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Come consolidare le fondazioni

Consolidare le fondazioni, le tipologie di intervento

La conoscenza sia della sovrastruttura sia delle fondazioni è la base di partenza per consolidare le fondazioni. Le tipologie di intervento consistono nell’allargamento delle fondazioni, nel consolidamento del terreno (iniezioni di malte cementizie o resine) e nell’inserimento di sottofondazioni profonde (micropali e pali radice). Vediamo quali sono i metodi di consolidamento delle fondazioni.

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Intervento di consolidamento delle fondazioni

Quando è necessario consolidare le fondazioni

La stabilità delle fondazioni influisce in modo essenziale sul comportamento statico dell’intero edificio. I cedimenti di fondazione, cioè gli abbassamenti più o meno differenziati del piano d’appoggio sul terreno, possono infatti dare luogo a dissesti che coinvolgono l’organismo edilizio in misura tale da renderne impossibile il recupero. Gli interventi di rinforzo e consolidamento delle fondazioni sono necessari quando il carico che sollecita la fondazione è maggiore della capacità portante del terreno. Tale condizione si può verificare, ad esempio, in occasione di un cambio di destinazione d’uso dello stabile o nella realizzazione di una sopraelevazione.
Gli interventi di consolidamento delle fondazioni si distinguono tra attivi e passivi; il primo caso è preferibile, poiché la nuova struttura è messa sotto carico e quindi è necessaria ad evitare ulteriori cedimenti fondali. Quando si opera in tal senso occorre considerare la fattibilità dell’intervento, non solo in termini di messa in opera ma anche di interazione tra la tecnologia costruttiva esistente e quella di rinforzo, al fine di garantire una certa durabilità ed efficacia dell’opera.

Metodi di consolidamento delle fondazioni

Le tecniche per il consolidamento delle fondazioni variano a seconda del tipo di fondazione (diretta oppure indiretta) e del materiale con cui sono realizzate (muratura di mattoni o di pietrame, oppure plinti, travi rovesce o pareti di calcestruzzo armato). Ci limiteremo all’esame delle tecniche di consolidamento delle fondazioni dirette. Vediamo ora come consolidare le fondazioni. Gli interventi di consolidamento delle più comuni fondazioni dirette si prefiggono i seguenti obiettivi:
- Aumento della superficie di ripartizione dei carichi trasmessi al terreno;
- Trasmissione dei carichi agenti sulla fondazione a strati più profondi del terreno;
- Miglioramento della resistenza del terreno di fondazione.
I tipi di intervento più comunemente adottati per ottenere questi risultati sono rispettivamente costituiti dalla realizzazione di sottofondazioni o dalla infissione di pali.

Consolidamento di fondazioni in muratura

Il consolidamento delle fondazioni in muratura può avvenire attraverso diverse tecniche, che vengono scelte a seconda del tipo di struttura esistente, della natura dei dissesti, delle caratteristiche del terreno e della disponibilità di attrezzature adeguate. In genere si ricorre alle seguenti soluzioni:

- Sottofondazioni aderenti alle murature, che possono essere eseguite con murature in mattoni, cordoli o cordoli-trave di calcestruzzo armato e hanno lo scopo di aumentare l’area di ripartizione dei carichi sul terreno;

- Infissione di pali trivellati di calcestruzzo armato per trasmettere i carichi a strati più profondi del terreno;

- Infissione di pali radice di calcestruzzo armato per migliorare la resistenza del terreno di fondazione.

Consolidamento delle fondazioni a plinti e travi rovesce in calcestruzzo armato

La maggior parte degli edifici di più recente costruzione poggia su fondazioni di calcestruzzo armato discontinue (plinti) oppure su fondazioni continue (travi rovesce o pareti di calcestruzzo armato). Quando sono correttamente progettati ed eseguiti, questi tipi di fondazione sono generalmente molto affidabili ed è relativamente raro il caso in cui sia necessario il loro consolidamento. Le tecniche di intervento applicabili a questo tipo di fondazioni sono:
- Sottofondazione con soletta di calcestruzzo armato;
- Consolidamento mediante pali trivellati di calcestruzzo armato.

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Consolidamento strutturale fondazioni su plinti
(Fonte https://foto.habitissimo.it)

Quali sono le cause del cedimento?

Il cedimento e l'abbassamento delle fondazioni è da imputare a un insieme di cause. Le principali sono:
- il deterioramento del terreno o delle fondazioni,
- la siccità,
- il dilavamento,
- la bassa portanza del terreno sottostante l'edificio o l'errato dimensionamento delle fondazioni,
- l'aumento del carico applicato alla fondazione stessa,
- lo scavo a cielo aperto o in ambiente sotterraneo nelle aree immediatamente prossime all'edificio,
- le variazioni della distribuzione di pressioni interstiziali,
- le variazioni del grado di saturazione (contenuto d'acqua)
- le vibrazioni ambientali o antropiche superficiali o profonde.
L'entità con cui questi agenti destabilizzanti agiscono sulle fondazioni determina il tipo di movimento delle fondamenta. Queste possono essere soggette a un abbassamento, un cedimento e, nei casi più gravi, a uno sprofondamento delle stesse.
La soluzione, nei casi di cedimento strutturale, consiste nel consolidare sia le fondazioni che il terreno. Il consolidamento può interessare sia le nuove costruzioni che le strutture preesistenti intervenendo direttamente alla radice del problema evitando ulteriori cedimenti che possono compromettere, in alcuni casi, la staticità stessa dell'edificio e quindi la sua agibilità.

Consolidamento fondazioni con micropali
(Fonte https://www.geosec.it/)


Tipologie di intervento per consolidare le fondazioni

Vediamo un elenco più dettagliato delle varie tipologie di intervento per consolidare le fondazioni. Le soluzioni che si propongo di seguito rappresentano ipotesi che devono essere opportunamente contestualizzate e quindi coerenti con le problematiche del sito di intervento.

a) Aumento larghezza della fondazione: consiste nell’affiancare alla costruzione esistente cordoli in calcestruzzo armato o muratura. La nuova e l’esistente fondazione devono collaborare al fine di trasmettere in modo uniforme il carico superiore al terreno, avendo sia una rigidezza comparabile ed un collegamento trasversale che le connette.

b) Micropali: questa soluzione si rende necessaria allorquando si debbano raggiungere strati più resistenti e più profondi del terreno, al fine di scaricare al meglio il carico risultante della sovrastruttura. I pali, preferibilmente, devono essere infissi mediante un moto rotatorio anziché di percussione al fine di evitare danneggiamenti alla struttura esistente. Ovviamente la scelta della tipologia di palo deve essere dedotta da competenze geotecniche specifiche.

c) Sottofondazione con micropali (pali radice): questo intervento è di tipo passivo, i micropali vengono infissi in modo inclinato nel terreno e la loro sommità è posta all’interno della muratura portante. Questa tecnica, se adottata, deve tenere in considerazione alcune criticità che si possono presentare.

consolidamento-fondazioni-con-resine
Consolidamento fondazioni con resine
(Fonte http://www.systab.it/)
d) Sottomurazione: questo tipo di intervento ricorre quando devono essere ricavati dei locali interrati, sicuramente non è volto al potenziamento della capacità portante della fondazione esistente. Anzi, quando si opera in questa direzione occorre prestare particolare attenzione, al fine di evitare crolli parziali di paramenti murari e possibili cedimenti. Consiste nella realizzazione di un’ulteriore fondazione al di sotto di quella esistente, che consente di raggiungere due risultati: allargare la fondazione e raggiungere una quota più bassa a cui probabilmente corrisponde un terreno con una capacità portante migliore.

e) Stabilità delle fondazioni in pendio: il meccanismo da contrastare è quello di scivolamento verso valle della porzione di terreno delimitato dalla superficie di scorrimento. L’analisi limite consente di determinare la forma e l’estensione della superficie di scorrimento minimizzando il valore del carico portato.

f) Opere di sostegno: questa tecnica rappresenta un metodo per contrastare la spinta del terreno, in prossimità di una costruzione posta in trincea o rilevato rispetto ad esso. Questa struttura di sostegno può essere oggetto anche di meccanismi di instabilità, pertanto onde evitare questi fenomeni, il consolidamento e/o rinforzo avviene ad esempio mediante un opportuno sistema di tiranti.

g) Iniezioni nel terreno di resine e di malte cementizie: la prima rappresenta una tecnica di consolidamento che si è sviluppata ed evoluta nell’ultimo ventennio, che può essere applicata singolarmente o in abbinamento alla tecnologia dei micropali o dei tiranti. Solitamente sono impiegate resine espandenti, ovvero una volta iniettate sotto il piano fondale aumentano il proprio volume andando a colmare le cavità ed interferendo sulle pressioni interne al terreno.

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Consolidamento fondazione esistente in muratura
(Fonte https://www.rocknrockacres.com)


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