Consolidamento delle fondazioni dall'esterno o dall'interno dell'edificio tramite pali di piccolo diametro

Intervento di consolidamento fondale con pali di piccolo diametro a quinconce dall’esterno dell’edificio

L'edificio oggetto dell'intervento aveva subìto un cedimento fondale sul fronte (figura 1) tale da richiedere un intervento di consolidamento con pali di piccolo diametro a quinconce interamente eseguito dall'esterno (figura 2). Si è ricorso a questa modalità di rinforzo volendo evitare qualsiasi danneggiamento all'interno dell'immobile. 

Il sistema si avvale di un effetto compressione-trazione dei pali posti a quinconce (figura 2) che usufruiscono di una trave di collegamento di forte rigidezza per poter trasferire al terreno sollecitazioni prevalenti di compressione e di trazione.

Il palo posto in prossimità della parete da sostenere è stato realizzato con una leggera inclinazione, di circa 5° rispetto alla verticale (figure 2 e 5).

In questo caso, trattandosi di terreni fortemente alterati e scarsamente consolidati per i primi 3 m di profondità, si è fatto ricorso alla tecnica del micropalo provvisto di valvole di non ritorno che consentono l'iniezione ad alta pressione in successione, così da ottenere una serie di bulbi lungo il fusto e da migliorare l'adesione con il terreno.

Le giunzioni tra le parti di fabbrica dell'armatura tubolare d'acciaio profilato sono state ottenute con manicotti filettati e la saturazione del foro, compresa l'iniezione a pressione, è stata eseguita con miscela di cemento, sabbia e acqua (microcalcestruzzo), con un rapporto acqua/cemento pari a 0,5 (figura 4).

Nell'impasto del microcalcestruzzo di saturazione sono state utilizzate sostanze antiritiro onde evitare fessurazioni sul fusto dovute alla contrazione di volume del calcestruzzo durante la fase di maturazione. L'armatura tubolare del palo è inglobata nella trave di coronamento e per mezzo di una piastra di ancoraggio, anch'essa d'acciaio, (200 x 200 x 8) mm, è stata migliorata la sua intima partecipazione strutturale al sistema di supporto fondale.

Ogni saldatura del profilato è stata prevista a completa saturazione con cordone d'angolo.

Fondazione di una struttura di irrigidimento in c.a. eseguita all’interno di un edificio

L'edificio che si mostra, oggetto di trasformazione e manomissione nel tempo, è stato danneggiato dal sisma e, a causa di tutto ciò, ha richiesto un energico rinforzo ottenuto con l'inserimento di una scatola di cemento armato quale irrigidimento di un sistema ormai privo di quasi tutte le capacità inerziali originarie.

Per ottenere questo scopo, anche in ragione della mancanza di qualsiasi vincolo di carattere storico-monumentale dell’abitazione, oltre ad un'altra serie di interventi, sono state eseguite pareti in c.a. avvolgenti la struttura muraria centrale dal piano terreno al tetto (figura 6).

La fondazione di questo sistema strutturale ausiliario è stata necessariamente di tipo profondo, anche in ragione del terreno sottostante, la cui coltre per i primi metri era abbastanza degradata. Pertanto la struttura in c.a., se non fondata in profondità, avrebbe potuto causare cedimenti e quindi trascinamenti delle strutture esistenti.

Come mostrano le figure 7 e 8, le nuove pareti sono state rese solidali alla muratura esistente attraverso perforazioni armate Φ 22 mm ogni 60 cm, all'interno delle quali sono stati inseriti spinotti d'acciaio di collegamento Φ 14 mm (B450C).

Sono stati adottati pali di piccolo diametro (micropali) della lunghezza di 10 m, forniti in questo caso di valvole di non ritorno, essendo il terreno sottostante particolarmente ricettivo alle iniezioni ripetute lungo il fusto.

Intervento con pali di piccolo diametro a quinconce e profilati di acciaio su un angolo esterno dell’edificio e al suo interno

L'edificio della seguente descrizione è stato oggetto della progettazione di interventi di tipo fondale in diverse sue parti. La prima è quella di un sostegno ad una parete eseguito dall'interno di un vano seminterrato, resosi necessario a causa dell'aumento di carichi sulla stessa che avrebbe potuto generare un dissesto dovuto al cedimento (figura 9).

La figura 10 contiene la sezione dell'opera in fondazione nella quale sono evidenti i pali di piccolo diametro, la trave di collegamento e trasferimento dei carichi provenienti dalla struttura da supportare e il profilato d'acciaio costituente il vincolo tra la parete in muratura e il nuovo impianto fondale ausiliario.

Anche in questo caso la perforazione per il palo di piccolo diametro esterno è stata Φ 200 mm, nella quale è stata inserita un'armatura d'acciaio, costituita da un profilato a tubo, avente un diametro esterno 141,3 mm e uno spessore di 6,3 mm. Le giunzioni tra gli elementi tubolari sono state ottenute con manicotti filettati e l’iniezione a pressione è avvenuta dall'alto attraverso il tubo libero dal fondo e con risalita del microcalcestruzzo.

Quest'ultimo era costituito da cemento, sabbia e acqua. Il rapporto acqua/cemento è stato 0,5. All'interno della malta di microcalcestruzzo è stata inserita una sostanza antiritiro per evitare la contrazione di volume del conglomerato durante la maturazione.

Interessante l'intervento di sottofondazione dei pilastri di un portico dello stesso edificio (figura 11), anche in questo caso per mezzo di pali di piccolo diametro, che hanno raggiunto profondità di 10 m, eseguiti anch'essi con perforazione Φ 200 mm e stessa armatura dei micropali precedentemente descritti. Ogni pilastro è stato supportato da due pali di piccolo diametro posti lungo l'asse di maggiore sollecitazione proveniente dal pilastro stesso (figura 11)

Il collegamento tra il pilastro e i pali è avvenuto attraverso un elemento in c.a. che lo ha avvolto e, al contempo, contenuto al proprio interno, inglobato nel getto dei pali (figura 12).

Il vincolo tra il pilastro e l'elemento avviene oltre che per adesione di contatto tra calcestruzzo e muratura, che deve essere eseguita con attenzione e con grande pulizia della coltre muraria nonché scarnitura delle connessure tra gli elementi lapidei componenti, anche tramite perforazioni eseguite sul pilastro del diametro di 24 mm inclinate (per consentire la saturazione del foro) e armate con barre Φ 20 mm (B450C).

La saturazione dei fori è stata effettuata con resine epossidiche bicomponenti a media densità e con maturazione del 70% entro 15 minuti dall'iniezione.

La figura 13 mostra l'intervento su un angolo dello stesso fabbricato che, a causa del mancata portanza del terreno alterato da un cambiamento delle condizioni idrauliche al suo interno, aveva subìto un dissesto fondale.  

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Questo contenuto è stato estratto dal Libro “PARTICOLARI COSTRUTTIVI NEL CONSOLIDAMENTO E RESTAURO” di Massimo Mariani. Editore: Dei, Tipografia del Genio Civile.