{"id":1475,"date":"2021-04-21T21:07:40","date_gmt":"2021-04-21T19:07:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.chiarellimassimo.it\/?p=1475"},"modified":"2021-04-22T11:13:29","modified_gmt":"2021-04-22T09:13:29","slug":"cedimenti-differenziali-del-terreno-di-fondazione-e-danni-agli-edifici","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.chiarellimassimo.it\/index.php\/2021\/04\/21\/cedimenti-differenziali-del-terreno-di-fondazione-e-danni-agli-edifici\/","title":{"rendered":"Cedimenti differenziali del terreno di fondazione e danni agli edifici"},"content":{"rendered":"\n

INGENIO web” del 21 Aprile 202<\/strong><\/em>1, Imready Srl – RSM<\/strong> –<\/em><\/p>\n\n\n\n

M.Chiarelli – Cedimenti differenziali del terreno di fondazione e danni agli edifici<\/a> <\/p>\n\n\n\n

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Download<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Lo svilupparsi di insufficienze fondazionali di vario genere, legate soprattutto al manifestarsi di cedimenti verticali delle opere di fondazione degli edifici, culminano in taluni casi in crolli parziali e\/o totali dei manufatti.<\/p>\n\n\n\n

La lettura delle sintomatologie in situ, ed in particolare del quadro fessurativo, \u00e8 il primo passo per predisporre interventi di consolidamento adeguati, ricorrendo alla tecnica pi\u00f9 rispondente, al fine di rendere l\u2019intervento minimamente invasivo e duraturo.<\/p>\n\n\n\n

Danni connessi al comportamento del sottosuolo <\/h4>\n\n\n\n

\u00c8 un dato di fatto che in Italia cresce pi\u00f9 il cemento che la popolazione. Sono i dati ISPRA che ci danno la dimensione di questo fenomeno che avanza nel nostro paese al ritmo di 2 metri quadrati al secondo. Conseguenza diretta di ci\u00f2 \u00e8 l\u2019edificazione in aree un tempo considerate periferiche e\/o a rischio idrogeologico e sismico ma anche in terreni con scarse qualit\u00e0 meccaniche e, molto spesso con la presenza di acqua di falda superficiale.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 proprio la costruzione di opere in terreni sempre pi\u00f9 scadenti ha portato alla necessit\u00e0 di prevenire tutta una serie di problematiche che si possono verificare nella realizzazione di opere di ingegneria civile e che, se tralasciati, arrecherebbero dissesti e danni importanti alle strutture delle opere che su di esso sorgono. <\/p>\n\n\n\n

Dette problematiche riguardano essenzialmente la previsione ed il controllo dei cedimenti delle fondazioni<\/strong> che dipendono in primo luogo dal tipo di terreno<\/strong>, impermeabile o drenante, incoerente o coesivo, caratterizzato o meno dalla presenza della falda e da innumerevoli altri fattori che influiscono sui parametri geotecnici e sulla resistenza al taglio del sottofondo.<\/p>\n\n\n\n

Soprattutto in presenza di terreni di tipo argilloso<\/strong>, dal comportamento variabile nel breve e nel lungo periodo, sensibili alla presenza d\u2019acqua, accade che gli abbassamenti differenziali nel corso del tempo avvengano per steps successivi, anche in relazione ad eventi, o lavori, che si svolgono nelle aree limitrofe ai manufatti. Diretta conseguenza dell\u2019abbassamento gravitativo delle fondazioni di un edificio, sono le lesioni e deformazioni<\/strong> che si possono propagare anche alle strutture murarie fuori terra.<\/p>\n\n\n\n

Le tipiche fessure strutturali di un edificio per cedimento delle fondazioni hanno andamenti obliqui, tendenzialmente a 45\u00b0, con aperture che si ampliano verso il bass<\/strong><\/em>o<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Cedimenti indotti dall\u2019oscillazione del livello di falda<\/h4>\n\n\n\n

Nei terreni caratterizzati da elevata permeabilit\u00e0<\/strong> (esempio: strati sabbiosi con ghiaia mediamente addensate) le fluttuazioni del livello di falda eventualmente presente oppure di un alto gradiente idraulico che si pu\u00f2 creare per edifici in prossimit\u00e0 di canali, nei depositi alluvionali lungo i corsi dei fiumi, specchi d\u2019acqua o fasce costiere, sono spesso causa di \u201cscavernamenti<\/strong>\u201d all\u2019interno dello strato sabbioso (con trasporto di materiale fine), i quali si ripercuotono sugli strati pi\u00f9 superficiali ingenerando dei cedimenti che potrebbero anche manifestarsi con basculamenti del terreno al di sotto delle fondazioni stesse. Nei terreni coerenti<\/strong>, l\u2019abbassamento della falda provoca cedimenti mai compensati integralmente dai rigonfiamenti che questi materiali argillosi subiscono<\/strong>, quando il livello dell\u2019acqua cresce nuovamente.<\/p>\n\n\n\n

Costituiscono fonte di lesioni anche inopportuni innalzamenti della falda in costruzioni con fondazioni a platea e piani interrati<\/strong> a causa della notevole spinta di Archimede che queste strutture subiscono verso l\u2019alto. Spesso le alluvioni lasciano pavimenti lesionati al centro delle stanze per fenomeni di rigonfiamento che si evidenziano soprattutto, quando l\u2019acqua che aveva invaso i piani terra e\/o interrati lascia le abitazioni precedentemente invase. Mancando la \u201czavorra\u201d, direttamente presente sui pavimenti, ma essendo ancora presente nel sottosuolo si crea una pressione dal basso verso l\u2019alto che pu\u00f2 raggiungere spesso anche carichi superiori ad una tonnellata al metro quadrato. <\/p>\n\n\n\n

Classificazione dei cedimenti<\/h4>\n\n\n\n

Quando si parla di cedimenti<\/strong> \u00e8 opportuno specificare l\u2019intervallo temporale in cui questi si esplicano<\/strong>. Essi infatti possono manifestarsi sia in fase costruttiva che nel corso della vita utile dell\u2019edificio con un andamento pi\u00f9 o meno regolare tra porzioni costruite dello stesso manufatto.<\/p>\n\n\n\n

Si pu\u00f2 allora parlare di:<\/p>\n\n\n\n

1. Cedimenti a lungo termine<\/strong>: intendendo con \u201clungo termine\u201d un intervallo temporale pari alla vita utile dell\u2019edificio; la tipologia di cedimenti che si possono manifestare in questo caso, \u00e8 quella differenziale<\/strong><\/em>; <\/p>\n\n\n\n

2. Cedimenti a breve termine<\/strong>: gi\u00e0 in fase costruttiva si possono manifestare i primi spostamenti della base d\u2019imposta delle fondazioni, dovuti ad una parziale consolidazione degli strati, causata dalla lenta applicazione dei carichi. Non si perviene in tale modo alla crisi del terreno per rottura dello stesso, ma si possono avere anche in questo caso cedimenti non trascurabili che, specie negli edifici in muratura, producono una fessurazione della muratura stessa. Il verificarsi di questi primi spostamenti pu\u00f2 tuttavia assicurare una loro diminuzione nel corso della vita utile dell\u2019edificio.<\/p>\n\n\n\n

Diagnosi e interpretazione delle forme del dissesto<\/h4>\n\n\n\n

Il primo segnale evidente a cui occorre prestare particolare attenzione \u00e8 la presenza di crepe sui muri,<\/strong> sotto le armature dei solai e nei pavimenti<\/strong>. Spesso accade anche che porte e finestre non si aprono pi\u00f9 con la stessa facilit\u00e0 di un tempo e pavimenti o marciapiedi adiacenti all\u2019edificio si avvallano o rigonfiano <\/strong>a seconda dei movimenti del terreno sottostante. Si deve individuare la zona ceduta della fondazione, a seguito dell\u2019analisi delle lesioni visibili nelle strutture in elevazione. L\u2019analisi del quadro fessurativo e deformativo deve individuare la natura del dissesto statico e valutarne la gravit\u00e0 in modo da determinare l\u2019eventuale urgenza dell\u2019intervento stando sempre ben attenti a cogliere i degradi strutturali probanti.<\/p>\n\n\n\n

\"Tipiche<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Figura 1-Tipiche fessurazioni in una struttura intelaiata in c.a. a seguito di un cedimento verticale in fondazione<\/em><\/p>\n\n\n\n

Le lesioni<\/strong> in un edificio compaiono, quando la struttura fondale non \u00e8 sufficientemente rigida<\/strong> per assorbire la differenza degli assestamenti del terreno su cui insiste.<\/p>\n\n\n\n

D\u2019altro canto, esiste in Italia uno dei patrimoni storici immobiliari pi\u00f9 prezioso ed antico al mondo che occorre tutelare e conservare per renderlo fruibile anche a chi verr\u00e0 dopo di noi: stiamo parlando degli edifici storici di cui \u00e8 ricolmo il nostro paese e che ogni anno attraggono visitatori da tutto il mondo. Questi edifici essendo realizzati in muratura<\/strong> necessitano di interventi mirati e spesso molto impegnativi per tutelarne la loro bellezza.<\/p>\n\n\n\n

Proprio in questi edifici i tipici dissesti legati ai cedimenti sono ben leggibili e riconoscibili nei quadri fessurativi in facciata<\/strong> e possono essere raggruppati in tre principali categorie:<\/p>\n\n\n\n

1) lesioni \u201cad arco\u201d all\u2019interno della muratura<\/strong> che si innescano in maniera preferenziale in corrispondenza delle aperture per raggiungimento della resistenza a trazione massima della muratura. Tale comportamento \u00e8 riconducibile a quello di una trave in semplice appoggio con freccia massima in mezzeria. Questo tipo di cedimento differenziale \u00e8 sicuramente il pi\u00f9 pericoloso per provoca una distorsione angolare \u03b2, data dal rapporto \u03b4\/L tra il cedimento differenziale tra due punti e la loro distanza. Per edifici in muratura tale valore deve essere inferiore a 1\/600.<\/p>\n\n\n\n

2) lesione a taglio delle pareti derivante dal cedimento differenziale<\/strong> che interessa in maniera differente le fondazioni su cui sono realizzati sia i muri di facciata esterni che interni. <\/p>\n\n\n\n

\u00c8 possibile inoltre, fare un\u2019ulteriore distinzione in termini di direzione<\/em>; i cedimenti possono essere infatti:<\/p>\n\n\n\n

\u2022 Cedimenti orizzontali<\/strong>. In questo caso il moto del terreno si trasmette per attrito alla struttura di fondazione imponendo una forza F che pu\u00f2 avere componenti trasversali, complanari o oblique rispetto al piano della muratura, provocando cinematismi pi\u00f9 o meno dannosi in termini di lesioni e dissesti (Figura 2). La componente Fx esercita uno sforzo normale di trazione pari a N=Fx e un momento My=Fx*b. La componente Fy impone invece uno sforzo di taglio pari a Ty=Fy, un momento flettente Mx= Fya ed un momento torcente pari a Mx= Fy*b. La tipologia fessurativa associata a sforzi tenso-flessionali di questo tipo, si sviluppa dal basso verso l\u2019alto provocando la formazione di due paramenti distinti in movimento reciproco ma comunque complanari; qualora invece siano prevalenti le componenti di torsione e taglio, la lesione sar\u00e0 inclinata con uno spostamento reciproco su piani diversi.<\/p>\n\n\n\n

\"Lesione<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Figura 2 – Lesione di un paramento murario di fondazione sollecitato nel piano. Da Cucco F., Statica e consolidamento degli edifici storici, Grafill, Palermo, 2008.<\/em><\/p>\n\n\n\n

\u2022 Cedimenti verticali<\/strong>. I cedimenti verticali possono invece riguardare porzioni diverse del paramento murario; se interessano una zona intermedia, la parte afflitta da cedimento resta sospesa rispetto allo spostamento del terreno, presentando un vincolo di incastro fisso agli estremi della porzione interessata; se interessa invece una zona marginale si origina un comportamento a mensola. La parte isolata tende a cedere sviluppando lesioni paraboliche ad arco mentre, nel secondo caso, fessurazioni di dimensioni limitate oblique. Nel caso di cedimento verticale terminale (Figura 3), il peso del cuneo isolato F, provoca un taglio Tz=F e un momento flettente My=F*a. La rottura del paramento pu\u00f2 manifestarsi alternativamente con una lesione inclinata a taglio o una verticale provocata dallo sforzo di flessione a momento.<\/p>\n\n\n\n

\"Schematizzazione<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Figura 3- Schematizzazione dei cedimenti verticali (zona intermedia o terminale). Da Cucco F., Statica e consolidamento degli edifici storici, Grafill, Palermo, 2008.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Parlando di cedimenti verticali<\/strong> \u00e8 opportuno considerare inoltre, che essi possono occorrere anche per il moto rigido reciproco di due edifici contigui interessati da variazioni differenziali dello stato tensionale del sedime di pertinenza<\/strong>. L\u2019interfaccia sar\u00e0 caratterizzata da sforzi di compressione dovuti al peso del paramento e sforzi tangenziali dovuti alla traslazione, che si esplicheranno con fratture a 45\u00b0 nella parte centrale e verticali alle estremit\u00e0. Di solito questo fenomeno \u00e8 riscontrabile soprattutto tra edifici appartenenti ad epoche di costruzione diverse, il cui sottosuolo \u00e8 interessato di conseguenza da fenomeni di consolidamento in momenti successivi.<\/p>\n\n\n\n

\"Lesione<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Figura 4 – Lesione per traslazione verticale. Da Pisani M.A., Consolidamento delle strutture: guida ai criteri, ai materiali e alle tecniche pi\u00f9 utilizzati, Hoepli, Milano, 2008.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Cedimenti indotti da scavi in sotterraneo<\/h4>\n\n\n\n

In special modo in ambito urbano, la realizzazione di opere in sotterraneo come possono essere le infrastrutture di trasporto, possono presentare diverse problematiche relativamente all\u2019interazione tra l\u2019opera in costruzione e le infrastrutture adiacenti e\/o sovrastanti. Infatti, l\u2019effetto si risente al livello del piano campagna in modo tanto pi\u00f9 sensibile quanto pi\u00f9 superficiali sono le gallerie<\/strong> stesse: lo scavo e le modalit\u00e0 con cui questo viene effettuato producono uno sviluppo di cedimenti che si propagano anche a grandi distanze e possono avere un impatto a volte perfino catastrofico con l\u2019ambiente urbano.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 5 – Danni su edifici a seguito dei cedimenti avvenuti durante la costruzione della metropolitana di Palermo.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La valutazione dell’impatto della realizzazione di gallerie metropolitane sulle strutture e\/o reti di servizi sovrastanti rappresenta, quindi, un passo cruciale del percorso progettuale, in particolare nelle aree caoticamente urbanizzate ed intensamente antropizzate. Conseguentemente, risulta di fondamentale importanza la valutazione dei potenziali danni indotti, in modo da prevedere con una mirata azione di monitoraggio, adeguati interventi di mitigazione e salvaguardia. Infatti, \u00e8 oggi possibile ricorrere a soluzioni innovative offerte dallo sviluppo delle tecniche di miglioramento e rinforzo dei terreni in termini di caratteristiche meccaniche: stiamo parlando del preconsolidamento. Il controllo degli effetti indotti dallo scavo di gallerie in ambiente urbano, quindi, \u00e8 di estrema importanza ed attualit\u00e0. Per la realizzazione di reti di trasporto metropolitano, spesso il principale requisito di progetto \u00e8 quello di ridurre al minimo gli effetti sulle strutture limitrofe specialmente se ad essere interessato potrebbe essere il patrimonio storico e artistico ovvero, gli splendidi centri storici delle nostre citt\u00e0. La valutazione degli effetti sulle strutture \u00e8 cosa non semplice e scaturisce da analisi di carattere multidisciplinare che richiedono l’interazione tra competenze proprie non solo dell’ingegneria geotecnica e strutturale, ma anche dell’archeologia, dell’architettura, del restauro e della conservazione dei beni monumentali.<\/p>\n\n\n\n

Modalit\u00e0 generali di intervento<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Le modalit\u00e0 di intervento dipendono strettamente dalle cause che hanno prodotto il cedimento di fondazione. Se le cause che hanno prodotto il dissesto sono, invece, attribuibili ad errori nel dimensionamento dei plinti o travi di fondazione e\/o a scavi o costruzioni realizzati in adiacenza alla costruzione interessata dal cedimento che hanno determinato il raggiungimento di una nuova situazione di equilibrio (sebbene con una configurazione fessurata degli elementi strutturali ed accessori), si potr\u00e0 procedere al solo risanamento del quadro fessurativo. A questo scopo si potranno effettuare sigillature delle lesioni degli elementi strutturali in c.a. mediante iniezioni con sistemi epossidici. Per le fessure sugli intonaci si potr\u00e0 ricorrere alla realizzazione di una rasatura armata con rete in fibra di vetro che verr\u00e0 successivamente tinteggiata.In generale per edifici in muratura diverse sono le tipologie di interventi che variano, come gi\u00e0 detto, in funzione delle cause che hanno prodotto i dissesti. Riportiamo a seguire con delle schematizzazioni o immagini, alcune tipologie di interventi che \u00e8 possibile eseguire o che sono stati eseguiti per il ripristino di alcuni danni.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 6 \u2013 Valori ammissibili cedimenti sulle strutture.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Figura 7 \u2013 Schematizzazione di alcuni interventi eseguiti sulle fondazioni in muratura.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Bibliografia<\/strong>
[1]. <\/strong>M. Chiarelli \u2013 \u201cL\u2019Arte del costruire gallerie\u201d \u2013 Editrice | Uni Service, Trento, 2009.
[2]. <\/strong>M. Chiarelli \u2013 \u201cAnalisi dei cedimenti per gallerie a doppia canna\u201d – \u201cStrade & Autostrade\u201d n\u00b0125, EDI-CEM Srl, Milano.
[3]. <\/strong>M. Chiarelli \u2013 \u201cLe vibrazioni degli edifici indotte dalle ferrovie sotterranee\u201d – \u201cStrade & Autostrade\u201d n\u00b044, EDI-CEM Srl, Milano.
[4].<\/strong> L. Coppola \u2013 \u201cI dissesti strutturali e da sisma delle opere in calcestruzzo armato\u201d – Universit\u00e0 degli Studi di Bergamo Facolt\u00e0 di Ingegneria. <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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