Terreno edificabile

I terreni coesivi, come in questo caso l'argilla, non sono adatti come terreno edificabile senza misure aggiuntive.

In edilizia, l'area del terreno che è importante per la costruzione di una struttura è indicata come cantiere . Per definizione, il sottosuolo è "terreno o roccia compresi tutti i costituenti (ad es. acque sotterranee e contaminazione) in e su cui devono essere o sono incorporate strutture o che è influenzato da misure di costruzione" ( DIN 4020, Sezione 3.1 ).

Le proprietà del sottosuolo sono particolarmente importanti per quanto riguarda la fondazione (fondazione) di una struttura. Una proprietà essenziale è la capacità portante, cioè la sua capacità di assorbire i carichi dalla struttura senza cedimenti significativi o sollevamenti dovuti al gelo (vedi anche Eislinse ) o che si verifichi un cedimento del terreno . Di norma, il sottosuolo è costituito da diversi strati di terreno e tipi di suolo, e anche le acque sotterranee possono accumularsi .

Le proprietà del sottosuolo sono determinate principalmente dai tipi di suolo e dalle classi di suolo. Queste proprietà sono a livello regionale - a seconda dell'origine geologica - molto diverse. A volte variano notevolmente a livello locale. Pertanto, prima dell'inizio dei lavori di costruzione, il suolo deve essere sufficientemente esaminato nell'ambito di un'indagine del sottosuolo al fine di determinarne l'idoneità come sottosuolo.

composizione

Viene fatta una distinzione fondamentale tra suoli organici e inorganici. Il terreno organico è costituito, ad esempio, da humus , torba o lignite e non è adatto come cantiere, in quanto è prevedibile un forte cedimento. I terreni inorganici sono costituiti, ad esempio, da sabbia , ghiaia o roccia e rappresentano un utile cantiere.

I suoli non possono essere differenziati solo in base al contenuto di materiale organico, ma anche in base al tipo di suolo . In base alla DIN 1054 si possono definire i seguenti tipi di terreno:

Roccia: è molto solido allo stato non esposto alle intemperie e quindi sufficientemente portante. Le misure preparatorie necessarie per l'erezione delle strutture possono tuttavia richiedere molto tempo, poiché la roccia è molto difficile da rimuovere. Ad esempio, potrebbero quindi essere necessarie esplosioni
Terreno coltivato (roccia sciolta): è stato creato attraverso processi geologici come l'erosione e la deposizione. La capacità portante può essere da bassa a molto elevata, a seconda del terreno.
Terreno ammucchiato: è stato creato lavando o versando. A seconda del grado di compattazione, il riempimento ha una capacità portante da bassa a elevata.

I terreni coltivati o versati possono essere suddivisi in terreni coesivi e non coesivi per quanto riguarda la loro natura.

Terreno coeso: è un terreno con un'alta percentuale di argilla o limo (colloquialmente noto come terriccio ). I terreni coesivi si deformano in modo relativamente forte per un lungo periodo di tempo sotto pressione. Rispetto ai terreni non coesivi, si depositano molto lentamente, motivo per cui possono ancora formarsi residui dopo che l'edificio è stato completato, il che può portare a danni . Il comportamento dei terreni coesivi dipende dal contenuto di acqua. A seconda della proporzione di argilla e limo, questi terreni sono scarsamente permeabili all'acqua. L'acqua può accumularsi, riducendo la capacità e accumulandosi all'esterno dell'edificio. Inoltre, il terreno è sensibile al gelo , poiché l'acqua dei pori si congela e si verificano sollevamenti. I minerali argillosi tendono anche a gonfiarsi o a ridursi sotto l'influenza dell'acqua.

Terreno non coeso: è un terreno con una bassa percentuale di grana fine . Questo tipo di terreno comprende sabbia e ghiaia di varie granulometrie e miscele. Contrariamente alla frase "costruito sulla sabbia ", questo è per lo più un buon terreno da costruzione, a condizione che non sia supportato in modo lasco. Ciò è dovuto, tra l'altro, al fatto che il suo comportamento meccanico non dipende dal contenuto di acqua e, d'altro canto, al fatto che la struttura dei grani è relativamente stabile. La compressibilità relativamente bassa della sabbia significa che l'insediamento rimane relativamente basso. L'assestamento avviene anche immediatamente quando vengono applicati i carichi e quindi sono in gran parte completati quando il guscio è completato. In caso di bassa densità di stoccaggio o proporzioni coesive o umiche , può verificarsi anche qui la subsidenza. Nel caso di terreni non coesivi, di solito non si verificano danni da gelo, poiché la variazione di volume dell'acqua può essere assorbita dai vuoti d'aria nella struttura del grano. Il terreno non coeso è anche noto come terreno coesivo.

Indagine del sottosuolo

Perforazione esplorativa per un'indagine del sottosuolo

Profilo di perforazione di un pozzo esplorativo

Un prerequisito importante per la progettazione e la costruzione di pozzi di scavo o fondazioni è la conoscenza del sottosuolo pendente. A tal fine, devono essere effettuate indagini nel sottosuolo. La loro tipologia e portata dipendono dalla difficoltà della struttura e dalle condizioni previste del sottosuolo.

Secondo la DIN 4020 si distingue tra tre categorie geotecniche :

strutture semplici su terreno pianeggiante e stabile che non influiscono né sull'ambiente né sulle acque sotterranee
Progetti di costruzione che non appartengono né alla Categoria 1 né alla Categoria 3
Progetti di costruzione con strutture difficili e condizioni del sottosuolo difficili che richiedono conoscenze geotecniche avanzate

Il tecnico del sottosuolo definisce il programma di indagine e deve utilizzare i risultati per valutare il sottosuolo rispetto alla sua capacità portante. A seconda del risultato dell'indagine del sottosuolo, consiglia un concetto di fondazione e fornisce informazioni e parametri per il dimensionamento della fondazione. Lo scopo di queste raccomandazioni è che la fondazione sia scelta e dimensionata in modo tale che il suo fallimento possa essere escluso con un certo grado di certezza, che sia adatto all'uso e che la misura della fondazione sia economica.

Una parte importante di un'indagine del sottosuolo è la determinazione delle informazioni sulle acque sotterranee. Il livello delle acque sotterranee e i suoi intervalli di fluttuazione sono particolarmente importanti quando si pianifica una struttura.

Metodi per l'esame del sottosuolo in loco sono, ad esempio, gli affioramenti naturali (alveo o pendio). Inoltre, con poco sforzo è possibile ottenere indicazioni sulle condizioni del sottosuolo da carte geologiche e rilievi in loco. Se queste misure non sono sufficienti, devono essere eseguiti prospetti , pozzi o sondaggi (come il sondaggio del nucleo del pistone ).

Con l'aiuto di un graffio, la stratificazione del terreno può essere facilmente riconosciuta. Inoltre, indisturbati, cioè inalterati, i campioni di suolo possono essere prelevati per l'analisi in laboratorio. Quando si effettua lo scavo, è importante assicurarsi che la parete del pendio sia adeguatamente fissata. Il limite economico è di circa 4-6 metri. Per profondità maggiori sono adatti fori di trivellazione, utilizzabili anche per il prelievo di campioni di terreno. Nel corso di queste indagini è possibile misurare anche il livello attuale delle acque sotterranee . Nel settore edile, i sondaggi sono spesso eseguiti sotto forma di sondaggi su pali ; ulteriori metodi sono i sondaggi a pressione e le prove di penetrazione standard . Con il sondaggio dinamico e la prova di penetrazione del cono viene determinata la compattezza dei terreni non coesivi o la consistenza dei terreni coesivi.

Dai risultati dell'esplorazione e dalle sue conoscenze geologiche regionali, l'esperto del sottosuolo ( esperto del sottosuolo ) può calcolare i carichi ammissibili sul sottosuolo e l'assestamento previsto. La valutazione dell'indagine del sottosuolo viene solitamente eseguita secondo DIN 1054. Qui vengono specificati parametri tipici del suolo per casi generali e non ambigui.

Comportamento del sottosuolo

Il terreno dell'edificio viene deformato dall'azione dei carichi strutturali in funzione della sua comprimibilità e resistenza al taglio . Se il sottosuolo è caricato da carichi verticali, inizialmente si assesterà perché gli strati di terreno sono più compressi. Questo processo è generalmente da considerarsi acritico e nella maggior parte dei casi inevitabile. A seconda della natura (coesiva o non coesa), invece, si verificano assestamenti diversi in relazione alla durata. I terreni coesivi si depositano lentamente e distintamente, poiché l'acqua dei pori viene lentamente spinta fuori dal terreno. Inoltre, le proprietà del suolo cambiano con l'elevata pressione dell'acqua interstiziale. I terreni non coesivi, invece, si depositano più rapidamente e meno perché non c'è acqua interstiziale e i grani sono a diretto contatto. Gli insediamenti nel sottosuolo sono problematici se si verificano in modo non uniforme sulla base della fondazione. La struttura è inclinata, il che crea sollecitazioni sulla struttura. L'assestamento uniforme, invece, generalmente non danneggia la struttura.

Se il carico sul sottosuolo viene aumentato in modo da raggiungere il carico di rottura critico, il terreno viene improvvisamente spostato lateralmente. La fondazione affonda o di lato e si verifica un'interruzione del terreno . Il rischio di un cedimento del terreno aumenta quanto minore è la larghezza e la profondità di posa della fondazione e quanto minore è la resistenza al taglio del terreno. Inoltre, l'inclinazione e l'eccentricità del carico aumentano il rischio di cedimento del terreno.

Miglioramento del terreno

Se il sottosuolo non soddisfa le proprietà richieste, devono essere attuate misure tecniche appropriate per migliorare il sottosuolo (compreso il miglioramento del suolo). Queste misure migliorano la stabilità e riducono l'entità della subsidenza. Possono essere utilizzate le seguenti misure:

In caso di sostituzione del suolo (metodo di sostituzione del suolo), il suolo non sano viene sostituito in tutto o in parte da tipi di suolo più adatti. Questo metodo è economico quando devono essere sostituiti strati di terreno con uno spessore relativamente piccolo ed è disponibile a buon mercato un terreno sostitutivo adatto. Quando si installa il pavimento sostitutivo, assicurarsi che sia sufficientemente compattato.
Compattazione del suolo mediante compattazione superficiale o metodi di compattazione profonda. Processi speciali nell'ingegneria civile speciale sono, ad esempio, la compattazione con tasselli vibranti o la compattazione profonda con pali.
Nel consolidamento dei terreni , la stabilità dei terreni non integri viene migliorata con l'aggiunta di leganti come cemento o calce . Esempi sono il consolidamento chimico del suolo, vari metodi di iniezione (iniezione al suolo ) come l' iniezione ad alta pressione e il congelamento del suolo . Quando il terreno si congela, l'acqua interstiziale nel terreno viene congelata con l'aiuto di un refrigerante, creando così una stabilità sufficiente. Il processo è molto costoso e viene quindi utilizzato solo per il fissaggio temporaneo o la sigillatura di pozzi di costruzione.

Se la capacità portante del sottosuolo non è sufficiente per una fondazione poco profonda e non si devono apportare modifiche al sottosuolo stesso, le fondazioni profonde offrono la possibilità di creare una fondazione stabile per le fondazioni. Qui, ad esempio, la fondazione su pali è da citare come il rappresentante più noto.

Norme e standard

Germania

DIN 1054 - Sottosuolo - Prove di sicurezza nei lavori di sterro e fondazioni
DIN 4019 - sottosuolo - calcoli dei cedimenti (tre parti, due integrazioni)
DIN 4020 - Indagini geotecniche a fini strutturali - Norme integrative alla DIN EN 1997-2 (con supplemento)
DIN 18300 - Appalti VOB e regolamenti contrattuali per lavori di costruzione - Parte C: Condizioni tecniche generali di contratto per lavori di costruzione (ATV) - Lavori di sterro

Austria

ÖNORM B 4402 - Lavori in terra e ingegneria delle fondazioni - Indagini geotecniche a fini strutturali

Europa

EN 1997 - Eurocodice 7: Progettazione, calcolo e dimensionamento in ingegneria geotecnica
- Parte 1 Regole generali
- Parte 2 esplorazione e indagine del sottosuolo
ISO 22282 Esplorazione e indagine geotecnica - Prove geoidrauliche
- Parte 1 Regole generali
- Parte 2 Prove di permeabilità all'acqua in un pozzo utilizzando sistemi aperti
- Parte 3 test della pressione dell'acqua nella roccia
- Parte 4 prove di pompaggio
- Parte 5 esperimenti infiltrometro
- Parte 6 Prove di permeabilità all'acqua nel pozzo utilizzando sistemi chiusi

Guarda anche

Evidenze individuali

↑ Günther Schalk: Il significato giuridico del cantiere come materiale da costruzione. ( Memento del 2 settembre 2009 in Internet Archive ) (file PDF, 0,1 MB).
↑ ^a^b Hansjörg Frey: Tecnica costruttiva - conoscenza specialistica della costruzione . Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2003, pag. 213 . ISBN 3-8085-4460-0 .
^ Balder Batran: Competenza nella costruzione . Artigianato e tecnologia, Stoccarda 2002, p. 23, 24 . ISBN 3-582-03503-4 .
↑ Martin Mittag: Teoria della costruzione di edifici . Vieweg, Braunschweig 2000, p. 12 . ISBN 3-528-02555-7 .
↑ Klaus Kirsch , Alan Bell (Ed.): Ground Improvement, CRC Press, 3a edizione 2012.
↑ Wolfgang Sondermann , Klaus Kirsch: Miglioramento del cantiere, in: Karl Josef Witt (Ed.), Grundbau-Taschenbuch , Volume 2, 7a edizione, Ernst and Son 2009.

[1] Günther Schalk: Il significato giuridico del cantiere come materiale da costruzione. ( Memento del 2 settembre 2009 in Internet Archive ) (file PDF, 0,1 MB).

[Baugrund-2] Hansjörg Frey: Tecnica costruttiva - conoscenza specialistica della costruzione . Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2003, pag. 213 . ISBN 3-8085-4460-0 .

[3] Balder Batran: Competenza nella costruzione . Artigianato e tecnologia, Stoccarda 2002, p. 23, 24 . ISBN 3-582-03503-4 .

[4] Martin Mittag: Teoria della costruzione di edifici . Vieweg, Braunschweig 2000, p. 12 . ISBN 3-528-02555-7 .

[5] Klaus Kirsch , Alan Bell (Ed.): Ground Improvement, CRC Press, 3a edizione 2012.

[6] Wolfgang Sondermann , Klaus Kirsch: Miglioramento del cantiere, in: Karl Josef Witt (Ed.), Grundbau-Taschenbuch , Volume 2, 7a edizione, Ernst and Son 2009.

Languages