Consolidamento strutturale, ristrutturazione e restauro

La ristrutturazione e il restauro degli edifici comprende uno spettro molto ampio di attività: dalla semplice tinteggiatura fino a interventi di consolidamento strutturale veri e propri. Il consolidamento strutturale ha diversi gradi di complessità e, a seconda del tipo di lesione e di tipologia di edificio, può essere svolto secondo metodi e modalità differenti.

Che cosa si intende per consolidamento strutturale

Il consolidamento strutturale è l'operazione di restauro degli edifici che permette di ripristinarne le condizioni statiche ottimali, garantendone la sicurezza in esercizio. Il consolidamento strutturale permette quindi di recuperare e mettere in sicurezza edifici che hanno subito danni di varia natura, dall'inevitabile logorio del tempo a eventi sismici passando per il normale e corretto adeguamento statico di strutture che hanno necessità di essere rimaneggiate per esigenze funzionali nel corso della loro vita utile. I

l consolidamento strutturale interessa tutte le principali componenti dell'edificio, con particolare attenzione alle porzioni orizzontali, ossia le fondazioni e i solai che, per essere consolidati, richiedono un'attenta analisi non solo delle lezioni sul piano orizzontale ma anche della trasmissione dei carichi sui montanti. Un'attenta cura di solai e fondazioni permette un monitoraggio anche degli elementi verticali, pareti portanti, pilastri, setti portanti, così da avere un quadro completo delle reazioni a carico dell'intero sistema-edificio.

 

Consolidamento strutturale, ristrutturazione e restauro

Il consolidamento di fondazioni e solai: i tipi di lesione

In questo contesto ci occuperemo in maniera più specifica del consolidamento di solai e fondazioni, due degli interventi che più spesso ci si trova ad affrontare in ambito di consolidamento strutturale e restauro di edifici civili, storici e industriali.

Lesione è il termine tecnico con cui si individuano le crepe nei muri, condizione da non sottovalutare mai poiché sintomo di un disagio statico che può andare, a seconda della profondità e dell'andamento della lesione, da una fessurazione dell'intonaco - rischio pari a zero- a una lesione strutturale - rischio consistente-. Le fessurazioni si possono dividere nelle seguenti classi, riconducibili ad altrettante cause di dissesto:

  • esercizio strutturale
  • crisi strutturale
  • ritiro o viscosità dei materiali
  • dilatazioni negate per assenza di giunti adeguati
  • assorbimento differenziato di umidità
  • urti quali terremoti che inducono spinte e vibrazioni nelle diverse direzioni assiali
  • espansioni di elementi interni (ad esempio le barre di ferro nel calcestruzzo armato)
  • condizioni ambientali

E' importante saper valutare in maniera corretta la lesione poiché dalla valutazione dipende la progettazione del consolidamento strutturale. Infatti le lesioni possono necessitare di consolidamento strutturale complesso per cui è necessario impiantare un cantiere e quindi affidarsi alla consulenza di un progettista oppure, che si tratti consolidamento di fondazioni o consolidamento dei solai, possono risolversi come interventi di ordinaria manutenzione. In ogni caso la consulenza di un occhio esperto è da raccomandarsi.

Il consolidamento delle fondazioni: le principali tipologie di intervento

Come visto poco sopra, una delle cause di lesioni visibile anche nelle murature dipende dal dissesto delle fondazioni. Il consolidamento delle fondazioni è un intervento diffusissimo e molto richiesto che prevede l'impianto di un vero e proprio cantiere, sia che si tratti di interventi puntuali che di operazioni più vaste. Una delle cause che porta alla necessità di consolidamento delle fondazioni è il cedimento del terreno: un cantiere aperto nelle prossimità di casa che toglie acqua dallo scavo delle fondazioni è un esempio tipico di cedimento differenziato su fondazioni. Altra occasione in cui ci si trova a dover fare i conti con il consolidamento delle fondazioni è quando si decide di ristrutturare un casolare in campagna.

Le case in campagna, costruite principalmente tra fine '800 e inizi '900, seguivano pratiche costruttive rudimentali: si inizia a costruire quando si trova uno strato di terreno duro che regga il peso della casa. Approccio efficace, molte delle case delle campagne hanno retto terribili urti, ma di affidabilità variabile a seconda dell'esperienza del mastro costruttore di turno. Sicuramente non considerate a norma in base alle disposizioni odierne.

Nel caso di consolidamento di fondazioni che hanno subito un cedimento, una delle tipologie di intervento  più diffuse è la costipazione del terreno con micropali e iniezioni di resine espandenti che permettono di riportare in piano la costruzione riempiendo lo strato di terreno che è venuto meno. Questo tipo di consolidamento delle fondazioni deve essere seguito pedissequamente da una ditta specializzata che effettuerà monitoraggi costanti sulla muratura e sul livello di pressione da esercitare nel sottosuolo.

Nel caso delle vecchi costruzioni che non presentano fondamenta definibili tali, una delle modalità più diffuse è quello che in gergo viene definito "cuci-scuci": di taglia e di scava sotto una porzione di muratura e si fa una cordolatura in calcestruzzo armato, avendo cura di lasciare ferri liberi per poi passare alla porzione di muratura adiacente e riconnettersi alla struttura in calcestruzzo armato.

Un modus operandi che permette di non variare mai il piano di quota naturale dell'edificio e allo stesso tempo di consolidare in una maglia rigida la struttura anche perché, quasi sempre, a un'operazione di consolidamento delle fondazioni di questo tipo seguono operazioni di consolidamento strutturale più consistenti con iniezioni verticali di calce e inserzioni di tiranti che permettano di chiudere in una scatola strutturale vincolata in modo che possa reggere urti sismici e carichi di esercizio consistenti.

Il consolidamento dei solai: le tipologie di intervento

Quando ci si appresta al consolidamento strutturale, le tipologie di edificio su cui solitamente si interviene sono: edifici con sistemi strutturali in cemento armato ed edifici con sistemi strutturali tradizionali, ossia muratura, calcestruzzo e legno. Il cemento armato prevede un consolidamento strutturale che renda coesa parte plastica ( calcestruzzo) ed elastica (ferri) e particolare attenzione meritano i giunti tra elementi verticali -pilastri- e solai. Il consolidamento strutturale del calcestruzzo è una vera e propria disciplina scientifica e per questo è sempre necessario rivolgersi a professionisti che facciano i debiti calcoli strutturali per accertarsi che la sicurezza del lavoro finale sia garantita. Il patrimonio italiano mostra una vasta gamma di soluzioni di partizione orizzontale, tra le tipologie di solaio maggiormente utilizzate troviamo:

  • solai in legno
  • solai in acciaio
  • solai in laterocemento
  • solai prefabbricati
  • solai in calcestruzzo armato
  • solai ad arco e volta

Tra le tipologie di solaio più diffuse nelle costruzioni storiche, troviamo i solai in legno che sono una delle tipologie più elementari di partizione orizzontale. Le altre tipologie di solaio sono sistemi statici dinamici complessi, che necessitano di un preciso e accurato calcolo ingegneristico per verificarne il miglio approccio al restauro. Il consolidamento dei solai in legno è un campo di studi e applicazioni molto interessanti poiché ci riporta a temi statici antichi, quelli dei primi materiali da costruzione: la combinazione di pietra e legno e le loro reciproche interazioni e scambi di forze.

Il consolidamento dei solai in legno passa per la conoscenza del suo basilare sistema costruttivo: una trama di travi portanti a sezione quadrata o circolare (nei casi di edilizia più povera) su cui poggia in maniera ortogonale un secondo strato di travetti che fungono a loro volta da appoggio a elementi in laterizio (tavelle o pianelle) oppure, nei casi più poveri e rustici, un incannucciato, su cui viene poi gettato un massetto di allettamento. I solai in legno sono tra i primi ad essere usati per erigere edifici multipiano, sia per la facilità di connessione sia per la loro leggerezza.

Facile intuire che la loro diffusione è stata ed è tuttora decisamente cospicua. Per questo è importante saper fare un corretto consolidamento dei solai in legno che, spesso necessitano di adeguamenti strutturali poiché originariamente progettati per sorreggere carichi modesti. Gli interventi di consolidamento di solai in legno prevedono la formazione di una nuova soletta in calcestruzzo, opportunamente armata e interconnessa alle travi, cosicché la struttura possa reggere carichi più consistenti.

Questa operazione di consolidamento dei solai in legno passa per l'utilizzo di specifici connettori che possono essere fissati alla trave di legno o sopra l'assito. Il connettore verrà poi affogato dal getto in calcestruzzo (spesso almeno 5 cm) che, contenendo connettore e relativa rete elettrosaldata, permetterà di ottenere una soletta collaborante e altamente resistente. I connettori vanno posti piuttosto vicini l'uno all'altro, l'esatta distanza è determinata da uno specifico calcolo.

Ristrutturazione e consolidamento edificio

Il consolidamento strutturale e le nuove tecnologie

Il consolidamento strutturale, come è giusto che sia, segue il mood dell'architettura e per questo ci troviamo sempre più sesso a parlare di restauro ecosostenibile. L'ecosostenibilità non è solo connessa all'ambito del rispetto della natura, ma, anzi, è un concetto che si propaga in ogni ambito lavorativo poiché pone l'accento sui processi di lavorazione. In questo caso l'edilizia storica è un importante laboratorio per lo studio di nuovi sistemi di consolidamento strutturale che prevedano il rispetto dei sistemi costruttivi propri dell'edificio storico su cui si interviene, integrandoli con lo studio di materiali tecnologici che ben si integrino con quelli preesistenti.

E' il caso degli interventi su porzioni di calcestruzzo armato. Il calcestruzzo armato è un esempio tipico di consolidamento strutturale su cui ragionare poiché è un sistema costruttivo relativamente nuovo ( si diffonde dagli inizio del '900) e le operazioni di restauro compiute negli scorsi decenni hanno dato risultati non troppo soddisfacenti.

Il problema sostanziale degli approcci al consolidamento strutturale del calcestruzzo è stato reputarlo un materiale perfettamente finito, senza stabilizzazioni oltre il sistema di posa. Si sono quindi usati materiali anti-traspiranti che hanno inficiato le qualità meccaniche della componente plastica con risultati non congrui alle aspettative. Il nuovo approccio prevede l'esternalizzazione degli interventi: si dona nuova coesione alla muratura mediante fasciature esterne superaderenti.

L'aderenza ottimale è data dall'impiego di reti in maglia d'acciaio super resistenti cui si integrano calci e malte ad aderenza migliorata. Un risultato che permette un consolidamento strutturale ottimale e un naturale deflusso delle variazioni di umidità della struttura originaria grazie all'impiego di malte e materiali naturali e traspiranti.

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