Fondazioni. Volume 2

Applicazioni. Verifiche Statiche e Sismiche - Strutture - Terreni

Pierfranco Ventura

• Editore: Hoepli
• Anno: 2019
• ISBN:
  9788820387037
• Argomento: Technology & Engineering
• Categoria: Construction & Architectural Engineering

La nuova edizione di Fondazioni, aggiornata alle NTC2018 e divisa in due volumi, è una summa nata dall'esperienza di quarant'anni di lavoro e insegnamento che racchiude i fondamenti delle discipline dell'Ingegneria Civile, evitandone le frammentazioni e valorizzandone i collegamenti culturali. Rivolta ai professionisti del settore e agli studenti universitari e dei master, illustra le modellazioni e le applicazioni statiche e sismiche riguardanti le strutture e i terreni, soprattutto quelli interagenti con l'acqua, e analizza le oggettive modellazioni 'perfette' e le scelte dei parametri di progetto (vol. 1) che incidono sulle soggettive applicazioni 'imperfette', in modo da consentire un giudizio motivato di accettabilità dei risultati dei programmi di calcolo (vol. 2). Nel volume 2, Applicazioni, si analizza, in base alle azioni (EC1), la storia delle verifiche geotecniche (EC7) e sismiche (EC8) del c.a. (EC2) e delle murature (EC6) per confrontarne dettagliatamente i contributi e i limiti nelle evoluzioni delle normative. Tale studio delle radici culturali consente di fare valide scelte basate sulla critica dell'incidenza dei dati di input, specie per il predimensionamento e il controllo degli ordini di grandezza degli output. Attenzione specifica è dedicata agli interventi di consolidamento sull'esistente che richiedono un iter di verifiche diverso da quello delle nuove costruzioni, sia nelle indagini delle cause di dissesto sia nell'analisi retrogressiva.

8 Fondazioni e opere di sostegno nuove

8.1 Criteri statici, idraulici, sismici e tecnologici

I criteri teorici con cui sono stati articolati i modelli strutturali (cap. 2) dei terreni (cap. 3) dell’interazione (cap. 4) dei materiali (cap. 5) delle azioni (cap. 6) e della sicurezza (7) costituiscono le 7 note con cui comporre i progetti di seguito descritti (cap. 8, 9, 10) e svolti cap. nelle applicazioni (cap. 11, 12, 13, 14, 15) per l’uso di metodi semplici di controllo dei programmi di calcolo come richiesto dal NTC 2018 e come scopo precipuo del testo.

I contributi vantaggiosi ed i limiti di Statica, S.d.C, T.d.C., Geotecnica e Sismica sono applicati alle strutture nuove interagenti con il terreno più tipiche, accomunandole unitariamente attraverso il cambiamento delle condizioni al contorno, che consente di affrontare le variazioni dei casi reali; ulteriori confronti fra NTC2008 e NTC2018 nel par.15.8.

Si evidenzia che dai modelli rigidi-elastici-plastici “perfetti” dei capitoli 2, 3 e 4 di riferimento per la distanza di sicurezza per il reale si è arrivati alla profusione di norme, modelli virtuali, combinazioni e programmi di calcolo fino alla babele (El ba = Dio padre).

L’Eurocodice EC7 nella parte1 tratta in sequenza unitaria i vari problemi di geotecnica (GEO), come coordinatamente di seguito analizzato, mentre nella parte 2 tratta la progettazione assistita con i vari tipi di prove laboratorio ed in sito, descritte nel capitolo 5.

Si è preferito usare il termine progetto per le strutture nuove ed il termine verifica per il terreno, potendo scegliere le dimensioni e tipo di materiali della costruzione “artificiale”, mentre in generale il terreno va verificato al “naturale” in modo da indurvi le minori variazioni possibili di effetti, rispettandolo (drenare ad esempio è meglio che contrastare).

Nei capitoli seguenti 9 e 10, trattando del Consolidamento delle strutture esistenti e dei terreni, si userà il termine verifica sia per la struttura che per il terreno, specie per evidenziare la sensibile diversità di criteri d’indagine e di dimensionamento degli interventi sull’esistente rispetto al nuovo, dovendo “rispettare” la storia di entrambi a contatto ed i cambiamenti di scala geologica (da sposati le scelte della vita non sono più progettabili come quelle da celibi).

Le verifiche di sicurezza svolte in parallelo sia per il terreno che per la struttura sono incentrate sul metodo degli stati limite di esercizio e di danno e ultimo specie nei riguardi delle azioni sismiche: ai vantaggi unitari si contrappongono le ridondanze di verifiche.

Le norme europee d’inquadramento per le strutture (STR) sono gli Eurocodici EC1 azioni ed EC8 sismica (cap. 6 e 7), EC2 conglomerato armato (cap. 5, 8 e 9), EC6 murature (cap. 5, 8 e 9) che affiancano il predetto EC7 geotecnica (GEO) (cap. 5, 8, 9 e 10) ed integrano le vigenti normative italiane (Jappelli 2006).

Per quanto attiene agli aspetti tecnologici, specie riguardanti le opere provvisionali di scavi (par. 8.2), i pali (par. 8.3), le bonifiche (par. 8.10) si descrivono soprattutto gli aspetti che influenzano il progetto, rinviando la descrizione più estesa dell’ampio numero di tecnologie, spesso coperte da brevetti, alla letteratura tecnica specializzata.

Le attrezzature per realizzare le fondazioni, di cui l’Italia detiene il primato nel mondo, come nel campo del consolidamento statico e sismico, meritano un ampio sviluppo, peraltro spesso ignorato dai laboratori e tirocini universitari, come per le attrezzature riguardanti le indagini, le prove in sito ed il controllo di qualità tramite monitoraggi (cap. 5).

Primato italiano del tutto non invidiabile è invece proprio quello della carenza di controlli tecnici - economici - fiscali preventivi e proporzionati agli importi, anziché svolti a disastri avvenuti ed in emergenza di delicatissima gestione.

Le scelte tecnologiche - economiche presentano come i modelli teorici il contributo di realizzare nel più efficace dei modi la struttura fondale in stretta relazione al tipo di costruzione e di terreno, con il limite di uso forzato anche quando è inadatto al terreno e adatto solo … all’impresa o almeno alla sua attrezzatura.

Il nuovo prezzo in capitolato (NP nell’indice dei prezzi) e le quantità nel computo metrico estimativo da peculiari per la sicurezza lievitano fino alla speculazione: scienza e tecnologia devono servire l’etica della qualità e sicurezza, con costi vivacemente equilibrati.

La scelta di fondazioni superficiali compensate, per falda acquifera ai limiti del piano di posa, stratigrafia regolare e carichi pregressi limitrofi assenti o pienamente stabilizzati, è un tipico esempio di scelta da preferire possibilmente in zona sismica, rispetto ad una fondazione su pali isolati o su isolatori di base.

Esempi di carpenteria ed armature riguardanti gli elementi strutturali di fondazioni superficiali sono richiamate nel testo e dimensionate nelle applicazioni al cap. 14.

È epocale il criterio che per tener conto del caso particolarissimo, si facciano programmi di calcolo, leggi, protocolli burocratici, formule assicurative che penalizzano spesso le scelte delle fondazioni e provocano sproporzioni economiche e… non solo (par. 1.7 e par. 8.3.3). Si sottolinea che l’eccesso di regole induce insicurezze ed errori, prima meno frequenti per la semplificazione dei dimensionamenti, peraltro non rigorose ma valide se incentrate sui particolari costruttivi per la sicurezza in zona sismica, come di seguito evidenziato.

La concentrazione del progettista per integrare i vari apporti interdisciplinari deve essere supportata e rassicurata da chiari programmi di calcolo unitari essenziali e non da miriade di cartine di flusso frammentarie o da mancanza molto grave di dialogo accademico vero fra le 6 discipline indicate nella premessa, per perdita delle radici e di coordinamento.

In proposito specie nel presente capitolo si fa riferimento alle 3 edizioni in 2 volumi di “Geotecnica e Tecnica delle Fondazioni”: con il Prof Cestelli Guidi correggevamo separatamente le bozze, che poi per confronto venivano di suo pugno riportate sulla terza copia per il tipografo cercando persino di non fargli sfilare troppe righe al piombo dal cliché.

È strabiliante il ricordo del numero di ore di lavoro passate insieme, pur con un’agenda fittissima, ed i tempi dedicati al vero colloquio umano, pieno di curiosità senza età per il semplice tutti da riscoprire, non solo nella progettazione. L’identità di ciascuna disciplina arricchisce le altre ma se diventa isolamento accademico è sterile: ci vuole una sala interdisciplinare di colloquio nei Dipartimenti, nelle Associazioni e negli Studi.

Il sogno di progetti 5E: Equilibrio, Estetica, Economia, Ecologia, Etica deve stupirci sempre nel vederli applicati da grandi Maestri, specie per produrre l’Energia ovvero 6E.

“Less is more” (il meno è di più) dell’Architettura di Mies van der Rohe, a titolo di esempio, significa basarsi sull’utilità ed economicità vitruviana di forme e spazi estetici.

8.2 Stabilità fronti di scavo ed opere provvisionali

8.2.1 Scelta del tipo di opera provvisionale

• Aspetti naturali e prove in sito

Gli scavi nel terreno comportano in generale i più gravi incidenti di cantiere per carenza di indagini geognostiche e progettazione geotecnica di opere provvisionali preventiva allo scavo specialmente in presenza della falda acquifera. A causa dell’enorme capacità di scavo dei moderni mezzi meccanici si possono innescare frane o accorgersi, senza piezometri, della superficie piezometrica soltanto quando viene intaccata.

Si richiama dal paragrafo (3.2.2) che l’apparente assenza iniziale dell’acqua “non drenata” nei terreni coerenti o l’esiguità delle portate d’acqua per filtrazione dalla falda non significano assenza della distribuzione delle pressioni interstiziali idrostatiche pascaliane con la profondità, figura 3.10, od archimedee di sottofondo, figura 4.19, o peggio idrodinamiche, figure 5.33 e 5.34, specie per filtrazione artesiana, figura 5.35, o per consolidazione in atto da carichi quali rilevati in terra, figura 5.3c.

Tali situazioni idrauliche sono il preludio di maggiori deformazioni della sagoma d...