Niveles freáticos

ARQ. PEDRO LOMELÍ GUTIÉRREZ

Manto freático El nivel freático corresponde al nivel superior de una capa freática o de un acuífero en general. A menudo, en este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica.También se conoce como capa freática, manto freático, napa freática, napa subterránea (del francés nappe=mantel), tabla de agua (traducción incorrecta del inglés, puesto que tablesignifica mesa) o simplemente freático.

Nivel freatico

PREELIMINAR Para realizar los trabajos de excavación siempre se simplifica al contar con una pantalla perimetral continua en el predio, empotrada en un sustrato impermeable o reduciendo el gradiente hidráulico. Ya creado el recinto perimetral, se procede a extraer el agua mediante Pozos de Bombeo o Well-Point.

Por lo tanto, para realizar cimentaciones deben buscarse los niveles impermeables donde empotrar los elementos de contención para garantizar que la entrada de agua sea mínima y de fácil achique.

Muros pantalla Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies.

Es la tipología de Cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras..

El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.

Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes.

Abatimiento muro pantalla

Muro pantalla

Nivel freático

Soluciones pozos de bombeo Se utilizan para terrenos medianamente permeables, en el orden de 10-3 a 10-4 cm/sg.

Es un sistema de extracción de agua mediante aspiración forzada.

Se ejecutan una serie de perforaciones y se introduce en ellas unos tubos-dren, rellenando el hueco entre el tubo y la perforación con un material drenante que impida el arrastre de finos, de lo contrario las tuberías acabarían obturándose y el sistema no sería operativo.

Adentro de cada tubo-dren se introduce una tubería de aspiración, que en la superficie está unida a otros y se conectan a la bomba de aspiración.

De este modo, el agua llega a los pozos perforados por gravedad y se extrae el agua de allí por aspiración con bomba.

Pozos de absorción

Well-point Que es?

El sistema de bombeo por generación de vacío, conocido “Wellpoint”, es un método de control de descenso de agua subterránea, aplicable en terrenos granulares de diversa densidad y graduación. Es un sistema simple, versátil y de costo razonable.

Procedimiento La aspiración del agua se produce por vacío a través de numerosos puntos de captación, tantos como lanzas colocadas, a través de los filtros existentes en los extremos de las mismas. Consiste básicamente en unas lanzas de 2,5 a 6 m de longitud que se hincan separadas entre 1 y 1,5 m de forma paralela a la zanja que se quiere excavar. Estas lanzas se conectan a una bomba de succión. Cuando se hincan se impulsa agua a presión para introducir con facilidad la laza. Una vez instalada, se succiona el agua para abatir el nivel freático. La limitación se encuentra en la altura de aspiración, por lo que si se quiere profundizar más, deberán realizarse escalonamientos.

Well-point Este método se utiliza para medios con baja permeabilidad donde el agua no llegaría por gravedad a los pozos.

Esta alternativa consiste en la introducción de una serie de puntas filtrantes, recogidas a nivel de la superficie en una tubería colectora la cual se conecta a una bomba de aspiración que produce el achique.

Así se puede rebajar la cota de agua en aproximadamente unos 7 cm.

En caso de requerir mas reducción, se establece un sistema escalonado.

Well-point

Los componentes del sistema son:

Bomba de hinca

Lanzas o agujas

Mangueras de presión

Colectores (para la tubería perimetral)

Bomba de vacío

Manguitos de unión

Accesorios (codos, tes, tapones tubos bifurcados, uniones, mangueras flexibles)

Cuadro eléctrico (380 V, 36 A)

Alargadores

Well-point

Medios Materiales

No se usan materiales; sí se maneja agua y tierra.

Mano de Obra

1 Encargado.

Maquinistas, conductores y peones.

Maquinaria

Retroexcavadora

s/n Camiones Volquete para retiro de tierras.

Equipo de Well Point, compuesto por:

Bomba para inyección

Grúas para ejecución de perforaciones Well Point

Grupo depresor Bomba Vacío

Bombas sumergibles

Precaución Previo a la utilización de cualquiera de estos métodos de rebajamiento del nivel freático en una zona urbana, se debe efectuar un estudio minucioso ya que al extraer agua del terreno podrían llegar a producirse asientos que afecten las estructuras de edificaciones colindantes.

Abatimientos Tarea para la sig clase que son los materiales prefabricados de la construcción 3 conceptos

Ventajas y desventajas

Fallas en excavacion Para emitir criterio para la estabilidad estática de las excavaciones, es necesario estimar la profundidad real de desplante de la estructura para analizar los diferentes tipos de fallas implicados al realizar una excavación.

En la estabilidad de una excavación se analizan las fallas en las paredes o cortes verticales y las fallas de fondo de la excavación.

Las fallas de fondo en una excavación se pueden presentar de tres maneras: por capacidad de carga o corte en el fondo de la excavación, por expansión debido a liberación de esfuerzos de suelo y por subpresión teniendo la presencia de agua en el fondo de la excavación.

se presenta en arcillas blancas y saturadas, manifestándose como un levantamiento brusco del fondo provocado por el desalojo del materia simultáneamente con el hundimiento repentino de la superficie del terreno aledaño a la excavación lo que podría ocasionar el colapso de las paredes de la excavación o del sistema de soporte lateral.

La falla de fondo por esfuerzos cortantes:

La falla de fondo por expansión (bufamiento):

se puede presentar en todo tipo de suelo, pasando inadvertida en los suelos no plásticos.

Este tipo de falla presenta dos componentes: expansión inmediata que ocurre simultáneamente con el decremento de la presión vertical total, sobre el plano de fondo al retirar la tierra excavada, lo que ocasiona en el suelo cambios de volúmenes comportándose como un material elástico confinado; y lenta se desarrolla gradualmente en el tiempo, acompañada del aumento del volumen de la arcilla y de la absorción de agua, causados por un decremento de presión vertical intergranular en la masa del suelo bajo el fondo de la excavación.

Bufamientos Bufamiento. Efecto de recuperación de un terreno que se advierte por la expansión del mismo, al ser modificada la condición de carga o de humedad a la que originalmente se encontraba sujeto.

Plantilla de cimentación

Falla de fondo en excavación La Falla de fondo por Subpresión: causada por la presión hidrostática que podría producir levantamiento del fondo de la excavación, y perder empuje pasivo en el empotramiento de los sistemas de retención.

Para descartar este tipo de falla es indispensable el abatimiento del nivel freático controlando la diferencia de presiones. Es importante también realizar una observación de la presión hidráulica en el caso de la presencia de estratos permeables y semipermeables cercanos a la capa del fondo de la excavación, dando así una mayor seguridad al fondo de la excavación ante la falla por subpresion.