La necessitàdi intervenire sulle fondazioni di costruzioni esistenti può essere dettata da diversi fattori tra i quali si citano a titolo di esempio:
1) L'adeguamento per nuova destinazione d'uso o per un significativo aumento dei carichi di progetto rispetto a quelli originari;
2) Il rinforzo legato alla necessità di contrastare l'evoluzione di fenomeni in atto che possano comportare una perdita di funzionalità della struttura o, nei casi più estremi, il suo collasso.
La prima situazione si presenta ad esempio nei casi in cui siano previsti interventi di ampliamento della struttura e/o nuove esigenze funzionali che comportino un aumento dei carichi agenti.
Altro esempio significativo è costituito dalla necessità di adeguare la struttura a prescrizioni normative sulle verifiche e/o sulle azioni di progetto più onerose rispetto a quelle del passato, come avviene per esempio nel caso delle azioni e delle relative verifiche sismiche la cui entità è stata recentemente modificata in modo significativo attraverso le nuove norme tecniche sulle costruzioni (NTC08 2008).
Per quanto riguarda invece gli interventi di rinforzo sul sistema sottosuolo/fondazione, gli esempi più comuni sono legati all'evoluzione di cedimenti in fondazione, a variazioni di condizioni al contorno (e.g. interventi in adiacenza al costruito; effetti del traffico veicolare; variazioni delle piezometrie; erosione) e/o al degrado delle caratteristiche geotecniche/ strutturali del sistema fondazione/terreno (e.g. movimenti franosi; cavità sotterranee; corrosione di inclusioni e rinforzi; invecchiamento delle murature; cedimenti di consolidazione e/o viscosi nel tempo).
Gli interventi di miglioramento del comportamento meccanico dei terreni e/o di rinforzo degli stessi possono essere ulteriormente suddivisi in interventi di tipo strettamente conservativo, che mirano semplicemente al mantenimento dello stato di fatto ed ad evitare ulteriori evoluzioni dei fenomeni deformativi in atto, incrementando eventualmente le condizioni di sicurezza nei confronti degli stati limite ultimi, ed interventi di ripristino e recupero vero e proprio che si propongono di ridurre il quadro deformativo e fessurativo in essere, attraverso stati di coazione indotti e/o l'attivazione di cinematismi di reversibilità in grado di recuperare condizioni di funzionalità e sicurezza in generale già ampiamente compromesse prima dell'esecuzione degli interventi.
In relazione agli interventi di adeguamento e di conservazione dello stato di fatto funzionale con eventuale incremento dei fattori di sicurezza nei confronti degli stati limite ultimi si rimanda per brevitàa quanto riportato nella letteratura specializzata e sintetizzato da Burghignoli (1996), Evangelista (1996) e Manassero e Mascardi (2004).
Per quanto riguarda il rinforzo, recupero e ripristino di edifici e relative fondazioni che hanno subito cedimenti assoluti e differenziali rilevanti, vale certamente la pena di citare alcune tecnologie nell'ambito delle quali il recente contributo Italiano èstato senza dubbio molto significativo sia a livello di proposte tecnologiche che a livello di esempi applicativi di estrema delicatezza e di notevole interesse.
In particolare, per questi ultimi, vale semplicemente la pena di citare l'intervento di sot-toescavazione per la stabilizzazione ed il parziale recupero della pendenza della Torre di Pisa (Burghignoli et al., 2007) e gli interventi di "compensation grouting" per lo scavo di alcune gallerie del sistema alta velocitàferroviaria in corrispondenza dei nodi di Bologna, Firenze.
Tra gli interventi di "consolidamento" degli edifici che hanno subito danni per cedimenti differenziali, si va sempre più diffondendo l'uso di resine espandenti, iniettate sotto il piano di fondazione, che, incrementando il loro volume, producono un sollevamento del terreno di fondazione, riducendo l'apertura delle lesioni nelle strutture in elevazione oltre ad un consolidamento/addensamento del terreno.
Il tempo di reazione delle resine attualmente in commercio èmolto rapido; ciò consente il confinamento della resina in un intorno massimo di circa 2.00 m dal punto di iniezione e la precisa localizzazione del volume di terreno trattato, oltre a tempi di lavorazione estremamente brevi.
Al fine di superare gli attuali approcci di dimensionamento sostanzialmente di tipo osservazionale ed empirico, procedure progettuali più moderne ed aggiornate per il dimensionamento delle iniezioni con resine espandenti dovrebbero fare sostanzialmente riferimento ai tre diversi approcci di seguito sintetizzati:
A. L'espansione della resina a seguito della sua introduzione nel sottosuolo provoca l'espansione di cavità di forma irregolare che possono essere assimilate in prima approssimazione a cavità sferiche o cilindriche a seconda delle localizzazioni e delle modalità di esecuzione delle iniezioni.
L'effetto sul terreno circostante è quello di un incremento dei due parametri di stato di riferimento di un qualsiasi mezzo parcellare (i.e. la densitàe lo stato tensionale di confinamento) con conseguente miglioramento delle caratteristiche di rigidezza e resistenza di un volume significativo di sottosuolo al di sotto delle fondazioni della struttura danneggiata.
Questo tipo di approccio progettuale può essere del tutto assimilabile a quelli adottati per gli interventi con iniezioni compattanti (compaction grouting) realizzate mediante immissione in pressione nel sottosuolo di conglomerati cementizi di elevata viscosità e basso contenuto d'acqua.
B. Con particolare riferimento al caso di trattamenti colonnari, le iniezioni con resine espandenti possono essere assimilate ad un intervento di sottofondazione mediante in clusioni verticali o sub-verticali in grado di sopportare direttamente e almeno parte i carichi verticali trasmessi dalla sovrastruttura e dalla sua fondazione.
In questo caso il trattamento, dal punto di vista dello schema statico concettuale per il dimensionamento, può essere assimilato ai trattamento collonnari con jet-grouting o soil-mixing o al limite ai pali o micropali utilizzati come riduttori dei cedimenti.
C. Nel caso in cui il trattamento di iniezione con resine espandenti sia concepito anche allo scopo di ottenere un parziale sollevamento dell'edificio ammalorato al fine di ridurne ì cedimenti totali e/o differenziali che ne pregiudicano la funzionalità, è necessario modellare gli effetti del trattamento stesso mediante approcci numerici in grado di simulare le deformazioni indotte nel sottosuolo e gli spostamenti delle relative fondazioni con
riferimento a geometrie complesse di tipo piano o addirittura tridimensionale.
Testo tratto da GeoACTION, il nuovo house organ di Uretek
Per ulteriori informazioni
www.uretek.it
* Professore Ordinario di Ingegneria Geotecnica del Politecnico di Torino
Dipartimento di Ingegneria del Territorio, dell’Ambiente e delle Geotecnologie.
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