Jag får för mig att wellpoints inte är så vanligt i Sverige. Jag vet inte om jag har rätt eller fel i den spaningen. Jag har själv använt det någon gång och föreskrivit det i förfrågningsunderlag för utförandeentreprenad flera gånger men då inte fått vara med i nästa skede och misstänker att andra lösningar valts. När jag sökte på internet för att ringa runt en gång för kostnadsbedömningar fick jag egentligen bara upp ett par företag att kontakta. Många frågar också vad wellpoints är, vilket också ökar på min känsla av att det inte är så vanligt i Sverige. Desto vanligare i England, Tyskland, Nederländerna, USA och väletablerat som utrustning sedan åtminstone 50-talet. I AMA-koder hittar man wellpoints i rubriken BCB.132 som ”sugspetsar”, vilket kanske är den svenska benämningen.
Jag skriver lite om mina egna tankar och erfarenheter kring wellpoints nedan, och sist listar jag litteraturtips. Vill man ha en snabb och bra intro kan detta föredrag som SGF anordnade med Martin Preene vara ett bra tips som start: http://sgf.net/web/page.aspx?refid=7092
Wellpoints, ihopkoppling och installation pågår. Pump för vatten och luft skymtar till höger. 
En av sju stycken brunnar för trycksänkning i schakt med tätskärm, schaktarea 30*20 m. 
Blå plaströr visar filterbrunnar för grundvattensänkning. Wellpoints rekommenderas men brunnar valdes. Oklart om det dög eftersom uppföljning gjordes på plats och utan min medverkan.
Vad är wellpoints?
Wellpoints är smala rör (tex 1″ eller 2″ diameter, alltså ” står för tum, dvs 2.54 cm) som trycks eller spolas ner i mark alternativt installeras i foderrör. De har en solid spets i botten och en hålad/slitsad filterdel längst ner. Filterdelen är antagligen mellan 0.5-1 m (på de jag har sett). De är alltså som grundvattenrör. De är i stål för att tåla bra att installeras och dras upp och kunna återanvändas.
Om du nu känner att du inte har en bild av wellpoints innan så rekommenderar jag en snabb bildgoogling 🙂
Wellpoints placeras nära varandra längs en sträcka, avståndet mellan varje brunn är kanske maximalt 3 meter beroende på jordartens genomsläpplighet. Det är nog vanligt att de sätts med 1-2 meters avstånd till varandra. Kan man ha dem glesare än 3 meter ifrån varandra får man fundera på om det kan vara billigare/smidigare med enstaka brunnar istället.
Rören kopplas med en slang till ett större huvudrör, samtliga brunnar är alltså koppade på huvudröret. Huvudröret går till en pump. En pump brukar klara av ett visst antal brunnar, därmed en viss längd. Ska man ha längre sträcka än så behöver man flera uppsättningar av pump+brunnar.
Vad är grejen med wellpoints?
Det finns egentligen flera saker som kan vara ”grejern” med wellpoints beroende på förhållanden.
Det speciella med wellpoints är att man kan använda pump som pumpar både vatten och luft. Alla rördelar måste så kopplas ihop så att det blir lufttätt, då kan pumpen skapa ett undertryck i varje brunn. Detta undertryck, sug, gör så att tryckgradienten in till brunnen blir större än vad den är med endast avsänkningen av vattennivån. Man kan alltså skapa en större hydraulisk gradient in till brunnen och därmed en större och snabbare avsänkning än vad som är möjligt utan sug. Storleken på det är undertrycket är motsvarande 1-2 meter extra avsänkning. Det gäller precis vid varje brunn, inte i schaktet överlag utan man måste bedöma avsänkningstratt och så lite noggrannare. Men suget kan alltså skynda på en avsänkning i en jord som annars reagerar långsamt och har liten spridning av trycksänkningen. Vid begränsade jorddjup, då man inte hade kunnat sänka av mer än till botten av grundvattenmagasinet, kan man också vinna lite extra avsänkning.
En annan grej, om man är i en silt-sand och jobbar, är att wellpointsen kan vara mycket smidiga att installera. Det kan gå att bara spola/trycka ner dem. Ska man ha ner dem genom ett lerlager, ner till en morän, kan det dock i värsta fall krävas att man borrar foderrör och sätter dem i, återfyller med filtersand kring filtret och bentonit mot leran för att kunna få tätt och få sugeffekten. Jag tror dock det kan gå bra att trycka dem genom leran också men finns en risk att filtret sätter igen (då kan man ju spola efteråt). Jag har sett exempel där de tryckts ner med grävmaskin, vilket kanske inte är att rekommendera om de ska ner i en ganska hård morän under friktionsjord men kanske kan funka bra i vissa fall.
Ytterligare en grej som kan vara bra är att de sitter nära varandra längs en lång sträcka. Det gör att man får ner trycket bra mellan dem och kan skapa en ordentligt trycksänkning även i en tätare jord. Så ska schaktet vara långsträckt och man kan sätta spetsarna nära schaktbotten får man en effektiv trycksänkning.
Om man jobbar med en ledningsschakt som är lång och behöver trycksänkning längs många/alla delar, samt är i en jordart som silt-sand där installationen är enkel, då är det mycket smidigt att ha wellpoints som man flyttar med schakten framåt successivt. Då ser man till att ha wellpoints installerade både där man jobbar och några snäpp längre fram, och flyttar fram dem (installerar på nytt) löpande.
Vad är begränsningarna?
En viktig aspekt är djupet, eller lyfthöjden. Eftersom pumpen står på markytan så inverkar gravitationen som begränsande faktor. På grund av lite energiförluster och dylikt kan man räkna med att lyfthöjden är maximalt 7 meter. Eller 6-7 meter. Så man kan inte sänka mer än så i respektive spets. Jordlagret som du behöver sänka trycket i, och schaktdjupet kan alltså inte ligga djupare.
Några undantag finns. Om man jobbar i mäktigare friktionsjord, utan överliggande lera, kan man sätta två våningar av wellpoints. Det är dock inte speciellt ofta vi har så mäktiga, lösa friktionsjordar i Sverige? För att få ner wellpointsen i grov isälvsmaterial kan nog vara svårt.
Ett annat knep är att man kan sätta pumpen en bit ner i schakt istället för på markytan, då kan man vinna lite djup. Om man verkligen skulle behöva det och inte hittat något att sätt att få till avsänkningen som behövs.
Arean på schaktbotten som behöver trycksänkning kan vara lite begränsande eller försvårande också. Är det en stor area, som inte är långsträckt utan snarare kvadratisk, så kanske wellpoints längs schaktperiferin inte förmår sänka trycket i mitten. Då behövs wellpoints eller brunnar även i mitten av schaktet, vilket alltid är krångligt med sällan omöjligt.
Sedan tänker jag på pumpen. Jag vet inte om det finns pumpar som går på el men sannolikt finns det. De jag sett har varit dieseldrivna och låter en hel del också. Pumpdrift kan alltså kanske vara en aspekt att väga in.
Om genomsläppligheten i jorden är mycket låg kommer det inte gå att få ut vatten och sänka trycket på något omfattande sätt alls. Men i sådana fall måste man också fråga sig om grundvattentrycket ens innebär något problem. Det finns bra diagram i olika böcker och skrifter som visar vid vilken hydraulisk konduktivitet (genomsläpplighet) som vilken sorts avsänkningsmetod passar. Exempelvis Länshållning vid schaktarbeten, SBEF Vägforskningsgruppen 1985. Siktkurvor kan vara extra bra underlag, eller bedömningar av genomsläppligheten i fält. Mina erfarenheter hittills är slugtestet ofta underskattar magasinets genomsläpplighet för magasin men relativt låg genomsläpplighet, och det är en trist fälla att gå i om man luras till att försumma riskerna med grundvattentrycket på grund av det.
När behövs wellpoints?
Om du av någon anledning måste sänka grundvattentrycknivån, för att få bort vatten ur schakt eller för att få bort risken för hydraulisk bottenupptryckning, och du bedömer att det inte går med enstaka brunnar: då kan wellpoints vara ett alternativ.
I fall där geotekniker konstaterar att det finns risk för hydraulisk bottenupptryckning och trycket under ett tätt lager behöver sänkas har jag utvecklat ett tankesätt. Mitt tankesätt är att om ingen kan garantera att grundvattentrycket inte kommer att vara ett problem, och jag inte har belägg för att det skulle funka bra med enstaka brunnar, då förordar jag wellpoints. Alternativ till wellpoints kan vara brunnar med korta avstånd till varandra eller blödarrör. När skulle det inte funka med enstaka brunnar?
När skulle det inte gå med enstaka brunnar? Ifall genomsläppligheten i grundvattenmagasinet är så låg att en avsänkning inte sprider sig speciellt långt, då skulle man behöver många brunnar med korta avstånd för att vara säker på att få ner trycket tillräckligt under hela schaktbotten. Avsänkningen är som störst precis vid brunnen och kanske pytteliten en bit bort, i sämsta fall. Med wellpoints längsmed schakten, man behöver kunna sätta dem nära schaktbotten i så fall, får man ner trycket bättre tack vare att de sitter på rad och nära varandra. Med effekten av suget får man också lite större avsänkning än vad man får i vanliga pumpbrunnar i samma förhållanden. Om friktionsjordens genomsläpplighet är låg skulle man också kunna behöva diskutera med geoteknik om grundvattentrycket i det undre friktionsjorden verkligen kommer att vara ett problem.
Naturligtvis är det extra gynnsamt med wellpoints om det är en långsträckt schakt med smal bottenarea, än om det är säg en kvadratisk schakt med stor bottenarea som ska sänkas (om man inte kan hitta på något sätt att ha wellpoints inne i schakten också).
Hur dimensionerar man wellpoints?
Kom först fram till metod: Wellpoints eller annan metod. För att komma fram till det måste man känna till vad som ska byggas, schaktgeometri, hur snabbt det går/hur länge schakt står öppet, vilka brottyper som är ett stabilitetsproblem för schaktet (från geoteknik/i samarbete med geoteknik). Och så måste geoundersökningen inkludera tillräckligt mycket hydrogeologi för att man ska ha ett hum om genomsläppligheten i det magasinet där trycksänkning behövs.
Sedan behöver man bestämma avståndet mellan varje wellpoint. Standardmässigt 2 meter. Om man lutar åt att jorden har väldigt liten genomsläpplighet, gå ner till 1 meter, om man vet att det nog kommer att funka ganska bra att pumpa kanske man kan gå upp till 3 meter. Behövs det mindre avstånd än så kanske du ska överväga brunnar istället?
Bestäm om det räcker med en rad på ena sidan av långsträckt schakt, eller om det behövs en rad på varje sida. Det som avgör är avsänkningstratten, som styrs av genomsläppligheten. För att göra detta behövs alltså utövande av lite matematisk hydrogeologi. Alternativet är att skjuta från höften.
Du behöver alltså ha ett rimligt hum om rimliga värden på den hydrauliska konduktiviteten. Man kan hitta diagram med avsänkningstrattens form i olika K-värden. Jag brukar räkna lite förhand med Theis och Thiems ekvationer, eller rättare sagt jag brukar räkna med Theis men använda Thiems för en kontroll. Flödet gissar jag mig fram till genom att välja ett värde som ger vettigt storlek på avsänkningen med Thiems. Magasinskoefficienten gissar jag utifrån om magasinet är öppet eller slutet. Som ni märker saknar jag oftast provpumpning som underlag… Ibland gör jag som ett komplement en enkel beräkning i något modelleringsverktyg för att se om det verkar stämma med handberäkningarna eller om resultaten skiljer sig mycket åt. Spretar det mycket får man fundera på varför.
Hur dyrt är det?
Som jag minns det är kostnadsupplägget så att man hyr en pump+brunnar och rör som den pumpen förmår försörja. Behöver man längre sträcka/mer så tillkommer en uppsättning pump+brunnar. En installationskostnad, då brunnar sätts ner och allt sätts ihop och testas, plus hyra därefter. Drift får man nog stå för själv (man kan behöva springa runt och vrida upp/ner respektive brunn, kolla så att det är tätt osv). Det kan upplevas som billigare att installera vanliga brunnar, köpa utrustningen och sedan bara pumpa själv eftersom man då inte står med en löpande hyra. Så tidsperspektivet för grundvattensänkningen kan behöva vägas in. Väljer man brunnar istället, för att man ska ha trycksänkningen länge, så måste man kanske ha ganska många brunnar vilket ökar på kostnaden för installation och utrustning.
Om förhållandena är sådana att installation kräver foderrörsborrning kan man kanske behöva anlita en annan entreprenör för just det.
För detaljer kring kostnader och upplägg rekommenderar jag att slå en pling till wellpoint.se eller Pålab eller liknande. Det finns dessutom säkerligen flera aktörer att välja mellan från andra länder, vilket absolut skulle kunna vara aktuellt i vissa projekt.
Summering
Om grundvattentrycket behöver sänkas (tex geoteknik säger det), och jag har indikationer på att det är ganska låg genomsläpplighet och att det inte kommer att funka bra med enstaka brunnar (utan att ha väldigt många), då väljer jag wellpoints. Om det är ett mycket omfattande, långvarigt och/eller riskfyllt arbete med schaktet bör det övervägas att undersöka mer för att finna en bra lösning som varken är för mycket eller för lite.
Lästips
Lästips är
- Länshållning vid schaktarbeten av SBEF, Vägforskningsgruppen 1985. Mycket enkel och tydlig skrift om det viktigaste, lika passande för den som utför schakter som den som skriver förfrågningsunderlag.
- Grundvattenhantering vid broschakter, jämförelse mellan bygghandling och utförande, 2013, Jonas Strand https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1016223/FULLTEXT02 . Väldigt intressant intervjustudie med stor igenkänning och kloka tankar om förbättringspotential i branschen.
- Construction dewatering and groundwater control av Powers et al. Mycket om teori och praktik.
- Groundwater lowering in construction, Cashman och Preene. Mycket om teori och praktik.
”Filmtips” är detta föredrag som SGF anordnade med Martin Preene, det ger en introduktion till temat och till wellpoints jämfört med andra metoder: http://sgf.net/web/page.aspx?refid=7092