Le tecnologie No-Dig riducono l’estensione degli scavi superficiali, ma richiedono un controllo accurato del comportamento del sottosuolo.
Durante una perforazione teleguidata possono verificarsi movimenti del terreno se il foro perde stabilità, viene rimosso troppo materiale, si disperdono i fluidi o si crea un vuoto significativo attorno alla tubazione.
Un cedimento può manifestarsi come un abbassamento graduale della superficie oppure come una depressione localizzata. In altri casi il terreno può sollevarsi a causa di pressioni eccessive, producendo il fenomeno opposto, chiamato rigonfiamento o heave.
Strade, marciapiedi, binari, fondazioni e sottoservizi possono essere sensibili anche a movimenti limitati.
La prevenzione dipende dalla conoscenza geologica, dalla corretta dimensione del foro, dalla gestione dei fluidi, dal controllo dell’avanzamento e dalla scelta di una copertura adeguata.
La tecnologia non deve essere considerata priva di effetti sul terreno: il suo vantaggio deriva dalla capacità di realizzare il passaggio in modo controllato e senza una trincea continua.
Che cos’è un cedimento del terreno
Il cedimento è un movimento verticale verso il basso causato dalla perdita di volume o di capacità portante nel sottosuolo.
Durante una perforazione può essere associato a:
- collasso del foro;
- asportazione eccessiva di materiale;
- erosione interna;
- perdita di fini;
- vuoti;
- terreno poco compatto;
- abbassamento della falda;
- danneggiamento di una condotta;
- deformazione della tubazione;
- riempimento incompleto dello spazio anulare.
Non tutti i cedimenti sono immediati. Alcuni possono svilupparsi dopo la posa, quando il terreno si riassesta o i fluidi cambiano consistenza.
Cedimento e rigonfiamento: due fenomeni diversi
Il cedimento abbassa la superficie, mentre il rigonfiamento la solleva.
Il rigonfiamento può essere causato da:
- pressione eccessiva dei fluidi;
- spostamento del terreno;
- accumulo di detriti;
- alesatore troppo grande;
- avanzamento troppo rapido;
- insufficiente spazio per il ritorno.
Vermeer segnala che un rapporto non corretto tra fluido e terreno asportato può creare un impasto denso, impedire il flusso e contribuire a rigonfiamenti, ritorni involontari, danni agli utensili e bloccaggi.
I due fenomeni possono comparire nello stesso progetto in punti differenti.
Perché il foro può collassare
La stabilità dipende dal terreno e dal supporto fornito dal fluido.
Sabbie sciolte, ghiaie e riporti possono cadere nel passaggio dopo il transito dell’utensile. Anche argille fratturate o terreni saturi possono perdere stabilità.
Il collasso è favorito da:
- miscela non adatta;
- perdita di circolazione;
- interruzioni prolungate;
- diametro eccessivo;
- vibrazioni;
- falda;
- passaggi ripetuti;
- mancanza di pulizia;
- variazioni geologiche.
I fluidi devono mantenere i detriti in sospensione, formare un rivestimento sulle pareti e assicurare la circolazione. La loro gestione è essenziale per mantenere aperto il foro.
Terreni maggiormente sensibili
Alcune condizioni richiedono particolare attenzione:
- sabbie sciolte;
- sabbie sature;
- ghiaie;
- limi poco consistenti;
- riporti non controllati;
- terreni organici;
- cavità;
- strati carsici;
- vecchi scavi;
- terreni interessati da perdite idriche.
Anche una geologia apparentemente uniforme può contenere lenti o zone localizzate più deboli.
Le indagini geotecniche devono identificare presenza di roccia, ghiaia, depositi sciolti, discontinuità, resistenza, stabilità e falda.
Il ruolo della profondità e della copertura
Una copertura insufficiente può rendere la superficie più sensibile alle pressioni e ai vuoti creati dalla perforazione.
Una copertura maggiore distribuisce generalmente gli effetti su un volume più ampio di terreno, ma non elimina ogni rischio.
A profondità elevate aumentano:
- pressione della falda;
- lunghezza del foro;
- difficoltà di circolazione;
- volume di fluidi;
- forze di tiro.
La quota deve quindi essere scelta considerando ostacolo, terreno, diametro, raggio di curvatura e stabilità.
Passare molto vicino alla superficie per accorciare il foro può aumentare il rischio di deformazione della pavimentazione.
Alesatura e volume di terreno rimosso
Il rischio cresce con il diametro del foro.
L’alesatore rimuove un volume di terreno che aumenta rapidamente al crescere del diametro. Un foro sovradimensionato produce:
- più detriti;
- maggiore richiesta di fluido;
- più spazio anulare;
- maggiore possibilità di instabilità;
- tempi superiori;
- rischio di accumulo.
Il foro deve essere sufficientemente grande per permettere il tiro, ma non più ampio del necessario.
Per diametri importanti può essere opportuno procedere attraverso passaggi progressivi, evitando un incremento eccessivo in una sola alesatura.
Velocità di avanzamento e pulizia del foro
La macchina non deve avanzare più velocemente della capacità del sistema di rimuovere il terreno.
Se l’alesatore produce detriti più rapidamente di quanto il fluido riesca a trasportarli, il materiale si accumula.
L’accumulo può:
- aumentare la pressione;
- bloccare l’utensile;
- spingere il terreno verso la superficie;
- creare zone non uniformi;
- ostacolare il pullback.
La velocità deve essere regolata considerando portata della pompa, dimensione dell’alesatore e tipo di terreno.
Il rapporto tra quantità di fluido e volume di terreno è quindi un parametro operativo fondamentale.
Perdita di fini ed erosione interna
In presenza di acqua o fluidi in movimento, le particelle più piccole possono essere trasportate lontano dalla loro posizione originaria.
Questo fenomeno può creare vuoti e ridurre il sostegno del terreno sovrastante.
Il rischio è maggiore vicino a:
- reti idriche danneggiate;
- fognature;
- drenaggi;
- terreni sabbiosi;
- falda;
- fratture;
- vecchi riempimenti.
Una perdita di fluido non visibile in superficie può contribuire all’erosione interna se percorre il terreno e trascina materiale.
Il bilancio dei volumi e il controllo dei ritorni aiutano a riconoscere condizioni anomale.
Influenza degli scavi di ingresso e uscita
Anche gli scavi localizzati possono generare movimenti se non vengono sostenuti e drenati correttamente.
Pareti instabili, ingresso di falda e pompaggio incontrollato possono provocare:
- trascinamento di fini;
- rilassamento del terreno;
- cedimenti laterali;
- movimenti vicino a edifici;
- danneggiamento di sottoservizi.
Quando necessario, gli scavi devono essere protetti mediante armature, sistemi di sostegno o altre opere provvisionali.
L’eventuale abbassamento della falda deve essere progettato evitando un’eccessiva rimozione di acqua e particelle.
Effetto delle vibrazioni e delle attrezzature
Le perforatrici HDD producono generalmente meno vibrazioni rispetto ad alcune tecniche dinamiche, ma utensili, motori e lavorazioni in roccia possono comunque trasmettere sollecitazioni.
Anche i mezzi pesanti presenti in superficie esercitano carichi sul terreno.
In prossimità di strutture sensibili può essere opportuno:
- definire distanze;
- monitorare le vibrazioni;
- distribuire i carichi;
- limitare il transito;
- utilizzare piastre;
- controllare edifici e pavimentazioni.
La scelta della macchina deve essere proporzionata al sito. Un’attrezzatura molto grande può richiedere un’area di appoggio e ancoraggio non compatibile con terreni deboli.
Come prevenire i cedimenti con le indagini
La prevenzione inizia prima del cantiere.
Le indagini devono cercare:
- terreni sciolti;
- cavità;
- riporti;
- falda;
- vecchie fondazioni;
- strati compressibili;
- reti danneggiate;
- aree precedentemente scavate;
- rocce fratturate;
- variazioni laterali.
Il modello geotecnico consente di scegliere una profondità più favorevole e stabilire se l’HDD sia la tecnica appropriata.
TRACTO sottolinea che una valutazione professionale del sottosuolo è il presupposto fondamentale per pianificare correttamente un intervento trenchless.
Progettazione del diametro del foro
Il foro finale deve permettere il passaggio della tubazione e la circolazione del fluido.
Uno spazio troppo ridotto aumenta l’attrito e il rischio di blocco. Uno spazio eccessivo può aumentare il volume di terreno rimosso e ridurre il sostegno attorno al tubo.
Il diametro deve essere scelto considerando:
- prodotto;
- terreno;
- lunghezza;
- curvature;
- giunti;
- utensili;
- capacità della macchina;
- numero di alesature.
Non è corretto utilizzare lo stesso rapporto in ogni geologia.
Controllo della pressione dei fluidi
La pressione deve essere sufficiente a far circolare il fluido, ma non tale da sollevare o fratturare il terreno.
Un aumento anomalo può indicare:
- ostruzione;
- collasso;
- fluido troppo viscoso;
- ugelli bloccati;
- accumulo;
- spazio insufficiente;
- velocità eccessiva.
Quando la pressione cresce, la squadra deve individuare la causa prima di continuare.
Pompare con maggiore forza in un foro ostruito può trasformare una difficoltà di circolazione in un rigonfiamento della superficie.
Monitoraggio della superficie
Nei tratti sensibili possono essere predisposti punti di controllo topografico.
Il monitoraggio può riguardare:
- pavimentazione;
- binari;
- edifici;
- muri;
- sottoservizi;
- marciapiedi;
- argini.
Le misure vengono effettuate prima, durante e dopo il passaggio.
In un attraversamento ferroviario o vicino a una struttura sensibile, il gestore può richiedere soglie di allarme e procedure di arresto.
Anche l’ispezione visiva è importante per rilevare crepe, depressioni o sollevamenti.
Segnali di possibile instabilità
La squadra deve prestare attenzione a:
- aumento di coppia e spinta;
- riduzione dei ritorni;
- pressione crescente;
- avvallamenti;
- crepe;
- rigonfiamenti;
- rumori nel terreno;
- movimento di pozzetti;
- deformazioni della pavimentazione;
- ingresso improvviso di terreno nel fluido.
Quando compare un segnale, il lavoro deve essere rallentato o interrotto per effettuare le verifiche necessarie.
Cosa fare se compare un cedimento
La prima priorità è mettere in sicurezza l’area.
Può essere necessario:
- arrestare perforazione e pompaggio;
- delimitare la zona;
- interrompere il traffico;
- verificare i sottoservizi;
- controllare eventuali perdite;
- eseguire un rilievo;
- informare committente e gestori;
- individuare la causa;
- progettare il ripristino.
Riempire semplicemente la depressione in superficie potrebbe non risolvere il vuoto sottostante.
La stabilizzazione può richiedere scavo, iniezioni, riempimento controllato o riparazione di una rete danneggiata, sulla base di una valutazione tecnica.
Verifiche dopo il pullback
Al termine della posa è opportuno controllare la superficie e la documentazione del tiro.
Devono essere valutati:
- forza massima;
- variazioni anomale;
- pressione dei fluidi;
- ritorni;
- posizione della tubazione;
- eventuali deformazioni;
- condizioni dei punti di ingresso e uscita.
La tubazione in PE è soggetta a carichi del terreno e della falda dopo l’installazione. Le verifiche devono assicurare che ovalizzazione e sollecitazioni rimangano entro i limiti previsti.
Errori da evitare
Tra gli errori più comuni rientrano:
- ridurre eccessivamente la profondità;
- sovradimensionare l’alesatura;
- avanzare troppo velocemente;
- utilizzare poco fluido;
- aumentare la pressione in presenza di un’ostruzione;
- ignorare i terreni di riporto;
- non monitorare strutture sensibili;
- abbassare la falda senza valutazione;
- trascurare piccoli avvallamenti;
- riempire la superficie senza individuare la causa.
Il ruolo dell’impresa specializzata
La prevenzione richiede il coordinamento tra geologo, progettista, impresa e gestori delle infrastrutture.
Montel opera nelle perforazioni teleguidate e nella posa di reti interrate. Il controllo dei parametri della macchina, dei fluidi e della superficie consente di riconoscere tempestivamente le condizioni che potrebbero compromettere la stabilità del terreno.
Nei cantieri complessi devono essere definite soglie operative e procedure di arresto prima dell’inizio delle lavorazioni.
Conclusioni
I cedimenti possono derivare dal collasso del foro, dalla perdita di fini, dall’eccessiva asportazione di terreno o dalla gestione non corretta dei fluidi.
La prevenzione parte dalle indagini e prosegue con una progettazione adeguata di profondità, diametro e alesature.
Durante il lavoro devono essere controllati velocità, portata, pressione, ritorni e comportamento della superficie.
Nei tratti sensibili può essere necessario un monitoraggio topografico continuo.
Intervenire ai primi segnali evita che una piccola deformazione si trasformi in un problema per strade, edifici o sottoservizi.
La qualità di una perforazione No-Dig non si misura soltanto dal raggiungimento del punto di uscita, ma anche dalla capacità di preservare la stabilità del terreno lungo tutto il tracciato.
Se questo articolo è stato di tuo gradimento, leggi anche: Perforazione teleguidata per reti elettriche interrate: quando usarla e quali benefici offre
