OPERE DI FONDAZIONE
Le fondazioni e le indagini geotecniche necessarie alla conoscenza del terreno e, quindi, al loro calcolo sono trattate al Capitolo . delle NTC 2008 Calcolo delle fondazioni dirette
Le fondazioni vengono calcolate in funzione funzione dei pesi delle strutture in elevazione elevazione carichi strutturali e non strutturali e carichi accidentali, nonché delle caratteristiche del terreno Valutati i pesi unitari delle varie strutture dell'edificio e i sovraccarichi unitari agenti sulla copertura e sui vari solai (in kg/m²), valutato il peso proprio delle strutture è possibile stabilire: l carico concentrato N (in kg o daN) trasmesso dall'edificio (o altro manufatto) mediante ipilastri alla fondazione che, sommato al peso peso proprio del plinto, agisce sul terreno di di fondazione.
il carico unitario p (in kg/m) trasmesso dall'edificio sovrastante alla fondazione (generalmente una trave rovescia di cemento armato, al meno nella maggior parte dei casi ) che, sommato al peso proprio della fondazione, agisce agi sce sul terreno di sedime.
la fondazione continua (nei casi più frequenti una trave rovescia, fig. 1.2) è sollecitata dalla reazione unitaria del terreno (depurata del peso proprio della fondazione) che agisce verso l'alto, sottoponendo la trave rovescia – schematizzabile in una trave continua su appoggi intermedi coincidenti con gli assi dei pilastri dell'edificio – a un carico ripartito pressoché uniforme e provocando in essa uno stato di sollecitazione di flessione e taglio.
l'impostazione e lo sviluppo dei calcoli della trave in nulla è dissimile da quella di una trave in elevazione, a parte l ’inversione sul segno dei momenti e, di conseguenza, sulla di sposizione dei ferri di armatura;;
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Fondazioni isolate a plinti
Queste fondazioni dirette con sovrastanti pilastri si adottano quando il terreno appaia e possa per esso assumersi un carico unitario di 30 ÷ 70 N/cm². I pilastri appoggiano su plinti di forma quadrata, rettangolare, raramente poligonale, in calcestruzzo di cemento armato o non armato. Il plinto armato va calcolato come 4 mensole ideali rovesce di forma trapezia incastrate nel pilastro Il plinto (fig. 1.1) è sollecitato dalla reazione unitaria del terreno (depurata del peso proprio del plinto) che agisce verso l'alto, sottoponendo il plinto stesso – schematizzabile in 4 mensole trapezie incastrate ciascuna nel lato minore del trapezio, in corrispondenza del sovrastante pilastro – a un carico uniforme e provocando in esso uno stato di sollecitazione di flessione e taglio, che nel caso di plinti massicci (più alti che larghi) si riduce a taglio semplice.
Figura 1- fondazione a plinto
Il plinto deve essere tanto alto da assicurare la ripartizione uniforme del carico sul terreno, in genere l ’angolo tra la base del plinto ed il pilastro, per questa ragione viene assunto ≥ 45° . In ogni caso la dimensione planimetrica deve essere proporzionata al carico unitario ammissibile sul terreno.
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Fondazioni continue
Le fondazioni continue più usate negli edifici in c.a. sono le fondazioni a trave rovescia , oltre a queste esistono anche le fondazioni continue per edifici in muratura, che dal punto di vista delle dimensioni e della forma in genere non differiscono molto dalle prime, a parte la natura del carico, che nel primo caso è costituito essenzialmente dai carichi concentrati portati dai pilastri e che, nel secondo caso, è un carico pressoché uniforme scaricato dalle murature. A – Fondazioni lineari per fabbricati di muratura ordinaria (o fondazioni a cordolo). La base del muro viene allargata con una o più riseghe, in modo da ridurre il carico unitario al valore compatibile con la resistenza specifica del terreno. Rapporto tra lunghezza e altezza della risega < 1/3. Si impiegano per la muratura di fondazione calcestruzzi di vario tipo (di pietrisco e malta idraulica, oppure di cemento a bassa dosatura, ad es. 150 ÷ 200 kg/m³) oppure murature a sacco, cioè formate gettando alla rinfusa nello scavo pietre, scaglie di pietrame e malta idraulica.
Figura 2 Fondazioni continue tradizionali in muratura
Figura 3 Nuova tipologia di fondazioni continue in c.a.
Si adottano fondazioni continue il terreno ammetta, con sicurezza, un carico unitario di 20 ÷ 30 N/cm². Ove necessario lo scavo deve essere sostenuto con sbadacchiature al fine di evitare il franamento dello scavo. Nel caso di fondazioni su superfici di maggiore ampiezza occorrerà , allo scopo, verificare che la pendenza delle pareti dello scavo sia tale da impedire franamenti. Quando poi si opere in ambiente urbano o in prossimità dei confini del lotto destinato alla costruzione, allo scopo di sostenere il terreno e le costruzioni eventualmente vicine, si realizzano delle paratie di pali appositamente calcolate per resistere alla spinta del terreno.
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Figura 4 - Sbadacchiature
Figura 5 Paratia di pali, detta anche berlinese
2) Fondazioni a travi rovesce in c.a.. Tra pilastro e pilastro si costruisce una trave in cemento armato, generalmente a forma di T rovesciata, (che funziona come trave rovescia caricata dalla reazione distribuita del terreno diretta verso l'alto: l'uniformità della distribuzione dipende dalla rigidità della trave dall'entità del carico unitario in relazione alla natura del terreno). La zattera ha di solito all argamenti laterali, che funzionano da mensole rovesciate (fig. 1.2).
Figura 7 Fondazione continua di c.a. per un fabbricato di cemento armato (sezione longitudinale e trasversale).
3) Fondazioni a platea generale. Quando a breve profondità si trova un terreno di modesta resistenza (8 ÷ 20 N/cm²), in genere anche per la presenza di acqua, può risultare conveniente, economicamente e tecnicamente, ricorrere a una fondazione a platea generale. Questa può adottarsi sia per un fabbricato in muratura , sia per un fabbricato con struttura in cemento armasto. Le platee possono essere sia a solettone, sia nervate.
Figura 6 -platea nervata
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Sotto le fondazioni si consiglia (salvo in terreno roccioso) un getto di modesta altezza (10 ÷ 15 cm) di calcestruzzo magro (detto magrone) per la posa dei ferri di armatura del c.a. senza pericolo di sporcarli con terriccio, e per proteggerli dall’umidità del terreno.
Carico limite di una fondazione diretta
Si definisce carico limite quel carico che, applicato a una fondazione diretta, determina la rottura del terreno secondo due diversi fenomeni: rottura generale e rottura locale (detta anche punzonamento).
Il carico limite può essere calcolato in rapporto alle caratteristiche geotecniche del terreno che sono date da:
peso specifico del terreno
angolo di attrito interno
C = coesione
Tra i vari metodi di calcolo uno dei più noti è quello di Terzaghi che assume il carico limite pari a:
dove B è la larghezza della fondazione (dimensione minore). In genere si adotta di un fattore di sicurezza pari a 3, che implica la limitazione progettuale del valore ammissibile del carico ad un terzo del carico ultimo sopportabile dal terreno:
I valori di Nc, Nq , Ng sono tabellati o diagrammati in funzione di .
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