Consolidarea fundaţiilor bisericii „Sfinţii Voievozi“, Mănăstirea Agapia - o rezolvare complexă a interacţiunii

construcţie - factori de mediu

Vasile Dascălu

Se prezintă soluţiile de fundare adaptate la situaţia specifică din amplasament - nivelul ridicat al pânzei freatice, teren de fundare mediu, fundaţii alcătuite din zidărie de piatră brută (bolovani) cu mortar de argilă, elemente constructive introduse la execuţia fundaţiilor care, în timp, au dispărut (grinzi de lemn), rezemări pe teren mâlos, întărit cu piloţi de lemn (Fig.1. şi fig.2.).

Fig.1. Minipiloţi de lemn Fig.2. Nivelul pânzei freatice în

săpătură Alcătuirea constructivă şi specifică

a impus adaptarea soluţiei de consolidare pentru diminuarea acţiunii unor factori perturbatori ai mediului din amplasament (influenţa variaţiei nivelului hidrostatic), prin realizarea unui dren împrejmuitor pentru colectarea apelor din infiltraţii şi evacuarea la un sistem de canalizare (Fig.3.)

Fig.3. Dren perimetral

649

Vasile Dascălu

Fig.4. Consolidarea bisericii Sfinţii Voievozi - fundaţiile

650

Consolidarea fundaţiilor bisericii „Sfinţii Voievozi“, Mănăstirea Agapia... Fig.5. Măsurarea nivelului apei în foraje

În anul 1992, prof. ing. Alexandru Cişmigiu a elaborat o expertiză tehnică în care a precizat starea de urgenţă ce se impune pentru punerea în siguranţă a construcţiei Bisericii şi salvarea picturii de o inestimabilă valoare. În anul 1995, am fost chemat la M-rea Agapia să preiau lucrările de studii preliminare pentru a elabora o documentaţie care să fundamenteze necesarul de fonduri de finanţare pentru salvarea monumentului. S-au întocmit planuri topometrice, un studiu geotehnic complex cu 15 foraje geotehnice,

releveul construcţiilor, releveul avariilor, investigaţii la fundaţii, la pereţi, colonade, arce, urmărirea nivelului hidrostatic în foraje, elaborarea Studiului de fezabilitate. Pe 10 octombrie 1995 s-a avizat Studiul de fezabilitate la Ministerul Culturii şi Cultelor şi ulterior inclusiv fondurile necesare, prin H.G. din 8.11.1995. Astfel, lucrările aveau temei legal şi au fost executate începând cu trimestrul IV, 1995. Din analiza făcută în detaliu asupra factorilor de mediu care au determinat extinderea fenomenelor de avariere şi a gravităţii acestora, s-a dovedit că un factor perturbator este apa din amplasamentul bisericii. Pânza freatică s-a dovedit că are nivel ascensional şi staţionează variabil la cote de (-1) ÷ (-3) m sub terenul natural amenajat (CTA). Sursa principală fiind precipitaţiile şi torenţii de pe pârâul Bogoslov care la fiecare ploaie acumulează apă care se infiltrează în terenul din aval sub toată suprafaţa incintei. Pentru a cunoaşte nivelul apei în zona fundaţiilor, au fost alese un număr de foraje la care zilnic, la aceeaşi oră, s-a măsurat nivelul apei în foraje, inclusiv la un foraj executat în biserică. (absida nord a naosului) (Fig. 5).

651

Vasile Dascălu Terenul din amplasamentul bisericii şi clădirilor de incintă este în pantă cu o diferenţă de nivel pe axa V-E de 4% şi N-S de 3%. Proiectul iniţial a fost întocmit fără a fi cunoscute datele din studiile aprofundate care s-au făcut în perioada mai-iunie – octombie-noiembrie 1995. În ziua de 7 mai 1996 s-a încheiat o minută între Mitropolia Moldovei şi Bucovinei reprezentată de IPS Daniel, maica stareţă stavr. Olimpiada Chiriac şi Ministerul Culturii şi Cultelor reprezentat de director general dr. arh. Cristian Antonescu, de faţă fiind specialişti în proiectare şi execuţie prin care s-a reţinut amploarea avariilor, factorii de mediu care agravează degradarea monumentului şi necesitatea asigurării surselor de finanţare. S-a consemnat că biserica Sf. Voievozi prezintă degradări importante inclusiv la turlă, fisuri şi crăpături cu dizlocări care impun grabnice intervenţii de consolidare. Când s-au început săpăturile la fundaţiile bisericii, au început şi surprizele. Sondajele preliminare au dat prea puţine informaţii şi valabile strict în secţiunea unde s-au executat. Biserica este aşezată pe teren în pantă, trotuarul (CTA) este în pantă iar soclul şi cota ± 0,00 sunt orizontale, având diferenţa minimă la Vest şi cea mai mare la Est - absida altarului. Cota de fundare este tot în pantă, având diferenţa faţă de cota ± 0,00 şi a trotuarului (CTA) aproximativ constantă.

Constructiv, fundaţia existentă este executată din zidărie de bolovani de râu cu mortar de argilă. Terenul în care s-a făcut săpătura pentru consolidare era neumblat, ceea ce confirmă ipoteza că zidăria la fundaţii s-a făcut în şanţ deschis. S-au găsit goluri rămase după putrezirea „centurilor“ din lemn iar în zona de Est unde terenul la cota fundaţiei existente se prezenta sub forma unei argile vânătă-mâloasă, zidăria din bolovani fusese aşezată pe grinzi de lemn rotund rezemaţi pe minipiloţi de lemn bătuţi în argila mâloasă (la cota –1,85 m faţă de cota trotuarului). În dreptul zidului cu contrafort de pe peretele de sud s-au găsit cele două elemente din lemn rotund rezemate transversal faţă de zidul exterior de Sud şi pătrund în adâncime – probabil şi sub pilastrul interior pe care reazemă arcul dintre naos şi pronaos.

652

Consolidarea fundaţiilor bisericii „Sfinţii Voievozi“, Mănăstirea Agapia... Pe aceste elemente din lemn s-au găsit grinzi longitudinale din lemn la nivelul fundării cât şi la nivelele superioare (în care mai rămăseseră numai galeriile, lemnul dispărând prin putrezire). Informaţiile suplimentare însumate şi completate cu cele privind starea geotehnică şi hidrologică subterană a amplasamentului, în baza ansamblului de foraje şi sondaje efectuate cu mare grijă, au condus în final la îmbogăţirea proiectului de consolidare iniţial, deoarece:

- fundaţiile bisericii se situau în anumite zone, cu baza într-un mediu saturat cu apă, a cărei provenienţă şi flucutaţie în timp au necesitat investigaţii într-o perioadă de cca 18 luni.

- tentativele anterioare de drenare a fundamentului, necunoscute ca trasee, au ieşit din funcţiune şi s-au transformat într-un factor negativ cu un regim variabil, greu de stăpânit, fără un sistem de drenare împrejmuitor care să coboare nivelul freatic pe întreaga zonă de rezemare pe teren a bisericii Sf. Voievozi.

- Între fundaţiile bisericii originare şi cele adăugate, pe măsura extinderii cu pridvor şi anexele de la altar, s-au produs şi separări vizibile în sondajele făcute, în zona de conexiune. Separarea fundaţiilor aparţinând unor perioade diferite se constată şi prin materialele utilizate (piatră şi mortar) precum şi lipsa continuităţii zidurilor.

- Adâncimea fundaţiilor, considerată de la nivelul trotuarului, diferă în funcţie de panta terenului, de la Est la Vest, variind de la -2,25 m în zona pridvorului la –0,50 m în zona anexe – altar.

Aceste stări ale factorilor de mediu care, în mod direct, sunt în contact cu fundaţiile bisericii, au influenţat şi determinat comportamentul construcţiei şi se impune limitarea acţiunii lor prin soluţii tehnice adecvate.

Starea zonei de fundare în care acţionează factorii de mediu menţionaţi – teren şi ape subterane – şi construcţia cu fundaţii din ziduri din bolovani de râu şi mortar din argilă a condus la un concept nou de proiectare cu mai multe componente (subsisteme) format dintr-un sistem de consolidare asociat cu un dren perimetral şi o reţea de ramificaţii care îndeplinesc concomitent două funcţiuni, una de colectare, dirijare şi evacuare a infiltraţiilor de ape în terenul de fundare pe zona de influenţă aferentă (între fundaţia existentă şi drenul perimetral) şi al doilea ventilarea feţei exterioare a fundaţiilor bisericii prin ferestre de aerisire lăsate în grinda de fundare, galerii de aerisire şi ventilare naturală cu guri de absorbţie şi evacuare în trotuarul bisericii

653

Vasile Dascălu

lângă soclu şi pe tot perimetrul fundaţiei consolidate. Aceste adevărate canale de aerisire sunt conectate la conducta drenului perimetral, făcând legătura între conducta de evacuare şi căminele de aerisire şi ventilare cu sistemul gurilor asociate fundaţiei.

Pe întreg conturul bisericii, sub trotuar, la nivelul decroşului de fundaţie în jos, a fost prevăzut un sistem de grindă (Vierendeel) de 1,5 m înălţime, cu tălpi, montanţi şi ferestre de respiraţie, asociat fundaţiilor prin aderenţă şi încleştare. (Fig.6.a,b,c.)

Fig. 6.a. Conceptul de consolidare – vedere în plan

654

Consolidarea fundaţiilor bisericii „Sfinţii Voievozi“, Mănăstirea Agapia...

Fig. 6.b. Armare iniţială Fig.6.c. Soluţia adaptată la starea de avariere Acest brâu de încorsetare se încleştează printr-un ansamblu de

„zone fixe“ care formează, în zonele de intersecţie, puncte fixe care sunt fundamentale pentru carcasa spaţială de consolidare structurală.

Ca urmare a terenului de fundare precizat prin studiul geotehnic, s-a considerat necesar mărirea suprafeţei de rezemare pe teren a fundaţiei existente, prin evazarea tălpii inferioare şi execuţia, în dreptul montanţilor, a unor diafragme de rigidizare a grinzii de consolidare. Acest sistem permite încastrarea la bază a elementelor verticale la nivelul fundaţiilor şi „asamblarea geostructurii“ din terenul de fundare cu „macrostructura“ rigidă în plan orizontal şi vertical la nivelul podului cu elementele verticale EVL.

In mod special în cazul Bisericii Sf. Voievozi de la Agapia, procesul de avariere cu fracturi verticale a fost favorizat şi de conformarea defectuoasă a fundaţiilor din piatră de râu (bolovani) cu mortar de lut.

Tot la săpătura pentru consolidarea fundaţiei în zona diaconiconului şi proscomidiei, s-a găsit cota de fundare la suprafaţă, cca

655

Vasile Dascălu 90 cm faţă de trotuar, adică mai sus cu cca 100 cm faţă de cota de execuţie a grinzii de consolidare proiectată.

Pe această zonă s-au executat în prima etapă subzidiri la fundaţia existentă cu ploturi din beton armat conectate în etapa a 2-a la sistemul de fundare în noul concept de alcătuire. Acest concept lua în considerare terenul slab de fundare, alcătuirea zidăriei din bolovani, dizlocările în zidărie, nivelul hidrostatic existent care au condus la mărirea suprafeţei de rezemare pe teren a fundaţiei proiectate cu 60 cm prin evazarea tălpii inferioare, introducerea coastelor (diafragme) din beton armat – o noutate, probabil şi prima aplicaţie la un monument istoric) şi sporirea încleştării în masa zidurilor de fundaţie existentă (15 cm talpa superioară şi montanţii şi 60 cm la talpa inferioară – în dreptul nervurilor – coaste).

Pe toată durata de intervenţie pentru consolidarea fundaţiilor zona de lucru a fost protejată împotriva precipitaţiilor şi temperaturilor scăzute.

Prin soluţiile aplicate situaţiei speciale între care agresivitatea factorilor de mediu şi lipsa de protecţie pe care o avea construcţia bisericii s-au obţinut rezultate remarcabile:

- drenul funcţionează, nivelul pânzei freatice a coborât sub cota de influenţă asupra bisericii;

- sistemul de aerisire – respiraţie asociat fundaţiei consolidate – utilizând un nou concept – şi asociat drenului perimetral astfel încât acesta este multiplu ramificat cu „gurile“ de ventilare din trotuar lângă soclul bisericii şi conductele de evacuare în dren a eventualelor infiltraţii. Pentru sistemul de colectare şi evacuare a eventualelor infiltraţii,

precum şi realizarea sistemului asociat de ventilare a fundaţiei, s-au prevăzut, în nervurile aferente grinzii de consolidare, goluri de trecere pentru scurgerea controlată a apelor de infiltraţie la nivelul părţii superioare a tălpii inferioare a fundaţiei, conform schiţei (Fig. 7).

656

Consolidarea fundaţiilor bisericii „Sfinţii Voievozi“, Mănăstirea Agapia...

Tratarea complexă a sistemului de fundare a bisericii Sf. Voievozi

pus în funcţiune cu peste 10 ani în urmă este o dovadă că se poate şi trebuie o abordare pluridisciplinară la astfel de lucrări. De menţionat, că în acest caz nu este vorba de o simplă lucrare de construcţii ci un complex de elemente care, în final, alcătuiesc un sistem funcţional capabil ca, în timp, să nu iasă din funcţiune. Acest sistem asigură:

- rezistenţă şi stabilitate construcţiei Bisericii; - eliminarea riscului de a apărea igrasie în pereţii pictaţi la interior; - funcţionarea ventilării şi aerisirii fundaţiei parţial acoperită cu

beton fără costuri suplimentare în timpul exploatării. A fost favorabilă şi configuraţia terenului – astfel între gura de evacuare în emisar a drenului şi căminul de aerisire (ventilare) la cota cea mai de sus a căminului de aerisire sunt cca 14 m, ceea ce permite un tiraj natural favorizat şi de diametrul conductei de evacuare. Consolidarea şi restaurarea bisericii Sf. Voievozi de la Mănăstirea Agapia din care, succint, s-au prezentat câteva aspecte fundamentale rezolvate într-un concept nou de abordare, ne-au prilejuit satisfacţia lucrului bine făcut. Pot să afirm că lucrările prezentate s-au făcut într-o perioadă de aleasă şi armonioasă conlucrare, într-o echipă condusă cu măiestrie şi delicateţe de regretatul prof. ing. Alexandru Cişmigiu, echipă din care, permanent, au făcut parte maica stareţă Olimpiada Chiriac, directorul general al firmei Construcţii Unu Iaşi – ing. Alexandru Marian, şi şeful de şantier ing. Adrian Cociorvă.

657