Il CEDIMENTO DELLE FONDAZIONI CONTINUE di un edificio in muratura

Quarto post della serie sui dissesti degli edifici storici, questa volta dedicato ai cedimenti differenziali delle fondazioni dovuti a ritiri o assestamenti del terreno oppure ai carichi troppo gravosi.

Il CEDIMENTO DELLE FONDAZIONI CONTINUE di un edificio in muratura

Nella tradizione costruttiva italiana gli edifici storici hanno strutture di elevazione verticali costituite da murature portanti in conci squadrati, mattoni o pietrame, oppure da colonne e pilastri in legno, pietra o mattoni. Spesso entrambe le tipologie convivono nello stesso edificio, come avviene ad esempio nei fienili della pianura padana o nelle palazzine del centro storico di Bologna, quasi tutte dotate di portico al piano terra.

A ciascuno di questi sistemi corrisponde una precisa tipologia di fondazioni: fondazioni continue in corrispondenza delle murature portanti e plinti per le colonne o i pilastri. Tuttavia si tratta spesso di strutture estremamente superficiali (circa 50-70 cm) e perciò particolarmente vulnerabili ai movimenti del terreno.

Il cedimento delle fondazioni è perciò una delle principali cause di dissesto negli edifici storici, e può avere sostanzialmente tre fattori scatenanti:

• ritiro del terreno in seguito all’abbassamento della falda acquifera (subsidenza), che può essere permanente o periodica, con abbassamento in estate e sollevamento nei mesi freddi;
• eventi traumatici come frane, scavi in prossimità delle fondazioni o perdite d’acqua in grado di erodere molto velocemente ampi volumi di terra;
• carichi verticali troppo gravosi.

QUADRO FESSURATIVO CARATTERISTICO di un cedimento fondale

A ciascuna di queste cause corrisponde un preciso dissesto e di conseguenza la formazione di un quadro fessurativo caratteristico, in generale riconducibile alle rotture a taglio diagonale con inclinazione corrispondente all’angolo caratteristico della muratura.
Una muratura scadente in pietrame o conci squadrati non adeguatamente sfalsati manifesta infatti la formazione di lesioni tendenti alla verticale, mentre una parete in mattoni con tessitura ordinata o conci di pietra ben sfalsati presenta lesioni con un angolo di circa 45° (per maggiori dettagli si rimanda a questo post). L’esame del quadro fessurativo risulta dunque prezioso per valutare in prima approssimazione la qualità di una muratura.

L’andamento e l’estensione del quadro fessurativo consentono di determinare anche la causa e la posizione del cedimento. Infatti:

• un cedimento fondale che riguarda lo spigolo di un edificio si manifesta con una lesione a taglio con andamento inclinato o parabolico (Foto 1 e 2);
• un cedimento fondale in corrispondenza di un passaggio, una porta o una finestra di ampie dimensioni produce un arco di scarico naturale molto simile a quello che si forma in seguito alla rottura o all’eccessiva flessione dell’architrave (Foto 3 e 4);
• un cedimento fondale che riguarda l’intera porzione centrale di un edificio, soprattutto se la facciata è porticata, produce la formazione di lesioni a taglio simmetriche che esaminate nel loro complesso permettono di individuare la formazione di “archi di scarico” che riguardano l’intera facciata (Foto 5); un cedimento fondale che riguarda il piedritto di un arco provoca in quest’ultimo la tipica rottura a flessione per abbassamento di una delle imposte (Foto 6).

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  Per quel che riguarda invece la causa è possibile constatare che:

• Il cedimento per il ritiro del terreno si manifesta con la formazione di lesioni nelle parti basse dell’edificio, in corrispondenza del basamento (Foto 1, 2 e 7);
• Se non contrastato con adeguate contromisure (ad esempio il consolidamento delle fondazioni esistenti con la tecnica della sottomurazione) nel corso del tempo il dissesto si evolve con la formazione di altre lesioni parallele generalmente in corrispondenza degli spigoli di porte e finestre (Foto 8). Questo fenomeno si nota molto bene ad esempio nella pieve di San Biagio a Sestola (Modena, XII-XIII secolo), dove il cedimento di uno dei piedritti del portale principale ha comportato la formazione di due lesioni parallele (Foto 9 e 10) che hanno interessato anche la strombatura del portale e l’architrave in pietra (Foto 11 e 12).
• Un cedimento per eccessivi carichi verticali comporta invece la formazione di lesioni nella parte alta della muratura, spesso in corrispondenza degli spigoli di porte e finestre (Foto 5 e 13). Un ottimo esempio di questa tendenza è visibile nella Pieve di San Biagio di Cerbara a Città di Castello, la cui facciata principale – caratterizzata da un finestrone direttamente sovrapposto al portale e soggetta a un cedimento del terreno per eccessivi carichi verticali in corrispondenza dello spigolo sinistro – è completamente lesionata (Foto 14 e 15).

Foto 1 e 2 – Edificio con quadro fessurativo complesso, parzialmente riconducibile anche a un cedimento delle fondazioni per ritiro del terreno in corrispondenza dello spigolo dell’edificio, con formazione delle tipiche lesioni a taglio con andamento tendenzialmente a 45° (lesioni evidenziate in giallo).

Foto 3 e 4 – Arco di scarico naturale sopra un ampio passaggio tamponato dovuto a un cedimento localizzato del terreno (lesioni evidenziate in blu). Città di Castello, pieve di San Biagio a Cerbara.

Foto 5 – Palazzina tradizionale bolognese con cedimento del terreno in corrispondenza delle colonne centrali del portico, con formazione di lesioni a taglio (evidenziate in rosso) e di un arco di scarico naturale (evidenziato in viola).

Foto 6 – Modellino didattico di un arco con rottura a flessione per abbassamento di una delle imposte dovuta a un cedimento del terreno. Foto tratta da Giovanni Cangi, Manuale del recupero strutturale antisismico.

Foto 7 – Schema di cedimento delle fondazioni per ritiro del terreno: le lesioni compaiono nella parte bassa della muratura, in corrispondenza dell’attacco a terra dell’edificio. Elaborazione di uno schema tratto da Giovanni Cangi, Manuale del recupero strutturale antisismico.

Foto 8 – Schema dell’evoluzione del quadro fessurativo dovuto al cedimento delle fondazioni per ritiro del terreno, con formazione di lesioni parallele in corrispondenza degli spigoli di porte e finestre. Elaborazione di uno schema tratto da Giovanni Cangi, Manuale del recupero strutturale antisismico.

Foto 9 e 10 – Pieve di San Biagio a Sestola (Modena, XII-XIII secolo): lesioni parallele dovute al cedimento delle fondazioni per ritiro del terreno vicino allo stipite sinistro del portale (lesioni evidenziate in rosso).

Foto 11 e 12 – Pieve di San Biagio a Sestola (Modena, XII-XIII secolo): le lesioni per il cedimento del terreno hanno interessato anche la strombatura del portale e l’architrave di pietra.

Foto 13 – Schema di cedimento delle fondazioni per carichi eccessivi: le lesioni compaiono nella parte alla della muratura, quasi sempre in corrispondenza degli spigoli di porte e finestre. Elaborazione di uno schema tratto da Giovanni Cangi, Manuale del recupero strutturale antisismico.

Foto 14 e 15 – Pieve di San Biagio di Cerbara (Città di Castello, Perugia): facciata principale completamente lesionata a causa di un cedimento del terreno per carichi verticali eccessivi in muratura scadente (lesioni evidenziate in giallo).