D.P.C.M. 12/10/2007

4.1.6 Il rilievo materico costruttivo e lo stato di conservazione Il rilievo materico costruttivo deve permettere di individuare completamente l’organismo resistente della fabbrica, tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi. Tale riconoscimento richiede l’acquisizione di informazioni spesso nascoste (sotto intonaco, dietro a controssoffitti, ecc.), che può essere eseguita grazie a tecniche di indagine non distruttive di tipo indiretto (termografia, georadar, tomografia sonica, ecc.) o ispezioni dirette debolmente distruttive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi, ecc.). Un aspetto rilevante è la scelta del numero, della tipologia e della localizzazione delle prove da effettuare. Per una corretta conoscenza esse dovrebbero essere adottate in modo diffuso, ma per il loro eventuale impatto e per motivazioni economiche, esse andranno impiegate solo se ben motivate, ovvero se utili nella valutazione e nel progetto dell’intervento. Al fine di limitare al massimo l’impatto di queste indagini, oltre alla conoscenza delle vicende costruttive del manufatto in esame, è fondamentale avere un’approfondita consapevolezza delle caratteristiche costruttive dei manufatti nell’area e nei diversi periodi storici, in modo tale da poter fare ricorso a caratteristiche desumibili dalla regola dell’arte. Speciale attenzione dovrà essere riservata alla valutazione della qualità muraria, includendo le caratteristiche geometriche e materiche dei singoli componenti, oltre che le modalità di assemblaggio. Di particolare importanza risulta essere: . la presenza di elementi trasversali (denominati diatoni), di collegamento tra i paramenti murari; la forma, tipologia e dimensione degli elementi; . il riconoscimento di una disposizione regolare e pressoché orizzontale dei corsi (o, in alternativa, la presenza di listature a passo regolare); . la buona tessitura, ottenuta tramite l’ingranamento degli elementi (numero ed estensione dei contatti, presenza di scaglie) ed il regolare sfalsamento dei giunti; . la natura delle malte ed il loro stato di conservazione. Considerata la notevole varietà di materiali e tecniche, sia a livello geografico che storico, è utile definire regole dell’arte locali cui fare riferimento per il giudizio di qualità di una muratura. La lettura di uno schema strutturale di funzionamento della fabbrica necessita di una conoscenza dei dettagli costruttivi e delle caratteristiche di collegamento tra i diversi elementi: . tipologia della muratura (in mattoni, in pietra – squadrata, sbozzata, a spacco, ciottoli - o mista; a paramento unico, a due o più paramenti) e caratteristiche costruttive (tessitura regolare o irregolare; con o senza collegamenti trasversali, ecc..); 9 Lista dei principali cataloghi sismici per il territorio italiano: . Postpischl D. (1985), Catalogo dei terremoti italiani dall'anno 1000 al 1980, Progetto Finalizzato Geodinamica (PFG) del C.N.R. . Camassi R. e Stucchi M. (1997), NT4.1 - Un catalogo parametrico di terremoti di area italiana al di sopra della soglia del danno, Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT), http://emidius.mi.ingv.it/NT/. . Monachesi G. e Stucchi M. (1997), DOM4.1 - un database di osservazioni macrosismiche di terremoti di area italiana al di sopra della soglia del danno, GNDT, Milano-Macerata, http://emidius.mi.ingv.it/DOM/home.html . Boschi E. et al. (1997), CFTI - Catalogo dei forti terremoti in Italia (Versione 2 - dal 461 a.C. al 1990), Istituto Nazionale di Geofisica (ING) / SGA storia geofisica ambiente (Bologna), http://storing.ingv.it/cft/. . Istituto Nazionale di Geofisica (ING) / Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT) / Storia Geofisica Ambiente (SGA) / Servizio Sismico Nazionale (SSN), CPTI - Catalogo parametrico dei terremoti italiani, Edizione 1999 . Gruppo di Lavoro per la redazione della mappa di pericolosità sismica (Ordinanza PCM 3274/03), Catalogo dei terremoti CPTI2, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), 2004. . .. . qualità del collegamento tra orizzontamenti (solai, volte e coperture) e pareti, con rilievo dell’eventuale presenza di cordoli di piano o di altri dispositivi di collegamento (catene, ecc.); . elementi di discontinuità determinati da cavedi, canne fumarie etc. . tipologia degli orizzontamenti (solai, volte, coperture), con particolare riferimento alla loro rigidezza nel piano; . tipologia ed efficienza degli architravi al di sopra delle aperture; . presenza di elementi strutturalmente efficienti atti ad equilibrare le spinte eventualmente presenti; . presenza di elementi, anche non strutturali, ad elevata vulnerabilità. I risultati del rilievo materico costruttivo potranno essere articolati mediante la realizzazione di moduli schedografici (modulo D in Allegato A), atti a descrivere i singoli elementi ed il relativo stato di conservazione. Il modulo schedografico si arricchirà delle informazioni sui rapporti tra elementi e, nel caso di aggregato urbano, delle relazioni con gli edifici contermini.

4.1.7 La caratterizzazione meccanica dei materiali Il rilievo visivo ed alcune indagini possono consentire di giungere ad una buona conoscenza e ad un giudizio sulla qualità dei materiali e del loro degrado (punto 4.1.5). Tuttavia, in alcuni casi la modellazione del comportamento strutturale, specie nei riguardi dell’azione sismica, richiede la conoscenza di parametri meccanici di deformabilità e resistenza dei materiali, ed in particolare della muratura. Tecniche diagnostiche non distruttive di tipo indiretto, quali prove soniche ed ultrasoniche, consentono di valutare l’omogeneità dei parametri meccanici nelle diverse parti della costruzione, ma non forniscono stime quantitative attendibili dei loro valori, in quanto essi vengono desunti dalla misura di altre grandezze (ad esempio, la velocità di propagazione di onde di volume). La misura diretta dei parametri meccanici della muratura, in particolare di quelli di resistenza, non può essere eseguita, quindi, se non attraverso prove debolmente distruttive o distruttive, anche se su porzioni limitate. Le calibrazioni di prove non distruttive con prove distruttive possono essere utilizzate per ridurre l’invasività delle indagini di qualificazione. La caratterizzazione degli elementi costituenti (malta; mattoni o elementi lapidei) può essere eseguita in sito o su campioni di piccole dimensioni, prelevati e successivamente analizzati in laboratorio. Per quanto riguarda le malte possono essere eseguite, tra le altre: a) prove sclerometriche e penetrometriche; b) analisi chimiche, su campioni prelevati in profondità in modo da non essere soggetti al degrado superficiale, per la caratterizzazione della malta. Sui mattoni, oltre a determinarne le caratteristiche fisiche, è possibile valutare il modulo elastico e le resistenze a trazione e compressione attraverso prove meccaniche in laboratorio, di compressione e flessione. Per quanto riguarda gli elementi lapidei, possono essere eseguite una caratterizzazione litologica. Le caratteristiche meccaniche della muratura possono essere desunte dalle proprietà degli elementi costituenti solo nel caso della muratura di mattoni o di elementi naturali squadrati ed a tessitura regolare; in questo caso è possibile fare riferimento alle indicazioni contenute nel paragrafo 5.4 delle NTC o in altri documenti di riconosciuto valore scientifico e tecnico. Negli altri casi, è possibile far ricorso alle seguenti metodologie di prova in sito: . per la determinazione del modulo di elasticità normale e della resistenza a compressione: a) doppio martinetto piatto (tecnica debolmente distruttiva, in quanto eseguita su una porzione limitata di un paramento murario sottoposto ad una sollecitazione massima corrispondente all’innesco della fessurazione, da realizzare mediante l’esecuzione di tagli di piccole dimensioni, preferibilmente eseguiti nei giunti di malta e quindi facilmente ripristinabili); b) prova a compressione su un pannello murario (molto invasiva, in quanto coinvolge una porzione rilevante di muratura, dell’ordine del metro, e richiede l’esecuzione di tagli di notevoli dimensioni per l’alloggiamento dei martinetti e spesso di onerose strutture di contrasto). La prova di tipo b) va limitata ai soli casi in cui le altre metodologie di indagine non forniscano valutazioni sufficientemente attendibili o quando siano disponibili murature di sacrificio; . per la determinazione della resistenza e del modulo a taglio sono generalmente utilizzabili prove su pannelli per le quali valgono le considerazioni riportate nel paragrafo precedente, secondo due modaltà:

a) prova di compressione diagonale, su un pannello quadrato; b) prova di compressione e taglio, su un pannello rettangolare di altezza doppia rispetto alla larghezza. Entrambe queste prove hanno carattere fortemente invasivo. E’ evidente che, dato il carattere distruttivo delle succitate prove, esse andranno impiegate solo se ben motivate e giustificate non solo dall’uso dei relativi risultati nella modellazione della struttura, ma anche dal fatto di essere discriminanti nei confronti della valutazione o della scelta dell’intervento. Nell’individuazione di possibili zone di sacrificio ove realizzare eventuali analisi distruttive si potrà tener conto degli esiti della ricerca storica, dello stato di conservazione dei materiali e del rilievo delle superfici di pregio. Il numero di prove che si potrà eseguire su materiale omogeneo sarà generalmente molto limitato, e non consentirà una trattazione statistica dei risultati significativa in relazione a procedure formali di verifica della sicurezza basate su metodi probabilistici o semi-probabilistici. La programmazione delle indagini e la interpretazione dei risultati va pertanto inquadrata in procedure di carattere più complessivo, nelle quali possa assumere significato anche l’impiego di un solo dato sperimentale. L’identificazione delle caratteristiche meccaniche potrà anche essere ottenuta per analogia con murature simili, tenendo conto, per quanto possibile, anche dei fenomeni di degrado. A tale scopo è auspicabile che gli enti territoriali di tutela e controllo istituiscano degli archivi permanenti contenenti: a) almanacchi delle diverse tipologie murarie presenti, nel corso del tempo, nell’area in esame; b) tabelle con valori di riferimento delle proprietà meccaniche, desunti da sperimentazioni organizzate dagli stessi enti e/o utilizzando campagne eseguite per singoli interventi e studi. I dati acquisiti nella campagna di indagine andranno restituiti in modo tale da consentire, in tempi relativamente brevi, la creazione di una banca dati accessibile attraverso il programma di monitoraggio dello stato di conservazione dei beni architettonici tutelati (Allegato A). In assenza degli archivi di cui sopra si potrà far riferimento, per ogni tipologia muraria, ai valori medi dei parametri meccanici definiti nell’Allegato 11.D dell’Ordinanza. E’ evidente che, dato il carattere distruttivo delle succitate prove, esse andranno impiegate solo se ben motivate e giustificate non solo dall’uso dei relativi risultati nella modellazione della struttura, ma anche dal fatto di essere discriminanti nei confronti della valutazione o della scelta dell’intervento. Nell’individuazione di possibili zone di sacrificio ove realizzare eventuali analisi distruttive si potrà tener conto degli esiti della ricerca storica, dello stato di conservazione dei materiali e del rilievo delle superfici di pregio. Il numero di prove che si potrà eseguire su materiale omogeneo sarà generalmente molto limitato, e non consentirà una trattazione statistica dei risultati significativa in relazione a procedure formali di verifica della sicurezza basate su metodi probabilistici o semi-probabilistici. La programmazione delle indagini e la interpretazione dei risultati va pertanto inquadrata in procedure di carattere più complessivo, nelle quali possa assumere significato anche l’impiego di un solo dato sperimentale. L’identificazione delle caratteristiche meccaniche potrà anche essere ottenuta per analogia con murature simili, tenendo conto, per quanto possibile, anche dei fenomeni di degrado. A tale scopo è auspicabile che gli enti territoriali di tutela e controllo istituiscano degli archivi permanenti contenenti: a) almanacchi delle diverse tipologie murarie presenti, nel corso del tempo, nell’area in esame; b) tabelle con valori di riferimento delle proprietà meccaniche, desunti da sperimentazioni organizzate dagli stessi enti e/o utilizzando campagne eseguite per singoli interventi e studi. I dati acquisiti nella campagna di indagine andranno restituiti in modo tale da consentire, in tempi relativamente brevi, la creazione di una banca dati accessibile attraverso il programma di monitoraggio dello stato di conservazione dei beni architettonici tutelati (Allegato A). In assenza degli archivi di cui sopra si potrà far riferimento, per ogni tipologia muraria, ai valori medi dei parametri meccanici definiti nell’Allegato 11.D dell’Ordinanza. Terreno e fondazioni La conoscenza del sottosuolo e delle esistenti strutture di fondazione è di grande importanza per la previsione del comportamento sismico. Nel caso di un bene culturale tutelato tale conoscenza non deve limitarsi allo stato attuale ma è opportuno, per quanto possibile, individuare le modifiche intervenute nel tempo per cause naturali o antropiche, come ad esempio scavi, costruzioni adiacenti, variazioni nel regime delle falde, dissesti idrogeologici. Per una corretta conoscenza del terreno e delle fondazioni, le prove sotto elencate dovrebbero essere adottate in modo diffuso, ma per il loro eventuale impatto e per motivazioni economiche, esse andranno impiegate solo se ben motivate, ovvero se giustificate non solo dall’uso dei relativi risultati nella modellazione della fondazione e del terreno, ma anche dal fatto di essere discriminanti nei confronti della valutazione o della scelta dell’intervento. La caratterizzazione geotecnica accurata del sottosuolo ha i seguenti obiettivi: . Definizione del modello geotecnico del sottosuolo sulla base di indagini eseguite in corrispondenza di un numero di verticali sufficienti per elaborare profili e sezioni stratigrafiche di riferimento per le analisi. Per conseguire tale obiettivo si ricorre a sondaggi con carotaggio continuo e prelievo di campioni indisturbati rappresentativi dei terreni attraversati. Grande utilità per la caratterizzazione stratigrafica presentano le prove penetrometriche, che possono essere eseguite ad integrazione dei sondaggi e consentono di ridurne il numero. . Definizione del regime delle acque sotterranee e delle loro variazioni stagionali, inclusa l’eventuale incidenza di interventi antropici (emungimenti, drenaggi) già in atto o di futura attuazione. Questo obiettivo viene conseguito attraverso l’installazione e il monitoraggio di piezometri opportunamente ubicati. Per opere che interessino estese porzioni di territorio, lo studio delle acque sotterranee dovrà essere supportato da studi idrogeologici. . Caratterizzazione meccanica dei vari depositi costituenti il sottosuolo, onde definire i parametri necessari per le analisi finalizzate alla quantificazione del rischio sismico cui sono esposte le opere in studio e il territorio circostante. Le analisi hanno per oggetto: x l’interazione dinamica terreno-fondazione-struttura, per verificare la possibilità di danni strutturali o di collasso della fondazione a seguito di un evento sismico. Per tali verifiche risulta indispensabile la conoscenza: (i) della resistenza a taglio in condizioni drenate e non drenate, in presenza di sollecitazioni cicliche: (ii) del modulo di deformazione a taglio e del coefficiente di smorzamento, nonché della loro dipendenza dallo stato iniziale del deposito e dal livello di deformazione tangenziale. Tale conoscenza può essere ottenuta con prove di laboratorio su campioni indisturbati, con prove geofisiche in foro o in superficie (ad esempio determinazioni della velocità delle onde di taglio con tecniche cross hole, down hole, rifrazione in onde SH e MASW), con un’ampia gamma di prove in sito fra le quali le già menzionate prove penetrometriche; x la suscettibilità del sottosuolo a fenomeni di liquefazione e di mobilità ciclica in occasione di un evento sismico. La verifica a liquefazione o mobilità ciclica, ove ritenuto necessario in relazione alle caratteristiche del terreno, viene condotta in genere riferendosi all’accelerazione orizzontale di picco alla superficie del terreno con piano campagna orizzontale e assenza di costruzioni, e ricorrendo a metodi semplificati basati sui risultati delle prove SPT o CPT o sulla misura della velocità delle onde di taglio. Nel caso in cui le verifiche mettano in luce rischio di liquefazione o di eccessivi spostamenti dovuti alla mobilità ciclica, si potranno prendere in considerazione specifici interventi di miglioramento e di rinforzo dei terreni; x la verifica della stabilità di pendii naturali, fronti di scavo e opere di sostegno nei riguardi del collasso o di eccessivi spostamenti, che potrebbero pregiudicare la stabilità dell’opera in esame o comprometterne la fruizione. I parametri geotecnici necessari per le verifiche sono gli stessi già menzionati per i problemi di interazione dinamica terreno-struttura; nel caso di pendii naturali già interessati in passato da scorrimenti franosi, la caratterizzazione meccanica dei terreni dovrà comprendere la determinazione della resistenza residua. Nel caso in cui le verifiche non soddisfino i requisiti prestazionali e di sicurezza dell’opera, potranno essere attuate misure di consolidamento dei terreni e/o di adeguamento delle opere di sostegno, scegliendo opportunamente fra le innumerevoli tecniche di rinforzo, consolidamento e drenaggio messe a disposizione dall’ingegneria geotecnica. Oltre alla caratterizzazione geotecnica del sottosuolo, è necessario attuare indagini che consentano di definire la geometria e le caratteristiche delle fondazioni esistenti, e di accertarne l’eventuale stato di degrado e dissesto. Il primo passo in questa direzione è rappresentato dalla raccolta di tutte le notizie disponibili sulle fondazioni originali e sulle eventuali modifiche ad esse apportate in passato. Particolare attenzione andrà posta alla presenza o meno di un substrato archeologico, per il ruolo fondamentale che tale substrato può avere nell’alterare la risposta sismica della struttura e nel limitare le possibili tipologie di intervento su fondazioni e terreni. In possesso di tali informazioni si programmerà e attuerà un programma di indagini conoscitive basate su: . Pozzi o trincee di saggio, scavati lungo il perimetro della costruzione a partire dai piani scantinati o dall’esterno, e spinti fino a raggiungere il piano d’imposta delle fondazioni. Ci si accerterà preliminarmente che tali scavi non incidano negativamente sul comportamento statico dell’opera. . Perforazioni a carotaggio continuo, variamente orientate, attraverso le murature di fondazione e fino a raggiungere il contatto fra le murature stesse e il terreno. Le tecniche e gli utensili di perforazione dovranno minimizzare il disturbo alle murature e ottimizzare la qualità delle carote ai fini delle prove di laboratorio a cui queste saranno sottoposte. I carotaggi nelle opere di fondazione sono strumenti diagnostici invasivi, e quindi il loro numero deve essere limitato a quelli strettamente indispensabili. I fori di carotaggio potranno essere utilizzati per successive ispezioni con sonda televisiva, per prove geofisiche e, se richiesto, per prove di assorbimento. . Metodi geofisici, che rappresentano spesso uno strumento diagnostico efficace e non invasivo. Di particolare efficacia per valutare le proprietà meccaniche delle murature e il loro stato di degrado sono il georadar e le tomografie sonica, termica, elettrica. Queste tecniche necessitano di esecutori altamente specializzati che dispongano di attrezzature, sistemi di acquisizione dei dati e software di elaborazione adeguati; essi devono essere chiaramente documentati. I risultati delle indagini consentono la verifica della vulnerabilità della fondazione e possono porre in luce la necessità di un miglioramento sismico, che dovrà essere armonizzato con gli interventi previsti sulla struttura in elevazione.