Il cantiere sottoquota - Le murature Capitolo 2
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Capitolo 2 - Parte seconda - Il cantiere sottoquota - Le murature Murature interrate: strutture portanti dell’edificio ed interazione con le opere provvisionali Giunti delle murature: congruenza con quelli in fondazione e tipologia (di costruzione, strutturali e di assestamento) Bocche di lupo: tipi, sigillatura e impermeabilizzazione, scarichi Cavedi: di aerazione, tunnel di collegamento, passaggio impianti Corpi passanti: tubazioni ed impianti I quaderni di Impermeabilità Fascicolo n. 3 mp/edizioni - Tel. 0423 480849 Direttore Responsabile Noemi Salvalaggio Stampa Grafiche Piovesan - Villorba (TV) 33 Le strutture portanti sottoquota Nella ricerca di portanza su terreni sciolti o incoerenti si rende talvolta necessario progettare una tipologia di opere chiamate “sottofondazioni”, i classici pali sottoplatea, ma anche i setti di diaframma, da realizzarsi a partire dalla quota magrone, laddove il terreno risulti particolarmente incoerente, oppure dove il carico idraulico in relazione alle luci libere di inflessione della platea sia eccessivo. A seconda delle esigenze strutturali di trasmettere compressione oppure trazione con continuità tra platea e sottofondazione, fino al terreno sottostante, si possono evidenziare varie tipologie di connessione. Avere continuità di getto permette di trasmettere compressione, mentre i ferri di chiamata possono essere utili per agganciare la platea al palo o al diaframma. Talvolta, in funzione dei carichi in gioco, può diventare necessario realizzare una continuità dei ferri d’armatura sfruttando altri elementi. È il caso, ad esempio, dei connettori realizzati con camice metalliche di micropali, usati per trasmettere sia trazione che torsione grazie all’area del ferro presente ed alla sua distanza dall’asse neutro. Oppure l’esigenza di introdurre maglie di armatura, realizzate con asole di tondini fissati o saldati tra loro per consentire l’infilaggio delle barre d’armatura della platea, o, ancora, l’impiego di putrelle variamente collegate e saldate in funzione dei carichi in gioco… Queste tipologie di connessioni sono realisticamente impraticabili con i sistemi di impermeabilizzazione tradizionali, ma diventano fattibili, con garanzie di successo, nei sistemi idroespansivi dotati di supporti e sigillanti, appositamente studiati e progettati a tale scopo. Si parla, infatti, non solo del telo impermeabile, ma anche di cordoli e mastici espansivi, compatibili con vari materiali ed in grado di realizzare la tenuta idraulica dei corpi passanti, qualsiasi siano, sen- 34 za pregiudicare il contatto tra opere di sottofondazione e platea/struttura vera e propria. Si realizza, in tal modo, la “trasparenza” dell’impermeabilizzazione, senza intralciare in alcun modo lo strutturista nell’ideazione delle soluzioni ottimali per contrastare i carichi in gioco, minimizzando spessori e numerosità delle strutture. In sintesi, la miglior impermeabilizzazione dovrebbe essere quella che non si vede (perché blocca l’acqua senza impatti visivi o esigenze di modifiche strutturali) e che non crea interferenze o fastidi con altre tecnologie in fase progettuale o realizzativa. 35 Pozzi well-point interni alla struttura Analogamente a quanto visto per i connettori alle opere sottofondazionali, possono rendersi necessari altri corpi passanti il manto impermeabile, come nel caso di pozzi e well-point. Dovendo realizzare edifici con opere provvisionali, magari arrivando fino al confine del lotto edificabile, spesso risulta strategico emungere acqua restando all’interno di diaframmi o palancole. 36 Si minimizzano così le portate riducendole alle sole infiltrazioni dei giunti verticali ed al sifonamento sotto le opere provvisionali. Emungere portate inferiori significa consumare meno energia, necessitare di meno pompe, avere meno problemi di versamento nei punti di adduzione alla rete di scarico o ai canali utilizzati, abbassare in minor misura la falda nei terreni limitrofi con minor rischio di assestamenti degli edifici vicini... A fronte delle considerazioni di cui sopra, può essere strategico progettare in forma integrata emungimenti, impermeabilizzazioni e strutture, considerando anche la distribuzione di pozzi passanti collegati ad anelli di drenaggio sottoplatea per realizzare opere, specie se di notevole estensione, a moduli successivi e contigui. Oltre a pozzi e tubazioni verticali lungo il perimetro, foderabili con il manto impermeabile e la struttura verticale, si possono realizzare anche pozzi passanti appositamente studiati per poterli mantenere in funzione fino alla realizzazione delle strutture idonee a contrastare, per peso o resistenza, la sottospinta idraulica. Anche la loro sigillatura deve essere progettata in fase di impermeabilizzazione e per metodologia di chiusura (procedura per la sua realizzazione), nonchè per mimetizzarne la presenza a lavori ultimati (ribasso nella struttura con casserature ad hoc e rinforzi nel c.a.). 37 Ribassi fondazionali, platee nervate In presenza di particolari esigenze si deve spesso provvedere alla realizzazione di ribassi fondazionali per cavedi, fosse d’ascensore, etc..., che, in presenza di falda, devono essere trattate come degli interrati in miniatura. In funzione di questi ribassi si deve quindi prevedere un addendum nell’emungimento localizzando pozzi/well point per rendere praticabile la realizzazione delle opere. In caso di tappo di fondo (jet-grouting distribuito) effettuato per evitare il sifonamento di terreni con alta fluidità in presenza di falda, va prevista anche la quota di questi ribassi localizzati, quale quota di rispetto per il trattamento specifico, con idonee ricoperture di terreno. Un sistema “pulito” per realizzare platee nervate, ottenendo un piano calpestabile orizzontale e privo di denti e discontinuità, è quello di realizzare questi rinforzi strutturali “in negativo”, ovvero verso il basso. In questo modo si possono aumentare gli spessori del getto e le armature scavando in negativo e rifoderando con il magrone quale cassero a perdere per la posa del manto impermeabile. Di conseguenza, l’impermeabilizzazione non può che basarsi su una posa pratica e veloce, anche in presenza di piani inclinati e spigoli/angoli, 38 senza richiedere procedure complesse o tecnologie “da laboratorio”. Il sistema scelto dovrà, quindi, essere in grado di “vestire” letteralmente forme articolate e complesse con praticità “da cantiere”. 39 Connettori ed opere provvisionali Vista la presenza di grosse masse ben inserite nel terreno può risultare conveniente a livello statico ed economico sfruttarle per ancorare platee e contromuri. Così facendo si possono ottenere vincoli maggiormente assimilabili ad incastri o semi-incastri ai fini progettuali, minimizzando assestamenti e movimenti grazie all’iperstaticità della struttura. Avere 60-80 cm di spessore di un getto in calcestruzzo (diaframma) alto 20-30-40 m (in funzione del numero di piani interrati) è decisamente interessante per vincolare l’erigenda struttura interna dell’edificio. L’impiego di connettori può così bloccare ogni struttura al diaframma, a partire dalla platea, sfruttando (con sistemi misti topdown/bottom-up) gli stessi solai intermedi quali puntoni anti-ribaltamento, evitando tiranti e problemi, soprattutto legali, ivi connessi (a livello tecnologico si possono senz’altro sigillare e gestire). Fissare i contromuri ai diaframmi consente, inoltre, di minimizzarne gli spessori calcolando la sollecitazione idraulica esterna, applicata non più alla luce libera di inflessione pari all’interpiano, ma opportunamente modulata con l’interasse dei connettori. Se in luogo dei diaframmi si tratta di palancole metalliche o in c.a., oppure di palificate ben accostate, il fissaggio dei connettori può comunque avvenire chiodando o saldando i profili metallici alle opere provvisionali. Tutte queste opportunità sono offerte solo con sistemi idroespansivi pre-getto Volteco e non trovano applicabilità con i metodi tradizionali, pregiudicando spesso enormi possibilità progettuali, con risvolti decisamente interessanti anche da un punto di vista economico, a seguito della scarsa conoscenza di tali soluzioni. Come connettori, infine, si possono utilizzare sia barre d’armatura che camice metalliche di micropali o putrelle, calibrando quindi sforzi trasferibili e intensità distributiva degli ancoraggi. 40 Tutti questi elementi devono essere studiati in dettaglio ai fini idraulici e possono essere sigillati grazie ai sistemi disponibili nel portafoglio di scelte Volteco. 41 Murature con o senza opere provvisionali: impermeabilizzazione Nell’impermeabilizzazione delle strutture verticali su opere provvisionali si possono usare teli impermeabilizzanti bentonitici, autoaggancianti ed autoconfinanti, ottenendo così un duplice scopo: quello di non richiedere particolari accorgimenti di regolarizzazione del supporto, eccezion fatta per macrovuoti o cavedi veri e propri, e quello di avere una “pelle impermeabile”, esterna alla struttura ed ad essa vincolata/agganciata in modo meccanico, a protezione permanente dell’edificio (scheda tecnica “ Volgrip, manto impermeabile autoagganciante”). Nei casi di connessione di contromuri alle opere provvisionali od a murature limitrofe esistenti sono suggerite anche le relative indicazioni impermeabilizzanti. In caso di scavi “a cielo aperto”/”di campagna” ovvero per interrati di scarsa profondità e senza esigenza di contenimento di terreni con opere provvisionali, si aprono varie possibilità di trattamento impermeabile. La più comune e nota è la classica guaina posata in verticale sulla muratura, soggetta però agli abituali limiti di applicabilità, durabilità e trasmigrazione interfacciale, caratteristica anche dei manti sintetici. Innovativa e valida alternativa, per risultati ed affidabilità, ai sistemi classici è rappresentata dai sistemi attivi bentonitici o da quelli cementizi, in aderenza totale. Utilizzando sistemi bentonitici postgetto o coating cementizi a basso spessore si possono avere tutte le prerogative dell’impermeabilizzazione in aderenza totale senza trasmigrazione in caso di errori di posa e conseguentemente riparabili anche senza l’ispezionabilità. Con i sistemi bentonitici si hanno pro- 42 dotti attivi ed autoriparanti che necessitano (nel caso del post-getto) di sistemi di protezione e confinamento idonei ed accurati, mentre con i rivestimenti cementizi si realizza una pelle del getto con materiale completamente congruente ed integrabile in esso. Per i sistemi bentonitici abbiamo già disquisito su applicabilità e caratteristiche tecnologiche mentre il capitolo dei cementizi vale senz’altro una precisazione. I limiti dei vecchi sistemi cementizi a basso spessore erano dovuti alla rigidità dei rivestimenti che seguivano inesorabilmente le sorti dei supporti, fessurandosi insieme ad essi, con conseguente infiltrazione d’acqua nelle cavillature e nelle pervie createsi, richiedendo, d’obbligo, un intervento a posteriori. La nuova frontiera dei coating cementizi polimero-modificati offre la possibilità di realizzare in soli due millimetri di spessore un rivestimento elasto-plastico e deformabile che segue il supporto e, grazie alla crack bridging ability del materiale, riesce a far ponte sulle lesioni postume, apertesi posteriormente alla posa dell’impermeabilizzante, fino al limite delle cavillature per normale ritiro dei getti. Oltre alle considerazioni legate alla tipologia dei materiali da utilizzare, sono da rammentare le necessità di trattamento di tutti i giunti (strutturali, di assestamento, di costruzione) orizzontali e verticali, con interconnessione dei sigillanti o delle bande protettive (se si impermeabilizza l’esistente o per strutture senza platea perché non in falda). Nella realizzazione delle bocche di lupo si devono prevedere impermeabilizzazioni anche su quelle realizzate in opera e sigillanti idroespansivi in tutti i giunti, comprese su quelle prefabbricate, al loro appoggio sulla muratura. Gli scarichi “perdenti” delle bocche di lupo sono ammissibili solo in caso di assenza di falda, mentre si dovranno collegare le pilette di fondo a tubazioni sigillate e convoglianti l’acqua in pozzetti interni, nel caso di acquifero esterno. In concomitanza delle bocche di lupo si riscontrano, poi, rastremazioni strutturali per la presenza delle finestrature che provocano normalmente fastidiose e dannose fessurazioni di assestamento. Per evitare tali evenienze è consigliabile realizzare interruzioni di getto con relativo waterstop in concomitanza della forometria, oppure si possono usare, in modo più pratico ed economico, dei preformatori di giunto di assestamento autosigillanti come descritto precedentemente per le murature con getti molto lunghi. Errore classico è, poi, quello di non sigillare la testata dei muri all’imposta del solaio a piano campagna, perché ritenuto già fuori da ogni problema. In questi casi l’infiltrazione si può presentare alle prime piogge con finiture e cantiere già completati e consegnati. Finchè ci si trova in fase cantieristica, senza giardini e con marciapiedi e vialetti incompleti l’acqua troverà facilità di permeazione e drenaggio, allontanandosi velocemente. A lavori completati e cantiere finito, però, il livello del terreno sarà maggiore, l’irrigazione dei giardini e le finiture completate creeranno le condizioni di ristagno per l’innesco delle infiltrazioni citate. Per evitare tali problemi si devono considerare anche gli innesti dell’ultimo solaio e dei marciapiedi (battiscopa/spiccato del muro) quali possibili vie di ingresso dell’acqua, trattandoli con idonei sigillanti nella massa (waterstop bentonitici e mastici sigillanti) per la correa/solaio e con coating cementizi elastici, per le superfici esposte alle intemperie (marciapiedi e spiccato muri). 43 L’impiantistica Sempre più frequentemente le case sono dotate di tecnologie e di impianti sofisticati, ma anche nei progetti più tradizionali si riscontra l’esigenza di avere diverse linee di tubazioni (acqua, gas, energia, telefonia…) che connettono, lungo percorsi interrati, l’interno dell’interrato con l’esterno. Anche se non si tratta di interrato in falda è sempre buona norma predisporre sistemi di piping/tubazioni chiusi, isolando pozzetti e edificio dal terreno esterno. In caso di “stravaganze” meteoriche si rilevano spesso permeazioni d’acqua attraverso corrugati elettrici o tubazioni affiancate che, passando insieme nel muro, non sono state sigillate a dovere. Pensare sempre ad un “fuori” relativamente ad un “dentro” rispetto all’edificio o ad impianto è un’abitudine saggia e ripagante. In presenza, quindi, di edifici provvisti di interrati si suggerisce il passaggio di tubazioni singole con sigillatura ad anello della tubazione nella massa del getto, con mastici idroespansivi così come descritto per i corpi passanti in platea. Avere più tubi contigui genera l’impossibilità di chiudere gli anelli di tenuta intorno ai singoli tubi, con rischio di infiltrazioni nella mezzaria del “fascio” di elementi. 44 Da evitarsi, anche, tubazioni flessibili o facilmente deteriorabili, mentre sono da preferirsi, almeno per il passaggio nella muratura, elementi metallici o prefabbricati. Nel caso di passaggio di impianti a getti eseguiti, si deve porre particolare attenzione a sigillare sia il perimetro del tubo che quello della ripresa di getto tra riempimento e muro esistente. Nel primo caso si può realizzare un anello di tenuta, come precedentemente evidenziato, mentre per la ripresa di getto si deve garantire comunque la chiusura su se stessa con idonei sistemi idroespansivi. La raccolta delle acque piovane, di scolo e gli scarichi interni Un limite classico nella progettazione anche di grandi opere pubbliche e private è spesso quello della raccolta delle acque piovane. Dopo aver affrontato il problema dell’impermeabilizzazione delle acque di falda, capita spesso di demandare la gestione degli scarichi interni “all’inventiva” cantieristica. In realtà, specialmente dove si realizzano vasti parcheggi interrati con conseguente necessità di griglie di aerazione di ampia metratura, si possono introdurre grossi rischi di infiltrazioni, determinate da bacini e reti di raccolta di acque meteoriche non appositamente studiati per trattamenti impermeabili, pendenze e a volte anche strutture. Se si realizza una vasca di raccolta acque meteoriche alta un metro, si deve rammentare che al piede ci saranno i canonici 1000 Kg/mq di spinta, dovendo quindi trattare queste entità con la stessa attenzione riservata alla falda esterna. Nello stesso modo si deve rammentare che, avendo impermeabilizzato la “chiglia” del nostro interrato, tutta l’acqua che vi cade non potrà scaricarsi verso l’esterno, ma dovrà essere raccolta e aggottata fuori, in modo integrato e progettato, evitando dispersioni dannose per la salubrità degli ambienti e per la durabilità dell’edificio. Vasche di raccolta eseguite in getti di c.a. (e non con forati intonacati come talvolta rilevato in sede di sopralluoghi !), tubazioni e pilette sigillate nel passaggio esterno/interno vasca, tubazioni con pendenze congrue e con guarnizioni atte ad evitare perdite nei lunghi tratti orizzontali, alloggiamenti idonei per la rete idraulica descritta sono solo indicazioni di massima, indispensabili per affrontare queste tipologie costruttive. Spesso il posizionamento dei tubi viene effettuato in modo casuale, dalle stesse imprese, sfruttando lo spessore delle platee, con grave danno strutturale causato dalla rastremazione dei getti e gravi rischi di fessurazione. Il danno, in questi casi, può essere, infatti, molto grave, con conseguenze problematiche derivanti non solo dall’acqua meteorica, in quanto un cedimento della platea può portare ad infiltrazioni copiose anche di acqua esterna con l’innesco, nei casi più gravi, di indesiderati allagamenti. Il metodo di procedere più corretto è quello di pensare e realizzare rinforzi strutturali in termini di armatura e spessori (platea nervata per alloggiamento rete di raccolta) laddove necessari in funzione di carichi e dimensioni strutturali (spessori e luci libere di inflessione). 45 Realizzazione dell'interrato Stesura del progetto esecutivo: impianti Stesura del progetto esecutivo: strutture Stesura del progetto esecutivo: impermeabilizzazione Stesura del progetto esecutivo: opere provvisionali + emungimento Stesura del progetto strutturale Stesura del progetto di massima Realizzazione delle perizie idrogeologiche e geotecniche Stesura del progetto di fattibilità con predisposizione delle perizie geotecniche Input dati iniziali e richieste della committenza Progetto e dettagli di impermeabilizzazione post-getto NO Murature contro opere provv. ? NO Collegamenti a opere provv. ? NO Ribassi fondazionali NO Sottofondazioni (pali, setti…) ? NO giunti strutturali di movimento ? Definizione drenaggi e displuvi superficiali NO SI SI SI SI SI Definizione di platee nervate, fosse d’ascensore, cavedi... Definizione sollecitazioni e conseguenti tipologie di collegamento con le opere sottoplatea Definizione sollecitazioni e deformazioni/assestamenti Raccolta acque di scolo (interne) e relativi scarichi Impianti e corpi passanti l’impermeabilizzazione ? Progetto e dettagli di impermeabilizzazione giunti di costruzione e loro interconnessione Progetto sigillatura corpi passanti Progetto e dettagli di impermeabilizzazione pre-getto Progetto sigillatura connettori, testate tiranti... Progetto impermeabilizzazione dei ribassi con studio dei giunti costruttivi Progetto sigillatura pali, setti di diaframma e connettori relativi Progetto sigillatura giunti strutturali e di assestamento Verifica carichi idraulici di progetto Piano campagna Definizione della quota superiore del manto impermeabile Progetto sigillatura scarichi e imp. vasche di raccolta Definizione superfici di posa e accesso alle strutture verticali SI Minima Rilevamenti idrogeologici del terreno Analisi del livello massimo di falda raggiungibile per la vita utile dell’edificio Quota interrato Diferenza quota impermeabile e piano campagna SI Definizione sollecitazioni e conseguenti tipologie di collegamento con le opere provvisionali per iperstaticità... Notevole Definizione livello massimo acqua Presenza acquifero (falda) Rilievi pluviometrici dell’ultimo decennio NO Stesura del progetto esecutivo: impermeabilizzazioni Metodologia del progetto di impermeabilizzazione interrata Progetto esecutivo: le strutture Può sembrare anacronistico affrontare il dettaglio strutturale dopo aver definito l’impermeabilizzazione. Così facendo, però, si possono sfruttare i plus derivanti dalle scelte già effettuate, potendo proficuamente utilizzare le informazioni già ottenute, per esempio, con l’analisi idrogeologica per carichi idraulici o attraverso i calcoli per il trasferimento degli sforzi tramite connettori alle opere provvisionali. Non desiderando certo addentrarci nel merito di eurocodici o analisi geotecniche, in questa sede ci permettiamo solo di richiamare l’opportunità di riverificare ciclicamente l’insieme dei dati di partenza, coinvolgendo tutte le figure professionali necessarie, prima ancora di procedere con il progetto esecutivo finale delle strutture. In questo modo si può cogliere il meglio delle tecnologie e delle specializzazioni oggi disponibili sul mercato. 48
