1 Modellazione e Novità NTC 2018 > 1.11 Terreno di fondazione

La precisa responsabilità del progettista nella caratterizzazione e modellazione geotecnica del terreno di fondazione viene confermata nelle NTC 2018 (§ 6.2.2 NTC). Al progettista strutturale (e non al geologo che eventualmente esegue le indagini geotecniche) è demandata la definizione del piano delle indagini volte alla determinazione dei parametri geotecnici visti non come entità valutabili oggettivamente ma come "stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato". Nel § 7.11.5 si richiede la valutazione della risposta sismica locale allo scopo di definire (nei casi più semplici e comuni) i fattori di amplificazione stratigrafica Ss e topografica ST.che definiscono l'accelerazione massima attesa sulla superficie de sito. E' inoltre richiesta la verifica della sicurezza alla liquefazione e alla stabilità globale (per fondazioni su pendii).

Il problema dell'interazione terreno-fondazioni-sovrastruttura è uno dei più complessi nell'analisi strutturale specie se riferito all'analisi sismica. Le notevoli incertezze sulla valutazione dei cedimenti differenziali in fondazione e dei connessi possibili gravi danneggiamenti nelle strutture in elevazione devono indurre ad adottare strutture di fondazione adeguatamente rigide a flessione; condizione questa espressamente prevista per la progettazione sismica nel § 7.2.2 delle NTC. In particolare il requisito della robustezza delle fondazioni superficiali in zona sismica è inoltre evidenziato nel § 7.2.5 NTC in cui si richiede che tali fondazioni debbano essere progettate per rimanere in campo sostanzialmente elastico.

Il modello di interazione di routine scelto per questo programma consiste nel calcolare separatamente le strutture in elevazione e quelle di fondazione adottando il modello di Winkler per schematizzare l'interazione terreno-fondazione. Perchè questo schema risulti realistico occorre dimensionare le strutture di fondazione in modo tale che esse risultino molto rigide rispetto alla sovrastruttura sia flessionalmente che estensionalmente. In presenza di pareti di taglio, inoltre, è indispensabile che le azioni da queste trasmesse alle fondazioni siano calcolate introducendo nella struttura in elevazione molle elastiche rotazionali in corrispondenza delle sezioni di incastro pareti-fondazioni.

Per le fondazioni superficiali il valore del coefficiente kw di Winkler va stimato non solo in base al tipo di terreno ma anche alla forma dell'impronta della fondazione ed al livello di deformazione stante la marcata non linearità di comportamento dei terreni. A tale scopo è stato predisposto un programma di servizio che, attraverso il calcolo dei cedimenti elastici immediati effettuato con il metodo di Koenig e Sherif (vedi cap. 9 di [7]), valuta kw come rapporto tra la pressione di contatto ed il cedimento medio. I parametri richiesti per questo calcolo sono la forma dell'impronta della fondazione (quadrata, rettangolare, nastriforme), la rigidezza della fondazione (deformabile o infinitamente rigida), il modulo di elasticità Es del terreno ed il coefficiente m di poisson dei vari strati di terreno fino alla profondità pari a circa la dimensione del plinto (o della platea molto rigida) e pari a 2 volte la dimensione trasversale della trave. Il modulo elastico Es va ricavato dalle indagini assumendo il suo valore secante in corrispondenza del livello di pressioni previsto (per tener conto della non linearità della curva carico-cedimento del terreno). Il programma valuta anche i cedimenti a lungo termine col metodo edometrico a partire dalla conoscenza, strato per strato, del modulo Mo edometrico.

Per la determinazione di kw si sconsiglia vivamente di utilizzare il metodo della prova di carico sulla piastra standard (con lato pari a 30 cm) in quanto tale indagine è valida solo in riferimento al terreno immediatamente sottostante la piastra, e non tiene conto delle variazioni di rigidezza nell'intero spessore significativo di terreno interessato dalle deformazioni (funzione delle dimensioni dell'impronta come sopra indicato).

Utilizzando valori attendibili del coefficiente di sottofondo i cedimenti calcolati dal programma nelle combinazione di esercizio (SLE), gli spostamenti verticali dei nodi ottenuti dal calcolo possono considerarsi una stima dei cedimenti elastici immediati da confrontare con quelli compatibili (delle strutture in elevazione) assunti per le verifiche in esercizio.

Il programma non effettua invece il calcolo dei cedimenti differtiti nel tempo, come ad esempio quelli dovuti alla consolidazione dei terreni argillosi, che possono essere calcolati separatamente mediante i due appositi programmi di servizio (compresi in programma) allo scopo di operare la verifica dei cedimenti allo SLE.