Elementi costruttivi. Le fondazioni degli edifici in muratura

Le fondazioni degli edifici in muratura

Le fondazioni

Le strutture portanti di fondazione costituiscono l'elemento di trasmissione al terreno dei carichi verticali ed orizzontali dell'edificio. Il sedime di fondazione deve essere in grado di reagire in modo tale da garantire condizioni di equilibrio e di stabilità all'intera costruzione. La scelta del tipo di fondazione è funzione:
  1. della struttura dell'edificio.
  2. della natura del terreno.

Il terreno di fondazione

In base alla resistenza, i terreni vengono classificati come:

  • buoni: capacità maggiore di 2kg/cmq
  • mediocri: tra 1,2 e 2 kg/cmq
  • cattivi: inferiore a 1,2 kg/cmq
Esempi di capacità portante di terreni di fondazione: 
Rocce dure                                     20-150 kg/cmq
Ghiaia compatta                                    5-7 kg/cmq
Pozzolana                                              2-4 kg/cmq
Riporto                                                0,5-1 kg/cmq
Melma                                                 0-0,5 kg/cmq

Le fondamenta devono appoggiarsi su un fondo sodo per sua natura o perché resa tale da opportune lavorazioni. La sodezza del terreno veniva commisurata agli strumenti di ferro con cui lo si sondava, a costipazione era ritenuta sufficiente se il mazzapicchio, con cui si battevano i pali, rimbalzava sulla testa del tronco senza produrre ulteriori approfondimenti. La presenza di una cavità veniva riscontrata osservando gli effetti, prodotti da una sonda percossa, sulla superficie di un catino d'acqua posto nelle vicinanze: se si increspava si temeva la presenza di caverne. Si lasciava cadere dall'alto un masso di almeno 10 kg per conoscere la qualità del terreno: 
  • rimbalzo con suono secco = terreno adatto
  • affondamento anche lieve e suono sordo = bisognava approfondire lo scavo. 

Sistemi di fondazione per gli edifici in muratura:

Quando il terreno ha le capacità portanti richieste è superficiale, un muro continuo a sviluppo lineare = fondazione continua a sviluppo lineare. Ma sugli stessi terreni, nel caso di carichi molto rilevanti può avere una fondazione superficiale a platea o a sviluppo bilineare. La stessa fondazione superficiale a platea, a parità di carichi può essere usata per terreni particolarmente difficili. Quando il terreno che ha le capacità portanti richieste a notevole profondità, un muro continuo a sviluppo lineare deve avere una fondazione continua a sviluppo lineare che, a sua volta, si imposta su pilastri che si approfondiscono fino alla quota giusta (fondazione ad archi e pilastri). Questo sistema veniva utilizzato quando la possibilità di effettuare trivellazioni profonde non era possibile. Quando il terreno che ha capacità portanti è profondo, ma non sufficienti a sopportare con sicurezza lo scarico puntuale dei pilastri, la fondazione si svilupperà con archi rovesci di base, pilastri, archi superiori sui quali poggia la fondazione che ora sarà superficiale e continua. Veniva utilizzato, come nel caso della fondazione ad archi e pilastri, quando non era possibile la trivellazioni profonde. Quando la capacità portante è molto profondo e le caratteristiche del terreno (ad esempio acquitrinoso) non permettono la costruzione di una fondazione a pilastri, si realizza una fondazione a pali.

1. Fondazioni immediate.

Quando si appoggiano su piani consistenti affioranti o posti a relativa profondità (meno di 4 m). Rimozione degli strati superficiali, pulizia, spianamento e livellamento del masso, lasciando la superficie scabra per migliorare la presa con la malta. 

2. Fondazione isolate.

Tra i ritti ed il terreno ci deve sempre essere un elemento di transizione, fondazione isolata, le cui dimensioni hanno praticamente lo stesso ordine di grandezza. 

3. Fondazioni continue o in tela

Quando le murature hanno una dimensione, la lunghezza, predominante sulle altre due, la larghezza e l'altezza e conviene per una profondità non superiore ai 5-6 metri, misurati dal piano di campagna o da piano dei cantinati. Lo sbancamento può essere in trincea, a gradoni oppure armato con sbadacciature per fondazioni in calcestruzzo (per gli scavi molti profondi realizzate in legno ed in gran parte a perdere ovvero non recuperabili e seppellite nel rinterro. Anche si possono utilizzare per un consolidamento del piano di posa, palificate in legno di costipamento o tramite battitura. Nel caso in cui si temevano forti sollecitazioni da carichi orizzontali, nel piano di posa si formavano "gradoni ribaltati" che fungevano da ancoraggio opponendosi all'eventuale slittamento dei manufatti. L'esecuzione della muratura si faceva tutto in un tempo e dopo si lasciavano riposare mostrando la conoscenza del problema di cedimento differenziato. 

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4. Fondazioni a pilastri ed archi

Il suo utilizzo si faceva per una profondità superiore a quelle di fondazioni in tela. Il sistema consiste nel costruire pilastri piantati sul fondo sodo e nel collegare i pilastri superiormente con archi sui quali innalzare poi la costruzione. Si può adottare se il piano di posa è in grado di sopportare i carichi concentrati nelle sezioni dei pilastri di appoggio. Si praticano scavi di sezione poco maggiore di quella dei pilastri e si lascia la terra fra un pilastro e l'altro conformata secondo la superficie d'intradosso delle arcate, in modo da servirsene per la loro costruzione. I pilastri erano realizzati per consentire una idonea stagionatura della malta e spesso erano realizzati in muratura listata. 

5. Fondazioni a pozzi.

Si tratta di un sistema di fondazione su pilastri ed archi. Si adotta quando il terreno sodo si trova a grande profondità ed occorre attraversare terreni poco consistenti. Si eseguono pozzi (generalmente circolari) rivestiti in muratura che consentono di effettuare lo scavo in sicurezza. Successivamente si realizzano i pilastri in muratura all'interno dei pozzi o si riempiono con muratura di getto. Il rivestimento del pozzo serve di armatura al cavo e forma parte della massa murale dei pilastri. La costruzione dei pozzi si effettua in due modi: 
a) Per sottomurazione. Si fa primo una muratura di 0'50 metri e dopo si scava e si facciano i pilastri che devono costituire una sezione simmetrica. 
b) Per affondamento. Dove troviamo un anello di muratura con una corono di legno o di ghisa armata di un tagliente e poco a poco scende.

6. Fondazioni ad archi rovesci.

Ideato da Leon Battista Alberti, si adotta questo sistema quando il piano di posa non è idoneo a sopportare carichi concentrati nelle sezioni dei pilastri. Le fondazione su archi rovesci consentivano una ampia e continua area di contatto col terreno ma richiedevano maestranze più qualificate. 

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7. Fondazioni a platea generale.

Quando la fondazione si estende all'intera superficie dell'edificio.Si adotta questo sistema quando superficialmente si incontra con un terreno di mediocre consistenza e non conviene appronfondire le fondazione per eseguire i pilastri. Questa fondazione può avere uno spessore di 0'40 a 2 metri ed è conveniente fare la base più ampia dell'opere da realizzare.  

8. Fondazioni su pali.

Si adotta questo sistema quando il fondo sodo si trova molto in profundità ed il terreno fortemente acquitrinoso non consente la costruzione di una fondazione a pilastri. Possono trasmettere i carichi al piano di posa (castello) oppure agli strati meno resistenti che attraversano, per attrito laterale (galleggiante). I pali erano battuti fino a che non subivano ulteriori abbassamenti per un'altra cinquantina di colpi di maglio.

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