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| Crollo dei muri di sostegno |
La stabilità dei muri di sostegno (blocchi di calcestruzzo, mattoni
pieni, pietre, o cemento non armato) è garantita dal loro proprio
peso. Uno spessore insufficiente della parete o un'errata evacuazione delle
acque sono fonti di numerosi crolli.
I crolli dei muri di sostegno sono generalmente preceduti da crepe
sulle pareti.
Si tratta in questo ambito di piccole opere annesse a case unifamiliari,
destinate al contenimento di un terreno in lieve pendenza (1,5 m. al massimo).
Sono costituite da pareti in pietre di piccole dimensioni di spessore ridotto,
con fondamenta costituite da plinti o travi poco profondi nel terreno.
I danni relativi a queste opere si manifestano generalmente attraverso
fessure, accompagnate da deformazioni nel piano del muro. Nei casi gravi,
si verifica un’oscillazione di parte o di tutta la parete. Questi eventi
hanno origini diverse, legate a errori di dimensionamento dell'opera o
errori nella sua realizzazione, ma in entrambi i casi, sono individuabili
due cause principali: la spinta del terreno e l'azione dell'acqua.
La spinta del terreno è difficile da quantificare.
Due parametri specifici sono essenziali:
Il primo è la "densità"
del terreno da contenere, cioè il peso dell’unità di volume
di questo terreno. E' un dato che si può facilmente ottenere tramite
prove in laboratorio. Un terreno normale pesa tra
1.6 e 1.8 tonnellate al m3 e, ovviamente, più questa densità
è elevata, più il terreno spinge.
Il secondo, più difficile da
stimare con certezza, viene chiamato "angolo di attrito interno" del
terreno. Rappresenta il modo in cui i grani che costituiscono il terreno
agiscono uno contro l'altro per dare al terreno una stabilità propria
più o meno elevata. Per avere un'idea di questo criterio, si può
versare su un piano orizzontale una quantità di sabbia o di ghiaia
e rilevare l'angolo che si forma (varierà tra 25 e 45°).
La spinta di un terreno è tanto più forte quanto più
possiede un angolo di attrito ridotto e, viceversa, un terreno quasi roccioso
non spingerà minimamente. Inoltre, una debole variazione dell'angolo
può inoltre creare una variazione della spinta molto rilevante.
Vale la pena indicare l'incidenza della "coesione", quando il terreno
è argilloso. Se il terreno rimane sufficientemente secco, la coesione
può infatti rallentare di tanto la spinta globale. Ad esempio si
possono vedere dei terreni di argilla pura stabili malgrado un appiombo
di più metri.
Poichè i terreni "reali" sono in generale dei "miscugli", queste
caratteristiche, "intrinseche" a un solo terreno, legate peraltro fra di
loro dalla tenuta in acqua, sono quantificabili solamente con delle prove
in laboratorio.
Un'ipotesi semplice permette un calcolo della spinta.
Il calcolo della spinta si basa su un insieme di principi teorici,
troppo complessi per essere presentati in questa scheda. Ci limiteremo
a ricordare l’ipotesi semplificativa ma ampiamente usata di Coulomb : un
muro messo in carico subisce innanzitutto un lieve spostamento in testa
che provoca la formazione di un triangolo di terra, indipendente del resto
del terreno, che costituisce l’unico elemento attivo dello sforzo.
Praticamente, quest’azione che si esercita lungo tutto il muro può
tradursi con una forza orizzontale – detta "risultante di spinta" – posizionata
all’altezza del terzo inferiore della parete. Il suo valore dipende, fra
altri fattori, dal quadrato dell’altezza del terreno da sostenere.
L’origine delle situazioni patologiche presentate è spesso legato
a una sottostima del valore della spinta, così :
a) nel caso del ribaltamento rigido di tutta la parete:
come dimostrano gli schemi, si tratta di un semplice problema di composizione
delle forze, almeno finché il muro è sufficientemente rigido:
una forza orizzontale attiva, la spinta
una forza verticale stabilizzante dovuta
al peso del muro
da cui una risultante che attraversa il piano di contatto in una delle
tre seguenti situazioni :
1. all’interno della zona detta del "terzo centrale": non c’è
rischio di oscillazione;
2. Fuori di questa zona, ma sempre nel plinto: dipende allora della
deformabilità del terreno portante (questo caso è quello
ben noto della torre di Pisa). Il muro può allora essere sottoposto
a oscillazione limitata ma progressiva per colpa di un cedimento differenziale
tra i bordi del plinto.
3. Infine, fuori del plinto, esiste un rischio diretto di oscillazione
attorno allo spigolo del plinto. La spinta è troppo elevata per
garantire un equilibrio statico.
b) nel caso di rotazione di una parte sola della parete:
Si tratta di un problema di flessione della parete, che funziona come
una mensola verticale (se è ben ancorata nel terreno). Siccome è
costituita di blocchi rigidi messi uno sopra l’altro e legati da uno snello
strato di malta, essa può presentare un difetto di resistenza in
un particolare punto e oscillare attorno a questo punto sotto la spinta.
Trascurare l’azione dell’acqua è spesso causa di danni !
Infatti, se il terreno è immerso nell’acqua (caso di una falda
freatica), la sua densità diminuisce e quindi anche la spinta sul
muro di contenimento.
Un altro rischio si presenta quando le acque di ruscellamento si accumulano
dietro la parete per la quale non è stato previsto un drenaggio
o dopo il restauro, mal realizzato, di una vecchia muratura.
In conclusione, non conviene fidarsi dell’apparente semplicità
di tali opere. La necessità di conoscere la spinta del terreno impone
spesso un’analisi approfondita della situazione geologica del sito.
L'insegnamento che si può allora trarre è che un muro di
sostegno non può essere considerato come un semplice muro di contorno.
Deve assumere una funzione strutturale precisa, basata su dei criteri simili
a quelli delle fondazioni, e perciò richiede la stessa attenzione
e le medesime valutazioni preliminari da parte di tecnici specializzati.
In zona sismica questi muri diventano strutture molto delicate e da
calcolare con cura. |
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