Lucrarile de drenare: care este importanta lor si cum pot fi efectuate

In mod normal, dezvoltarea proiectelor imobiliare ar trebui realizata in functie de o suita intreaga de considerente. Dintre acestea, din pacate, pe ultimele locuri se afla cele ingineresti, in timp ce primele pozitii sunt ocupate de strategiile de marketing si de vanzari. Astfel, printre cele mai frecvente probleme ale terenului de fundare se remarca prezenta in exces a apei subterane, la un nivel mai ridicat decat cota minima a fundatiei ce va fi realizata. In aceasta situatie, geotehnicienii lucreaza indeaproape cu hidrogeologii pentru realizarea, intr-o faza premergatoare, a lucrarilor de drenare, menite sa asigure un mediu de lucru uscat.

Ce este drenajul?

Lucrarile de drenare/ epuisment constau in realizarea unui sistem de foraje prin care se pompeaza apa in exces din terenul de fundare. Drept rezultat, nivelul liber al apei din porii straturilor componente ale terenului va scadea pana la cota dorita. Unde anume trebuie executate aceste foraje, numarul, adancimea si debitul lor de pompare sunt niste parametri care trebuie sa tina seama de conditiile hidrogeologice locale si care vor fi fundamentate in urma unui studiu detaliat.

De la sistemul pilot la testarea simultana

Daca in urma executiei forajelor geotehnice de investigatie se constata necesitatea drenarii terenului, atunci se impune realizarea unui sistem pilot de dranare-epuisment, care va indica parametrii necesari acestei lucrari. Forajele executate in faza de sistem pilot vor fi folosite ulterior in derularea lucrarii finale. Scopul realizarii fazei mentionate este de a dimensiona corect lucrarea, avand in vedere complexitatea si importanta acesteia. Pasii de lucru sunt urmatorii:

1. Executia unor foraje de drenare-pompare experimentala si a unor piezometre (foraje de urmarire a nivelului dinamic al apei subterane)

Constructia puturilor de pompare si a celor de hidroobservatie va fi similara, pentru a permite mai multe configuratii de pompare-masurare si, eventual, transformarea unora dintre forajele de hidroobservatie in foraje de pompare.

Forajele de drenare-epuisment din faza pilot vor fi utilizate ca foraje de drenare in faza de realizare a epuismentelor , iar prin intermediul piezometrelor se va masura coborarea suprafetei piezometrice din faza finala.

In cazul cel mai frecvent al unor pamanturi nisipos-prafos-argiloase, din punct de vedere constructiv forajele proiectate vor fi sapate in sistem uscat, cu diametrul de sapare de minimum 12 ¼ inch. In timpul operatiunii de forare se vor efectua observatii asupra stratificatiei si se vor intocmi descrieri litologice detaliate pentru fiecare foraj in parte. Dupa realizarea gaurii de sonda, se va decide programul de constructie al fiecarui foraj in parte. Gaurile forate vor fi echipate cu coloana filtranta unica din PVC, avand diametrul de cel putin 160 mm, ceea ce va permite amplasarea de pompe submersibile de 6 inch. In spatiul inelar se va introduce pietris margaritar sort 2-4 mm sau, in cazul unui strat nisipos-prafos-argilor, sort 1-3 mm. Pietrisul margaritar va fi introdus de la talpa forajului pana la o inaltime de 3-5 m peste partea superioara a filtrelor.

Dupa finalizarea fiecarui foraj, acesta va fi dezvoltat pana la limpezirea completa a apei, inregistrandu-se in fiecare ora debitul si nivelul dinamic. Dezvoltarea fiecarui foraj va fi efectuata in sistem aer-lift. Pomparea va incepe in reprize, cu debitul cel mai redus, si va fi finalizata cu debitul maxim pe care il poate oferi forajul. Dupa incheierea fazei de dezvoltare, se va decide debitul utilizat in etapa de testare hidrodinamica a fiecarui foraj.

2. Testarea hidrodinamica separata a forajelor

Dupa executarea forajelor de pompare-drenare si a piezometrelor pentru straturile acvifere, se va proceda la testarea hidrodinamica separata a acestora. Testarea hidrodinamica se va realiza cu pompe submersibile capabile sa asigure debite constante.

Testul hidrodinamic separat va consta in pomparea pe o perioada de 12-24 de ore cu debit constant, ce va fi stabilit in urma etapei de dezvoltare a fiecarui foraj in parte, iar observatiile de nivel se vor efectua atat  in piezometre, cat si in celelalte foraje de pompare.

3. Testare hidrodinamica simultana a forajelor

Dupa finalizarea testelor experimentale separate in etapa urmatoare, se va efectua pomparea simultana. Uneori, avandu-se in vedere suprafata mare de desfasurare a lucrarilor, testarea simultana va fi efectuata in functie de fazele de lucru din constructia complexului respectiv.

Testarea simultana say drenajul experimental va consta in pomparea simultana a forajelor de drenare – detensionare pe o perioada variabila, cu debitele stabilite in urma solicitarilor hidrodinamice anterioare si efectuarea observatiilor de nivel in piezometrele construite. Datele de pompare , atat din faza testarii separate, cat si din etapa pomparii simultane, vor fi inregistrate. Rezultatele pomparilor experimentale ale sistemelor pilot vor fi utilizate in efectuarea calculelor hidrodinamice finale pentru dimensionarea lucrarilor de drenare –epuisment si de drenare-detensionare.

Aspecte de avut in vedere pentru testarea hidrodinamica a sistemului pilot in conditii bune:

1. Dotarea cu echipamente de testare

• macara sau instalatie de foraj pentru introducerea/ extragerea pompei submersibile
• electropompe submersibile cu echipamentul adecvat (cabluri electrice, tablou de comanda)
• generator electric pentru alimentarea electropompei, in cazul in care nu pot fi realizate racordurile la reteaua electrica
• tevi pentru introducerea electropompei submersibile si teava pentru masurarea nivelelor dinamice de minimum ¾ inch
• valva speciala pentru reglarea debitelor, tanc de masurare a debitelor (acelasi folosit in faza de dezvoltare a forajului) si/ sau debitmetre
• electronivelmetre si cronometre

2. Instalarea pompelor submersibile

Pompele submersibile vor fi instalate la o adancime care va fi precizata in urma pomparii forajelor in sistem aer-lift cu debit maxim. Adancimea de instalare depinde de fiecare foraj, de variatia de sarcina piezometrica, variatia de debit etc. In fixarea adancimii de instalare a pompei se va tine cont ca aceasta sa nu se gaseasca in dreptul coloanelor filtrante.

3. Dispunerea echipamentului de evacuare a apei

Atat tancul de masurare a debitului, cat si cel de evacuare a apei vor fi instalate la o asemenea dinstanta incat apa, in timpul testelor de pompare, sa nu fie recirculata in foraje. Dispunerea echipamentului de evacuare a apei va fi in functie de situatia topografica din teren, in asa fel incat apa pompata din foraj sa fie evacuata fara a crea distrugeri in jurul locatiei.

4. Determinarea nivelelor piezometrice initial si monitorizarea pretestului

Inaintea inceperii testelor de pompare si a pretestelor, se vor masura adancimile nivelelor piezometrice atat in forajele de pompare, cat si in piezometre. Aceste adancimi se vor raporta fata de sol ca nivel de referinta si vor fi utilizate in toate masuratorilor ce urmeaza ca nivele piezometrice initiale. Dupa masurarea nivelelor piezometrice initiale, inainte de inceperea testarii fiecarui foraj de pompare se va efectua, pe o perioada de 1-2 ore, un pretest de pompare. In cursul acestui pretest vor fi verificate caracteristicile de functionare ale pompei submersibile, debitele maxime ce se vor obtine, variatiile de sarcina piezometrica etc. Pretestul are rolul de reglare a debitelor ce vor fi pompate in faza testului de performanta. Totodata, se vor masura periodic nivelele dinamice in foraj, pentru orientarea in faza de operare efectiva a testului de pompare.