Come indicato al paragrafo 6.2.4.2 delle NTC2018 “le opere geotecniche devono essere verificate nei confronti dei possibili stati limite di sollevamento o di sifonamento”. Tali tipologie di verifiche si effettuano in fase di progettazione di una paratia e rientrano all’interno del calcolo idraulico dell’opera.
Le relative verifiche idrauliche richiedono che si analizzi la sicurezza della paratia nei confronti dell’instabilità del fondo scavo (verifica UPL) e nei confronti degli eventuali fenomeni di sifonamento (verifica HYD), che possono insorgere a causa dei moti di filtrazione che si sviluppano in corrispondenza dell’opera di sostegno.
In linea generale si può affermare che il fenomeno del sifonamento è molto più probabile che si manifesti in presenza di terreni incoerenti, mentre il sollevamento del fondo scavo presuppone la presenza di strati poco permeabili che non permettano la dissipazione della sottospinta idraulica a valle dell’opera di sostegno.
La presenza di una paratia all’interno del terreno fa si che la quota del piano campagna di monte sia maggiore di quella di valle; qualora la stessa cosa avvenga per il piano di falda, la presenza di un dislivello può portare all’instaurarsi di un fenomeno di filtrazione dell’acqua. Fenomeno che avviene sempre da un punto caratterizzato da una quantità di energia maggiore ad un punto a cui compete energia minore.
Il sifonamento si verifica se il flusso ascendente dell’acqua è tale da annullare la resistenza del terreno, con conseguente collasso progressivo dell’opera. Tale fenomeno si verifica se il gradiente idraulico i eguaglia il valore del gradiente idraulico critico ic, definito come:
![\[ i_{c}=\frac{\gamma^{'}}{\gamma_{w}} \]](https://www.soft.lab.it/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-3a4e404d461c6cf36f5b4d87ee3ee25a_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
con γ’ peso efficace dell’unità di volume del terreno e γw peso specifico dell’acqua.
Figura 1. Reticolo di filtrazione relativo a una paratia. ΔH rappresenta la variazione di carico dell’acqua tra monte e valle.
Il controllo del fenomeno di sifonamento, così come stabilito dalle Norme, prevede due tipologie di verifiche.
Se la frontiera di efflusso è libera, si controlla che il gradiente idraulico sia, al più, pari al gradiente idraulico critico opportunamente diviso attraverso il coefficiente γR:
- se la verifica è condotta utilizzando il valore del gradiente idraulico medio, si assume γR pari a 3:
- se in fase di verifica si considera il gradiente idraulico di efflusso, γR si assume pari a 2.
Inoltre, qualora sia presente un carico sulla frontiera di efflusso, la verifica si esegue controllando che la pressione dell’acqua in eccesso rispetto alla condizione idrostatica risulti minore della tensione verticale efficace calcolata in assenza di filtrazione, divisa per un coefficiente parziale γR pari a 2.
Bulk, il software per il calcolo lineare e non lineare delle opere di sostegno flessibili consente di effettuare sia la verifica a sifonamento che la verifica di sollevamento del fondo scavo.
