TEORIA E TECNICA DELLE COSTRUZIONI STORICHE

(PROF. PAOLO FACCIO – UNIVERSITA’ IUAV DI VENEZIA)

A.A. 2014 - 2015

LEZIONE N. 3 : FONDAZIONI E SOSTRUZIONI 1

Tempio delle Fortuna Primigenia a Palestrina - Roma

Trattati e qualità muraria

La Regola dell’Arte nelle murature

•Regolarità dei corsi orizzontali

•Squadratura regolare dei conci

•Verticalità della muratura

•Non allineamento dei giunti verticali

•Qualità dei blocchi

•Qualità della malta

•Ammorsamento trasversale dei blocchi :

ingranamento

Murature in materiale lapideo

e mista

Muratura omogenea :

Composta da elementi lapidei di grande

dimensione può presentarsi con

apparecchiatura con malta di calce inerte

e terra, con inseriti elementi di minor

dimensione per ridurre la presenza di

vuoti – rincocciatura- (a), presenza di

maggiore regolarità dei conci con giunti

costituiti sempre da calce inerte e terra

con ridotta presenza di rincocciatura (b),

corsi con materiale lapideo disposto in

maniera prevalentemente orizzontale.

Per paramenti di grande spessore

possono essere presenti paramenti

esterni con riempimenti di schegge e

abbondante ricorso a malta

Schema di sezione

Muratura disomogenea : presenza

di pochi elementi lapidei di grande

pezzatura, disposti

prevalentemente nei cantonali,

ampia presenza di malta con

capacità strutturali discrete solo in

presenza di grandi spessori – 80 –

100 cm-.

Presenza di muratura a cassetta e

riempimenti con presenza

abbondante di malta

Schema di

sezione

Muratura listata o mista: murature in

pietrame di varia pezzatura e dimensione,

con presenza di giunti di malta più o meno

consistenti. Ad intervalli regolari di circa

70 – 80 cm, sono presenti corsi in laterizio

che attraversano completamente lo

spessore del muro – corsi di ripianamento

– conferendo grande qualità strutturale

alla muratura.

Schema di sezione

Murature a secco : murature a varia pezzatura dei blocchi, prive di

malta e aggregazione in relazione all’ingranamento dei conci. Nel

caso di costruzioni vengono utilizzati conci di grande dimensione

per fori porta finestra, soglie, gradini, cantonali

Schema di sezione

G.B. Piranesi Antichità di Cora

descritte ed incise da G.B.

Piranesi 1764

Ercolano casa a Graticcio

Tratto da M. Bianchini Le tecniche edilizie nel mondo antico,

ed. Dedalo 2008

L’OPUS AFRICANUM

Il nome di questa tecnica indica con chiarezza l’area in cui essa fu

maggiormente utilizzata. Tuttavia, anche se sembra che l’origine vada

fissata nell’Africa settentrionale, essa, per il tramite dei Cartaginesi, venne

introdotta in Sicilia e nell’Italia meridionale, dove sono noti molti esempi.

Da un punto di vista tecnico, l’opus africanum è costituito da catene verticali

di blocchi nelle quali si alternano pietre verticali e orizzontali, le ultime

più larghe delle prime. Queste catene costituiscono gli elementi portanti

del muro, collegati tra loro da file orizzontali di pietre più piccole.

Abbiamo dunque una tecnica «a ossatura e riempimento» del tutto simile

all’opera a graticcio. È per questo motivo che gli archeologi italiani la

definiscono opera a telaio. In effetti la rarità del legno ha fatto nascere

nell’architettura cartaginese l’idea di ricorrere alla pietra, creando grossi pali

di pietra, collegati da riquadri di pietre più piccole che, a seconda del tipo

di taglio che avevano ricevuto, potevano essere accostate a giunti vivi

ovvero legate con argilla.

Esempio di opus africanum a Pompei, telaio in

travertino e riempimento in pietre laviche ( sopra)

G. Rusconi I dieci libri

dell’Architettura, 1660

Incerta

Massi posti in opera come

venivano estratti dalla cava,

disponendo in facciata il lato

planimetricamente regolare.

Malta povera e abbondante

Opus caementicium, rappresenta il

nucleo di una muratura con vari

rivestimenti. Composto da spezzoni

lapidei, caementa, impastati con malta

di calce e sabbia (preferibilmente

pozzolana. I caementa sono costituiti

da sassi, o scapoli o frammenti di

pietra sostituiti progressivamente del

tutto o in parte da materiale fittile. La

malta è composta da tre parti di

pozzolana e una di calce spenta,

oppure due parti di sabbia di fiume e

una di calce spenta. Quasi mai

costituisce una paramento senza

rivestimento ad eccezione delle

fondazioni

UNA COSTRUZIONE PUO’ ESSERE CONSIDERATA COME UN SISTEMA DI

ELEMENTI VARIAMENTE CONNESSI IN GRADO DI TRASFERIRE A TERRA FORZE

DISPOSTE IN VARI PUNTI DELLO SPAZIO

L’EQUILIBRIO DELLE FORZE A TERRA AVVIENE

PER MEZZO DEL SISTEMA COSTRUTTIVO

DEFINITO FONDAZIONE

LE FONDAZIONI RAPPRESENTANO L’ELEMENTO DI TRASFERIMENTO A TERRA

DEI CARICHI

IL SISTEMA DELLE FONDAZIONI DEVE ESSERE IN GRADO DI TRASFERIRE I

CARICHI IN RELAZIONE ALLE CARATTERISTICHE DEL TERRENO

LA CAPACITA’ DEL TERRENO, INTESA COME PORTANZA, DEVE ESSERE IN

GRADO DI SODDISFARE LE SOLLECITAZIONI TRASMESSE DALLA COSTRUZIONE

FUORITERRA, INTESA COME DOMANDA.

LE CARATTERISTICHE MECCANICHE DEL TERRENO

Densità, massa del terreno riferita all'unità di volume

Porosità, volume degli spazi vuoti del terreno come rapporto percentuale sul volume

totale

Adesione, forza con cui le particelle terrose sono legate da corpi estranei che vengono a

contatto con il suolo

Coesione, forza con cui le particelle terrose sono legate fra loro e si oppongono al

distacco

LA PORTANZA O CAPACITA’ PORTANTE DI UN TERRENO, E’ L’ATTITUDINE A

SOPPORTARE SOLLECITAZIONI DERIVANTI DA UN CARICO SOVRASTANTE.

LA CAPACITA’ PORTANTE DIPENDE DA:

Resistenza meccanica del terreno

Tempi di caricamento del terreno, storia tensionale

Intensità dei carichi

Eccentricità dei carichi

Forma della sovrastruttura e della fondazione

Approfondimento del piano di posa

Presenza di carichi adiacenti alla zona in esame

Per la determinazione della capacità portante di un terreno è ormai accreditata,

nell'uso corrente, una formula trinomia (formula di Terzaghi), espressa come

somma di tre termini, di cui uno rappresenta il contributo della resistenza a taglio

del terreno, il secondo dell'approfondimento del piano di posa, il terzo della

dimensione della fondazione:

•c è la coesione del terreno;

•q è il carico preesistente sul piano di posa;

•B è la larghezza della fondazione (dimensione minore);

• è il peso dell'unità di volume del terreno

Ciascuno dei termini della formula trinomia contiene un parametro, detto "fattore

di capacità portante", la cui espressione è funzione dell'angolo di resistenza a

taglio del terreno

Vitruvio Pollione Dell’Architettura, Libro I

A. Palladio, indica la dimensione da tenere nelle fondazioni, il doppio dello spessore del muro, co

l’accortezza di cercare terreno solido e eventualmente di incrementare la dimensione qualora sia

cedevole. Il piano di posa deve essere omogeneo e regolare per evitare cedimenti differenziali.

Articolazione della fondazione

con rinforzo dell’angolo

CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI

1- IN BASE ALLA PROFONDITA’

2- IN BASE ALLA ARTICOLAZIONE PLANIMETRICA

3- IN BASE ALLA STRUTTURA / CONSISTENZA

4- IN BASE ALLA TECNICA REALIZZATIVA

1- QUOTA DEL PIANO / PUNTO DI SCARICO DELLE AZIONI PROVENIENTI DALLA

COSTRUZIONE SUL TERRENO

SUPERFICIALI,

CON PIANO DI

POSA INFERIORE

AI 4 METRI DAL

PIANO DI

CAMPAGNA

PROFONDE CON

PIANO DI POSA

SUPERIORE AI 4

METRI DAL PIANO DI

CAMPAGNA

2- IN BASE ALL’ ARTICOLAZIONE PLANIMETRICA (DELLE FONDAZIONI)

Fondazioni discontinue, limitate a singoli

elementi portanti verticali puntiformi

Fondazioni lineari semplici, riproponenti lo

schema planimetrico dell’edificio in alzato

Fondazioni lineari con raccordi, con

legamenti sul piano fondale, come nel

colonnato dei templi

Fondazioni a piattaforma omogenea,

composte da un nucleo compatto in

calcestruzzo

Fondazioni a telaio presenti nel caso di terreni

di cattiva qualità, costituite da cassoni in

calcestruzzo riempiti di materiale di riporto

Fondazioni a pozzi e barulle, scavi a pozzo

isolati e successivamente riempiti in muratura

poi congiunti con archi di scarico annegati in

getti di calcestruzzo continui

Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia

nell’antichità. Carocci, Roma, 2000

Fondazioni di

templi a

struttura

lineare con

raccordi

Realizzazione di una base

rialzata di regolarizzazione del

sito

Si può osservare la

dimensione dei blocchi di

fondazione in pietra

squadrata

Fondazione a blocchi squadrati

FONDAZIONE AD ARCHI ROVESCI

Calvatone - CR - frammenti

di laterizi di reimpiego

(tegole, coppi, in minor

misura mattoni) di

dimensioni medio-piccole,

posti di taglio e in obliquo,

con una tessitura più o

meno fitta e regolare

Calvatone – CR tegoloni a

risvolto, interi o in frammenti

di grandi dimensioni,

collocati di piatto in

allineamento regolare, con

le alette rivolte verso l'alto

poste lungo i margini esterni

e costipati all'interno con

frammenti di laterizi

FONDAZIONI SUPERFICIALI

Calvatone CR - mattoni sesquipedali, interi

o in frammenti di grandi dimensioni, posti

di piatto in allineamento regolare su un

unico filare, generalmente accostati lungo il

lato corto.

FONDAZIONI PROFONDE A POZZI E BARULLE

3- IN BASE ALLA STRUTTURA / CONSISTENZA

Fondazioni a secco di pietrame irregolare,

realizzate con materiale di scarto,

prevalentemente scheggioni e resti di lavorazione

posate in scavi di piccola dimensione e

profondità. Realizzate per edifici di modeste

dimensioni e con scarsità di mezzi. Nel tempo le

pietre vengono posate con maggior cura e legate

con malta, dotate di superfice regolare per la

successiva posa dello spiccato

Fondazioni a secco con blocchi squadrati, molto

usato e successivamente soppiantato

dall’introduzione del calcestruzzo. Posate in

scavi di maggiore dimensione rispetto alla base

della fondazione e in alcuni casi di forma

trapezoidale. Veniva usato materiale di cava di

minore qualità. In corrispondenza di carichi

concentrati particolarmente gravosi si inseriva un

blocco di materiale più resistente .

Fondazioni in calcestruzzo, veniva posato il

conglomerato semifluido direttamente all’interno

dello scavo .

Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia

nell’antichità. Carocci, Roma, 2000

4- IN BASE ALLA TECNICA REALIZZATIVA Fondazioni con cortina a faccia a vista, realizzate in

particolari situazioni orografiche, con struttura a tratti fuori

terra. Veniva realizzata comunque una scarpa eccedente lo

spessore del muro.

Fondazioni in cavo libero, realizzate in terreno sodo e con

scavi poco profondi, il calcestruzzo veniva gettato senza

casseratura controterra.

Fondazioni in cavo armato, diffuso in particolare per

fondazioni profonde. Per grandi dimensioni il calcestruzzo

veniva gettato a strati con il pietrame allettato a mano

annegato in malta molto ricca di acqua e successivamente

battuti per una perfetta costipazione. Per fondazioni estese

i getti venivano confinati in murature di laterizio ed eseguiti

per fasi successive

Fondazioni miste in conglomerato con e senza cortina,

utilizzate per la realizzazione di strutture con diversi piani di

quota pavimentale o il recupero di dislivelli tra un corpo di

fabbrica e l’altro

Fondazioni su palafitta in zone paludose o di costipazione

del terreno

Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio

Giuliani, L’edilizia nell’antichità.

Carocci, Roma, 2000

Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia

nell’antichità. Carocci, Roma, 2000

Preparazione e sbadacchiatura

dello scavo ( armatura con

tavole per il sostegno delle terre)

Fondazioni

costruite fuori

terra e

successivamente

reinterrate Fondazioni con sistema di

consolidamento del terreno

mediante pali.

FONDAZIONI SU PALI

STUDIO DI FONDAZIONE VENEZIANA

Fondazioni di palazzo

Ducale

Rappresentazione di fondazione veneziana

Schema di funzionamento

dell’edificio veneziano Fondazioni dirette

Palificate

Muro di spina

ISTRIAN STONE BLOCKS

BRICK MASONRY

PROTECTION PLASTER

"CADENA"

"CADENA"

"CADENA"

"COMUN MARINO"

"MADIERI"

WOODEN PILES

"TERA DA SAVON"

SCHEMA DEL SISTEMA FONDAZIONALE

Il sistema fondazionale degli edifici veneziani

SOLUZIONI TECNICHE

1. PALI IN LEGNO

2. “MADRIERI” = TAVOLE IN LEGNO

3. BLOCCHI IN PIETRA D’ISTRIA

4. “CADENE” = CORSI CONTINUI E

PASSANTI DI BLOCCHI IN PIETRA

D’ISTRIA

5. INTONACO DI PROTEZIONE

6. “TERA DA SAVON” = ARGILLA

IMPERMEABILE

slide 60/71

S. Basilio – Venezia

Pali di costipamento Palafitta profonda in larice o rovere di lunghezza di

circa 4- 5 m e diametro 25 - 30 cm

Lo spazio tra i pali è saturato con scaglie e scapoli di pietra

d’Istria mescolati con calcetruzzo

Madrieri a formare lo zateron:

panconi larice o olmo

Pali di ontano di

lunghezza pari m. 1,00

Basilica di S. Maria in Selcis

muro perimetrale che mostra

una serie di fasi costruttive

dall’epoca romana a quella

medioevale (VIII – IX sec. )