Scavo complesso in falda acquifera artesiana

Nel cuore di Brüttisellen, in una posizione centrale e ben servita, un terreno di circa 7500 m² è rimasto a lungo libero da edificazioni. Il motivo c’è: le particolari condizioni idrogeologiche richiedono l’attuazione di misure di messa in sicurezza molto complesse dello scavo e delle fondazioni. Su questo terreno sensibile è previsto un nuovo progetto di costruzione con tre torri alte fino a 74 m, un edificio alto 30 m a lato dell’uscita autostradale e un parcheggio sotterraneo su due livelli di circa 5500 m² che raggiungerà 7 m di profondità. La KIBAG ha accettato questa sfida e, oltre all’esecuzione dei lavori, è anche corresponsabile del concetto dello scavo e del dimensionamento.

La particolare situazione geologica e idrogeologica esige una messa in sicurezza dello scavo complessa. Sul sito vi sono una falda acquifera superficiale, uno strato di sedimenti deltizi e limosi come pure la presenza di un secondo strato acquifero sotto pressione che si trova a una profondità maggiore.

I geologi parlano in questo caso di una falda freatica artesiana. In parole povere significa che non appena viene perforato lo strato argilloso e compatto situato tra lo strato superiore del suolo e la falda freatica inferiore, l’acqua sgorga in superficie come una fontana, causando un rischio di cedimenti significativi nella zona circostante.

Lo scavo è sostenuto da paratie

Dopo approfondite campagne di sondaggi e l’installazione di un sistema di monitoraggio delle acque sotterranee mediante sensori di pressione interstiziale e piezometri, lo scorso aprile sono potuti iniziare i lavori di scavo dell’area di 130 x 60 m. Come chiusure verticali rigide dello scavo sono stati realizzati diaframmi DN 800 mm per una superficie di circa 6700 m² fino a una profondità di 18,50 m. È stato realizzato un taglio verticale nel terreno con l’ausilio di una benna per diaframmi. Il sostegno è assicurato da una sospensione in bentonite argillosa. Al fine di garantire un sostegno sufficiente, i muri guida per il diaframma hanno dovuto essere parzialmente prolungati in alcuni punti fino a 1 m sopra il terreno, a causa della pressione dell’acqua di falda.

Fondo impermeabile

Una volta che lo scavo sarà completamente chiuso dal diaframma (metà settembre 2025), viene realizzata una soletta impermeabile dello spessore di circa 1,20 m mediante jet grouting, così da prevenire infiltrazioni dovute alla falda artesiana. A tal fine sono necessari circa 1500 pilastri, di diametro compreso tra 2,2 e 3,2 m, che devono sovrapporsi in modo tale da formare un «coperchio» continuo e idraulicamente impermeabile situato a circa 1 m sopra la base del diaframma. In questo modo è possibile evitare il sollevamento del fondo dello scavo quando questo viene alleggerito dal successivo scavo e dall’abbassamento della falda freatica (Wellpoint). Per ridurre al minimo i rischi e garantire una maggiore flessibilità nel processo di costruzione, lo scavo è stato suddiviso in tre sezioni mediante palancole interne permanenti. Le colonne di jet gouting riempite con malta cementizia vengono perforate fino alla profondità del fondo dello scavo e riempite con ghiaia per evitare di dover smaltire grandi quantità di materiali inerti (redditività, normativa cantonale sul riciclaggio).

Fondazioni

Una volta eseguiti i lavori di getto a ugelli, vengono realizzati circa 300 pali trivellati DN 880 mm con il metodo CFA. La riduzione degli elevati carichi dell’edificio allo stato finale e delle forze di sollevamento in fase di costruzione avviene tramite una fondazione mista di platea e pali su questi pali CFA e sul diaframma attivato. Sono in corso di realizzazione dei pali di prova per dimensionare con maggiore precisione la fondazione. Su questo terreno edificabile possono essere presi in considerazione solo sistemi di perforazione che garantiscano un sostegno permanente del foro di perforazione, poiché una pressione idrostatica classica non è sufficiente a mantenerne la stabilità.

Drenaggio e misure di sostituzione

L’abbassamento delle acque sotterranee libere (detriti fluviali, depositi lacustri) nell’area di scavo avviene tramite un sistema wellpoint, completato da pozzi filtranti. A causa dei complessi lavori di jet grouting, l’acqua emunta deve essere neutralizzata con un processo dispendioso. Per garantire il flusso della falda libera al di fuori dello scavo nella fase finale, intorno al diaframma viene perforata una barriera di pali in ghiaia.

Rinforzo e scavo

Solo ora è possibile realizzare le armature in acciaio composte da circa 400 tonnellate di profili HEB e ROR, per consentire lo scavo di una trincea di circa 37 000 m3 a una profondità di 6-7 m senza deformazioni significative. I puntelli inclinati in direzione dell’uscita autostradale potranno essere rimossi dopo il completamento della platea in calcestruzzo magro, che funge da soletta di puntellamento. I puntelli orizzontali nelle restanti aree saranno rimossi non appena l’impresa di costruzioni, che inizierà i lavori alla fine dell’estate 2026, avrà realizzato la soletta del secondo piano interrato.

Metodo di osservazione

La progettazione e l’esecuzione dello scavo avvengono secondo i principi del metodo di osservazione conformemente alla norma SIA 267. Sia nell’area dello scavo che nelle immediate vicinanze, i dati relativi alle deformazioni, ai livelli delle acque sotterranee, ecc. vengono registrati in automatico e con precisione. Il dimensionamento delle misure di costruzione e di sicurezza ancora da realizzare viene verificato costantemente sulla base di questi dati e, se necessario, adeguato.

Questo articolo è stato pubblicato nel Bulletin Nr. 68 10/25 di Infra Suisse.