GUIDE TECNOLOGIA. pavimentazioni industriali in calcestruzzo. Soprattutto.... un buon sottofondo.
Data: 20/03/2008 Argomento: Tecnologie
Le pavimentazioni in conglomerato cementizio poggianti direttamente su terreno rappresentano, nell'ambito delle opere civili ed industriali, le strutture accessorie per la cui realizzazione non sempre vengono rispettate le regole del “buon costruire” riservate ad elementi piu' impegnativi dal punto di vista statico come travi e pilastri.
Articolo di Enco Journal n.10
Silvia
Collepardi e Roberto Troli
|
|
|
|
|
|
Le pavimentazioni in conglomerato cementizio poggianti
direttamente su terreno rappresentano, nell'ambito delle opere
civili ed industriali, le strutture accessorie per la cui
realizzazione non sempre vengono rispettate le regole del “buon
costruire” riservate ad elementi piu' impegnativi dal punto di vista
statico come travi e pilastri.
In un precedente articolo “Figli di un Dio minore” (Enco
Journal N.8), si e' evidenziato come il progetto e la costruzione
di questo tipo di pavimentazioni coinvolgano numerosi fattori tecnici
ed umani la cui conoscenza risulta di fondamentale importanza per
scongiurare l'insorgere di difetti e dissesti di vario tipo e per
non incorrere nelle conseguenti contestazioni da parte del committente
della struttura.
Volendo, ad esempio, focalizzare l'attenzione sull'aspetto della
progettazione, si deve evitare di procedere con l'ausilio di
generiche e preconfezionate prescrizioni di capitolato. Occorre,
invece, valutare con rigore scientifico l'interazione tra lastra in
conglomerato cementizio e terreno di supporto per resistere a
sollecitazioni di flessione e di taglio indotte dai carichi applicati
in superficie. Ne consegue che, indipendentemente dal metodo di
calcolo prescelto per il dimensionamento dello spessore della soletta
in calcestruzzo, e dalla posizione dei vari tipi di giunti (di
dilatazione, d'isolamento e di costruzione) nessuna progettazione
degna di questo nome sara' possibile senza aver prima definito tre
parametri fondamentali:
|
-
caratteristiche di portanza del terreno di
sottofondo;
-
caratteristiche elasto-meccaniche del calcestruzzo
utilizzato per la soletta;
-
tipo, entita' e frequenza dei carichi applicati.
|
Prove di carico su piastra
(per gentile concessione di Donatella Guzzoni)
|
Per il dimensionamento delle pavimentazioni in
calcestruzzo poggianti direttamente su terreno si utilizza solitamente
il modello di interazione terreno-pavimentazione elaborato nel 1920 da
Westergaard nel quale la pavimentazione viene considerata
come una lastra sottile perfettamente |
elastica poggiante su un sottofondo ideale (detto suolo
di Winkler) schematizzato come un insieme di molle parallele ed
indipendenti (letto di molle) caratterizzate da una costante di
elasticita' K. Cio' equivale a dire che il
terreno reagisce, in ogni punto, con una pressione p(N/mm2)
proporzionale allo spostamento verticale d(mm)
della lastra secondo un coefficiente di proporzionalita' K
(N/mm3) caratteristico di ciascun terreno
e noto come modulo di reazione del sottofondo o come coefficiente
di Winkler. Il primo passo nella progettazione della
pavimentazione, quindi, consiste nella determinazione del modulo di
reazione K del terreno di sottofondo il
quale e' strettamente dipendente dalla natura, dalla granulometria,
dall'umidita' e dal grado di compattazione del terreno.
Per la determinazione di K esistono,
innanzitutto, dei metodi diretti basati su prove
geotecniche in situ (prove di carico con piastra, prove
penetrometriche) o di laboratorio (valutazione della compattabilita'
di campioni di terreno mediante prova Proctor e
determinazione del relativo indice CBR). In
particolare, le prove di carico con piastra sono, tra
le varie prove in situ utilizzabili, quelle piu' adatte alla
valutazione della capacita' portante e della deformabilita' del
terreno sottostante a una pavimentazione. Le dimensioni delle aree di
carico delle piastre utilizzate, infatti, sono paragonabili a quelle
sulle quali agiscono realmente i carichi gravanti sulla pavimentazione
in servizio. Il modulo di reazione K
ricavabile da questa prova e' dato dal rapporto tra l'incremento di
pressione p (oltre la pressione di precarico)
applicato sulla piastra tramite un martinetto idraulico ed il
cedimento corrispondente cioe' d
, K = Dp/d
calcolato in corrispondenza di un incremento di pressione di 0.07 N/mm2
o di un cedimento di 1.25 mm.
Per opere non particolarmente impegnative, si puo' effettuare una
valutazione di massima di K (con metodi
indiretti) mediante una classificazione del terreno in
laboratorio basata sulla determinazione delle varie frazioni
granulometriche, delle parti fini argillose o limose in particolare, e
dei contenuti di acqua, denominati limiti di Atterberg, che
segnano il passaggio tra gli stati di consistenza solido, plastico e
liquido. Tutti questi parametri permettono, utilizzando uno dei
sistemi di classificazione unificati disponibili (ad es. quello del
"Corps of Engineers - U.S.A. Army" o quello
contenuto nelle norme CNR UNI 1006), di attribuire alle terre
una denominazione collegabile, mediante un abaco ad un intervallo di
valori di K ottenuti dalle prove dirette su
piastra.
Qualora il valore della costante di reazione del sottofondo risultasse
estremamente esiguo, e non compatibile con i carichi agenti sulla
pavimentazione, ne' compensabile con un limitato aumento dello
spessore della lastra, occorrera' procedere alla “stabilizzazione”
del terreno naturale. Con questo termine vengono
indicati genericamente vari tipi di trattamenti possibili per
incrementare il valore di K e per diminuire,
quindi, i cedimenti del terreno sotto l'azione dei carichi
superficiali. Questi trattamenti comprendono: il costipamento del
terreno tramite drenaggio o attraverso l'applicazione di precarichi,
la compattazione meccanica , la stabilizzazione chimica con cemento,
calce, bitume o cloruro di calcio, la correzione granulometrica del
terreno, e l'asportazione del terreno scadente e sua sostituzione con
terreno con K>0.035 N/mm3.
Una volta garantita la necessaria capacita' portante del sottofondo,
il supporto alla pavimentazione in calcestruzzo dovra' essere
completato con la sovrapposizione di uno strato in ghiaia o pietrisco
monogranulare opportunamente compattato avente funzione drenante e
antirisalita capillare.
Per un approfondimento dell'argomento si puo'
consultare il libro "Pavimentazioni Industriali in
Calcestruzzo",
S. Collepardi, L. Coppola, R. Troli, Ed. Enco.
|
|
|