Cedimenti in fondazione che causano quadri fessurativi nelle pareti

L’identificazione dei quadri fessurativi conseguenti alle categorie di cedimenti in fondazione viene di solito fatta valutando lunghezza e altezza della parete e localizzazione sulla parete stessa.

Lo schema concettuale di classificazione dei cedimenti è:
a) classificazione in base alla localizzazione del tratto interessato dal cedimento:
– cedimenti intermedi;
– cedimenti terminali;
b) classificazione in base alla lunghezza del tronco ceduto in rapporto all’altezza:
– cedimenti lunghi;
– cedimenti intermedi;
– cedimenti corti.

Nel cedimento intermedio la ceduta è compresa fra due ad essa contigue non soggette a movimenti; nel cedimento terminale la parte ceduta interessa, invece, l’estremità di apparecchio murario. La distinzione di cedimenti lunghi, medi e corti è basata sul rapporto fra tensioni normali /tangenziali nei cedimenti di traslazione verticale intermedi e terminali quando le strutture murarie vengono assimilate in via sommaria a modelli di trave elastica. Tutte le considerazioni nascono da analisi delle linee isostatiche su modelli elastici, per cui la loro validità è limitata ad aspetti qualitativi.

Un altro aspetto che deve considerarsi è la direzione dello spostamento relativo che realizza il cedimento; sotto questo profilo si individuano le seguenti categorie di cedimenti:
– cedimento per traslazione verticale;
– cedimento per traslazione orizzontale;
– cedimento per traslazione inclinata;
– cedimento per rotazione intorno a un asse.

I cedimenti complessivi saranno una combinazione delle tre categorie (es. cedimento verticale terminale lungo).

Cedimento terminale per traslazione verticale

L’analisi teorica di tali cedimenti considera la porzione terminale di una parete come una trave a sbalzo. A seconda della snellezza della trave, ossia del rapporto h/l, il regime di tensioni prevalente, rispetto alle modalità di crisi e conseguenti fessurazioni e cinematismi che si instaurano nella parete, sarà quello delle tensioni normali da flessione (σ) o quello delle tensioni tangenziali (τ), o ancora saranno di importanza equivalente.

Le tre casistiche precedenti confluiscono nella classificazione, su base geometrica, del tipo di cedimento: lungo, corto e medio, meglio precisati ai successivi paragrafi. Il quadro fessurativo che si instaura in tale tipologia di cedimenti è riportato alla figura 5.17.

Essa è generata, come già detto, con riferimento a una trave inflessa. Lo scopo del ragionamento sotteso dalla figura e quello di indirizzare il tecnico a “guardare” a una parete muraria in modo complessivo cercando di leggere l’intero quadro delle fessurazioni che possono in essa innescarsi, a seguito di un cedimento di tale tipologia. In realtà il tecnico troverà in situ un assetto di lesioni e potrà trovare giovamento da analogie con la figura in discussione, o similari in relazione ai probabili cinematismi scatenanti. Naturalmente la figura resta confinata dal suo stesso supporto teorico e solo una traccia per inquadrare macroscopicamente un probabile effetto imputabile al cedimento fondazionale in esame.

A) Cedimento lungo

Si è in regime di cedimenti lunghi quando le tensioni normali dovute alla flessione prevalgono sulle tensioni tangenziali. Tramite delle considerazioni teoriche basate sul modello di trave inflessa15, tale concetto si traduce in una immediata disuguaglianza tra altezza e luce della parte sede di cedimento (sbalzo della parete): cedimento lungo quando:

l > h/2

B) Cedimento corto

Si è in regime di cedimenti lunghi quando le tensioni normali dovute alla flessione risultano inferiori a quelle tangenziali. Come prima si giustifica tale rapporto in termini geometrici quando:

l < h/2

C) Cedimento medio

È una situazione intermedia, in cui il campo delle tensioni normali e equipollente a quello delle tensioni Tangenziali. Geometricamente si ha quando:

l = h/2.

Il quadro delle fessure è sintetizzato nella figura 5.24, mentre in figura 5.25 vengono riportati alcuni test effettuati da De Vent su modelli meccanici discreti di murature, soggette e diverse modalità di cedimento terminale. Si nota come il modello numerico, più aderente a quello reale, possa anche essere differente da quello al continuo monodimensionale analizzato in precedenza. In più, la realtà delle pareti murarie e ancora più complicata dalle innumerevoli tipologie e, ancor più, dalla eterogeneità dei componenti stessi.

Cedimento intermedio per traslazione verticale

Si configura tale situazione quando la porzione sede del cedimento e una porzione delimitata da ambo i lati da altre parti di parete. Lo schema teorico di riferimento e, in questa ipotesi, quello di una trave su appoggi periferici e libera nella porzione centrale. Dall’andamento delle sollecitazioni, flettenti e di taglio, e in relazione al rapporto l/h tra luce libera e altezza pareti si configurano le successive situazioni:

A) Cedimento lungo/molto lungo

Si è in regime di cedimenti lunghi quanto le tensioni normali dovute alla flessione prevalgono sulle tensioni tangenziali. Tramite delle considerazioni teoriche basate sul modello di trave inflessa16, tale concetto si traduce in un’immediata disuguaglianza tra altezza e luce della parte sede di cedimento (sbalzo della parete):
– cedimento lungo quando l > 1,5 h
– cedimento molto lungo quando l > 3 h

B) Cedimento corto

Si è in regime di cedimenti lunghi quanto le tensioni normali dovute alla flessione risultano inferiori a quelle tangenziali. Come prima si giustifica tale rapporto in termini geometrici quando:

l < 1,5 h

C) Cedimento medio

Il caso intermedio si ha quando il peso delle due tensioni e paragonabile quindi per:

l ~ 1,5 h

Il quadro fessurativo (teorico) che si instaura nei tre regimi di cedimento e indicato alla figura 5.20 seguente.

A seconda del tipo di cedimento che s’instaura, l’innesco del quadro fessurativo è riportato alla figura 5.21.

Presenza di aperture nelle pareti

La presenza dell’apertura altera il quadro fessurativo, dato che le aperture stesse sono praticamente della “macro-lesioni” che quindi si contestualizzano nel quadro stesso. Senza entrare nei dettagli, l’assetto delle fessure nelle due ipotesi è riportato alle seguenti figure.

Analogamente al caso precedente, ecco i risultati di alcune simulazioni numeriche condotte da De Vent su modelli fisici di pareti murarie.

Anche in questo caso, la natura discreta del modello fisico, aderente in modo più sensibile a quello continuo prima analizzato, consente di apprezzare quanto possano essere insidiose le valutazioni dei cedimenti fondazionali nei casi reali.

Catalogo dei dissesti delle pareti nel piano e fuori piano

È interessante cercare una sintesi dei quadri fessurativi (teorici) sin qui esposti, evidenziando anche che ad essi e associato un possibile cinematismo della parete. Anche andando oltre il caso di cedimenti fondali, è interessante la tesi di Crivellari G. e Grassi E. da cui sono estratte le tavole elencate dalla figura 5.26 alla figura 5.30. Sono riportati i seguenti casi:

a) paramento murario sostenuto da due appoggi, con una distanza intermedia “l” variabile in modo da considerare i casi di cedimenti intermedi da corto a lungo; e rappresentato anche il possibile cinematismo per ognuna delle tre ipotesi;

b) paramento murario a sbalzo, con una distanza intermedia “l” variabile in modo da considerare i casi di cedimenti intermedi da corto a lungo; e rappresentato anche il possibile cinematismo per ognuna delle tre ipotesi;

c) pareti su piani cedevoli di notevole estensione e presenza di aperture;
d) meccanismi complessi di facciata con ribaltamento fuori piano del fronte: totale, parziale e con coinvolgimento delle murature di risvolto;
e) meccanismo di rottura del timpano di facciata.

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