Consolidamento delle volte in muratura mediante cappa armata

Dopo aver visto il funzionamento, l’analisi delle lesioni e i cedimenti delle imposte di archi e volte in muratura oggi vediamo un metodo di consolidamento delle volte mediante la creazione di una controvolta estradossale in cemento armato.

stratigrafia dell'intervento con cappa armata

Questo intervento, frequentemente adottato negli ultimi decenni, consiste nel collegare la volta esistente ad una controvolta estradossale in calcestruzzo armato. Si viene a creare in questo modo una nuova struttura resistente che collabora con quella sottostante comportandosi come una nuova volta di spessore maggiorato.

Queste due strutture, quella antica e quella nuova, vengono così a lavorare in parallelo, ma la differente rigidità della cappa in calcestruzzo armato la porta usualmente ad assumersi una percentuale maggiore del carico accidentale agente sulla struttura. Tra i vantaggi del metodo va ricordato il fatto che l’estradosso della volta riesce, nella fase di parzializzazione pre-collasso della sezione, ad assorbire anche sforzi di trazione, grazie all’armatura metallica della cappa. Ancora tra i vantaggi la funzione di cucitura della muratura in direzione trasversale, soprattutto se l’accoppiamento muratura-calcestruzzo viene favorito da connettori metallici. Tra gli svantaggi, oltre alla menzionata invasività che rende irraggiungibile l’estradosso a future ispezioni, l’incremento non trascurabile delle masse in gioco, cui va posta attenzione in zona sismica, e le potenziali interazioni negative tra muratura calcestruzzo in termini di percolazioni, filtrazione di sali, ecc.

Gli errori del passato

Tra gli errori più praticati in passato va annoverato sicuramente l’eccessivo spessore della cappa in cemento armato che porta ad una rigidezza eccessiva della stessa con conseguente scarico della volta in laterizio. Un altro errore ricorrente è l’aumento delle masse in gioco con conseguente stravolgimento della situazione di carico. Oggi invece si tendono a realizzare cappe in cemento molto sottili (4-8 cm) che collaborano con la vecchia struttura senza sostituirsi ad essa.

una cappa armata eccessivamente rigida può portare allo scarico della volta

Spesso si utilizzavano dei connettori per collegare la cappa in cemento alla vecchia volta in laterizio, questo metodo è, a mio avviso, troppo invasivo, e può portare ad accumuli locali di tensione che possono portare a rotture locali.

Intervento con connettori.

Le fasi dell’intervento

• Puntellamento: il puntellamento deve avere una base di appoggio di tutto il sistema dal quale si dipartono dei ritti che sostengono la centina, cioè un sistema reticolare il cui profilo ha la forma della volta da sostenere.
• Rimozione dei pavimenti e dei rinfianchi: dopo aver rimosso i pavimenti ed il sottostante massetto si procede rimuovendo il rinfianco in modo uniforme ed a mano, evitando le vibrazioni provocate dai martelli pneumatici. La rimozione uniforme del rinfianco evita l’effetto negativo che si verrebbe a generare con un’asportazione asimmetrica dei materiali. Una volta asportato tutto il materiale si procede ad un accurata pulitura mediante soffiatura e lavaggio dell'estradosso della volte sino alla completa messa a nudo dei conci.
• Realizzazione cappa: formazione di idonei fori nelle murature perimetrali, da realizzare con perforazioni del diametro di mm 36, ad interasse non superiore a 50 cm, armate con tondini di acciaio del diametro di mm 10/12, debitamente ancorati mediante colla epossidica. Formazione dell'armatura della cappa con rete elettrosaldata del diametro massimo di mm 6 (meglio 3/4) a maglie di cm 10 x 10 (o con maglie più strette e diametri minori) in acciaio zincato, opportunamente fissata ai collegamenti con i muri perimetrali mediante legatura con filo di ferro o mediante saldature, stesa dello strato di colla epossidica di interfaccia tra la volta in laterizio ed il nuovo getto (preferita ai connettori per evitare concentrazioni di tensioni sulla volta), e getto della cappa di cemento fibrorinforzato o strutturale alleggerito tipo Leca1400 dello spessore di 4-5 cm.
• Getto rinfianchi: una volta terminata la fase di indurimento della cappa si esegue il ripristino dei rinfianchi in materiale cellulare alleggerito. I prodotti in argilla espansa grazie alla loro leggerezza sono i più idonei per questo tipo di applicazioni.
• (eventuale) soletta: formazione di idonei fori nelle murature perimetrali, da realizzare con perforazioni del diametro di mm 36, ad interasse non superiore a 50 cm, armate con tondini di acciaio del diametro di mm 10/12, debitamente ancorati mediante colla epossidica. Formazione dell'armatura della soletta con rete elettrosaldata del diametro di mm 8 (eventualmente più piccolo) a maglie di cm 15 x 15, opportunamente fissata agli agganci predisposti mediante saldature o legature. Getto della soletta di spessore cm.5.

Esempio di intervento: pianta

Esempio di intervento: sezione

Ovviamente essistono varie idee e soluzioni, questa è quella che preferisco. Avete suggerimenti, critiche o altri metodi validi da proporre?

A presto, Braian.




Riferimenti:

i disegni dell’intervento sono ad opera del mio amico e collega Geom. Francesco Mearelli