Quando si tratta di compattare un sottofondo per un’applicazione residenziale, la consistenza, la qualità e la buona pratica da parte dell’appaltatore sono fondamentali per prevenire la fessurazione del calcestruzzo e i problemi di affondamento per il proprietario della casa.
Un appaltatore residenziale deve assicurarsi che il costruttore del sito eviti la tentazione di preparare male un sottofondo. Un sottofondo di bassa qualità provoca un assestamento imprevisto e l’accumulo di acqua contro la fondazione che porta a infiltrazioni e all’indebolimento della fondazione. Sottofondi mal compattati possono anche essere citati per l’incrinatura e lo sprofondamento di marciapiedi, vialetti e patii. In definitiva, è il proprietario di casa che sosterrà le spese di riparazione, specialmente quando l’assestamento fa sì che le lastre spostino l’acqua in direzione della casa.
Fallimento del sottofondo
Secondo la Portland Cement Association, crepe, assestamento della lastra e fallimento strutturale possono derivare da un sottofondo inadeguatamente preparato e mal compattato. Nel caso di lastre su terra per applicazioni residenziali, un sottofondo ideale dovrebbe essere ben drenato, avere una capacità portante uniforme, raggiungere la densità di compattazione appropriata, avere la giusta pendenza ed essere privo di zolle, materia organica e gelo.
Cosa causa un sottofondo irregolare in un progetto residenziale? In primo luogo, la presenza di terreno morbido e instabile mescolato con terreno duro e roccioso. Un’altra ragione affrontata più avanti in questo articolo può essere il riempimento di aree basse o il reinterro senza un’adeguata compattazione.
Per ottenere un sottofondo piano e solido, i terreni morbidi o saturi e le rocce devono essere rimossi durante lo scavo iniziale. Durante lo scavo, la terra viene spinta nelle aree basse (riempimento) da altre aree (taglio). Per il riempimento compattato nelle aree basse, il terreno dovrebbe avere la stessa densità delle aree tagliate.
È importante che gli appaltatori identifichino cosa è tagliato e cosa è riempito quando costruiscono un sottofondo. Gli operatori di macchinari pesanti possono inconsapevolmente spostare o mescolare i materiali di taglio e di riempimento creando problemi di identità tra i due.
A seconda dell’ambiente e della posizione geografica del progetto, i costruttori possono incontrare terreni nativi che offrono la forza ideale per sostenere una lastra, che può quindi essere posizionata direttamente sul terreno. Tuttavia, in molte aree, trovare un terreno in loco adeguato per l’uso come riempimento può essere difficile.
Alternative di riempimento
Con le fondazioni su soletta, un’alternativa al materiale del suolo nativo può essere usata per ripristinare il livello. Questi riempimenti importati possono includere materiali granulari come sabbia, ghiaia o pietrisco. Questi materiali ad alta resistenza e permeabili offrono una bassa comprimibilità, che è l’ideale per un sistema di supporto della soletta.
“Sei pollici di ghiaia ben classificata o di materiale in pietra frantumata adeguatamente compattato daranno buoni risultati”, ha detto Mark Conrardy, un ingegnere responsabile delle vendite per Wacker Corp, Menomonee Falls, Wis.
Quando adeguatamente compattati, sia i terreni nativi che i materiali granulari importati possono fornire un buon supporto. Si deve notare, tuttavia, che l’uso di buon materiale non può riparare una cattiva compattazione.
“Il materiale granulare posto sotto la lastra può essere classificato a cielo aperto, che alcuni credono sia autocompattante. La sabbia e gli altri materiali devono essere compattati”, dice Chris Tull, proprietario di Concrete Consulting LLC, Fishers, Ind.
Che si tratti di fondamenta, marciapiede, vialetto o patio, il terreno nativo o il materiale granulare non possono essere semplicemente collocati nell’area di riempimento e poi coperti con il calcestruzzo.
È fondamentale che l’appaltatore richieda la compattazione di tutti i materiali di riempimento in livelli adeguati, indipendentemente dal fatto che si tratti di terreno nativo o materiale granulare per fornire un sottofondo piatto e denso. Se il materiale di riempimento non viene compattato in modo uniforme, si verificherà un assestamento irregolare, con conseguenti crepe nel calcestruzzo e lavori distrutti.
Necessità di compattazione
È consigliabile compattare il terreno vicino al contenuto di umidità ottimale per raggiungere i livelli di densità richiesti. Questo è più probabile quando il terreno è appena scavato. La massima compattazione è possibile prima che il materiale si sia asciugato troppo o sia stato esposto a periodi di pioggia dove l’acqua può raccogliersi. Se il terreno viene compattato durante o poco dopo il processo di classificazione, ci sono meno pori nel materiale che possono assorbire l’acqua.
Primariamente usato per i grandi sviluppi di un sito domestico, la rullatura di prova è una misura che permette agli appaltatori di identificare se il sottofondo è stato adeguatamente compattato o meno. Un terreno instabile o impropriamente compattato può essere identificato guidando un dumper a pieno carico o un pezzo simile di attrezzatura pesante sopra l’area compattata per rivelare un movimento insolito del terreno o un’ormaia particolarmente profonda.
La densità misurata del materiale del sottofondo per un’applicazione residenziale dovrebbe essere dal 90% al 95% della densità Proctor standard. Questa densità può essere raggiunta usando una combinazione di tre o quattro passaggi con un compattatore a piastra vibrante o un costipatore, oltre a un buon contenuto di umidità nel sottofondo.
In genere, il materiale di riempimento compattabile dovrebbe essere irrigato o “lavorato” in modo che contenga circa il 12% di umidità in tutto, al fine di ottenere la massima compattazione.
Alcuni materiali di riempimento forniscono anche buone proprietà di drenaggio e possono essere utilizzati per evitare concentrazioni di umidità sotto la lastra.
Un adeguato livello di umidità nel sottofondo non solo aiuta il consolidamento, ma riduce anche il sanguinamento dell’acqua dalla base della lastra di cemento.
Per mantenere il calcestruzzo il più vicino possibile alla sua forza di progetto, le forme dovrebbero essere inumidite per evitare che l’acqua venga estratta dal calcestruzzo.
Riempimento per i muri di fondazione
Gli appaltatori spesso chiedono come riempire i muri di fondazione per un’area che finirà sotto il lavoro piano in calcestruzzo.
Il riempimento sotto il lavoro piano in calcestruzzo lungo i muri di fondazione dovrebbe essere realizzato con un materiale granulare che sia uniforme nella dimensione. Alcuni materiali di riempimento, come le pietre rotonde come la ghiaia di pisello, tendono ad essere autocompattanti. “Raccomando di usare materiale granulare a grana aperta”, dice Tull.
Gli aggregati a granulometria variabile permettono all’acqua presente lungo la fondazione di scendere fino alle piastrelle di drenaggio e drenare in un pozzetto dove può essere pompata in una fogna. Questo assicura che l’acqua venga portata via dalla fondazione. Il materiale deve ancora essere compattato per ridurre l’assestamento che si verificherà nel tempo. I primi 6-12 pollici del materiale di riempimento sotto la soletta dovrebbero essere riempiti e compattati con ghiaia ben classificata o materiale frantumato.
“I muri sono tipicamente riempiti con la terra rimossa o con un materiale granulare, a grana aperta”, dice Tull.
Secondo il CFA Foundation Standard 8.3 Backfilling and Final Grading, “il riempimento non deve iniziare su un muro di fondazione che è progettato per essere supportato lateralmente in cima e in fondo, fino a quando tale supporto laterale è in atto, o fino a quando il muro è stato sufficientemente rinforzato per sopportare le pressioni del materiale di riempimento, il processo di compattazione e l’operazione di riempimento. Il materiale di riempimento deve essere posizionato in modo da non danneggiare il muro, l’impermeabilizzazione o altri lavori. L’armatura non sarà richiesta per i muri che supportano meno di 4 piedi di riempimento sbilanciato.”
Per quanto riguarda la classificazione finale, deve essere fornita una pendenza minima da tutti i muri di fondazione di almeno l’1% al 2% o ¼ di pollice per piede di distanza dall’edificio. L’acqua superficiale dovrebbe essere deviata verso un canale di scolo o un altro punto di raccolta. Tutto il drenaggio dovrebbe essere inclinato lontano dall’edificio. I lotti dovrebbero essere classificati in modo da drenare l’acqua superficiale lontano dai muri di fondazione. Dove le linee del lotto, i muri, i pendii o altre barriere fisiche proibiscono almeno un’inclinazione del 2%, dovrebbero essere forniti drenaggi o canali per assicurare il drenaggio lontano dalla struttura. “È importante che esista una pendenza sufficiente della soletta in modo che il sito dreni lontano dal muro”, dice Tull.
Chiaramente, il passo gioca un ruolo anche nella preparazione del sottofondo. In generale, la pratica migliore è quella di inclinare il terreno circostante lontano dalla casa in modo che l’acqua non si raccolga contro la fondazione. La raccolta dell’acqua nel tempo si traduce in infiltrazioni e può minare le fondamenta, causando scantinati bagnati.
Attrezzature da usare
Per preparare correttamente un sottofondo per un’applicazione residenziale, i compattatori a piastra e i costipatori sono le attrezzature preferite. Secondo Conrardy, i compattatori a piastre vibranti e le loro controparti, i costipatori o “jumping jack”, dovrebbero essere usati in aree limitate per la compattazione del sottofondo.
Le piastre vibranti sono ottime per la compattazione di materiali granulari perché sono veloci e lasciano la superficie piatta. Una superficie piatta e liscia è buona per le opere piane perché il calcestruzzo può restringersi mentre si indurisce senza essere limitato dal materiale di base.
I martelli, che funzionano meglio per compattare da 6 a 12 pollici di riempimento, sono progettati per gestire terreni argillosi dove l’impatto crea forze di taglio che rimuovono i vuoti d’aria dall’argilla. Per il riempimento del terreno in applicazioni residenziali, i martelli possono compattare in modo sicuro 6 pollici di terreno di riempimento.
Le vibrazioni a frequenza più alta di un compattatore a piastre forzano il movimento delle particelle permettendo alla gravità di farle depositare. Per quanto riguarda la profondità di riempimento, i piccoli compattatori a piastra vibrante e i costipatori funzionano bene per 6-12 pollici di terreno o di riempimento granulare.
La qualità è la chiave
Troppo spesso i costruttori non preparano adeguatamente il sottofondo per le fondazioni in cemento, i marciapiedi, i vialetti o i patii. L’appaltatore di calcestruzzo ha la responsabilità di assicurare che il riempimento granulare riceva la giusta compattazione, densità e livelli di umidità prima del posizionamento del calcestruzzo. Alcuni appaltatori specificheranno nei loro contratti che sono responsabili per la corretta compattazione di qualsiasi materiale di riempimento che mettono, ma non i materiali messi da altri. Diventa la responsabilità del costruttore di assicurare che il riempimento posto prima dell’arrivo dell’appaltatore di calcestruzzo è posto correttamente e compattato. I progettisti dovrebbero specificare che anche i materiali di riempimento siano installati correttamente.
Purtroppo, una volta che il calcestruzzo si è assestato e mostra segni di cedimento – che siano 2 anni o 20 anni dopo essere stato posto – sotto forma di crepe e sprofondamenti, il proprietario di casa è bloccato a pagare il conto della riparazione. Più spesso che no, il proprietario di casa a sua volta incolpa l’appaltatore di calcestruzzo per il cedimento del sottofondo.
Il proprietario di casa, a sua volta, incolpa l’appaltatore di calcestruzzo per il fallimento del sottofondo.