V5: Briefing riassuntivo sulle fondazioni a vite

Chi e cosa sono, che tipologie, come impiegarle, come installarle: nei post precedenti abbiamo trattato questi domande fornendo un panoramica generale sul settore delle fondazioni a vite.

Mai sentito parlarne? Nessun problema, qui vi sono e vi saranno date spiegazioni e risposte. Prima di procedere a questioni più tecniche, ecco un quadro riassuntivo sulle fondazioni a vite.

Innanzitutto, COSA SONO (post V1): le viti di fondazioni sono manufatti metallici del tutto simili alle comuni viti che acquistiamo dal ferramenta, solo più grandi che fungono da ancoraggio a terra per ogni possibile costruzione. Vengono installate tramite avvitamento direttamente sul suolo e rappresentano un’alterativa valida alle fondazioni in calcestruzzo.

Valida perché riduce i tempi di esecuzione dell’opera, immediatamente usufruibili e performanti una volta installate, perfettamente rimovibili e riciclabili nel caso di costruzioni provvisorie e adattabili per interventi successivi.

Non sono nate ieri, perché inventate ed utilizzate sin dal 1838 in Inghilterra ed utilizzate in Italia per la prima volta nel 1861 in un ponte sul fiume Adige a nella città di Verona.

Sono composte da due elementi ovvero il fusto e le eliche. Il primo è un tubo o palo verticale che trasmette i carichi alle eliche e rappresenta il collegamento con la struttura soprastante, mentre le eliche trasmettono i carichi direttamente al suolo e permettono l’infissione del manufatto a terra.

Nell’immagine a sinistra il disegno della fondazione a vite brevettata 150 anni fa, e a destra una rappresentazione schematica odierna.

La prima figura è estratta da google patents al seguente link, inventor: A. Mitchell, patents no. US3986. 

E quindi passiamo alle TIPOLOGIE (post V2): in base agli elementi di cui sono composte abbiamo due classificazioni.

La prima verte sulle eliche: tipologia ad un elica, a spirale, a singole eliche. Numero, posizione e dimensioni delle eliche in relazione alla natura del terreno influiscono sulla portata ai carichi verticali

La seconda classificazione verte naturalmente sul fusto: continuo o discontinuo (con o senza raccordo). La conformazione determina le modalità di installazione e soprattutto i possibili usi e destinazioni.

Definiamo ora gli IMPIEGHI (post V3): essendo alternative alle fondazioni in calcestruzzo, significa che avranno pari numero di utilizzazioni, ovvero illimitato. Elenchiamo allora dei possibili impieghi standard o più conosciuti attraverso una classificazione empirica degli interventi:

-          opere private semplici, eseguibili da una singola impresa, viti standard o coniche possono essere utilizzate per recinzioni, staccionate, gazebo, serre e messa in sicurezza di alberi;

-          opere private complesse, eseguibili da più imprese, viti standard e coniche possono essere impiegate per impianti fotovoltaici a terra, tettoie, tensostrutture, case con struttura in legno o acciaio o per il consolidamento di edifici;

-          opere pubbliche semplici, eseguibili da una singola impresa, le tipologie precedenti incluse le viti con box possono essere adoperate per segnaletica stradale e cartellonistica, impianti di illuminazione pubblica, reti di campi sportivi, recinzioni provvisorie, tutto l’arredo urbano;

-          opere private complesse, eseguibili da più imprese, viti standard e coniche possono essere implementate per realizzare ponti e passerelle, rinforzo spondale per argini, barriere fonoassorbenti e moduli prefabbricati per emergenze tipo terremoto.

Riportiamo un'animazione di due semplici casi, tutti gli altri li troverete nel relativo post.

Indichiamo infine COME INSTALLARLE (post V4): come citato all’inizio essendo simili alle viti da ferramenta basta eseguire la stessa operazione, l’avvitatura.

Le viti di fondazione di dimensioni contenute (lunghezza inferiore a 70 cm) possono essere avvitate a terra manualmente per mezzo di utensili comuni o chiavi apposite; se di lunghezza contenuta inferiore a 160 cm vi è la possibilità di infissione per mezzo di avvitatori dinamometrici elettrici effettuabile da operatori a terra, mentre quando le dimensioni delle fondazioni diventano importanti si ricorre all’ausilio di trivelle idrauliche montati su mezzi meccanici quali ad esempio escavatori.

Chiaramente l’installazione manuale è assimilabile alle opere di bricolage e fai da te, l’infissione con avvitatore dinamometrico è a portata di ogni impresa edile piccola o grande purchè dotata dello strumento, mentre l’utilizzo di trivella idraulica è più alla portata di personale esperto oppure assistito da operatori formati da ditte fornitrici o installatrici di fondazioni a vite. 

Chiedere è lecito, rispondere è cortesia. Indirettamente è un invito ai lettori e a chiunque possa essere interessato ad esporre le proprie domande, mentre è un appello agli autori del sito stesso e a tutti gli attori protagonisti del mondo delle fondazioni a vite a rispondere a tali quesiti affinchè ciascuno ne possa trarre vantaggi od insegnamenti.

Per chi intendesse chiedere subito, mandi una mail a: fondazioniavite.techcenter@gmail.com oppure visiti la pagina facebook.

Intanto vi lascio alla visione di questi filmati dimostrativi sulle fondazioni a vite, in attesa dell’uscita di post futuri su argomenti più tecnici.

Filmato dimostrativo (sottotitoli ita)

Filmato dimostrativo (sub eng)

V4: Modalità di installazione di fondazioni a vite

Chiarezza e semplicità della tecnologia è il filo conduttore che lega la natura delle viti di fondazione, agli usi che se ne possono fare fino alle modalità con la quale esse possono essere installate. Le eliche o le spirali saldate sul fusto permettono l’infissione attraverso l’applicazione di una coppia ovvero la rotazione e non attraverso sistemi di percussione: i vantaggi stanno nella possibilità d’uso di sistemi leggeri e trasportabili a mano in sostituzione a macchinari pesanti, con conseguente meno rumorosità del cantiere e salvaguardia della salute e dell’ambiente circostante soprattutto in contesti vincolati (ad esempio le Z.P.S. e S.I.C., zone di protezione speciale e siti di interesse comunitario) dove le lavorazioni tradizionali possono essere limitate in alcuni periodi dell’anno.

Immaginiamo per un momento le comuni che acquistiamo dal ferramenta: l’infissione può avvenire manualmente attraverso semplici utensili oppure meccanicamente con avvitatori leggeri o pesanti. Nello specifico per le viti di fondazione l’infissione può essere effettuata:

-          manualmente, ovvero con l’impiego comuni tondini di ferro da carpenteria, con un semplice palanchino oppure con speciali chiavi atte far eseguire l’operazione in piedi;

-          meccanicamente con l’ausilio di avvitatori dinamometrici elettrici per avvitatura industriale, come il serraggio di bulloni nella carpenteria metallica, ma sempre con operatori a terra;

-          meccanicamente con mezzi meccanici quali per esempio mini escavatori, attraverso trivelle idrauliche applicabili ai bracci degli escavatori stessi, con operatori che si coordinano durante la lavorazione.

Esponiamo i tre sistemi rapportando le viti di fondazioni alle viti di ferramenta attraverso questa immagine.

Evidenziamo sempre la differenza tra l’installazione meccanica con trapano da quella con mezzi meccanici perché l’impiego di risorse è sensibilmente diverso: per esempio dal punto di vista della sicurezza due operatori con avvitatore dinamometrico (e generatore elettrico laddove non vi sia la possibilità di accedere all’alimentazione attraverso prolunghe) sottostanno a minori rischi nella lavorazione rispetto a due operatori che eseguono l’opera con l’ausilio di escavatore. Diverso è anche l’impiego di mezzi di trasporto, con conseguente facilitazione d’accesso a siti localizzati in posti impervi o in altura. Questi fattori ampliano le possibilità di scelta da parte di imprese esecutrici di lavori per qualsiasi settore (costruzioni civili, opere verdi, difesa suolo, imprese stradali e movimenti terra, elettricisti per illuminazione pubblica).

Da un punto di vista tecnico le tre modalità di installazione differiscono sensibilmente per la coppia motrice applicabile, ovvero la forza con la quale infiggere la vite: più si va in profondità, o maggiore è la lunghezza della vite o il diametro del fusto maggiore sarà la coppia necessaria per completare l’infissione.

A livello indicativo e personale basato sull’esperienza propria, come limite generico per l’infissione manuale assumeremmo viti di lunghezza massima 70 cm e diametro massimo del fusto 7 cm, mentre per l’infissione con avvitatore i limiti si elevano a viti di lunghezza massima 150-160 cm e diametro del fusto inferiore 12 cm.

Per quanto riguarda l’installazione con trivelle idrauliche, i limiti vengono imposti dalla potenza della trivella stessa e dal mezzo meccanico. Aggiungiamo inoltre che le possibilità di operare sono molto estese perché parecchi sono i mezzi al quale poter applicare una trivella: escavatori di ogni dimensione, macchine perforatrici, autocarri con gru, trattori, mini dumper ed altri mezzi ancora.

Tecnici e operatori di ditte installatrici sapranno valutare in base alle esigenze e alle proprie dotazioni la maniera ottimale col quale effettuare la lavorazione.

In qualsiasi caso o intervento, natura del terreno e tipologia di opera con relative sollecitazioni portano alla definizione delle dimensioni e del numero viti da utilizzare e quindi ad un ventaglio di possibili scelte per individuare la modalità di installazione più adeguata. 

V3: Impieghi per le fondazioni a vite

Utilizzare le fondazioni a vite è semplice: esse rappresentano una valida alternativa al tradizionale calcestruzzo. Allora in quali situazioni si possono impiegare? Negli innumerevoli interventi in cui viene usato il calcestruzzo. Semplice, no? Proviamo comunque a definire una serie di categorie di impiego seguendo un filo logico.

Sempre un intervento sarà la risposta ad un bisogno, una necessità: ad esempio la delimitare una proprietà da un’altra, realizzare un riparo per qualcosa, dare un supporto ad un impianto tecnologico. I bisogni possono essere personali oppure collettivi, che di conseguenza si concretizzeranno in opere private oppure opere pubbliche. Sia nel settore privato che nel pubblico si possono identificare interventi semplici e interventi di una certa importanza o complessità: arriviamo così ad individuare quattro categorie di intervento, come suggerito dallo schema.

Un’opera privata semplice può essere ricondotta al fai da te oppure ad un lavoro eseguito da una sola impresa: ad esempio una recinzione, una serra, opere di manutenzione del verde privato o giardinaggio.

Un’opera privata complessa è identificabile nell’ambito dell’edilizia civile, dove solitamente più imprese si coordinano per realizzare una costruzione, ad esempio un edificio residenziale, una tettoia per impianti o un impianto stesso come un fotovoltaico o solare a terra. Ulteriori differenze con la categoria precedente stanno anche nella consistenza dell’opera che determinano sollecitazioni maggiori ed eterogenee, tali da comportare relazioni tecniche di calcolo specifiche proprio, comunque le stesse che verrebbero fatte per tradizionali fondazioni in calcestruzzo.

Nel campo delle opere pubbliche semplici troviamo ad esempio l’arredo urbano, l’illuminazione pubblica, la segnaletica verticale: molto spesso realizzabili da una sola impresa e con l’impiego di mezzi standard.

Per ultime le opere pubbliche complesse ovvero infrastrutture ed opere complementari: il caso più semplice è quello dei ponti come dimostrato nei primi utilizzi nella seconda metà dell’800. Ai giorni nostri possiamo parlare di barriere acustiche lungo le principali arterie stradali, opere di sistemazione idraulica come rinforzi di sponde ed argini di corsi d’acqua. I recenti terremoti hanno sollevato la questione dell’emergenza abitativa temporanea, ovvero alloggi residenziali ed anche scolastici costruiti tempestivamente per le popolazioni colpite dall’evento: ecco quindi un utilizzo delle fondazioni a vite, che renderebbero perfettamente rimovibili i moduli abitativi una volta terminata l’emergenza, perciò effettivamente ecosostenibili.

Adesso passiamo ad un elenco concreto di impieghi possibili, per ogni categoria individuata.

Opere private semplici: RECINZIONI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard

Spiegazione: al posto di un plinto, si infigge una vite priva di flangia superiore e successivamente si infila dentro il paletto di recinzione, bloccandolo meccanicamente ove previsto con dadi e bulloncini oppure attraverso l’attrito di ghiaiano-brecciolino fine versato dentro occupando lo spazio restante tra paletto e vite.

Opere private semplici: STACCIONATE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: come per le recinzioni, si applica lo stesso metodo per le staccionate.

Opere private semplici: GAZEBO E PLATEATICI - DEHORS

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: i montanti dei gazebo possono essere collegato alle flange delle viti attraverso bulloni, così come l’intelaiatura di sostegno dei plateatici e dehors con doghe in legno o plastica.

Opere private semplici: SERRE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard

Spiegazione: i tubolari degli archetti vengono inseriti nelle viti e bloccati alla stessa maniera dei paletti di recinzioni, velocizzando così la costruzione delle serre e soprattutto permettendone a fine ciclo un facile smontaggio.

 

Opere private semplici: MESSA IN SICUREZZA ALBERI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard

Spiegazione: attraverso viti infisse a terra, anche tra le radici, i rami dell’albero pericolante vengono messi in sicurezza con tiranti e selle in tempi rapidi e con la minima invasività.

Opere private complesse: IMPIANTI FOTOVOLTAICI A TERRA

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: al posto di plinti o zavorre in calcestruzzo, viti con flange sostengono i telai di supporto per i pannelli fotovoltaici.

Opere private complesse: TETTOIE E PENSILINE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: le colonne di sostegno vengono collegate alle viti di fondazione, anche laddove siano già presenti pavimentazioni ed asfaltature operando sempre con la minima invasività in quando basta un semplice foro largo abbastanza per far passare eliche e fusto.

Opere private complesse: TENSOSTRUTTURE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: come per le tettoie e pensiline, avendo il vantaggio ulteriore che essendo facilmente rimovibili l’area di sedime della tensostruttura può tornare ad essere completamente libera e perfettamente usufruibile.

Opere private complesse: CASE IN LEGNO O ACCIAIO

Modelli di vite consigliate: tipologia conica

Spiegazione: sostituire pesanti platee in cemento armato, sfruttando la leggerezza di questo tipo di fabbricati  permette di avere una costruzione ancor più ecosostenibile e limitare ancor più i tempi di esecuzione dato che non vi è più l’attesa della maturazione del calcestruzzo.

Opere private complesse: CONSOLIDAMENTO EDIFICI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: con l’ausilio di collegamenti adatti tra le flange delle viti e fondamenta o strutture esistenti, si possono consolidare edifici più facilmente che utilizzando classici micropali o altri sistemi standard per il recupero.

Opere pubbliche semplici: SEGNALETICA VERTICALE E CARTELLONISTICA

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica o tipologia con box

Spiegazione: una volta infissa la vite adatta a segnale o cartello, si introduce il palo di sostegno all’interno della vite oppure se flangiato lo si fissa alla flangia della vite stessa.

Opere pubbliche semplici: ILLUMINAZIONE PUBBLICA

Modelli di vite consigliate: tipologia con box

Spiegazione: in sostituzione al classico plinto prefabbricato, previo preforo di diametro adatto si infigge una vite con box e successivamente si introduce il palo fissandolo con le stesse modalità impiegate del plinto.

Opere pubbliche semplici: RETI CAMPI SPORTIVI

Modelli di vite consigliate: tipologia conica o tipologia con box

Spiegazione: come per l’illuminazione pubblica, il palo viene introdotto nella vite e bloccato con sabbia o malta cementizia.

Opere pubbliche semplici: RECINZIONI PROVVISORIE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: come per le recinzioni standard, si introducono i montanti nella vite preferendo il fissaggio con dadi e bulloncini ai fini di permetterne una facile rimozione quando il recinto provvisorio verrà espiantato.

Opere pubbliche semplici: ARREDO URBANO

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica o tipologia con box

Spiegazione: giochi, panchine, cestini, pensiline per fermate bus e quant’altro possono essere supportate da viti di fondazione adatte alla destinazione d’uso mantenendo la maggior superficie a verde e quindi permeabile possibile.

Opere pubbliche complesse: PASSERELLE E PONTI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: con il supporto di relazioni di calcolo si individuano quantità e dimensioni ideali per ogni passerella pedonali e ponti carrabili riuscendo anche laddove vincoli ambientali rendono difficile l’utilizzo di fondazioni in calcestruzzo.

Opere pubbliche complesse: RINFORZO SPONDE ARGINI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: in sostituzione a palificate in legno, le viti in acciaio zincato rappresentano una valida alternativa migliore anche in termini di durabilità: basta veder oggi l’utilizzo di paletti in acciaio zincato nei nuovi vigneti che sempre più stanno soppiantando i pali in legno.

Opere pubbliche complesse: BARRIERE FONOASSORBENTI

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: un altro contesto importante di impiego, laddove sicurezza del cantiere di esecuzione e riduzione dei tempi di occupazione delle carreggiate (per esempio tangenziali ed autostrade) rappresentano vantaggi determinanti nell’impiego delle fondazioni a vite.

Opere pubbliche complesse: MODULI PREFABBRICATI PER EMERGENZE

Modelli di vite consigliate: tipologia standard o tipologia conica

Spiegazione: che siano definitivi o rimovibili, i moduli prefabbricati assieme alle viti di fondazioni possono diventare assimilabili ad un vero e proprio kit pronto per ogni esigenza e disponibile in ogni momento, velocemente montabile e smontabile vista l’assenza di calcestruzzo.

Le viti di fondazione praticamente non hanno settori edili che ne precludano a priori qualsiasi utilizzo, tenendo conto che quelli esposti sono solo una parte dei possibili: sarebbe difficile elencarli tutti, perché basta pensare anche all’utilizzo misto di fondazione a vite e calcestruzzo per allargare enormemente il numero dei casi di impiego. L’utilizzo delle viti con collegamenti meccanici e/o a secco alle strutture che devono supportare o il loro utilizzo abbinato al calcestruzzo sempre per le stesse strutture, sono a pura discrezione e valutazione dell’utente finale e del progettista: esserne a conoscenza però consente di vagliare ulteriori possibilità di ottenere efficienza in qualsiasi intervento semplice o progetto complesso, sia che essa vengano intese in risparmi di tempo, costi e risorse.

Elencati alcuni possibili utilizzi, possiamo trattare le modalità di installazione delle quali un esempio è già stato anticipato nel filmato dimostrativo. Buona visione!