Terreno e Fondazioni, Attacco a terra dell'edificio, Orizzontamenti

APPUNTI MATERIALI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI

Terreno e Fondazioni. Attacco a terra dell'edificio. Orizzontamenti

TERRENO E FONDAZIONI

Suolo e terreno

Un edificio scarica il suo peso e quello di tutti i carichi che gravano su di esso, sulla

terra. Ed esso si ancora al suolo per risultare stabile ai carichi variabili che lo

investono nell'arco della sua vita.

Un edificio impegna più o meno il suolo su cui poggia, la sua resistenza, la sua

stabilità nel tempo. Il terreno su cui si costruisce l'edificio però non è un materiale

omogeneo, ma varia molto le sue caratteristiche di comportamento meccanico da

zona a zona e dalle diverse profondità.

La base di appoggio di un edificio sul terreno deve allargarsi per investire superfici

abbastanza estese di suolo su cui scaricare i carichi. Appoggiare e ancorare un

edificio al suolo significa fondarlo.

Si definisce terreno di fondazione quella porzione di terreno, in estensione e

profondità, interessata dalle sollecitazioni dovute ai carichi dell'edificio, questa è a

sua volta funzione della superficie di contatto. Per superfici di contatto più estese la

profondità del terreno interessato è maggiore.

È molto importante anche valutare la presenza di acqua del terreno, questo per poter

studiare adeguatamente soluzioni contro la possibilità di risalita dell'umidità negli

edifici.

Le fondazioni

Le fondazioni sono la parte della costruzione che svolge la funzione di scaricare i

carichi dell'edificio sul terreno, si tratta di una parte del sistema strutturale. Il

progetto delle fondazioni vanno affrontate insieme al progetto delle strutture in

elevazione e di eventuali sottostrutture di parti interne dell'edificio.

L'articolazione volumetrica dell'edificio e la sua organizzazione strutturale

determinano l'entità dei carichi portati a terra per unità di superficie che deve risultare

compatibile con la resistenza unitaria del terreno.

Gli scavi di fondazione devono per lo più essere realizzati all'asciutto. Se la

profondità a cui si opera è maggiore della falda friatica, allora si deve procedere alla

creazione di barriere impermeabili o con il prosciugamento dell'acqua con operazioni

di pompaggio che abbassano il livello della falda friatica nella zona che interessa

l'edifico.

Lo scavo si esegue con macchine escavatrici di vario tipo. Se il terreno roccioso gli

strati superficiali, disgregati o facilmente disgregabili, devono essere rimossi con

perforatrici, martelli pneumatici e talvolta con esplosivi.

Gli scavi di fondazione possono essere divisi in: scavo di sbancamento, che si

definisce come l'asportazione del terreno all'interno dell'area individuata dal

tracciamento del perimetro dell'edificio; scavo a sezione obligata, che si definisce

come lo scavo effettuato a partire dallo sbancamento generale, per alloggiarvi gli

elementi di fondazione.

Le fondazioni possono essere: diretta, o superficiali, quando appoggiano su terreno

resistente non troppo profondo; indirette, o profonde, quando sono realizzate

interponendo tra le fondazioni propriamente dette e il terreno resistente, a notevole

profondità, dei pali portanti.

Le fondazioni dirette possono essere distinte in discontinue, quando sono puntiformi;

continue, quando sono lineari e piane.

Le fondazioni dirette puntiformi portano quasi sempre una struttura a pilastri e sono

costituite da plinti. Le fondazioni dirette lineari sono costituite da cordoli o da travi

rovesce. Le fondazioni piane sono costituite da piastre o platee, in cemento armato,

che appoggiano con continuità sul terreno.

Le fondazioni discontinue si adottano per strutture intelaiate quando il terreno

resistente è poco profondo ed ha un'alta capacità portante. I plinti possono essere

collegati tra di loro da un reticolo di travi o cordoli per conferire una maggiore

omogeneità della struttura. I plinti generalmente hanno forma troncopiramidale

rovesciata a base quadrata, possono essere realizzati in calcestruzzo o in calcestruzzo

armato.

Viene usato il plinto inerte se esso ha una conformazione tale da conferirgli

sufficiente rigidezza, lo si può realizzare con calcestruzzo anche di resistenza

inferiore a quella normalmente utilizzata, e posizionare una rete di armatura solo alla

base inferiore. Esso ha un angolo di 60 gradi.

Viene usato il plinto flessibile se la sporgenza rispetto

alla superficie di appoggio del pilastro è rilevante, in

rapporto all'altezza del plinto, occorre armarlo

posizionando armature in corrispondenza delle parti a

trazione (quelle a contatto col terreno) e in

corrispondenza degli scorrimenti provocati dalla sollecitazione di taglio. Esso ha un

angolo minore di 40 gradi. [come immagine]

Quando il plinto rappresenta la fondazione di un pilastro posto sul confine di una

proprietà, che il plinto stesso deve rispettare, si può utilizzare il così detto plinto

zoppo.

La forma dei plinti risponde ad esigenze costruttive, per cui, ad esempio, essi si

raccordano ai pilastri in calcestruzzo armato con una base superiore di dimensioni

maggiori rispetto alla superficie del pilastro, in modo da permettere il posizionamento

sul plinto delle casseformi. I lati inclinati si raccordano alla base maggiore con tratti

verticali (h 1/3-1/6 dell'altezza del plinto) per non avere angoli acuti difficilmente

fattibili con getti di calcestruzzo.

Le fondazioni continue lineari hanno un comportamento differente a seconda se

portano una struttura in muratura o una struttura a pilastri. Nel caso della muratura, la

fondazione continua lineare è caricata sia superiormente che inferiormente da un

carico distribuito, funziona come cordolo; nel caso di una struttura a pilastri, il carico

avviene per punti e funzione come una trave rovesciata.

Le fondazioni sottostanti a una muratura, oggi sono quasi sempre realizzate in

calcestruzzo semplice o armato, e sono sempre connesse alla muratura da un cordolo

armato. Vengono realizzate in calcestruzzo non armato quando la resistenza del

terreno alla profondità di appoggio prevista, permette un allargamento graduale della

base mediante riseghe o piani inclinati a 60 gradi, non richiedendo così l'armatura. In

questa soluzione si possono anche non usare casseformi ma gettare il calcestruzzo

direttamente all'interno di uno scavo a sezione obbligata; vengono realizzate in

calcestruzzo armato quando la resistenza del terreno e la profondità interessata dalla

fondazione impongono un allargamento più rilevante alla base inferiore della

fondazione ripetto al muro sovrastante. Questa fondazione deve quindi essere armata

in modo da costituire un cordolo continuo munito di due mensole laterali, armate in

relazione delle flessioni di taglio e flessione.

Le fondazioni sottostanti a una struttura a pilastri è necessaria quando occorre

distribuire su un terreno più ampio il carico da questi portati, funziona in senso

longitudinale come una trave rovescia.

L'armatura longitudinale risponde al

taglio e a flessione grazie all'inserimento

di ferri resistenti a trazione, staffe

resistenti a taglio e ferri relativi ferri

reggistaffe [vedi immagine]. L'altezza della trave rovescia inoltre influenza la sua

rigidità a flessione, travi rovesce troppo basse e larghe devono essere infatti molto più

armate. Le travi rovesce seguono una direzione della maglia strutturale e sono

collegate tra loro nell'altra direzione tramite cordoli a terra di irrigidimento.

Le fondazioni a platea in cemento armato sono sempre più utilizzate in situazioni in

cui il terreno risulta scadente e quando si vuole realizzare un solaio al piano interrato

di notevole portata. In questi casi la platea può fungere sia da fondazione che da

solaio dei piani interrati. La fondazione a platea funziona come un solaio rovesciato,

con il carico distribuito rappresentato dalla spinta del terreno e i carichi concentrati

dalle strutture in elevazione. In questa soliuzione quindi i ferri resistenti a trazione

vengono posti nella parte superiore della platea. La rigidità di esso è comunque

funzione dello spessore della platea. Nel caso in cui non sii voglia realizzare delle

solette troppo massicce, si possono creare delle solette del tipo del solaio nervato

rovesciato. Questo però è poco conveniente per quanto riguarda la funzionalità del

piano interrato, ed è di difficile realizzazione a causa della complessità delle

casseforme. Si possono anche creare le nervature gettando il calcestruzzo in scavi a

sezione obbligata.

Le fondazioni indirette a pali vengono usate quando è necessario raggiungere strati

di terreno resistente posti in profondità. Essi possono essere fatte con pali infissi o

gettati. I pali infissi, prefabbricati, per lo più in calcestruzzo armato di lunghezza fino

a 30 metri, vengono infissi nel terreno tramite magli, azionati da argani che ricadono

sulle testate dei pali o mediante martelli a vibrazione. L'infissione dei pali può

disturbare con le vibrazioni le strutture vicine. I pali vengono infissi fino al 'rifiuto',

cioè fino a quando la penetrazione del terreno diventa difficoltosa e quindi quando le

punto hanno raggiunto gli strati di terreno resistenti. Se il terreno resistente è molto in

profondità e quindi in uno strato che non si riesce a raggiungere con il palo, il palo

può funzionare come palo sospeso, che risulta stabile con l'attrito laterale col il

terreno circostante e sottostante.

I pali gettati sono realizzati con getti di calcestruzzo, o calcestruzzo armato, in opera.

Il getto viene posto all'interno di tubi forma metallici che vengono precedentemente

infissi nel terreno senza asportarlo o asportandolo con trivelle che accompagnano il

tubo forma. Nei pali gettati con l'asportazione del terreno, il foro viene realizzato con

benne mordenti, sonde, scavatrici rotative. In caso in cui il terreno non sia coerente e

asciutto, si devono porre dei tubi forma che penetrano nel terreno assieme allo scavo

del foro e che vengono man mano rimossi mentre si effettua il getto; oppure si

sostengono le pareti con fanghi bentonitici.

I pali possono avere molte misure differenti a seconda dell'utilizzo.

Isolatori sismici. Essi sono dei dispositivi che servono a isolare la struttura portante

degli edifici dagli effetti di un terremoto. Interponendo gli isolatori tra le fondazioni e

le strutture in elevazione si disaccoppiano le frequenze del sisma dalle frequenze

della struttura in elevazione e si evita così l'insorgere di fenomeni di risonanza. In

questo modo la struttura durante il sisma si comporta quasi come un corpo rigido che

tende a rimanere fermo rispetto alle vibrazioni del terreno.

ATTACCO A TERRA DEGLI EDIFICI

L'attacc