CONSOLIDAMENTO DEI TERRENI CON METODOLOGIE SOIL STABILIZATION E SEE&SHOOT® DI GEOSEC®
Background
Il Tempio Ebraico di Firenze è stato progettato e realizzato tra il 1874 e il 1882 dagli architetti Marco Treves, Mariano Falcini e Vincenzo Micheli.
Si tratta di un edificio costruito in muratura e mattoni, caratterizzato da uno stile eclettico di ispirazione moresca che ha ispirato sia la struttura architettonica, sia la decorazione delle pareti, le vetrate, gli arredi lignei, oltre che gli intarsi marmorei dei pavimenti.
L’edificio presenta pianta rettangolare delle dimensioni di circa m.50x m.25. Il corpo principale presenta copertura costituita da due volte a botte ortogonali, rivestite esternamente con coppi e tegoli in cotto; altri corpi secondari presentano copertura in parte a falde inclinate con struttura portante lignea rivestite con manto in coppi e tegole, in parte a terrazza. All’incrocio delle volte si imposta il tamburo finestrato su cui si eleva la cupola principale rivestita in rame, come in rame sono pure rivestite sia la cupola absidale sul retro del Tempio sia i due cupolotti posti alla sommità delle torri laterali sul fronte del Tempio.
L’edificio costituisce un esempio tra i più significativi di architettura monumentale in cui si ricorre ad uno stile eclettico di ispirazione moresca, per caratterizzare e rappresentare simbolicamente la presenza del popolo ebraico nella città di Firenze. Il carattere orientaleggiante si manifesta sia nella struttura e negli elementi propriamente architettonici, sia nelle finiture interne ed esterne quali la decorazione delle pareti, le vetrate, gli arredi lignei, gli intarsi marmorei dei pavimenti, ecc. L’edificio rientra nella tipologia delle sinagoghe dette “dell’emancipazione”, progettate cioè come costruzioni indipendenti, finalizzate ad essere propriamente luogo di culto non più ricavato in ambienti preesistenti.
Il pavimento marmoreo ad intarsio oggetto del presente progetto è stato realizzato contestualmente alla realizzazione dell’edificio e riprende lo stile moresco caratteristico dello stile e delle finiture generali.
Stato di conservazione
Il pavimento in intarsio marmoreo di particolare pregio e fattura presenta preoccupanti abbassamenti in alcune zone della parte centrale della sala sinagogale, le cui cause non sono chiaramente ed univocamente diagnosticabili.
L’area centrale è occupata dalle panche in legno ottocentesche con sottostante pedana di riscaldamento con serpentina elettrica.
L’area risulta costantemente frequentata sia dai fedeli durante le ore di culto e sia dai visitatori che sostano nell’area centrale dove correntemente le guide turistiche illustrano la storia del Tempio.
Sono state eseguite indagini (previa comunicazione di somma urgenza alla Soprintendenza di Firenze effettuata via pec in data 21/04/2015) consistenti in un saggio esplorativo tramite foratura di un tassello marmoreo – Vd documentazione fotografica – dove è stato constatato che il pavimento è sorretto dalla malta di allettamento di circa 5-7 cm. Al di sotto del pavimento il riempimento in sassi di fiume risulta a secco (senza malta di coesione) e ribassato alla distanza di circa 10-15 cm. Il pavimento risulta quindi sospeso su un’intercapedine d’aria, con rischio costante di cedimento.
Il Tempio ebraico di Firenze, come tutto il Centro Storico di Firenze, risultano inserite in un contesto geomorfologico della Pianura Alluvionale, dal punto di vista geologico/stratigrafico l’area è caratterizzata dalla presenza di limi argillosi.
ASSETTO LITOSTRATIGRAFICO e CONSIDERAZIONI GEOLOGICO-TECNICHE
STUDIO SUI TERRENI PRESENTI NELL’AREA
Nel dicembre 2019 sono state eseguite a cura della Committenza delle indagini geofisiche non invasive, basate su metodologie di Tomografia di Resistività Elettrica 3D e Ground Penetrating Radar.
Si riporta di seguito anche un estratto della relazione redatta dal Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Firenze in collaborazione con la società GEOSTUDI ASTIER di Livorno.
Viene di seguito riportata una porzione del CARG dell’area di studio (Porzione di Carta Geologica 1:10.000 dell’area di studio).
L’intera area di indagine è caratterizzata da depositi alluvionali attuali (b-LAS), in particolare ghiaie e ciottolami dell’alveo del fiume Arno.
L’indagine ERT 3D ha permesso di investigare il sottosuolo fino a circa 10 metri di profondità dal piano campagna. I risultati hanno messo in evidenza:
– Zone ad alta resistività attribuibili a materiale asciutto e ben compatto e/o probabili strutture precedenti e/o di rinforzo come nella zona a Est oppure l’anomalia (in rosso) nello spigolo a Nord attribuibile alla presenza del seminterrato;
– Zone altamente conduttive (blu/viola) come al centro della Sinagoga, associabili ad aree caratterizzate da materiale meno compatto e con una percentuale di umidità più elevata (probabilmente dovuto all’innalzamento e abbassamento della falda) rispetto alle zone circostanti.
A titolo esemplificativo viene di seguito riportata una sezione orizzontale a profondità di circa 5 metri dal piano campagna ed una verticale.
Queste probabilmente le possibili cause degli svuotamenti presenti (compressione dei materiali fini sottostanti a composizione limo-sabbiosa) in alcune parti del pavimento che hanno portato allo scollamento dell’orizzonte più grossolano (ciottoli fluviali di grandi dimensioni) dove era appoggiato il piano di calpestio.
E’ stata eseguita anche un’indagine radar, con metodologia a copertura totale IDS Stream C, effettuata in un’area interna alla Sinagoga sgombra da ostacoli al fine di indagare la porzione superficiale sottostante il pavimento. Tale area è stata indicata dalla committenza poiché impattata da cedimenti della copertura e precedentemente investigata dalla stessa tramite carotaggio dei primi 50/60 centimetri di suolo e indagine visiva.
I risultati radar a copertura totale hanno permesso di investigare i primi 1.5 metri di profondità del sottosuolo, individuando la presenza dei vecchi condotti (in cemento, già conosciuti e mappati) di areazione del vecchio sistema di riscaldamento. L’indagine radar a singola antenna ha raggiunto la stessa profondità della metodologia Stream C, ed ha individuato la presenza di una rete metallica lungo il perimetro esterno della Sinagoga.
Nella parte interna invece i risultati hanno evidenziato la presenza del seminterrato nello spigolo a Nord dell’edificio, alcune porzioni dei condotti di areazione e, sul lato ad Ovest, una zona al di sotto del piano di calpestio caratterizzata da materiale a granulometria grossolana meno compatto affetto da probabile aumento di umidità.
Sempre nell’ambito dello studio preliminare è stata inoltre eseguita una prova penetrometrica dinamica DPM30 di cui di seguito si riportano i grafici.
La prova penetrometrica evidenzia la presenza, al disotto dei 40 cm di vuoto nel materiale grossolano ciottoloso, di un riporto, prevalentemente sabbioso di elevata densità, con uno spessore di circa 3-3,30m. Poi sono attraversati livelli più eterogenei, ma sempre dotati di buone caratteristiche meccaniche e dopo 5 metri, probabilmente attraversando il suolo in posto, rimaneggiato, la resistenza diminuisce sensibilmente.
Prova penetrometrica DPM30, Rapporto sulle indagini eseguite – 5 febbraio 2020
L’intervento GEOSEC
Al fine di migliorare le caratteristiche meccaniche degli strati sottostanti la pavimentazione e ripristinare il contatto tra sottofondo e pavimentazione, è stato realizzato un consolidamento del terreno mediante iniezione di speciali geopolimeri.
Per il consolidamento dei terreni, GEOSEC® ha sviluppato una metodologia brevettata, che prevede iniezioni di una speciale resina espandente, capace di consolidare efficacemente, in totale sicurezza, i terreni di fondazione. Viene eseguito inoltre un costante controllo strumentale (Tomografia di Resistività Elettrica, ERT 3D), sempre mediante indagini geofisiche 4D PRIMA, DURANTE e al TERMINE del trattamento.
Il pavimento in intarsio marmoreo di particolare pregio presenta significativi abbassamenti.
Da saggi eseguiti a cura della committenza è emerso un abbassamento di circa 10 -15 cm del riempimento di sassi di fiume sottostante la pavimentazione la quale si ritrova quindi sospesa su un’intercapedine d’aria.
In base alle informazioni / indicazioni pervenute la presente proposta tecnica prevede il consolidamento del terreno seguendo due procedimenti di intervento: SEE&SHOOT per le iniezioni profonde e SOIL STABILIZATION per le iniezioni all’interfaccia pavimentazione-sottofondo come meglio individuato in Figura seguente.
Le operazioni di consolidamento dei terreni si sono svolte nelle giornate dal 08 giugno 2020 al 23 giugno 2020. Sono stati trattati circa 390.00 m2 di fondazione mediante l’iniezione di resine espandenti, per un totale di circa 6562 kg di prodotto immesso tramite circa n°990 condotti di iniezione nel terreno.
Durante la procedura di intervento sono stati eseguiti n.3 stendimenti E.R.T. in superficie composti ciascuno da n.2 cavi multipolari a 43-48 elettrodi per complessivi n.6 cavi e n.136 elettrodi utilizzati con passo variabile da 0.50-1.00 m.
Le misure sono state eseguite utilizzando opportune sequenze di acquisizione progettate in entrambi i casi con quadripolo di tipo polo-dipolo, che ha permesso di massimizzare la risoluzione spaziale e la penetrazione del segnale nel sottosuolo, consentendo il raggiungimento della profondità di investigazione fino ad oltre -4.00 m dal piano di perforazione.
Le prestazioni geotecniche dei terreni sono state studiate attraverso n.14 prove penetrometriche (n.5 di pre intervento, n.3 intermedie e n.6 di post intervento).
Verifiche post trattamento
La sovrapposizione delle informazioni rilevate nella fase preliminare alle iniezioni, con le immagini di tomografia elettrica del terreno sotto all’impronta della struttura, ha permesso di confermare la corrispondenza tra le porzioni interessate dal cedimento e le eterogeneità presenti nei terreni di fondazione.
Il quadro accurato dello stato di fatto pre intervento ha permesso di mirare le iniezioni nei volumi di terreno ritenuti anomali e interessati dal cedimento.
Grazie alla tomografia di resistività elettrica e, nello specifico, alla determinazione della variazione dei valori di resistività rispetto a quelli misurati prima delle iniezioni, è stato possibile verificare in corso d’opera:
a) l’effettivo volume di terreno interessato dall’azione filtrante ed espandente della resina iniettata;
b) il corretto riempimento di vuoti e delle cavità presenti;
c) l’allontanamento e la riduzione dell’acqua interstiziale dal volume significativo.
I valori di pressione ammissibile post trattamento –rilevati dalle prove penetrometriche-, hanno raggiunto miglioramenti fino al 260% rispetto a quanto rinvenuto preliminarmente la fase d’iniezione all’interno del volume di terreno trattato.
Al termine dell’intervento di consolidamento il pavimento marmoreo è stato restaurato attraverso stuccatura con resina epossidica e polvere dello stesso marmo.
La pavimentazione è stata quindi successivamente trattata con cere naturali ed è così ritornata nell’originario splendore con evidenza notevole del disegno della tarsia marmorea policroma.
