Consolidamento dei dissesti a schiacciamento: diatoni artificiali e tirantini antiespulsivi

Un dissesto insidioso: lo schiacciamento delle murature portanti

Il dissesto a schiacciamento rappresenta uno dei meccanismi di collasso più gravi e pericolosi per gli edifici con murature portanti, soprattutto se antichi e/o realizzati con materiali e tecniche costruttive tradizionali.

Gravissimo dissesto murario a schiacciamento di una muratura portante. Foto arch. Matteuzzi

La sua pericolosità deriva soprattutto dalla sua insidiosità, perché, a differenza dei più consueti cedimenti del terreno di fondazione, nelle fasi iniziali le sue manifestazioni caratteristiche sono poco vistose e perciò difficili da rilevare perfino per un tecnico esperto.

Possibili lesioni e come risolverle

Spesso il dissesto viene dunque sottovalutato o passa addirittura inosservato, aggravandosi progressivamente fino ad arrivare, nei casi più gravi, a crolli totali o parziali dell’edificio.

Probabile lesione a schiacciamento in un muro di pietrame. Foto Pixabay

Tuttavia, è normalmente risolvibile con interventi locali di consolidamento, che a seconda dei casi possono consistere nella cerchiatura di pilastri e colonne o l’inserimento di diatoni artificiali nei maschi murari più lunghi.

Le cause del dissesto murario a schiacciamento

Il dissesto si produce quando i carichi verticali a cui è soggetto un elemento strutturale (colonna, pilastro o maschio murario) ne superano la resistenza a compressione.

Muro con paramenti non ingranati, vulnerabile allo schiacciamento. Foto arch. Matteuzzi

Ciò può avere varie cause derivanti da errori o caratteristiche costruttive dell’elemento (cause intrinseche), da modifiche o eventi successivi alla sua costruzione, o infine al degrado.

Errori, modifiche e degrado delle mura

La prima è normalmente più comune.

Lesione a schiacciamento in un pilastrino di mattoni. Foto arch. Matteuzzi

A loro volta, le cause intrinseche sono essenzialmente due: la presenza di pilastri o pareti portanti in muratura costituiti da due o tre paramenti poco ingranati, oppure l’eccessiva snellezza di colonne, pilastri o maschi murari.

Possibile lesione a schiacciamento in una parete di pietrame - Foto Pixabay

In tutti i casi, nel lungo periodo si ottiene una diminuzione della sezione resistente, con conseguente aumento proporzionale dei carichi verticali unitari.

Il fenomeno si verifica anche quando, in seguito al cedimento differenziale della colonna centrale di un porticato, i carichi verticali gravanti su essa si trasferiscono a quelle adiacenti.

Talvolta, il cedimento a schiacciamento è dovuto anche alla presenza di sforzi normali eccentrici, che creano configurazioni di carico decisamente asimmetriche, con alcune porzioni dell'elemento marggiormente sollecitate a compressione.

Probabile lesione a schiacciamento del piedritto di un arcone - Foto arch. Matteuzzi

Questo fatto si verifica sopratutto in presenza di carichi non uniformi, oppure a causa dei fuori-piombo di pilastri, colonne e maschi murari dovuti a smottamenti, cospicue perdite da acquedotti e fognature, o scosse sismiche tali da innescare un ribaltamento di facciata.

Caratteristiche del dissesto a schiacciamento

In tutti i casi, i sintomi caratteristici dello schiacciamento sono facilmente riconoscibili, sebbene assai meno appariscenti dei dissesti a taglio diagonale tipici dei cedimenti differenziali del terreno.

Nei pilastri o maschi murari di mattoni, pietrame o conci squadrati con paramenti poco ingranati, il dissesto si manifesta con uno spanciamento localizzato su entrambi i paramenti e una lesione perfettamente verticale lungo l'interfaccia degli stessi.

Probabili lesioni a schiacciamento. Foto arch. Matteuzzi

Tuttavia, si tratta di segnali quasi sempre poco vistosi, perché le murature raramente risultano visibili in sezione, se non in corrispondenza degli stipiti di porte e finestre, o dell'intradosso degli archi: questi sono dunque i punti migliori da osservare.

Dissesti avanzati e spanciamenti

Successivamente, con l'aggravarsi dello schiacciamento, lo spanciamento tende ad aumentare; mentre le lesioni si allungano moltiplicandosi.

Un dissesto avanzato presenta dunque un quadro fessurativo formato da numerose lesioni tendenzialmente verticali e parallele tra loro, che riguardano sia i giunti di malta che gli elementi costituivi (mattoni, conci o bozzetti lapidei) della muratura.

Reticolo di lesioni verticali, probabilmente a schiacciamento. Foto Getty Images

Nelle colonne e pilastri monolitici in pietra i sintomi caratteristici sono molto simili, ma lo spanciamento risulta assente o poco percepibile a occhio nudo.

Le lesioni tendono anche a formarsi in corrispondenza dei difetti del materiale come vene o impurità minerali, cavità, micro-fratture, piccoli fori, scheggiature e zone parzialmente esfoliate o disgregate.

Anche in questo caso occorre dunque esaminare soprattutto queste zone.

Schiacciamento asimmetrico di una colonna in marmo. Foto arch. Matteuzzi

Se infine lo sforzo normale è asimmetrico, le lesioni saranno leggermente convergenti, formando un cuneo di distacco facilmente riconoscibile.

Lo si nota molto bene ad esempio nella colonna di questa foto.

Il consolidamento dei maschi murari con i diatoni artificiali

Nei maschi murari il dissesto a schiacciamento è generalmente contrastato con l’inserimento di diatoni artificiali, cioè di elementi strutturali che attraversano l’intero spessore della muratura, allo scopo di ricucire e collegare i paramenti non ammorsati ed esercitare una certa azione di confinamento orizzontale.

In questo modo infatti si aumenta sensibilmente la resistenza a compressione della parete.

Cerchiatura tradizionale di una colonna. Foto arch. Matteuzzi

I diatoni tradizionali consistevano di conci di pietra o laterizi appositamente sagomati; mentre attualmente si preferiscono barre di acciaio inox o piccoli elementi di calcestruzzo armato.

Tirantini antiespulsivi

I tirantini antiespulsivi, in particolare, sono diatoni artificiali di dimensioni contenute e poco invasivi, particolarmente indicati per gli interventi di consolidamento e miglioramento sismico degli edifici storici.

Principio di funzionamento del sistema Diatonos di Bossong

Al riguardo, una delle soluzioni più efficaci attualmente disponibili è Diatonos di Bossong spa, basata su diatoni artificiali a espansione.

L’installazione prevede l’esecuzione preliminare di una serie di fori con disposizione e distanze strettamente correlate alle caratteristiche dell’intervento e all’entità del consolidamento richiesto; mentre il diametro, 40 mm, è prefissato.

I fori hanno inoltre uno svaso superficiale con diametro di 90 mm per formare una sorta di capochiave alle due estremità.

Ancoraggi GBos di Bossong per l'esecuzione di diatoni artificiali a espansione

Dopo un periodo di presa e maturazione, il lavoro viene completato dalla pretensione con una chiave dinamometrica delle barre e il loro serraggio definitivo.

Il consolidamento di colonne, pilastri e maschi murari snelli

Il metodo tradizionale per il consolidamento di colonne, pilastri e maschi murari snelli prevedeva invece l'inserimento di una o più cerchiature di ferro battuto fissate con la tecnica a caldo.

Sono molto efficaci nell'esercitare un deciso confinamento orizzontale della membratura strutturale, con conseguente aumento della sua resistenza a compressione.

Barre poltruse di Ruregold per il consolidamento strutturale

Si tratta un sistema tuttora molto diffuso, anche se attualmente si usano cerchiature di acciaio serrate da bulloni o placcaggi con nastri o tessuti di materiali compositi come la fibra di vetro o di carbonio.

Possibili alternative

Una possibile alternativa è però costituita dal confinamento con barre poltruse ad aderenza migliorata come il modello in fibra di vetro GBAR o quella in fibra di carbonio CBAR del brand Ruregold, marchio di Laterlite SpA, con un diametro nominale di soli 10 o 12 mm.

Consolidamento strutturale con inserimento di barre composite, by Ruregold

La loro installazione prevede varie fasi di lavoro.

Per prima cosa si realizzano i fori (con un diametro di 22-24 mm) necessari al loro inserimento con un trapano a velocità compatibile alla consistenza del materiale.



La profondità, l’inclinazione, la posizione e il passo dei fori sono invece definiti in base alle caratteristiche dell'elemento da consolidare, all'entità dei carichi di esercizio e ai requisiti prestazionali richiesti.