La struttura di fondazione

LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
La struttura di fondazione:
 deve resistere alle sollecitazioni
della struttura in elevazione;
 funge da collegamento statico tra l’edificio
ed il suolo, trasmettendo a terra le
sollecitazioni dovute ai carichi incidenti.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
IL TERRENO DI FONDAZIONE
In base alla capacità portante, i terreni di fondazione possono dirsi:
• BUONI
capacità portante > 2 Kg/cm²
• MEDIOCRI
capacità portante 1,2 ÷ 2 Kg/cm²
• MODESTI
capacità portante <1,2 Kg/cm²
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
rocce dure
20÷150Kg/cm²
ghiaia
compatta
5÷7Kg/cm²
pozzolana
2÷4Kg/cm²
Terreno di
riporto
0,5÷1Kg/cm²
fango
0÷0,5Kg/cm²
IL TERRENO DI FONDAZIONE
E’ importante verificare la natura, la capacità portante del piano di posa
e la stratigrafia al di sotto dello stesso.
INDAGINI GEOLOGICO-GEOTECNICHE:
• scavi
• perforazioni di sondaggio
• rilievo delle falde acquifere
• caratterizzazione geotecnica del suolo (prove in sito, prove in laboratorio)
• prospezioni geofisiche
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI
CLASSIFICAZIONE PER MODALITA’ COSTRUTTIVE
• ordinarie
• idrauliche
• su terreni melmosi
CLASSIFICAZIONE TIPOLOGICA (in relaz. alle caratteristiche della
struttura)
• continue (dirette o indirette)
• discontinue (dirette o indirette)
CLASSIFICAZIONE TOPOLOGICA (in relaz. alle caratteristiche del luogo)
• superficiali
• intermedie
FONDAZIONI
ORDINARIE
IDRAULICHE
CONTINUE
SU TERRENI MELMOSI
DIRETTE
DIRETTE
•A PILASTRI
•A PLINTI
ISOLATI
•CORDOLO DI FOND.
•TRAVE A T
ROVESCIA
•A PLINTI COLLEGATI
INDIRETTE
•A PLATEA
•TRAVI ROVESCE SU PALI
•PLATEA SU PALI
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
•FONDAZIONI PER
PROSCIUGAMENTO
•FONDAZIONI PNEUMATICHE
DISCONTINUE
INDIRETTE
•A POZZI
•SU PALI
PALI PORTANTI
•SU CASSONI GALLEGGIANTI
•SU CASSONI PLURICELLULARI
PALI SOSPESI
CLASSIFICAZIONE TIPOLOGICA
Le fondazioni possono essere di tipo
continuo o discontinuo; in entrambi i
casi può aversi una struttura:
• diretta,
trasmette
i
carichi
dell’edificio al terreno per pressione
sul piano di posa;
• indiretta,
diffonde
dell’edificio
a
strati
i
carichi
profondi
del
terreno di buona portanza tramite
elementi detti pali.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE TOPOLOGICA
Le fondazioni si classificano
in:
• superficiali
• intermedie
• profonde
in relazione al rapporto tra la
profondità
del
cavo
di
fondazione (p) e la sua
larghezza (l).
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
PIANO DI SPICCATO
L
P
PIANO DI POSA
• fondazione superficiale
p/l ≤1
• fondazione intermedia
p/l =1
• fondazione profonda
p/l >1
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni discontinue
1. a pilastri
2. a plinti isolati
Fondazioni continue
1. Cordoli di fondazione
2. Travi a T rovescia
3. A plinti collegati; a travi a T rovescia collegate
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni discontinue a pilastri
fondazioni in muratura a pilastri ed archi
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
fondazioni a pilastri e travi di collegamento in c.a
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni discontinue a plinti isolati
I plinti possono essere impiegati
quando:
• il terreno non è particolarmente
deformabile ed è sufficientemente
resistente;
• i carichi non sono eccessivi;
• economicità.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni discontinue a plinti isolati
Plinto zoppo
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
Plinti nervati e imbutiformi
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni discontinue a plinti isolati
basi per pilastri in acciaio
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue in muratura
con muratura a getto a
spessore costante
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
con paramenti inclinati
con paramenti verticali e riseghe
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue in muratura
Fondazione continua in
muratura a gradoni.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue in c.a. – Trave rovescia
La trave di fondazione è detta rovescia
perché caricata dalla reazione del
terreno.
Si usa questo sistema quando:
• la superficie di appoggio necessaria
a trasmettere il carico al terreno
diviene molto ampia (carichi elevati);
• il
terreno
presenta
notevoli
disuniformità di resistenza da punto a
punto (con conseguente pericolo di
cedimenti differenziati).
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue in c.a. – Trave rovescia
Le travi rovesce realizzano
un reticolo di fondazione
che collega mutuamente
tutti i pilastri.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue in c.a. – Trave rovescia
Fondazione continua per struttura in acciaio
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI DIRETTE SU TERRENO RESISTENTE POCO PROFONDO
Fondazioni continue a plinti collegati
Spesso i plinti sono collegati tra loro con travi di collegamento che possono svolgere
funzione di:
• irrigidimento;
• assorbimento di sollecitazioni
provenienti dalla struttura in elevazione;
• costituire la fondazione di tamponature
e solai direttamente poggiati su di esse.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI INDIRETTE IN RELAZIONE AL TERRENO
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
• Fondazioni a pozzi (o a piloni)
1. armati
2. rivestiti
• Fondazioni su pali portanti
1. Pali ordinari
• infissi (in legno, in ferro, in cemento armato)
• gettati in sito (per infissione, per trivellazione)
2. Micropali
3. Palificate
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni a pozzi
Sono utilizzati quando il piano di posa
risulta profondo, realizzati tramite:
• sottomurazione, per terreni ordinari;
• affondamento, per terreni con bassa
coesione o imbibiti.
pozzo con cassone autoaffondante in cls
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni a pozzi
pozzo con anelli in muratura su marciavanti
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
pozzo con anelli in muratura realizzato per sottomurazione
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali
Quando il piano di posa più idoneo non è raggiungibile con un conveniente scavo, si
ricorre ai pali di fondazione.
I pali sono differenziati a seconda del diametro in:
• micropali: da Ø150 mm a Ø300 mm;
• pali di medio diametro: da Ø400 mm a Ø800 mm;
• pali di grande diametro: da Ø1000 mm a Ø1200 mm.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali
Il terreno reagisce:
• alla punta del palo (strati profondi molto consistenti) →
palo appoggiato o portante;
• per attrito lungo la superficie del palo (terreno poco
consistente) → palo sospeso.
FONDAZIONI COSTITUITE DA PIÙ PALI SI DEFINISCONO:
• PALIFICATE A CASTELLO;
• PALIFICATE SOSPESE.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali portanti
PALI INFISSI
Sono pali prefabbricati, posti in opera per
battitura con un maglio lasciato cadere da
altezza prefissata.
Possono essere:
• in legno, di scarsa resistenza durante
l’infissione e nel tempo, lunghezza limitata
3÷15m, usati solitamente per opere provvisorie;
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali portanti
PALI INFISSI
• in acciaio, sono poco economici e soggetti
a corrosione, hanno sezione cava con o
senza punta. Diametro tra 0,2÷3,0m e
lunghezza fino a 100m.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali portanti
PALI INFISSI
• prefabbricati in c.a. ordinario o
precompresso, sono costituiti da
elementi a sezione costante o rastremata,
di forma circolare,ottagonale, esagonale,
quadrata, pieni o cavi, aventi diametro
Ø = 0,20÷0.80m e lunghezza variabile.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali gettati in sito
PALI GETTATI IN OPERA
Vantaggi: costruzione di pali di qualsiasi lunghezza e diametro, forte aderenza del palo
al terreno circostante e maggiore rapidità di esecuzione.
I pali gettati possono essere realizzati:
• per infissione, senza asportazione del terreno;
• per trivellazione, previa asportazione del terreno.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali in c.a. gettati in sito
PALI In C.A. GETTATI IN OPERA PER INFISSIONE
• Il palo, in cls semplice o armato, è realizzato tramite un tubo-forma (camicia)
con fondo apribile o chiuso (recuperabile o a perdere), infisso per battitura;
• All’interno del tubo-forma viene effettuato il getto di cls;
• Quando la camicia non viene recuperata il palo è detto tubato;
• E’ possibile inserire la gabbia delle armature nella camicia prima del getto.
• Diametro tra 20 e 60cm, lunghezza 8÷20m.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali gettati in sito
Pali in c.a. realizzati in opera con
camicia infissa per battitura
senza asportazione di terreno.
Pali Simplex con puntazza
recuperabile.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali gettati in sito
Pali in c.a. realizzati in
opera con camicia
infissa per battitura
senza asportazione di
terreno.
Pali Franki con
puntazza a perdere.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali gettati in sito
PALI GETTATI IN OPERA TRIVELLATI
Vantaggi: esecuzione di pali con lunghezza fino a 50 m, possibilità di esame diretto del
terreno attraversato, attraversamento di eventuali banchi di terreno più resistenti
mediante utensili a rotazione.
• I pali sono realizzati tramite getto di cls in una camicia affondata nel terreno durante
l’asportazione dello stesso tramite una sonda o tramite trivella.
• Possono avere diametro piccolo (<30cm), medio (30÷80cm) o grande (fino a 250cm).
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali gettati in sito
Pali in c.a. trivellati, realizzati in
opera con trivellazione con
asportazione di terreno.
Costruzione del palo “Wolfsholz”.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali sospesi
Pali a vite – Screw piles:
• sono pali prefabbricati in acciaio dotati di
una o più eliche, avvitati nel terreno con
semplici apparecchiature;
• presentano una lunghezza compresa tra
1,5 e 3 metri, con diametri compresi tra 77
e 130 millimetri ed eliche il cui diametro
può attestarsi tra i 180 ed i 250 millimetri.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali
Plinti su pali (fondazioni discontinue su pali)
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali
Disposizione dei pali affiancati e a quinconce
Travi su pali (fondazioni continue su pali
o fondazioni indirette continue)
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali - micropali
Sono definiti micropali i pali trivellati aventi diametro da 150 a 300 mm,
costituiti da malte o miscele cementizie e da idonee armature d'acciaio.
Essi si usano:
• quando si devono realizzare pali con forte inclinazione sulla verticale;
• nei lavori di sottofondazione di edifici e strutture esistenti, quando vi è la
necessità di operare con attrezzature di ingombro e peso molto ridotti.
In base alle modalità esecutive, possiamo distinguere le seguenti tipologie:
• riempimento a gravità;
• riempimento a bassa pressione;
• iniezione ripetuta ad alta pressione.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali - micropali
ESECUZIONE DI UN PALO
RADICE
1-2 Perforazione
3 Collocazione armatura
4-5 Riempimento
6 Estrazione del tubo di
trivellazione e compressione
del getto
7 Palo ultimato
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali - micropali
ESECUZIONE DI UN PALO TUBFIX
a) Perforazione
b) Collocazione armatura
c) Iniezioni di guaina
d) Iniezioni di ancoraggio
e)Palo ultimato
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali - micropali
JET GROUTING
Consiste nell’iniezione ad altissima pressione (oltre 400 bar) di un
fluido stabilizzante che ha come scopo il consolidamento di volumi
delimitati di terreno in posto al fine di migliorarne le caratteristiche
meccaniche.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI INDIRETTE SU TERRENO RESISTENTE PROFONDO
Fondazioni su pali - palificate
La fondazione indiretta è in
genere formata da un insieme
di pali: PALIFICATA.
• palificata a castello, la portanza
è affidata al terreno alla punta dei
pali;
• palificata sospesa, la portanza è
affidata all’attrito tra terreno e
superficie laterale dei pali.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO
FONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA
• Fondazioni superficiali
1. a zattera
2. a platea
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA
Fondazioni superficiali a zattera
Quando il piano di posa presenta una scarsa resistenza e i carichi che gravano sulla
fondazione sono elevati o quando il terreno resistente si trova ad una profondità tale
che non è economicamente conveniente raggiungerlo con una fondazione normale, si
ricorre ad un grosso plinto, chiamato zattera, costituito da una piastra di notevole
spessore, armata con reti di ferro poste nella parte superiore ed inferiore.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA
Fondazioni superficiali a platea
Nel caso di terreni di scarsa resistenza, le travi rovesce principali finiscono per essere
così vicine che in pratica non si possono eseguire gli scavi separatamente, in quanto il
sottile diaframma di terreno franerebbe. Conviene quindi sbancare tutta la zona, ed
adottare un tipo di fondazione diverso chiamato a platea.
• La platea è costituita da un solettone in cls o c.a. che interessa tutta l’area della
fondazione dell’edificio, irrigidito da una serie di travi colleganti i pilastri della
struttura superiore.
• funzionamento come solaio rovescio.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI SU TERRENI SCIOLTI DI SCARSA RESISTENZA
Fondazioni a platea
Fondazione a platea con travi principali a
maglia chiusa e travi secondarie incrociate.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO
FONDAZIONI SU TERRENI MELMOSI
• Fondazioni su cassoni galleggianti
• Fondazioni su cassoni pluricellulari
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI SU TERRENI MELMOSI
Fondazioni su cassoni galleggianti
• Si usano per opere marittime su fondo
fangoso;
• Sono cassoni in c.a. aperti
superiormente, costruiti nei pressi del
luogo di impiego e poi varati ed
affondati, tramite riempimento di
pietrame o cls.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI SU TERRENI MELMOSI
Fondazioni su cassoni pluricellulari
• Si usano nei terreni melmosi in
genere;
• Si adopera un cassone senza
fondo , aperto superiormente, diviso
in celle a pianta quadrata da
paretine in cls armato, munite alla
base di tagli in acciaio;
• L’affondamento si ottiene
scavando nelle celle, poi riempite
con sabbia.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI IN RELAZIONE AL TERRENO
FONDAZIONI IDRAULICHE
• Fondazioni per prosciugamento
• Fondazioni pneumatiche
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI IDRAULICHE
Fondazioni per prosciugamento
Il prosciugamento si esegue:
• con pozzi drenanti, per
fondazioni superficiali e falde
modeste, praticando una serie di
pozzi da cui aspirare l’acqua
tramite pompaggio;
• con tubi drenanti;
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI IDRAULICHE
Fondazioni per prosciugamento
• con ture, nel caso di falde
assai ricche, si realizzano degli
argini in terra con
sbatacchiature in legno;
• con palancole, elementi in
acciaio o c.a. infissi nel terreno
fino allo strato impermeabile,
ottenendo ture perfettamente
stagne;
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI IDRAULICHE
Fondazioni pneumatiche
• Impiego per opere marittime, pile di grandi ponti, ecc.
• Esecuzione in acqua o in terreni acquitrinosi raggiungendo lo strato resistente
mediante cassoni pneumatici.
• Il cassone pneumatico è aperto inferiormente e ha pareti e copertura in c.a.
Questa è attraversata dalle tubazioni dell’aria compressa e da un camino
attraverso cui passano gli operai, i materiali scavati e quelli occorrenti alla
costruzione. L’aria compressa permette di mantenere, nella camera di lavoro,
una pressione maggiore di quella idrostatica esterna, impedendo che l’acqua
invada la camera stessa. Raggiunta la profondità stabilità la camera è riempita
con cls.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE
FONDAZIONI IDRAULICHE
Fondazioni pneumatiche
La tecnica dei cassoni pneumatici è
stata utilizzata per la prima volta in
Francia nel 1841.
LA STRUTTURA DI FONDAZIONE