Argilla e fessurazioni: il fenomeno del ritiro e rigonfiamento

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Prevenzione e mitigazione dei danni alle abitazioni.

Speciale


C’è un fenomeno che genera ogni anno milioni di euro di danni su edifici e costruzioni.
Si tratta del fenomeno naturale del ritiro e rigonfiamento delle argille.
Sugli edifici si manifesta spesso attraverso fessurazioni della struttura.

Studi e ricerche condotti fino ad oggi offrono la possibilità di conoscere le tecniche per ridurre i danni di questo fenomeno e ottenere le informazioni che permettono di limitarlo e controllarlo.

Ma procediamo per passi. La prima cosa da conoscere è perché i terreni si rigonfiano e diminuiscono di volume.
Sebbene esistano numerosi tipi di argilla, si può dire, in generale, che il materiale argilloso presenta la particolarità di modificare la propria consistenza in funzione della percentuale d’acqua che contiene: duro e fragile quando è secco, plastico e malleabile in presenza di umidità.
Queste variazioni possono essere accompagnate da forti aumenti di volume del terreno (rigonfiamento) all’aumentare della percentuale d’acqua oppure da una consistente contrazione (ritiro) in caso di siccità.

Lo stato idrico di un terreno può essere stabilito in base a tre tipi d’acqua che esso contiene.
All’acqua di costituzione, parte integrante della struttura molecolare dei grani costituenti il terreno, si aggiungono l’acqua assorbita e l’acqua interstiziale.
L’acqua assorbita è quella che ricopre il grano del terreno come una pellicola viscosa, per effetto di attrazione.
L’acqua interstiziale è quella che circola liberamente nei vuoti tra i grani del terreno.
Il terreno si dice “saturo” quando questi interstizi sono completamente riempiti.
A rapporti diversi tra questi tipi d’acqua, corrisponde un comportamento diverso del terreno.
Maggiore è la quantità d’acqua assorbita contenuta in un terreno, più esso è suscettibile al ritiro.

Variazioni della percentuale d’acqua possono provocare rigonfiamento o ritiro del terreno

La variazione di volume si manifesta sia verticalmente, sia orizzontalmente.
Tra i fattori che concorrono al manifestarsi di questo fenomeno, e quindi alla causa dei danneggiamenti alle abitazioni, possiamo distinguere quelli che predispongono il terreno a questo evento (fattori di predisposizione) e quelli la cui presenza provoca il ritiro-rigonfiamento (fattori di innesco).

Sono cinque i fattori di predisposizione.

La natura del terreno


Un sottosuolo eterogeneo è una condizione sfavorevole.
Un’alternanza di terreni di diversa configurazione provoca un comportamento differente alla presenza d’acqua e quindi differenti variazioni di volume, con conseguente squilibrio delle tensioni che agiscono sulle fondazioni.

Contesto idrogeologico

L’esistenza di una falda freatica e/o di circolazioni d’acqua sotterranee temporanee a profondità relativamente limitate, possono essere all’origine di frequenti variazioni di volume del terreno.
Il prosciugamento di una falda freatica, oltre a creare un abbassamento di livello, accelera l’essiccamento della parte superficiale del terreno.

La morfologia

Un terreno in pendenza comporta spesso l’asimmetria delle fondazioni. Questo favorisce un aggravamento dei problemi concernenti l’edificio perché le fondazioni a monte sono più interrate e quindi meno esposte alle variazioni di percentuale d’acqua nel terreno rispetto alle fondazioni a valle.
Inoltre, la pendenza favorisce il drenaggio accelerando l’essiccamento del suolo in quanto le acque non hanno tempo di stagnare ed infiltrarsi.

La vegetazione

L’influenza di un albero adulto sulla struttura di un edificio può farsi sentire ad una distanza equivalente alla sua altezza (e fino ad una profondità di 4-5 metri).
Le radici dell’albero aspirano l’acqua del suolo per suzione. In periodi di siccità questo si può tradurre nella formazione di una conca centrata sull’albero con conseguente lento spostamento del terreno verso l’albero.
Come risultato la fondazione dell’edificio subirà una doppia distorsione: verticale ed orizzontale.

Difetti di costruzione

La abitazioni colpite da dissesto presentano spesso dei difetti di progettazione o di fondazione. Il rispetto delle buone norme costruttive permette di minimizzare, se non di evitare, una larga parte di questi problemi.

Ai fattori di predisposizione si aggiungono i fattori di scatenamento, quelli che innescano la formazione di fessurazioni delle strutture, crepe sui pavimenti e problemi alle infrastrutture.

Condizioni climatiche

I fenomeni climatici eccezionali sono i principali fattori dello scatenamento del fenomeno fessurativo. A variazioni climatiche stagionali corrispondono variazioni della percentuale in acqua del suolo.
La condizione peggiore si manifesta quando ad un periodo di forti piogge segue una siccità particolarmente elevata.

Fattori antropici

Modifiche delle percentuali d’acqua nel sottosuolo, possono essere legate a lavori di sistemazione che potrebbero causare modifiche dei flussi d’acqua e cambiamenti delle condizioni di evaporazione.
In questa casistica rientrano, ad esempio l’impermeabilizzazione o il drenaggio di un terreno, come pure la rottura di condutture interrate che causano il rigonfiamento dell’argilla.

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