Il carico limite di una fondazione superficiale non è un semplice numero “da tabella”: dipende da terreno, acqua, geometria e carichi. Conoscere le principali teniche per calcolare il carico è fondamentale nei cantieri di scavo e movimento terra.
Capire il carico limite significa sapere dove finisce la sicurezza e dove iniziano i problemi: rottura, cedimenti, eccentricità e acqua nel terreno
Il carico limite è lo spartiacque tra una fondazione che lavora con margine e una fondazione che entra nella zona grigia.
Che cos’è il carico limite?
Il carico limite di una fondazione superficiale è il massimo carico che può essere trasmesso al terreno prima che si inneschi un meccanismo di rottura significativo.
Attenzione: non esiste un solo modo di intenderlo. In geotecnica convivono due letture che portano a risultati diversi:
- lettura “prudente”: il limite è il carico per cui in nessun punto del sottosuolo si raggiunge la condizione di rottura;
- lettura “meccanica”: il limite coincide con un meccanismo di collasso che coinvolge un volume importante di terreno.
Carico limite e verifiche: SLU e SLE non sono la stessa cosa
Quando citiamo il carico limite stiamo ragionando in ottica SLU (Stato Limite Ultimo): l’obiettivo è garantire che, nelle combinazioni di carico più gravose previste dal progetto, il terreno sotto la fondazione superficiale non inneschi un meccanismo di rottura (quindi non perda stabilità per taglio, scorrimento e collasso del volume di terreno mobilitato). In altre parole, lo SLU è una verifica di sicurezza strutturale: serve a dimostrare che esiste un margine sufficiente tra le azioni di progetto e la capacità portante disponibile.
Lo SLE (Stato Limite di Esercizio), invece, cambia completamente prospettiva: qui non si discute “se crolla”, ma “come lavora” l’opera durante la sua vita utile. Anche restando lontani dalla rottura, un terreno può deformarsi in modo significativo e produrre cedimenti o rotazioni che compromettono funzionalità, durabilità e finiture (fessure, fuori piombo, serramenti che non chiudono, impianti in trazione, pavimenti che si imbarcano). E il punto chiave è che i cedimenti non dipendono solo dalla resistenza, ma anche dalla deformabilità del terreno, dalla stratigrafia, dall’acqua e dalla rigidezza della fondazione: fattori che non “entrano” nello SLU nello stesso modo.
Da cosa dipende davvero il carico limite
Il carico limite non dipende solo dalla resistenza del terreno, ma anche da un pacchetto di variabili che si sommano tra loro:
- resistenza al taglio del terreno (c, φ)
- peso di volume γ e condizioni di acqua (falda, saturazione)
- geometria della fondazione (B, L) e profondità di posa (D)
- forma (nastro, plinto, platea; rettangolare, quadrata, circolare)
- inclinazione del carico (componenti orizzontali, spinta, sisma)
- eccentricità (risultante non centrata → pressione non uniforme)
- stratigrafia: strati deboli o lenti compressibili sotto il piano di posa
Perché si cita sempre Prandtl quando si parla di carico limite
Anche se le ipotesi originarie non sono “da cantiere”, Prandtl ha fatto una cosa decisiva: ha messo al centro il meccanismo di rottura. Non un numero, ma una cinematica: cunei, superfici di scorrimento, zone plastiche.
Formule e soluzioni pratiche per il calcolo del carico limite.
- Metodo di Frohlich (definizione legata alla prima comparsa della condizione di rottura nel sottosuolo)
- Teoria di Prandtl: meccanismo di rottura in semispazio, base concettuale per i fattori Nc–Nq–Nγ
- Soluzione di Caquot: estensione di Prandtl con fondazione posta a profondità h e contributo del peso del terreno
- Formula di Terzaghi: per la capacità portante/carico limite (con termini in c, γ·D, γ·B e fattori Nc–Nq–Nγ, più fattori di forma
- Formula di Meyerhof: sviluppo della Terzaghi con ulteriori fattori di forma, profondità e inclinazione del carico
- Formula di Hansen: ulteriore generalizzazione con fattori per base inclinata, pendenza del terreno e gestione ampia di casi reali
- Formula di Vesic: struttura simile a Hansen, con diversa formulazione del termine Nγ e modifiche su alcuni fattori correttivi
- Brinch-Hansen / EC7 (Eurocodice 7): impostazione a stati limite, con area efficace in caso di eccentricità, distinzione drenato/non drenato, e fattori correttivi per forma, inclinazione e condizioni di posa.
Quando la teoria assomiglia al campo: Terzaghi e i modelli successivi
Con Terzaghi la capacità portante diventa più “praticabile”: entra in gioco la profondità di posa, la larghezza della fondazione, entrano contributi distinti legati a coesione, sovraccarico e peso del terreno.
E soprattutto entra un concetto che si vede sul serio in cantiere: non tutti i terreni “rompono” allo stesso modo. Nei terreni densi la rottura può essere più netta; nei terreni sciolti il comportamento è progressivo e il carico limite è meno “pulito” da individuare.
Cedimenti: perché puoi rispettare il carico limite e avere lo stesso un problema
Il carico limite ti parla di rottura. I cedimenti ti parlano di prestazioni.
Due cedimenti da non confondere:
- cedimento immediato (elastico): legato alla deformabilità e alla distribuzione delle tensioni;
- cedimento di consolidazione: tipico dei terreni fini saturi, dipende dal tempo.
Il nemico vero resta il cedimento differenziale: quello che apre fessure, crea fuori piombo e mette in crisi dettagli e finiture. Puoi stare “sotto” il carico limite e pagare comunque pegno.
