L'analisi del terreno e le tecniche di consolidamento
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| Attrezzatura per prove penetrometriche (foto di Geores - Fonte: flickr.com) |
Indice
- Perchè è importante fare l'analisi del terreno
- Indagini preliminari: le carte geologiche
- Indagini di laboratorio: analisi granulometrica, contenuto d'acqua e determinazione dei limiti di Attemberg
- Indagini in sito: accertamenti diretti e indiretti
- Le tecniche di consolidamento
- Altre tecniche di consolidamento
Perchè è importante fare l'analisi del terreno
La conoscenza delle caratteristiche del terreno è fondamentale per la corretta progettazione dei manufatti che con esso interagiscono. Tale conoscenza può essere acquisita in vari modi, attraverso indagini che devono essere tanto più meticolose e approfondite quanto maggiore è l'importanza delle opere da realizzare e più impegnative sono le sollecitazioni previste, al fine di evitare il fenomeno (in certi casi pericoloso) dei cedimenti del terreno. In base alla tipologia di terreno e alle sue caratteristiche vengono poi predisposte le fondazioni dell'edificio, che possono essere dirette o indirette.
Le indagini riguardanti il terreno si dividono in:
- indagini preliminari;
- indagini di laboratorio;
- indagini in sito
Indagini preliminari: le carte geologiche
Gli accertamenti preliminari consistono nell'esame di ogni dato attendibile che consenta di risalire all'effettiva qualità del terreno. A questo scopo, sono fondamentali le carte geologiche, alle quali è opportuno far riferimento quando occorre una indagine a grande scala sulla natura del terreno e sull'ambiente della sua formazione. Le carte geologiche consentono, se lette attentamente, di acquisire utili indicazionial fine di evitare le zone meno adatte all'edificazione per la presenza di terreni con caratteristiche scadenti o di adeguare il progetto delle fondazioni.
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| Carte geologiche (foto di Antonio Sculli - Fonte: pixabay.com) |
Indagini di laboratorio: analisi granulometrica, contenuto d'acqua e determinazione dei limiti di Attemberg
Le prove di laboratorio hanno lo scopo di riconoscere il tipo di terreno e di quantificarne alcune caratteristiche. Tra di esse rivestono particolare importanza:
- l'analisi granulometrica;
- la determinazione del contenuto d'acqua;
- la determinazione dei limitidi Attemberg;
- la prova edometrica.
1) Analisi granulometrica
La procedura più semplice per effettuare un'analisi granulometrica è la vagliatura di un campione del terreno per mezzo di una serie di setacci, con apertura descrescente dall'alto verso il basso, che vengono sovrapposti e fatti vibrare, in modo da separare i granuli in granuli di dimensioni prestabilite, ciascuna trattenuta dal corrispondente setaccio. In base ai risultati ottenuti viene costruita la curva granulometrica del terreno.
2) Contenuto d'acqua
Questa caratteristica viene determinata mediante pesatura di un campione di terreno nelle condizioni di prelievo (condizioni naturali) essicato per almeno 16 ore in u nforno mantenuto a determinate condizioni, fino a raggiungere un peso mnimo costante.
3) Determinazione dei limiti di Attemberg
La valutazione dei limiti di Atemberg avviene in modo diverso a seconda che si voglia individuare:
- il limite di liquidità: determinato per mezzo di un apparecchio detto cucchiaio di Casagrande;
- il limite di plasticità: ottenuto misurando il contenuto d'acqua in corrispondenza del quale un bastoncino di argilladi 3 mm di diametro e di 10 cm di lunghezza, non si lascia più tirare e si fessura in più parti a causa della perdita di elasticità;
- il limite di ritiro: determinato essicando progrssivamente un provino, misurandone di volta in volta il volume e il contenuto d'acqua.
4) Prova edometrica
Questa prova ha lo scopo di studiare le deformazioni subite per compressione da un terreno in condizioni tipiche drenate. Essa consente quindi di determinare diverse caratteristiche del terreno, tra le quali:
- il modulo di deformazione;
- la permeabilità;
- i parametri di consolidazione;
- la durata e l'entità dei cedimenti.
Le indagini in sito servono a determinare la capacità portante del terreno e per fare ciò occorre decidere la posizione e il numero dei punti di indagine. Le indagini andrebbero spinte fino a raggiungere quegli strati che garantiscono adeguate caratteristiche di capacità portante. Le indagini in sito possono essere di due tipi:
- DIRETTE
- con asporto di materiale terroso
- senza asporto di materiale terroso
- INDIRETTE
Le tecniche di consolidamento
Le caratteristiche di resistenza del terreno possono essere migliorate in vario modo, ricorrendo a tecniche quali:
- il costipamento della massa terrosa
- iniezioni di materiali consolidanti o impermeabilizzanti
Il consolidamento può essere realizzato mediante infissione di pali in legno di piccolo diametro e di lunghezza compresa tra i 2 e i 4 metri, disposti a distanza tanto più ravvicinata quanto maggiore è l'effetto costipante che si intende raggiungere. Il tipico esempio di questa tecnica è quello adottato per le case a Venezia. Altri esempi cono la compressione superficiale del terreno, ottenuta con rulli o con macchine prementi e vibranti e la costituzione di platee di sabbia fine a più strati; in alcuni casi particolari la platea di sabbia può essere sostituita con un getto di calcestruzzo armato.
Il consolidamento per iniezione può essere effettuato introducendo a forte pressione nel terreno, mediante canne di iniezione, paste o malte cementizie, silicati, fanghi bentonitici o emulsioni bituminose. In questo modo è possibile modificare non solo la resistenza ai carichi, ma anche la permeabilità all'acqua, con tutte le importanti conseguenze ai fini della stabilità nel tempo delle fondazioni.
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| Macchine movimento terra per costipare il terreno (foto di skeeze - Fonte: pixabay.com) |
Altre tecniche di consolidamento
Esistono altre tecniche, da utilizzar ein via estremamente eccezionale, come il congelamento del terreno consentendo l'arresto temporaneo del flusso delle infiltrazioni d'acqua nelle aree soggette a operazioni di consolidamento e impermeabilizzazione. Ancora si possono adottare procedimenti che tendono a modificare per via elettrolitica la struttura colloidale dell'argilla.
Un problema particolare è posto dal consolidamento dei terreni posti su pendii in montagna o zone collinari. Nel caso di notevoli pendenze vengono spesso impiegate strutture di contenimento costituite da un reticolo di travi in calcestruzzo armato trattenute da tiranti ancorati in profondità, oppure in pendii più dolci utilizzando i gabbioni metallici.
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