Nell\'ingegneria civile e geotecnica il drenaggio è un’opera che ha lo scopo di captare, raccogliere e allontanare l’acqua presente nel terreno per impedire l’aumento delle pressioni interstiziali e migliorare così le caratteristiche di stabilità del terreno stesso.
Nei terreni montani e collinari le problematiche relative alla stabilità dei pendii sono prevalentemente collegate alla presenza di elevati contenuti d’acqua. Per abbassare il livello piezometrico e consolidare i pendii soggetti a movimenti franosi, le acque d\'infiltrazione presenti nei terreni devono essere quindi intercettate e rimosse. Le opere di drenaggio modificano il regime delle pressioni neutrali in sito, ottenendo il doppio effetto di incremento della resistenza del terreno e riduzione del peso della massa interessata dal movimento, contribuendo così al miglioramento della stabilità globale.
Le opere di drenaggio si possono rendere inoltre necessarie per evitare sovrapressioni idrostatiche nelle opere civili o strutture in genere, o per abbassare il livello della linea piezometrica e consolidare pendii soggetti a movimenti franosi superficiali, come ad esempio accade con le trincee drenanti.
Le tecniche di drenaggio attualmente in uso sono molteplici e dipendono dalla tipologia di problematica e di intervento. In generale si possono suddividere in due categorie principali:
Le tecniche impiegate da Dalla Gassa
La Dalla Gassa ha acquisito nel corso degli anni una notevole esperienza nel campo della regimazione e captazione di acque profonde, impiegando tecniche alternative rispetto a quelle normalmente in uso.
Le opere di drenaggio impiegate da Dalla Gassa sono prevalentemente del tipo suborizzontale, utilizzando unità di perforazione particolarmente versatili, nelle quali il foro viene rivestito con camicia recuperabile o con l’impiego della tecnica del foro a cannocchiale.
I drenaggi vengono generalmente eseguiti su versanti acclivi e possono avere lunghezza minima di qualche decina di metri e massima di circa 200 metri.
Su opere particolarmente importanti, l’impresa Dalla Gassa ha eseguito pozzi verticali di grande diametro, operando con l’unità di perforazione all’interno dei pozzi stessi, realizzando drenaggi suborizzontali a raggiera atti a drenare un’ampia area di terreno instabile.
La Dalla Gassa impiega inoltre, in funzione del tipo di opera, le tecniche di drenaggio verticale e i dreni autoperforanti:
I terreni a granulometria fine, come l’argilla, i limi e le torbe, presentano una permeabilità molto bassa. Quando viene applicato un carico su un terreno di fondazione di questo tipo, si possono verificare nel tempo dei cedimenti anche importanti dovuti all’espulsione dell’acqua presente negli strati di terreno a bassa permeabilità. Questi cedimenti possono manifestarsi già a partire dalle prime fasi di realizzazione dell’opera e possono protrarsi nel tempo fino a diversi anni dopo la conclusione dei lavori.
Per favorire la consolidazione in terreni di questo tipo, si può interviene con la tecnica tradizionale del precarico. Essa consiste nell’eseguire le opere per step di carico successivi, attendendo il consolidamento del terreno fra una fase e l’altra. In questo modo si allungano però i tempi di costruzione dell’opera e di conseguenza aumentano proporzionalmente i costi.
I sistemi di drenaggio verticali permettono di ridurre i tempi di consolidazione dei terreni a bassa permeabilità. I dreni verticali non sostituiscono l’applicazione del precarico ma ne accelerano l’effetto di espulsione dell’acqua, modificando sensibilmente il percorso di drenaggio. I dreni verticali sono infatti elementi ad elevata permeabilità che intercettano tutto lo strato da consolidare, imponendo un drenaggio in direzione orizzontale secondo percorsi idraulici più corti rispetto a quelli che si avrebbero nel terreno naturale.
I dreni verticali possono essere costituiti in sabbia o in elementi prefabbricati. I primi vengono utilizzati ormai di rado solo in casi particolari, mentre i secondi costituiscono la tipologia più comunemente utilizzata.
I drenaggi verticali prefabbricati sono in genere costituiti da un corpo centrale resistente in materiale polimerico, in cui sono ricavati i solchi di passaggio per l’acqua, e da un fitro esterno con la funzione di impedire al terreno l’ostruzione degli elementi drenanti. Essi vengono posati nel terreno in maniera diffusa con maglia triangolare o quadrata tramite un mandrino che scorre lungo una guida montata su un’unità cingolata idraulica. Il dreno può essere infisso fino ad una profondità di circa 50 metri. Le tecniche di infissione più utilizzate sono la vibrazione, la percussione e il jetting.
Vantaggi
Campi di applicazione
Le opere di drenaggio suborizzontali fanno parte della categoria degli interventi di drenaggio profondo, i quali hanno l’obiettivo di modificare il regime delle acque sotterranee a profondità elevate. In genere, queste condizioni si verificano in pendii ripidi interessati da movimenti franosi con superfici di scorrimento profonde, spesso di tipo rotazionale.
Queste opere sono costituite da una serie di fori di perforazioni in cui vengono inseriti dei tubi microfessurati che permettono la riduzione delle pressioni interstiziali e generano un incremento delle tensioni normali efficaci e della resistenza al taglio del terreno.
In genere le pressioni interstiziali agenti sui contorni drenanti, costituiti dall’interfaccia tra il sistema e il terreno, sono pari alla pressione atmosferica. Si tratta quindi di sistemi a gravità. La nuova distribuzione delle pressioni interstiziali nel terreno non risulta più equilibrata e si innesca così un moto di filtrazione a superficie libera. I tubi scaricano infine l’acqua all’interno di canalette collocate sul pendio o su corsi d’acqua naturali.
L’esecuzione di un dreno suborizzontale si sviluppa in due fasi successive:
Le profondità massime alle quali possono lavorare i tubi drenanti sono dell’ordine di 200 m, ma in alcuni casi si possono raggiungere lunghezze anche maggiori. I tubi possono essere disposti in direzione fra loro parallela, con interasse compreso tra 3 e 20 m, o disposti a raggiera su uno o più ordini.
I dreni suborizzontali possono essere utilizzati in sito come unico sistema profondo di drenaggio, oppure possono essere accoppiati ad altri sistemi, come ad esempio gallerie o pozzi drenanti, in modo tale da allargarne il raggio di influenza.
Nella progettazione di un’opera di drenaggio profondo l’approccio teorico e scientifico è sicuramente importante per un corretto dimensionamento degli interventi, ma prioritaria risulta l’esatta conoscenza delle caratteristiche idrogeologiche e geotecniche dei terreni interessati. Questa presenta notevoli difficoltà, dovute alle incertezze nella distribuzione delle pressioni interstiziali, dalla presenza di discontinuità e disomogeneità. L’esecuzione preventiva di sondaggi e l’installazione di piezometri può quindi dare risposte concrete in fase di progettazione e nella successiva esecuzione delle opere.
Vantaggi
Campi di applicazione
I dreni autoperforanti Tubo Drain Sirive® nascono con l’obiettivo di poter posare nel terreno tubi drenanti in acciaio senza necessità di impiegare i rivestimenti del foro comunemente utilizzati per il sostegno della perforazione in terreni sciolti.
I dreni autoperforanti nascono con l’obiettivo di poter posare nel terreno tubi drenanti in acciaio senza necessità di impiegare i rivestimenti del foro comunemente utilizzati per il sostegno della perforazione in terreni sciolti, potendo utilizzare gli stessi macchinari di perforazione impiegati per le barre autoperforanti.
I dreni autoperforanti sono composti da tubi in acciaio caratterizzati dalla presenza di fori, che consentono il deflusso dell’acqua dal terreno attraverso il tubo.
L’impresa Dalla Gassa ha concepito un particolare tubo drenante autoperforante denominato Tubo Drain Sirive®. Le caratteristiche principali del sistema Tubo Drain Sirive® sono l’impiego di punte a perdere in acciaio temperato o con inserti in widia ed un corpo a perdere dove sono alloggiati i sistemi di perforazione e di trascinamento del tubo da porre in opera
Le principali componenti del sistema Tubo Drain Sirive® sono:
Punta a perdere (le stesse impiegate nei sistemi autoperforanti);
Corpo di trascinamento;
Sistema di trasmissione roto-percussione;
Trascinatore recuperabile;
Asta di perforazione;
Tubo drenante o tubo di armatura per infilaggi.
Il sistema Tubo Drain Sirive® è disponibile per diametri da 63,5 mm a 127 mm. I tubi sono forniti in tronchi modulari, fino al raggiungimento della lunghezza di progetto del dreno.
Per standardizzare il sistema si utilizzano aste di perforazione normalmente presenti nel mercato, R32 – T38 – T45, con manicotti di giunzione modificati per mantenerle centrate all’interno dei tubi, ottimizzando la resa e semplificando la messa in opera.
Vantaggi
Campi di applicazione