Cosa sono le pendenze e le pareti di una fossa, quali sono i tipi e il loro scopo?

Le pareti della fossa e le pendenze sono aspetti importanti dei lavori di scavo e di fondazione nell'edilizia. Questi componenti sono necessari per creare condizioni sicure e stabili durante lo scavo.

I lati angolati di una fossa, scavati per garantire la stabilità e l'accesso, sono detti pendenze. Impediscono che il terreno circostante o la pressione dell'acqua facciano crollare la fossa verso l'interno. Il tipo di terreno e la profondità dello scavo vengono presi in considerazione quando si progettano le pendenze.

Nella costruzione si utilizzano pendenze di vario tipo, tra cui pendenze inclinate rispetto alla verticale e pendenze verticali rettilinee e perpendicolari al fondo della fossa. La scelta del tipo di pendenza è influenzata da vari fattori, tra cui le norme di sicurezza, la profondità dello scavo e la composizione del terreno.

Le superfici verticali che delimitano il perimetro dello scavo sono chiamate pareti della fossa. Per mantenere stabili queste pareti e impedirne il crollo, si possono aggiungere rinforzi in acciaio o cemento. Le pareti sono essenziali per mantenere l'integrità strutturale della fossa e per salvaguardare il personale e gli attrezzi.

I muri di falda si presentano in diverse forme: i muri di diaframma sono realizzati scavando una trincea e poi riempiendola di cemento armato; i muri di palancole utilizzano pannelli di acciaio o vinile ad incastro conficcati nel terreno; i muri di pali soldato utilizzano pali d'acciaio verticali con una gommatura orizzontale in legno o cemento.

Affinché i progetti di costruzione procedano in modo sicuro, costante ed efficiente, è fondamentale comprendere le funzioni e le varietà di pendii e pareti. Ogni tipo ha una funzione distinta nel controllare la profondità dello scavo, lo stato del terreno e l'integrità strutturale complessiva del sito.

Concetto

I lati di una fossa, che definiscono i confini dello scavo, sono le sue pareti. Le pareti angolate a un grado specifico sono chiamate pendenze. Che tipo di pareti utilizzare per la fossa, verticali o in pendenza, a seconda del tipo di terreno e delle circostanze in cui si svolge il lavoro?

Scavare buche più profonde senza il timore di crolli è possibile grazie all'inclinazione. Per ridurre il rischio di frane durante il progetto, è necessario rimuovere le pietre di grandi dimensioni.

Le pareti della fossa e le pendenze sono aspetti importanti della costruzione che garantiscono stabilità e sicurezza durante lo scavo. I lati angolati di una fossa che impediscono al terreno di collassare verso l'interno si chiamano pendenze e il tipo e la profondità del terreno determinano la loro inclinazione. Le pareti sono invece costruzioni verticali destinate a contenere e sostenere il terreno che circonda lo scavo. Le condizioni del terreno del sito e la profondità della fossa determinano quale delle varie configurazioni di pareti e pendenze – verticali, inclinate e a gradoni – utilizzare. La comprensione di questi componenti è fondamentale per preservare la sicurezza degli scavi e massimizzare la produttività della costruzione.

Norme di progettazione

Questo tipo di lavoro è un compito significativo e intricato che regola SNIP e joint venture, tra cui:

• SNiP 3.02.01-87;
• SNiP III-4-80*;
• SNiP 12-04-2002;
• SP 104-34-96;
• SP 45.13330.2017.

Condizioni da tenere presenti:

• tipo di terreno;
• profondità;
• oggetti vicini;
• carico previsto dagli edifici;
• livello dell'acqua di falda.

Varietà

Le pareti sono distinte; possono essere naturali senza rinforzo o con rinforzo. I fattori da considerare nella scelta sono numerosi. Sono rinforzate, inclinate e verticali.

Verticale

Questi muri corrono paralleli all'orizzonte. Le pareti verticali possono essere utilizzate per terreni inattesi e asciutti con una struttura omogenea, secondo la SNiP 12-04-2002.

Limite di profondità:

• ghiaia – 1.0 m;
• sabbioso – 1.0 m;
• terriccio sabbioso – 1.25 m;
• argilla – 1.5 m;
• terriccio – 1.5 m;
• molto denso – 2.0 m.

La profondità massima delle pareti verticali può essere aumentata di una quantità pari alla profondità di congelamento, ma non più di due metri, a condizione che la temperatura esterna non superi i -2 gradi.

Obliquo

Vengono anche chiamati pendii e sono utilizzati negli scavi fino a 1.25 metri in media, dove l'uso di quelli verticali sarebbe rischioso. Il crollo può far sì che il fondo della fossa si riempia e assuma una nuova forma.

Potrebbe anche verificarsi un incidente. È necessario investire tempo, denaro e sforzi per pulire la base, riportare il terreno al suo profilo originale e riempirlo per mitigare gli effetti di un potenziale crollo. Si consiglia, dopo lo scavo, di iniziare al più presto la costruzione delle fondamenta nelle fosse senza armatura.

A causa del potenziale di crepe e delaminazioni nelle rocce umide, i lavori dovrebbero essere eseguiti solo dopo aver ispezionato le pareti del pozzo. Per evitare che la terra di scavo rotoli indietro, è necessario che vi sia un minimo di 0.6 metri di spazio libero intorno al bordo della fossa.

Fortificato

La stabilità delle pareti della fossa può essere influenzata negativamente dai carichi meccanici e dalle variazioni climatiche a cui sono sottoposte. Sebbene l'inclinazione possa impedire il crollo delle pareti, non sempre è in grado di farlo.

Inoltre, nelle aree urbane densamente popolate, non è sempre possibile garantire una fossa sufficientemente ripida. Di conseguenza, si consiglia di rinforzare le pareti delle fosse molto profonde e contenenti materiale granulare.

Metodi di rinforzo:

• Cementazione;
• Rafforzamento con scanalature e linguette;
• Muro nel terreno.

Nei contesti metropolitani si ricorre alla cementificazione. Con questa tecnica si eliminano i danni alle fondazioni causati dalle vibrazioni degli edifici vicini. Anche se piuttosto costoso, questo approccio è incredibilmente affidabile.

Per fissare meglio il calcestruzzo, è necessario prima scavare una cavità e poi installare una rete di armatura lungo il perimetro. In seguito, le pareti vengono ricoperte con il primo strato di soluzione. Il cemento viene poi versato nei pozzi orizzontali che sono stati perforati. Applicare gli strati successivi una volta che il primo strato si è asciugato.

Esistono due tecniche di colata:

• A secco. Si immette nel tubo una miscela composta da cemento con l'aggiunta di sabbia e aria, e si mescola l'acqua solo all'uscita dello stesso. Con questo metodo, lo strato di riempimento può raggiungere i 10 cm.
• Bagnato. In questo metodo si utilizza una soluzione pronta per l'uso, in cui viene immessa aria all'uscita del tubo e si spruzza il calcestruzzo. Lo spessore del riempimento con questo metodo non supera i 3 cm.

Le strutture costruite durante il rafforzamento delle pareti devono proteggere dall'acqua di falda e sopportare il peso del terreno.

Il rinforzo con scanalature e linguette è meno costoso della colata di cemento. Le rocce bagnate, indebolite e sciolte possono essere trattate con questa tecnica. Un palancolato viene interrato nel terreno prima dell'inizio dei lavori di costruzione, rafforzando le pareti che verranno poi costruite.

Si inizia con la messa in sicurezza del perimetro prima di scavare una fossa. Il palancolato può essere riutilizzato; a tal fine, viene tolto dal terreno, portato via e applicato ad altri oggetti una volta terminato il lavoro.

Nella costruzione, le palancole sono disponibili in tre diverse varietà:

• Tubi per palancole – uno dei metodi più economici. I tubi metallici vengono spinti, pressati o avvitati nel terreno fino al livello di progetto. Dopo aver installato tutti i tubi e scavato una fossa, le pareti possono essere ulteriormente rafforzate con una recinzione – scudi di legno che vengono fissati tra i tubi, impedendo al terreno di sgretolarsi. In presenza di rocce dense, è possibile ridurre il numero di tubi e riempire lo spazio tra di essi con un tappo, risparmiando così fatica e risorse per la loro infissione.
• Pali piatti con linguetta e scanalatura – si tratta di un profilo metallico con scanalature sui bordi. Grazie al quale le parti sono saldamente attaccate l'una all'altra e resistono con successo al carico.
• Maschio e femmina Larsen – si tratta di una versione modificata di una lingua piatta, solo che è fatta a forma di lettera U, con chiusure sui bordi. Grazie alla sua forma e alla struttura delle chiusure, può sopportare carichi pesanti e garantire una completa impermeabilità. È importante eseguire il lavoro con cura e unire le parti in modo affidabile, senza deformare l'acciaio e le chiusure.

Nei casi in cui è possibile l'allagamento della fossa, si utilizza la palancola Larsen.

• Martellamento – eseguita con un martello meccanico. Non si usa in città per non danneggiare le fondamenta degli edifici vicini.
• Immersione nelle vibrazioni – si basa sull'uso di vibrazioni per ridurre la densità del terreno e garantire che la struttura sia immersa nel terreno. Adatto per terreni sabbiosi e limosi, ma non per terreni duri.
• Indentazione statica – il metodo più sicuro e tecnologicamente avanzato. Utilizza macchine che premono il telo nel terreno. Questo metodo è meno rumoroso di altri, non emette vibrazioni ed è applicabile in quasi tutte le condizioni, sia in città che in zone rocciose.

Per rinforzare un muro di palancole si possono usare ancoraggi o distanziatori.

Utilizzo del "muro nel terreno" la tecnologia richiede attrezzature specializzate. Una macchina a benna è un dispositivo in grado di perforare pozzi verticali profondi. La miniera viene prima rifornita con una soluzione di bentonite, che ne impedisce il crollo.

Una volta raggiunta la profondità stabilita, nel tronco viene inserito un telaio armato che viene riempito di calcestruzzo. I terreni con particelle rocciose e sabbia sciolta e fluida non possono essere trattati con questo metodo.

Il rinterro viene effettuato non appena le pareti vengono rinforzate con una qualsiasi delle tecniche, per evitare che l'intrusione di umidità distrugga le fondamenta.

La scelta delle pareti (verticali, inclinate o protette) è determinata da fattori quali le condizioni atmosferiche, le acque sotterranee, la roccia e la profondità. È possibile realizzare pareti verticali per una piccola nicchia.

L'utilizzo di pendenze specifiche è già necessario per le fosse più profonde. È necessario utilizzare le fortificazioni se si devono gettare le fondamenta di una grande struttura.

Ripidità e angolo di riposo

La pendenza del pendio rivela l'altezza del pozzo in relazione alla sua ubicazione. L'angolo formato dalla parete inclinata e dalla base della fossa è noto come angolo di riposo.

Si inclina naturalmente. Il rapporto tra la roccia sciolta in superficie e il fondo della fossa determina l'angolo delle pendenze.

Questo parametro viene utilizzato per calcolare la resistenza del terreno, che aiuta a scegliere l'angolo di inclinazione.

Definizione dell'angolo

È necessario selezionare l'angolo appropriato per creare la giusta pendenza che possa evitare il crollo delle pareti.

Secondo la Tabella 4 della SNiP III-4-80, la pendenza dei pendii per scavi non più profondi di cinque metri viene scelta in fase di progettazione.

Per trovare l'angolo di riposo massimo, sono disponibili ulteriori tabelle. Sono diversi sia per gli stati di rilassamento che per quelli normali.

Gli angoli di riposo naturale dei terreni sono visualizzati nella tabella:

Pendenza degli angoli di riposo naturale, determinata da SNiP, per l'allentamento delle rocce:

L'angolo più sciolto viene scelto nei casi in cui il terreno non è omogeneo, ma combina diversi tipi. È necessario creare un progetto se lo scavo è più profondo di cinque metri. Inoltre, è necessario per le rientranze scavate in terreni non inclusi nella tabella utilizzata per scegliere gli angoli potenziali che sono più profondi di un metro.

L'illustrazione rappresenta il diagramma di una fossa riempita di pendenza:

Nei progetti di costruzione e di scavo, è essenziale comprendere le pendenze e le pareti di una fossa. Ognuno di questi elementi ha una funzione specifica che aumenta la stabilità e la sicurezza del sito di scavo.

Le pareti o i lati angolati che si formano durante lo scavo sono definiti pendenze della fossa. Il loro scopo principale è quello di stabilizzare e sostenere l'area di scavo, evitando crolli e scivolamenti. Il tipo di terreno, le condizioni atmosferiche e la profondità dello scavo influenzano la pendenza di questi pendii. Le pendenze adeguatamente progettate garantiscono la sicurezza del personale e delle apparecchiature all'interno della fossa.

Nello scavo si utilizzano pendenze di vario tipo; la scelta di una pendenza dipende dalle esigenze particolari del progetto. Pendenze semplici con pendenze lievi sono spesso adeguate per scavi poco profondi, come le trincee di servizio. Per gli scavi più profondi potrebbero essere necessari progetti più complessi, come pendii a gradoni o addirittura pareti verticali rinforzate con strutture di puntellamento o di sostegno.

Le pareti della fossa, invece, sono gli elementi verticali che circondano lo scavo. Queste pareti possono essere costruite dall'uomo e stabilizzate con materiali come acciaio o cemento, oppure possono essere naturali, formate dalla roccia o dal terreno locale. Le pareti della fossa non hanno solo una funzione di sostegno, ma aiutano anche l'accesso, garantiscono l'integrità strutturale e gestiscono l'infiltrazione dell'acqua di falda.

In generale, ingegneri, appaltatori e operai impegnati in progetti di costruzione e manutenzione devono comprendere le sottigliezze dei pendii e delle pareti di scavo. Gli esperti possono applicare progetti efficienti che migliorano l'efficienza e la sicurezza in cantiere, tenendo attentamente conto di variabili come la composizione del terreno, la profondità e i requisiti di sicurezza.

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