La torre Nord del castello di Compiano presentava importanti lesioni verticali causate dalle spinte orizzontali esercitate dalla cupola posta a livello dell’impalcato di sottotetto, in corrispondenza dei merli. L’intervento di miglioramento sismico è stato realizzato con la tecnica della ristilatura armata e la posa di trefoli in acciaio.
Splendida fortificazione con origine in un lontano IX secolo, il castello di Compiano si erge accanto ad un borgo omonimo in provincia di Parma nella nota Val di Tanaro. Proprietà differenti si susseguirono nel tempo e funzioni diverse furono ospitate nelle sue mura, da residenza a carcere fino all’attuale trasformazione in un resort e in un polo museale di proprietà del Comune.
A forma di quadrilatero irregolare, il castello si articola intorno ad un cortile interno ed è caratterizzato agli angoli da tre torri alla piacentina, una semicircolare, una quadrata e una a base circolare, che si ergono da alte mura di cinta in conci di pietra.
IL DISSESTO STRUTTURALE
La torre Nord del Castello, allo stato di fatto, presentava delle profonde lesioni sub-verticali che si sviluppavano per circa la metà della sua altezza. Tali lesioni erano dovute sia alle spinte orizzontali provocate dalla cupola posta a 3/4 dell’altezza della torre, sia alle deformazioni indotte da piccoli eventi sismici che si sono susseguiti negli anni.
La Torre Nord si sviluppa per un’altezza massima di circa 20,90 m ed è costituita da una muratura di pietre di grosse dimensioni e dalla forma irregolare, tenute insieme da una malta di scarsa resistenza. Lo spessore della parete è variabile lungo l’altezza della struttura: al piede ha una larghezza di 3,50 m che si rastrema a 2,00 m ad una quota di 5,0 m, per poi rimanere costante fino alla quota dei merli dove lo spessore è di circa 40 – 50 cm.
Dalle indagini endoscopiche e stratigrafiche condotte dal Laboratorio Geotecnico Emiliano, attraverso l’esecuzione di 6 carotaggi, è stato possibile verificare che le murature risultano omogenee per tutto lo spessore, tranne in alcune zone limitrofe alle fessure nelle quali è stata evidenziata la presenza di cavitazioni localizzate che si estendono per una profondità all’interno del paramento murario di 30–50 cm. Si ritiene che queste siano dovute alla deformazione dello strato corticale del paramento murario, causata dalle spinte orizzontali della cupola. A completamento dei carotaggi è stata condotta anche un’indagine termografica che ha confermato la presenza delle cavitazioni anche in altre zone del paramento murario.
INTERVENTO CON SISTEMA FIBRE NET
Il progetto di consolidamento strutturale ha previsto la ricostruzione parziale del paramento esterno della torre, e il miglioramento del comportamento sismico ai meccanismi di ribaltamento semplice e di flessione fuori piano, attraverso l’applicazione del SISTEMARETICOLA basato sulla tecnica Reticolatus.
Al fine di evitare il distacco di alcune porzioni di muratura, durante l’esecuzione dei lavori il progetto ha previsto di vincolare alla parete della Torre l’impalcatura mediante tubi innocenti.
Il sistema di rinforzo Reticola o della “ristilatura armata” prevede una scarnitura profonda dei giunti di malta (circa 6 cm) e l’inserimento al loro interno di una serie di trefoli in acciaio inox AISI 316 da 5 mm in diametro e infine la copertura degli elementi di rinforzo mediante un rabbocco di malta a base calce che permette di conservare la finitura “faccia vista” della muratura. Lungo il percorso i trefoli passano all’intero di alcuni connettori ad anello, sempre in acciaio inox AISI 306, il cui scopo è quello di garantire che i trefoli si mantengano in posizione durante l’operazione di tensionamento.
La scelta di utilizzare come materiale l’acciaio inossidabile e malte a base calce garantisce un’ottima compatibilità con la muratura originaria e la massima durabilità dell’intervento, aspetti importantissimi in presenza di murature storiche.
Per l’intervento è stata prevista la realizzazione di 4 cerchiature a diverse quote della torre, tramite l’applicazione di trefoli in numero pari a 3 per ogni corso di malta, per un totale di corsi di malta da 4 a 6 per ogni livello. L’ancoraggio di estremità è avvenuto mediante delle barre M16 in acciaio inox AISI 304, con golfare avvitato, redance e morsetti di bloccaggio del trefolo, ancorato alla pareti laterali con malta a base di calce idraulica naturale con resistenza a compressione minima pari a 12 MPa, fatta eccezione per il livello a quota inferiore, ancorato con barre M8 e apposita malta indicata precedentemente.
L’efficacia del sistema di ancoraggio è stata verificata mediante alcune prove di carico, appositamente progettate in fase preliminare, realizzate prima di procedere alla posa del rinforzo.
In seguito alle informazioni ricavate dalle indagini, si è considerata una lunghezza di ancoraggio pari a 1,5 m su uno spessore della muratura di 2,0 m.
PROVE DI CARICO SUGLI ANCORAGGI
I risultati ottenuti analiticamente sono stati verificati attraverso prove di carico in situ. È stata prevista la realizzazione di 6 campioni divisi in 3 configurazioni di prova.
Le prove sono state condotte dal Laboratorio Geotecnico Emiliano, in data 7 gennaio 2016, a seguito di una maturazione della malta di 30 giorni.
Per le prove sono stati utilizzati un martinetto cavo F.P.T. Mod CRM-20/160-FO, un manometro digitale AEP cod. SP CP 03 da 400 Bar e un’unità di pressurizzazione manuale da 700 Bar. Il sistema di contrasto è costituito da un telaio in acciaio.
Dai risultati ottenuti si è evinto che per lunghezze di ancoraggio di poco superiori a 8 volte il diametro del bulbo, si sviluppa un meccanismo di rottura conica, mentre per lunghezze superiori si riescono a raggiungere valori di carico pari alla resistenza a rottura per trazione di una barra M16 in classe 8.8. Confrontando i risultati ottenuti dalle prove di carico con quelli ricavati dalle espressioni analitiche si osserva che quest’ultime risultano molto conservative.
Dall’analisi dei risultati è stato deciso di ancorare le barre realizzando un bulbo da 80 mm in diametro e una lunghezza di 1500 mm.
CONSIDERAZIONI SULL’INTERVENTO DI RINFORZO
Data la tipologia di ammorsamento del paramento murario alle pareti di estremità e la presenza della fessura sub-verticale, il comportamento della torre a sviluppo circolare può essere associato a quello di un arco a tre cerniere. Allo stato precedente ai lavori la torre risultava essere in equilibrio rispetto ai carichi verticali applicati.
Come richiesto dal D.M. del 14 gennaio 2008 e dalla Circolare del C.S.LL.PP. n. 617 del 2 febbraio 2009 è stata valutata la resistenza della torre al meccanismo di ribaltamento semplice in condizione non rinforzata e ai meccanismi di ribaltamento semplice e flessione fuori dal piano in condizione rinforzata.
L’intervento eseguito consente di raggiungere una percentuale di miglioramento sismico, in termini di accelerazione, pari a 100 x 1,61 / 2,09 = 77%.
Data la presenza dell’elemento spingente qual è la volta, tra il secondo ed il terzo livello di tiranti, è stata verificata la resistenza al meccanismo di flessione orizzontale della parete in condizione rinforzata. Dallo studio del meccanismo si è ricavato grado di miglioramento sismico del 82 %.
SCHEDA CANTIERE
OGGETTO_Miglioramento sismico della Torre Nord del Castello di Compiano
COMMITTENTE_Comune di Compiano (PR), geom. Piero Bucci
PROGETTISTI_ing. Marino Carmelo, arch. Roberta Stancampiano
DIREZIONE LAVORI_ing. Marino Carmelo
RESPONSABILE INDAGINI_arch. Lucio Serpagli
COLLAUDATORE_ing. Giuseppe Stefanini
IMPRESA ESECUTRICE_Cooperativa Edile Artigiana Società Cooperativa
CONSULENTE_ing. Enrico Zanello
REALIZZAZIONE_2015-2016
SISTEMI FIBRE NET
> per RINFORZO DI MURATURE IN PIETRAME E LATERIZIO FACCIA A VISTA
SISTEMA RETICOLA: trefolo in Inox, connettore in Inox, accessori in Inox, malta da ristilatura
