La caratterizzazione geotecnica del sottosuolo condiziona ogni fase del progetto strutturale. Il geologo, attraverso indagini in sito e prove di laboratorio, fornisce i parametri meccanici che lo strutturista impiega per modellare l’edificio e selezionare la tipologia fondale. Le fondazioni rappresentano l’interfaccia tra sovrastruttura e terreno: devono trasmettere i carichi in sicurezza, contenere i cedimenti e garantire sostenibilità economica.
Fondazioni superficiali e profonde: parametri che guidano la scelta
La decisione tra fondazione diretta e profonda si basa su molteplici fattori: entità dei carichi, caratteristiche geotecniche, presenza della falda, numero e tipologia delle indagini, vita utile dell’opera e morfologia del sito. Una fondazione è definita superficiale quando il rapporto tra profondità del piano di posa D e larghezza della base B è minore o prossimo all’unità; in questo caso i carichi si trasmettono prevalentemente per tensioni normali sulla base. Quando D/B è nettamente superiore a uno, si parla di fondazione profonda: una quota significativa del carico (spesso preponderante) viene trasferita al sottosuolo tramite tensioni tangenziali lungo la superficie laterale dell’elemento, come accade nei pali e nei micropali.
Il ricorso alle fondazioni profonde è determinato principalmente dall’insufficiente capacità portante dei terreni superficiali. Questa soluzione permette di limitare i cedimenti, prevenire fenomeni erosivi e trasferire le sollecitazioni a strati più resistenti, anche in terreni omogenei. L’evoluzione delle macchine da cantiere e delle tecniche costruttive ha ampliato la gamma di pali disponibili, dai micropali con diametri di 10–15 cm fino a tubolari d’acciaio di 2–3 m.
Micropali: tecnologie costruttive e campi di applicazione
I micropali sono pali trivellati di diametro inferiore a 250 mm, impiegati per fondazioni profonde sia in opere nuove sia su edifici esistenti. Il loro utilizzo più frequente riguarda il consolidamento di costruzioni preesistenti, ma trovano spazio anche in situazioni che richiedono attrezzature leggere o pali inclinati rispetto alla verticale.
Si distinguono due categorie principali. La prima è il palo radice: tecnica di palo trivellato di medio diametro, con getto in pressione e armatura composta da ferri longitudinali e staffe. La seconda prevede l’impiego di un tubo di acciaio valvolato, successivamente cementato al terreno.
Verifiche geotecniche e strutturali secondo le NTC 2018
Il progetto di una fondazione su micropali deve contemplare la scelta della tecnologia esecutiva, il dimensionamento degli elementi e delle strutture di collegamento, con verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU) e Stati Limite di Esercizio (SLE) come prescritto dal D.M. 2018. Il paragrafo 6.4.3.1 delle NTC 2018 articola le verifiche per le fondazioni profonde in due categorie:
- SLU di tipo geotecnico (GEO): carico limite per carichi assiali di compressione, carichi trasversali e sfilamento a trazione.
- SLU di tipo strutturale (STR): resistenza dei micropali e della struttura di collegamento.
Le verifiche devono essere condotte secondo l’Approccio 2, combinazione (A1+M1+R3), come richiamato dalla normativa.
Un caso concreto: edificio residenziale su micropali in zona a valle
Un esempio significativo riguarda un edificio residenziale in cemento armato gettato in opera, di forma rettangolare 15,30 m x 9,45 m e altezza fuori terra di 6,50 m. La struttura si sviluppa su tre livelli, di cui uno posto a -3,00 m dal piano campagna. La zona a valle, difficilmente accessibile ai mezzi da cantiere e con terreni a scarse proprietà meccaniche, ha richiesto l’adozione di fondazioni profonde.
Nella modellazione, realizzata con un software di calcolo strutturale dotato di solutore FEM integrato, è stata prevista una platea superficiale nella zona a monte e una platea su micropali nella zona a quota -3,00 m. I micropali hanno diametro di 25 cm e lunghezze comprese tra 8,00 e 9,00 m, disposti su tre file: due verticali e una inclinata di 15° verso l’esterno. L’armatura è costituita da tubolari d’acciaio S235, profilo O 168,3×12,5. In totale sono stati modellati 12 micropali verticali e 11 inclinati.
Il software ha permesso di definire l’inclinazione dei micropali, la tipologia di armatura (tondini o profilati), la lunghezza della zona iniettata e la sezione dei tubolari. Le verifiche geotecniche e strutturali, eseguite in regime SLU con combinazione (A1+M1+R3), hanno fornito coefficienti di sicurezza ampiamente soddisfacenti, rispettando le indicazioni del D.M. 2018 e della Circolare 2019.
Vantaggi operativi dei micropali nel progetto di fondazioni
L’impiego dei micropali risolve due criticità ricorrenti: logistica e geotecnica. Dal punto di vista logistico, le dimensioni ridotte consentono l’installazione con attrezzature compatte, facilitando l’accesso in zone impervie o in contesti urbani vincolati. Dal punto di vista geotecnico, i micropali trasferiscono le sollecitazioni a strati di terreno più resistenti, rendendo edificabili siti altrimenti inadatti alle fondazioni superficiali.
La possibilità di scegliere tra armatura a tondini o tubolare, di inclinare i micropali rispetto alla verticale e di personalizzare le caratteristiche geometriche offre al progettista strutturale una elevata flessibilità, senza sacrificare la precisione delle verifiche normative.
Il caso descritto dimostra come l’adozione di micropali, combinata con un’accurata modellazione numerica, possa garantire soluzioni fondali efficaci anche in contesti morfologicamente e geotecnicamente sfavorevoli.
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