Il modo migliore per valutare la capacità portante di pali caricati verticalmente è effettuare un prova di carico utilizzando dei prototipi. Ad ogni modo, le prove CPT possono essere considerate, in scala ridotta e con alcune differenze, come l’infissione di un palo d’acciaio. D’altro canto, la resistenza alla punta e l’attrito sul manicotto possono rispettivamente essere considerati come la resistenza unitaria ultima alla base e per attrito laterale.
La capacità portante di pali caricati assialmente è solitamente calcolata con le seguenti equazioni:
- Capacità portante (compressione): [F],
- Capacità portante (tensione): [F].
dove:
- [F] e [F],
- resistenza finale unitaria alla base [FL-2],
- resistenza finale unitaria al fusto [FL-2],
- Wp = peso proprio del palo [F].
Le ipotesi implicite nell’equazione che precede sono le seguenti:
la resistenza alla base e quella laterale sono mobilitate per gli stessi spostamenti della testa del palo. Ciò è vero solo nel caso di pali infissi;
il palo ha forma cilindrica;
la medesima resistenza laterale unitaria è mobilitata sia in compressione che in trazione (non esistono prove sufficienti riguardo a questo aspetto).
Pali infissi
Nel caso di pali infissi, la resistenza unitaria ultima alla base può essere calcolata secondo Meyerhof (1976)
mentre la resistenza laterale ultima unitaria può essere calcolata secondo De Beer (1985):
quando
quando
Pali trivellati
Nel caso di pali trivellati, la resistenza ultima unitaria alla base è mobilitata solo per uno spostamento estremamente ampio della testa del palo, quindi il calcolo si basa su un valore critico corrispondente allo spostamento relativo (s/D) pari a 0,05. Secondo Jamiolkowski e Lancellotta (1988) la resistenza alla base può essere calcolata con la seguente equazione:
Il parametro a decresce con l’aumento del diametro del palo (D) e si può ricavare dalla Figura 23.
La resistenza laterale unitaria ultima può essere calcolata con l’equazione seguente:
I valori del parametro β si possono ricavare dalla Figura 24.
In conformità agli Eurocodici e alla normativa tecnica italiana, il valore caratteristico della resistenza alla base e laterale del palo si ottiene riducendo i valori, calcolati mediante le equazioni precedenti, di un fattore di correlazione (definito in normativa) che, a sua volta, dipende dal grado di conoscenza del sottosuolo. In particolare, la riduzione dei valori calcolati decresce in maniera significativa con il numero di indagini. In pratica, un piccolo aumento dei costi di indagine può ridurre in maniera consistente i costi di costruzione.
Il valore di progetto della resistenza alla base e laterale si ottiene applicando fattori di sicurezza parziali. Le azioni, per essere confrontate con la capacità portante del palo ai fini della valutazione dello stato limite di servizio, vengono amplificate per mezzo di fattori di sicurezza parziali appropriati e rappresentano una combinazione adeguata di carichi permanenti e variabili.