Cosa si intende per volume (geotecnico) significativo di sottosuolo?

Per “volume geotecnico significativo di sottosuolo”, si intende quella porzione di terreno che interagisce in modo apprezzabile con l’opera ed è delimitabile in base agli effetti meccanici e idraulici indotti dalla costruzione del manufatto; in altre parole è quella porzione di sottosuolo che è influenzata dalla costruzione dell’opera e, che per contro, influenza il comportamento dell’opera stessa.

L’intervento può quindi generare diversi effetti nel sottosuolo: variazioni  dello stato tensionale, essenzialmente dovuti a un aumento di pressione nel caso di realizzazione di fondazioni o di scarichi tensionali nel caso di scavi;
variazioni nel regime delle pressioni interstiziali connesse alla realizzazione di drenaggi o di impermeabilizzazioni; inquinamento diretto o indotto dagli interventi; variazioni nelle condizioni di stabilità dei versanti per variazioni topografiche  o di circolazione delle acque etc.

Il “volume significativo” è quindi funzione dell’opera costruenda, dei carichi che verranno trasmessi al sottosuolo e delle caratteristiche fisico meccaniche e stratigrafiche del sottosuolo stesso.

Il “volume significativo” deve quindi essere definito in ragione dell’opera costruenda e al contesto ambientale e territoriale in cui essa si inserisce.

Le indagini geotecniche, sia in situ che di laboratorio, dovranno quindi essere condotte all’interno del “volume significativo”, con lo scopo di effettuare una caratterizzazione geotecnica adeguata dei terreni che lo rappresentano.

A titolo esemplificativo nell’immagine seguente sono riportati alcuni esempi di “volumi significativi” per semplici casi di opere fondate in un sottosuolo caratterizzato da terreni omogenei e per situazioni geologico-strutturali non complesse.

In realtà la definizione di tale “volume geotecnico significativo di sottosuolo” è più complessa: il criterio per la definizione del “volume significativo” è quello della profondità alla quale si risentono delle variazioni significative dello stato tensionale e, più nel dettaglio, fino sino alla profondità in cui gli incrementi di sollecitazioni indotti dai carichi di superficie divengono trascurabili (0,2 – 0,1q).

Il D.M. 11.03.88 è piuttosto vago a riguardo dell’estensione delle indagini, indicando solo che esse devono riguardare l’intero volume significativo e che quindi devono avere estensione commisurata alle dimensioni al tipo e alle caratteristiche dell’opera, nonché alla complessità del sottosuolo.

L’EC7, invece, fornisce indicazioni abbastanza specifiche al riguardo-. Definisce la profondità di indagine da indagare finalizzata alla definizione del “volume significativo”. Nella tabella sotto riportata viene è indicata con B la larghezza caratteristica della fondazione, con L la lunghezza del palo di diametro d, con B’ la larghezza minore del rettangolo che circoscrive il gruppo di pali; con w il generico cedimento e con wf  il cedimento finale.

  • per fondazioni su plinti e travi rovesce la profondità delle indagini al di sotto del piano di posa previsto deve essere pari ad 1-3 volte la dimensione trasversale dei singoli elementi di fondazione;
  • per fondazioni a platea, la profondità delle indagini dovrebbe essere non minore della dimensioni minima in pianta della platea, a meno che non si incontri uno strato roccioso a minore profondità;
  • per fondazioni su pali le indagini devono essere approfondite rispetto alla profondità della punta dei pali di almeno 5 volte il diametro e comunque devono raggiungere una profondità non minore della dimensione minima in pianta della palificata.

L’Associazione Geotecnica Italiana (A.G.I.) nella Raccomandazioni A.G.I. (1977)  suggerisce  di investigare il terreno con almeno tre verticali, una verticale ogni 600 mq oltre le prime tre, per normali edifici e una verticale ogni 50-100 m per opere sviluppate in lunghezza (muri, argini, etc.).

Le immagini sottostanti esemplificano le profondità di indagine a cui devono spingersi le indagini geotecniche per la caratterizzazione del sottosuolo in relazione al tipo di opera o di struttura secondo quanto definito da Lancellotta e Calavera (1999).

Per scavi in falda si deve tenere in considerazione la possibilità di fenomeni di sifonamento alla base dello scavo e di cedimenti nelle aree limitrofe.

Nel caso di pendii, il volume significativo deve estendersi al di sotto della superficie di scorrimento della frana.

In presenza di strutture limitrofe all’opera da realizzare, si dovrà tenere in considerazione la possibile interferenza dei bulbi di pressione connesse alla presenza delle strutture limitrofe: occorrerà pertanto ampliare il “volume significativo”.

Per quanto riguarda, infine, le usuali fondazioni di edifici su terreni eterogenei, la profondità di indagine da indagare, ad esempio con sondaggi, deve essere pari a quella per la quale l’aumento della pressione applicata dalla fondazione non sia superiore del 20% della tensione verticale efficace.

Nel caso dell’immagine ripresa da Lancellotta e Calavera (1999), in cui è riportata l’indicazione della lunghezza dei sondaggi da effettuare per la corretta caratterizzazione del “volume significativo”, basata essenzialmente sulla geometra e dimensioni della fondazione e della pressione applicata al sottosuolo, non trova applicazione qualora vi siano degli strati superficiali particolarmente competenti.

In conclusione, la definizione del volume significativo geotecnico di sottosuolo” è fondamentale alla progettazione geotecnica che riguarda sia le scelta fondazionale che la pianificazione delle indagini e delle prove per la caratterizzazione dei terreni come per altro ricordato dalla circolare alle NTC2018.  “Per volume significativo di terreno si intende la parte di sottosuolo influenzata, direttamente o indirettamente, dalla costruzione del manufatto e che influenza il manufatto stesso. Le indagini devono permettere la definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo necessari alla progettazione” (§6.2.2 delle NTC2018).

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