Come si progettano le fondazioni: alcuni esempi pratici

Graziella Campagna - Ingegnere - Servizio di Assistenza Tecnica Logical Soft 26/10/2018 4353

Gli edifici sono un sistema armonico di elementi strutturali che concorrono a un obiettivo comune: garantire stabilità all'opera. La fondazione è certamente la componente più delicata e complessa della costruzione poiché, nel suo ruolo di trasferimento dei carichi dalla struttura al terreno sottostante, interagisce con elementi estremamente eterogenei ed imprevedibili. A causa della variabilità dei suoli e dell'incertezza nella stima delle loro proprietà, il dimensionamento delle fondazioni richiede elevate capacità di sintesi tra conoscenze tecniche ed esperienza.

In primo luogo occorre fare affidamento su una profonda conoscenza delle discipline geotecniche: solo così il professionista sarà in grado di valutare soluzioni progettuali consolidate e nello stesso tempo affrontare situazioni inusuali e particolari.
D'altra parte ogni scelta ed ogni risultato ottenuto devono essere vagliate dall'esperienza o dal confronto con ciò che è stato fatto in situazioni simili (esperienza altrui) per essere considerato affidabile ed ammissibile.

La conoscenza geotecnica alla base del dimensionamento delle fondazioni

Questo focus offre un quadro sintetico delle conoscenze geotecniche necessarie a dimensionare le fondazioni e degli strumenti indispensabili per valutare l'affidabilità dei risultati ottenuti. Questi i temi trattati: 

  • Come scegliere il tipo di fondazione?
  • Requisiti per il progetto delle fondazioni
  • Verifiche di capacità portante
  • Stima dei cedimenti
  • Criteri di ammissibilità dei cedimenti. 

Tutti gli aspetti teorici trattati sono affiancati da esempi pratici di edifici tridimensionale modellati e calcolati con i Moduli CEMENTO ARMATO e MURATURE di TRAVILOG.  

Come scegliere il tipo di fondazione?

Il compito delle fondazioni è quello di trasferire al sottosuolo i carichi derivanti dal peso proprio e dalle azioni applicate alla sovrastruttura; considerando le modalità di trasferimento del carico al terreno d'appoggio si distinguono due tipologie di fondazioni:

  • fondazioni dirette o superficiali se il carico è interamente trasmesso al terreno con la pressione sul piano di appoggio della fondazione stessa. Il piano di posa si trova in superficie o comunque a limitate profondità da piano campagna;
  • fondazioni indirette o profonde se il carico è trasmesso al terreno a considerevoli profondità dal piano campagna sia con la pressione sotto il piano di appoggio che per attrito lungo il fusto.

Con riferimento a quanto proposto da Terzaghi, è possibile distinguere le tipologie di fondazione in base al rapporto D/B, indicando con B la larghezza della fondazione e con D la sua profondità: 

fondazioni superficiali:

   per D/B < 4

fondazioni semi-profonde:

   per 4 ≤ D/B ≤ 10

fondazioni profonde:

   per D/B > 10

Fondazioni superficiali

Le fondazioni superficiali vengono utilizzate in presenza di terreni con buone caratteristiche meccaniche di resistenza e deformabilità a profondità modeste daL piano campagna; tra queste rientrano le fondazioni isolate (i plinti) e le fondazioni continue (travi rovesce e platee).

plinti sono generalmente impiegati per la realizzazione di strutture a telaio (in c.a. o acciaio) per sollecitazioni modeste e terreni di buone caratteristiche geotecniche. Sono elementi puntuali e costituiscono un allargamento alla base dei pilastri; tra i criteri progettuali previsti dalle norme tecniche in zona sismica rientra l'obbligo di collegare i plinti con un reticolo di travi e cordoli al fine di assicurare un comportamento uniforme della struttura evitando significativi cedimenti differenziali. 

Le travi rovesce sono utilizzate quando è necessario disporre di una superficie di appoggio più ampia o se il terreno presenta notevoli disuniformità di resistenza da punto a punto (con conseguente pericolo di deformazioni differenziali).

La platea è impiegata quando occorre trasferire carichi elevati su terreni con scadenti caratteristiche di portanza oppure nei casi in cui non è possibile realizzare fondazioni profonde.

Fondazioni semiprofonde

Le fondazioni semi-profonde sono realizzate mediante uno scavo fino al raggiungimento dello strato resistente profondo; successivamente lo scavo viene riempito con materiale costipato o con conglomerato cementizio a basso tenore di cemento, così da realizzare dei piloni murari su cui poggiare la costruzione. 
Appartengono a questa categoria le fondazioni a pozzo o cassone e sono generalmente utilizzate in zone dove vi è presenza di acqua.

Fondazioni profonde

Sono fondazioni profonde i pali di fondazione: elementi strutturali in grado di trasferire il carico, applicato alla loro sommità, agli strati di terreno più profondi e in generale più resistenti. I motivi per cui si ricorre al loro impiego possono essere molteplici: impossibilità di realizzare fondazioni superficiali a causa delle scadenti caratteristiche meccaniche del terreno; necessità di limitare i cedimenti o assorbire sollecitazioni orizzontali; necessità di riportare i carichi a profondità che non siano interessate da fenomeni di erosione o di eseguire rinforzi di strutture esistenti mediante sottofondazioni.

Approfondiamo nel focus la trattazione di fondazioni superficiali a travi rovesce e a platea modellate e calcolate con TRAVILOG

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modellazione delle fondazioni con travilog