Uno studio pubblicato su Infrastructures (doi: 10.3390/infrastructures11070224) analizza il cedimento per punzonamento da galleggiamento delle solette di interrato soggette a spinta idrostatica. Il fenomeno, ancora poco compreso per la complessità dello stato tensionale e la mancanza di indicazioni progettuali specifiche, è stato affrontato modellando un caso reale di soletta danneggiata a Shenzhen, Cina, con un modello tridimensionale agli elementi finiti basato sul Concrete Damage Plasticity (CDP). La validazione del modello, confrontato con osservazioni in sito e dati sperimentali, ha mostrato un errore inferiore all’8%.
Il meccanismo di collasso per punzonamento da galleggiamento
L’evoluzione del danno inizia nella zona di ancoraggio della soletta, con la formazione di fessure che si propagano progressivamente fino alla penetrazione completa. La sequenza comprende l’innesco localizzato nella regione di contatto con il plinto, la diffusione del danneggiamento in spessore e il collasso per punzonamento. Questo meccanismo, fortemente dipendente dalla geometria e dalle proprietà dei materiali, richiede una valutazione accurata già in fase di progetto.
Influenza dei parametri di progetto
Lo studio ha quantificato l’effetto di quattro variabili fondamentali: spessore della soletta, resistenza del calcestruzzo, dimensione del plinto e sezione delle colonne. I risultati offrono indicazioni concrete per le scelte progettuali.
Spessore della soletta
L’incremento dello spessore da 400 mm a 600 mm riduce in modo significativo la concentrazione delle tensioni di trazione. La ridistribuzione delle sollecitazioni risulta migliorata, ritardando la formazione del cono di punzonamento. Per il progettista, l’adozione di uno spessore adeguato rappresenta la prima misura di prevenzione del cedimento per galleggiamento.
Resistenza del calcestruzzo
L’aumento della resistenza a compressione da 20 MPa a 60 MPa migliora la capacità di contrastare il punzonamento e rallenta l’evoluzione delle fessure. Tuttavia, a questo beneficio si accompagna un comportamento più fragile: il cedimento, quando si verifica, è localizzato e improvviso. La scelta della classe di resistenza va quindi ponderata in relazione alla duttilità richiesta dall’intero sistema strutturale.
Dimensione del plinto
L’incremento delle dimensioni del plinto di fondazione (da CT-6 a CT-9) riduce la concentrazione degli sforzi nella zona di attacco. Una superficie di contatto maggiore favorisce una distribuzione più uniforme delle pressioni, con un miglioramento complessivo della risposta della soletta. La modellazione conferma che questo intervento è efficace nel ridurre il rischio di punzonamento.
Sezione delle colonne
La variazione della sezione delle colonne ha mostrato un’influenza limitata sul meccanismo di collasso. Il contributo di questo parametro è secondario rispetto agli altri; le verifiche progettuali dovrebbero pertanto concentrarsi su spessore, classe del calcestruzzo e geometria del plinto.
Efficacia comparata delle misure di rinforzo
Tre diverse tecniche di rinforzo sono state confrontate numericamente, evidenziando campi di applicabilità distinti in funzione delle condizioni di carico e della geometria esistente. Lo studio non indica una soluzione ottimale unica, ma fornisce criteri per selezionare l’intervento più adatto: alcune misure risultano più efficaci in presenza di spessori ridotti, altre quando la resistenza del calcestruzzo è limitata. Il professionista dispone così di un quadro di riferimento per la scelta del rinforzo in base alle specificità del caso.
Il contributo chiarisce il meccanismo del punzonamento per galleggiamento e offre una base teorica per la progettazione e l’ottimizzazione dei rinforzi nelle strutture interrate. L’attenzione agli spessori, alla classe del calcestruzzo e alla geometria dei plinti costituisce un riferimento operativo per i tecnici chiamati a verificare la sicurezza di solai contro la spinta idrostatica.
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