Limiti dell’impianto Wellpoint
L’impianto wellpoint rappresenta la soluzione più economica e più semplice per I’esecuzione degli scavi in presenza d’acqua, ma nella progettazione va tenuto presente che bastano poche variazioni nei parametri stratigrafici e idrogeologici dei terreni a determinare una sua esclusione o una sua integrazione con altri metodi. I limiti teorici di drenaggio con il sistema wellpoint sono riportati nella seguente tabella.
I principali limiti pratici al drenaggio con il sistema wellpoint sono:
1) presenza di terreni ghiaiosi a grossa granulometria e ad elevata permeabilità;
2) presenza di terreni rocciosi con permeabilità per fessurazione;
3) spazi limitati che richiedono un contenimento meccanico delle pareti di scavo per ragioni di sicurezza;
4) profondità di scavo superiori ai 10-14 metri;
5) condizioni idrogeologiche e idrologiche particolari che determinano una insufficiente resa dell’impianto.
1. Scavi in terreni ghiaiosi
Quando la pezzatura della ghiaia supera i 5-10 cm di diametro le punte wellpoint non sono utilizzabili a causa della resistenza opposta dalla ghiaia all’infissione. Malgrado siano state eseguite prove con vibratori, compressori e battipali meccanici, non si è arrivati ad una metodologia di infissione standard che possa essere utilizzata in più tipi di ghiaie. Un altro limite all’utilizzo del sistema wellpoint è rappresentato dal fatto che in natura i terreni ghiaiosi, nella maggior parte dei casi, hanno una matrice più fine generalmente limosa o argillosa. In presenza di tali matrici i normali filtri wellpoint, costituiti da una doppia reps in acciaio, tendono all’intasamento non appena si inizia il pompaggio. Nelle ghiaie dilavate (senza matrice fine e quindi senza diminuzione di permeabilità) la capacità limite dell’impianto wellpoint è insufficiente rispetto alla potenzialità della falda che è soggetta a forte alimentazione a causa di elevate sottopressioni. II numero dei filtri wellpoint da usare diventerebbe praticamente illimitato con tutti i risvolti negativi conseguenti. In particolare si può riassumere che
I’impianto wellpoint non è utilizzabile:
– quanto la pezzatura delle ghiaie supera 5-10 cm di diametro;
– quando la matrice delle ghiaie è costituita da limi o argille;
– quando le ghiaie sono dilavate e la falda è sottoposta a forte alimentazione.
2. Scavi in terreni rocciosi
È noto che il sistema wellpoint per richiamare I’acqua sfrutta la differenza di pressione che si viene a creare tra il filtro e la pressione atmosferica gravante sulla superficie di falda. In pratica la condizione indispensabile per la sua efficacia è che i terreni abbiano una continuità di vuoti (permeabilità per porosità) e quindi esista attraverso di essi un flusso acquifero o la possibilità che esso ci sia. I terreni rocciosi possono non avere questo requisito, in quanto spesso sono costituiti da formazioni impermeabili fessurate per fratturazione o dissoluzione, e il flusso d’acqua può circolare attraverso vie che non è possibile individuare. È evidente in questi casi I’impossibilita di creare una zona di influenza; qualsiasi intercettamento sarebbe puramente casuale e non si avrebbe alcuna garanzia di successo nell’utilizzazione dell’impianto wellpoint.
3. Scavi in spazi limitati
L’abbassamento della falda con il sistema wellpoint provoca una stabilizzazione delle pareti di scavo, ma questo può avvenire solo quando le scarpate hanno un’inclinazione, funzione dell’angolo di attrito caratteristico del terreno, tale da soddisfare positivamente la verifica di stabilità. Quando per mancanza di spazi o per ragioni di sicurezza non è possibile rispettare I’inclinazione necessaria delle scarpate, bisogna intervenire con metodi complementari che abbiano la funzione di sostentamento meccanico dello scavo. I metodi più comunemente usati allo scopo sono le paratie in calcestruzzo e i palancolati. Si ricorda che questi sistemi da soli non possono risolvere i problemi relativi alla presenza della falda (se non raggiungono profondità tali da interessare qualche strato impermeabile) in quanto contrastano le spinte idrauliche laterali ma non impediscono il rifluimento dal fondo. In questi casi diventa molto importante il calcolo della portata di rifluimento e uno dei metodi usati è quello che fa riferimento alla teoria di Muskat.
Q = a KH
La spiegazione dei simboli e riportata negli schemi seguenti.
4. Scavi profondi
Per I’esecuzione di scavi in presenza di falda acquifera a profondità superiore ai 10-14 m generalmente non si ricorre al sistema di drenaggio tipo wellpoint anche se i terreni di scavo teoricamente si prestano al suo utilizzo. Alcune delle ragioni sono le seguenti:
– il movimento terra necessario per la posa dei vari stadi di impianti wellpoint, con la necessità di rispettare scarpate di scavo molto ampie, assumerebbe proporzioni tali da diventare spesso inaccettabile;
– i consumi e le manutenzioni dei vari stadi di impianti wellpoint determinano, soprattutto per grandi scavi, condizioni logistiche, operative ed economiche di cantiere così pesanti da diventare improponibili;
– i rischi collegati alla sicurezza degli scavi diventerebbero, man mano che si procede verso il fondo, troppo elevati.
Infatti non è consigliabile, se non a seguito di indagini tecniche molto approfondite, fare affidamento sicuro sulla efficienza degli stadi wellpoints molto profondi in quanto la probabilità che si verifichino inconvenienti aumenta proporzionalmente con la profondità e lo stato dei lavori sarebbe ad un punto tale da rendere i danni derivanti praticamente insormontabili.
