CONSOLIDARE CONSOLIDARE LE MURALE MURATURETURE Giacomo Cusmano

Iniezioni,cuciture armate,cerchiature.Ma prima di scegliere la tecnica occorre indivi-duare lo schema portante delle murature, rilevare il quadro fessurativo e valutare lecause.Le tipologie di intervento, i materiali e alcuni suggerimenti per il cantiere.

Tecniche & ProdottoRECUPERO

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Prima di affrontare la ristrutturazione di uno stabilefatiscente, uno dei principali quesiti che ogni ope-ratore edile si pone in fase di rilievo riguarda la ca-

pacità portante delle murature d’ambito.Queste devono infatti sostenere in maniera adeguata sia

i carichi esistenti, sia quelli futuri a ristrutturazione avve-nuta, in genere superiori.

Al di là di una semplice verifica geometrica con ana-lisi numerica a compressione semplice (“muro grosso - murosnello”,“mattoni pieni - mattoni semipieni”,“un piano - tre

piani di carico”, ecc…) appare evidente che la presenzadi fessure esistenti, soprattutto se passanti, rappresenta ilprimo segnale di allarme.

L’approccio di analisi deve dunque passare attraver-so una procedura che preveda nell’ordine:• il rilievo delle caratteristiche dell’edificio, con l’indi-viduazione dello schema portante e delle pareti princi-palmente caricate;• l’individuazione di particolari condizioni al contorno, cri-tiche per l’ossatura verticale dell’edificio, come ad esem-pio variazioni di acqua di falda nel terreno, scavi adiacen-ti recenti e così via;• il rilievo del quadro fessurativo di ogni parete e lavisione complessiva delle fessure su tutto l’edificio, per valu-tare eventuali fenomeni di degrado globali;• una diagnosi strutturale delle possibili cause delle fessure;• la valutazione di possibili accorgimenti tecnici per eli-minare le cause sollecitanti l’edificio;• la valutazione ed il confronto di possibili tecnologie alter-native di ripristino.

In tale direzione si evidenzia che più volte la crisi diuna muratura con formazione di lesioni non è da impu-tare ad un’insufficiente capacità portante, bensì a movimenti“impropri” imposti da cedimenti delle fondazioni o da spin-te provenienti da volte o tetti superiori mal equilibrati. Ininterventi di recupero, inutile può rilevarsi un consolida-mento di opere verticali come le pareti in muratura se nonsi eliminano dapprima le cause che hanno determinato ildegrado esistente al momento del recupero edile o se nonsi ha la certezza che il fenomeno deteriorante è definiti-vamente cessato.

Premesso questo, nell’ipotesi di aver già provvedu-to ad eliminare le cause di sollecitazioni improprie ed ecces-sive, ci si pone la domanda su come poter rendere sicu-re e adeguate ai nuovi carichi le pareti esistenti.

La risposta a tale quesito passa attraverso un’ulterioredomanda: “Quali sono gli obiettivi da raggiungere?”.

Le tecnologie di intervento, in tal senso, si possonoinquadrare in tre categorie, anche se non è raro riuscirecon un unico prodotto a raggiungere più obiettivi.

Tecnologie che danno una nuova consistenza allestrutture

In edifici storici è facile imbattersi in murature ver-ticali che sono sì di ampio spessore, ma che anche alla per-sona “non tecnica” mostrano dubbia capacità portante, inquanto la malta che lega i mattoni è dilavata oppure man-cano addirittura porzioni di corsi.

Non è poi raro imbattersi in murature che più checomposte da mattoni appaiono sotto forma di un mix omo-geneo (o a strati separati) di sassi, sabbia, cocci e ogni tantodi mattoni veri e propri.

Nei secoli passati, soprattutto per opere di minoreimportanza come edifici di civile abitazione, ma non solo,i maestri manovali impiegavano materiale tipico del luogodi costruzione che non richiedeva rilevanti trasporti,ampliando le dimensioni del muro per ottenere unabuona capacità portante piuttosto che ricercando mate-riale di qualità.

In tali condizioni di rilievo a poco serve una valuta-zione sulla carta della capacità portante, con verifica a sem-plice compressione (s=N/A <samm), in quanto è lecito ildubbio su quale sia lo sforzo massimo ammissibile in detticasi. Il risultato numerico è sì un riferimento, ma va presosolo come tale e non come un valore assoluto. In questicasi occorre avere piuttosto senso fisico, verificando chetutti gli elementi siano ben connessi tra di loro e che ogniforza sia opportunamente contrastata. Le ampie dimen-sioni dell’elemento portante aiutano gli addetti ai lavori,ma in fase di rilievo preventivo non bisogna farsi trarre ininganno: sono infatti citabili numerosi casi in cui ampie colon-ne murarie o ampi setti manifestano fessure da schiacciamentopreannunciando una crisi. Come mai? Attenzione ai cosid-detti “muri a sacco”: proprio per il discorso precedente-mente citato, dove nei secoli passati vi era difficoltà aprocurarsi nei cantieri materiali di buona qualità a bassocosto, e quindi si realizzavano più volte setti portanti di ampiospessore con struttura a “sandwich”: mattoni buoni sui duefianchi e nel mezzo un riempimento di “scarti di cantie-

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Riempimentodi scarti, pietree malta

Blochhi in mattonisui fianchi

Esempio di muratura a sacco.

re” (cocci in generale) con un po’ di malta legante. E’ evi-dente che da un punto di vista strutturale la parete cosìcomposta ha sì inerzia, ma una limitata resistenza (lo sfor-zo effettivo nella parte portante di mattoni è maggioredel rapporto tra forza di compressione e area dellaparete seffettivo>N/A). Se l’obiettivo è dunque quello di rida-re consistenza all’elemento murario si può intervenireattraverso diversi metodi.

Iniezioni nella parete muraria di apposita boiaccaAl fine di saturare le cavità interne; dopo aver effet-

tuato dei fori (diametro 20-40 mm, passo 50-60 cm)nella parete con attrezzi a perforazione (senza percussione,dunque), previa altresì pulizia con lavaggio ad acqua pertogliere polveri, si procede a iniettare nel muro della boiac-ca. Le operazioni iniziano nella fila di perforazioni piùbassa e procedono poi sino a che lentamente la stessa nonincomincia a fuoriuscire dai fori della fila superiore. Quan-do ciò avviene la boiacca ha saturato le cavità della partebassa del setto o pilastro murario e, dopo aver sigillato ifori della fila inferiore si può ripetere l’operazione di inie-zione nella fila superiore, osservando ciò che avviene inquella a questa successiva.

Tra i diversi prodotti di iniezione esistenti in commercio,fondamentale è la scelta di una boiacca compatibile conle caratteristiche fisico-chimiche della muratura (che varia-no da cantiere a cantiere); quindi sulla scheda tecnica diprodotto vanno verificate:•la resistenza ai sali della muratura;•la dilatazione termica comparabile;

•il comportamento non gelivo del prodotto;•il modulo di elasticità pari a circa quello della muratura;•un’adeguata fluidità per penetrare tra le cavità e saturarle;•la non presenza di fenomeni di eccessivo ritiro.

Indipendentemente dal prodotto impiegato vi è il pro-blema di garantire in maniera scientifica il risultato; in talsenso è consigliabile operare attraverso delle prove di inda-gine sonica da effettuare prima e dopo l’intervento, cosìda poter comparare i risultati (la velocità degli ultrasuo-ni emessi dagli strumenti dipende dalla densità del mate-riale incontrato, ragion per cui la percentuale di vuotirimasti nella parete è facilmente determinabile con provesonore). In alternativa, è possibile prelevare a campionedei carotaggi di parete da sottoporre a prove di compressionein laboratorio (anche se si evidenzia che per un discorsostatistico si dovrebbe operare con carotaggi in più punti).Le operazioni di iniezione “sporcano” le superfici della pare-te trattata e quindi è evidente che al seguire di tale inter-vento diventa pressoché necessario intonacare la stessa.

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Fori di iniezione di appositaboiacca

Passo 50-60 cm

Muratura

2° fase delle operazionidi iniezione (fila diperforazioni superiore)

1° fase delle operazionidi iniezione (fila diperforazioni inferiore)

Pompa per iniezione

Fuoriuscitadell’iniezionedal foro superiore

Iniezione di appositaboiacca

Iniezione della resina all’internodella perforazione

Resina iniettata: il prodotto è generalmente a rapidoindurimento, la barra filettata deve essere infilata nelgiro di un minuto

Barra filettata in acciaio inossidabile; l’immissione deveavvenire roteando la barra sul proprio asse, per favorirel’adesione omogenea del prodotto iniettato

REALIZZAZIONE DI CUCITURE ARMATE

A lato, consolidamento dellemurature mediante iniezioni.

Cuciture armate per collegare i diversi corsi di mattoni

La struttura in mattoni appare disconnessa con pic-coli moduli di mattoni leggermente mossi; per ripristina-re la continuità strutturale, puntando così verso un com-portamento d’insieme (come era negli intenti dei progettistioriginali) si può optare per operazioni di cucitura median-te incroci di barre filettate a formare un reticolo. Loscopo è quello di ottenere l’equivalente di una “muratu-ra armata”. La sequenza di operazioni per ogni singola barraprevede dapprima la formazione di una perforazione (deldiametro di circa 30 mm nei casi ordinari) cui segue l’iniezionedi apposita resina o malta espansiva; nell’immediato siprocede con l’inserimento nella perforazione di un’ar-matura (ordine di grandezza Ø12), avendo cura di far rotea-re la barra intorno al suo asse per consentire una perfettadistribuzione della resina attorno alla barra.

A questo punto si ripete l’operazione eseguendo un’al-tra perforazione; si evidenzia che le cuciture devono esse-re il più incrociate possibile, così da consentire alla strut-tura di distribuire eventuali sforzi concentrati su alcuni corsidi mattoni. La tecnica delle cuciture armate può essere impie-gata sia per volte che per pilastri o setti.

Tale tecnica è di valida applicazione nei casi in cui siintenda legare tra di loro setti murari ortogonali, comeil caso di una facciata che tende a staccarsi roteando dallepareti principali ortogonali della costruzione. In caso dievento sismico le cuciture armate riducono notevol-mente il rischio di crolli improvvisi con rotazioni di inte-ri blocchi, per l’appunto.

Contropareti in cls armatoPer consolidare un muro sono anche proponibili solu-

zioni drastiche che prevedano la formazione di contropa-reti interne ed esterne in calcestruzzo armato. La parete esi-stente viene confinata all’interno di un sandwich armato equindi in un certo senso si viene ad ottenere l’equivalentedi un muro a sacco, dove questa volta la parte interna è rap-presentata dalla parete originale in mattoni.

Affinché le due contropareti svolgano il proprioruolo di contenitore che impedisce lo spanciamento dellaparete è necessario che le armature delle due paretisiano preventivamente collegate mediante delle armatu-re ortogonali; dapprima occorre quindi eseguire delleperforazioni della parete con inserimento di barre dota-te di relativo uncino di collegamento (ottenuto piegandol’estremità della barra).

E’ bene sottolineare che tale soluzione tecnologi-ca è estremamente drastica, perché il muro viene com-pletamente sigillato e diventa praticamente improponi-bile ogni riconversione futura. Per tale motivo molteSoprintendenze cercano di evitare tale tecnica negli edi-fici importanti, e quindi si suggerisce di proporla solo comeultima possibilità.

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Muratura

Perforazione Ø 30 mm

Barra filettata

Riempimento diresina o maltaespansiva

Muratura di facciata Barra filettata

Riempimento di resinao malta espansiva

1° fila di cuciture armate

Parete principale

2° fila sfalsata di cuciturearmate

Muratura di facciata Barra filettata Riempimento di resina

o malta espansiva

1° fila di cuciturearmate

Parete interna

2° fila dicuciturearmate

A sinistra,consolidamento

mediante cuciture coninserimento di barre

filettate.

Negli schemi esempidi consolidamento concuciture incrociate nei

punti critici comeangoli e innesti di

murature trasversali.

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Operazioni di cuci e scuci della parete, per richiude-re fessure murarie

Dopo aver eliminato le cause che hanno comporta-to dissesti strutturali nella costruzione si può procedere conl’eliminazione delle lesioni formatesi mediante sostituzionedei mattoni rotti dalla fessura con dei nuovi mattoni (omeglio: è sempre preferibile impiegare mattoni di pressochéindentica data e caratteristiche,presi da altre parti meno nobi-li della costruzione o da “avanzi” buoni di altri cantieri). In sin-tesi la fessura scompare perché rimossi i mattoni lesionaticon un’operazione “certosina”,a mano,di “scucitura”(eliminazioneprovvisoria mattoni) e “cucitura” (messa in opera di nuovipezzi); in tale direzione è importante incastonare i nuovi mat-toni con malta, quasi forzando l’operazione, così da riempi-re per bene ogni vuoto.

Tecnologie che aumentano la capacità portante del-l’esistente murario

Premesso che alcune delle tecnologie sopra presentateoltre a ridare consistenza al nucleo portante possono, seben impostate, aumentarne anche la capacità portante.Vi sono situazioni in cui è palese, causa aumento di cari-co in progetto, dover rinforzare la struttura verticale. Ilproblema si presenta in particolar modo per pilastri e colon-ne di muratura, ma anche per opere in calcestruzzoarmato. La soluzione prevalente è quella di cerchiare il com-ponente esistente così da contenerne gli spanciamenti late-rali (l’aumento di resistenza avviene in quanto, come dateoria scientifica dei “cerchi di Mohr” si riducono sul dia-gramma degli sforzi le dimensioni dei cerchi di sforzo; inmaniera intuitiva si può spiegare che un pilastro schiac-ciato dal carico tende ad aprirsi sui fianchi formandodelle fessure parallele verticali; se dunque si realizzano attor-no al pilastro delle cinture sufficientemente rigide si

Pilastro quadrato

Saldaturain opera

Collarimetallici

Cerchiaturametallica

Colonna tondalesionata

Voltemurarie

Colonnatondalesionata

Saldaturain opera

Profili verticaliad “L” di rinforzo spigoli

tende ad impedire tale movimento e dunque il pilastroresiste al carico in eccesso).

Le opere di cerchiatura possono avvenire attraver-so le seguenti categorie di prodotti.

Collari metalliciSi realizzano l’equivalente di staffe metalliche median-

te dei collari saldati in opera o imbullonati nelle estremità.Per una colonna tonda ciò è sufficiente. Nel caso di pilastriquadrati o rettangolari, al fine di non creare concentrazio-ni di sforzi negli spigoli è sempre meglio predisporre negliangoli dei profili verticali ad L (tipo paraspigoli) prima di posi-zionare i collari.

Nella foto esem-pio di muraturamista, mattoni,pietre, ciottoli.

Nel disegno adestra,consolidamentodi pilastri concerchiaturemetalliche.In basso,cerchiature dicolonne.

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Fasciature di tessuti a base di fibra di carbonioIl materiale base ha ottime prestazioni per sollecita-

zioni di trazione, come d’altronde si ritrovano sottopostele cerchiature. Si può optare per due soluzioni: rivesten-do la colonna esistente con una o più cerchiature elicoi-dali di fasce di ridotte dimensioni (bandelle di 10 cm dilato) oppure rivestendo completamente l’opera con verie propri tessuti con fibra bidirezionale. È evidente che lacerchiatura con fibra di carbonio, permotivi estetici, richieda poi un rive-stimento di intonaco sulla colon-na, mentre le cerchiature metal-liche sono spesso accettateanche a vista. Il collegamentodel materiale aggiunto di fibra conl’esistente avviene mediante la pre-ventiva (e seguente se occorre)stesura di resina epossidica.

Tiranti metallici a formarequadrati chiusi

Se anziché di colonne si staparlando di torri campanarie o diinteri edifici ecco che le cerchia-ture metalliche si traducono, inmaniera più adatta ai casi inesame, in veri e propri tiranti(esterni o interni alla costruzione).I tiranti sono sempre quattro sullostesso asse, perché in analogomodo a quello che avveniva peri pilastri devono confinare l’ele-mento murario. I tiranti possonoessere messi in tiro e quindi si èin grado di aumentare l’effettodi schiacciamento laterale; ovvia-mente fondamentale appare laprogettazione di apposite piastre sulla testa dei tiranti perevitare effetti locali di punzonamento dei mattoni.

Tecnologie che alterano lo schema funzionalePer esigenze architettoniche non è raro, in interventi di

ristrutturazione, dover aprire dei varchi all’interno di paretiportanti pluripiano. Premesso che ogni intervento di questotipo, soprattutto in edifici di pregio, deve avvenire solo dopoattente riflessioni progettuali si può optare mediante coppiedi putrelle a formare architravi portanti: l’apertura di un muroportante avviene in due fasi. Dopo aver creato una breccia

parziale su metà muro si inserisce una prima putrella; il con-trasto tra putrella e parete deve avvenire mediante della maltaespansiva. Dopo aver consentito la maturazione della maltaespansiva si può ora provvedere a demolire la rimanente por-zione di muro e a inserire la seconda putrella. Le due putrel-le vengono generalmente collegate mediante delle chiavar-de (barre orizzontali) a passo più o meno di 75 cm, così daconsentire un definitivo comportamento d’insieme. Duran-

te le operazioni di indebolimentodel muro il carico presente vienesostenuto dalla porzione di murorimanente e poi dalla primaputrella (in questa fase non esistonoi carichi accidentali). In taluni casi,modificando lo schema strutturale,più volte si decide di inserire unnuovo pilastro portante in muratu-ra sotto travi esistenti: l’operazioneè semplice,a patto di rispettare dueavvertenze. In primo luogo è evi-dente che il nuovo pilastro centraletenderà a portarsi un carico rile-vante e quindi dapprima andran-no svolte verifiche di carico, conparticolare attenzione a fenome-ni di instabilità (soprattutto neilocali al piano terra, generalmen-te ad ampia altezza); ovviamentebisogna aver l’accortezza di nonfar sorgere il nuovo pilastro sem-plicemente sul pavimento esi-stente, ma occorre prevedereun’apposita fondazione sotto ilmedesimo. In secondo luogo fon-damentale è la realizzazione diun contrasto in sommità con l’e-

sistente,per una reale collaborazione.Il contrasto può avvenire mediante malta espansiva, cunei dimateriale resistente e non deteriorabile e, nei casi più impor-tanti, si può ottenere con l’ausilio di un martinetto.

Di volta in volta, le diverse tecniche presentate, quiovviamente in maniera riassuntiva, sono tra di loro comple-mentari e attuabili in diverse parti dell’edificio, anche se ogniintervento pratico deve sempre essere accompagnato da unavalutazione preventiva a tavolino dei problemi risolti e, nonva dimenticato, l’individuazione delle possibili “criticità” che lostesso può causare in futuro.

Muratura portante superiore pluripiano

Chiavarde di collegamento passo 75-100 cm

Putrella n. 1

Putrella n. 1

REALIZZAZIONE DI APERTUREIN MURATURE PORTANTI

Putrella n. 2

Putrella n. 2 Appoggio incastrato nel setto rimanente