PREFAZIONE ALLA SECONDA EDIZIONE XI
PREFAZIONE ALL PRIMA EDIZIONE X
Capitolo 1 TERRENI E FONDAZIONI NELLE COSTRUZIONI
MARITTIME
1.1 FONDAZIONI E SUOLI DI FONDAZIONE 3
1.1.1 VALORI CARATTERISTICI DEI PARAMETRI GEOTECNICI 4
1.2 TIPI DI SUOLI 5
1.2.1 GRANDEZZE SCALARI DELLE TERRE 6
1.2.2 PRESSIONE TOTALE, NEUTRALE, EFFICACE 7
1.2.3 FILTRAZIONE, SIFONAMENTO, SOLLEVAMENTO DEL SUOLO 9
1.2.3.1 Filtrazione 9
1.2.3.2 Dimensionamento della Tura che Circoscrive il Cantiere 12
1.2.3.3 Sifonamento 1 3
1.2.3.4 Sollevamento del Suolo 1 5
1.2.3.5 Filtrazione Attraverso un Argine di Contenimento
di una Colmata Idraulica 1 5
1.2.4 CONSOLIDAZIONE 1 7
1.2.5 PROVA EDOMETRICA STANDARD 1 9
1.2.5.1 Cedimento edometrico del Terreno di Fondazione 21
1.2.5.2 Grado di Consolidazione 2 2
1.2.6 COSTIPAMENTO 23
1.2.7 PROVE DI PIASTRA 25
1.2.8 RESISTENZA AL TAGLIO 26
1.2.8.1 Stati di Equilibrio Plastico di Rankine 29
1.2.8.2 Applicazione degli Stati di Equilibrio Plastico
Attivo e Passivo 3 1
1.2.8.3 Attivazione dei Coefficienti di Spinta Attivo e Passivo 32
1.2.8.4 Misura in Laboratorio della Resistenza al Taglio 32
1.2.9 SONDAGGI, CAMPIONAMENTI E PROVE IN SITU 35
1.2.9.1 Sondaggi e Prelievo di Campioni 3 6
1.2.9.2 Prove in Situ 3 7
1.2.9.2 a) Penetrometro Statico 3 7
1.2.9.2 b) Penetrometro Dinamico 3 8
1.2.9.2 c) Prova Scissometrica 39
1.3 CAPACITÀ PORTANTE DELLE FONDAZIONI 4 0
1.3.1 CAPACITÀ PORTANTE DI UNA FONDAZIONE SUPERFICIALE 41
1.3.1.1 Terreno Dotato di Sola Coesione 4 1
1.3.1.2 Terreno Dotato di Attrito e Coesione 4 3
1.3.1.3 Fattore di Sicurezza Globale e Approcci Progettuali 46
1.3.2 FONDAZIONI PROFONDE 48
1.3.2.1 Pali Verticali Sottoposti a Forze Orizzontali 55
1.3.2.2 Pali in Gruppo 5 9
1.4 DISTRIBUZIONE NEL SUOLO DELLA PRESSIONE VERTICALE
PRODOTTA DA UN CARICO 6 1
1.5 STABILITÀ DEI PENDII 6 2
III
IV Lezioni di Costruzioni Marittime
1.5.1 SUPERFICI DI ROTTURA PIANE 63
1.5.2 SUPERFICI DI ROTTURA CIRCOLARI 66
1.5.3 SUPERFICI DI ROTTURA QUALSIASI 68
Caso di Studio 1.1 70
Capitolo 2 MATERIALI DA COSTRUZIONE NELLE OPERE MARITTIME
2.1 MATERIALI LAPIDEI E LORO IMPIEGO 7 7
2.1.1 CLASSIFICAZIONI E CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ROCCE 77
2.1.1.1 Classificazione Geologica 77
2.1.1.2 Impiego delle rocce nelle Opere Marittime 78
2.1.1.3 Compattezza e Resistenza del Materiale Lapideo 79
2.1.1.4 Densità Apparente 8 0
2.1.1.5 Forma del Materiale Lapideo 8 1
2.1.1.6 Classificazione Granulometrica 8 2
2.1.2 RESISTENZA E CAUSE DI ROTTURA DEI SINGOLI MASSI 84
2.1.3 CAVE PER LA PRODUZIONE DI MASSI DI MANTELLATA 85
2.1.4 CAVE PER LA PRODUZIONE DELLE DIVERSE PEZZATURE
RICHIESTE DA UN’OPERA A GETTATA 8 6
2.1.5 REQUISITI DI ACCETTABILITÀ 87
2.2 CALCESTRUZZI E MALTE CEMENTIZIE 8 8
2.2.1 CEMENTO 88
2.2.1.1 Cemento Portland 8 9
2.2.1.2 Cemento Pozzolanico 9 0
2.2.1.3 Cemento d’Alto Forno 9 1
2.2.1.4 Cemento Alluminoso 9 2
2.2.2 INERTI 92
2.2.3 ACQUA 96
2.2.4 ADDITIVI 96
2.2.5 CALCESTRUZZO 97
2.2.5.1 Proporzioni dei Componenti dell’Impasto 98
2.2.5.2 Controllo di Produzione 103
2.2.5.3 Controllo di Accettazione 104
2.2.5.4 Armatura del Calcestruzzo 105
2.2.6 GETTI SUBACQUEI 106
2.2.7 DURABILITÀ DEL CEMENTO ARMATO 108
2.2.7.1 Agenti Aggressivi e Corrosivi 109
2.2.7.2 Acque Neutre 111
2.2.7.3 Acque Contenenti CO2 112
2.2.7.4 Acque Contenenti Solfati 113
2.2.7.5 Acque Contenenti Cloruri 113
2.2.7.6 Acqua di Mare 114
2.2.7.7 Classi di Esposizione 115
2.3 ACCIAIO E GHISA 117
2.3.1 LA CORROSIONE DEL FERRO E I MEZZI PER CONTRASTARLA 118
2.3.2 ACCIAI LEGATI 122
2.4 GEOTESSILI 123
Indice V
Capitolo 3 NAVI, CANALI NAVIGABILI E SEGNALAMENTI MARITTIMI
3.1 LE NAVI MODERNE 127
3.1.1 SFORZI AGENTI SULLE NAVI 131
3.1.2 PROPULSIONE 132
3.1.3 STABILITÀ DELL’EQUILIBRIO DEI NATANTI 134
3.1.4 NATANTI ZAVORRATI CON UN LIQUIDO 137
3.1.5 MANOVRE DELLE NAVI 140
3.1.5.1 Evoluzione 141
3.1.5.2 Manovra di Arresto della Nave 143
3.1.5.3 Inversione di Marcia 143
3.1.5.4 Manovra di Accosto 144
3.1.5 ORMEGGIO DELLE NAVI 149
3.2 CANALE DI ACCESSO 150
3.2.1 DIMENSIONAMENTO DEL CANALE 153
3.2.1.1 Larghezza nelle Tratte Rettilinee 153
3.2.2 PROFONDITÀ 154
3.2.3 TRACCIATO PLANIMETRICO E LARGHEZZA IN CURVA 157
3.3 SEGNALAMENTI MARITTIMI 158
3.3.1 FARI, FANALI, MEDE, BOE 159
Esercizio 3.1. Verifica della stabilità di un cassone cellulare 164
Esercizio 3.2. Calcolo dei parabordi e del tiro alle bitte di una banchina per
navi container post panamax 1 67
Capitolo 4 I PORTI MARITTIMI
4.1 INFRASTRUTTURE PORTUALI 173
4.2 CLASSIFICAZIONI DEI PORTI 175
4.3 CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DELLE BOCCHE DI PORTO E
DEGLI AVAMPORTI 177
4.4 EVOLUZIONE DELLE INFRASTRUTTURE PORTUALI 177
4.4.1 BANCHINE PER MERCI VARIE 177
4.4.2 BANCHINE MODERNE PER MERCI ALLA RINFUSA 178
4.4.3 ATTRACCHI PER IDROCARBURI E GAS LIQUEFATTI 182
4.4.4 ATTRACCHI PER NAVI A CARICO/SCARICO ORIZZONTALE
E MISTO 184
4.4.5 TERMINAL CONTAINER 185
4.4.6 DARSENE E PORTI TURISTICI 186
Capitolo 5 OPERE DI DIFESA
5.1 CLASSIFICAZIONE E TIPI DI OPERE DI DIFESA 195
5.2 LE OPERE DI DIFESA A GETTATA 199
5.2.1 SCARPA DEI PARAMENTI DI MONTE E DI VALLE 201
5.2.2 LIMITI INFERIORE E SUPERIORE DELLA MANTELLATA 201
5.2.3 SPESSORE DELLA MANTELLATA 203
5.2.4 LARGHEZZA DELLE BERME 204
5.2.5 LARGHEZZA DELLA SEZIONE AL CORONAMENTO 204
5.2.6 STRATI FILTRO, SPESSORI E MASSA DEGLI ELEMENTI 204
VI Lezioni di Costruzioni Marittime
5.2.7 MASSA DEGLI ELEMENTI DEL NUCLEO 204
5.2.8 MASSA DEGLI ELEMENTI DI MANTELLATA 205
5.2.8.1 Formula di Hudson 205
5.2.8.2 Formule di Van der Meer 207
5.2.8.3 Espressioni delle Formule di Van der Meer per
l’Uso Progettuale 210
5.2.9 GRADO DI ASSORTIMENTO DEI MASSI 212
5.2.10 TRASFORMAZIONI DAL VOLUME ALLA MASSA DELLA
MANTELLATA 215
5.2.11 MASSICCIO DI CORONAMENTO 215
5.2.11.1 Determinazione delle Pressioni Generate dal Moto Ondoso 216
5.2.11.2 Verifiche di Stabilità (tensioni ammissibili) 218
5.2.11.3 Verifica agli Stati Limite Ultimi 219
5.2.12 CAPACITÀ PORTANTE DEL TERRENO DI FONDAZIONE 220
5.2.12.1 Capacità Portante di un Terreno Omogeneo Coesivo 221
5.2.12.2 Capacità Portante di un Terreno Coesivo Molle
Compreso tra Due Strati Compatti 221
5.2.12.3 Verifica della Capacità Portante agli Stati Limite Ultimi 222
5.2.12.4 Stabilità d’Insieme Scogliera-Terreno 223
5.2.12.5 Effetti Sismici sulle Scogliere 223
5.3 CRITERI COSTRUTTIVI DELLE OPERE A GETTATA 223
5.4 OPERE DI DIFESA A PARETE VERTICALE 226
5.5 OPERE DI DIFESA COMPOSITE 228
5.5.1 CALCOLO DELLE PRESSIONI SECONDO MINIKIN 229
5.5.2 CALCOLO DELLE PRESSIONI SECONDO GODA 230
5.5.3 SCANNO DI BASE E PROTEZIONE AL PIEDE 231
5.5.4 STABILITÀ DEL TERRENO DI FONDAZIONE NELLE
DIFESE RIFLETENTI E COMPOSITE 233
5.5.4.1 Verifica della Capacità Portante (tensioni ammissibili) 233
5.5.4.2 Verifica agli Stati Limite Ultimi 234
5.5.4.3 Calcolo dei Cedimenti 235
5.5.4.4 Verifica dell’Equilibrio Terreno-Struttura 236
5.6 SORMONTO 237
5.6.1 RUN-UP AL 2% 237
5.6.2 PORTATA, VOLUME DEL SORMONTO E CONSEGUENTI RISCHI 238
5.6.2.1 Opere di Difesa Radenti 240
5.6.2.2 Opere di Difesa Portuali a Gettata 241
5.6.2.3 Opere di Difesa a Parete Verticale e Muri a Mare 242
5.7 SULLA VALUTAZIONE DELL’AFFIDABILITÀ DELL’OPERA
DI DIFESA 243
5.8 PROGETTAZIONE DI III LIVELLO 246
Esercizio 5.1. Dimensionamento di un’opera di difesa a gettata e verifica
del massiccio di coronamento 248
Esercizio 5.2 Calcolo delle masse degli elementi lapidei di mantellata
e filtro, e dei volumi di nucleo 252
Esercizio 5.3. Verifica di un’opera di difesa a parete verticale riflettente 254
Indice VII
Capitolo 6 OPERE DI ACCOSTO E ORMEGGIO
6.1 FUNZIONI, DIMENSIONI E SOLLECITAZIONI COMUNI NELLE
OPERE DI ACCOSTO E ORMEGGIO 261
6.1.1 DIMENSIONI COMUNI 261
6.1.2 SOLLECITAZIONI COMUNI 261
6.1.2.1 Sollecitazioni Dovute alla Manovra di Accosto 262
6.1.2.2 Sollecitazioni Dovute al Vento 264
6.1.2.3 Carichi Accidentali 265
6.2 TIPI DI BANCHINE E ASPETTI COSTRUTTIVI 266
6.2.1 BANCHINE A GRAVITÀ 266
6.2.2 BANCHINE A PARATIE 267
6.2.3 BANCHINE DANESI 269
6.2.4 BANCHINE A GIORNO 270
6.3 SOLLECITAZIONI PRODOTTE DALLE ELICHE DELLE NAVI 271
6.4 LA SPINTA DELLE TERRE 272
6.5 PROGETTAZIONE DELLE PARATIE 276
6.5.1 DISLIVELLO FALDA-MARE 277
6.5.2 PARATIE A MENSOLA 279
6.5.3 PARATIE TIRANTATE 279
6.5.3.1 Paratie con Appoggio Libero 279
6.5.3.2 Paratie Incastrate 281
6.5.3.3 Posizione della Piastra di Ancoraggio 282
6.5.4 CALCOLO DELLA BANCHINA DANESE 283
6.6 BANCHINE TIPO DANESI DI NUOVA CONCEZIONE 284
6.7 PONTILI A GIORNO 286
6.8 APPRODI IN MARE APERTO 287
6.8.1 SOLLECITAZIONI SUI PALI DOVUTE AL MOTO ONDOSO
E ALLE CORRENTI 288
6.8.2 CALCOLO DELLE BRICCOLE 296
6.8.2.1 Briccole Rigide 296
6.8.2.2 Briccole Flessibili 298
6.8.2.3 Pali in gruppo 300
6.9 VERIFICA AGLI STATI LIMITE DELLE OPERE D’ACCOSTO 300
6.9.1 BANCHINE A GRAVITÀ 301
6.9.2 BANCHINE A PARATIE 301
6.9.3 BANCHINE A GORNO, PONTILI E BRICCOLE 302
6.10 PARABORDI 303
6.11 ALTRI ACCESSORI 305
Esercizio 6.1. Dimensionamento di una paratia incastrata e tirantata 310
Esercizio 6.2. Calcolo del dislivello di progetto falda piazzale-mare 314
Capitolo 7 SICUREZZA E EFFICIENZA OPERATIVA DEI PORTI
7.1 ATTERRAGGIO IN SICUREZZA 321
7.2 OPERATIVITÀ ED EFFICIENZA OPERATIVA DEI PORTI 323
7.3 FORZANTI DEL MOVIMENTO DELLE NAVI ORMEGGIATE 324
7.3.1 IL VENTO 325
7.3.2 LE CORRENTI 325
VIII Lezioni di Costruzioni Marittime
7.3.3 IL MOTO ONDOSO 325
7.3.4 LA RISONANZA NEI PORTI 326
7.3.5 LA MAREA E LE VARIAZIONI DEL CARICO 327
7.3.6 IL PASSAGGIO DI NAVI 327
7.4 REAZIONI CHE CONDIZIONANO IL MOVIMENTO DELLE NAVI 328
7.4.1 CAVI D’ORMEGGIO 328
7.4.2 PARABORDI 328
7.4.3 INERZIA AGGIUNTIVA E SMORZAMENTO DOVUTO ALL’ACQUA 328
7.5 MOVIMENTO DELLA NAVE ALL’ORMEGGIO 329
7.6 PERIODI DI RISONANZA DELLE NAVI 329
7.7 POTERE RIDUTTORE DEI PORTI 330
7.7.1 SCELTA DEI PUNTI DI CALCOLO DEL POTERE RIDUTTORE 330
7.8 AGITAZIONE AMMISSIBILE NEL PORTO 331
7.8.1 LIMITI DI ALTEZZA DELLE ONDE DI GRAVITÀ 332
7.2.2 LIMITI DI ALTEZZA DELLE ONDE DI INFRAGRAVITÀ 332
7.9 CALCOLO DELL’ALTEZZA DELL’ONDA IN UN PORTO 333
7.10 CRITERI PER ATTENUARE L’AGITAZIONE NEI PORTI 334
Capitolo 8 CANTIERI NAVALI, BACINI DI CARENAGGIO, CHIUSE E
ALTRI MEZZI PER LA MOVIMENTAZIONE DELLE NAVI
8.1 CANTIERI NAVALI 339
8.2 BACINI DI CARENAGGIO FISSI 340
8.2.1 FORME E DIMENSIONI 340
8.2.2 CARATTERISTICHE STRUTTURALI 341
8.2.3 SOLLECITAZIONI E CALCOLO DI STABILITÀ 342
8.2.4 DISPOSITIVI DI CHUSURA 343
8.2.5 DISPOSITIVI DI SVUOTAMENTO E RIEMPIMENTO 345
8.2.6 ACCESSORI 346
8.3 CHIUSE MARITTIME E CONCHE DI NAVIGAZIONE 347
8.3.1 DIMENSIONI 348
8.3.2 DISPOSITIVI PER LA REGOLAZIONE DEI LIVELLI 349
8.3.3 ACCESSORI 349
8.4 BACINI DI CARENAGGIO GALLEGGIANTI 349
8.5 SCALI D’ALAGGIO 350
8.5.1 SCALI LONGITUDINALI 350
8.5.2 SCALI TRASVERSALI 352
8.6 PIATTAFORME DI SALPAMENTO (SHIP LIFT) 352
8.7 GRU A PORTALE (TRAVEL LIFT) 353
8.8 SISTEMI PER LA MOVIMENTAZIONE ORIZZONTALE
DELLE NAVI 354
Capitolo 9 DRAGAGGI, DRAGHE E ALTRI MEZZI D’OPERA MARITTIMI
9.1 PROVENIENZA E CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI
DI DRAGAGGIO 359
9.2 TRATTAMENTO DEI MATERIALI DRAGATI 360
9.3 CLASSIFICAZIONE DELLE CASSE DI COLMATA 361
Indice IX
9.3.1 CASSE DI COLMATA A TERRA 361
9.3.2 CASSE DI COLMATA A MARE, A CONTATTO CON LA RIVA 362
9.3.2 CASSE DI COLMATA IN MARE APERTO 362
9.4 TRASFORMAZIONI FISICO-CHIMICHE DEI DEPOSITI 363
9.5 MEZZI DI FRANTUMAZIONE 364
9.6 MEZZI EFFOSSORI 365
9.6.1 DRAGHE A BENNA MORDENTE 366
9.6.2 DRAGA A BENNA ROVESCIA 366
9.6.3 DRAGA A SECCHIE 368
9.6.4 DRAGHE ASPIRANTI IN MARCIA E ASPIRANTE STAZIONARIE 369
9.6.5 DRAGA ASPIRANTE RIFLUENTE STAZIONARIA 371
9.6.6 MEZZI A SERVIZIO DELLE DRAGHE 374
9.7 ALTRI MEZZI DI LAVORO MARITTIMI 374
9.7.1 RIMORCHIATORI E MOTOLANCE 375
9.7.2 PONTONI DI SOLLEVAMENTO 377
9.7.3 PONTONI DA CARICO 380
9.7.4 BACINI DI COSTRUZIONE DI CASSONI CELLULARI 380
9.7.5 BETTE 381
9.7.6 MOTOBARCHE 381
Esercizio 9.1. Calcolo della potenza di una draga stazionaria aspiranterifluente
3 84
Capitolo 10 I MODELLI IDRAULICI
10.1 DEFINIZIONI E CLASSIFICAZIONI 387
10.1.1 MODELLI FISICI 387
10.1.2 MODELLI MATEMATICI 388
10.2 SCALA DEI MODELLI FISICI, AFFINITÀ E DIFFERENZE CON
I MODELLI NUMERICI 389
10.3 LE LEGGI DELLA SIMILITUDINE 390
10.4 ANALISI DIMENSIONALE 391
10.4.1 LA SIMILITUDINE DI FROUDE 392
10.4.2 SIMILITUDINE DI REYNOLDS 394
10.5 LIMITI DEI MODELLI FISICI 395
10.6 APPLICABILITÀ DEI MODELLI IN SIMILITUDINE DI FROUDE 396
10.7 RAPPORTI DI SCALA DELLE FORZE ESERCITATE DALLE
ONDE SULLE STRUTTURE 399
10.7.1 VERIFICA SU MODELLO FISICO DI UN’OPERA DI DIFESA
A GETTATA 401
10.7.2 RESISTENZA AL MOTO DEI NATANTI 403
10.8 MODELLI A SCALE DISTORTE 404
10.9 MODELLI MATEMATICI E NUMERICI 405
10.9.1 MODELLI DI RICOSTRUZIONE E PREVISIONE DEL MOTO
ONDOSO 407
10.9.2 MODELLI DI CALCOLO DI TRASFORMAZIONI DELLE
ONDE IN ASSENZA DI OSTACOLI 407
10.9.3 MODELLI DI CALCOLO DI TRASFORMAZIONI DELLE
ONDE IN PRESENZA DI OSTACOLI 409
X Lezioni di Costruzioni Marittime
10.9.4 MODELLI DI CALCOLO DELLE CORRENTI 411
10.9.5 MODELLI DI TRASPORTO DEI SEDIMENTI 411
10.9.6 MODELLI DI SIMULAZIONE DELLA NAVIGAZIONE 412
10.9.7 MODELLI PER IL DIMENSIONAMENTO E LA VERIFICA
DEI FRANGIFLUTTI 413
CAPITOLO 11 PROGETTAZIONE SISMICA DELLE OPERE MARITTIME
11.1 CAUSA DEI TERREMOTI E LORO INTENSITÀ 417
11.2 STATISTICA DEI TERREMOTI 418
11.3 ZONE SORGENTE E PROPAGAZIONE DEI TERREMOTI 419
11.4 PROBABILITÀ DI ACCADIMENTO 421
11.5 GUIDA ALLA SCELTA DELLA PERFORMANCE DELL’OPERA 421
11.6 COSTRUZIONI SOGGETTE A TERREMOTI (NTC 2008) 423
11.6.1 VITA NOMINALE DELLE OPERE CIVILI 423
11.6.2 STATI LIMITE E PROBABILITÀ DI SUPERAMENTO 425
11.6.3 CATEGORIA DI SOTTOSUOLO E CONDIZIONI TOPOGRAFICHE 425
11.6.4 VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA 426
11.7 ESEMPI DI DANNI SULLE OPERE PORTUALI 428
11.7.1 BANCHINE A GRAVITÀ 428
11.7.2 BANCHINE A PARATIE 429
11.7.3 BANCHINE A GIORNO 430
11.7.4 OPERE DI DIFESA PORTUALI 430
11.8 LIQUEFAZIONE 431
11.9 VERIFICA SISMICA DELLE BANCHINE A GRAVITÀ 437
11.10 BANCHINE A PARATIE TIRANTATE 439
11.11 BANCHINE A GIORNO 441
11.12 OPERE DI DIFESA A GETTATA 443
Esercizio 11.1. Verifica sismica SLV di una banchina a gravità 446
Testi di approfondimento 4 51
Riferimenti bibliografici 452
Indice analitico 457
