Caratteristiche esecutive

Caratteristiche esecutive

1. Terreni sabbiosi
Si è detto che inizialmente I’impianto wellpoint ha trovato la sua applicazione ottimale nei terreni sabbiosi. Questi terreni
infatti sono caratterizzati da valori di porosità e permeabilità che più si avvicinano a quelli teorici, per la velocità di deflusso dell’acqua di falda, in funzione dei valori massimi di depressione ottenibili nell’impianto. Sono sufficienti poche
ore di pompaggio per ottenere una depressione della superficie di falda la cui ampiezza si estende su ampie superfici. Dalla sezione si può vedere come, sfruttando I’elevato raggio di influenza, sia possibile ottenere il drenaggio con una sola fila di wellpoints installati a notevole distanza dallo scavo.

2. Terreni sabbiosi con stratificazioni impermeabili
L’impianto wellpoint risulta efficace anche in questi terreni purchè venga cambiata la metodologia di installazione. I filtri wellpoint devono essere protetti da appositi prefiltri (pali di sabbia) che hanno il duplice scopo di impedire I’intasamento del filtro e creare un collegamento (diaframma drenante) fra tutti gli strati a diversa permeabilità come si vede in figura. Inoltre I’impianto deve essere installato su tutti i lati dello scavo per poter intercettare il flusso d’acqua che altrimenti, seguendo la via più naturale e più facile (lati ove non fosse installato I’impianto), si infiltrerebbe nello scavo.

In questi terreni non si forma un cono di influenza unico, come nei terreni sabbiosi, ma tanti quanti sono gli acquiferi che devono essere intercettati dal prefiltro. II prefiltro consiste in una intercapedine di sabbia a grossa granulometria immessa dall’alto, attraverso un foro trivellato predisposto, dopo I’infissione della punta filtrante. L’immissione di sabbia granita, che si deposita sul fondo del foro per gravità, avviene mantenendo una circolazione d’acqua a bassa velocità per garantire il dilavamento del foro. Lo scopo è duplice:
– difendere il filtro dall’intasamento in terreni poco permeabili;
– creare una comunicazione drenante nei terreni stratificati.
II foro può essere eseguito:
– manualmente con apposita sonda;
– meccanicamente con I’ausilio di trivelle.

Mentre I’esecuzione manuale comporta un numero elevato di addetti, con la trivellazione si acquista notevole rapidità e, non provocando miscelazioni tra i vari strati perforati, si mantengono inalterate le proprietà idrauliche del terreno. ll diagramma permette di ricavare la quantità di sabbia da prefiltro che è necessario utilizzare sulla base della lunghezza di impianto wellpoint prevista. Le varie curve sono ricavate in funzione della profondità di esecuzione dei prefiltri, che dipendono a loro volta dall’abbassamento di falda richiesto.

3. Profondità di utilizzo
Dall’esperienza si ricava che generalmente le punte filtranti dovrebbero essere infisse ad una profondità minima, oltre il fondo dello scavo da drenare, secondo lo schema seguente:
P = h + 1,50 m

La formula sottodescritta, valida in linea generale, non deve essere applicata meccanicamente perché può subire delle sostanziali modifiche al variare delle condizioni stratigrafiche dei terreni. Esiste però un limite alla profondità massima di utilizzo dell’impianto wellpoint. Infatti la differenza di pressione teorica ottenibile è compresa tra il vuoto assoluto da una parte (pompa) e la pressione atmosferica dall’altra (falda acquifera).
Questa differenza di pressione ottenibile consente di aspirare I’acqua da un’altezza massima teorica pari a 10.33 m. Nella pratica, tenendo conto dei vari attriti e perdite di carico, si è visto che si può assumere come profondità massima di infissione la quota di – 7 m e soltanto in pochi casi eccezionali (eventuali sottopressioni) si può arrivare a – 8 m dal piano di installazione. Quindi, quando si devono raggiungere profondità di scavo elevate con abbattimento di falda superiore ai 5 – 6 m, è necessario ricorrere a più anelli concentrici di wellpoints utilizzando la cosiddetta tecnica a gradoni. Gli interventi in questi casi sono distribuiti in fasi successive e ad ogni sbancamento segue una installazione di impianti ad una quota diversa come visibile nelle sezioni e nella fotografia.

Naturalmente non sempre è logisticamente possibile eseguire il movimento terra necessario per I’applicazione di questa tecnica ed in questi casi esso viene sostituito con protezioni meccaniche (palancolati) o strutturali (paratie e diaframmi).
L’unico sistema che consente I’utilizzazione di punte wellpoint monolitiche lunghe anche più di 8 m è I’impianto jet-eductor (tabella dewatering). Di questo sofisticato sistema di drenaggio, applicato soltanto in pochi casi specifici, si parlerà in seguito

4. Distanza di installazione
Dall’esperienza si ricava che è consigliabile installare I’impianto wellpoint ad una distanza di sicurezza, rispetto all’unghia inferiore dello scavo, pari alla profondità di scavo secondo lo schema. Naturalmente, anche in questo caso, I’applicazione non può essere rigida in quanto nei cantieri edili non sempre è possibile reperire gli spazi necessari ad una corretta applicazione dello schema visto, per questioni di confini, di esproprio, etc. È fondamentale comunque evidenziare che più ci si avvicina con I’istallazione dell’impianto alla scarpata, più aumenta la probabilità statistica di incontrare inconvenienti durante le operazioni di scavo. Nelle pagine successive si vedrà che c’è una fondamentale differenza nel rispetto di queste regole a seconda del tipo di terreno. Il posizionamento dell’impianto wellpoint nei terreni con stratificazioni impermeabili deve essere fatto necessariamente alla giusta distanza dalle scarpate di scavo. Se i wellpoints sono troppo vicini alle scarpate, I’aria presente all’esterno dello scavo incontra meno attriti per confluire nel prefiltro di quelli che incontra I’acqua dei diversi strati.
In queste condizioni, se nei prefiltri continua ad entrare aria dalle scarpate di scavo, maggiore estrazione d’aria non significa necessariamente una maggiore efficacia dell’impianto wellpoint nell’intercettamento delle infiltrazioni dei vari strati.
La quantità di aria che entra nei prefiltri può superare la capacità di aspirazione d’aria dei gruppi aspiranti e questo è intuitivo se si pensa alle enormi portate d’aria, rispetto a quelle idrauliche, che è possibile misurare attraverso fori di piccole dimensioni. Nei terreni sabbiosi a permeabilità crescente verso il basso I’azione dell’impianto wellpoint, come si e visto, provoca sulla falda una depressione a forma di cono che si sviluppa al di sotto del fondo scavo. È evidente che in queste condizioni non ha molta importanza la posizione dell’impianto che può addirittura essere messo al centro dello scavo, come si vede nello schema e nella fotografia della pagina seguente.

La possibilità di installare I’impianto wellpoint all’interno dello scavo viene sfruttata specialmente quando si devono eseguire
edifici con sottomurazioni di strutture esistenti o con piani sotterranei protetti da paratie in calcestruzzo. In questi casi però la presenza dell’impianto che deve rimanere in funzione fino a struttura ultimata determina discontinuità durante il getto delle fondazioni e tutta una serie di fori che devono essere chiusi con particolare cura dopo I’estrazione dei wellpoints.

5. Isolamento filtri durante il getto delle fondazioni.
È quindi di estrema importanza studiare bene il sistema di isolamento per fare in modo che i fori sulle fondazioni, necessari per I’esercizio dell’impianto wellpoint, una volta estratti i filtri non pregiudichino le qualità della fondazione stessa.
I metodi più comunemente usati sono:
– protezione con tubi in plastica PVC;
– protezione con cartone ondulato;
– protezione con camicia in ferro flangiata come mostrato nello schema.

6. Sicurezza di funzionamento degli impianti wellpoint
L’impianto wellpoint ha un’importanza fondamentale per I’esecuzione degli scavi e delle opere di fondazione e, quindi, deve fornire sicurezza e garanzia di funzionamento a salvaguardia di tutte le opere successive. È evidente infatti la necessità (crescente con la profondità degli scavi) che I’impianto wellpoint funzioni ininterrottamente per evitare che le interruzioni nel pompaggio determinino la risalita dell’acqua di falda, crolli delle scarpate di scavo e danni incalcolabili per il cantiere. È compito del progettista, del direttore dei lavori, del tecnico specialista optare responsabilmente a favore della sicurezza e della garanzia di funzionamento promuovendo I’applicazione degli impianti di emergenza che la tecnologia, ormai da alcuni anni, mette a disposizione degli operatori del settore.
Il problema viene risolto con I’utilizzo dei seguenti sistemi:
– gruppi di emergenza automatici in parallelo;
– gruppi di emergenza integrativi a comando piezometrico;
– impianto di emergenza a generatore automatico.

1. I gruppi di emergenza automatici sono motopompe, accoppiate in parallelo ai gruppi primari (elettrici o diesel), che intervengono automaticamente e si sostituiscono agli stessi, in caso di mancanza di energia elettrica o guasto improvviso, con una sequenza di inserzioni e disinserzioni che avvengono automaticamente comandate dalla fermata del gruppo primario o dalla caduta di depressione nell’impianto.
2. I gruppi di emergenza integrativi a comando piezometrico sono motopompe di riserva, collegate all’impianto di emungimento,
che intervengono in casi di necessità di emungimento di portate eccezionali comandate unicamente dal livello della falda attraverso sonde elettroniche inserite in pozzi piezometrici.
3. L’impianto di emergenza a generatore temporizzato è costituito principalmente da un gruppo elettrogeno collegato che si avvia automaticamente in caso di mancanza di energia elettrica.
L’impulso di intervento automatico del gruppo generatore può essere fornito:
– dalla mancanza di erogazione di energia elettrica alle pompe primarie;
– dalla caduta di depressione nell’impianto di pompaggio.
Attraverso un quadro elettronico si ottiene automaticamente I’avvio temporizzato in successione delle varie pompe onde evitare sovraccarichi di tensione difficilmente assorbibili dal gruppo stesso. Naturalmente la scelta del sistema di emergenza viene fatta sulla base delle caratteristiche tecniche e logistiche dell’impianto di pompaggio e sulla base delle esigenze di sicurezza ed economicità e quindi i vantaggi e gli svantaggi dell’una o dell’altra soluzione devono essere attentamente valutati in fase progettuale e in quella di dimensionamento dell’impianto di abbassamento di falda.