QUANDO LE FONDAZIONI ‘GALLEGGIANO’

Il rigonfiamento da gelo del terreno è un complesso processo fisico-geologico, una delle cause più diffuse di deformazioni e cedimenti delle fondazioni nelle condizioni climatiche dell’Ucraina. Si verifica a seguito del congelamento dell’acqua nei pori del terreno, accompagnato da un significativo aumento del suo volume. I terreni soggetti a rigonfiamento, come argille, terreni limoso-argillosi e sabbie fini limose, sono caratterizzati da un’elevata attività capillare, che consente loro di richiamare attivamente acqua dagli strati inferiori, anche se il livello della falda si trova al di sotto della profondità di gelo. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Fondazioni degli edifici e delle costruzioni’, la profondità di gelo del terreno nelle diverse regioni dell’Ucraina varia da 0,8 m a sud a 1,5 m a nord, il che rende il problema del rigonfiamento da gelo estremamente rilevante.

Il meccanismo principale del rigonfiamento consiste nella formazione di lenti di ghiaccio nel terreno. Quando la temperatura del terreno scende sotto 0°C, l’acqua nei pori inizia a congelare. Tuttavia, invece di un congelamento uniforme dell’intero volume, l’umidità migra verso il fronte di gelo, dove si formano cristalli di ghiaccio che gradualmente danno origine a lenti. Queste lenti crescono, spingendo il terreno verso l’alto e creando una pressione eccessiva sulla base della fondazione. Dopo lo scongelamento, le lenti di ghiaccio si trasformano in acqua, lasciando dei vuoti, il che porta al decompattamento del terreno e alla riduzione della sua capacità portante. Questo crea un processo ciclico di sollevamento e abbassamento della fondazione, che provoca deformazioni non uniformi, fessure nei muri, disallineamenti di porte e finestre. La determinazione del grado di suscettibilità al rigonfiamento del terreno è una fase di importanza critica nella scelta accurata del terreno e nella progettazione, che richiede indagini geologico-ingegneristiche complete. Si distinguono terreni debolmente, moderatamente, fortemente ed eccessivamente soggetti a rigonfiamento, ciascuno dei quali richiede approcci ingegneristici specifici per ridurre al minimo i rischi.

Per la valutazione quantitativa della suscettibilità al rigonfiamento si utilizza il coefficiente di rigonfiamento da gelo relativo (εhf), che riflette la variazione relativa del volume del terreno durante il congelamento. I valori di questo coefficiente per diversi tipi di terreno possono variare da 0,01-0,03 per i terreni debolmente soggetti (ad esempio, sabbie grossolane) fino a 0,10-0,15 e oltre per quelli eccessivamente soggetti (argille plastiche, terreni limoso-argillosi). La ДБН stabilisce valori limite di deformazione che non devono essere superati. Ad esempio, per gli edifici civili i cedimenti non uniformi non devono superare 10-15 cm, e le frecce relative — 0,002. Il mancato rispetto di queste norme porta a una significativa riduzione dell’idoneità all’esercizio della costruzione e richiede costosi lavori di riparazione per il ripristino di una fondazione correttamente progettata.

Il tipo di terreno è un indicatore fondamentale della sua capacità portante e del suo comportamento sotto carico. Ogni tipo presenta caratteristiche uniche che possono contribuire all’instabilità della fondazione. In Ucraina si incontrano più spesso terreni argillosi, sabbiosi e limoso-argillosi, e ciascuno di essi richiede un approccio particolare nelle indagini geologico-ingegneristiche e nella progettazione delle fondazioni.

Terreni argillosi: Sono caratterizzati da un’elevata plasticità, bassa permeabilità e tendenza a variazioni significative di volume al variare dell’umidità. In stato secco le argille possono avere un’elevata capacità portante, ma quando si saturano d’acqua perdono bruscamente resistenza, diventano morbide e si gonfiano. Questo fenomeno, noto come rigonfiamento, può causare il sollevamento della fondazione. Sono particolarmente pericolose le argille altamente plastiche e i terreni loessici, che al momento dell’inumidimento perdono i legami strutturali. Il coefficiente di comprimibilità delle argille può raggiungere 0,5–1,0 MPa⁻¹, il che indica una notevole deformabilità. Durante il congelamento, come già accennato, i terreni argillosi sono fortemente soggetti a rigonfiamento, il che crea rischi aggiuntivi. I segnali di problemi con i terreni argillosi sono fessure con la caratteristica apertura a V verso l’alto, che indica il sollevamento della parte centrale della fondazione.

Terreni sabbiosi: A seconda della composizione granulometrica (ghiaia, sabbia grossolana, media, fine, limosa), le sabbie mostrano una capacità portante diversa. Le sabbie grossolane e medie in stato compattato costituiscono buone basi, poiché hanno un’elevata permeabilità e non sono soggette a rigonfiamento. Il loro coefficiente di filtrazione può essere compreso tra 10⁻² e 10⁻⁴ m/s. Tuttavia le sabbie limose, specialmente quando saturate d’acqua, possono diventare ‘sabbie mobili’ — quando perdono resistenza e si trasformano in una massa fluida sotto carico dinamico o vibrazione. Questo fenomeno è chiamato liquefazione del terreno. Tali sabbie, secondo la ДБН, sono classificate come moderatamente o fortemente soggette a rigonfiamento. I segnali delle ‘sabbie mobili’ si manifestano spesso come cedimenti non uniformi della fondazione, in cui si possono osservare spostamenti orizzontali e disallineamenti degli elementi strutturali.

Terreni limoso-argillosi e sabbioso-limosi: Sono tipi di terreno intermedi che combinano le proprietà dell’argilla e della sabbia. I terreni limoso-argillosi contengono dal 10% al 30% di particelle argillose, mentre quelli sabbioso-limosi meno del 10%. Mostrano plasticità, permeabilità e tendenza al rigonfiamento moderate. Il loro comportamento dipende in larga misura dal rapporto percentuale delle frazioni e dal contenuto di umidità. I terreni limoso-argillosi sono generalmente classificati come moderatamente o fortemente soggetti a rigonfiamento, mentre quelli sabbioso-limosi come debolmente soggetti. I problemi con questi terreni possono manifestarsi come una combinazione di segnali tipici dei terreni argillosi e sabbiosi, a seconda della frazione dominante. L’elevata umidità e le variazioni cicliche di temperatura li rendono instabili, per cui è obbligatorio condurre accurate indagini di laboratorio per determinarne le proprietà fisico-meccaniche, quali la composizione granulometrica, i limiti di plasticità e di umidità, nonché il modulo di deformazione e l’angolo di attrito interno.

Il regime di umidità del terreno è probabilmente il fattore più determinante nel definire la sua capacità portante e la potenziale instabilità della fondazione. Un livello elevato della falda acquifera (LFA), così come un’intensa risalita capillare, possono modificare radicalmente le proprietà fisico-meccaniche di qualsiasi terreno, trasformando anche una base relativamente stabile in una problematica. Secondo la ДБН В.2.1-10:2018, la progettazione delle fondazioni deve essere eseguita tenendo conto del livello massimo previsto della falda acquifera nel sito durante l’intero periodo di esercizio dell’edificio.

Livello della falda acquifera (LFA): Se la LFA si trova vicino alla base della fondazione o addirittura al di sopra, ciò porta alla completa saturazione del terreno con acqua. Per le argille e i terreni limoso-argillosi questo provoca il loro rammollimento, rigonfiamento è una significativa riduzione della capacità portante. Per le sabbie limose, una LFA elevata crea le condizioni per le cosiddette ‘sabbie mobili’ o fontane di sabbia, particolarmente pericolose in presenza di carichi dinamici (ad esempio, da traffico o macchinari da cantiere nelle vicinanze). Un significativo aumento della pressione idrostatica dell’acqua sulla fondazione può inoltre favorirne il cedimento o, nel caso di strutture leggere, persino il sollevamento. I segnali di una LFA elevata possono essere zone costantemente umide, presenza di vegetazione idrofila, allagamento degli scantinati, nonché il rapido riempimento d’acqua degli scavi dopo la pioggia.

Risalita capillare: Questo fenomeno si manifesta nella capacità del terreno di sollevare l’acqua dagli strati inferiori verso l’alto attraverso i pori capillari, anche quando la LFA si trova molto più in basso. Sono particolarmente soggetti alla risalita capillare i terreni a grana fine — argille, terreni limoso-argillosi e sabbie limose. L’altezza della risalita capillare può raggiungere 2-3 metri e, in alcuni casi (per le argille limose), fino a 5-6 metri. Ciò significa che anche in presenza di una falda profonda, gli strati superiori del terreno sotto la fondazione possono essere inumiditi fino alla completa saturazione, creando le condizioni per il rigonfiamento da gelo in inverno e il rammollimento del terreno in estate. Il controllo e la gestione del regime di umidità comprendono l’uso di efficaci sistemi di drenaggio, l’impermeabilizzazione orizzontale e verticale della fondazione, nonché la pianificazione del sito con il deflusso delle acque superficiali.

Fattori climatici e drenaggio: In Ucraina le variazioni stagionali di temperatura e la quantità di precipitazioni influiscono significativamente sul regime idrico dei terreni. Le piene primaverili e autunnali, così come le piogge intense in estate, possono causare un innalzamento temporaneo ma significativo della LFA. Pertanto, la progettazione del sistema di deflusso e drenaggio deve essere conforme ai requisiti della ДБН Б.2.1-2:2012 ‘Pianificazione e sviluppo dei territori’ e della ДБН В.2.5-75:2013 ‘Fognatura. Reti e strutture esterne’. Un sistema di drenaggio efficace deve garantire l’allontanamento sia delle acque superficiali sia di quelle di falda dalla fondazione, mantenendo un regime di umidità ottimale del terreno di base. Un drenaggio insufficiente è una delle cause principali per cui le fondazioni ‘galleggiano’ in siti con condizioni idrogeologiche sfavorevoli.

L’individuazione tempestiva dei segnali di instabilità della fondazione è di importanza critica per prevenire ulteriori danni e costi finanziari significativi. Una fondazione ‘instabile’ raramente si manifesta improvvisamente; di solito è preceduta da una serie di indicatori visivi e indiretti che possono essere diagnosticati. È importante ispezionare regolarmente l’edificio, soprattutto se si trova in un sito con condizioni del terreno potenzialmente complesse.

Segnali visivi di deformazione della fondazione e dei muri:

• Fessure nei muri e nella fondazione: È il segnale più evidente e allarmante. Le fessure possono essere verticali, orizzontali o inclinate (diagonali). Le fessure inclinate che si allargano verso l’alto dagli angoli di porte e finestre o dagli angoli dell’edificio indicano spesso un cedimento non uniforme o un sollevamento della fondazione. Un’apertura delle fessure superiore a 1-2 mm e già un serio motivo di preoccupazione. Per controllare la dinamica dell’apertura delle fessure si installano dei testimoni di controllo.
• Disallineamento di porte e finestre: Se le porte si bloccano, sono difficili da chiudere o si aprono/chiudono da sole, e le finestre non aderiscono bene ai telai, ciò può essere conseguenza della deformazione dei muri causata dal movimento della fondazione. Si osserva solitamente negli angoli superiori delle aperture.
• Cedimento non uniforme del pavimento: L’avvallamento o l’inclinazione del pavimento, in particolare al piano terra, è un segnale diretto di cedimento non uniforme della fondazione o del terreno di base. Può essere rilevato utilizzando una livella da cantiere.
• Distacco delle finiture: Il distacco di intonaco, carta da parati o piastrelle, in particolare negli angoli delle stanze o alle giunzioni dei muri, può essere conseguenza di deformazioni dei muri, un segnale secondario di problemi con la fondazione.
• Cambiamenti nella sistemazione esterna: Il cedimento del marciapiede perimetrale attorno alla casa, le deformazioni dei vialetti, delle recinzioni o di altri elementi paesaggistici situati vicino all’edificio, possono indicare un’instabilità generale del terreno nel sito.

Controllo strumentale e indagini di laboratorio:

Per una diagnosi accurata e la determinazione delle cause dell’instabilità della fondazione sono necessarie misurazioni strumentali professionali e indagini geologico-ingegneristiche. Ciò comprende: osservazioni geodetiche dei cedimenti della fondazione (livellazione di capisaldi e riferimenti), determinazione dell’inclinazione dell’edificio, prelievo di campioni di terreno da sotto la fondazione e dal territorio circostante per analisi di laboratorio (determinazione delle proprietà fisico-meccaniche, della composizione granulometrica, dell’umidità, dei limiti di plasticità e della suscettibilità al rigonfiamento). È importante anche condurre indagini idrogeologiche per determinare la LFA e le sue variazioni stagionali. Solo un approccio integrato, che combini la diagnostica visiva con indagini professionali, permettera di stabilire con precisione le cause del problema e sviluppare un piano efficace per risolverlo, aiutando a evitare errori costruttivi nelle fasi successive.

Una costruzione di successo su terreni deboli richiede non solo una diagnosi accurata, ma anche l’applicazione di soluzioni ingegneristiche adeguate che tengano conto delle specificità delle condizioni del terreno e dei carichi dell’edificio. L’analisi dettagliata di nodi e tecnologie è fondamentale per garantire la stabilità e la durabilità della fondazione. In Ucraina gli ingegneri utilizzano una serie di metodi collaudati che consentono di compensare la bassa capacità portante e la deformabilità dei terreni.

1. Fondazioni profonde:

• Fondazioni su pali: È uno dei metodi più efficaci per i terreni deboli. I pali trasferiscono il carico a strati di terreno più profondi e resistenti, situati al di sotto della zona di gelo o degli strati con bassa capacità portante. Vengono utilizzati diversi tipi di pali: infissi (in cemento armato, metallici), trivellati (con armatura e getto in opera), a vite. La scelta del tipo di palo dipende dalle condizioni geologiche, dal carico e dalla convenienza economica. La trave di collegamento, che unisce le teste dei pali, garantisce una distribuzione uniforme dei carichi sui pali e previene il loro cedimento non uniforme.
• Fondazioni a plinti isolati: Se gli strati portanti del terreno si trovano a una profondità relativamente ridotta (fino a 3-4 m), è possibile utilizzare fondazioni a plinti isolati che poggiano su questi strati. È importante garantire un’armatura e un’impermeabilizzazione adeguate.

2. Fondazioni superficiali con miglioramento della base:

• Platea Svedese Coibentata (USP): Sebbene la USP appartenga alle fondazioni a platea superficiale, può essere efficace su terreni debolmente soggetti a rigonfiamento grazie a un approccio integrato. Il sistema di isolamento perimetrale e sotto la platea riduce al minimo il gelo del terreno, mentre un cuscino sabbia-ghiaia accuratamente preparato con drenaggio garantisce una base stabile e l’allontanamento dell’acqua. Questo riduce il rischio di rigonfiamento da gelo e di cedimento non uniforme. È importante garantire un’impermeabilizzazione di qualità e un efficace sistema di drenaggio per l’allontanamento dell’umidità.
• Fondazioni a platea: Una platea monolitica in cemento armato, posta sotto l’intera superficie dell’edificio, distribuisce efficacemente il carico su un’area ampia, riducendo la pressione specifica sul terreno. Questo la rende una buona opzione per terreni deboli e comprimibili. La platea funziona come un unico corpo, il che consente di evitare cedimenti non uniformi. Per i terreni soggetti a rigonfiamento è obbligatorio un cuscino di compensazione in materiali non soggetti a rigonfiamento (sabbia, ghiaia) di spessore non inferiore alla profondità di gelo.

3. Misure per il miglioramento delle proprietà del terreno:

• Compattazione del terreno: Per i terreni sabbiosi e limoso-argillosi si può applicare la vibrocompattazione o la costipazione, che ne aumenta la densità e la capacità portante.
• Sostituzione del terreno: Nel caso di terreni fortemente deformati o deboli, può essere più conveniente sostituire completamente lo strato di terreno sotto la fondazione con uno non soggetto a rigonfiamento (sabbia, ghiaia). Lo spessore della sostituzione e determinato dal calcolo, ma deve essere non inferiore alla profondità di gelo.
• Consolidamento chimico del terreno: In casi particolari, per condizioni particolarmente complesse, si utilizzano iniezioni di soluzioni chimiche (cementizie, resinose) che aumentano la resistenza e l’impermeabilità del terreno.

La scelta della soluzione specifica si basa sempre sui dati delle indagini geologico-ingegneristiche e su un calcolo statico dettagliato, conforme ai requisiti della ДБН В.2.1-10:2018 e ad altre normative vigenti in Ucraina.

La progettazione delle fondazioni in Ucraina deve rispettare rigorosamente le norme edilizie statali (ДБН) e tenere conto delle specifiche particolarità climatiche e geologiche delle regioni. Il clima dell’Ucraina è caratterizzato da significative variazioni stagionali di temperatura e umidità, che influiscono direttamente sul comportamento dei terreni, in particolare sulla loro tendenza al rigonfiamento da gelo e sulla variazione della capacità portante. Il documento normativo principale è la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Fondazioni degli edifici e delle costruzioni’, che stabilisce i requisiti per le indagini, la progettazione e la costruzione delle fondazioni.

Fattori climatici:

• Profondità di gelo: In Ucraina la profondità di gelo stagionale del terreno è un parametro chiave. Varia da 0,8 m a sud (oblast di Odessa, di Kherson) a 1,5 m a nord e a est (oblast di Chernihiv, di Sumy, di Kharkiv). Per garantire la stabilità, la base della fondazione deve essere posta al di sotto di questa profondità normativa per i terreni soggetti a rigonfiamento.
• Precipitazioni e regime idrico: Una quantità significativa di precipitazioni, in particolare in primavera e in autunno, influisce sul livello della falda acquifera e sull’umidità del terreno. Ciò richiede l’installazione obbligatoria di efficaci sistemi di drenaggio e l’impermeabilizzazione della fondazione, in conformità con la ДБН В.2.1-3:2010 ‘Costruzioni di imprese industriali. Fondazioni’.
• Oscillazioni termiche: I frequenti passaggi della temperatura attraverso 0°C creano le condizioni per ripetuti cicli di gelo-disgelo, che intensificano il degrado del terreno e le deformazioni delle fondazioni.

Requisiti normativi e progettazione:

La progettazione inizia con indagini geologico-ingegneristiche complete, che comprendono la perforazione di pozzi, il prelievo di campioni di terreno e le analisi di laboratorio per determinare le caratteristiche fisico-meccaniche (composizione granulometrica, limiti di plasticità, umidità, densità, coefficiente di filtrazione, modulo di deformazione, angolo di attrito interno, coesione specifica). Sulla base di questi dati, il geologo fornisce una relazione sul tipo di terreno, sulla sua capacità portante e raccomandazioni sul tipo di fondazione. La ДБН В.2.1-10:2018 richiede inoltre di tenere conto di possibili influenze antropiche, come le vibrazioni dovute al traffico o a edifici vicini, che possono provocare la liquefazione delle sabbie limose.

Nei calcoli delle fondazioni si utilizza il metodo degli stati limite. La fondazione viene verificata secondo il primo gruppo di stati limite (capacità portante) e secondo il secondo gruppo (deformazioni — cedimenti, frecce, inclinazioni). I cedimenti e le inclinazioni massime ammissibili degli edifici sono stabiliti dalla ДБН e dipendono dal tipo di edificio, dal suo sistema costruttivo e dai materiali. Ad esempio, per gli edifici residenziali con muri portanti in mattoni o blocchi di piccole dimensioni, i cedimenti limite non devono superare 10-15 cm, e le frecce relative — 0,002. Lo scostamento da queste norme può portare a danni strutturali.

Un’attenzione particolare e dedicata alla protezione della fondazione dall’azione delle acque di falda aggressive, utilizzando materiali impermeabilizzanti conformi alla ДБН В.2.6-14-97 ‘Protezione delle strutture edilizie, degli edifici e delle costruzioni dalla corrosione’. Una progettazione ponderata che tenga conto di tutti questi fattori consente di ridurre al minimo i rischi legati ai terreni deboli e di garantire l’affidabilità dell’edificio per l’intero periodo di esercizio.

Un sistema di drenaggio efficace e un’impermeabilizzazione affidabile sono componenti obbligatori della protezione della fondazione dall’effetto negativo dell’acqua, in particolare in siti con terreni deboli e soggetti a rigonfiamento in Ucraina. Senza questi sistemi, anche la fondazione più affidabile può essere compromessa dall’azione distruttiva delle acque di falda e superficiali. Essi rappresentano la prima linea di difesa contro l’instabilità della fondazione.

Sistemi di drenaggio:

• Scopo: La funzione principale del drenaggio e ridurre il livello della falda acquifera e allontanare l’umidità in eccesso dalla fondazione dell’edificio. Questo è di importanza critica per prevenire la saturazione del terreno con acqua, ridurre i rischi di rigonfiamento da gelo e di rammollimento del terreno di base.
• Tipi di drenaggio:
  • Drenaggio ad anello: Viene posato lungo il perimetro dell’edificio a una certa distanza dalla fondazione (solitamente 1-3 metri) a una profondità inferiore alla base della fondazione o alla profondità normativa di gelo. Efficace per ridurre il livello generale della falda acquifera nel sito.
  • Drenaggio perimetrale a muro: Si trova direttamente accanto ai muri della fondazione, raccogliendo l’acqua che filtra attraverso il terreno verso la base. Solitamente è composto da un tubo di drenaggio ricoperto di ghiaia, geotessile e una membrana drenante. Questo tipo di drenaggio garantisce una protezione locale della fondazione.
  • Drenaggio a strato (vespaio drenante): Viene realizzato sotto l’intera superficie della platea di fondazione sotto forma di uno strato di materiale filtrante (ghiaia, pietrisco) e tubi di drenaggio. Si applica per le fondazioni a platea e nei casi di LFA elevata, quando è necessario prevenire l’allagamento della base.
• Componenti del drenaggio: Tubi di drenaggio (forati, avvolti in geotessile), ghiaia (frazione 20-40 mm), geotessile (per prevenire l’intasamento della ghiaia), pozzetti di ispezione, collettore di raccolta e pozzo di drenaggio o scarico in fognatura. La progettazione del drenaggio deve essere conforme alla ДБН В.2.5-75:2013.

Impermeabilizzazione della fondazione:

• Scopo: Creare una barriera impermeabile che impedisca la penetrazione dell’acqua direttamente nella struttura della fondazione e nei locali interrati.
• Tipi di impermeabilizzazione:
  • A spalmatura: Applicazione di mastici bituminosi, polimerici o cementizi sulla superficie esterna della fondazione. È il livello base di protezione dall’umidità capillare.
  • A membrana incollata/saldata: Utilizzo di materiali bitume-polimero in rotoli (guaina bituminosa, cartone catramato, guaina europea) che vengono termosaldati o incollati sulla fondazione. Garantisce una barriera più affidabile contro le acque in pressione.
  • Penetrante: Miscele speciali che penetrano nei pori del calcestruzzo, cristallizzandosi al loro interno e formando uno strato impermeabile. Efficace per aumentare l’impermeabilità della struttura in calcestruzzo stessa.
  • A membrana bugnata: Utilizzo di membrane profilate in PVC o HDPE con rilievi, che creano un’intercapedine d’aria per la ventilazione e l’allontanamento dell’acqua.
• Impermeabilizzazione orizzontale e verticale: L’impermeabilizzazione orizzontale (tra la fondazione e i muri) previene la risalita capillare dell’umidità nei muri dell’edificio. L’impermeabilizzazione verticale protegge le superfici laterali della fondazione e dei muri dello scantinato dalle acque di falda. Tutti i lavori di impermeabilizzazione devono essere eseguiti in conformità con la ДБН В.2.6-220:2017 ‘Coperture di edifici e costruzioni’. L’applicazione combinata di drenaggio e impermeabilizzazione garantisce la massima protezione dell’edificio attraverso sistemi di drenaggio efficaci, che costituiscono la base della durabilità e della stabilità della struttura su qualsiasi tipo di terreno.

Quando si parla di fondazione ‘instabile’, la diagnostica visiva e le indagini geologico-ingegneristiche tradizionali non sono sempre sufficienti per comprendere appieno i processi nascosti che avvengono nel terreno. L’approccio integrato moderno richiede l’applicazione della geofisica ingegneristica, che consente di ottenere informazioni dettagliate sulla struttura degli strati del terreno, sulla presenza di cavità nascoste, zone di decompattamento, anomalie di umidità e livello della falda acquifera senza interventi distruttivi.

Principali metodi di geofisica ingegneristica:

• Georadar (GPR): Questo metodo utilizza onde radio per creare un profilo del terreno. Il georadar consente di rilevare variazioni di densità, umidità, i confini degli strati del terreno, la presenza di reti tecnologiche nascoste, fondazioni, nonché zone di decompattamento del terreno o accumulo di acqua. Efficace per individuare falde acquifere nascoste o zone con umidità anomala che possono contribuire all’instabilità della fondazione. La profondità di indagine del GPR può raggiungere 10-20 metri, a seconda del tipo di terreno e della frequenza dell’antenna.
• Sismica: Utilizza la propagazione di onde sismiche (oscillazioni elastiche) nel terreno per determinare le proprietà fisico-meccaniche degli strati. Dalla velocità di propagazione delle onde si può stimare il modulo elastico, la densità e la resistenza del terreno. Metodi come la tomografia sismica o il metodo delle onde riflesse/rifratte aiutano a identificare zone a resistenza ridotta, aree compattate o decompattate, nonché a determinare la profondità degli strati rocciosi o di terreno resistente.
• Prospezione geoelettrica (metodo del sondaggio elettrico verticale – SEV): Si basa sulla misurazione della resistività elettrica del terreno, che dipende dalla sua composizione, densità e umidità. Il SEV consente di determinare la profondità della falda acquifera, i confini degli acquiferi, nonché le zone di umidità elevata. È particolarmente utile per individuare potenziali fonti di allagamento della fondazione.
• Prove penetrometriche statiche e dinamiche: Sebbene appartengano più propriamente ai metodi geologico-ingegneristici, integrano la geofisica. La prova penetrometrica statica (CPT) consente di ottenere un profilo continuo della resistenza del terreno a una profondità significativa, fornendo un’idea della sua capacità portante e deformabilità. La prova penetrometrica dinamica (DPT) viene utilizzata per valutare la densità e la resistenza dei terreni.

Previsione e modellazione:

I dati ottenuti mediante la geofisica ingegneristica vengono integrati con i risultati delle tradizionali perforazioni e analisi di laboratorio. Ciò consente di creare modelli 3D dettagliati della struttura geologica del sito e di prevedere il comportamento del terreno sotto carico. L’applicazione della modellazione numerica (ad esempio, con il metodo degli elementi finiti) consente agli ingegneri di simulare diversi scenari di carico e valutare le potenziali deformazioni della fondazione. Questo approccio integrato, conforme ai requisiti della ДБН В.2.1-1:2008 ‘Terreni. Metodi di prova di laboratorio’, aumenta notevolmente la precisione della previsione e consente di scegliere la soluzione più ottimale e sicura per la progettazione della fondazione in condizioni di terreno complesse, riducendo al minimo i rischi di instabilità.

Garantire la stabilità a lungo termine della fondazione non è un compito una tantum, ma un processo continuo che richiede un monitoraggio sistematico e il tempestivo mantenimento dello stato adeguato sia della fondazione stessa che dei terreni circostanti. Anche dopo l’implementazione delle soluzioni ingegneristiche più moderne, l’influenza dei fattori naturali e i possibili cambiamenti nel regime idrogeologico del sito possono gradualmente portare a nuovi problemi. Questo è particolarmente rilevante per gli edifici situati su terreni soggetti a instabilità in Ucraina.

Monitoraggio sistematico:

• Osservazioni geodetiche: Le misurazioni geodetiche regolari (livellazione) dei cedimenti della fondazione sono alla base del monitoraggio. L’installazione di capisaldi permanenti e riferimenti di osservazione sulla fondazione e in varie parti dell’edificio consente di monitorare la dinamica delle deformazioni verticali e orizzontali. La periodicità delle misurazioni può variare da trimestrale ad annuale, a seconda dello stato dell’oggetto e delle raccomandazioni degli esperti.
• Ispezione visiva: Prosecuzione delle ispezioni visive regolari delle fessure nei muri, dei disallineamenti di porte e finestre, dello stato del marciapiede perimetrale e dei sistemi di drenaggio. È importante registrare qualsiasi cambiamento, fotografarlo e confrontarlo con i dati precedenti. L’installazione di fessurimetri (testimoni) sulle fessure individuate consente di valutare oggettivamente la loro apertura e attività.
• Monitoraggio del livello della falda acquifera: Nei siti con LFA potenzialmente elevata si raccomanda l’installazione di pozzi di osservazione (piezometri) per la misurazione regolare del livello dell’acqua. Questo consente di reagire tempestivamente a un suo innalzamento e prevenire conseguenze negative.

Mantenimento dello stato adeguato:

• Manutenzione dei sistemi di drenaggio: I sistemi di drenaggio necessitano di una pulizia regolare da interramento e ostruzioni. I pozzetti di ispezione devono essere accessibili per il controllo. Un sistema di drenaggio guasto perde la sua efficacia e può diventare causa di problemi con la fondazione.
• Controllo dello stato del marciapiede perimetrale: Il marciapiede perimetrale attorno all’edificio è una parte importante del sistema di deflusso delle acque superficiali. Le fessure o i cedimenti del marciapiede devono essere riparati tempestivamente, in modo che l’acqua non penetri nel terreno vicino alla fondazione.
• Manutenzione del tetto e dei sistemi di scolo delle acque piovane: Grondaie difettose o un tetto danneggiato possono portare a uno scarico incontrollato di grandi quantità d’acqua direttamente vicino alla fondazione, il che aumenta bruscamente l’umidità del terreno. L’ispezione e la riparazione regolare di questi elementi sono obbligatorie.
• Sistemazione del territorio: Una corretta pianificazione del sito con pendenze che allontanano l’acqua dall’edificio, la piantumazione di piante adeguate che assorbono l’umidità o, al contrario, evitare di piantare grandi alberi vicino alla fondazione (i sistemi radicali possono danneggiare la fondazione o il drenaggio) — tutto ciò contribuisce alla stabilità del terreno.

Il rispetto di queste raccomandazioni e un intervento tempestivo permetteranno di garantire un esercizio duraturo e affidabile dell’edificio, riducendo al minimo i rischi legati ai terreni deboli e alla loro instabilità.