INDICE GENERALE DELL’OPERA
PRESENTAZIONE Prof. Ing. Antonio Borri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
17
PREMESSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
21
TOMO I
1.
LA GEOTECNICA NEL CONSOLIDAMENTO DEGLI EDIFICI . . . . . . . . . . . . . . . pag.
2.
INDAGINI GEOGNOSTICHE
2.1.
Indagini sulla permeabilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
27
2.1.1.
Indagini in foro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
28
2.1.2.
Pressione totale, effettiva e neutra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
28
2.1.3.
Capillarità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
32
2.1.4.
Indagini con pompaggio da pozzi e misurazione con piezometri . . . . . . . . . . . . . pag.
34
2.2.
Filtri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
34
2.3.
Rilevamento delle pressioni neutre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
36
2.4.
Misura delle pressioni neutre positive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
39
2.4.1.
Piezometri a circuito aperto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
39
2.4.2.
Piezometri a circuito chiuso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
39
2.4.3.
Piezometri a tubo aperto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
39
2.4.4.
Piezometri tipo Casagrande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
40
2.4.5.
Piezometro Geonor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
40
2.4.6.
Piezometro ad infissione con filtro protetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
40
2.4.7.
Piezometri autoperforanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
42
2.4.8.
Piezometri a circuito chiuso tipo U.S.B.R. o tipo Bishop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
42
2.4.9.
Piezometri a colonna modulari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
44
23
2.4.10. Prontezza del piezometro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
45
2.5.
Indagini. Mezzi di indagini. Estensione delle indagini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
47
2.6.
Sondaggi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
49
2.6.1.
Utensili per la perforazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
49
Cone Penetration Test (CPT). Prove penetrometriche statiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
53
Prove penetrometriche dinamiche. Standard Penetration Test (SPT) . . . . . . . . . . . . . . . pag.
59
2.8.1.
Parametri geotecnici con prove SPT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
62
2.9.
Standard Cone Penetration Test (SCPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
65
2.10.
Dinamic Lightweight Penetration Test (DLPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
66
2.7.
2.8.
6
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
2.18.
2.19.
INDICE
Prove penetrometriche statiche con piezocono (CPTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dilatometro piatto “Marchetti” (DMT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vane test o scissometro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pressiometro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prove di carico su piastra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indagini geofisiche. Misure dinamiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.16.1. Prospezione geolettrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.16.2. Misure dinamiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.16.3. Metodo sismico a rifrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prove di laboratorio geotecnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.1. Determinazione della densità relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.2. Determinazione della permeabilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.3. Prova edometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.4. Prova triassiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.5. Prova di compressione ad espansione laterale libera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17.6. Prova di taglio diretto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principio delle tensioni efficaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Storia dello stato tensionale e tensioni geostatiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19.1. Tensione orizzontale al riposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19.2. Stato di normalconsolidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19.3. Stato di sovraconsolidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19.4. Consolidazione – Moduli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19.5. Compressione nei terreni incoerenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
DISSESTI FONDALI
Consolidazione primaria e secondaria nei terreni argillosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cedimenti dovuti a nuovi carichi prodotti in adiacenza all’edificio dissestato . . . . . . . . .
Subsidenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diminuzione di volume del terreno (ritiro) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Escursione del livello di falda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Innalzamento della quota piezometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pressioni di sollevamento della struttura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effetti dinamici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cedimenti causati dall’asportazione del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Errori nello studio dei terreni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Errori di esecuzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.
4.1.
4.2.
CONSOLIDAZIONE DEI TERRENI
Cedimento immediato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidazione primaria monodimensionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1. Coefficiente di consolidazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidazione secondaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.
pag.
66
pag.
66
pag.
69
pag.
71
pag.
72
pag.
74
pag.
74
pag.
76
pag.
79
pag.
80
pag.
82
pag.
83
pag.
85
pag.
88
pag.
91
pag.
91
pag.
92
pag.
92
pag.
93
pag.
93
pag.
94
pag.
94
pag.
96
pag. 100
pag. 101
pag. 101
pag. 102
pag. 102
pag. 102
pag. 103
pag. 103
pag. 104
pag. 104
pag. 105
pag. 107
pag. 108
pag. 111
pag. 112
7
INDICE
4.4.
Calcolo dei cedimenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 113
4.5.
Cedimento primario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 115
4.6.
Cedimento totale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 116
4.7.
Cedimento immediato. Teoria dell’elasticità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 119
4.8.
Cedimento secondario. Teoria dell’elasticità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 120
4.9.
Cedimenti nei terreni incoerenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 120
5.
CALCOLO DELLE TENSIONI INDOTTE CON LA TEORIA DELL’ELASTICITÀ
5.1.
Carico lineare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 123
5.2.
Carico puntiforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 124
5.3.
Superfici di carico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 125
6.
FONDAZIONI SUPERFICIALI. CALCOLO DEL CARICO LIMITE
6.1.
Inadeguatezza della struttura fondale superficiale. Verifica della capacità portante . . . pag. 133
6.1.1.
Teoria di Brinch-Hansen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 134
6.1.2.
Calcolo del carico limite nei terreni coesivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 137
7.
ESEMPI DI GEOTECNICA
7.1.
Cerchio di Mohr: ricerca delle tensioni e degli assi di azione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 139
7.2.
Fenomeno di erosione del terreno: ricerca delle tensioni totali, efficaci ed interstiziali
7.3.
Carico infinitamente esteso: determinazione delle tensioni totali, efficaci e neutre a
breve termine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 142
7.4.
Criterio di Mohr-Coulomb, prove di taglio diretto su sabbie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 144
7.5.
Prove triassali: determinazione della resistenza al taglio in termini di tensioni totali ed
efficaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 145
7.6.
Prove di taglio diretto su terreno incoerente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 147
7.7.
Prova edometrica: determinazione di cr, cc e cs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 149
7.8.
Prova edometrica: determinazione di OCR e M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 151
7.9.
Prova edometrica: determinazione del coefficiente di consolidazione con i metodi di
Casagrande e Taylor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 153
7.10.
Rilevato di terreno: determinazione del cedimento edometrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 157
7.11.
Rilevato di terreno: determinazione di cv, Tv e il cedimento finale . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 159
7.12.
Fondazione diretta: calcolo dei cedimenti a seguito di prova penetrometrica dinamica
(SPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 162
7.13.
Fondazione diretta: calcolo del cedimento immediato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 164
7.14.
Prova penetrometrica statica (CPT): determinazione della coesione non drenata . . . . . pag. 165
7.15.
Prova di pompaggio: determinazione del coefficiente di permeabilità . . . . . . . . . . . . . . . pag. 166
7.16.
Palancola metallica: filtrazione, distribuzione delle tensioni interstiziali e coefficiente di
sicurezza al sifonamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 167
7.17.
Sbarramento idraulico: determinazione della portata di filtrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 169
7.18.
Prova a carico costante: determinazione del coefficiente di permeabilità . . . . . . . . . . . . pag. 172
7.19.
Prova a carico variabile: determinazione del coefficiente di permeabilità . . . . . . . . . . . . pag. 173
7.20.
Fondazione quadrata: individuazione dell’andamento delle tensioni efficaci e indotte . pag. 175
pag. 140
8
7.21.
7.22.
7.23.
7.24.
7.25.
INDICE
Platea di fondazione: determinazione degli incrementi delle tensioni efficaci lungo un
asse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Serbatoio circolare: calcolo dei cedimenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Plinto a base quadrata: dimensionamento in condizioni drenate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Plinto rettangolare su due strati di argilla: dimensionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prove penetrometriche SPT e CPT: correlazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pag. 177
pag. 180
pag. 185
pag. 189
pag. 191
8.
INTERVENTI IN FONDAZIONE MEDIANTE CORDOLO O PLATEA IN CEMENTO ARMATO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 197
9.
CONSOLIDAMENTO DEI TERRENI DI FONDAZIONE CON INIEZIONI DI RESINE ESPANDENTI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 207
10.
10.1.
10.2.
10.3.
CONSOLIDAMENTO DEI TERRENI E DELLE ROCCE MEDIANTE INIEZIONI
Storia delle tecniche di iniezione dei terreni e delle rocce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
Campi di applicazione delle iniezioni nei terreni sciolti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
Miscele di iniezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.1. Sospensioni instabili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.2. Sospensioni stabili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.3. Soluzioni colloidali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.4. Soluzioni pure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.5. Emulsioni gassose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.6. Teoria delle iniezioni nei mezzi porosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.7. Iniezioni in un sistema omogeneo e isotropo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
10.3.8. Iniezioni in un sistema eterogeneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
209
210
213
213
214
215
215
215
216
217
223
11.
11.1.
JET GROUTING
La tecnologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 225
12.
12.1.
FONDAZIONI PROFONDE
Pali trivellati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.1.1. Perforazione con fanghi bentonitici in terreni cedevoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Portanza dei pali trivellati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2.1. Pali in terreni coerenti (condizioni non drenate – a breve termine) . . . . . . . . . .
12.2.2. Pali in terreni incoerenti (condizioni drenate – a lungo termine) . . . . . . . . . . . .
12.2.3. Attrito negativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pali sottoposti ad azioni orizzontali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3.1. Palo elastico o palo rigido in un terreno alla Winkler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3.2. Modulo Kh di reazione orizzontale del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3.3. Caso del modulo di reazione orizzontale del terreno Kh costante con la profondità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3.4. Caso del modulo di reazione orizzontale del terreno Kh variabile con la profondità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2.
12.3.
pag. 231
pag. 235
pag. 236
pag. 237
pag. 239
pag. 241
pag. 245
pag. 245
pag. 247
pag. 247
pag. 250
9
INDICE
12.4.
12.5.
12.6.
12.7.
13.
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
13.6.
14.
14.1.
14.2.
14.3.
12.3.5. Pali elastici (lunghi) caricati lateralmente. Progettazione con analisi di tipo elastico. Kh variabile linearmente con la profondità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3.6. Pali elastici (lunghi) caricati lateralmente. Progettazione con analisi di tipo elastico. Kh costante con la profondità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Progettazione del palo con analisi a rottura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.1. Palo rigido (corto) libero in sommità in terreni incoerenti . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.2. Palo rigido (corto) fisso in sommità in terreno incoerente . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.3. Palo elastico (lungo) libero in sommità in terreno incoerente . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.4. Palo elastico (lungo) fisso in sommità in terreno incoerente . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.5. Palo rigido (corto) libero in sommità in terreno coerente . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.6. Palo rigido (corto) fisso in sommità in terreno coerente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.7. Palo elastico (lungo) libero in sommità in terreni coerenti . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.8. Palo elastico (lungo) fisso in sommità in terreno coerente . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4.9. Calcolo dello spostamento orizzontale in superficie del palo . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pali in gruppo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pali. Prove di carico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.1. Fasi della prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.2. Misura delle deformazioni verticali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.3. Misure in profondità lungo il fusto del palo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.4. Andamento della prova di carico sul palo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.5. Prove a carico controllato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6.6. Ricerca del carico di rottura del complesso palo-terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interventi di sottofondazione con pali di grande diametro in c.a. con l’ausilio di profilati d’acciaio di sostegno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.7.1. Sottofondazioni con pali di grande diametro in c.a. interni ed esterni alla struttura da sostenere, collegati con travi anch’esse in c.a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PALI DI PICCOLO DIAMETRO
Metodi di esecuzione dei pali di piccolo diametro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stabilità all’equilibrio elastico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metodi di consolidamento con micropali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Micropali infissi a pressione nel terreno con armatura tubolare di acciaio e flangia sulla punta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Micropali infissi a pressione nel terreno con fusto di acciaio a doppio T di tipo HE . . . .
Micropali di fondazione. Verifiche e studi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DISSESTI IDROGEOLOGICI
Cinematica delle frane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cause dei dissesti idrogeologici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Monitoraggio dei pendii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.3.1. Misure e controlli delle modifiche geometriche dei terreni in frana . . . . . . . . . .
14.3.2. Fotogrammetria aerea. Misure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.3.3. Estensimetri e clinometri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pag. 250
pag. 252
pag. 253
pag. 254
pag. 255
pag. 255
pag. 257
pag. 257
pag. 258
pag. 259
pag. 260
pag. 261
pag. 262
pag. 262
pag. 263
pag. 265
pag. 265
pag. 267
pag. 267
pag. 268
pag. 270
pag. 273
pag. 276
pag. 278
pag. 281
pag. 285
pag. 288
pag. 290
pag. 296
pag. 297
pag. 298
pag. 300
pag. 301
pag. 301
10
INDICE
14.3.4. Misure di spostamenti in profondità. Indicatori di stabilità . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 303
14.3.5. Inclinometri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 303
14.3.6. Pendoli rovesci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 304
14.3.7. Estensimetri in foro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 306
14.3.8. Estensoinclinometri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 307
14.4.
Opere di contrasto nei dissesti dei pendii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 308
14.4.1. Interventi di consolidamento con file di pali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 313
14.4.2. Consolidamento di una frana con file di pali di grande diametro in c.a. liberi in
sommità con il metodo di Fukuoka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 317
14.4.3. Consolidamento con file di pali di grande diametro in c.a. di una frana al piede
di un edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 321
14.4.4. Consolidamento di un terrapieno con file di pali di grande diametro in c.a. . . . pag. 325
14.4.5. Consolidamento di una frana con pali di grande diametro in c.a. diffusi sull’area instabile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 326
14.4.6. Interventi di consolidamento con tiranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 328
14.5.
Geosintetici per il rinforzo dei pendii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 330
14.5.1. I materiali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 330
14.5.2. Metodi per il rinforzo dei pendii con i geosintetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 332
14.5.3. Criteri di progettazione di un rilevato armato con geotessile . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 337
14.5.4. Esempio di costruzione di un rilevato armato con geotessile . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 338
14.5.5. Intervento di bonifica di una frana con terra rinforzata con geotessile armato . . . . pag. 341
14.6.
Trincee drenanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 343
14.6.1. Stabilizzazione dei pendii con l’abbattimento della falda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 343
14.6.2. Dimensionamento di un sistema di trincee drenanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 345
14.6.3. Consolidamento di una frana con trincee drenanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 349
14.6.4. Drenaggi tubolari sub-orizzontali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 355
14.7.
Pozzi drenanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 356
14.8.
Pozzi drenanti costituiti da una corona di pali di grande diametro in c.a. . . . . . . . . . . . . pag. 357
14.9.
Diaframmi con drenaggi verticali a pozzo. Risanamento del tempio di Sant’Ercolano a
Perugia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 361
14.9.1. Diagnosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 363
14.9.2. Metodi e strategie per il restauro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 364
14.9.3. Interventi di drenaggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 365
15.
TIRANTI PER I TERRENI E PER LE ROCCE
15.1.
Indagini geologiche e geotecniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 369
15.2.
Tiranti di prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 369
15.3.
Sollecitazione limite ultima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 370
15.4.
Forza di tesatura ed evoluzione della forza agente sul tirante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 370
15.5.
Valutazioni di eventuali influenze su strutture limitrofe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 371
15.6.
Fase di perforazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 371
15.7.
Monitoraggio dell’armatura del tirante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 372
11
INDICE
15.8.
15.9.
15.10.
15.11.
15.12.
15.13.
15.14.
15.15.
15.16.
15.17.
15.18.
Pressioni di iniezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fase di tesatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tecnologie costruttive e materiali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miscele di iniezioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Guaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ingrassaggio dell’armatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tubazioni per l’iniezione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sacco otturatore-tampone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bulloni di ancoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chiodi di ancoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Progettazione dei tiranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.18.1. Resistenza ultima della fondazione (bulbo d’ancoraggio) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.19. Prove preliminari sui tiranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.19.1. Prova del primo tirante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.19.2. Prova del secondo tirante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.19.3. Prova del terzo tirante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.20. Intervento di consolidamento di pareti rocciose con tiranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.
16.1.
16.2.
17.
PARATIE
Paratie flessibili con micropali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Paratie di pali di grande diametro in c.a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.2.1. Procedimento di modellazione e calcolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.2.2. Paratia tirantata drenante di pali in c.a., disposti a quinconce, di grande diametro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pag. 373
pag. 373
pag. 374
pag. 374
pag. 375
pag. 375
pag. 375
pag. 375
pag. 376
pag. 379
pag. 380
pag. 381
pag. 382
pag. 383
pag. 383
pag. 385
pag. 386
pag. 395
pag. 403
pag. 403
pag. 410
INIBIZIONE DELLE SPINTE DEL TERRENO ATTRAVERSO SCATOLARI IN
C.A. O MISTI C.A. - MURATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 413
TOMO II
18.
DISSESTI STRUTTURALI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag.
19.
19.1.
19.2.
19.3.
19.4.
19.5.
19.6.
CAUSE DEI DANNEGGIAMENTI DEI SISTEMI STRUTTURALI
Degrado delle malte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Quadri fessurativi. L’analisi tensionale con il cerchio di Mohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cedimento verticale di un estremo dell’edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cedimento verticale di terreno in una zona intermedia dell’edificio . . . . . . . . . . . . . . . . .
Traslazione del terreno sottostante l’edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rotazione di una parete o di una parte esterna di una struttura in assenza di cedimenti verticali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schiacciamento della muratura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19.7.
9
pag.
12
pag.
13
pag.
16
pag.
19
pag.
22
pag.
25
pag.
27
12
INDICE
19.7.1. Schiacciamento della muratura non omogenea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19.8. Pressoflessione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19.9. Ritiro della muratura dovuto a variazione termica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19.10. Casistica dei dissesti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.
20.1.
20.2.
20.3.
20.4.
20.5.
20.6.
20.7.
20.8.
20.9.
20.10.
20.11.
20.12.
20.13.
21.
21.1.
21.2.
22.
22.1.
INDAGINI SULLE MURATURE
Prove ultrasoniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prove soniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prove georadar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Endoscopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Martinetti piatti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dilatometro per murature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Penetrometro Windsor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prova per l’individuazione dello stato deformativo dello strato esterno . . . . . . . . . . . . . .
Vibrometro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Termografia ad infrarossi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indagine al radiocarbonio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Resistenza della muratura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.13.1. Rottura della muratura a compressione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
OPERE PROVVISIONALI
Metodi e tecnologie tradizionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.1. Puntelli verticali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.2. Puntelli inclinati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.3. Resistenza dei puntelli per attrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.4. Verifiche statiche di un puntello a contrasto di una parete . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.5. Puntelli di sostegno alle murature pressoflesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.6. Puntellamento di archi e volte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.7. Dimensionamento delle centine di legno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21.1.8. Opere di presidio di un intero fabbricato con tubi e giunti di acciaio . . . . . . . . .
Opere provvisionali. Metodi e tecnologie recenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
INTERVENTI PER RIDURRE LE CARENZE DEI COLLEGAMENTI
Tiranti metallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.1. Dimensionamento dei tiranti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.2. Meccanismi di rottura durante il sisma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.3. Metodo di calcolo speditivo per la determinazione dello sforzo sui tiranti nelle opere di pronto intervento provvisionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.4. Verifica del muro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.5. Tiraggio delle catene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.6. Tiranti metallici negli archi e nelle volte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.1.7. Esempi di tiranti di acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pag.
32
pag.
33
pag.
36
pag.
37
pag.
41
pag.
42
pag.
43
pag.
43
pag.
44
pag.
47
pag.
47
pag.
48
pag.
48
pag.
49
pag.
50
pag.
50
pag.
51
pag.
53
pag.
65
pag.
65
pag.
75
pag.
76
pag.
77
pag.
78
pag.
79
pag.
82
pag.
84
pag.
86
pag. 125
pag. 126
pag. 127
pag. 135
pag. 136
pag. 139
pag. 140
pag. 142
13
INDICE
22.2.
Ancoranti chimici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.2.1. Ancoraggi: metodi di esecuzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.3. Cerchiature esterne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.4. Ammorsature tra parti adiacenti o tra murature con fasce di acciaio ancorate alle pareti .
22.5. Perforazioni armate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.6. Cordoli di sommità in muratura armata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.7. Cordoli di sommità in acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.8. Cordoli in c.a. in sommità di un edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.9. Cordolo inserito nello spessore della muratura ai piani intermedi di un edificio . . . . . . .
22.10. Cordoli perimetrali di acciaio ai livelli intermedi dell’edificio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22.11. Connessione dei solai di piano e delle coperture alle murature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pag. 167
pag. 168
pag. 174
pag. 181
pag. 208
pag. 221
pag. 228
pag. 228
pag. 235
pag. 241
pag. 244
23.
23.1.
23.2.
23.3.
23.4.
23.5.
23.6.
23.7.
23.8.
23.9.
23.10.
23.11.
23.12.
INTERVENTI PER RIDURRE LE SPINTE DI ARCHI E VOLTE
Catene per archi e volte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidamento delle volte con fasce d’acciaio all’estradosso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidamento degli archi con profilati piatti d’acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidamento delle volte con fasce di materiale composito FRP . . . . . . . . . . . . . . . . .
Strutture di sostegno di muri in falso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Solette orizzontali di calcestruzzo alleggerito armato sulle volte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Placcaggi e cerchiature di acciaio all’intradosso degli archi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Placcaggi con materiali compositi FRP all’intradosso delle volte o degli archi . . . . . . . .
Alleggerimento delle volte con muretti di mattoni forati (muricci) . . . . . . . . . . . . . . . . .
Appendimento di archi e volte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consolidamento delle camere canna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interventi reversibili sulle volte con calcestruzzo alleggerito armato rimuovibile . . . . . .
24.
24.1.
24.2.
24.3.
24.4.
24.5.
24.6.
INTERVENTI PER RIDURRE L’ECCESSIVA DEFORMABILITÀ DEI SOLAI
Irrigidimento di solai lignei mediante doppio tavolato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Irrigidimento dei solai lignei mediante solette di calcestruzzo alleggerito armato . . . . .
Irrigidimento planare di solai in legno per mezzo di telai di acciaio controventati . . . . .
Sostegno delle travi portanti con profilati di acciaio posti sotto i travicelli . . . . . . . . . . .
Consolidamento di solai a struttura metallica con interposti elementi in laterizio . . . . .
Rinforzo dei solai con strutture d’acciaio all’intradosso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25.
25.1.
25.2.
25.3.
INTERVENTI IN COPERTURA
Cuffie metalliche di vincolo delle travi di legno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 325
Isolatori a scorrimento multidirezionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 330
Capriate di legno. Collegamento dei nodi con l’acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 338
26.
INTERVENTI CHE MODIFICANO LA DISTRIBUZIONE DEGLI ELEMENTI
VERTICALI RESISTENTI
Nuove aperture sulle murature portanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 351
26.1.
pag. 251
pag. 261
pag. 272
pag. 274
pag. 278
pag. 281
pag. 284
pag. 291
pag. 293
pag. 295
pag. 297
pag. 300
pag. 303
pag. 305
pag. 312
pag. 313
pag. 315
pag. 322
14
INDICE
26.2.
Sostituzioni di architravi con profilati di acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 366
26.3.
Risarcitura muraria con la tecnica dello “scuci e cuci” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 368
27.
INTERVENTI PER INCREMENTARE LA RESISTENZA DELLE MURATURE
PORTANTI
27.1.
Iniezioni di miscele leganti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 371
27.2.
Inserimento di diatoni artificiali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 374
27.3.
Tirantini antiespulsivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 376
27.4.
Intonaco armato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 379
27.5.
Pareti in c.a. in unione con le murature portanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 384
27.6.
Placcaggio laterale di pareti con piastre di acciaio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 389
27.7.
Tiranti d’acciaio verticali post-tesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 391
27.8.
Rinforzo di pareti murarie mediante controventamenti verticali in acciaio . . . . . . . . . . . pag. 395
28.
INTERVENTI SU PILASTRI E COLONNE
28.1.
Dimensionamento delle cerchiature di acciaio di un pilastro circolare . . . . . . . . . . . . . . . pag. 400
28.2.
Dimensionamento delle cerchiature di un pilastro quadrato o rettangolare . . . . . . . . . . pag. 403
28.3.
Cerchiature con fasce di poliestere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 418
29.
INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO DELLE SCALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 421
30.
INTERVENTI ESEMPLIFICATIVI
30.1.
Consolidamento della Rocca del Leone di Castiglione del Lago (Perugia) . . . . . . . . . . . . pag. 425
30.2.
Ricostruzione del campanile della Cattedrale di Santa Maria Assunta in Sellano (Perugia) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 436
30.3.
Studio per la riabilitazione strutturale della Cappella della Sindone di Torino . . . . . . . . . pag. 442
30.3.1. Intervento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 445
30.3.2. Opere provvisionali: fasciature della cupola con presollecitazione controllata . pag. 445
30.3.3. Opere di consolidamento strutturale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 452
30.3.4. Intervento alla base dei contrafforti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 454
30.3.5. Interventi sui contrafforti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 456
30.3.6. Cerchiature della base e della sommità del tamburo della lanterna . . . . . . . . . . pag. 456
30.3.7. Interventi sugli archi e sui timpani (sulle parti strutturali insistenti sui contrafforti) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 458
30.3.8. Eventuali cerchiature tra le pareti esterne del tamburo e le mensole interne . . pag. 461
30.3.9. Consolidamento delle catene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 462
30.4.
Portale della chiesa di San Francesco delle Scale di Ancona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 462
30.4.1. Fasce verticali laterali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 462
30.4.2. Fascia centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 465
30.4.3. Pinnacoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 465
30.4.4. Parete della Chiesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 465
30.4.5. Intervento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 465
INDICE
15
30.4.6. Intervento sulle fasce verticali laterali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 466
30.4.7. Intervento sulla fascia centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 469
30.4.8. Intervento sui pinnacoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 469
30.5.
Muro di piazza San Francesco di Ancona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 471
BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 477
REFERENZE ICONOGRAFICHE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 483
RIFERIMENTI ALLE PROGETTAZIONI CITATE NEL TESTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 486
PRESENTAZIONE
La divulgazione della ricerca sul consolidamento delle costruzioni in muratura condotta attraverso lo studio e l’esperienza sul campo continua, nella Collana del Centro Studi “Sisto
Mastrodicasa”, con questa importante opera di Massimo Mariani, che alimenta significativamente la conoscenza sul recupero del nostro patrimonio architettonico, storico e artistico.
Come nelle precedenti pubblicazioni, anche questa volta Mariani espone metodi contro le
alterazioni strutturali delle costruzioni, molti dei quali innovativi, da Lui ideati e collaudati
nella pratica di edifici monumentali di gran pregio ed espressi ordinatamente in questo vero
e proprio Trattato.
Proprio nella divulgazione delle metodologie esecutive Mariani esprime particolare incisività e determinazione nell’invocare l’assoluta efficacia che deve essere assicurata dalle opere,
nella consapevolezza che una loro eventuale errata esecuzione provocherebbe un sicuro peggioramento della risposta meccanica rispetto alla situazione originaria. Ogni tecnica è quindi proposta quale soluzione da perseguire solo quando sussistano adeguate garanzie sul miglioramento della struttura dimostratasi carente.
I due tomi che compongono l’opera, densi di sostanziosi elementi di geotecnica e di meccanica delle murature, separano distintamente lo studio e il consolidamento dei dissesti fondali
da quelli dell’elevato. Ogni argomento percorre l’itinerario completo e dettagliato che va dall’indagine alla caratterizzazione dei fenomeni, fino alle tecniche di intervento.
L’esposizione si basa sulla critica costruttiva all’interno del tema della conservazione del patrimonio costruito, con l’intento di non divulgare solamente soluzioni, ma di esaltare studio e
applicazione all’unisono verso il futuro, testimoniando le conoscenze del nostro tempo e contribuendo alla loro evoluzione.
La lettura scorre piacevolmente attraverso il testo e le immagini meravigliosamente elaborate di opere eseguite, con una dettagliata definizione del percorso procedurale che dal progetto conduce all’intervento.
Massimo Mariani dimostra anche in questa sua opera una innata naturalezza nella divulgazione di scienza e tecnica, creando un rapporto diretto con chi ha già intrapreso o vorrà percorrere la strada del restauro strutturale e vorrà fare dell’esperienza una via metodologica
contrapposta al radicale infinito di pregiudizi di una tradizione da accogliere ma anche da
attualizzare.
Proprio facendo perno sul forte e sempre attivo idealismo, Mariani ribadisce il ruolo dell’intuizione spontanea rispetto a quello di una mera riproduzione passiva per somiglianza tra studi o applicazioni tra loro analoghi, ma mai uguali.
18
PRESENTAZIONE
Ricerca e ideazione nella disciplina del consolidamento sono i fili conduttori di questa opera,
cui Mariani giunge dopo un ampio percorso di maturazione personale, cosicché essa delinea
un unico vero indirizzo nel binomio inscindibile architettura e struttura, in chiara ed esplicita antitesi con gli approcci e le affermazioni del “non intervento” solo fittiziamente intese alla
salvaguardia di un patrimonio edificato sempre più a rischio.
Prof. Ing. Antonio Borri
Ordinario di Scienza delle Costruzioni
nell’Università degli Studi di Perugia
Presidente del Centro Studi “Sisto Mastrodicasa”
PREMESSA
Il concetto di edilizia del passato richiede animo critico per la chiarezza dei rapporti strutturali di cui è esito, per divenire comprensione delle architetture esistenti, soprattutto per il
loro consolidamento e restauro.
“Caratteristica del lavoro scientifico è lo scegliere” (Giorgio Pasquali, Filologia e storia).
Lo studio del sistema architettonico anticipa ogni parametro di qualsiasi idea progettuale da
fondare sulla rappresentazione, evitando strabismi fra il lento percorso della conoscenza e
quello assai più rapido dell’intervento.
“Il dubbio è un omaggio alla speranza” (Isidore Ducasse, Conte di Lautréamont, Poesie).
Conoscenza quale rapporto tra oggetto e soggetto che favorisce l’interpretazione dei valori
espressi dall’architettura del bene da conservare e aiuta la determinazione verso la più idonea funzione, nel rispetto della sua continuità temporale.
“La scienza è fatta di dati, come una casa di pietre. Ma un ammasso di dati non è scienza più di quanto un mucchio di pietre sia una casa” (Henri Poincaré, La scienza e l’ipotesi).
La stratificazione che ogni intervento di consolidamento e restauro produce non si sovrappone alla preesistenza con un’azione conservativa passiva diretta al mero recupero fisico del
bene, ma comprende il suo reinserimento nella vita attuale. Le opere di consolidamento rappresentano atti di creatività che contengono la ragione etica del nostro operare, mezzo essenziale per la promozione qualitativa.
“Quando costruiamo, pensiamo di costruire per l’eternità” (John Ruskin, Le pietre di
Venezia).
L’esclusivo, semplicistico approccio su basi modellative di calcolo di un sistema strutturale
che nel tempo abbia subìto mutamenti dovuti ad agenti naturali e/o ad interventi antropici,
così da divenire caratterizzazione complessiva irripetibile, manca dell’impostazione progettuale legata al raggiungimento della sicurezza, la cui valutazione scaturisce da molteplici fattori non sempre facilmente identificabili anche facendo ricorso alle più raffinate teorie probabilistiche.
“È il valore dell’oggetto proprio della conoscenza quello che determina la superiorità
di una scienza, o la sua inferiorità” (Aristotele, Metafisica).
Questi sono i pensieri che hanno accompagnato la mia vita di studio e di impegno professionale nel consolidamento degli edifici esistenti e degli abitati in frana, la cui essenza è percepibile in ogni parte della presente opera e che non sono stati mai prodotti per l’esclusiva ricerca di possibili soluzioni, ma per il piacere del loro ottenimento.
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PREMESSA
“… non esiste una categoria della scienza a cui si possa dare il nome di scienza applicata. Ci sono la scienza e le applicazioni della scienza, unite come il frutto all’albero
che lo produce” (Louis Pasteur, Pourquoi la France n’a pas trouvé d’hommes supérieurs
au moment du péril).
Voglio esprimere la mia gratitudine a tutti coloro che hanno collaborato a questo faticoso lavoro. In particolare ringrazio il signor Fabio Selvaggini, il geometra Luca Ranocchia, il maestro d’arte Giuliano Bevagna, il geometra Vincenzo Brozzetti, l’ingegnere Antonio Manna
e l’ingegnere Luca Martini per avermi coadiuvato nella rappresentazione grafica.
Grazie all’ingegnere Lucia Marcaccioli per il riordino e lo sviluppo degli esempi di geotecnica e all’ingegnere David Gubbiotti per la modellazione degli esempi sulle paratie.
Grazie a mio figlio Fulvio per aver effettuato alcune ricerche su rare pubblicazioni.
All’architetto Nicoletta Omicioli esprimo un profondo ringraziamento per aver dedicato quattro anni della sua professione alle mie pubblicazioni, aiutandomi ad ordinare ogni singola e
minuta loro parte.
Nicole ha aggiunto il confronto e la critica nella composizione degli argomenti di questa opera, consentendomi di percorrere un cammino razionale basato sulla spontaneità di una divulgazione che fa perno sul comune idealismo per la meravigliosa conoscenza.
Sono felice che questo sacrificio sia stato per Lei anche di apprendimento della cultura del
restauro e del consolidamento delle strutture murarie che va ben oltre le colonne d’Ercole e
che la vedrà sicuramente primeggiare.
CAPITOLO
3
Dissesti fondali
Gli spostamenti o le rotazioni rigide di una singola struttura muraria non provocano la visibilità del dissesto avvenuto, anche se purtroppo possono compromettere la funzionalità dell’edificio. Generalmente i danni più gravi e lo stato di pericolo maggiore sono determinati dallo
sfilamento delle travi dalle loro sedi originarie, e spesso dall’insorgere sul terreno di pressioni estranee dovute agli effetti della rotazione alla base di alcune murature portanti. La mancanza di un quadro fessurativo può derivare dall’uniformità degli spostamenti e delle rotazioni come anche, nella maggior parte dei casi, dalla disponibilità della struttura a dissipare le tensioni nel proprio intimo costitutivo che le consente di assorbire gli sforzi senza rotture visibili. Ciò determina condizioni di pericolosità elevate per il prodursi di un inatteso collasso generalmente di tipo rapido (fragile), dovuto all’insorgere di qualsiasi ulteriore causa
accidentale, anche lieve, che sommasse le proprie azioni a quelle già sopportate dalla struttura.
Nell’eventualità di movimenti differenziali della struttura, lo stato tensionale al contatto con
il terreno può essere alterato da una nuova distribuzione delle mutue azioni fra il suolo e l’elevato. La nuova situazione di equilibrio del sistema strutturale deriva, quindi, da deformazioni che generano lesioni tali da conformare un nuovo schema statico, diverso dall’originale
che continua ad avere vita proprio per merito di un riadattamento inerziale.
Si produce, spontaneamente in tal modo una progressiva diminuzione dell’iniziale iperstaticità, per merito della già detta ridistribuzione.
I valori massimi dei cedimenti fondali che una costruzione in muratura portante può sopportare senza che si producano lesioni significative, contenute ancora nell’àmbito dell’assorbimento tensionale della materia componente la struttura, è di 3÷5 cm (5÷8 cm nelle strutture a telaio).
Se d è la distanza tra un punto della struttura nel quale non c’è stata deformazione e δ è il
cedimento differenziale, generalmente il loro rapporto δ/d può variare tra 1/1800 e 1/300: il
primo per edifici particolarmente sensibili e il secondo per strutture più deformabili.
L’esperienza ha portato ad indicare nei cedimenti del terreno e nelle successive alterazioni
del sistema terreno-struttura delle costruzioni meno recenti, in tempo di quiete sismica (ma
anche durante il terremoto questi fattori assumono carattere determinante ai fini della stabilità generale), la causa più comune dei dissesti strutturali.
Un fenomeno che spesso causa cedimenti fondali è quello del rifluimento del terreno sotto
un edificio dovuto allo scorrimento del suo scheletro solido sotto carico. Ciò è riscontrabile
nelle fondazioni superficiali, in corrispondenza del perimetro esterno dell’impronta dell’edificio ed evidenziato dal terreno accanto alla struttura che, al contempo, ha mostrato i segni
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del dinamismo attraverso lesioni, generalmente verticali di licenziamento tra di loro delle pareti (fig. 3.a).
3.1. CONSOLIDAZIONE PRIMARIA E SECONDARIA NEI TERRENI ARGILLOSI
La consolidazione primaria nei terreni argillosi (anche in quelli limosi anche se meno frequente) sotto il carico prodotto dalla costruzione, avviene con deformazioni della struttura
del terreno differite nel tempo a causa della lenta espulsione dell’acqua dovuta alla scarsa
permeabilità del mezzo.
Una frazione del fenomeno si esaurisce durante la costruzione dell’edificio, o in tempi appena successivi con durate dell’ordine di una decina d’anni (anche se ciò dipende dalle caratteristiche del terreno).
Fig. 3.a - Rifluimento del terreno sotto un
edificio, causato dallo scorrimento del suo
scheletro solido sotto carico (G. Croci)
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Una consolidazione artificiale di questo tipo è influenzata significativamente dalla presenza
di strati di sabbia, o dalla disuniformità verticale delle permeabilità dovuta ad intercalazioni
che assumono la funzione di drenaggio che, anche se in prima analisi potrebbero sembrare
utili per un più celere esaurimento del fenomeno, generalmente diventano invece causa di
differenziazione di cedimenti.
La consolidazione secondaria è la parte finale del fenomeno precedentemente descritto,
per quei terreni vulnerabili ad un comportamento viscoso (creep) che possono durare centinaia di anni e riattivarsi per variazioni tensionali sul terreno anche non elevate.
3.2. CEDIMENTI DOVUTI A NUOVI CARICHI PRODOTTI IN ADIACENZA
ALL’EDIFICIO DISSESTATO
Tali carichi possono essere prodotti da altre costruzioni, oppure da cumuli di materiale (un
rilevato di terreno) posti in adiacenza alle fondazioni dell’edificio poi danneggiato.
Si attiva in questo modo nelle fondazioni superficiali un effetto di trascinamento che causa
deformazioni delle fondazioni dell’edificio.
Nelle fondazioni profonde (pali) tali dinamiche giungono perfino alla rottura dei singoli elementi determinata dalla spinta laterale delle tensioni indotte su di essi.
Il fenomeno del trascinamento avviene sempre (anche se in alcuni terreni incoerenti fortemente sovraconsolidati con minore riscontro). In terreni ai limiti della normale consolidazione di tipo limo-argilloso le deformazioni sono ancora più gravi perché progressive nel tempo.
3.3. SUBSIDENZA
Questo fenomeno nell’ambito dei dissesti degli edifici dovuti al terreno è quello più delicato
e difficile da affrontare perché caratterizzato da cedimenti, sempre o quasi, differenziali sulla loro impronta, che non dipendono dai carichi applicati ma da variazioni delle tensioni interstiziali dovute all’abbassamento della falda acquifera, più frequentemente quella freatica e
raramente quella in pressione.
Questo meccanismo è chiamato subsidenza.
La variazione di quota piezometrica può dipendere spesso da operazioni antropiche, quali
quelle di emungimento dell’acqua da pozzi e apertura di scavi ma anche da cause naturali quali quella delle variazioni climatiche prolungate (siccità) e dall’abbattimento delle falde idriche.
Inizialmente non si manifesta una sensibile variazione delle tensioni interstiziali proprio a causa della scarsa permeabilità del materiale e della conseguente difficoltà all’espulsione dell’acqua, mentre al contempo diminuiscono le tensioni idrostatiche dovute all’abbassamento
della falda. Questa differenza tensionale (sovrappressione) diminuisce nel tempo durante l’e-
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CAPITOLO 3
spulsione dell’acqua dagli interstizi che determina il trasferimento delle tensioni allo scheletro solido del materiale.
Nelle argille le deformazioni dovute alla subsidenza assumono anche forte cospicuità per il
fatto che l’indice dei vuoti in questi terreni è superiore all’80% del volume iniziale.
I cedimenti di questo tipo nelle argille possono durare più di qualche decennio, dopo la nuova stabilizzazione della falda, proprio a causa della loro bassa permeabilità.
3.4. DIMINUZIONE DI VOLUME DEL TERRENO (RITIRO)
L’essiccazione degli strati corticali dei terreni argillosi, dovuto essenzialmente ad effetti climatici che producono l’evaporazione dell’acqua superficiale, può causare una loro contrazione volumetrica e il conseguente prodursi di cedimenti e di danni agli edifici sovrastanti.
Questo fenomeno, come quello della subsidenza, deve essere attentamente studiato con indagini di laboratorio e in sito perché dà sempre luogo all’attivarsi dell’attrito negativo su micropali o pali di grande diametro che dovessero essere costruiti per consolidare l’edificio dissestato.
3.5. ESCURSIONE DEL LIVELLO DI FALDA
Sensibili escursioni stagionali del livello piezometrico nei terreni coesivi dovute a variazioni
del livello delle acque di un fiume o di un lago artificiale limitrofi o al cospicuo caricamento a
monte della falda con un suo successivo depauperamento altrettanto cospicuo, può causare
cedimenti fondali correlati all’abbassamento, mai compensato da un innalzamento della struttura a seguito del successivo aumento della quota piezometrica. Talvolta durante questa seconda fase anche parte delle lesioni diminuisce di larghezza, anche se, come già detto, nelle due
fasi non avvengono mai compensazioni delle deformazioni.
L’escursione del livello di falda potrebbe invece, generare un fenomeno più grave che è quello dell’asportazione dei grani fini contenuti nei terreni incoerenti.
Nei terreni coerenti questa eventualità dell’asportazione della parte fine è quasi mai riscontrabile date le limitate permeabilità e quindi le basse velocità di filtrazione.
3.6. INNALZAMENTO DELLA QUOTA PIEZOMETRICA
L’aumento definitivo e permanente della quota piezometrica dovuto all’incremento d’acqua
percolata, ad esempio da un invaso limitrofo, da un canale, o più semplicemente, da una frequente rottura di una fognatura o di un acquedotto, non crea, generalmente, danni se non
quelli provocati, nei terreni coerenti secchi, dal rigonfiamento dovuto al naturale aumento di
volume di un àmbito arido.
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Un aspetto da non trascurare è che l’innalzamento della falda potrebbe provocare la diminuzione delle tensioni efficaci tra le particelle del terreno (scheletro solido) dovuta all’aumento di quelle neutre, che genera una riduzione della resistenza al taglio, il che, in terreni su
pendii, potrebbe diventare la causa di un dissesto idrogeologico (una frana).
Tutte le variazioni del livello piezometrico possono provocare il deterioramento dell’impianto fondale di un edificio, specialmente in presenza di elementi lignei (pali, basi dei plinti).
Proprio questo tipo di rapido degrado dovuto alle alternanze di quota della falda, in molte parti d’Italia, sta portando serie conseguenze al patrimonio monumentale fondato in profondità.
3.7. PRESSIONI DI SOLLEVAMENTO DELLA STRUTTURA
Quando sotto l’edificio fondato su una platea, talvolta combinata con una struttura scatolare
impermeabile dell’intero seminterrato, viene prodotto un improvvido innalzamento della falda potrebbero nascere sottospinte idrostatiche all’edificio tali da causare gravi deformazioni
alla struttura.
Talvolta i fattori che si oppongono a questo innalzamento da spinta d’Archimede sono costituiti solamente dagli attriti laterali delle strutture sul terreno e dal peso dell’edificio, ma ciò
potrebbe essere insufficiente per controbilanciare le sottospinte idrostatiche; nel tal caso è
necessaria una vera e propria opera di contrasto verticale per mezzo di tiranti di lunghezza
adeguata necessari per produrre un efficace ancoraggio e bloccaggio dell’edificio all’innalzamento.
3.8. EFFETTI DINAMICI
Le vibrazioni prodotte sul terreno potrebbero essere responsabili di un danno alla struttura
soprastante o limitrofa, successivo a un aumento di densità del suolo a seguito di una vibrazione.
Dette vibrazioni potrebbero essere causate dal continuo transitare di traffico pesante, da macchinario vibrante e dai terremoti.
Nelle sabbie ricche di acqua e, in genere, nei terreni incoerenti poco compattati, si potrebbero suscitare dissesti per compattazione del terreno durante il manifestarsi delle vibrazioni.
Anche in questo caso gli effetti di questi fenomeni causano conseguenze non uniformi sull’edificio a causa della diversa ricezione dell’energia della vibrazione prodotta dalla sorgente e
dovuta alla lontananza di quest’ultima da ogni parte della fondazione.
Anche le fondazioni profonde costituite da pali di grande diametro o micropali possono subire uno sprofondamento quando la resistenza sia affidata solo all’attrito laterale.
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Purtroppo il fenomeno più pericoloso in questo campo è quello della liquefazione nei terreni sabbiosi che provoca la perdita totale di consistenza del terreno che tende sempre più,
durante le vibrazioni, ad accostarsi nel comportamento ad un liquido, generando notevoli cedimenti.
3.9. CEDIMENTI CAUSATI DALL’ASPORTAZIONE DEL TERRENO
Ogni tipo di asportazione di materiale sia nel terreno che nelle strutture (aperture di vani)
degli edifici non è mai salutare perché causa traumi al loro stato tensionale preesistente e
conseguenti ulteriori cedimenti.
Danni ugualmente pesanti si possono verificare per erosioni e scalzamenti naturali.
3.10. ERRORI NELLO STUDIO DEI TERRENI
Non è detto che siano sempre ipotizzabili da parte del progettista tutte le evoluzioni future
di un sistema strutturale legato al comportamento del sottostante terreno. Ancora oggi non
tutti i fenomeni analizzati finora sono stati completamente interpretati; si invade spesso l’àmbito dei sistemi complessi nei quali le variabili non sono tutte identificabili così come il comportamento finale della struttura.
In ogni caso, spessissimo, i dissesti strutturali dovuti al terreno o all’interazione terreno-struttura sono conducibili ad errori, di cui i più comuni sono:
– mancata giusta interpretazione delle caratteristiche del terreno;
– mancata giusta comprensione della struttura e della sua interazione con il terreno.
Il terreno e la struttura debbono essere studiati nella reciproca loro influenza. Le fondazioni
debbono essere adeguatamente collegate in ogni loro parte, per garantire una continuità
necessaria per ottenere un comportamento strutturale omogeneamente rispondente.
La resistenza del terreno non deve essere connotata solo dagli strati superficiali, quando,
come spesso viene rilevato nei dissesti, gli strati deformabili sono a profondità maggiori di
quelle ipotizzate.
Anche la mancata considerazione dell’attrito negativo sui pali può essere motivo di un successivo dissesto strutturale, come anche l’errata valutazione dei vincoli da stabilire al contatto terreno-struttura, magari senza tener conto della deformabilità del terreno. Spesso avviene che non sia data la giusta importanza alle azioni idrostatiche in sistemi spingenti privi di
drenaggio.
Infine una parte di errori proviene da modellazioni di calcolo sbagliate perché prive della giusta interpretazione della complessità del sistema che si sta analizzando.
L’ideale della risoluzione calcolata è lontano dal concetto di consolidamento. È, invece, più
appropriato il concetto di verifica calcolata quando le nostre convinzioni sulle ragioni del dissesto sono già formate.
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L’applicazione di formule utili per qualsiasi esigenza e, soprattutto, non rispondenti alle ipotesi dalle quali queste furono derivate, può essere causa di errori anche gravi poiché le ipotesi stesse discendono da schematizzazioni necessariamente ideali, che altro non potrebbero essere nella fase di ricerca e di costruzione del modello (suolo elastico, semispazio omogeneo indefinito, sistemi bidimensionali ...).
Anche l’interpretazione dei risultati del calcolo devono essere sempre valutati e resi utilizzabili con attento ricorso al riconoscimento di utili coefficienti di sicurezza.
3.11. ERRORI DI ESECUZIONE
Non è il caso di addentrarsi in un argomento tanto vasto come quello degli errori di esecuzione a causa delle innumerevoli incertezze in qualsiasi operazione esecutiva di ogni opera.
Purtroppo errori in questa fase sono molto frequenti, talvolta dovuti ad imperizia e, ancor
peggio, causati dalla scarsa qualità legata alla speculazione imprenditoriale e alla mancanza
di controllo da parte dei soggetti preposti.
Tutte le soluzioni di intervento che sono state proposte in questa opera sono riferite ad una
esecuzione a perfetta regola d’arte che ha accompagnato da sempre ideologicamente ogni
operazione di progettazione di chi vuole lasciare al futuro una struttura rinforzata.
