FONDAZIONE SU PALI

I pali elicoidali sono una soluzione efficace per la realizzazione rapida di fondazioni su terreni deboli o in condizioni in cui non sono auspicabili scavi significativi. La loro struttura è costituita da un tubo in acciaio con una o più eliche all’estremità inferiore, che consente di avvitare il palo nel terreno con un danno minimo alla sua struttura. Le principali caratteristiche dei pali elicoidali, come il diametro del fusto (da 57 mm a 325 mm e oltre) e il diametro dell’elica, nonché il passo e l’angolo di inclinazione delle eliche, ne determinano la capacità portante. Il processo di montaggio prevede l’avvitamento del palo nel terreno manualmente o con attrezzature meccanizzate (mini-escavatori, avvitatori idraulici) fino al raggiungimento della resistenza di progetto del terreno, controllata tramite la coppia di serraggio. Dopo l’avvitamento, la cavità del palo viene spesso riempita con calcestruzzo di classe non inferiore a B15 (M200) per aumentare la resistenza alla corrosione e la capacità portante, e al suo interno può essere installata una rete o una gabbia di armatura. La capacità portante dei pali elicoidali dipende dal tipo di terreno, dalla profondità di infissione e dai parametri geometrici delle eliche. Secondo i calcoli, un singolo palo elicoidale con diametro di 108 mm ed eliche da 300 mm può sopportare un carico fino a 3-5 tonnellate in terreni sabbiosi e sabbioso-limosi, mentre su terreni argillosi il valore può essere leggermente inferiore. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти споруд’, il calcolo della capacità portante deve essere effettuato tenendo conto delle condizioni geologiche locali e dei coefficienti di sicurezza. Tra i vantaggi vi sono l’elevata velocità di montaggio, la possibilità di lavorare in spazi ristretti e un impatto minimo sul paesaggio.

Per garantire un design ottimale e l’integrazione di queste soluzioni, è importante avvalersi dei servizi di architetti qualificati, in grado di creare un progetto che risponda perfettamente a tutti i requisiti tecnici e alle preferenze estetiche.

La lunghezza totale dei pali elicoidali varia da 1,5 a 12 metri, il che consente di lavorare efficacemente con diverse profondità di gelo e strati portanti del terreno. La resistenza del tubo in acciaio del palo corrisponde di norma agli acciai delle classi С235 o С255, mentre la protezione anticorrosiva è garantita da un rivestimento polimerico multistrato o zincato, che consente di aumentare la durata della fondazione fino a 100 anni e oltre. In fase di progettazione è inoltre necessario tenere conto degli effetti delle vibrazioni e dei carichi dinamici che possono influire sui pali e sul terreno circostante. Aziende edili esperte, come KOLEO, garantiscono un montaggio di qualità e il rispetto di tutte le norme.

I pali trivellati sono uno dei tipi più versatili di fondazione su pali, che consente di costruire edifici su terreni a bassa capacità portante o in condizioni in cui l’uso di pali infissi è impossibile a causa dell’elevato livello di rumore e vibrazioni. La tecnologia di realizzazione dei pali trivellati prevede la perforazione di un pozzo di diametro definito (da 300 mm a 1500 mm e oltre) e di profondità definita (fino a 30 metri e oltre), l’installazione di una gabbia di armatura e il successivo getto di calcestruzzo nel pozzo. Per stabilizzare le pareti del pozzo nei terreni instabili si utilizzano tubi di rivestimento o fanghi bentonitici (sospensione di argilla bentonitica).

Il calcolo della capacità portante dei pali trivellati è un compito ingegneristico complesso, che tiene conto della resistenza del terreno sotto la punta del palo e della resistenza del terreno lungo la superficie laterale. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, la capacità portante di un singolo palo è determinata come somma di queste resistenze, tenendo conto delle proprietà dei terreni in base ai risultati delle indagini ingegneristico-geologiche e dei parametri del palo (diametro, lunghezza, classe del calcestruzzo — non inferiore a B20 (M250)). Ad esempio, un palo con diametro di 600 mm e lunghezza di 15 m in argille compatte può avere una capacità portante di 80-120 tonnellate. La gabbia di armatura viene calcolata per resistere ai momenti flettenti e alle forze di taglio che si generano nel palo. Per i pali trivellati nella regione di Kiev si utilizza spesso calcestruzzo di classe С16/20 o С20/25 con impermeabilità W6 e resistenza al gelo F150. Una condizione importante è il getto continuo con il metodo ВТП (getto sommerso tramite tubo convogliatore verticale), che consente di evitare la segregazione della miscela di calcestruzzo e la formazione di vuoti. Ciò garantisce la monoliticità e l’integrità strutturale del palo.

I pali infissi sono uno dei tipi più antichi e affidabili di fondazione su pali, caratterizzati da un’elevata capacità portante e durata. Questo tipo di palo prevede l’infissione nel terreno di pali prefabbricati in cemento armato o in metallo mediante attrezzature a percussione (maglio, martello vibrante) o a pressione (battipalo idraulico). Il processo di infissione compatta il terreno intorno al palo, il che ne aumenta significativamente la capacità portante, in particolare nei terreni sabbiosi e sabbioso-limosi. Le sezioni standard dei pali in cemento armato sono 300×300 mm, 350×350 mm, 400×400 mm, mentre la lunghezza può raggiungere 20-25 metri.

Il principio di funzionamento dei pali infissi si basa sul trasferimento del carico della struttura agli strati di terreno profondi e più compatti. La capacità portante dei pali infissi viene calcolata tenendo conto delle prove di penetrazione dinamica e statica del terreno, nonché di formule che considerano l’energia dell’impatto del maglio e il numero di colpi per metro di infissione (rifiuto del palo). Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, il controllo della capacità portante dei pali infissi viene effettuato mediante prova di carico, che è il metodo più preciso. I vantaggi dei pali infissi sono l’elevata velocità di montaggio (in presenza dell’attrezzatura adeguata), l’affidabilità, la possibilità di impiego in un’ampia gamma di condizioni del terreno. Tuttavia, la tecnologia di infissione è accompagnata da notevoli vibrazioni e rumore, il che ne limita l’applicazione in contesti di edificazione urbana densa. La classe del calcestruzzo per i pali infissi inizia di norma da B25 (M350), con elevati valori di resistenza al gelo e impermeabilità per garantirne l’utilizzo in ambienti aggressivi.

Quando pianificate la costruzione, non dimenticate l’importanza di una progettazione accurata e della scelta di materiali affidabili, come il calcestruzzo di alta qualità, su cui potete saperne di più su KOLEO. Ciò garantirà la durata e la resistenza della vostra struttura.

La capacità portante delle fondazioni su pali è il parametro fondamentale che determina la possibilità del loro impiego per una specifica struttura. Questo indicatore dipende direttamente dalle proprietà fisico-meccaniche dei terreni presenti sul terreno dove si effettua la costruzione, nonché dalla geometria e dal materiale del palo stesso. Le indagini ingegneristico-geologiche, comprese le prove di penetrazione statica e dinamica, sono obbligatorie per determinare con precisione le caratteristiche del terreno (resistenza specifica, angolo di attrito interno, coesione, modulo di deformazione). A seconda del tipo di terreno, i pali si comportano in modo diverso. Nei terreni sabbiosi e sabbioso-limosi un ruolo significativo è svolto dalla resistenza del terreno sotto la punta del palo, nonché dall’attrito lungo la superficie laterale, che aumenta con la profondità. Nei terreni argillosi, in particolare in quelli plastico-molli, sono importanti la resistenza al taglio e l’effetto di compattazione del terreno intorno al palo durante l’infissione.

Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, la capacità portante di calcolo del palo R è determinata dalla formula: R = (γc * R_p * A_p + Σ(γc * f_i * U * l_i)) / γ_n, dove R_p è la resistenza specifica del terreno sotto la punta del palo, A_p è l’area della punta del palo, f_i è la resistenza specifica del terreno sulla superficie laterale dello strato i-esimo, U è il perimetro della sezione trasversale del palo, l_i è lo spessore dello strato i-esimo di terreno, γc è il coefficiente delle condizioni di lavoro, γn è il coefficiente di sicurezza. Per i pali elicoidali la capacità portante dipende anche dalla superficie delle eliche e dalla loro interazione con il terreno. Ad esempio, nelle argille compatte i pali elicoidali possono mostrare un’elevata capacità portante, mentre nelle sabbie la loro efficacia può essere leggermente inferiore. Anche un livello elevato di acque sotterranee influisce sulla capacità portante, riducendola per la maggior parte dei terreni, tranne le sabbie compatte. Pertanto, nel progettare la fondazione, è necessario tenere conto delle oscillazioni stagionali del livello delle acque sotterranee e dei possibili cambiamenti idrologici.

Per ottimizzare i progetti e comprendere tutte le sfumature della costruzione, è utile studiare esempi di progetti già realizzati, come i progetti di case, che dimostrano diversi approcci alle fondazioni e alle strutture.

La tecnologia di montaggio delle fondazioni su pali presenta particolarità uniche per ciascun tipo di palo e richiede il rigoroso rispetto della documentazione di progetto e delle norme edilizie. Per i pali elicoidali, un aspetto chiave è il controllo della coppia di serraggio durante l’avvitamento. Il superamento della coppia ammissibile può causare la rottura delle eliche o del fusto del palo, mentre un avvitamento insufficiente non garantirà la capacità portante necessaria. La coppia ottimale per un palo con diametro di 108 mm è di 3500-4500 Nm, a seconda del tipo di terreno.

Il montaggio dei pali trivellati è più complesso e richiede un controllo rigoroso del processo di perforazione, armatura e getto. La profondità e il diametro del pozzo devono corrispondere esattamente al progetto, e la gabbia di armatura deve essere posizionata centralmente e fissata per evitarne lo spostamento durante il getto. Il getto con il metodo ВТП prevede l’immissione della miscela di calcestruzzo attraverso un tubo convogliatore, la cui estremità inferiore rimane costantemente immersa nella miscela di calcestruzzo. Ciò previene la segregazione del calcestruzzo e l’infiltrazione di terreno. È inoltre importante la qualità della miscela di calcestruzzo, che deve avere una lavorabilità ottimale (П4-П5) e un rapporto acqua-cemento adeguato per una posa agevole e il raggiungimento della resistenza di progetto. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, lo scostamento dell’asse dei pali dalla posizione di progetto non deve superare 0,25 m. Ciò vale anche per i pali infissi, dove il controllo dell’infissione è fondamentale.

Durante l’infissione dei pali è necessario controllare costantemente il rifiuto del palo — la profondità di penetrazione per un singolo colpo del maglio o per un determinato numero di colpi. Questo permette di determinare se è stata raggiunta la capacità portante di progetto. Un’infissione eccessiva può danneggiare il palo, mentre un’infissione insufficiente non garantirà l’affidabilità. La scelta dell’attrezzatura per l’infissione (idraulica, diesel o martello vibrante) dipende dal tipo di terreno, dalle dimensioni dei pali e dalla vicinanza ad altri edifici. I moderni martelli vibranti consentono di ridurre l’impatto dinamico sulle strutture circostanti, ma richiedono un attento monitoraggio delle vibrazioni.

Maggiori informazioni sui progetti complessi che includono diversi tipi di fondazioni e strutture sono disponibili sulla pagina Progetto della casa Dyvysh, dove sono presentate soluzioni realizzate.

Garantire l’integrità strutturale e la durata delle fondazioni su pali è una priorità nell’edilizia. Ciò si ottiene attraverso una corretta progettazione, la scelta dei materiali e il controllo della qualità dei lavori di montaggio. Ogni tipo di palo presenta particolarità che influiscono sulle sue caratteristiche prestazionali. Per i pali elicoidali è fondamentale la protezione anticorrosiva del fusto in acciaio e delle eliche. L’applicazione della zincatura a caldo o di rivestimenti polimerici multistrato con uno spessore non inferiore a 200 µm garantisce la protezione dalla corrosione in terreni aggressivi per un periodo fino a 100 anni. È inoltre importante il corretto riempimento della cavità del palo con calcestruzzo, per prevenire la corrosione interna e aumentare la rigidità.

I pali trivellati e infissi in cemento armato devono essere realizzati con calcestruzzo di classe di resistenza elevata (non inferiore a B20 per i pali trivellati e B25 per i pali infissi), con adeguati valori di resistenza al gelo (F150-F200) e impermeabilità (W6-W8), il che è particolarmente importante nelle condizioni climatiche dell’Ucraina. L’armatura dei pali viene calcolata in conformità alla ДБН В.2.1-10:2018 e alla ДСТУ Б В.2.6-145:2010 ‘Залізобетонні конструкції. Норми проєктування’. Lo strato di copriferro per l’armatura deve essere di almeno 40-50 mm. La durata delle fondazioni su pali dipende anche dalla qualità delle teste dei pali e delle travi di collegamento, che uniscono i pali in un unico sistema e distribuiscono il carico proveniente dalla parte fuori terra dell’edificio. Le travi di collegamento devono essere armate e gettate nel rispetto di tutti i requisiti tecnologici, garantendo un collegamento affidabile con i pali.

Inoltre, per aumentare l’efficienza energetica delle fondazioni, si utilizzano soluzioni di isolamento termico che riducono le perdite di calore attraverso il terreno, il che è importante per gli edifici moderni. Ciò contribuisce non solo a ridurre i costi di esercizio, ma anche ad aumentare il comfort generale degli ambienti. Per una comprensione più approfondita di questi aspetti, raccomandiamo di rivolgersi a specialisti di ingegneria edile.

L’impiego delle fondazioni su pali nel territorio dell’Ucraina è regolato da una serie di norme edilizie statali (ДБН), che stabiliscono i requisiti per la progettazione, la costruzione e l’esercizio. Il documento principale è la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Основи та фундаменти споруд. Основні положення’, che definisce i metodi di calcolo della capacità portante dei pali, le regole di progettazione dei campi di pali, il controllo di qualità e altri aspetti tecnici. Vengono inoltre utilizzate la ДСТУ Б В.2.6-145:2010 ‘Залізобетонні конструкції. Норми проєктування’ per il calcolo dei pali armati e la ДБН В.2.1-11:2018 ‘Проектування і будівництво фундаментів будівель і споруд в особливих ґрунтових умовах’, che copre casi specifici, come i terreni gelivi, collassabili e di riporto.

Le condizioni climatiche dell’Ucraina, caratterizzate da notevoli escursioni termiche, valori negativi nel periodo invernale e periodi di precipitazioni intense, impongono requisiti aggiuntivi alla progettazione delle fondazioni su pali. La profondità di gelo del terreno nelle diverse regioni dell’Ucraina varia da 0,8 m nel sud a 1,5 m e oltre nel nord e nelle zone montane. I pali devono essere infissi al di sotto di questa quota, per evitare l’effetto del sollevamento da gelo dei terreni, che può causare il sollevamento o la deformazione della fondazione. Inoltre, il livello elevato delle acque sotterranee, tipico di molte regioni, richiede l’impiego di materiali con maggiore impermeabilità e resistenza all’aggressione chimica, nonché una protezione impermeabilizzante affidabile delle teste dei pali e delle travi di collegamento. Per garantire la durata, è necessario tenere conto della classe di aggressività delle acque sotterranee nei confronti del calcestruzzo e del metallo. Ad esempio, nelle condizioni della regione di Kiev, con la diffusione di suoli argillosi e un livello elevato di acque sotterranee, i pali trivellati con miscela di calcestruzzo W8 e resistenza al gelo F200 sono la soluzione ottimale, mentre i pali elicoidali devono avere un rivestimento anticorrosivo affidabile ed essere infissi al di sotto della profondità di gelo.

Ciò è particolarmente rilevante per gli edifici in cui i requisiti di stabilità e durata sono estremamente elevati, ad esempio nella costruzione di chiese, che necessitano di una base affidabile. Maggiori informazioni sono disponibili sulla pagina progetti di chiese.

La scelta tra pali elicoidali, trivellati e infissi è una decisione complessa, basata sull’analisi delle condizioni ingegneristico-geologiche del terreno, della natura della struttura, dei vincoli di budget e dei tempi di costruzione. Ogni tipo presenta punti di forza e di debolezza che devono essere presi in considerazione nella fase di progettazione.

I pali elicoidali si distinguono per l’elevata velocità di montaggio e gli scavi minimi. Sono ideali per strutture leggere (terrazze, gazebo, piccole case a struttura intelaiata), strutture temporanee, nonché per la costruzione su rilievi complessi o in terreni saturi d’acqua. La loro capacità portante, sebbene limitata rispetto ad altri tipi, è sufficiente per molti progetti. Il principale svantaggio è la dipendenza dalla protezione anticorrosiva e una minore resistenza ai carichi orizzontali senza rinforzi speciali. Il costo dei pali elicoidali è di norma inferiore rispetto ad altri tipi, grazie al minor volume di lavori e all’assenza della necessità di macchinari edili pesanti.

I pali trivellati sono una soluzione versatile per le fondazioni di edifici medi e pesanti, compresi gli edifici multipiano. Consentono di raggiungere una notevole capacità portante e possono essere impiegati in contesti di edificazione urbana densa, poiché il loro montaggio è accompagnato da vibrazioni e rumore minimi. La flessibilità nella scelta del diametro e della profondità del palo permette di adattarli praticamente a qualsiasi condizione del terreno. Tuttavia, la tecnologia richiede tempi considerevoli per la perforazione e per la maturazione del calcestruzzo (28 giorni), oltre a un controllo accurato della qualità del getto. Il costo dei pali trivellati è medio, ma può aumentare con la profondità e la complessità della perforazione.

I pali infissi sono la scelta ottimale per strutture grandi e massicce, dove è richiesta la massima capacità portante e stabilità. Si distinguono per un’elevata affidabilità e durata, e il processo di infissione compatta il terreno, il che influisce positivamente sulla stabilità generale della fondazione. Tuttavia, le notevoli vibrazioni e il rumore, nonché la necessità di macchinari pesanti specializzati, ne limitano l’impiego nei centri abitati o in prossimità di edifici esistenti. Il costo dei pali infissi può essere più elevato a causa della logistica e dell’utilizzo di macchinari pesanti, ma essi garantiscono la massima capacità portante per unità di palo. In sintesi, la scelta è determinata dall’equilibrio tra requisiti tecnici, possibilità economiche e vincoli ambientali del terreno. Per chi pianifica una costruzione di grande rilevanza, è importante comprendere come vengono progettate e realizzate soluzioni di questo tipo, il che è possibile scoprire sulla pagina Inizio della costruzione.