Tecniche di Drenaggio

Nella presente sezione vengono analizzati alcuni dei principali Sistemi di drenaggio delle falde acquifere, ovvero di “Dewatering“, impiegati per l’abbassamento controllato dei livelli statici di falda, rapportati alle relative Tecniche di drenaggio.

Le nostre considerazioni sono frutto di un equo compromesso tra la pratica e la teoria, il nostro intento è quello di far comprendere al Cliente o al Tecnico quale sia il giusto approccio ad un sistema di abbassamento, temporaneo o permanente, di una falda acquifera.

La prima considerazione da fare riguarda la natura dei terreni all’interno dei quali si muove la falda acquifera, in natura si riscontrano generalmente terreni eterogenei dal punto di vista litologico, raramente e in zone ben definite esso ha una natura omogenea in termini di granulometria della parte solida.

Questa caratteristica influisce in modo determinante sul sistema di pompaggio da impiegare al fine di ottenere un abbassamento della falda acquifera e  conseguentemente un drenaggio forzato del terreno.

 

All’interno del terreno la falda acquifera è influenzata da diversi fattori naturali che ne determinano la portata, la velocità di filtrazione e la soggiacenza, questi elementi modificano sensibilmente il risultato del calcolo analitico e vanno esaminati prima di progettare il sistema di emungimento.

Nei periodi di magra e di morbida la falda subisce un’escursione di altezza che può essere nell’ordine di alcuni metri, ciò determina la variazione del livello statico della quota di falda, questa variazione della soggiacenza comporta la necessità di doverne controllare il battente nel caso di scavi che vanno ad interferire sotto tale livello.

Le falde acquifere sono sempre in movimento perchè il liquido all’interno del mezzo poroso non è mai fermo a causa del gradiente idraulico, esso varia in funzione della pendenza ed influisce sulla velocità di filtrazione della falda, caratteristica da tenere in considerazione quando si dimensiona un sistema di dewatering.

La nostra azienda è chiamata spesso ad eseguire attività di abbassamento controllato dei livelli idrici nelle più svariate condizioni litologiche ed idrogeologiche, ciò ha consentito di acquisire molta esperienza in questa specifica materia e ci ha persuaso a scrivere questa pagina del nostro sito.

Anche in presenza di indagini geologiche approfondite resta difficile individuare quale sia il Sistema di Emungimenti più Idoneo per i motivi sopra elencati, per cui i nostri tecnici hanno ritenuto di sintetizzare in una tabella riepilogativa il rapporto tra la natura del terreno e la idonea tecnica per drenarlo efficacemente.

 

 

Per quanto attiene la parte tecnico-analitica rimandiamo alla sezione del sito “Calcolo Dewatering“, dove sono riportate le più comuni formule di calcolo analitiche in funzione della tipologia di impianto da realizzare. “Accesso Libero senza Registrazione obbligatoria“

A tal proposito si rammenta che Geonord wellpoint® svolge anche attività di consulenza, con uno staff tecnico in grado di risolvere molte problematiche legate alle attività di dewatering.

La nostra azienda effettua analisi per la determinazione dei parametri degli acquiferi con prove di portata e raccolta dei dati al fine di poter restituire in modo corretto i principali valori per un calcolo analitico, tra i quali:

Coefficienti di Conducibilità Idraulica

Coefficienti di Permeabilità e Trasmissività

Curve degli Abbassamenti dei Livelli idrici

Coni di Depressione

Raggi d’influenza

Stima delle Portate di Emungimento

 

 

L’esperienza acquisita con l’installazione di migliaia di impianti di pompaggio nelle più svariate condizioni idrogeologiche ci ha fatto capire che piccole variazioni della matrice litologica spesso comportano radicali cambiamenti nell’esecuzione di un sistema di drenaggio, inducendo ad un cambio di soluzione tecnica.

I sistemi di drenaggio possono essere sintetizzati in cinque tipologie principali:

Gli impianti wellpoint, costituiti da un insieme di piccoli pozzi disposti in modo capillare lungo il perimetro dello scavo ed infissi alla profondità massima di circa 6,50mt. Il loro campo di applicazione è nel drenaggio di terreni a matrice prevalentemente sabbiosa è vengono posti in opera a mano  con l’utilizzo di apposite pompe ad altra pressione dette Jetting. Per scavi oltre i 3 metri di profondità si possono installare le file dei wellpoint a differenti livelli con la soluzione dello scavo a “Gradoni”.

 

Gli impianti wellpoint “A Prefiltro”, rappresentano un insieme di piccoli pozzi che corrisponde per tipologia al materiale utilizzato nel wellpoint per sabbie ma si  differenziano per la loro tecnica d’installazione. Sono messi in opera con un’apposita macchina perforatrice brevetatta da Geonord wellpoint®. Gli impainti a prefiltro sono impiegati nel drenaggio dei terreni a matrice prevalentemente limosa o stratificata, cioè in presenza di alternanze tra sabbie, limi o argille.

 

I pozzi di aggottamento, che sono la soluzione più compatibile al drenaggio di terreni molto porosi e permeabili e trovano la loro applicazione nei terreni a matrice ghiaiosa e nei ciottoli.

Questo sistema presenta due varianti che dipendono dalla profondità di esercizio e definiscono il pozzo in “pozzo profondo” o “pozzo superficiale”, intendendo come superficiali i pozzi di aggottamento che si spingono ad un massimo di 6/7mt. dal p.c.

Per quest’ultimi la tecnica esecutiva è differente da quelli “profondi”, cioè infissi oltre i 7 mt., sono spesso realizzati con macchina perforatrice munita di buchet e possono arrivare a diametri considerevoli nell’ordine degli 800/1000mm.

Le pompe utilizzate in questi pozzi sono del tipo a “grande portata” con dimensioni spesso nell’ordine dei 500/600mm., tali da necessitare di pozzi di adeguato diametro per il loro allestimento.

 

I pozzi profondi sono utilizzati in diverse tipologie di terreni, trovano la loro naturale applicazione nelle ghiaie e nei ciottoli ma sono spesso utilizzati anche nelle sabbie.

La differenza principale nell’uso di questa tipologia di pozzi è determinata dalla permeabilità effettiva dell’acquifero che influisce significativamente sull’estensione del cono di emungimento, infatti se non strettamente necessari sono poco utilizzati nella fase di abbassamento temporaneo delle falda acquifere e trovano il loro naturale utilizzo nell’approvvigionamento idrico di acqua dal sottosuolo.

Le Trincee drenanti, trattasi di scavi in linea di modesta profondità riempiti con materiale di cava di pezzatura variabile, a volte munite di tubo dreno sulla parte inferiore.

La posa in opera della tubazione sotterranea è costituita da un tubo microfessurato, dal diametro idoneo alla portata di acqua da emungere, spesso ricoperto da una calza protettiva per evitarne l’intasamento.

Questa tecnica permette di captare la falda acquifera e di mantenerla al livello desiderato con l’utilizzo di pompe di superficie, tale tecnica è indicata nei terreni a matrice argillosa con scarsa e bassa permeabilità in quanto il raggio d’influenza esercitato da questo sistema è pressoché nullo, infatti tale sistema di emungimento prevede la posa in opera del tubo con serpentine o linee molto ravvicinate tali da consentire la copertura dell’intera area di lavoro.  

Descrizione materiale	Diametro dei solidi	Coefficiente di Permeabilità	Porosità efficace
Ciottoli	> 60 mm.	K = > 1×10-1 m/sec.	23 %
Ghiaie	> 20 < 60 mm.	K = da 1×10-1 a 1×10-2 m/sec.	24 %
Sabbie con matrice ghiaiosa	> 0,6 < 20 mm.	K = da 1×10-1 a 1×10-3 m/sec.	27 %
Sabbie pulite	> 0,2 < 0,6 mm.	K = da 1×10-2  a 1×10-4 m/sec.	38 %
Sabbie con matrice limosa	> 0,02 < 0,2 mm.	K = da 1×10-4  a 1×10-7 m/sec.	23 %
Limi	> 0,006 < 0,02 mm.	K = da 1×10-6 a 1×10-8 m/sec.	8 %
Limi con matrice argillosa	> 0,002 < 0,006 mm.	K = da 1×10-7 a 1×10-9 m/sec.	6 %
Argille	< 0,002 mm.	K = <  1×10-9 m/sec.	3 %

 

 

 

Terreni e corrispondenti Tecniche di Drenaggio

Vediamo con quale tecnica si prosciugano questi diversi tipi di terreno in funzione della loro granulometria.

Impianto wellpoint	Impianto wellpoint a prefiltro	Pozzi di Aggottamento	Trincee Drenanti e Tubi Dreno
Sabbie pulite	Limi – Terreni Stratificati in genere	Ciottoli	Ciottoli
Sabbie debolmente ghiaiose	Limi debolmente sabbiosi	Ghiaie grossolane pulite	Ghiaie in genere
Sabbie debolmente limose	Limi debolmente argillosi	Ghiaie eterometriche e miste	Argille fino a debolmente limose

Nell’esecuzione pratica succede spesso, al fine di raggiungere l’abbassamento del livello di falda, che alcune tecniche di drenaggio vengano utilizzate contemporaneamente, è il caso delle trincee drenanti e dei tubi dreno che possono essere impiegati in un sistema misto con pozzi di aggottamento.