Il collasso di una fondazione avviene per una eccedenza di carico di esercizio che induce delle deformazioni permanenti di tipo plastico irreversibili.
Per migliorare le prestazioni in terreni con bassa capacità portante, è necessario realizzare uno strato di base con adeguate proprietà meccaniche: coesione, angolo di resistenza a taglio, peso unità di volume e spessore h.
Oggi sono numerose le tecniche con le quali è possibile migliorare le prestazioni degli strati di fondazione. Tra queste, negli ultimi anni, hanno dato eccellenti risultati le geogriglie, le quali consentono di:
- Ridurre lo spessore dello strato di fondazione, a parità dei parametri geotecnici;
- Contrastare i carichi applicati, attraverso l’effetto membrana tesa, con un’azione dell’elemento resistente diretta verso l’alto.
- Diminuire lo spostamento relativo tra rinforzo e terreno, per mezzo di un effetto di confinamento laterale.
Modello analitico di rinforzo
Sulla base di sperimentazioni condotte da Chen (2007), in presenza di rinforzi sotto la fondazione, sono possibili quattro meccanis
mi di collasso:
- Meccanismo di rottura entro il primo rinforzo (posizione del primo rinforzo maggiore della metà della base della fondazione);
- Meccanismo di rottura dentro il secondo rinforzo (spaziatura maggiore della metà della base);
- Meccanismo di rottura oltre ultimo rinforzo (rinforzi collocati entro il piano di posa della fondazione);
- Meccanismo di rottura che coinvolge tutti i rinforzi.
I primi tre meccanismi di rottura possono essere evitati tramite delle semplici tecniche ingegneristiche quali: posizionamento del primo rinforzo e spaziatura verticale dei successivi, inferiore alla meta della larghezza della fondazione (0.5B); disposizione dei rinforzi sotto il piano di posa della fondazione.
Meccanismo di rottura nella zona del rinforzo
Per includere il contributo del rinforzo nel carico limite può essere applicato il metodo di sovrapposizione degli effetti, aggiungendo un termine ΔqT alla capacità portante, che include gli effetti della forza di trazione mobilitata nei rinforzi.
In presenza di rinforzi, la formula della capacità portante può essere scritta nella seguente forma:
Dove qu(UR) è la capacità portante del terreno non rinforzato, ΔqT è l’incremento della capacità portante dovuto alla forza di trazione nei rinforzi.
Per due o più strati, l’incremento della capacità portante è dato da:
Dove Ti è la forza di trazione nei rinforzi, u è la posizione del primo rinforzo, h spaziatura verticale, B larghezza della fondazione.
La capacità portante della fondazione rinforzata con geogriglie orizzontali può essere espressa come:
La tensione di trazione nel rinforzo è funzione del modulo di deformazione a taglio del rinforzo e della deformazione dello stesso:
Ti = J.e
Il modello analitico proposto è stato validato sia da un gran numero di prove di laboratorio su sabbia e argilla rinforzata, che da risultati di prove su larga scala condotte da Adams e Collin (1997).
