Manejo del agua subterránea en las construcciones civiles

En el mundo de la construcción se pueden presentar distintos tipos de imprevistos

a la hora de construir un determinado proyecto, por eso antes de iniciar la

construcción se debe tener en cuenta todo los estudios requeridos para la

iniciación de la obra, estos estudios pueden requerir más tiempo y personal

calificado, por ende afectara en el presupuesto. Estudios de tipo hidrológico y de

suelos son fundamentales para el buen desarrollo de la obra.

Encontrar aguas subterráneas en una excavación o como por ejemplo en la

perforación de un túnel, puede ocasionar graves inconvenientes, que pueden ir

desde requerir ingeniosos métodos para el control del agua hasta suspender la

obra, pues esto puede poner en riesgo la vida de los trabajadores.

Encontrar agua a nivel freático puede causar problemas debido a que esta causa

inestabilidad en la tierra dependiendo del tipo de suelo, esto en el caso de

perforación de un túnel o en la excavación de una mina, puede resultar bastante

peligroso. En el caso de encontrar agua subterránea a la hora de excavar tierra

para la construcción de un determinado canal o la fundición ya sea de columnas y

zapatas son requeríos métodos para el manejo de agua subterránea, podríamos

recurrir a bobear el agua, hacer q esta se infiltre a un nivel más bajo, crear

barreras con tablestacado o muros que nos permitan contener el agua fuera del

área de construcción, bombear el agua hacia afuera, también se han desarrollado

métodos como la congelación del nivel freático.

Para el manejo del agua freática se han desarrollado algunos métodos según la

necesidad de la obra, en el ámbito constructivo como lo son:

1. Excavación con control del agua freática

Wellpoint (Por Bombeo)

Wellpoint por Inyección

Método de Pozos Profundos

Geotextiles

Estabilización con tablestacado y sello tremie Hincada de la tablestaca

Colocación sello de concreto tremie

Pantalla de muros colados y sello tremie

Abatimiento del nivel freático

Bombeo en pozos perforados

Drenes Perforados

2. Construcción de carreteras con control del agua freática

Geodren

3. Construcción de túneles con control del agua freática

Geodren

Geomembranas

1. Excavación con control del agua freática

Para la excavación de terrenos con presencia de agua subterránea son necesarias

operaciones para mantener el perfil de la capa freática por debajo de las

excavaciones a ejecutar.

Se puede considerar rebajar el nivel freático cuando no es conveniente retirar el

agua de las zonas ya excavadas por bobeo abierto, en su lugar, se hace

descender el nivel freático antes de iniciar los trabajos.

Requerimientos: conocimiento del suelo, sus características hidrológicas, de la profundidad y tamaño de la zona que se agotara, de los métodos posibles de excavación y contención; se tendrá en cuenta el destino y condiciones de

Funcionamiento de la obra, características de las estructuras circundantes Aledañas a la obra y el plazo de ejecución de la misma.

Algunos de los métodos para rebajar el nivel freático son:

Well Point

Se realiza por bombeo, con bombas de succión de pequeño a mediano caudal; desde pozos de 1,50 m a 3,00 m de extensión con altura máxima menor de 7 m.

Se recomienda este método en rebajamientos de poca altura, en volúmenes de dimensiones medianas o pequeñas, de suelos estratificados con baja permeabilidad.

Wellpoint por Inyección

Este método se emplea cuando se necesita instalar wellpoints de succión a distintos niveles, pues no tienen limitación de altura de succción ya que el caudal de agua se arrastra con venturis colocados en los pozos por donde el agua circula bombeada a gran velocidad.

Método de Pozos Profundos

Se realiza en el rebajamiento de acuíferos situados debajo del fondo de recintos de grandes dimensiones a agotar, en terrenos de mucha permeabilidad. Para ello se disponen bombas sumergidas de gran caudal situadas en pozos profundos y separadas entre sí.

Geotextiles

El geotextil es un tipo de geosinténtico, que se derivan de fibras artificiales,

compuestos básicamente de polímetros como polipropileno, poliéster, poliamida, y

polietileno, siendo los primeros los de mayor utilización en la actualidad.

El uso de Geotextiles en la construcción es muy importante, la utilización de estos

pueden facilitar en gran parte los trabajos de drenaje, nivel freático, consolidación

de suelos, permeabilidad, entre otros.

Estabilización con tablestacado y sello tremie

La estabilización con tablestacado consiste en la construcción de una pantalla

construida con una sucesión continua de estacas, tablas de madera, acero u

hormigón, hincadas en el suelo como contención y estabilización de taludes, para

evitar la erosión y penetración de agua a las tierras.

La colocación de hormigón bajo agua por el procedimiento tremie, es el método

por el cual puede distribuirse hormigón de alta calidad bajo agua.

Hincada de la tablestaca

Es la colocación de estas tablestacas haciendo penetrar la placa en el terreno sin tener que recurrir a ningún tipo de excavación.

El Tablestacado es fundamental para lograr delimitar espacios y funciones

en terrenos con desniveles. Los elementos prefabricados que componen

las tablestacas se hincan en el terreno mediante vibración o golpeo.

En los casos de utilización de tablestacas en muelles, defensa de cauces,

creación de islas artificiales,(tablestacas no recuperables) se realiza la hinca de

los perfiles hasta las cotas proyectadas mediante vibrohincadores o bien

mediante martillos de doble efecto.

Las tablestacas tiene gran utilización en cimentaciones, muros deflectores,

protecciones fluviales, diques, estabilización de terrenos, protección de riveras de

ríos, lagos y mares, muros de contención, etc.

Cimentaciones

Muros deflectores

Proteccion de riberas

Colocación sello de concreto tremie

Con el procedimiento Tremie el hormigón es colocado con un tubo vertical de acero cuyo extremo superior tiene la forma de embudo. El extremo inferior del tubo se mantiene sumergido en el hormigón fresco sin contacto con el agua. La inspección directa visual del hormigón depositado es normalmente imposible durante la operación de vaciado, de modo que el progreso de esta operación debe ser controlado cuidadosamente observando el volumen de hormigón colocado y la altura alcanzada en el tubo.

La extremidad de inferior de la tremie siempre debe estar enterrada en el concreto

fresco para mantener un sello entre el agua y la masa de concreto.

Pantalla de muros colados y sello tremie

Existe una gran variedad de muros colados, estos pueden ser armados (estructurales) o no. Dentro de los muros colados armados (estructurales), tenemos los muros de contención excavados bajo lodo bentonítico, utilizados principalmente para contener el terreno una vez comenzada la excavación, pudiendo soportar grandes cargas axiales. En cuanto a los muros no estructurales, estos pueden ser realizados para la contención de flujos de agua y para proteger zonas contaminadas.

Los muros colados, se excavan desde la superficie mediante la utilización de almejas (clamshell) de excavación, en diversos espesores hasta 1.50m. En cuanto a la profundidad, estos pueden llegar a los 50m. En los casos donde existe presencia de nivel freático y donde es importante la estanqueidad de la excavación se pueden utilizar entre paneles juntas de waterstop que ayudan en forma importante a mantener la estanqueidad.

A fin de garantizar la estabilidad de los muros estructurales, se utilizan anclajes que se van colocando en las reservaciones previstas, a medida que se realiza el proceso de excavación del terreno. Los anclajes pueden ser provisionales o definitivos dependiendo del uso que posteriormente se le dará al muro.

Nota: el método supone un suelo permeable.

A. Excavación para el muro con almeja especial. Al escavar por el NF, se

derrumba la excavación por el ingreso de agua. Debe evitarse esto

bombeando bentonita a medita que se excava.

B. Terminada la excavación se coloca el refuerzo del muro bajo la

bentonita.

C. Se procede a inyectar concreto tremie en el fondo mediante tubo

especial. El concreto desaloja hacia arriba la bentonita.

D. Secuencia de los trabajos; se deja tramo de por medio (ancho de tramos

= ancho almeja).

E. Se sella con concreto tremie el fondo de la excavación.

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Abatimiento del nivel freático

En la construcción de edificios eventualmente incluye excavaciones bajo el nivel

de aguas freáticas; estas excavaciones requieren el abatimiento de ese nivel para

evitar la erosión o la falla de los taludes o para disminuir la presión sobre

elementos de soporte provisionales, también para asegurar condiciones de trabajo

en seco, que permitan eficiencia y rapidez durante la construcción.

El agua del suelo debe manejarse por medio de un sistema de bombeo adecuado

al tamaño y profundidad de la excavación, a las condiciones geológicas del sitio y

a la secuencia estratigráfica de cada lugar.

Drenes Perforados

Los drenes son muy utilizados cuando se realizan obras (rellenos, taludes, etc.) en terrenos bastante impermeables (arcillas, limos, arenas arcillosas, tierra vegetal, etc.), ya que estos pueden volverse inestables debido a la presencia de agua subterránea contenida en uno o unos acuíferos.

El empleo de drenes horizontales, permite mejorar sustancialmente la estabilidad del terreno, captando y evacuando el agua contenida en los acuíferos. Estos drenes, se realizan dentro del terreno con equipos livianos y a rotación, los cuales se equipan con tuberías plásticas, y cuya longitud puede llegar hasta los 100 mts.

Típica utilización de esta técnica se ha realizado con mucho éxito en las obras de represas, así como en obras de taludes.

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CIBERGRAFIA

URBIPEDIA

http://www.urbipedia.org/index.php/Excavaci%C3%B3n_Bajo_Nivel_Fre%C3%A1tico_-

_Well_Point

FERRER

http://www.ferrersl.com/principal.php?idioma=es&asunto=sistema_wellpoint

CARRETEROS

http://www.carreteros.org/normativa/drenaje/5_1ic/imagenes/f_6_5_a.htm

LAS PERFORACIONES

http://www.lasperforaciones.com/Bombeo-de-Pozos-de-Agua/Sistema-Wellpoint-10/

CONSTRUMATICA

http://www.construmatica.com/construpedia/Excavaci%C3%B3n_Bajo_Nivel_Fre%C3%A1

tico_-_Well_Point#M.C3.A9todos_de_Rebajamiento_del_Nivel_Fre.C3.A1tico

CIMIENTOS BYA

http://www.cimientosbya.com/es/typ.htm

ARQUIGRAFICO

http://www.arquigrafico.com/es-el-tablestacado-tablestaca

INICIARCO

http://inciarco.info/comunidades/showthread.php?t=726

ESTUCTURAS DE CONCRETO

http://estructuras-de-concreto.blogspot.com/2010_04_01_archive.html

CONSTRUYA FACIL

http://www.construyafacil.org/2013/02/ingenieria-civil-y-su-intervencion-en.html