Seismic damages to historic masonry buildings : experimental research on Daphni Monastery

The Katholikon of Daphni Monastery is a Byzantine church built during the 11th century. It has been included in the World Heritage List of UNESCO since 1990, due to its admirable mosaics, unique artistic achievements that make it valuable masterpiece of Byzantine art, due to its type of construction characteristic of the middle period of Byzantine religious architecture. After the strong earthquake that seriously damaged its structure and mosaics in 1999, it has been closed in order to apply a strategic plan for the protection, strengthening and conservation. The restoration works have been divided into two phases. The first phase was characterized by stitching and deep re-pointing where necessary, systematic grouting injections up to the level of the cornice, local reconstructions and extended series of laboratory experiments and in situ investigations. The second phase has started since 2008 and includes the detailed design and application of various strengthening measures. The restoration work is expected to be completed in 2015. The aim of the work is the comprehension of the main consolidation techniques in order to strengthen such an important monument threatened by seismic events emphasizing on the grouting procedure. The grouting technique is considered as an intervention that can provide both strengthening and improvement in the monolithic behavior of the damaged masonry. The combination of the different techniques can provide a larger increase of the overall strength of the wall, permitting to carry higher loads and to better resist to seismic actions. Furthermore, in order to evaluate the effectiveness of the intervention, it could be useful the installation of a good monitoring system. In the case of the Katholikon of Daphni Monastery good results in the behavior of the masonry after grouting have been estimated until now.

Il Katholikon appartenente al complesso monasteriale di Daphni ed edificato nell’XI secolo, fu incluso nella lista dell’UNESCO nel 1990, per la sua natura di “opera d’arte” e per il tipo di costruzione caratteristico dell’architettura sacra del periodo medio-Bizantino. La chiesa fu chiusa per un intervento di restauro e consolidamento dopo l’ultimo disastroso evento sismico del 1999, che danneggiò ulteriormente la struttura e i mosaici. A tale scopo il progetto di intervento, diviso in due fasi, si basò primariamente sulla ricerca storica e sull’analisi delle tecniche costruttive e dei materiali utilizzati per l’erezione del monumento e continuò poi con l’analisi delle tecniche di consolidamento più idonee al caso in esame. La seconda fase, più specificatamente focalizzata all’intervento di consolidamento, è tuttora in atto e si prevede abbia termine nel 2015. Il presente lavoro affronta le tematiche relative al progetto di restauro e manutenzione del Katholikon che pur avendo una chiara identità è il risultato di molteplici stratificazioni e interventi succedutesi nel tempo. Sono state approfondite le tecniche di consolidamento e in particolare quella tramite iniezioni. Tale tecnica, è, infatti, in continuo sviluppo e può anche essere una valida scelta finalizzata alla prevenzione dei monumenti dal rischio di danno e di collasso. Affinché le iniezioni siano efficaci, è necessario affiancarle a tecniche diagnostiche e ad altre tecniche di consolidamento, specifiche per ogni caso di studio. È oltretutto di fondamentale importanza valutare l’efficacia dell’intervento attraverso un accurato sistema di monitoraggio. Questa metodologia è stata adottata anche nel caso del Katholikon del Monastero di Daphni con soddisfacenti risultati per quanto constatato finora. Il progetto è finalizzato al mantenimento dell’edificio nelle sue migliori condizioni, applicando tecniche d’intervento poco invasive, efficaci strumenti e metodi di riparazione, ma cercando al contempo di preservarne il più possibile l’autenticità.