Fondazioni e sottofondazioni

 

Anche progettare un sistema di fondazioni è un lavoro di squadra. La prima fase necessaria è definire fra ingegneri e geologo la campagna di diagnostica dei terreni, la quale, molto spesso, necessita anche di pozzetti di scavo esplorativi o di preliminare valutazione dei rischi archeologici. La diagnostica dei terreni si esegue tipicamente con infissione di massa battente a parametri fisici controllati, da cui si ricavano i dati di resistenza del terreno all'avanzamento della punta. Occorre quindi una attendibile mappatura dei sottoservizi (linee fognarie, di acquedotto, linee elettriche pubbliche e private, linee telefoniche e fibra, linee gas, ecc.) in modo da avere ragionevole certezza di non causare danni durante le perforazioni.

Vengono anche eseguiti, per interventi di maggiore importanza, sondaggi geognostici che consentono di estrarre carote del terreno fino alle profondità da indagare: i prelievi vengono osservati dal punto di vista qualitativo e poi inviati in laboratorio, e i dati vengono confrontati con quelli di tipo indiretto ricavati dalle penetrometrie. 

Poi vengono effettuate prove di caratterizzazione dinamica dei terreni mediante prove dette MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves), indagine geofisica non invasiva che serve a determinare il profilo di velocità delle onde di taglio verticali del sottosuolo. Permette di calcolare la rigidità del terreno e di definire la categoria di sottosuolo per le norme antisismiche, generalmente fino a 30 metri di profondità. Per la determinazione della profondità di falda e delle sue oscillazioni, si installa almeno un piezometro.

Tutto l'insieme delle prove deve essere in grado di determinare i parametri meccanici del terreno secondo la profondità, in modo da valutare, in accordo fra il geologo e l'ingegnere, la più vantaggiosa scelta in merito alla profondità del piano di appoggio delle fondazioni. Una volta stabilita una ipotesi sul punto, il modello strutturale è in grado di valutare uno degli aspetti più delicati nella progettazione strutturale, ovvero l'interazione fra terreno e struttura. Benchè ci siano complesse valutazioni da svolgere di tipo numerico, in sintesi possiamo dire che occorre innanzitutto limitare i cedimenti a lungo termine (soprattutto per costruzioni da realizzare in aderenza a pre-esistenze) e accertarsi che i cedimenti differenziali siano i più contenuti possibile, in modo da evitare che una parte della fondazione abbia cedimenti maggiori di un'altra, evento che può causare una modifica del funzionamento del sistema strutturale e nei casi più gravi innescare una serie di danneggiamenti su tutte le opere portate (murature, pavimentazioni, linee di impianto, ecc.)

Definito il piano di posa, sono note le reazioni che il suolo trasmette a plinti, travi rovesce, platee, eccetera, e quindi possono essere dimensionate le opere di fondazione vere e proprie, individuando il tipo di calcestruzzo da impiegare, la geometria delle armature, i quantitativi di calcestruzzo, acciaio, casserature che, trasmessi nel modello BIM, confluiscono nella computazione analitica delle opere.

Le travi, i plinti e tutti gli elementi di fondazione devono poi essere disegnati uno per uno, con tutte le indicazioni necessarie alla realizzazione dell'opera. Qui sotto un esempio dei circa 70 disegni esecutivi relativi all'edificio di cui più sopra abbiamo riportato la pianta generale delle fondazioni.

La produzione degli esecutivi è svolta internamente al software di calcolo, che produce quindi le verifiche per ciascun elemento (di norma, per ogni trave, vengono verificate 25 sezioni lungo il suo asse, ciascuna di queste per varie combinazioni di carico e diversi stati limite, in relazione alla tipologia e all'importanza dell'opera. Ai fini delle verifiche di durabilità, sulle fondazioni vengono effettuate anche stringenti verifiche per evitare microfessurazioni che possano indurre una minore protezione delle armature dalla corrosione.

Le verifiche in fase di cantiere dovranno accertare che la qualità del suolo corrisponda a quanto atteso: nel caso, la DL di concerto con il Geologo dispone locali interventi di risanamento del piano di posa mediante compattazione a mezzo di rullo pesante o asportazione di materiale sciolto e bonifica locale.