Frost heave è un rigonfiamento verso l’alto del terreno dovuto alla formazione di ghiaccio durante il congelamento. Di solito si verifica quando la temperatura di congelamento penetra nel terreno e trasforma l’umidità presente in ghiaccio, generando così un movimento verso l’alto nel terreno.

La dimensione della massa di ghiaccio aumenta a causa del continuo apporto di umidità attraverso l’azione capillare. Il peso del suolo potrebbe limitare l’influenza del ghiaccio e generare lenti di ghiaccio. Tuttavia, le lenti di ghiaccio possono spostare lo strato di suolo verso l’alto.

Il sollevamento del ghiaccio infligge danni considerevoli a strade, canali, fondazioni e, successivamente, alla sovrastruttura. Per prevenire gli effetti dannosi del gelo, è necessario capire come funziona e identificare gli elementi di base che portano al suo verificarsi. Dopo di che, si possono impostare misure adeguate per prevenirlo.

Come funziona?

Quando la temperatura di congelamento penetra nel suolo, converte l’umidità del suolo in ghiaccio. Quando l’umidità nella zona di congelamento si solidifica, l’acqua da altre parti del suolo si sposta verso la zona di congelamento attraverso l’azione capillare. Questo porta all’aumento della dimensione della massa di ghiaccio. Il peso del suolo e altri oggetti sovrastanti limitano la crescita delle dimensioni del ghiaccio e, di conseguenza, si formano lenti di ghiaccio.

Quando la temperatura di congelamento penetra ulteriormente nel suolo, lascia lenti di ghiaccio. Queste lenti di ghiaccio continuano a crescere verso la zona che perde la temperatura, cioè verso la superficie del suolo.

Le lenti di ghiaccio sono capaci di spingere lo strato di suolo verso l’alto. Creano crepe nel terreno e causano danni alle fondazioni e successivamente alla sovrastruttura. Si dice che, quando l’umidità si converte in ghiaccio, la sua dimensione aumenta del 9%.

Il terreno sensibile al gelo a grana fine, l’umidità che fornisce continuamente acqua alle lenti di ghiaccio e la temperatura di congelamento sono gli elementi di base dell’azione del frost heave.

Quando la temperatura diminuisce, il ghiaccio si scioglie e la struttura si abbassa di nuovo alla sua posizione sotto il suo peso. Quando il processo di congelamento e scongelamento si ripete, si deteriorerebbe gravemente ed eventualmente crollerebbe.

Effetti

1. Distruzione di canali nella stagione del gelo.
2. Riduzione della capacità di carico del sottofondo.
3. Undulazioni e danni considerevoli alla pavimentazione
4. Fondazioni e lastre danneggiate.

Prevenzione

Generalmente, il gelo può essere prevenuto eliminando uno dei suoi elementi di base che includono il terreno a grana fine, la temperatura del gelo e l’acqua. Ci sono diverse misure che possono essere considerate per evitare il gelo:

1. Predisposizione di sistemi di prevenzione del gelo come il sistema di riscaldamento idronico.
2. Estendere la fondazione come i pilastri sotto la linea del gelo.
3. Predisporre materiali di riempimento come la ghiaia intorno alla fondazione in modo da favorire il drenaggio dell’acqua.
4. Usare un manicotto per evitare che il ghiaccio faccia presa sul cemento.
5. Costruire un basamento che resista ai movimenti verso l’alto.
6. Per la costruzione di strade, sostituire il terreno sensibile al gelo a grana fine con un terreno granulare grosso.
7. Utilizzare l’interruttore capillare in modo da prevenire il movimento dell’acqua verso il fronte di congelamento e di conseguenza diminuire l’influenza del gelo.
8. Stabilizzare il terreno.