Tipologie e caratteristiche delle fondazioni degli edifici

Tipologie di fondazioni negli edifici storici e moderni

Le fondamenta o fondazioni sono una delle parti più importanti dell'edificio, a cui è affidato il compito fondamentale di ricevere i carichi verticali provenienti dai piani fuori terra e trasmetterli al terreno ripartendoli adeguatamente.

Si tratta anche di elementi costruttivi particolarmente delicati, perché fondazioni di dimensioni insufficienti, mal progettate o mal eseguite possono causare dissesti assai pericolosi, che nei casi più gravi possono comportare il crollo parziale o totale dell'edificio.

Anche un cedimento del terreno su cui poggiano le fondazioni può avere esiti analoghi e produrre la formazione di un quadro fessurativo assai caratteristico, normalmente costituito da lesioni a taglio diagonale.
Esistono, inoltre, numerosi modelli di fondazioni, che differiscono per forma, materiali e tecnica costruttiva. La loro scelta dipende da vari fattori come le caratteristiche del terreno su cui si deve costruire, la forma in pianta, il numero di piani e il sistema costruttivo dell'edificio e ovviamente l'entità dei carichi da sopportare: è infatti del tutto ovvio che un grattacielo poggiante su un terreno scadente o un viadotto autostradale richiedono fondazioni molto grandi e profonde, mentre per una villetta a un solo piano bastano opere decisamente più modeste.

Caratteristiche delle fondazioni dell'edilizia storica

Negli edifici storici sono attestati cinque tipi di fondazioni differenti:

• fondazioni continue;
  
  
• fondazioni ad archi rovesci;
  
  
• fondazioni a pozzi e barulle;
  
  
• palificate lignee;
  
  
• platee di calcestruzzo.
  
  

Le fondazioni continue sono il modello più semplice e diffuso, in quanto largamente utilizzato negli edifici con murature portanti, e sono formate da semplici ringrossi della muratura costruiti con gli stessi materiali di quest'ultima (normalmente mattoni di cotto, conci di pietra squadrati, ciottoli di fiume o scaglie di pietrame). Si tratta di fondazioni normalmente assai superficiali, con una profondità rispetto al piano di campagna di 50-70 cm e molto raramente superiore al metro.
Spesso il ringrosso basamentale è addirittura assente, soprattutto quando la muratura è impostata su un terreno di tipo roccioso.

Le fondazioni continue sono tuttora molto utilizzate negli edifici di nuova costruzione con murature portanti ma il ringrosso basamentale è sostituito da cordoli o travi di cemento armato.



Le fondazioni ad archi rovesci e a pozzi e barulle venivano invece riservate ai terreni molto scadenti e a edifici pesanti o con piani interrati. Il primo sistema, concettualmente identico a quello delle travi rovesce, prevedeva la costruzione di una serie di archi rovesciati, cioè con la convessità rivolta verso l'alto, che collegavano tra loro robusti pilastri in pietra o mattoni.
Anche le fondazioni a pozzi e barulle sono simili, ma gli arconi sono di tipo normale, cioè con la convessità rivolta verso il basso.

Le palificate lignee sono invece attestate negli edifici costruiti sull'acqua e in particolare per il sostegno dei piloni di ponti o delle banchine portuali, ma il loro uso è capillare anche negli edifici di Venezia, costruiti su un'ampia laguna. Queste fondazioni venivano eseguite piantando nel terreno dei pali formati da tronchi di larice o quercia scortecciati e appuntiti, lunghi fino a 7,5 metri, nel numero di 6-9 per ogni metro quadrato.
Successivamente le teste dei pali venivano tagliate tutte alla medesima quota e collegate da robusti tavoloni di legno inchiodati ai pali. Su questi tavoloni si impostavano le murature con una base costituita da conci in pietra d'Istria, molto resistenti all'umidità di risalita, e successivamente da corsi di mattoni laterizi.


Le platee di calcestruzzo semplice (cioè non armato) sono infine rare e venivano utilizzate dagli antichi romani per strutture particolarmente poderose come piloni di ponti e acquedotti o grandi terme con ampie sale con coperture a volta.

Le moderne fondazioni in calcestruzzo

Le fondazioni moderne sono invece realizzate in cemento armato o cemento armato precompresso, in cinque tipi differenti:

• fondazioni continue;
  
  
• fondazioni su plinti;
  
  
• fondazioni a trave rovescia;
  
  
• fondazioni su platea;
  
  
• fondazioni su palificate.
  
  

Le fondazioni continue sono usate in edifici con muratura portante, mentre gli altri tipi in sistemi strutturali a travi e pilastri.

Il modello più semplice è costituito dai plinti di fondazione, usati normalmente nei terreni più compatti e caratterizzati da ottima portanza (almeno 1,5 ÷ 2 daN/cm²), che non diano luogo a cedimenti differenziati. Sono costituiti da parallepipedi o (più raramente) piramidi tronche di cemento armato con un'armatura di barre o tondini ad aderenza migliorata e una staffatura idonea.

Possono essere gettati in opera o prefabbricati: i primi, che possono assumere dimensioni colossali, sono assai frequenti per le fondazioni degli alti piloni dei viadotti autostradali.
Per gli edifici come i capannoni industriali e gli edifici residenziali si preferiscono invece i plinti prefabbricati come il modello Atlante dell'azienda Seieffe Prefabbricati.



Si tratta di plinti in cemento armato precompresso a forma di tronco di piramide a base quadrata con lato fino a 400 cm, che vengono posti in opera su un magrone di livellamento o, per i carichi elevati, un sottoplinto realizzato in opera. Sulla sommità sono già dotati di connessioni brevettate Krio per l'inserimento e fissaggio del pilastro con un incastro del tipo a maschio e femmina.

L'irrigidimento dell'intera fondazione è invece assicurato da appositi cordoli prefabbricati di collegamento divisi in due sezioni collegate e irrobustrite al centro da appositi plinti rompitratta.

Se invece il terreno è dotato di una minore portanza o può essere soggetto a cedimenti differenziali si adottano le fondazioni a travi rovesce, formate da una serie di travi in cemento armato con spessore normalmente compreso tra 40 e 80 cm, larghezza tra 50 e 200 cm, e così chiamate perché la loro armatura e comportamento statico sono esattamente rovesciati rispetto alle comuni travi in elevazione.


Dette travi vengono poste secondo una maglia perpendicolare disposta in senso sia longitudinale che trasversale, che collega saldamente il piede dei vari pilastri e riprende la maglia strutturale dei piani fuori terra. Analogamente ai plinti, le travi possono essere gettate in opera o essere prefabbricate, un sistema molto vantaggioso soprattutto per gli edifici modulari e standardizzati come i capannoni perché garantisce una maggiore velocità di esecuzione e regolarità dimensionale.

L'azienda inglese Roger Bullivant propone due sistemi prefabbricati con questo tipo di fondazioni: la RBeam a sezione rettangolare e la RB TEE Beam con sezione a forma di T rovesciata. Il sistema è adatto per edifici residenziali, commerciali o specialistici come ospedali o scuole. Ciascun segmento di trave viene semplicemente posato a terra e unito a incastro su speciali plinti muniti di tirafondi in corrispondenza dei punti di intersezione.


Le fondazioni su platea consistono invece di piattaforme monolitiche in calcestruzzo armato di spessore variabile in base alle caratteristiche del terreno e ai carichi da sopportare.
Vengono impiegate soprattutto in due casi specifici: per edifici con carichi consistenti che gravano su terreni scadenti caratterizzati da una portanza molto bassa, oppure come basamento per le case prefabbricate in legno in sostituzione dei più consueti cordoli o basamenti in muratura.

In questo caso specifico la platea di fondazione presenta, infatti, alcuni vantaggi non indifferenti, tra cui ad esempio garantire un piano di posa regolare e perfettamente orizzontale su cui fissare i pannelli di X-Lam delle murature o i montanti verticali in caso di strutture a traliccio di tipo platform o a balloon frame.


Le moderne palificate di fondazione sono infine formate da pali prefabbricati in acciaio o calcestruzzo che vengono infissi nel terreno con uno specifico macchinario detto battipalo, oppure da pali trivellati in calcestruzzo. Questi ultimi, di cui esistono numerosi modelli, vengono eseguiti in opera e possono avere dimensioni colossali, cioè fino a 4 metri di diametro.

Si tratta però di fondazioni assolutamente eccezionali utilizzate in terreni estremamente scadenti, per la costruzione di edifici molto alti come torri e grattacieli, per grandi infrastrutture come dighe o viadotti o infine per il contenimento del terreno in presenza di scarpate o ripidi pendii.