Tipi di fondazioni &Come distribuiscono i carichi
Quando la persona media pensa a una fondazione, probabilmente le pareti del seminterrato della sua casa vengono in mente. Oppure pensano a quella persona che li chiama ogni anno alla stessa ora per chiedere una donazione… Un muro del seminterrato, o muro di fondazione, è la parte di una struttura che resiste al carico delle pressioni laterali della terra causate dal terreno accumulato contro di esso, ma trasferisce anche il carico degli edifici dalla struttura sovrastante alla terra sottostante. Ci sono due categorie di fondazioni che sono usate per trasferire i carichi dell’edificio al terreno, fondazioni poco profonde e profonde. Il tipo di terreno e le sue condizioni aiutano gli ingegneri strutturali a determinare quale tipo di fondazione è più adatto per una particolare struttura.
Le fondazioni poco profonde si trovano spesso sotto strutture leggermente caricate come una casa o un capannone e si trovano vicino alla superficie della terra. Un esempio di fondazione poco profonda è un basamento di cemento. I basamenti in calcestruzzo si trovano sotto i muri di fondazione e le colonne interne e sono usati per distribuire il carico dalla struttura sovrastante su un’area abbastanza grande da limitare il movimento nel sottofondo sottostante. La dimensione di un basamento richiesto dipende dal tipo di terreno che si trova sotto. Se un basamento è posto sull’argilla, deve essere molto più grande che se fosse posto sulla roccia, poiché la roccia ha una capacità portante molto maggiore.
Le fondazioni poco profonde sono suscettibili di movimento a seconda delle condizioni circostanti e del tipo di terreno su cui poggiano. Per esempio, a Winnipeg, dove vivo, la maggior parte delle fondazioni delle case sono costruite su argilla che si gonfia quando assorbe l’umidità. Il rigonfiamento del terreno provoca un sollevamento che può sollevare la fondazione e causare un assestamento differenziale nella casa. Se l’assestamento differenziale è minimo, di solito non è un problema strutturale e più di una preoccupazione estetica. A volte il movimento può essere così grave che l’integrità strutturale del sistema di fondazione è compromessa e sono necessarie riparazioni o sostituzioni. Controlla questo post per alcune altre cause di movimenti e fallimenti di fondazioni poco profonde.
Le solette e le lastre su misura sono altri due tipi di fondazioni poco profonde che sono usate nella costruzione e possono essere molto più economiche delle fondazioni profonde se i carichi non sono troppo grandi e la struttura può tollerare movimenti differenziali. Ci sono dei rischi associati con la soletta sui gradi, poiché c’è la possibilità che il terreno sottostante si ritiri e si gonfi, il che causerebbe dei movimenti nella soletta. Se il proprietario è a suo agio con il movimento della soletta, questo tipo di soletta è l’opzione più economica. Se le finiture e le attrezzature poste su una soletta non possono tollerare il movimento, allora si raccomanda spesso una soletta strutturale. Una soletta strutturale ha un vuoto sottostante, quindi il gonfiore e il restringimento del terreno sottostante non influisce sulla soletta. Quando le condizioni del suolo non sono ideali per ospitare fondazioni poco profonde, devono essere considerate fondazioni profonde.
Le fondazioni profonde si trovano spesso sotto edifici più grandi dove il peso della struttura è molto alto e dove il movimento della struttura non è desiderato. Queste fondazioni trasferiscono il carico al terreno ben al di sotto della superficie terrestre. Il tipo più comune di fondazioni profonde sono i pali. I pali sono lunghi e sottili e trasferiscono i carichi di un edificio attraverso l’attrito tra il lato del palo e il terreno circostante, e attraverso il cuscinetto tra il fondo del palo e gli strati di terreno sottostanti. I pali possono essere costruiti in acciaio, legno o cemento. I pali in acciaio sono spesso sezioni a forma di I laminate a caldo o pali a vite elicoidale. I pali di legno sono spesso grandi sezioni di legno che sono trattate a pressione e sono usate per strutture temporanee o permanenti. I pali di cemento sono solidi a forma esagonale o circolare rinforzati con armature d’acciaio.
Alcune persone possono pensare che la profondità della fondazione sia correlata alla grandezza del carico trasferito nel suolo, ma di solito non è così. Se i carichi sono molto grandi, le fondazioni profonde vengono installate al di sotto della superficie terrestre fino a quando non si incontra uno strato di terreno forte/denso, come la roccia di base o la falda glaciale. Entrambi hanno capacità portanti molto alte che terreni come l’argilla e la ghiaia non possono fornire. I pali che si estendono fino agli strati di terreno denso/forte sono chiamati pali portanti di estremità. La posizione di questi strati di terreno può variare abbastanza. In un grande cantiere, è possibile avere un palo che incontra la roccia a 50 piedi sotto il livello del suolo ad un’estremità del sito, mentre un palo all’altra estremità del sito può incontrare roccia profonda fino a 100 piedi sotto il livello del suolo!
Quando un palo è usato per trasferire i carichi al terreno circostante per attrito, sono chiamati pali per attrito. Una lunghezza maggiore del palo significa una maggiore capacità di trasferire i carichi nel terreno circostante. I pali per attrito sono usati quando ci sono carichi più leggeri che devono essere trasferiti al terreno e dove non è economico o fattibile estendere il palo fino a uno strato di terreno denso. Al giorno d’oggi, i pali di frizione in cemento armato sono spesso usati per le fondamenta nelle nuove case perché sono molto più stabili delle fondamenta.
Le fondamenta sono uno dei componenti più importanti della struttura di un edificio. È un peccato che i terreni su cui vengono trasferiti i carichi dell’edificio possano essere così variabili da un luogo all’altro. Per ridurre i rischi legati alle fondazioni, si raccomanda sempre di affidare a un ingegnere geotecnico un’indagine sui terreni. Essi saranno in grado di fornire una buona raccomandazione su quali fondazioni usare in base al tipo di terreno incontrato. Per la maggior parte dei nuovi edifici, a seconda della giurisdizione, non sarà possibile ottenere un permesso di costruzione senza una relazione geotecnica o una raccomandazione basata sull’esperienza degli ingegneri.
Spero che questo vi dia alcune conoscenze di base sulle fondazioni utilizzate per sostenere gli edifici in cui vivete e che vedete nella vostra vita quotidiana. Se vuoi saperne di più sulle fondazioni e su altre cose relative all’ingegneria strutturale, sentiti libero di iscriverti al nostro corso sulle basi dell’ingegneria strutturale! Hai qualche domanda sulle fondazioni? Sentiti libero di lasciare un commento qui sotto.
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