Le fondazioni poco profonde sono un tipo di fondazione utilizzata durante la costruzione su terreno stabile e che, a differenza delle fondazioni profonde e semi profonde, non affondano leggermente nel terreno. Molto spesso assumono la forma di perni di fondazione o di una base .
Questo è il tipo più comune di fondazione utilizzato nella costruzione di case. La profondità delle fondazioni poco profonde non supera i 3 metri, in caso contrario si parla di pozzi o pali.
Esistono quattro tipi di fondazioni superficiali. I due più comuni sono:
In casi leggermente più complessi troveremo anche:
Il calcolo delle fondazioni poco profonde è effettuato dalle caratteristiche meccaniche dei terreni su cui si baserà la struttura.
Nel 1975, per eliminare gli ostacoli agli scambi, la Commissione delle Comunità europee ha adottato un programma di azioni nel settore delle costruzioni, sulla base dell'articolo 95 del trattato, per consentire l'armonizzazione delle specifiche tecniche.
Nel 1989 la Commissione Europea, gli Stati membri dell'Unione Europea e l'Associazione Europea di Libero Scambio hanno trasferito al CEN la preparazione e la pubblicazione degli Eurocodici strutturali.
Le regole di calcolo geotecnico sono definite nella norma europea e nella norma francese comunemente denominata Eurocodice 7 :
- Sezione 1: Informazioni generali
- Sezione 2: Base del calcolo geotecnico
- Sezione 3: Dati geotecnici
- Sezione 4: Supervisione dell'esecuzione dei lavori, monitoraggio e manutenzione
- Sezione 5: Rilevati, prelievo delle acque sotterranee, miglioramento e rinforzo del terreno
- Sezione 6 : Fondazioni poco profonde
- Sezione 7: Fondazioni su pali
- Sezione 8: Ancoraggi
- Sezione 9: Strutture di sostegno
- Sezione 10: Guasto idraulico
- Sezione 11: Stabilità generale
- Sezione 12: Rilevati
Queste diverse sezioni sono seguite da allegati che possono essere normativi o Informativo.
- Allegato A: Fattori parziali e di correlazione per stati limite ultimi e valori raccomandati (normativi),
- Allegato B: Commenti sui fattori parziali degli approcci progettuali 1, 2 e 3 (informativo),
- Allegato C: Esempi di procedure per determinare i valori limite della pressione del terreno sulle pareti verticali (informativo),
- Allegato D: esempio di un metodo analitico per il calcolo della capacità portante (informativo),
- Allegato E: esempio di un metodo semi-empirico per la stima della capacità portante (informativo),
- Allegato F: Esempi di metodi di valutazione dell'assestamento (informativo),
- Allegato G: Esempio di un metodo per determinare la presunta pressione di contatto di fondazioni superficiali su roccia (informativo),
- Allegato H: Valori limite di deformazione delle strutture e dei movimenti delle fondazioni (informativo),
- Allegato J: Checklist per la supervisione dei lavori e monitoraggio del comportamento delle strutture (informativo),
L'applicazione dell'Eurocodice 7 deve essere basata sullo standard NF P 94-261 : fondazioni poco profonde .
Queste caratteristiche meccaniche possono essere ottenute da prove:
- in laboratorio su campioni di campo,
- in campo in situ (o in situ).
Questi test sono soggetti a standard specifici.
I principi per determinare la capacità di una struttura di soddisfare requisiti specifici sono spiegati nell'Eurocodice generale:
Questo Eurocodice definisce due stati limite:
1- stati limite ultimi : corrispondono al cedimento o ad altre forme simili di cedimento strutturale. Danno la massima capacità di resistenza di una struttura o di un elemento dei suoi elementi.
2- stati limite di servizio : consentono di definire le condizioni oltre le quali i requisiti di serviceability specificati dal cliente per una struttura o un elemento strutturale non sono più soddisfatti.
Quest'ultimo stato limite può avere conseguenze irreversibili o reversibili.
Questo Eurocodice definisce i principi per i diversi tipi di azioni e combinazioni di azioni, per le proprietà dei materiali, le caratteristiche geometriche delle strutture, i diversi tipi di analisi delle strutture. Fornisce inoltre i diversi simboli utilizzati nei seguenti Eurocodici.
Le azioni che possono essere prese in considerazione nei calcoli sono definite nell'Eurocodice 1 che specifica nella sua prima parte le azioni generali su qualsiasi edificio:
Alcune strutture sono soggette a regole specifiche:
Le regole specifiche dovute alle azioni sismiche sono definite nell'Eurocodice 8 .
con regole specifiche per alcune tipologie di strutture:
In casi semplici è quindi necessario determinare:
I calcoli devono tenere conto delle situazioni di progetto. Le cellule possono essere:
esempio in corso o riparazione,
In casi semplici, possiamo quindi definire un valore di calcolo per gli effetti delle azioni allo stato limite ultimo : Ed = 1.35.G + 1.5.Q
Nello studio della portanza è necessario considerare la resistenza del terreno localmente ma anche globalmente quando la fondazione si trova in pendenza che può essere soggetta ad una generale instabilità con conseguente cedimento complessivo.
Inoltre l'assestamento del terreno sotto la fondazione dovuto all'applicazione di carichi può portare ad una deformazione della struttura che può avere conseguenze sulla sua resistenza. Questa è chiamata interazione suolo-struttura.
L'Eurocodice 7 definisce diversi stati limite:
La determinazione della capacità portante interessa solo i primi due stati limite:
Il primo stato limite ultimo riguarda solo le strutture poste in prossimità del bordo di un rilevato o in un rilevato.
Determiniamo la resistenza di progetto della fondazione, Rd .
La massa di suolo o roccia può essere costituita da una sovrapposizione di strati le cui proprietà geotecniche variano notevolmente da uno strato all'altro. I valori di progetto delle proprietà del terreno devono essere determinati per ogni strato.
Possono essere utilizzati diversi metodi:
1- determinazione del carico limite (in) utilizzando la teoria della plasticità :
questo metodo corrisponde all'appendice D dell'Eurocodice 7 NF EN 1997-1.
Il carico limite dipende da tre termini, funzioni delle caratteristiche del terreno di fondazione definite dalla sua coesione e dal suo angolo di attrito:
corretto da coefficienti tenendo conto:
Questo approccio al calcolo della portanza è stato avviato dal professor Karl von Terzaghi .
2- determinazione del carico limite utilizzando le prove del misuratore di pressione Ménard :
Questo metodo corrisponde all'appendice E dell'Eurocodice 7 NF EN 1997-1
Il carico limite dipende da due termini:
3- determinazione del carico limite mediante prove penetrometriche statiche o CPT (Cone Penetration Test)
4- determinazione del carico limite mediante prove penetrometriche dinamiche e SPT (Standard penetration test)
Il terreno è un mezzo eterogeneo formato da grani solidi di diverse dimensioni che lascia vuoti più o meno importanti permettendo la circolazione idraulica.
Gli insediamenti hanno diverse origini:
L'assestamento elastico può essere determinato da:
Il consolidamento insediativo è un fenomeno di progressiva riduzione del volume del terreno in funzione del tempo sotto l'azione di un costante stress normale di un suolo saturo d'acqua a causa della migrazione dell'acqua nel terreno.
Sotto l'azione degli stati limite di servizio, è necessario verificare che gli assestamenti totali o gli assestamenti differenziali tra i supporti siano ammissibili per la struttura sostenuta.
a- Stabilità generale
Questo studio deve essere effettuato:
- vicino o su un terrapieno naturale o artificiale,
- vicino a uno scavo o una struttura di sostegno,
- vicino a un fiume, un canale, un lago, un bacino ...
- sopra le miniere o strutture sepolte.
b- Portante
Per situazioni di progetto durevoli o transitorie, è necessario controllare allo stato limite ultimo che: Ed <Rd
c- Resistenza allo scivolamento
a- Assestamento
b- Sollevamento del terreno
c- Analisi delle vibrazioni
1- Le fondazioni in roccia devono tenere conto di elementi aggiuntivi quali eventuali faglie, l'abbassamento degli strati, l'alterazione di alcune aree ...
2- È possibile migliorare la portanza del terreno mediante consolidamento o rinforzo del terreno mediante inclusioni flessibili ( colonne di pietra ), inclusioni semirigide o inclusioni rigide (colonne a modulo controllato).
Gérard Philiponnat, Bertrand Hubert - Fondazioni e movimento terra - Eyrolles - Parigi - 2008 - ( ISBN 978-2-212-07218-1 )