Fondazioni di un viadotto su argille limose normalmente consolidate
Il progetto esecutivo di un viadotto a quattro campate prevede una pila con carico verticale di 9 MN alla base. La campagna geognostica (due sondaggi a carotaggio continuo, cinque SPT, un piezometro) mostra: 0–1,5 m di riporto e terreno vegetale; 1,5–8,5 m di argilla limosa grigia normalmente consolidata, e0 = 1,10, Cc = 0,32, cu = 35–50 kPa, N_SPT = 4–7; oltre 8,5 m gneiss alterato con N_SPT > 50 dalla profondità di 10 m. Falda a 2,2 m. A 25 m dalla pila esiste un edificio in muratura dei primi del Novecento, vincolato. L'impresa propone fondazioni superficiali su terreno migliorato con colonne di ghiaia e chiede di validare la soluzione in tempi brevi; il cronoprogramma prevede l'inizio dei lavori tra sei mesi e non sono disponibili prove di carico preliminari. Il committente chiede una valutazione tecnica della proposta e un'alternativa motivata.
1. Verifica, con i dati disponibili, l'idoneità della fondazione superficiale: capacità portante, cedimenti attesi e implicazioni sul cronoprogramma. Indica i calcoli e le assunzioni.
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Con B = 3 m e cu di progetto 40 kPa, la capacità portante netta ultima è circa Nc·cu = 5,14×40 ≈ 206 kPa; con FS = 3 l'ammissibile scende a circa 70 kPa. Il carico di 9 MN su 9 m² equivale a 1.000 kPa, su 16 m² a 560 kPa e su 25 m² a 360 kPa: anche allargando molto la fondazione si resta ben oltre l'ammissibile. Il problema non è solo la portante: lo spessore di 7 m di argilla NC è compressibile. Assumendo σ'v0 ≈ 60 kPa a metà strato e Δσ ≈ 150–200 kPa, si ottiene S = Cc/(1+e0)·H·log((σ'0+Δσ)/σ'0) ≈ 0,5–0,7 m. Con cv dell'ordine di 2 m²/anno e drenaggio doppio (Hd ≈ 3,5 m), T50 ≈ 0,2 dà t50 ≈ 1,2 anni, quindi i cedimenti non sarebbero esauriti in sei mesi. Colonne di ghiaia riducono il tempo di consolidazione ma non eliminano il cedimento totale e possono aumentare la variabilità. Conclusione: la fondazione superficiale non è validabile; servono pali o una diversa concezione, e il cronoprogramma di sei mesi è incompatibile con un consolidamento naturale.
2. Proponi lo schema di fondazione alternativo e le verifiche e i controlli da prescrivere, tenendo conto dell'edificio vincolato a 25 m.
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Per un carico di 9 MN, con pali trivellati Ø800 mm e bulbo nello gneiss alterato, si può contare su attrito laterale nell'argilla (α·cu ≈ 0,5×40 = 20 kPa) e su portanza di punta nel gneiss. Un palo di 12 m, di cui 3 m incastrati nello gneiss, può mobilitare qualche centinaio di kN di attrito e una punta di 1–2 MN; con 9–12 pali e FS ≥ 2,5 si copre il carico. Meglio prevedere una prova di carico statica su un palo di sacrificio e prove di integrità su tutti. La scelta di pali trivellati o CFA evita vibrazioni eccessive per l'edificio in muratura a 25 m; se si usassero pali battuti, andrebbero verificati PPV e lesioni. Vanno installati piezometri per l'eccesso di pressione interstiziale, assestimetri sull'edificio e sulla pila, inclinometri e un monitoraggio vibrazionale con soglie (ad esempio 5 mm/s). Il progetto deve includere l'effetto gruppo, la possibile azione negativa del terreno che consolida e la verifica dei pali per sisma secondo NTC 2018.
3. Quali indagini aggiuntive richiederesti prima di firmare la relazione geologica e perché?
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Prima di firmare la relazione geologica chiederei: almeno due sondaggi a carotaggio in corrispondenza della pila e della spalla, con prosecuzione nello gneiss per 5 m; prove CPTu o dilatometriche nell'argilla per ridurre la variabilità; campioni indisturbati per prove edometriche (Cc, cv) e triassiali (cu, parametri efficaci); prove di permeabilità; un downhole o MASW per Vs30 e la classificazione sismica del sito; un piezometro aggiuntivo a monte e a valle. Chiederei inoltre una prova di carico preliminare o, meglio, la prova di carico di progetto e un piano di monitoraggio. La relazione geologica deve esplicitare il modello stratigrafico e le incertezze, mentre la relazione geotecnica e le verifiche di progetto sono dell'ingegnere; la firma del geologo non può coprire dati mancanti. Se il committente non accetta tempi e costi per queste indagini, metterei per iscritto il dissenso e non validerei la soluzione proposta.