Le strutture di FONDAZIONE

Laboratorio di Tecnologia dell‘Architettura Prof.ssa Paola Gallo A.A. 2012-2013

Strutture di fondazione

Le fondazioni sono elementi strutturali che trasferiscono i carichi delle strutture verticali (pilastri, pareti) al terreno di fondazione con lo scopo di operare una diffusione delle sollecitazioni compatibile con le caratteristiche di resistenza del suolo in riferimento:

1. alla portanza

2. alla deformazione istantanea e differita

La scelta del tipo di fondazione viene effettuata sulla base di: • entità e distribuzione dei carichi • natura del terreno rilevata mediante: indagini preliminari (acquisizione di carte geologiche e

osservazione del comportamento di costruzioni già esistenti), indagini di laboratorio (analisi su campioni di materiali raccolti

sul sito tramite carotaggi), indagini in sito (prove di carico, altro).

Laboratorio di Tecnologia dell’Architettura Prof.ssa Paola Gallo A.A. 2012-2013

La distribuzione dei carichi dalle coperture alle fondazioni

Le fondazioni si dividono in: • Dirette quando operano direttamente su strati superficiali • Indirette quando giungono a strati profondi in quanto quelli superficiali non forniscono sufficienti garanzie di portanza

Dirette Indirette 1 Discontinue • Plinti isolati 2 Continue • Travi • Platee

3 Pali • Infissi • Gettati in opera

Fondazioni

Dirette su terreno resistente poco profondo

Indirette su terreno resistente molto profondo

In terreni sciolti poco resistenti

FASE DELLA COSTRUZIONE

La realizzazione delle fondazioni è preceduta dai seguenti lavori: 1. sbancamento. Asportazione del terreno all’interno dell’area individuata dalle operazioni di tracciamento, fino a raggiungere la quota dalla quale avranno inizio le opere di elevazione del fabbricato

2. scavi per fondazioni. Scavi a sezione obbligata effettuate a partire dal piano di sbancamento per accogliere gli elementi di fondazione previsti

3.Opere di fondazione. Opere relative alla fondazione quali i muri di sostegno e la sottofondazione

FASI DI SBANCAMENTO

Per muro di sostegno si intende un manufatto murario con la funzione principale di sostenere, o contenere, fronti di terreno di qualsiasi natura e tipologia, eventualmente artificiali. I muri di sostegno possono essere distinti in base al posizionamento o al principio statico con cui resistono

OPERE DI FONDAZIONE

I materiali con i quali si possono costruire i muri di sostegno sono: muratura di mattoni, muratura di calcestruzzo non armato, cemento armato, gabbioni

Muri a contrafforti, in cui i contrafforti lavorano in un piano verticale, prendendo su di sé la spinta delle terre, e il pannello murario lavora per inflessione in piani orizzontali, con la funzione principale di contenimento del terreno;

Muri a mensola, ovvero elementi murari snelli, con fondazioni particolarmente ampie (in modo da realizzare l'incastro al piede) in cui la parete svolge entrambe le funzioni, di sostegno e di contenimento.

MAGRONE

Il magrone è un calcestruzzo povero con minori capacità meccaniche utilizzato come riempimento e per i getti di sottofondazione

FASI DI REALIZZAZIONE FONDAZIONI

Posizionamento CASSERI e ARMATURE

Plinti isolati I plinti sono elementi strutturali di forma generalmente quadrata, rettangolare o trapezoidale, disposti al piede del pilastro in modo tale da diffonderne adeguatamente il carico sul terreno di fondazione. In funzione della loro altezza i plinti si dividono in: • plinti alti. Quando l’altezza è maggiore dell’aggetto rispetto al pilastro. In c.a. risultano i più rigidi e anche i più economici per via della ridotta armatura • plinti bassi. Quando l’altezza è inferiore all’aggetto. Minimizzano gli sbancamenti • plinti zoppi Quando occorre fondare pilastri in aderenza a costruzioni preesistenti. Presentano allargamenti pronunciati su uno dei lati

FONDAZIONI DIRETTE Fondazioni discontinue 1

NASTRIFORMI O A ZATTERA

Plinti trapezoidali in c.a.

Plinti zoppi Carico eccentrico Sezione parzializzata

Plinto zoppo in c.a.

Le fondazioni a plinto si utilizzano con strutture in elevazione di tipo intelaiato (trave-pilastro); Per strutture intelaiate in c.a. le fondazioni devono consentire una certa continuità strutturale e cioè: - i plinti devono essere collegati da un reticolo di travi o cordoli! Le fondazioni a plinto isolato non sono ammesse in zone sismiche.

TROVANO APPLICAZIONE: Quando la maglia del telaio è troppo fitta e i pilastri risulterebbero troppo vicini rendendo difficile la realizzazione dei plinti

Quando si necessita di elementi molto rigidi capaci di caricare in modo pressoché uniforme lunghe parti di suolo (Ad es. con terreno di fondazione che non presenta elevate capacità portanti). La rigidezza delle travi dipende dal rapporto tra altezza della trave e luce, ovvero interasse dei pilastri.

Le fondazioni a travi (rovesce) si chiamano così perché, a differenza delle comuni travi che trasmettono sui pilastri i carichi che ricevono dall’alto, il comportamento di queste travi di fondazione è simile ad una trave rovesciata caricata dalla reazione del terreno che agisce dal basso verso l'alto.

FONDAZIONI DIRETTE Fondazioni continue Travi 2

!! Ecco perché si chiamano “ROVESCE” !!

Le fondazioni continue si usano con strutture in elevazione a telaio (acciaio, legno, c.a.) o con murature portanti (laterizi, blocchi in pietra).

FONDAZIONI A TRAVI ROVESCE A MAGLIA CHIUSA

Schema in pianta e sezione della fondazione a travi Vista assonometrica dell’intelaiatura strutturale

Tipologie di fondazione continua per struttura discontinua (pilastri)

Esempio di armatura della fondazione continua

Tipologie di fondazione continua per struttura continua (muratura)

FONDAZIONI CONTINUE A LARGA BASE

NASTRIFORMI O A ZATTERA Quando la struttura portante in elevazione è in muratura, si utilizza la fondazione continua a larga base che deve essere realizzata in c.a.

Arch. Valentina Gianfrate

Fondazioni Superficiali a Platea Vengono usate quando il terreno non presenta buone caratteristiche di portanza con elevata deformabilità, è necessario minimizzare il valore della pressione indotta sul suolo di fondazione.

Fondazioni in terreni sciolti Poco resistenti

Superficiali Su pali sospesi

A zattera A platea

Le platee possono paragonarsi a solai rovesci con travi principali travi secondarie e soletta caricate dalla reazione del terreno approssimativamente uniforme

La platea presenta una armatura a rete sia inferiormente che superiormente, a maglie rade nelle specchiature tra i pilastri e fitte in corrispondenza degli allineamenti strutturali

Si fa uso delle fondazioni indirette quando il terreno di fondazione è formato da materiali poco coerenti, e non possiede quelle caratteristiche di resistenza, sufficienti a sostenere la struttura di un edificio. La funzione delle fondazioni indirette è quella di: collegare la struttura con gli strati più resistenti del terreno (pali appoggiati) garantire la stabilità per attrito tra terreno e loro superficie laterale (pali sospesi). I pali possono essere di due tipi: 1.Infissi, realizzati fuori opera. Possono essere in legno (con punta metallica), acciaio o cls armato. Quelli in cls armato hanno una armatura fatta da tondini longitudinali e staffe elicoidali più ravvicinate alla punta, per resistere alle sollecitazioni che si generano durante la penetrazione, ed alla testa, per resistere alla battitura.

2.Gettati in opera, per battitura o trivellazione

FONDAZIONI INDIRETTE Fondazioni a pali 3

Fondazioni indirette su terreno

resistente molto profondo

A pozzi Su pali portanti

Armati Rivestiti Gettati in sito Infissi

Per infissione

Per trivellazione

Pali in cls armato

•Maggiore durevolezza •Maggiore resistenza •Maggiore lunghezza (fino a 25m) •Diametro maggiore di 60cm. •Costo minore

La distanza tra i pali non deve essere inferiore a 3 volte il diametro Le strutture di collegamento delle teste dei pali, ad elevata rigidezza, possono

essere: Plinti isolati Fondazioni nastriformi Platee

Pali vibroinfissi:

Appartengono alla categoria dei pali infissi senza asportazione di materiale ed hanno il grosso vantaggio di non produrre risulte di perforazione e mantenere il cantiere pulito. Inoltre, l'infissione del palo migliora lo stato di addensamento del terreno e le conseguenti caratteristiche di portanza. Rispetto al tradizionale palo battuto, quello infisso con vibrazioni ad alta frequenza riduce notevolmente il disturbo sulle strutture circostanti, diminuendo sia il livello del rumore che le vibrazioni. Si realizza in terreni sabbiosi ed in ghiaie scarsamente addensate, anche in presenza di acqua di falda. La velocità di realizzazione e la facile gestione cantieristica ne fanno un prodotto economicamente vantaggioso.

Pali costruiti in opera con tubo forma, che viene infisso mediante trivellazione con asportazione di terra

L’infissione della camicia avviene per rotazione meccanica, una pesante sonda munita di valvola di fondo asporta il materiale sciolto •Non produce costipamento del terreno •Non provoca vibrazioni nelle strutture vicine

Primo solaio fuori terra Il primo solaio fuori terra – chiusure orizzontali inferiori - appartiene alla classe di Unità tecnologica “CHIUSURE”. Oltre a “chiudere” inferiormente l’organismo edilizio, la sua funzione principale è “ isolare” in modo da consentire con adeguati livelli di comfort lo svolgimento delle attività (funzioni) previste nei locali. La tecnologia costruttiva, e il relativo grado di isolamento e comfort raggiunto, cambiano a seconda delle destinazioni d’uso

Soluzioni tecniche tradizionali

Arch. Valentina Gianfrate

Struttura in latero-cemento

I sistemi tradizionali con vespaio e/o intercapedine sono ormai quasi correntemente sostituiti dal sistema dei “cupolex” Si tratta di cupole in plastica riciclata disponibili in commercio in diverse dimensioni. Questi elementi sono sagomati in modo da essere facilmente collegati tra loro per formare una struttura autoportante puntiforme e ricevere il getto (in c.l.s. o altro) che costituisce la soletta. Sotto le cupolette si crea un vano libero che consente la circolazione d’aria in tutte le direzioni e il passaggio delle tubazioni degli impianti, le condotte e i cavi. Sono in genere realizzati in plastica riciclata e costituiscono un cassero a perdere in grado di contribuire al fonoisolamento e all’impermeabilizzazione del solaio.

Struttura con casseri a perdere

Sistema in legno per solaio rialzato Il solaio rialzato, a distanza di almeno 50 cm da terra, deve avere un’intercapedine adeguatamente aerata e un vespaio drenante aerato livellato al piano di fondamenta. Le travi portanti in legno possono poggi a r e direttamente sulle fondazioni o essere separate da esse mediante muretti in mattoni pieni che creano un’ulteriore intercapedine.

Elaborati Tecnici

FONDAZIONI •Indicare l’area e la sezione di scavo con indicazione dei profili e delle quote •Indicare il posizionamento delle opere, le loro dimensioni, le sezioni dei diversi elementi, le orditure del sistema adottato •Indicare gli assi di localizzazione generale (fili fissi) •Indicare il profilo delle strutture in pianta con precisazione delle sezioni di ogni elemento •Indicare tutte le quote parziali e totali •Inidicare la quota del piano di posa, specificando il livello del magrone e la quota di fondazione REDAZIONE DELL’ELABORATO •Adottare il rapporto grafico 1:50 •Indicare il profilo delle strutture verticali •Indicare i piani di sezione •Indicare con linea a tratto il profilo dello scavo e le relative quote

Esempio