Le fondazioni di un edificio, di un ponte o di qualsiasi altra struttura, sono il collegamento essenziale tra la costruzione e il terreno sottostante. Sebbene molti possano immaginare che una struttura poggi solidamente su basi immobili, la realtà è molto diversa. Il suolo su cui poggiano le fondazioni è spesso dinamico, soggetto a forze naturali e a variazioni nel tempo che possono generare cedimenti, causando danni evidenti alle costruzioni soprastanti. Questi cedimenti possono avvenire per una serie di cause, da fattori naturali come la composizione del terreno e la presenza di falde acquifere, a questioni legate alla progettazione o alla costruzione stessa dell’edificio. Non è raro, infatti, osservare crepe nei muri o pavimenti che indicano cedimenti delle fondazioni, un fenomeno che può avere conseguenze significative se non affrontato tempestivamente.
Capire le cause e i meccanismi che portano al cedimento delle fondazioni è fondamentale per intervenire correttamente e garantire la stabilità di un edificio. Oltre alla composizione del terreno, anche i cambiamenti climatici, con periodi prolungati di pioggia seguiti da lunghi periodi di siccità, hanno un impatto importante sulla stabilità del suolo. In questo articolo esamineremo le diverse cause dei cedimenti strutturali, come l’acqua interagisce con il terreno, quali sono i difetti più comuni nelle costruzioni e, soprattutto, quali tecniche possono essere utilizzate per consolidare il terreno e le fondazioni.
Le cause dei cedimenti strutturali
Il cedimento delle fondazioni si verifica per molteplici motivi. Tra i principali fattori possiamo elencare i cambiamenti volumetrici del terreno, le variazioni del livello di falda acquifera, e l’intervento umano. Il terreno su cui poggiano le fondazioni non è mai perfettamente omogeneo: è costituito da diversi strati, ciascuno con proprietà meccaniche differenti. Quando si applicano carichi su questi strati, come nel caso della costruzione di un edificio, le particelle solide che compongono il terreno si spostano, riducendo i vuoti interni. Questo processo provoca il cosiddetto cedimento del terreno, che può essere immediato nei terreni a grana grossa come le sabbie, oppure molto lento nei terreni a grana fine come le argille.
Oltre alle caratteristiche intrinseche del terreno, altri fattori contribuiscono ai cedimenti. Tra questi troviamo le escursioni termiche che causano l’espansione o la contrazione del terreno, così come la realizzazione di scavi nelle vicinanze della struttura, che possono destabilizzare l’intero edificio. L’acqua gioca un ruolo chiave, influenzando direttamente il comportamento del terreno, soprattutto nei periodi di abbassamento della falda.
La composizione del terreno e il suo ruolo nei cedimenti
Il terreno su cui si costruisce è un mezzo eterogeneo e complesso, composto da particelle solide, acqua e aria. A seconda delle dimensioni delle particelle solide e della loro distribuzione, il terreno può essere più o meno permeabile e resistente ai carichi applicati. Un terreno sabbioso, per esempio, è formato da particelle grandi con vuoti ampi tra di loro, il che lo rende molto permeabile all’acqua e soggetto a cedimenti rapidi sotto carico. D’altro canto, i terreni argillosi, con particelle estremamente fini, possono trattenere molta più acqua nei loro vuoti e manifestano cedimenti molto più lenti, ma spesso più pericolosi, poiché difficili da prevedere.
La presenza o l’assenza di acqua nel terreno influisce drasticamente sul comportamento delle fondazioni. Nei terreni saturi d’acqua, la pressione interna può ridurre la capacità portante del suolo, causando cedimenti più significativi rispetto ai terreni non saturi. Questo è un aspetto determinante nella progettazione delle fondazioni, poiché la conoscenza approfondita del comportamento meccanico del terreno è essenziale per garantire la stabilità della struttura.
L’impatto dell’acqua e della falda acquifera sui terreni
L’acqua è un elemento determinante per la stabilità di una costruzione. Nei terreni molto permeabili, come le sabbie, l’acqua tende a drenare rapidamente, limitando l’effetto sui cedimenti. In questo caso, il cedimento avviene praticamente in modo istantaneo, subito dopo l’applicazione del carico. Nei terreni argillosi, invece, la situazione è ben diversa: l’acqua si muove lentamente e, quando il terreno è saturo, il cedimento può manifestarsi anche dopo molti anni dalla costruzione.
Le falde acquifere rappresentano una delle principali preoccupazioni per la stabilità delle fondazioni. Le loro variazioni, causate da piogge abbondanti o lunghi periodi di siccità, possono provocare cedimenti del terreno anche in edifici che sono stati stabili per decenni. Questo fenomeno, chiamato subsidenza, è particolarmente grave nei contesti urbani, dove i cambiamenti repentini del livello di falda possono causare danni strutturali estesi.
Cedimenti differenziali e conseguenze sulle strutture
Un aspetto importante da considerare è che i cedimenti non avvengono sempre in maniera uniforme. Spesso si verificano i cosiddetti cedimenti differenziali, in cui una parte della struttura subisce uno spostamento maggiore rispetto a un’altra. Questo provoca lesioni nei muri, crepe nei pavimenti e deformazioni nelle aperture di porte e finestre. Anche un cedimento di pochi centimetri può avere conseguenze significative sulla funzionalità di una costruzione.
I cedimenti differenziali sono causati dalla disomogeneità del terreno e dalla distribuzione non uniforme dei carichi applicati. Le strutture più robuste riescono a tollerare piccoli cedimenti senza manifestare danni visibili, ma quando i cedimenti differenziali superano certi limiti, le crepe diventano inevitabili, compromettendo la sicurezza dell’edificio.
Difetti di progettazione e costruzione
Le cause dei cedimenti non sono solo legate al terreno. Spesso, i difetti di progettazione e costruzione contribuiscono a rendere più vulnerabile una struttura. Tra i più comuni errori troviamo l’uso di materiali scadenti durante la costruzione, la mancanza di fondazioni adeguate o superficiali, e una scarsa attenzione alle caratteristiche del terreno su cui viene realizzata l’opera. Anche i differenziali di dilatazione termica tra materiali diversi possono causare crepe, mentre l’assenza di cordoli nei tetti o una scarsa qualità del cemento armato possono rendere le strutture meno resistenti ai cedimenti.
Secondo un recente studio del CENSIS, circa il 17% degli edifici residenziali in Italia è a rischio di dissesto a causa di problemi costruttivi e geotecnici. La maggior parte delle abitazioni costruite negli ultimi decenni denuncia una qualità inferiore dei materiali rispetto alle costruzioni più antiche, in parte a causa dell’intenso sviluppo edilizio degli anni ’60.
Come i cambiamenti climatici influenzano i cedimenti delle fondazioni
I cambiamenti climatici hanno un impatto sempre più evidente sulla stabilità del suolo. Lunghi periodi di pioggia seguiti da siccità estese stanno aumentando le variazioni volumetriche del terreno, anche in profondità. Questa alternanza provoca prima l’imbibizione del terreno (l’assorbimento di grandi quantità d’acqua, con conseguente aumento di volume), poi, con l’arrivo delle stagioni secche, l’essiccamento, che riduce il volume del terreno. Questo comportamento ciclico mette sotto stress le fondazioni, che si trovano a dover adattarsi a un terreno che si muove costantemente, generando cedimenti differenziali che danneggiano la struttura.
Quando preoccuparsi delle crepe nei muri e nei pavimenti
Le crepe nei muri e nei pavimenti sono il segnale più evidente di un cedimento in corso. Non tutte le crepe, però, indicano un problema strutturale grave. Alcune possono essere semplicemente di natura estetica, causate da piccoli assestamenti del terreno che non compromettono la stabilità dell’edificio. Altre, invece, indicano un cedimento differenziale delle fondazioni e richiedono un intervento immediato.
Se le crepe sono vicine ai muri perimetrali, soprattutto in corrispondenza dei pavimenti, e sono accompagnate da avvallamenti o rigonfiamenti, è consigliabile far esaminare la struttura da un esperto. In questi casi, il cedimento potrebbe essere già in fase avanzata e, se non corretto, potrebbe portare a danni irreparabili.
Tecniche di consolidamento del terreno e delle fondazioni
Per evitare che i cedimenti causino danni irreversibili alle costruzioni, esistono diverse tecniche di consolidamento. Il consolidamento mira a migliorare le caratteristiche meccaniche del terreno sotto le fondazioni, rafforzandolo per evitare che ceda sotto il peso della struttura. Le tecniche più utilizzate includono l’iniezione di resine espandenti, i micropali e i pali a elica discontinua, che riducono significativamente i rischi di ulteriori cedimenti. Queste tecniche offrono soluzioni efficaci per stabilizzare edifici già soggetti a movimenti del terreno.
Aziende specializzate come SYStab sono all’avanguardia nell’offrire interventi specifici per il consolidamento del terreno, utilizzando approcci mirati e poco invasivi. Il loro intervento è spesso decisivo nei casi più complessi, grazie all’uso di tecnologie avanzate che permettono di rinforzare il terreno senza compromettere l’integrità dell’edificio. La scelta della tecnica dipende dalla gravità del cedimento e dalle condizioni geotecniche del sito. Ogni caso va valutato attentamente da esperti in geotecnica e strutturisti, che possono suggerire il metodo più efficace per stabilizzare il terreno.
L’uso di resine espandenti per il consolidamento
Le resine espandenti rappresentano una soluzione innovativa ed efficace per consolidare il terreno sotto le fondazioni. Una volta iniettate nel suolo, si espandono riempiendo i vuoti tra le particelle solide e migliorando la capacità portante del terreno. Le resine espandenti sono particolarmente indicate in caso di cedimenti superficiali e hanno un ottimo rapporto qualità/prezzo.
Uno dei principali vantaggi di questa tecnica è la bassa invasività: non richiede scavi profondi e può essere eseguita senza compromettere la stabilità dell’edificio durante l’intervento. Questo la rende una soluzione ideale per edifici esistenti che manifestano i primi segni di cedimento.
L’impiego di pali precaricati e pali a elica discontinua
Quando il cedimento è più esteso o profondo, si ricorre spesso ai pali precaricati in acciaio o ai pali a elica discontinua. I pali precaricati vengono infissi nel terreno mediante speciali martinetti idraulici, raggiungendo profondità notevoli e offrendo un supporto solido alla struttura. Questa tecnica consente di riattivare le fondazioni e, in alcuni casi, sollevare l’edificio per correggere i cedimenti preesistenti.
I pali a elica discontinua, invece, sono particolarmente indicati quando si cerca un metodo di consolidamento meno invasivo, ma comunque efficace. Vengono avvitati nel terreno senza bisogno di estrazioni, e possono essere rimossi in futuro, rendendoli una soluzione adatta anche per strutture temporanee.