La fondazione su pali è un'opzione affidabile per creare una fondazione solida per qualsiasi tipo di edificio, in particolare nelle regioni con condizioni del terreno difficili. Questo tipo di fondazione combina la distribuzione uniforme del carico offerta dalle fondazioni a strisce con la stabilità delle fondazioni su pali. In edilizia, è spesso utilizzato per sostenere edifici su terreni non omogenei.
Per calcolare una fondazione su pali, è necessario assicurarsi che le strisce distribuiscano uniformemente il carico della struttura e comprendere come interagiscono i pali e il terreno. Per evitare problemi di assestamento e garantire l'integrità strutturale dell'edificio nel tempo, questo processo di calcolo è essenziale.
La capacità portante del terreno, la profondità e la distanza tra i pali, le dimensioni e l'armatura delle strisce di calcestruzzo sono variabili importanti nel calcolo. Per calcolare questi parametri, gli ingegneri utilizzano formule precise che tengono conto di vari fattori come il peso dell'edificio, la comprimibilità del terreno e fattori ambientali come i livelli della falda acquifera.
Un'indagine approfondita sul sito è la prima fase del processo di progettazione, che mira a valutare le proprietà del terreno e a identificare il tipo di fondazione migliore. Il comportamento della fondazione in vari scenari di carico viene poi previsto dagli ingegneri con formule e modelli matematici, assicurando che la struttura sia conforme alle norme edilizie e ai requisiti di sicurezza.
Dati iniziali
Prima di progettare qualsiasi tipo di fondazione, è necessario effettuare indagini geologiche del sito.
I dettagli necessari per determinare i parametri della fondazione includono:
- tipo di terreno;
- proprietà fisiche e meccaniche del terreno;
- la presenza di strati nel terreno soggetti a galleggiamento, sacche di erosione;
- profondità del gelo stagionale;
- livello delle acque sotterranee;
- la possibilità di erosione degli strati vicini alla fondazione, ecc.d.
I risultati dello studio ci permetteranno di valutare la capacità portante del sito e, di conseguenza, di determinare la quantità di componenti di supporto e l'area di appoggio della fondazione.
Anche i carichi totali dovuti alla pressione della struttura di progetto sul terreno hanno un impatto sui valori dei parametri. Inoltre, si tiene conto del peso del carico utile e del carico di neve, nonché delle pareti, dei soffitti e dei tetti.
La documentazione normativa per la costruzione di fondazioni su pali stabilisce i requisiti per l'esecuzione dei calcoli:
- SP 63.13330.2018;
- SNiP 3.03.01-87;
- SNiP 2.02.03-85.
Quanti pali sono necessari??
La posizione dello strato portante solido nel terreno e la linea di congelamento stagionale del terreno sono utilizzati per calcolare la profondità dei pali. La seguente formula determina il valore della corrente di congelamento del terreno se è inferiore a 2.5 m sotto la superficie:
- M_t – somma delle temperature negative medie mensili per l'intero inverno;
- d_0 – coefficiente che tiene conto del tipo di terreno presente in sito.
| Tipo di suolo | Significato |
| Argilla, terriccio | 0.23 |
| Terreno sabbioso, sabbia fine e limosa | 0.28 |
| Sabbia ghiaiosa, media e grossa | 0.30 |
| Roccia grossolana | 0.34 |
Il palo viene interrato a 30 cm sotto il livello di congelamento per evitare che le forze di gelo influenzino la fondazione.
Il grigliato a strisce può essere interrato, appeso sopra lo spazio o appoggiato al suolo.
In quest'ultimo caso, l'altezza del palo è determinata dai seguenti elementi:
- quantità di precipitazioni;
- livello della neve;
- profondità delle sorgenti sotterranee;
- probabilità di allagamento;
- temperatura ambiente.
Se la struttura è destinata a essere costruita su un terreno denso, l'altezza minima della base è di 20 cm. In caso contrario, scegliere un'altezza compresa tra 35 e 45 cm, valutando la capacità portante della struttura di supporto in relazione alle potenziali deformazioni.
A tal fine, utilizzare la seguente formula per determinare la quantità di deformazione F:
- a è un coefficiente che dipende dalla qualità del calcestruzzo (selezionato da 1 a 0).8 a seconda della gravità e della granularità);
- Rbt – classe di resistenza del calcestruzzo;
- u – perimetro della struttura portante;
- h – altezza del palo.
L'altezza degli elementi di supporto è scelta in modo appropriato se il risultato è superiore ai carichi di progetto sulla terra. In caso contrario, è necessario rivalutare il valore del parametro.
SNiP 2.02.Lo 03-85 descrive come calcolare la deformazione di una fondazione su pali a vite per punzonamento.
In una base di questo tipo, il passo tipico tra gli appoggi è compreso tra 1 e 2.5 e 2.5 metri. Laddove i carichi di progetto sono predominanti, gli elementi portanti si trovano sotto i punti di intersezione delle pareti portanti e agli angoli della struttura.
In base al peso totale della struttura e alla capacità portante di un palo, si calcola il numero di sostegni. Se necessario, il carico ammissibile della fondazione può essere aumentato diminuendo il passo tra gli elementi portanti.
Per garantire stabilità e durata nella costruzione di un edificio, è essenziale sapere come calcolare una fondazione su pali. Le sottigliezze di questo tipo di fondazione sono esaminate in questo articolo, che offre utili spunti per i calcoli e i fattori importanti da tenere in considerazione. L'obiettivo è quello di fornire a costruttori e ristrutturatori le conoscenze fondamentali necessarie per realizzare con sicurezza le fondazioni su pali nei progetti edilizi, demistificando il processo di calcolo in termini semplici.
Come calcolare la quantità di nastro?
La larghezza del nastro deve essere scelta tra 40 e 60 cm quando si costruiscono case in mattoni e blocchi di cemento. Considerando che 10 cm sono riservati all'immersione del palo nel nastro, l'altezza del grigliato in questo caso non dovrebbe essere inferiore a 45 cm.
I calcoli ingegneristici sono utilizzati per calcolare la stabilità della struttura alle diverse deformazioni che possono verificarsi durante l'installazione e il funzionamento, al fine di determinare i parametri di grigliatura. Di conseguenza, la determinazione del grigliato secondo le linee guida fornite da SNiP è un compito laborioso e meticoloso che è meglio lasciare agli esperti.
Una formula semplificata può essere applicata alla costruzione di abitazioni private:
- B – la larghezza minima possibile del grigliato (che deve essere superiore di 20 cm allo spessore dei supporti e non deve essere inferiore alla larghezza dei muri portanti);
- M – carichi totali della struttura di progetto (senza il peso della fondazione);
- L – perimetro del grigliato;
- R– carico ammissibile del terreno in superficie.
Calcolo della bozza
È necessario confrontare la sollecitazione sotto la suola (p) con il carico ammissibile del terreno (R) prima di determinare il progetto. Se il requisito è soddisfatto, è possibile calcolare l'assestamento utilizzando il metodo della sommatoria strato per strato e il modello lineare.
Determinare le ordinate dei diagrammi di pressione naturale per lo strato superiore del terreno:
- γ_n è un coefficiente che dipende dal tipo di terreno;
- h_n- altezza dello strato;
- n – numero di serie dello strato.
| Valore del coefficiente per i diversi tipi di terreno, kN/m 3 | |
| argine compattato | 17 |
| Terriccio sabbioso compatto | 21 |
| Sabbia media | 18.9 |
| Terreno sovrasaturo di umidità | 10.25 |
| terriccio plastico compatto | 19.1 |
Il passo successivo consiste nel trovare il valore del parametro per ogni strato successivo e aggiungerlo alla formula fondamentale Q_(n-1).
L'assestamento stabilizzato si calcola con la seguente formula:
- β – coefficiente accettato sulla base delle condizioni specificate secondo la documentazione normativa;
- E – modulo di deformazione del terreno (determinato in base ai risultati delle indagini).
Ulteriori informazioni sui calcoli sono contenute nelle linee guida per la progettazione di fondazioni per edifici civili, scaricabili dal link, e nel documento SP 24.13330.2011.
Calcolo tramite programmi
Da quanto detto sopra, è chiaro che eseguire i calcoli da soli è piuttosto impegnativo.
In realtà, è possibile utilizzare le risorse di Internet:
| Fattore | Descrizione |
| Tipo di terreno | Determinare le caratteristiche del terreno, compresa la capacità portante e i tassi di assestamento. |
| Calcolo del carico | Calcolare i carichi della struttura per determinare la capacità di fondazione richiesta. |
| Distanza tra i pali | Decidere la distanza tra i pali in base alla distribuzione del carico e alle condizioni del terreno. |
| Profondità della fondazione | Calcolare la profondità necessaria per la fondazione a pali e strisce in base alla stabilità del terreno e ai requisiti di carico. |
| Fattori di progettazione | Considerare fattori come i margini di sicurezza, le condizioni ambientali e le norme edilizie nel processo di progettazione. |
Per garantire la stabilità e la durata di qualsiasi struttura, è essenziale comprendere le complessità legate al calcolo di una fondazione su pali. Gli ingegneri possono determinare il progetto migliore per questo tipo di fondazione prendendo in considerazione attentamente variabili come il tipo di terreno, i carichi dell'edificio e le condizioni ambientali.
La determinazione della capacità portante del terreno è una fase cruciale del processo di calcolo. Per determinare il peso che il terreno può sostenere, è necessario analizzare campioni di terreno e applicare formule empiriche o principi di ingegneria geotecnica. Gli ingegneri possono scegliere le giuste dimensioni dei pali e delle strisce per distribuire uniformemente il peso dell'edificio misurando con precisione questa capacità.
Tenere conto dell'assestamento e mantenere la coerenza in tutta la fondazione sono altri fattori cruciali. L'assestamento differenziale, in cui alcune aree della struttura sprofondano più di altre, può essere causato da variazioni nella composizione del terreno. Gli ingegneri lavorano per ridurre il più possibile questi rischi attraverso un'attenta pianificazione e calcoli precisi, che migliorano la stabilità e la sicurezza dell'edificio.
Inoltre, le norme edilizie locali e i requisiti di sicurezza sono spesso presi in considerazione nelle formule utilizzate per calcolare le fondazioni su pali e strisce. Queste regole assicurano che gli edifici seguano le linee guida sulle pratiche costruttive della legge, oltre a soddisfare i requisiti strutturali.
In sintesi, la comprensione di come eseguire i calcoli delle fondazioni su pali richiede una combinazione di conoscenze teoriche ed esperienza reale. Gli ingegneri sono in grado di progettare fondazioni in grado di fornire agli edifici un solido sostegno e una lunga durata per tutta la loro vita utile, utilizzando formule esatte e prendendo in considerazione una serie di fattori specifici del sito.
