Dott. Geol. S. Paternoster: Caratterizzazione del Dewatering
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AREA EX MICHELIN - CANTIERIZZAZIONE DEL DEWATERING<br />
Analisi chimiche in falda (rete piezometri)<br />
Analisi chimiche allo scarico (linee 1 e 2)<br />
Scavi in presenza di falda – tecniche e pratica nel dewatering - dott. geol. Stefano <strong>Paternoster</strong>
AREA EX MICHELIN - CANTIERIZZAZIONE DEL DEWATERING<br />
MONITORAGGIO TOPOGRAFICO ASSE BINARIO E STRUTTURE ALCONTORNO<br />
Distorsione angolare di previsione asse binario 1/11000 < 1/3000 (valore max. ammessoRFI)<br />
Scavi in presenza di falda – tecniche e pratica nel dewatering - dott. geol. Stefano <strong>Paternoster</strong>
AREA EX MICHELIN - CANTIERIZZAZIONE DEL DEWATERING<br />
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AREA EX MICHELIN - CANTIERIZZAZIONE DEL DEWATERING<br />
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BRESSANONE – DEWATERING CANTIERE RAIFEISSENKASSE<br />
EISACKTAL<br />
UBICAZIONE E CARATTERISTICHE DELSITO<br />
Acquifero a falda libera,<br />
di elevata trasmissività,<br />
situato nel materasso<br />
alluvionale ghiaioso<br />
sabbioso grossolano<br />
depositato alla confluenza<br />
tra i fiumi Isarco e<br />
Rienza, costituente<br />
sistema globale con il<br />
fiume Isarco, con livello<br />
di base locale posto alla<br />
profondità media di<br />
45÷50 m dal p.c..<br />
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EISACKTAL<br />
DATI SALIENTI DELCANTIERE<br />
Il progetto in sotterraneo prevede la<br />
realizzazione di due piani interratiin area<br />
urbanizzata, dei quali il più basso si sviluppa<br />
su una superficie di circa 800 m 2 , con quota di<br />
posa <strong>del</strong>la platea di fondazione a – 7.8 m dallo<br />
0.0 di progetto (piano campagna).<br />
La quota media <strong>del</strong> p.c. locale è pari 565.0 m<br />
slm ed il fondo scavo per la posa <strong>del</strong>la platea di<br />
fondazione è quindi previsto alla quota 557.20<br />
m slm.<br />
Il livello di falda per il progetto di dewatering è<br />
fissato a quota media 561.0 m slm (-4.0 m dal<br />
p.c.).<br />
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EISACKTAL<br />
QUESITI PER L’ASSISTENZA IDROGEOLOGICA<br />
•Non esiste un progetto di dewatering - Dimensionare il sistema di abbassamento <strong>del</strong>la falda<br />
tenendo conto che il progetto degli scavi prevede la realizzazione di un soil nailing (parete<br />
chiodata in spritz beton armato), in fase iniziale di esecuzione. Non sono disponibili dati<br />
sperimentali sui parametri idrodinamici essenziali <strong>del</strong>l’acquifero.<br />
•Realizzazione <strong>del</strong> progetto di cantierizzazione e produzione <strong>del</strong>la documentazione per la<br />
richiesta <strong>del</strong>le necessarie autorizzazioni agli enti competenti (Ufficio gestione risorse idriche,<br />
Ufficio Tutela acque).<br />
•Produzione <strong>del</strong>la documentazione per l’appalto dei lavori di dewatering.<br />
•Direzione tecnica per la realizzazione e gestione dei pozzi e <strong>del</strong>l’impianto di allontanamento<br />
acque (procedure di controllo in sito, avviamento/spegnimento pozzi ecc.).<br />
Previsione <strong>del</strong>le portate/consumi in fase di emungimento.<br />
•Piano di controllo (piezometrie, abbassamenti, ambientale) (esterno all’area / allo scarico)<br />
controllo <strong>del</strong>la sottospinta idraulica sulle platee realizzate.<br />
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EISACKTAL<br />
IMPOSTAZIONE DEL LAVORO<br />
•Effettuazione di una prima previsione sulle portate di pompaggio utilizzando per la<br />
simulazione <strong>del</strong> flusso un mo<strong>del</strong>lo analitico bidimensionale semplice con stima dei parametri<br />
idraulici <strong>del</strong>l’acquifero su base granulometrica e/o da aree vicine. Portata stimata <strong>del</strong>l’ordine dei<br />
250-350 l/s.<br />
•Realizzazione di un primo pozzo di dewatering da utilizzare per una prova di pozzo con<br />
determinazione <strong>del</strong>la trasmissività e <strong>del</strong>le modalità di funzionamento <strong>del</strong>lo stesso.<br />
•Revisione dei dati, aggiornamento <strong>del</strong> mo<strong>del</strong>lo di simulazione e realizzazione <strong>del</strong> progetto di<br />
cantierizzazione <strong>del</strong> dewatering.<br />
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MODELLO DI<br />
PREVISIONE<br />
SEMPLIFICATO<br />
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EISACKTAL<br />
SCHEMA DEL POZZO<br />
PROVA/DEWATERING<br />
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I RISULTATI DELLA PROVA DI POZZO<br />
Nel pozzo P3 è stata eseguita in maniera speditiva una prova a gradini crescenti di<br />
portata secondo lo schema indicato nella tabella seguente.<br />
Pozzo P3<br />
Q [m 3 /s] 0.075 0.125 0.19 0.285 0.4<br />
s [m] a 240 min 0.22 0.38 0.6 1.08 5.88<br />
In considerazione <strong>del</strong>la forte anisotropia verticale si è dovuta utilizzare la<br />
linearizzazione secondo Rorabaugh: ln (sw/Q).<br />
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I RISULTATI DELLA PROVA DI POZZO<br />
Parametri <strong>del</strong> pozzo:<br />
B = 29.3 s/m 2<br />
C = 143255545.6 s 2 /m 5<br />
n = 5.5<br />
Equazione <strong>del</strong> pozzo: s = 29.3 Q + 143255545 Q 5.5<br />
Trasmissivita’ apparente T ~ 1/B ~ 3.5X10 -2 m 2 /s.<br />
FATTORI DI CONDIZIONAMENTO<br />
Parziale penetrazione <strong>del</strong>l’acquifero<br />
da parte <strong>del</strong> pozzo di pompaggio.<br />
Forte anisotropia verticale di<br />
permeabilità e componente <strong>del</strong>la<br />
permeabilità verticale molto inferiore<br />
a quella <strong>del</strong>le permeabilità<br />
orizzontale .<br />
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CONCLUSIONI DELLA PROVA<br />
I valori di trasmissività rilevati confermano portate di dewatering <strong>del</strong>l’ordine dei 320 l/s.<br />
Le prove eseguite portano a concludere che dai singoli pozzi non risulta possibile<br />
estrarre portate superiori ai 20÷30 l/s, a seconda <strong>del</strong>la zona di realizzazione.<br />
Operando progressivamente con aggottamenti aggiuntivi e linee di drenaggio verso i<br />
pozzi si potrebbe comunque procedere all’emungimento <strong>del</strong>le portate richieste ma ci si<br />
troverebbe nella condizione di non riuscire ad abbattere parte <strong>del</strong>la piezometria<br />
esternamente ai fronti scavo, con conseguente filtrazione dalle pareti. Tale evenienza in<br />
presenza <strong>del</strong> soil nailing previsto per la stabilizzazione degli scavi non garantirebbe<br />
condizioni certe di realizzabilità e stabilità degli stessi e quindi adeguate condizioni di<br />
sicurezza.<br />
Si deve quindi sfruttare la condizione di permeabilità verticale molto ridotta rispetto a<br />
quella orizzontale verificata sperimentalmente e cinturare il perimetro degli scavi a<br />
partire dalla quota di progetto -4.0 m creando una diaframma con pali jet secanti. Il<br />
diaframma avrà funzione strutturale per la parte interessata dallo scavo e potrà avere solo<br />
tenuta idraulica per la zona di incastro sotto il fondo scavo.<br />
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EISACKTAL<br />
L’ADEGUAMENTO DEL PROGETTO DEGLI SCAVI<br />
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EISACKTAL<br />
RISULTATI VERIFIHE CON MODELLO TRIDIMENSIONALE MODFLOW<br />
•La portata di agottamento per mantenere asciutto il fondo scavo è stimata in<br />
90÷100 l/s. Nella simulazione condotta i pozzi aspirano complessivamente<br />
50 l/s (10 l/s a pozzo) e altri 40÷50 l/s sono agottati direttamente come<br />
portata di filtrazione dal fondo. La simulazione dimostra che in cantiere si<br />
dovrà quindi provvedere a far confluire verso i pozzi il surplus di portata da<br />
smaltire.<br />
• In cantiere saranno presenti n. 5 pompe in pozzo e n. 1 pompa esterna di<br />
emergenza/servizio; le pompe dovranno garantire una portata di picco<br />
<strong>del</strong>l’ordine dei 25÷30 l/s in condizioni di massima prevalenza richiesta (7.0<br />
m di scavo + 3.0 m di abbassamento <strong>del</strong>l’acqua nel pozzo oltre il fondo<br />
scavo + eventuale quota di posizionamento <strong>del</strong>lo scarico dal p.c.).<br />
Indicativamente si tratterà di pompe con potenza nominale <strong>del</strong>l’ordine degli<br />
11 KW.<br />
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S. GIACOMO - LAIVES<br />
COSTRUZIONE DI DUE PALAZZINE<br />
DATI SALIENTI DELCANTIERE<br />
DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
FONDAZIONALE E PER L’ABBASSAMENTO DELLA FALDA<br />
FONDAZIONI: Per le opere in oggetto, il progetto prevede una platea di fondazione<br />
impermeabilizzata, posizionata a quota -2.85 m dallo 0.0 di progetto.<br />
STRATIGRAFIA: Presenza di uno strato di materiale organico fine, in prevalenza torboso<br />
posizionato tra le quote -2.8 ÷ -3.8/4.1 da p.c. Alla base <strong>del</strong>lo strato torboso erano presenti<br />
sabbie limose progressivamente passanti a ghiaie sabbiose, ma con passaggio verticalmente<br />
a tratti irregolare. Al tetto presenti sabbie ghiaiose e riporti granulari.<br />
IDROGEOLOGIA: La presenza <strong>del</strong>lo strato torboso determinava inoltre una locale netta<br />
separazione <strong>del</strong>l’acquifero più superficiale (sostenuto dallo strato torboso), rispetto<br />
all’acquifero sottostante lo strato stesso.<br />
SCAVI E BONIFICHE: Considerata la necessità di asportare lo strato metrico di torba<br />
presente al di sotto <strong>del</strong> previsto piano fondazionale, il fondo scavo è stato fissato a quota –<br />
4.30 m dallo 0.0 di progetto (vedi foto 2).<br />
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S. GIACOMO - LAIVES<br />
COSTRUZIONE DI DUE PALAZZINE<br />
DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
FONDAZIONALE E PER L’ABBASSAMENTO DELLA FALDA<br />
PROBLEMATICHE IDROGEOLOGICHE-GEOTECNICHE:<br />
Per l’abbassamento <strong>del</strong>la falda erano stati eseguiti N. 4 pozzi, tubati con PVC φ 400 mm<br />
ognuno attrezzato con pompa elettrosommersa da 9.2 kW. I pozzi erano filtrati solo in<br />
corrispondenza <strong>del</strong>l’acquifero inferiore per cui non avevano un azione di depressione sulla<br />
falda più superficiale. Inoltre la presenza di materiale organico compressibile rendeva<br />
particolarmente <strong>del</strong>icate le operazioni di abbassamento <strong>del</strong>la falda per le possibili influenze<br />
sul regime <strong>del</strong>le pressioni neutre nelle aree limitrofe.<br />
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S. GIACOMO - LAIVES<br />
COSTRUZIONE DI DUE PALAZZINE<br />
Per limitare al massimo gli effetti <strong>del</strong><br />
pompaggio sulle aree limitrofe e<br />
contestualmente intercettare anche<br />
l’apporto idrico <strong>del</strong>la falda più<br />
superficiale si è deciso di far lavorare<br />
i pozzi in svuotamento<br />
(aggottamento) e non in depressione.<br />
Per tale ragione si è proceduto alla<br />
realizzazione di canalette drenanti<br />
perimetrali e di collegamento dei<br />
pozzi, eseguite sotto quota di fondo<br />
scavo; inoltre sul fronte scavo per<br />
l’intercettazione dei livelli di venuta<br />
<strong>del</strong>l’acquifero superficiale si è<br />
provveduto al posizionamento di<br />
geodreno tipo enkadren collegato ai<br />
drenaggi inferiori.<br />
DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
FONDAZIONALE E PER L’ABBASSAMENTO DELLA FALDA<br />
Sulla base <strong>del</strong> quadro geologico geotecnico di cantiere descritto si è proposta la seguente<br />
modalità di intervento:<br />
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COSTRUZIONE DI DUE PALAZZINE<br />
A quota fondo scavo è stata prevista la<br />
stesa di un geotessuto tessuto in<br />
polipropilene con azione anticontaminante<br />
e resistente, avente le seguenti<br />
caratteristiche fisico meccaniche ed<br />
idrauliche:<br />
-resistenza nom. a trazione: ≥ 50 kN/m<br />
-allungamento a rottura < 16%<br />
-Resist. Punzonam. statico (C.B.R.): ≥ 8<br />
-Permeabilità all’acqua: K ≥ 1x 10 -2 m/s<br />
-Apertura caratteristica 0 90 ≥ 200mm<br />
DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
FONDAZIONALE E PER L’ABBASSAMENTO DELLA FALDA<br />
Sopra al geotessuto si è proceduto alla stessa di un primo strato di ghiaia drenante di spessore 0.3 m confinato<br />
da n. 2 strati di fondazione in materiale stabilizzato 0-100 mm si spessore finito 0.4 m e da uno strato finale<br />
di base in materiale stabilizzato 0-70 mm di spessore finito 0.4 m.<br />
La messa in opera è avvenuta mediante compattazione dinamica con rullo vibrante da 10 t. Per il primo strato<br />
di fondazione era richiesto un modulo (rif. normativa svizzera SN 670 317a) Md > 40 MPa; per il secondo<br />
strato di fondazione era richiesto un modulo Md > 60 MPa; per lo strato di base finale era richiesto un<br />
modulo Md > 80 MPa.<br />
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COSTRUZIONE DI DUE PALAZZINE<br />
DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
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DISPOSIZIONI OPERATIVE IN CORSO D’OPERA PER LA<br />
REALIZZAZIONE DELLA BONIFICA DEL PIANO<br />
FONDAZIONALE E PER L’ABBASSAMENTO DELLA FALDA<br />
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