Cos’è la capacità portante del terreno?

Il termine “portanza terreno” o “capacità portante” in geotecnica indica l’idoneità di un terreno a sopportare la compressione verticale sollecitata da un carico.

La capacità portante del terreno stima la pressione massimo che una fondazione può trasmettere al terreno prima che esso ceda e subisca una rottura.
È abbastanza intuitivo come questo parametro sia di estrema importanza per chi si occupa di consolidamento dei terreni e delle fondazioni. Infatti l’errata valutazione della capacità portante e spesso all’origine dei cedimenti fondali e dei dissesti che ne derivano.

Superata la capacità portante avviene la rottura del taglio del terreno, portando alla formazione di deformazioni non tollerabili dalla struttura.

Da cosa dipende la capacità portante del terreno?

I fattori che includono la capacità portante del terreno includono:

• storia tensionale del terreno
• resistenza tensionale del terreno
• inclinazione ed eccentricità dei carichi applicati
• forma della fondazione
• profondità del piano di posa

Per il calcolo della capacità portante del terreno vengono impiegate varie formule come la formula Terzaghi (1943) (che però tende a sottostimare la resistenza, a volte anche molto) di Meyerhof, Vesic e quella di Brinch Hansen, che risulta ad oggi una delle più impiegate.

Portanza del terreno: come calcolarla

Il calcolo della portanza di un terreno è tutt’altro che banale e dipende da molteplici fattori:

• resistenza meccanica del materiale (massimo sforzo che il terreno può sopportare prima della rottura)
• intensità ed eccentricità dei carichi
• storia tensionale del terreno
• caratteristiche e forma della sovrastruttura
• caratteristiche e forma della fondazione
• presenza di carichi aggiuntivi nelle vicinanze della fondazione
• profondità del piano di posa delle fondamenta.

In fase di progettazione è quindi necessario calcolare il carico limite, ovvero il valore a cui il sistema fondazione – terreno raggiungerà la rottura. Il carico di esercizio verrà quindi definito applicando un opportuno coefficiente di sicurezza al valore limite (in passato questo fattore di sicurezza per le fondazioni superficiali era pari a 3, ora con le nuove norme tecniche è definito in modo più specifico e complesso caso per caso).
Tenendo conto di quanto detto sopra appare difficile pensare che una struttura possa raggiungere il valore limite. Infatti la stragrande maggioranza dei dissesti da cedimenti fondali, non avviene in presenza di rottura del complesso fondazione terreno. A determinare le lesioni delle strutture sono più spesso i cedimenti differenziali che avvengono senza rotture del terreno.

Altro fattore sul quale porre l’attenzione è che la portanza del terreno non è un valore fisso e immutabile nel tempo. Infatti può essere modificato da fattori esterni che come sappiamo possono minare seriamente la stabilità di un edificio.
Un esempio su tutti è una infiltrazione d’acqua che può dilavare il terreno semplicemente “rammollendolo” diminuendo la sua resistenza meccanica e di conseguenza la sua capacità portante. Sono proprio questi fattori esterni che, nella maggior parte dei casi, portano una struttura esistente a subire un dissesto con conseguenti lesioni e crepe nei muri.

Come aumentare la portanza del terreno

SYStab, grazie alla propria esperienza di molti anni, può proporre diverse soluzioni per aumentare la portanza del terreno. I nostri tecnici sapranno consigliati la tecnica più appropriata al tuo caso e che può produrre risultati più duraturi.

Consolidamento del terreno con resine espandenti

La soluzione giusta per ridare la necessaria portanza a un terreno può essere il consolidamento mediante iniezioni di apposite miscele. Questo tipo di intervento negli ultimi due decenni viene sempre più spesso eseguito con le resine espandenti. L’iniezione di queste miscele bicomponenti a base poliuretanica, determina una serie di effetti positivi nei terreni:

• miglioramento della resistenza meccanica per compattazione
• riempimento dei vuoti
• isolamento dall’acqua
• omogeneizzazione dei valori di resistenza in materiali eterogenei.

Il miglioramento di portanza che si può ottenere con le iniezioni di resine espandenti è variabile (mediamente compreso tra il 40 e l’80%) in funzione di diversi fattori, tra cui uno dei principali è il valore di resistenza iniziale. Infatti i terreni più scadenti potranno essere migliorati maggiormente rispetto a quelli con valori di resistenza iniziali migliori.

Le iniezione di resine espandenti consentono di migliorare le caratteristiche geomeccaniche del terreno di fondazione e quindi di adeguarlo ai nuovi carichi, permettendo di eseguire interventi di sopraelevazione in regola che le attuali normative (Norme Tecniche per le Costruzioni aggiornamento D.M. 17 gennaio 2018) e soprattutto di evitare cedimenti e danni alla struttura; il tutto senza intervenire sulle fondazioni e quindi limitando l’invasività e contenendo i costi complessivi dell’opera.
Per valutare l’applicabilità delle iniezioni di resine espandenti per il consolidamento di un determinato terreno è fondamentale affidarsi a tecnici esperti in grado di valutare la tipologia di miscela consolidante da impiegare. I tecnici di SYStab, vantano 20 anni di esperienza nel settore e possono consigliarti la miglior soluzione per ogni condizione geotecnica.

Problemi di portanza del terreno: risolvi con pali precaricati

La realizzazione di fondazioni profonde consente di trasferire i pesi dell’edificio a terreni stabili e quindi è un vero è proprio miglioramento strutturale che adeguatamente progettato consente in tutta sicurezza di sopraelevare o aumentare i carichi senza rischi per la costruzione stessa e per quelle confinanti; il dimensionamento dell’intervento va sempre fatto sulla base di indagini geologiche e di un progetto.

I pali ad elica discontinua sono pali modulari in acciaio dotati di eliche discontinue, i quali vengono infissi nel terreno per avvitamento, con un motore idraulico. Permettono di ottenere fondazioni profonde in tempi rapidi e con una invasività molto ridotta. I Pali Elika sono idonei sia per nuove costruzioni che per eseguire consolidamenti in terreni con caratteristiche geotecniche molto scadenti.

Cristian Setti
Geologo