Consolidamento terreni per evitare i cedimenti strutturali

Consolidamento dei terreni di fondazione: prevenire i dissesti per conservare gli edifici

Il terreno su cui poggia un edificio è forse il suo elemento strutturale più importante: da esso dipende infatti la sua stabilità complessiva, perché il terreno deve necessariamente ricevere e assorbire i carichi verticali trasmessi dalle strutture portanti verticali senza cedere, assestarsi o compattarsi troppo velocimente, pena la formazione di lesioni e dissesti di entità variabile.

Tipiche lesioni a taglio diagonale - Foto Getty Images

Purtroppo, però, questa è un'evenienza assai comune, che riguarda praticamente tutti gli edifici storici, soprattutto se dotati di murature portanti.

Tuttavia, spesso i primissimi segnali di un cedimento del terreno vengono trascurati, perché assai poco vistosi e difficilmente riconoscibili per i non addetti ai lavori.

Ma intervenire tempestivamente è un fattore determinante per evitare la formazione di quadri fessurativi ben più estesi e articolati, che possono danneggiare gravemente sia le murature vere e proprie, sia le finiture come intonaci, pavimenti e rivestimenti: l'ovvia conseguenza sono riparazioni lunghe e costose.

Le lesioni sono un tipico indizio dei cedimenti del terreno, by Uretek

Fortunatamente, di recente sono stati messi a punto metodi efficaci sia per il monitoraggio strutturale (premessa fondamentale per qualsiasi intervento di consolidamento o restauro strutturale), sia per consolidare il terreno di fondazione in modo preciso e puntuale: al riguardo, uno dei metodi più comuni sono le iniezioni di resina espandente.

Segni caratteristici dei cedimenti del terreno

Naturalmente, la prima cosa da fare è sempre accertare l'effettiva presenza e la gravità di un eventuale cedimento del terreno.

Come già accennato, questo può essere fatto da tecnici specializzati esaminando il quadro fessurativo sulle pareti e altri indizi caratteristici, come la formazione di avvallamenti e lesioni nei pavimenti del piano terra e la perdita di orizzontalità dei vani di porte e finestre o elementi decorativi e funzionali come i marcapiani o i cornicioni.

Quadro fessurativo di un cedimento al centro di un edificio - Schema arch. Matteuzzi

Il quadro fessurativo caratteristico prevede la comparsa di lesioni a taglio diagonale, la cui inclinazione e disposizione consentono di determinare in modo accurato sia la porzione dell'edificio interessata da un cedimento, sia le caratteristiche della muratura.

L'inclinazione delle lesioni dipende infatti dalla tecnica costruttiva di queste ultime: nei muri di mattoni l'angolo è infatti di circa 45°, mentre nelle pareti di pietrame a tessitura disordinata risulta assai più inclinata.

Un quadro fessurativo simmetrico, con lesioni speculari indica quasi sempre un cedimento nella porzione centrale di un fronte; se invece le lesioni interessano solo un lato della facciata, il dissesto riguarda invece la zona del cantonale (cioè lo spigolo).

Lesioni nelle parti basse del fronte indicano soprattutto il cedimento differenziale del terreno di fondazione; se più in alto, spesso negli spigoli opposti delle finestre, riguardano invece la presenza di carichi verticali eccessivi.

Lesioni per cedimento del terreno in fase avanzata - Foto arch. Matteuzzi

La contemporanea presenza anche di avvallamenti, lesioni o perdita di orizzontalità dei pavimenti degli ambienti del piano terra o seminterrato, consentono infine di distinguere un vero cedimento del terreno di fondazione da dissesti simili, come appunto il sovraccarico della muratura a compressione.

Cause dei cedimenti differenziali del terreno

In generale, un cedimento differenziale si verifica quando la portanza del suolo (cioè la sua resistenza meccanica a compressione) è minore dei carichi verticali unitari gravanti su di esso.

Le cause di questi fenomeni sono numerose, e molto spesso correlate.

Una delle più comuni sono le variazioni idriche e climatiche: le infiltrazioni d'acqua dovute alla presenza di falde sotterranee, perdite da fogne e acquedotti o allagamenti, possono infatti saturare il terreno, aumentando il suo volume.

I terreni argillosi sono vulnerabili ai cedimenti - Foto Pixabay

Lunghi periodi di siccità causano viceversa il prosciugamento e contrazione dei terreni argillosi, più soggetti ai cedimenti.

I cedimenti strutturali dovuti a tale causa mostrano perciò un caratteristico andamento stagionale, con le lesioni che tendono a chiudersi parzialmente durante l'inverno e ad allargarsi, allungarsi e aumentare di numero nei mesi estivi: per tale motivo, occorre prolungare qualsiasi monitoraggio strutturale per almeno un ciclo stagionale completo.

Un'altra causa riguarda gli interventi esterni in adiacenza.

Scavi per nuove costruzioni, demolizioni di opere fondali o la realizzazione di infrastrutture sotterranee possono infatti modificare il delicato equilibrio del terreno circostante, riducendo il confinamento laterale e la capacità di carico delle fondazioni esistenti.

Anche fenomeni naturali come frane o eventi sismici, e le vibrazioni continue indotte dal traffico pesante o cantieri edili producono spesso effetti simili.

L'esecuzione di scavi favorisce i cedimenti del terreno - Foto Pixabay

Infine i sovraccarichi e le modifiche strutturali, soprattutto in seguito ad ampliamenti, soprelevazioni, abolizione di pilastri o pareti portanti e la creazione di nuove bucature nelle murature possono contribuire a sovraccaricare un terreno inzialmente dotato di una portanza sufficiente, causando cedimenti strutturali successivi.

Evoluzione dei metodi di consolidamento del terreno

I metodi per contrastare questi cedimenti strutturali sono due, eventualmente combinabili: allargare e approfondire le fondazioni per diminuire il carico unitario gravante sul terreno, o agire su quest'ultimo con un'opportuna azione di costipamento.

Anticamente si procedeva alla sottomurazione, cioè alla costruzione di una nuova fondazione continua in muratura sotto quella preesistente, mentre attualmente si ricorre quasi sempre all'inserimento di micropali prefabbricati, normalmente costituiti da elementi modulari di acciaio.

Consolidamento del terreno con resine espandenti, by Uretek

Sono interventi sicuramente efficaci, ma lunghi, costosi ed invasi: richiedono infatti scavi estesi e profondi, con conseguente demolizione e successivo rifacimento dei pavimenti interni ed esterni, la gestione di grandi masse di materiali di risulta, e lo sconvolgimento delle aree pertinenziali esterne.

Occorre dunque normalmente abbandonare la propria abitazione, cercando una sistemazione provvisoria alternativa.

Fortunatamente, in molti casi si possono adottare metodi meno radicali: uno di quelli più efficaci, messo a punto da più di trent'anni, sono le iniezioni di resine espandenti.

Il consolidamento strutturali con iniezioni di resine espandenti nel terreno

Si tratta di un metodo di consolidamento del terreno su cui poggiano le fondazioni (e non direttamente di queste ultime, a differenza della sottomurazione e dell'uso dei micropali) che risulta molto adatto per il consolidamento di semplici abitazioni o piccole palazzine, edifici storici o monumentali, infrastrutture e pavimentazioni industriali.

Consolidamento della Dogana di Venezia con iniezioni di resine espandenti, by Uretek

I vantaggi tecnici ed operativi risultano evidenti: l'intervento si caratterizza infatti per la sua bassa invasività e l'uso di un cantiere pulito, cioè privo di scavi e demolizioni.

Ne consegue una notevole velocità di esecuzione, con una durata dei lavori talvolta dimezzata rispetto ai metodi tradizionali e una drastica diminuzione dei disagi per i fruitori dell'edificio, che spesso non deve nemmeno essere temporaneamente sgomberato.

Inoltre, le iniezioni avvengono attraverso microperforazioni di soli 26 mm di diametro, con un impatto minimo sulle componenti e le finiture dell'edificio.

L'efficacia e la durabilità nel tempo vengono assicurate dal processo stesso: la resina, iniettata in stato liquido, si espande rapidamente e in pochi istanti solidifica, rimpiendo le cavità del sottosuolo e generando una pressione mirata e controllata sul terreno circostante (fino a 100 kg/cm²). In questo modo, il terreno viene compattato e costipandolo in profondità.

Consolidamento del terreno con resine espandenti, by Uretek

Un sistema di monitoraggio laser garantisce un'alta precisione, permettendo anche il sollevamento delle strutture di alcuni centimetri per ripristinare il livello originario: questa è una soluzione molto valida ad esempio per correggere gli avallamenti nei pavimenti di cortili e capannoni industriali.

Ciclo di lavorazione del consolidamento con resine espandenti

Per l'esecuzione di un consolidamento con iniezioni di resine occorre però rivolgersi ad aziende di provata esperienza come Uretek Italia Spa, attiva nel settore da vari decenni.

La tecnologia adottata, Deep Injections di Uretek, si adatta a vari tipi di terreno e può essere applicata sia a fondazioni superficiali che profonde, anche in contesti particolarmente delicati come il centro storico di Venezia: ne è un esempio l'intervento sul Palazzo di Punta della Dogana.

Il sopralluogo preliminare

Il ciclo di lavoro segue un processo rigoroso e perfettamente definito: il primo passo è il sopralluogo preliminare di un tecnico specializzato, geologo o ingegnere, che esamina attentamente il quadro fessurativo, le caratteristiche del terreno e dell'ambiente circostante.

Vengono anche studiati i rilievi e i progetti dell'edificio, e i risultati di eventuali monitoraggi strutturali già eseguiti dal cliente.

Esecuzione di un sopralluogo preliminare, by Uretek

Questa operazione serve a valutare l'applicabilità effettiva e soprattutto l'efficiacia delle iniezioni di resina, che agiscono solo sui cedimenti differenziali del terreno, ma non su altri tipi di dissesti come le spinte orizzontali sulle strutture voltate (archi, volte e piattanande) e lo schiacciamento di colonne, pilastri e maschi murari troppo snelli.

Stesura del progetto ed esecuzione dell'intervento

Se questa prima fase ha un esito positivo, si definisce un progetto esecutivo dell'intervento, stabilendo il numero, la profondità e i punti di esecuzione delle iniezioni, grazie all'ausilio di un software dedicato.

Si acquisiscono anche i necessari titoli abilitativi presso il comune e, se necessario, la Soprintendenza.

Esecuzione dei fori per le iniezioni di resina espandente, by Uretek

Successivamente, gli operai procedono all'installazione del cantiere.

La prima fase dell'intervento consiste nella realizzazione dei microfori con diametro di 2,6 cm lungo le murature portanti e le fondazioni, fino a raggiungere il terreno da trattare.

Nei fori vengono poi inseriti dei tubicini di acciaio attraverso i quali viene iniettata la specifica resina Geoplus®, che, espandendosi, consolida il terreno in modo veloce e duraturo.

Si procede quindi alla rimozione dei tubicini, alla stuccatura dei fori e all'eventuale ripristino o riparazione delle finiture preesistenti, come intonaci, pavimenti o rivestimenti.

Una volta completata questa fase, si passa quindi alla riparazione delle lesioni murarie, che vengono anch'esse trattate con iniezioni di resine espandenti, oppure risarcite con metodi consolidati come semplici stuccature per quelle più sottili, scuci-cuci o cuciture armate con barre di acciaio per le fessure più gravi e consistenti.

Tecniche di consolidamento delle fondazioni e dei terreni con le iniezioni resine

Intervenire sugli edifici eseguendo opere di consolidamento poco invasive, si può con la tecnologia di Uretek Italia Spa

L'azienda, fondata nel 1990, si occupa da sempre di consolidamento fondazioni e terreni utilizzando iniezioni di resina espandente. Sin dai primi anni di attività ha costantemente investito sulle risorse umane nel campo della ricerca applicata nel campo dei consolidamenti.

Il risultato di una politica aziendale rivolta al miglioramento continuo sono lo sviluppo di nuove tecnologie, l'ottenimento di brevetti internazionali, la collaborazione con prestigiose università internazionali e le certificazioni di qualità.