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Una delle principali cause di dissesto degli edifici sono i cedimenti delle fondazioni o meglio del terreno su cui poggiano le fondazioni: gli edifici più esposti sono quelli con murature portanti in pietrame, mattoni o conci di pietra squadrata e sottostanti fondazioni continue, spesso poco profonde o addirittura inesistenti.
I dissesti si manifestano con la formazione delle tipiche lesioni a taglio diagonale con andamento inclinato di un angolo strettamente dipendente dalle caratteristiche della muratura: dai circa 45° delle murature di mattoni ben costruiti ai quasi 90° delle pareti in pietrame con tessitura disordinata. Anche la posizione delle lesioni dipende ovviamente dal punto in cui avviene il cedimento.
Il fenomeno è particolarmente evidente nelle fondazioni su terreno argilloso e segue un ciclostagionale caratteristico: nei mesi estivi il terreno si presenta infatti secco e naturalmente privo d'acqua a causa della scarsità di piogge e dell'abbassamento del livello delle falde acquifere; mentre in autunno e inverno si satura d'acqua diventando più voluminoso.
Le lesioni da cedimento del terreno cambiano perciò ampiezza in base alla stagione, allargandosi in estate e chiudendosi nei mesi freddi. L'applicazione di fessurimetri o altri dispositivi di monitoraggio, per un periodo almeno biennale, consente di riconoscere questo andamento e progettare le contromisure.
In questi casi, infatti, risarcire le lesioni con malta, cuciture armate o scuci-cuci non è risolutivo, perché, se non si procede al consolidamento terreno, la lesione tende a riformarsi nello stesso punto dopo breve tempo.
Il consolidamento è però indispensabile anche prima di costruire un nuovo edificio o infrastruttura, soprattutto nel caso di suoli scadenti argillosi o sabbiosi.
Esistono numerosi metodi per il consolidamento terreno di riporto o anche naturale: uno dei più efficaci consiste nella semplice costipazione. Il principio base è molto semplice: aumentare la compattezza del terreno, e di conseguenza la sua portanza, semplicemente diminuendo gli spazi vuoti tra i granelli. Il tipico cedimento terreno fondazioni si manifesta infatti a causa di un lento processo di costipazione e abbassamento naturale.
Uno dei sistemi più semplici per trattare ampie porzioni di suolo, ad esempio prima della costruzione di grandi edifici residenziali multipiano, è la compattazione dinamica praticata da aziende specializzate come Trevi attraverso macchinari appositamente progettati.
Il processo avviene in due fasi, semplicemente lasciando cadere a terra un maglio molto pesante da un'altezza stabilita allo scopo di creare colonne di terreno costipate disposte a quinconce secondo distanze prefissate.
Naturalmente, il peso del maglio, l'altezza da cui cade, il numero di colpi e la distanza reciproca tra le porzioni di terreno costipate sono calcolate in funzione delle caratteristiche del suolo e dell'entità dei carichi da sopportare.
In questo modo, oltre a evitare di ricorrere a sistemi di fondazione profonda come le palificate, si riduce anche il rischio di liquefazione in caso di terremoto.
Un metodo alternativo è la vibrocompattazione o vibroflottazione, che prevede la riorganizzazione delle particelle di terreno con potenti vibratori per ottenere una configurazione più densa. La lavorazione avviene in tre fasi:
Anche in questo caso lo scopo principale è consentire la costruzione su terreni soprattutto di riporto di tipo granulare, riducendo notevolmente il rischio di cedimenti delle fondazioni o liquefazione.
Un altro ottimo sistema per il consolidamento scarpate terrose o suoli destinati a grandi edifici e infrastrutture sono le palificate. I loro scopi principali sono due: ottenere un effetto di costipazione del terreno oppure raggiungere suoli più profondi con una portanza decisamente superiore, trasferendo a essi i carichi dell'edificio sovrastante.
La tecnologia jet grouting, applicabile a varie tipologie di suolo, prevede l'iniezione nel terreno da consolidare di una miscela ad altissima pressione di acqua e cemento con la capacità di disgregare il terreno esistente, mescolandosi con esso e migliorandone le caratteristiche meccaniche.
Ovviamente, anche in questo caso la composizione della miscela da iniettare, il diametro dei pali non armati così ottenuti, la loro distanza e disposizione dipendono strettamente dalle caratteristiche del suolo e dall'entità dei carichi da sopportare.
Il sistema CAP/CSC consiste invece nell'esecuzione di veri e propri pali trivellati di cemento armato, secondo una tecnica di lavorazione articolata in tre fasi successive:
Il diametro dei pali trivellati varia normalmente tra 80 e 150 cm.
Vengono inoltre disposti in file continue inserendo un palo secondario con armatura di tondini tra due pali primari non armati o armati con profilati tipo IPE o HE.
Ovviamente questi sistemi si prestano alla costruzione di infrastrutture o grandi edifici multipiano ma non alla risoluzione dei cedimenti delle fondazioni di piccoli edifici esistenti come palazzine o case isolate.
Per risolvere il problema, l'azienda Edilsystem ha studiato Geo-System®, un metodo di consolidamento basato sull'uso combinato di minipali brevettati e iniezioni di resine espansive: il presupposto consiste nel cercare in profondità i terreni più performanti, trasferendo le sollecitazioni dovute all'edificio soprastante. Ogni minipalo è formato da due parti ben distinte: una testa di ancoraggio e una barra di acciaio ad alta resistenza con diametro compreso tra 3,2 e 5,1 cm.
Il procedimento prevede varie fasi:
Le perforazioni, variabili a seconda dei casi per numero e interasse, vengono disposte in corrispondenza dell'intera zona da consolidare; mentre l'intervento, assai poco invasivo, può essere eseguito anche senza sgomberare l'edificio, non richiede grossi scavi e non danneggia muri e pavimenti.
Il sistema Plus-System proposto dalla stessa azienda si basa invece sull'uso di iniezioni di resine per consolidamento di tipo poliuretanico monocomponente e/o bicomponenti.
I minipali sono quindi omessi. L'efficacia di questo consolidamento è massima per i terreni granulari e minore per le argille.
Anche in questo caso la lavorazione prevede varie fasi: dopo aver escluso la presenza di linee interrate come luce, gas o acqua, si eseguono dei fori di piccolo diametro in corrispondenza delle fondazioni preesistenti fino a una profondità strettamente dipendente dai carichi previsti, dal tipo di terreno e delle fondazioni.
Successivamente si inseriscono nei fori dei tubi in rame collegati a una pistola, a sua volta connessa a un compressore che inietta la resina ad alta pressione: questa fase, fondamentale per la buona riuscita dell'intervento, è costantemente sorvegliata da un tecnico specializzato.
Una volta terminate le iniezioni, la resina si espande raggiungendo in poche ore il suo volume definitivo e il terreno aumenta di conseguenza la propria resistenza a compressione; mentre i fori praticati nelle murature possono essere stuccati normalmente con malta di calce oppure cementizia.
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