Le argille sono minerali fillosilicati caratterizzati da una struttura lamellare che conferisce al terreno la capacità di assorbire o cedere acqua a seconda delle condizioni ambientali. Quando il contenuto d'acqua aumenta, le particelle argillose si separano, il volume del terreno aumenta e la resistenza meccanica diminuisce. Quando il contenuto d'acqua scende, il terreno si ritira, può fessurarsi e trasmette alla struttura soprastante sollecitazioni differenziali.
Distribuzione geografica in Italia
I terreni argillosi sono diffusi in tutto il territorio italiano, con concentrazioni particolarmente significative nelle aree collinari del centro-sud (Crete Senesi, Calanchi della Basilicata, Argille Azzurre dell'Adriatico) e nelle pianure alluvionali del nord (Po, Adige, Arno). In queste zone, la realizzazione di edifici e infrastrutture richiede un'attenta caratterizzazione geotecnica del sottosuolo.
Cedimenti: differenziali e consolidazione
Consolidazione primaria e secondaria
Quando si applica un carico su un terreno argilloso saturo, l'acqua interstiziale deve drenare prima che il terreno possa compattarsi. Questo processo, denominato consolidazione, può richiedere da mesi ad anni per completarsi, a seconda della permeabilità del terreno e dello spessore dello strato argilloso. La velocità di consolidazione è descritta dalla teoria di Terzaghi, che rimane il riferimento fondamentale nella pratica geotecnica corrente.
Dopo la fine della consolidazione primaria, i terreni argillosi possono continuare a cedere lentamente per un processo denominato consolidazione secondaria o fluage, legato alla deformazione viscosa dello scheletro solido. Nei depositi organici intercalati alle argille, questo fenomeno può essere particolarmente significativo.
Cedimenti differenziali
I cedimenti non uniformi — in cui parti diverse della fondazione scendono di quantità diverse — sono la causa più frequente di lesioni agli edifici. Si verificano quando la composizione o la consistenza del terreno varia lateralmente sotto l'impronta della fondazione, o quando i carichi trasmessi dalla struttura sono disomogenei. Le NTC 2018 definiscono i criteri di accettabilità dei cedimenti differenziali in funzione della tipologia strutturale.
Limiti di Atterberg
I limiti di Atterberg (limite liquido LL, limite plastico LP e indice di plasticità IP) sono parametri fondamentali per la classificazione delle argille. Un elevato indice di plasticità indica una maggiore variazione di volume al variare del contenuto d'acqua e, quindi, una maggiore potenziale problematicità per le fondazioni. La determinazione di questi parametri è descritta nella norma UNI CEN ISO/TS 17892-12.
Strategie fondazionali
Fondazioni superficiali allargate
In presenza di strati argillosi di spessore limitato e di consistenza sufficiente, si può ricorrere a platee di fondazione in calcestruzzo armato che distribuiscono il carico su un'ampia superficie, riducendo le pressioni di contatto e uniformizzando i cedimenti. La platea è particolarmente indicata quando la variabilità laterale del terreno è significativa, poiché la sua rigidità flessionale riduce le distorsioni angolari.
Pali di fondazione
Quando lo strato argilloso è profondo o di scarsa consistenza, si ricorre a fondazioni su pali, che trasferiscono i carichi a strati più profondi e resistenti. I pali possono lavorare per punta (appoggiati su strati lapidei o sabbiosi densi), per attrito laterale (grazie all'aderenza tra il fusto del palo e il terreno circostante) o in combinazione dei due meccanismi. La scelta del tipo di palo (trivellato, prefabbricato battuto, jet-grouting) dipende dalle caratteristiche del terreno, dall'entità dei carichi e dalla compatibilità con le strutture adiacenti.
Trattamento del terreno
In alcuni casi, è possibile migliorare le caratteristiche meccaniche del terreno argilloso attraverso trattamenti in situ. La stabilizzazione a calce prevede la miscelazione della calce con il terreno, che reagisce chimicamente riducendo la plasticità e aumentando la resistenza. Il deep soil mixing (DSM) utilizza apposite attrezzature per mescolare il terreno con leganti idraulici fino a profondità considerevoli. Questi trattamenti sono particolarmente impiegati nella costruzione di rilevati stradali e ferroviari su terreni argillosi molli.
Il ruolo del drenaggio nella stabilità delle fondazioni argillose
Nella gestione delle fondazioni su argille, il controllo del regime idrico del sottosuolo è strettamente collegato alla stabilità nel lungo termine. Variazioni stagionali della falda, fenomeni di imbibizione per perdite dalle reti idriche o accumulo di acque meteoriche, e la presenza di alberature con radici profonde sono tutti fattori che possono modificare il contenuto d'acqua delle argille nel tempo, inducendo cicli di rigonfiamento e ritiro che si traducono in movimenti differenziali della fondazione.
Un adeguato sistema di drenaggio perimetrale, mantenuto in efficienza nel tempo, contribuisce a stabilizzare il contenuto d'acqua del terreno attorno alle fondazioni, riducendo l'ampiezza di questi cicli e limitando i cedimenti indotti.