Stuoie intrecciate (WATTLE MATTS)

  2.  Pannelli Preassemblati (BANK BOARD)

  3.  Palancole (SHEET PILING)

 

N.1 WATTLE MATTS  –  STUOIE INTRECCIATE

Wattle Matts.jpg

Utilizzo: dove la spinta del terreno è limitata e quando la difesa non è sottoposta a stress meccanici.

E’ il sostegno di sponda più semplice;  viene realizzato utilizzando pali infissi e Pannelli di Stuoie Intrecciate in “durame di  Ekki”.

Pannelli si Wattle Matts.jpg

Nella foto: i pannelli intrecciati, preassemblati della lunghezza di 4m che formano la parete verticale. Questi possono essere dotati di geo-tessuto. La lunghezza dei pannelli varia da 1 a 4 metri.

Wattle Matts14.jpg

Per la sua posa occorre infiggere pali di sezione quadra, sempre in “durame di Erkki” le cui dimensioni devono essere calcolate in base alla spinta del terreno (le dimensioni vanno da 5x5cm  a salire con lunghezze fino a 10 metri).

 

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N. 2 BANK BOARD –  PALI E PANNELLI ASSIEMATI

Bank Board Vada.jpg

Utilizzo: canali, laghi, dove si deve sostenere una spinta del terreno di circa 60 cm

Per la sua posa occorre infiggere pali di sezione quadra (in “durame di Ekki”) le cui dimensioni devono essere calcolate in base alla spinta del terreno (le dimensioni vanno da 5x5cm a salire con lunghezze fino a 10 metri).  I pali possono essere infissi verticalmente o inclinati di 15°, in funzione della spinta del terreno e dell’utilizzo di tiranti.

Le sezioni quadre dei pali devono essere calcolate (solitamente da 4 a 12 cm di lato per lunghezze da 3- 8 metri), come pure il “passo di posa” (normalmente un palo ogni 0,5 – 0,75 – 1,0 m). Successivamente deve essere creato un piano di appoggio su cui si vanno a posare i pannelli.

Questi,  vengono fissati ai pali con viteria in acciaio zincato a caldo o inox. Normalmente i pannelli hanno uno spessore di 2,5 cm e una altezza di 1,10m. , ma si possono realizzare pannelli di diversa altezza e possono essere fissati uno sopra l’altro per ottenere pannelli alti anche 2 m. o più.

Questo tipo di presidio di sponda è molto resistente e può essere utilizzato anche in presenza di sollecitazioni meccaniche importanti (strade realizzate su argini).

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N. 3 PALANCOLE – SHEET PILING

S. Erasmo Palancole099

Utilizzo: E’ una vera banchina verticale; solida, resistente (può sopportare spinte del terreno molto elevate e stress meccanici).

Lo spessore delle palancole può arrivare anche a 10 cm con lunghezze di 10 metri. L’incastro tra le palancole è di tipo trapezoidale.  La slide show fornisce informazioni e spunti aggiuntivi.

Tiranti PalancoleLa foto è relativa alla parte che verrà poi ricoperta dal terreno. Altre immagini di palancole in Ekki sono visibili nella slide-show  a seguire.

 

CALCOLO PRATICO 

Per questo tipo di palancole riteniamo utile allegare semplici calcoli e un esempio, in modo da poter ottenere una prima stima dell’opera.

Successivamente è indispensabile uno studio realizzato da specialisti del settore con esperienza

PALANCOLE MASCHIO-FEMMINA IN LEGNO EKKI

Dimensionamento delle palancole in legno EKKI

Si considerano 3 casi con ancoraggio.

EPSON014_Fotor30.jpg

Fig. 1

Per semplicità si assumono come ipotesi i seguenti parametri:

  • il livello del terreno è orizzontale;
  • il livello dell’acqua è alla stessa altezza, sia di fronte che dietro la palancola;
  • il terreno è omogeneo, senza coesione;
  • le palancole sono verticali;
  • nei casi “I e II” il tirante si ipotizza orizzontale e fissato alla testa alla palancola, mentre nel caso 3, la piastra di contrasto è affondata nel terreno  50 cm e la trave di ritenuta della palancola è posta a 50 cm sotto la testa delle palancole (vedi schema di fig. 1);
  • non ci sono onde importanti di risacca o altri stress importanti sulla palancolata;
  • tipo di terreno- angolo di attrito: Argilla- φ = 25°; Sabbia-φ= 30°;
  • Sovraccarico accidentale:  da 0 a 20 (kN/m2)
  • Sollecitazioni ammesse per il legno Ekki 40N/mm3 (d40)
  • verranno utilizzate le dimensioni commercialmente più vicine ai valori indicati

Dimensioni commerciali delle palancole:

  • spessore 40 mm per una lunghezza di 4m

  • spessore 50 mm per una lunghezza di 5 m

  • spessore 60 mm per una lunghezza di 6 m

  • spessore 70 mm per una lunghezza di 7 m

  • spessore 80 mm per una lunghezza di 8 m

  •  spessore 90 mm per una lunghezza di 9 m

  • spessore 100 mm per una lunghezza di 10 m

Esempio:

Determinare le dimensioni della palancola e dei tiranti e dell’ancora per la seguente situazione di tipo III:

  • Profondità del bacino w= 2 m
  • altezza del tirante h= 2,5 m
  • tipo di terreno: sabbia φ= 30°
  • sovraccarico mobile di 4 (kN/m2) 400Kg/mq

Seguendo alcune TABELLE che mi risulta difficile inserire in word-press e che sarò lieto di inviare a chiunque me la richiederà, si leggono i seguenti dati:

  • lunghezza della palancola L=3,71 m
  • tiro sull’ancoraggio Fs = 8,28 (kN/ml)
  • spessore della palancola S = 25 mm

Calcolo Palancole Fig 2 esempio di calcoloCon riferimento alla fig. 2, la piastra di ritenuta può essere realizzata infiggendo, alla distanza calcolata, alcuni spezzoni di palancola (~1,5-2 m di lunghezza) e larghezza tale da garantire una superficie di appoggio a quella calcolata. Nella parte posteriore, si scaverà e si inserirà un travetto es. 100×150 sempre in Ekki, per distribuire lo sforzo indotto dalla palancolata. E’ opportuno prevedere, per ogni linea di ritenuta, un tirante.

Calcolo della ritenuta

Con riferimento alla TABELLA delle ritenute, per esempio, una piastra 0,75×0,75 ha una capacità di assorbimento di 33,56 kN

Calcolo distanza tra i tiranti e le ancore:

r= 33,56/1,5/8,28= 2,70 m

Controllo:

2,70 è > di 1,5×0,75, quindi non c’è sovrapposizione tra le piastre in senso longitudinale.

Qualora ci fosse sovrapposizione delle piastre, è conveniente utilizzare una soluzione continua. Si scava una trincea e si realizza un ancoraggio continuo (calcestruzzo armato, travi di legno Ekki o altro).

Ogni tirante deve essere in grado di assorbire la seguente forza:

Fst= 2×8,28×2,70=44,71 kN

Scegliendo un tirante realizzato in acciaio Fe 360

φe= 240kN/mm2

Fst/φe= 44.710/240=186 mm2

Dalla formula per ricavare l’area del cerchio (D^2 x 3,14 /4) si ricava il diametro del tondo pari a 15,3 mm. Si sceglie quindi un tondo diametro = 16 mm.

La distanza del punto di ancoraggio dalla palancolata si ricava dallo schema di esempio di figura 2 e in questo caso risulta circa 4,50 m.

Dimensionamento della trave di contrasto sulla palancola:

Wg= 150.000 x 8,28×2,70^2/46= 196.830 mm^3

Scegliendo un’altezza A =150 mm la larghezza sarà così calcolata1/6x250xB^2= 198.630 da cui

B risulta =89 mm. che si porta a 100 per approssimazione.

Riepilogo:

Palancole: lunghezza 4m; spessore 40 mm;

Trave di contrasto: 150×100 mm;

Tirante: tondo Φ 16 mm lunghezza 4,5m (Fe 360);

Distanza tra i tiranti= 2,7 m;

Piastra di ancoraggio: 0,75×0,75 m affondata nel terreno a 50 cm di profondità (Ekki o acciaio zincato a caldo).

Attenzione: Particolare attenzione va posta nella posa del sistema di ritenuta. La poca attenzione, il mancato tensionamento, l’infissione delle piastre in terreni non costipati o “dimenticare” la posa dei tiranti o parte di essi, provoca gravi danni.

Le tavole i disegni e gli esempi di calcolo provengono da: Hout Informatief – Houten Damwanden (Timber Information – Timber Sheet Piling), Centrum Hout Naarden 1987.