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Cedimenti delle fondazioni: le cause principali

Come i cambiamenti dei parametri geotecnici e delle caratteristiche strutturali dell'edificio possono causare i cedimenti delle fondazioni

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La conoscenza di un edificio esistente prevede l’approfondimento della struttura posta sia al di sopra sia al di sotto del piano di campagna, ciò significa, in termini anche di Norme Tecniche delle Costruzioni (Capitolo 8), di operare sull’esistente mediante operazioni di rilievo che non comprendano esclusivamente la geometria e la struttura in elevazione, ma anche un rilievo del quadro fessurativo, qualora presente, nonché l’indagine storica mediante la visione di eventuali architettonici e relazioni geologiche e geotecniche passate che evidenzino la stratigrafia del terreno di fondazione, nonché la tipologia di fondazione adottata per la struttura in esame.

Nella pratica essere in possesso contemporaneamente di tutte queste informazioni è una situazione abbastanza utopistica. Entrano in gioco, a supporto del tecnico rilevatore, alcuni aspetti non trascurabili; primo tra tutti la località su cui sorge la costruzione nonché l’epoca in cui è stata realizzata: entrambi rappresentano due indici che consentono di inquadrare la tecnologia costruttiva più ricorrente in quel periodo e adottata con un’alta probabilità in quella determinata area.

Occorre tenere presente che, ad esempio, nel caso di fondazioni di edifici storici era usanza abbastanza comune, operare una sottomurazione, ovvero un prolungamento delle pareti al di sotto del piano di campagna con talvolta un modesto allargamento (10-20 cm) rispetto alla parte fuori terra.

In sede di rilievo è di grande importanza valutare la profondità di imposta del terreno, che generalmente è superiore al metro (in strutture come campanili e torri si raggiungono talvolta i 5 m di profondità), e la presenza di eventuali allargamenti; l’obiettivo è perseguibile, se non vi sono locali interrati (cantine, cisterne ecc.), operando degli scavi nel terreno in aderenza alle fondazioni, ovviamente in condizioni di sicurezza sia per l’operatore sia per la costruzione stessa.

Lo scavo deve avere dimensioni limitate in pianta e deve tenere conto delle caratteristiche dell’edificio o della parete interessata per evitare di compromettere la capacità portante della fondazione: viene ridotta, infatti, sia la componente di portanza legata all’attrito laterale che il terreno esercita sulla fondazione, sia quella di contenimento dovuta al peso del terreno laterale che contrasta il meccanismo di collasso (Giuriani E., “Consolidamento degli edifici storici”, UTET, 2012).

Altro aspetto non banale il rilievo del quadro fessurativo presente: l’orientamento e la dislocazione delle fessure è sintomo di assestamenti e di raggiungimento di altre configurazioni di equilibrio da parte della costruzione, a seguito di movimenti che porzioni strutturali possono aver subito nel tempo durante l’evoluzione della costruzione e di quelle poste nelle vicinanze.

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Una delle componenti più importanti della diagnostica strutturale riguarda appunto l’individuazione e l’interpretazione dei dissesti strutturali che si manifestano attraverso fessure e deformazioni anomale delle pareti strutturali e non. L’interpretazione dei dissesti è fondamentale per riconoscere le cause, al fine di valutare il grado di rischio e nonché ad orientare e indirizzare le indagini conoscitive in previsione di interventi di consolidamento e/o riparazione. Non sempre l’interpretazione delle cause è possibile, poiché vi sono eventi, quali terremoti o incendi, che possono aver creato dei dissesti aggiuntivi a quelli in atto e pertanto rendono difficoltosa ogni genere di valutazione.

Nel caso delle fondazioni le cause del dissesto possono essere molteplici ed emergono tra queste, quelle legate:

a) al terreno di fondazione, le cui caratteristiche chimiche (composizione e contenuto d’acqua), meccaniche, nonché il profilo longitudinale (pianeggiate o in pendio) incidono in modo rilevante sulla struttura posta al di sopra di esso. Inizialmente occorre distinguere tra un terreno omogeneo e uno eterogeneo, quest’ultimo solitamente più ricorrente in zone collinari e montuose. Ulteriore ed importante caratteristica è la resistenza del terreno, che può risultare non sufficiente a sopportare l’incremento di carichi avvenuto durante la vita della costruzioni;

b) alle fondazioni localmente sottodimensionate sui suoli omogenei, è il caso ad esempio dei corpi aggiunti alla struttura originaria;

c) alla variazione della posizione della falda acquifera dettata talvolta dal consolidamento e/o rigonfiamento del terreno;

c) allo spostamento del terreno in prossimità dell’edificio, basti pensare, ad esempio, ad uno scavo fatto in prossimità di una costruzione o ad un movimento del versante su cui è impostata la costruzione. In quest’ultimo caso ritorna alla mente quanto accade durante i movimenti gravitativi o tellurici, in cui si assiste ad un movimento relativo tra costruzione e terreno sottostante che talvolta può corrispondere allo scalzamento al piede dell’edificio.

Pertanto le cause possono essere o meno indotte da fenomeni esterni o naturali quali frane, terremoti o consolidamenti del terreno o antropici, quali ad esempio lo sbancamento in prossimità della costruzione che perturbo lo stato di equilibrio, provocando quindi dei movimenti verso valle, nonchè forti vibrazioni indotte, ad esempio da mezzi ad alta velocità passanti in prossimità della costruzione.

I cedimenti differenziali delle fondazioni sono spesso messi in evidenza da lesioni inclinate (indicativamente di 45°) che interessano sia le pareti portanti sia le tramezze. In presenza di aperture, quali finestre o porte, lo stato fessurativo il più delle volte trova la sua origine in corrispondenza dei loro angoli a causa della concentrazione delle sollecitazioni di trazione che insistono perpendicolarmente alla direzione della frattura. L’orientamento di quest’ultima consente di comprendere se il cedimento interessa la parte o centrale o di estremità della costruzione.

La stretta correlazione tra cedimento della fondazione e apertura della fessura consente la misurazione e quindi il monitoraggio della progressione del fenomeno nel tempo. Velocità decrescenti possono indicare assestamenti in corso, che però possono essere anche temporanei per poi riattivarsi nuovamente a seguito di eventi perturbatori, quali piogge o vibrazioni (ad esempio terremoti).

Si osserva che il monitoraggio dello stato fessurativo deve avvenire su intervalli temporali abbastanza lunghi: nella stagione invernale si ha un aumento dell’apertura della fessura, mentre in estate si assiste ad una chiusura della stessa.

Cedimento della parete per instabilità locale del pendio (Giuriani E., “Consolidamento degli edifici storici”, UTET, 2012).

Frana in località Cavallerizzo, Comune di Cerzeto (Cosenza), Regione Calabria, 7 marzo 2005 (Progetto IFFI, Workshop 2007)

Più preoccupanti sono le lesioni presenti sui prospetti appartenenti a costruzioni poste su terreni inclinati: le fessure inclinate corrispondono allo spostamento a valle della parete, che potrebbe essere interessata da un cedimento della fondazione per instabilità del terreno sottostante. In questo caso oltre al monitoraggio è opportuno, nei casi più gravi, intervenire attraverso opere provvisionali coadiuvati da un parere geotecnico specifico.


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Le frane principali in Italia dal 1987 al 2000, dal 2001 al 2013 e nel 2014


Riferimenti Editoriali


Il rischio idrogeologico in Italia

Guida pratica – Cause del dissesto – Strumenti e tipologie di intervento

Il volume affronta in termini pratici ed essenziali il tema del dissesto idrogeologico, tenendo conto dell’evoluzione della normativa, delle cause che possono generare il dissesto azioni antropiche incontrollate, inefficiente o inadeguata pianificazione territoriale, cattiva manutenzione del territorio -, delle misure di salvaguardia, prevenzione e strutturali necessarie al fine di limitare il problema.

Il volume presenta in modo semplice e chiaro quali sono i passi utili per rispettare l’ambiente, sia come cittadini sia come collettività: l’autrice fornisce un excursus degli eventi alluvionali e franosi che hanno interessato la nostra Penisola e descrive gli interventi utili alla salvaguardia dell’ambiente e della collettività.

Autore:   •   Editore: Wolters Kluwer Italia   •   Anno:

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L’autore


Sara Frumento

Ingegnere civile strutturista e Dottore di Ricerca in Ingegneria Strutturale e Geotecnica presso l’Università degli Studi di Genova con la tesi “Identificazione dei parametri di risposta a taglio di pannelli murari attraverso la prova di compressione diagonale“.  Dopo il dottorato ha collaborato con la Fondazione Eucentre di Pavia nell’area di ricerca “Muratura e Monumenti“.  È stata coautrice dei seguenti volumi “Analisi sismica delle strutture murarie” e “Interpretation of experimental shear test of clay brick masonry walls and evaluation of q-factor for seismic design“. Oggi esercita la libera professione ed è iscritta all’Albo degli Ingegneri di Savona.

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