Tipologie e caratteristiche delle fondazioni su palificate

Scopo e caratteristiche delle fondazioni su palificata

Le fondazioni su palificata sono formate da una serie di pali saldamente inseriti nel terreno fino a una profondità predeterminata e collegati a livello del suolo da platee di calcestruzzo, travi rovesce di cemento armato o altri simili presidi.

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Infissione di pali prefabbricati in cls mediante battipalo, by Special Vibro

Palo avvitato in acciaio Elika di Systab

Infissione dei pali trivellati in acciaio Elika di SYStab

Esecuzione di una fondazione con micropali, by Trevi

Palificate di consolidamento del terreno per infrastrutture, by Trevi

Esecuzione di pali trivellati di cemento armato, by Trevi

Esecuzione di pali trivellati a spostamento, by Trevi

Realizzazione di un di grande diametro, by Trevi

Cantiere per la realizzazione di pali trivellati di grande diametrom by Trevi

Il loro scopo è duplice: consolidare il terreno di fondazione grazie all'effetto costipazione e/o raggiungere suoli più profondi con una portanza decisamente superiore, trasferendo a essi i carichi verticali dell'edificio sovrastante.

Le applicazioni principali riguardano comunemente:

• il contenimento di scarpate e pendii a grande pendenza;
  
  
• il consolidamento del terreno;
  
  
• le fondazioni di grandi infrastrutture come ponti, dighe e viadotti;
  
  
• gli edifici con carichi gravosi come grattacieli e condomini multipiano su terreni scadenti;
  
  
• le fondazioni anche di piccoli edifici su suoli particolarmente deboli;
  
  
• il consolidamento di fondazioni preesistenti in presenza di dissesti per cedimento del terreno.
  
  

Dal punto di vista tecnologico i pali di fondazione sono estremamente variegati per forma (quadrata o circolare), diametro, lunghezza, materiale e tecnologia di esecuzione.

Quanto a dimensioni si distinguono ad esempio i micropali di fondazione, con diametro pari o inferiore a 30 centimetri, e i pali di grande diametro larghi addirittura fino a 4 metri.
Le tecnologie più utilizzate sono invece tre: pali battuti, pali avvitati e pali trivellati.

I primi due sono normalmente prefabbricati e infissi con un battipalo, mentre gli ultimi vengono realizzati in opera secondo vari procedimenti. La portanza pali e la distanza tra pali di fondazione dipendono invece dalle caratteristiche del terreno e dall'entità dei carichi da sopportare.

Modelli e materiali di pali battuti e avvitati

L'uso delle fondazioni su pali è molto antico: già gli antichi Romani utilizzavano le palificate di fondazione per la costruzione di ponti e banchine portuali, mentre tutti gli edifici del centro storico di Venezia si caratterizzano per le fondazioni costituite da una robusta palificata in legno collegata da tavoloni su cui si impostano le murature.




I pali in legno per fondazioni vengono tuttora utilizzati, soprattutto nelle zone particolarmente ricche di legname e per carichi modesti: si ricavano da tronchi d'albero e hanno un diametro compreso tra 10 e 20 cm, per una lunghezza di 6 o 7 metri.
Vanno accuratamente scortecciati e muniti di una puntazza a perdere in acciaio o ghisa. L'estremità superiore è invece munita di un anello metallico che ne impedisce lo sfibramento.
Le essenze più adatte sono larice rosso, pino, ontano, olmo, quercia e castagno.

Un'altra valida opzione per l'esecuzione di una palificazione sono i micropali prefabbricati in cemento armato. L'azienda Special Vibro ne propone un modello a sezione quadrata di forma troncoconica con una rastrematura di 1,5 cm per ogni metro lineare, realizzati con calcestruzzo di classe C40/50 armato con barre longitudinali e spirale (o staffe) in acciaio B450C e dotati di una punta piramidale di cemento.


I pali battuti in calcestruzzo o legno vengono infissi con un battipalo costituito da un maglio pesantissimo che viene fatto cadere sulla testa del palo, normalmente fino a rifiuto, cioè fino a quando non è più materialmente possibile infiggere ulteriormente i pali all'interno del terreno.
Si procede, quindi, alla scapitozzatura pali, un'operazione con cui essi vengono tagliati tutti alla medesima altezza per rendere possibile l'esecuzione dei presidi di raccordo costituiti da una platea o travi rovesce di cemento armato o da robusti tavoloni, nel caso di palificazioni lignee.

L'aziendaSystab propone invece Elika, pali di fondazione prefabbricati appositamente studiati per il consolidamento di fondazioni preesistenti. Si tratta infatti di micropali in acciaio dotati di un'elica discontinua che possono venire trivellati direttamente nel terreno senza produrre vibrazioni che potrebbero aggravare gli eventuali dissesti nell'edificio da trattare.


I pali avvitati vengono quindi inseriti fino a raggiungere gli strati di terreno con una portanza più elevata e successivamente resi solidali con opportune connessioni alle fondazioni preesistenti.
Le dimensioni micropali per fondazioni sono: diametro standard 76 mm, spessore 8-16 mm, larghezza delle eliche 300-350 mm e lunghezza totale in funzione delle esigenze di progetto.

Esistono tuttavia anche pali battuti realizzati in opera con un procedimento in più fasi: tra quelli più comuni troviamo ad esempio i pali franki.

Il sistema Vibrotrevi dell'azienda Trevi è abbastanza simile e prevede varie fasi di lavoro:

1. infissione con un maglio diesel del tubo forma pali, chiuso sul fondo con un fondello metallico a perdere o recuperabile;
   
   
2. inserimento dell'armatura pali, normalmente costituita da ferri verticali di diametro più grosso collegati da staffe elicoidali;
   
   
3. getto del calcestruzzo;
   
   
4. vibroestrazione e recupero del tubo forma.
   
   

Questi pali, che sulla punta presentano un rigonfiamento di calcestruzzo detto bulbo e pareti particolarmente irregolari che riprendono la forma delle cavità naturali del terreno, hanno un diametro compreso tra 335 e 610 mm e una lunghezza fino a 25-27 metri.

Tipologie di pali trivellati

Anche i pali trivellati sono realizzati in opera. Un metodo particolarmente interessante con cui si possono realizzare diaframmi in ca per il consolidamento di scarpate o pendii e palizzata contenimento terra è il sistema CAP/CSC dell'azienda Trevi, anch'esso basato sull'uso di pali trivellati con tubo forma con diametro compreso normalmente tra 80 e 150 cm.


Le fasi di lavoro sono tre:

1. si inserisce nel terreno il tubo-forma e contemporaneamente si fa penetrare nella carota di terreno così ottenuta una trivella collegata a una coclea per il trasporto in superficie del materiale estratto;
   
   
2. una volta raggiunta la profondità di progetto si estrae la trivella, riempiendo il foro risultante con il calcestruzzo fluido per evitarne la chiusura;
   
   
3. si inserisce quindi un'armatura costituita da una serie di tondini d'acciaio ad aderenza migliorata collegati da staffe e si estrae il tubo forma, affinché il calcestruzzo possa parzialmente espandersi lungo i fianchi del palo creando una superficie rugosa che garantisce una migliore aderenza col terreno.

Per formare la paratia i pali vengono disposti in file continue alternando un palo secondario con armatura di tondini tra due pali primari non armati o armati con profili IPE.

I pali a spostamento con tecnologia Discrepile, con diametro compreso fra 300 e 800 cm e una lunghezza massima di 30 metri, vengono invece utilizzati in terreni coesivi con coesione non drenata Cu<100 - 120 KPa e terreni incoerenti prevalentemente sabbiosi sciolti con densità relativa Dr<65%.

Un'altra categoria di pali particolarmente interessanti sono i pali trivellati con fanghi bentonitici, in cui per evitarne la chiusura del foro di scavo, prima del getto di calcestruzzo viene riempito con un fango molto fluido, a base di bentonite, un minerale argilloso comune soprattutto nei terreni vulcanici.


I pali bentonitici si prestano soprattutto a realizzazioni in terreni fangosi, molto incoerenti o imbevuti di acqua di falda.

Con procedimenti simili si possono ottenere anche pali di grande diametro dalle dimensioni impressionanti (fino a 4 metri di diametro per una lunghezza massima di 100 metri), utilizzati soprattutto per le grandi infrastrutture come dighe, piste per aerei e viadotti autostradali.

Il ciclo di lavorazione prevede la rimozione del terreno con utensili da scavo di dimensioni idonee; il successivo dissabbiamento del fango di perforazione mediante asportazione della frazione più grossolana contenuta in esso; l'inserimento nel foro della gabbia di armatura e infine il getto del calcestruzzo.