Drenes Mecha Def

5/20/2018 Drenes Mecha Def

1/73

TRABAJO FIN DE GRADO

Escuela Universitaria Politcnica

Grado Ingeniera Civil

Tcnicas de Mejora del Terreno

Drenes Mecha


2/73

Autor:

D. Almudena Martnez Fernndez

Director:

D. Javier Senent Aparicio

Murcia, 01 de Abril 2014


3/73


4/73

TRABAJO FIN DE GRADO

Escuela Universitaria Politcnica

Grado Ingeniera Civil

Tcnicas de Mejora del Terreno

Drenes Mecha


5/73

Autor:

D. Almudena Martnez Fernndez

Director:

D. Javier Senent Aparicio

Murcia, 01 de Abril 2014


6/73


7/73

HOJA CON EL VISTO BUENO DEL TUTOR

El alumno remitir a su tutor pdf con el TFG finalizado,

una vez revisado, el tutor remitir correo al alumno

dando el V B al trabajo para que proceda a la

encuadernacin del mismo. Remitir esta hoja con el V

B para defensa, que el alumno insertar en este lugar.


8/73


9/73


10/73

(Tcnicas de Mejoras del Terreno: Drenes Mechas) UCAM

1

INDICE:

1.-MEMORIA

1.1.-Objetivo y finalidad del proyecto.

1.2.-Justificacin de la necesidad del proyecto.

1.3.-Dimensin tica del proyecto.

2.-CONTENIDO DEL PROYECTO

2.1.- Tratamientos de mejora del Terreno.

2.1.1.- Identificacin de los suelos de los suelos a tratar.

2.1.2.- Evaluacin del tipo de problema.

2.1.3.- Eleccin del tipo de Tratamiento.

2.2.- Aspectos Tcnicos: Drenes Mechas.

2.2.1.- Materiales: Drenes Mecha y Capa Drenante.

2.2.2.- Maquinaria.

2.2.3.- Precarga con Drenes Verticales.

2.3.- Diseo y Clculo de la malla.

2.3.1.- Dimetro equivalente.

2.3.2.- Aspectos negativos que aumentan el tiempo de Consolidacin

2.4.- Puesta en obra. Fases de Ejecucin y controles.

2.5.-Control y seguimiento.

3.- REPORTAJE FOTOGRAFICO

4.- BIBLIOGRAFIA.


11/73


2

1.-MEMORIA:

1.1.-Objetivo y finalidad del proyecto:

Se va a analizar, en este proyecto, una de las formas de acelerar la

consolidacin de suelos pocos permeables, mediante drenes mecha, tcnica

basada en facilitar el drenaje y la consiguiente eliminacin del agua que

contiene el suelo.

Estas tcnicas disminuyen considerablemente el tiempo de consolidacin

de capas blandas y saturadas aunque tambin aumenta notablemente el costede la obra, en cada caso, se deber hacer un balance Tiempo-Coste para

encontrar un equilibrio.

En cada proyecto deber estar definido: rea a tratar, tipo de mechas, el

nmero de mechas, disposicin de la malla, profundidad de hinca, tiempos de

asentamientos, profundidad prevista de asentamiento, precarga, controles y

precios.

1.2.-Justificacin y necesidad del proyecto:

El estudio de las mechas drenantes tiene una justificacin y una necesidad

que nace cuando se necesita mejorar el drenaje de suelos blandos y pocos

permeables. Este tipo de suelo se encuentra en gran parte de la geografa de

nuestra pennsula afectando a gran cantidad de obras lineales, ferroviarias,

portuarias, cimentaciones estructurales, explanaciones de aeropuertos, etc.

Hace aos se trabajaba el cimiento de estos suelos con columnas de arena y

tras estudios realizados en Suecia por Walter Kjellman (1905-1955), aparece el

primer dren mecha, fabricado con cartn, mas tarde con la llegada de nuevos

materiales como los plsticos, pvc, etc. llegamos a las mechas actuales.


12/73


3

La llegada del dren mecha hace que mejoras del terreno que antes se

realizaban con gran gasto y alteracin del suelo (columnas de arena) pasa a

poder realizarse de manera ms rpida, ms econmica, con maquinaria ms

ligera y sin alteracin del suelo, con lo que se consigue una gran mejora tantoen el aspecto econmico como en el aspecto medioambiental.

Este aspecto medioambiental es de gran importancia en nuestros das, donde

tienen gran relevancia a las tcnicas ms limpias de construccin.

Se vern a continuacin todos los aspectos de esta tcnica.

1.3.-Dimensin tica del proyecto:

La dimensin tica en la ingeniera, al igual que en otros campos, conlleva

un comportamiento adecuado, correcto y sostenible en todo aquello que

realizamos.

ste comportamiento debe aplicarse a cualquier profesin y aunque enalgunas profesiones es ms evidente su importancia, tambin en la ingeniera

debe ser exaltada, ya que el resultado de nuestro trabajo repercute al final en

beneficios para la sociedad.

La ingeniera civil transforma el mundo en que vivimos, transforma nuestras

ciudades, campos y costas, es evidente por ello que nuestra profesin tiene

una gran importancia y conlleva una gran carga social y moral.

Por ello el profesional de la ingeniera debe ser consciente de que cada una

de sus decisiones en la ejecucin de proyectos en cualquier de sus fases debe

ser tomada de manera responsable y sostenible y no basarse solo en lo

estrictamente econmico.

Bibliografa: Cdigo tico para Ingenieros (Instituto ABET).


13/73


4

2.-CONTENIDO DEL PROYECTO:

2.1.-Tratamientos de Mejora del Terreno:

Los casos ms frecuentes de necesidad de mejora del terreno en

cimentaciones de obras lineales (Carreteras, Vas de Ferrocarril), son los

vinculados a la construccin de rellenos sobre suelos blandos. Otro tipo de

cimentaciones (puentes, pasos inferiores, muros, etc.) suelen resolverse

frecuentemente ,mediante cimentaciones profundas cuando afectan a suelos

blandos, si bien en determinados casos pueden ser de aplicacin las tcnicas

que se van a nombrar.

Para analizar la necesidad de aplicar un procedimiento para mejorar el

terreno en un caso concreto, es preciso identificar claramente el problema a

resolver.

Si se trata del apoyo de un terrapln sobre suelos blandos, deben calcularse

la estabilidad y los asientos que corresponderan a la situacin de construccin

sin tratamiento. Y si estos clculos nos dan tiempos de asentamientosinadmisibles tendremos tratar el terreno mejorando su drenaje.

En ocasiones, las tcnicas de mejora del terreno se utilizan para resolver

situaciones patolgicas. En tales casos la identificacin de la necesidad del

tratamiento requerir la realizacin de estudios que permitan plantear

claramente el problema a resolver y as determinar el tratamiento a ejecutar.

2.1.1.-Identi ficacion del suelo a tratar:

En cimentaciones de obras de carretera, uno de los problemas ms

frecuentes a resolver suele ser la escasa capacidad de soporte del terreno

(seguridad insuficiente frente a la rotura), o los grandes asientos esperados. A

veces se trata de problemas de impermeabilizacin.


14/73


5

El estudio de la necesidad de una mejora del terreno debe comenzar

identificando claramente los terrenos a tratar. El reconocimiento geotcnica del

trazado deber haber identificado la presencia de suelos blandos y la posible

necesidad de un tratamiento del terreno.

Una vez identificado el problema, deber programarse un reconocimiento

geotcnico especifico para caracterizar el terreno con mayor detalle.

El reconocimiento geotcnico de suelos blandos debe realizarse mediante

sondeos donde se identifique el tipo de suelo, profundidad, permeabilidad,

resistencia, o cualquier otro aspecto necesario para nuestros clculos, y con la

intensidad descritos en la tabla que adjuntamos (Tabla 3.6 de la Gua de

Cimentaciones en Obras de Carreteras).

Los terrenos a tratar debern quedar claramente delimitados tanto en

profundidad como en su extensin en planta.

El nmero de puntos de reconocimiento, para suelos blandos, se establecer

segn la siguiente tabla:

TABLA 1: N Puntos de Reconocimientos en Situaciones Normales.

(Tabla 3.6 Gua de Cimentaciones en Obras de Carreteras)

N de Perfiles

Transversales al Eje de

la Obra.

N de Puntos

por PerfilesESQUEMA

Depsitos

de suelos

blandos

1 Perfil por

cada 50m de

longitud o

fraccin, segneje del

tratamiento.

B30

2 unid3

unid


15/73


6

Al menos tres de esos puntos de reconocimientos sern explorados

mediante sondeos y toma de muestras del terreno. Los otros puntos pueden

reconocerse mediante penetrmetros continuos (estticos preferentemente).

En los sondeos se deben tomar muestras suficientes para identificar el

terreno (tipos de suelo atravesados, ensayos granulomtricos y limites de

Atterberg, etc.) y poder levantar perfiles longitudinales y transversales que

identifiquen claramente los diferentes tipos de terreno, y las propiedades ndice

correspondientes.

La situacin del nivel fretico, en los casos de suelos blandos, resulta de

especial importancia. Los sondeos de reconocimiento deben equiparse parapoder medir el nivel piezomtrico correspondiente y su evolucin en el tiempo.

Una vez conocida la configuracin del terreno en la zona de estudio, debe

procederse a caracterizar geotcnicamente cada una de las formaciones

existentes. Esta caracterizacin se har normalmente mediante ensayos in

situ, y/o mediante ensayos de laboratorio efectuados sobre muestras

inalteradas. Para ello puede ser conveniente realizar algn sondeo adicional,

una vez que se haya definido claramente y se hayan identificado cada uno de

los tipos de suelo cuyas caractersticas intervienen en el proyecto de mejora.

En general, en el caso de suelos blandos, interesa conocer los siguientes

aspectos:

Resistencia al corte sin drenaje.

Resistencia al corte en condiciones drenadas. (Ensayo Triaxial)

Deformabilidad y permeabilidad. (Edmetros)

Resulta de especial importancia determinar la densidad seca y la

humedad natural de todas las muestras que se ensayen.

La caracterizacin geotcnica de cada una de las formaciones existentes,

unida a la identificacin realizada previamente, debe permitir la configuracin

de un modelo del terreno, que sirva para el clculo posterior de cada una de

las alternativas del tratamiento posibles.


16/73


7

2.1.2. Evaluacin del Problema.

Para poner de manifiesto la necesidad y adecuacin de la mejora en su caso,

debe analizarse la solucin de construccin de la obra en cuestin en el casode no tratar el terreno.

En el caso de construccin de rellenos (terraplenes) sobre suelos blandos,

deben evaluarse, para la hiptesis de no tratar el terreno, al menos los

siguientes aspectos:

Seguridad del terrapln frente al deslizamiento. Asientos esperados durante la construccin.

Asientos postconstructivos y estimacin de su evolucin temporal.

Para otro tipo de problemas, de modo similar, debe evaluarse la seguridad

frente a los distintos estados lmite ltimos correspondientes y los movimientos

y/o deformaciones relativas a los distintos estados lmite de utilizacin.

Estos clculos y evaluaciones debern permitir la determinacin de la

necesidad en su caso de la mejora.

2.1.3. Eleccin del Tipo de Tratamiento.

Una vez identificada la necesidad de tratar el terreno para conseguir la

mejora de algn aspecto, debe elegirse el procedimiento ms adecuado de

entre los existentes.

Los aspectos que han de considerarse son:

Tipo de problema que se pretende resolver.

Tipo de terreno.

Condiciones de la obra (plazo y precio)

Las tcnicas de tratamiento del terreno que se utilizan con mayor frecuencia,

y su campo de aplicacin ms adecuado a priori, se resumen en la tabla.:


17/73


8

Tcnica o

Tratamiento

Terreno Mejora de

Profundidad eficaz

del tratamientoGranular Cohesivo

Resi

sten

cia

Defo

rma

bilidad

Permea

bilidad

Sustitucin del

terreno

Cualquier suelo

problemtico (Suelos

blandos, arcillas

expansivas, suelos

colapsables.)

SI SI SI

Moderada

(normalmente menos

de 3m)

Compactacin

con rodillo

Cualquier terreno no

saturado

SI SI NOPequea

(normalmente a 1m)

Precargas SI SI SI SI NOHasta varias decenas

de metros.

Mechas

drenantesNO SI NO NO SI

Hasta varias decenas

de metros

Vibracin

profunda

SI

Vibro

flotacin

Si

Vibro

sustitucin

SI SI NONormalmente hasta

15m de profundidad

Compactacindinmica

Cualquier tipo SI SI NO

Inyecciones

Impregna

cin

No

aplicableAlgo Algo SI

Hasta ms de 100 mHidrofracturacion:

Cualquier terrenoAlgo SI SI

Desplazamiento:

Cualquier terrenoSI SI SI

Jet-grouting Cualquier tipo SI SI

Solo con

columnas

secantes

Normalmente menosde 20 m

Columnas de

grava

Cualquier tipo de suelo

blandoSI SI SI

Normalmente menos

de 20 m

Columnas de

suelo cementoCualquier tipo de suelo

blandoSI SI NO

Normalmente menos

de 20 m

Claveteado o

cosido delterreno

Suelos de consistencia

media o superior SI SI NO

Normalmente menos

de 10 m


18/73


9

TABLA 2: Tcnicas de Tratamiento del Terreno ms frecuentes.

(Tabla 7.1. Gua de Cimentaciones en Obras de Carreteras)

Como vemos en la tabla, en los casos de suelos cohesivos a los que

mejorar la permeabilidad, se recomienda la tcnica de Mechas Drenantes,

como tratamiento a efectuar.

2.2. Aspectos Tcnicos : Mechas Drenantes.

El procedimiento de mejora de la permeabilidad del terreno mediante

mechas drenantes consiste en eliminar el agua del subsuelo lo antes posible,

por medio de la colocacin de stas hasta una profundidad a la que losestudios geotcnicos recomienden para conseguir la eliminacin del agua, al

mismo tiempo hay que colocar una capa drenante con geotextiles en la base

del terrapln, para drenaje de los volmenes de agua extrados.

Figura 1:Esquema de funcionamiento de Mechas Drenantes.

El sistema de drenes verticales es un mtodo que se lleva usando desde los

aos treinta con el fin de acelerar la consolidacin de capas de suelo poco

permeables, frecuentemente arcillas.


19/73


10

Este sistema empez consistiendo en columnas de arena, de 15cm de radio

aproximadamente (dren de arena),despus en los aos treinta se inventara el

primer dren, fabricado con cartn, para despus sobre los aos cincuenta con

la llegada de nuevos materiales (plsticos y pvc) empezar a usarse los drenesprefabricados con material fibroso (dren sinttico).

En la actualidad los drenes que se usan son nicamente los prefabricados ya

que resultan mucho ms econmicos, fciles y rpidos de instalar que las

columnas de arena, adems la puesta en obra es mucho ms limpia y el suelo

no sufre apenas alteraciones.

El dren prefabricado frente al inicial dren de arena, nos asegura:

Menor coste.

Menor tiempo de ejecucin.

Mayor capacidad de descarga de agua.

Instalacin ms rpida y limpia.

Equipos y maquinaria ligera y sencilla.Proceso mecanizado, supervisin elemental.

Continuidad del dren asegurado.

Calidad constante y garantizada.

Limpieza del emplazamiento.

Alteracin del terreno mnima.

Materiales y Equipos ligeros.

Transporte y acopio de los materiales insignificantes.Se puede instalar bajo agua y con una orientacin no vertical.

Al instalar los drenes, estamos dotando al terreno de vas de salida para el

agua artificiales que proporcionan un drenaje fcil y bidireccional. Aparecen

trayectorias cortas en direccin horizontal que no existen antes y que aumentan

la velocidad de drenaje del agua en ambos sentidos.


20/73


11

Con esta mejora del suelo junto a la precarga del peso del terrapln

conseguimos alcanzar los grados de consolidacin deseados en tiempos

mucho ms reducidos que los que hubiramos necesitado sin la utilizacin de

las mechas drenantes.

Figura 2:Recorrido de drenaje largo y lento

Figura 3: Recorrido de drenaje corto, aumento de la velocidad.


21/73


12

2.2.1. Materiales:

DREN MECHA:

Walter Kjellman (1905-1955), un alumno de Terzaghi en Viena, nombrado

jefe de Departamento de Geotecnia de la Autoridad de Carreteras de Suecia en1936, la cual pasara a ser el Instituto Sueco de Geotecnia en 1944, fue el

inventor del primer dren de mecha absorbente, tambin conocido como mecha

de cartn o mecha Kjellman, un dren de 100 mm de ancho hecho con cartn.

Tambin desarrollo una cosedora de drenajes para su instalacin continua.

Figura 4:Walter Kjellman (1905-1955)

Figura 5:Torre de instalacin y cosedora de drenes


22/73


13

El dren de mecha, en la actualidad, est compuesta por un ncleo flexible

de polipropileno de alta calidad, rodeada de un filtro slido y duradero

(geotextil). Es un elemento longitudinal flexible que se dispone en profundidad

en el interior del terreno, mediante hinca, creando una va preferente deevacuacin del agua.

Figura 6: Seccin transversal de distintas mechas drenantes.


23/73


14

A medida que se carga el terrapln sobre la zona tratada con la colocacin de

mechas, por supresin, el agua entra a travs del geotextil dentro de dicha

mecha (drenaje horizontal o radial) y por capilaridad sube hasta una capa

filtrante situada en la base del terrapln (drenaje vertical), la cual est colocadaentra dos capas de geotextil para que la misma no se colmate por

contaminacin con otros materiales.

Los drenes prefabricados estn constituidos, como hemos comentado, por

un ncleo flexible de polipropileno de alta calidad, adaptado con diferentes

formas para favorecer el drenaje del agua y aguantar las deformaciones

durante el proceso de asentamiento de la capa. Los canales internos es por

donde recorre el fluido la totalidad de la longitud de la mecha. Este ncleo estarodeado por un filtro slido y duradero (geotextil) que combina un alto grado de

permeabilidad de agua con una excelente barrera de suelo infranqueable.

En el mercado existen varias tipos de drenes como pueden ser: Geodrain

(Fabricado Suecia), MebraDrain (Fabricado en Holanda), , Alidrain (Fabricado

en Canad), Colbond CX-1000 (Fabricado en Holanda) , Castle Drain board

(Fabricado en Japn) , Sol Compact (Fabricado en Francia) , el ncleo toma

distintas formas segn el fabricante.

Figura 7: Tipos de geodrenes planares.


24/73


15

Figura 8: Seccin - Alma Mecha Cartn

Figura 9: Seccin Alma drenes mecha prefabricadas.

El dren deber adems aguantar los esfuerzos a los que se le sometern en

el proceso de hincado y a los esfuerzos de deformacin que sufrir en el

asentamiento de la capa.


25/73


16

Principales funciones del geotextil o funda exterior:

Debe permitir el paso del agua del suelo al dren, pero evitar que

penetren partculas del suelo al interior del Dren.

No obstaculizar el flujo del drenaje interno hacia el exterior.

Evitar el cierre de las vas de flujo de drenaje interno bajo la presin

lateral del suelo.

Principales funciones del ncleo:

Proporcionar trayectorias de flujo internos a los largo del drenaje.

Proporcionar estructura de apoyo al geotextil exterior.

Mantener la configuracin de drenaje y de la forma del dren.

Proporcionar resistencia al alargamiento longitudinal as como al pandeo

por los acortamientos de los asientos del terreno.

Adjuntamos fichas tcnicas de mechas como ejemplo:


26/73


17

Figura 10: Tabla de las distintas Mechas que existen en el mercado.

La empresa Cofra, coloca estos cuatro tipos de de Mecha Mebradrain

(Fabricacin Holandesa).


27/73


18

Figura 11:Ficha Tcnica de la mecha marca SOLPAC C 533

(Fabricacin Francesa).


28/73


19

Figura 12: Ficha Tcnica de la mecha marca SOLPAC C 533

(Fabricacin Francesa).


29/73


20

CAPA DRENANTE: Esta capa estar compuesta por materiales drenantes

(grava o similar) cuyas caractersticas cumplan lo exigido en el artculo 421 del

PG-3. Esta capa recoger el agua procedente de las mechas y la conducir porgravedad hacia el exterior de la explanada donde ser conducida por drenes o

canales horizontales. Se deber proteger toda la capa con un geotextil

(superior a inferiormente) que evitara que esta capa se contamine con

materiales procedentes del terrapln de precarga.

Este geotextil deber cumplir las especificaciones del artculo 422 del PG-3.

Figura 13:Esquema del flujo del agua.

Durante los ltimos aos se est extendiendo la utilizacin de materiales

geocompuestos con funcin drenante en sustitucin de la tradicional capa

drenante que suele usarse para la evacuacin del agua extrada durante el

proceso de consolidacin.

Estos materiales estn formados por un cuerpo resistente con forma de

huevera que permite el desalojo del agua, y un geotextil a modo de filtro para

evitar la colmatacin de los canales.

Estos materiales deben ser dimensionados de forma especfica para cada

obra y nos ahorrara costes.


30/73


21

Fotografa 1: Obra Muelle Prat-Colocacin de capa drenante

Fotografa 2:Obra Ave Madrid- Colocacin de Geocompuestos

Fotografa 3:Obra Peaje de Miranda de Ebro - Colocacin de geocompuestos


31/73


22

2.2.2. Maquinaria:

Para la colocacin de la capa drenante se emplearan los equipos habituales

de movimiento de tierras.Los equipos para la hinca de drenes son, por lo general, gras o tractores con

martinetes guiados que golpean la cabeza de una lanza de hinca, sujetndose

la mecha en su extremo inferior mediante una placa o elemento de arrastre que

queda perdido en el terreno.

En los casos en los que el terreno sea muy plstico podr ser necesario

utilizar vibradores para la hinca. Cuando el terreno lo permite, la hinca se

puede hacer incluso por simple presin. En ocasiones se emplean guasmltiples que permiten mayor rendimiento con una sola gra.

.

Figura 14: Coleccin de Maquinaria Grupo Geocisa.


32/73


23

2.2.3 Precarga con drenes mecha:

Una vez que se ha realizado la totalidad de la zona de mechas y construido

la capa drenante, se ejecutara el terrapln que actuara como precarga.

En suelos blandos, la carga inicial es la que proporciona el asentamiento ms

importante, normalmente del orden de unas cinco o diez veces ms que

cuando se realiza una carga posterior.

Es en esta fase inicial cuando actan las mechas fundamentalmente,

eliminando el agua durante la consolidacin primaria del suelo, aunque lasmechas aceleran la fase primera de consolidacin, stas puede durar varios

meses incluso rebasar el ao, por tanto ser primordial preveer con suficiente

antelacin las zonas a tratar con respecto a la construccin del proyecto total.

Segn los estudios de estabilidad del suelo, podremos aplicar la precarga

total o en caso desfavorable tendremos que hacer la precarga en distintas

fases, dando lugar a un aumento de la consolidacin y de la resistencia delsuelo gradual y escalonada, pudiendo alargar el tiempo total del tratamiento.

El tiempo total del tratamiento podremos adaptarlo a nuestras necesidades

aumentando o disminuyendo la distancia entre los ejes de los drenes.

El estudio de esta precarga deber incluir:

Geometra y valor de la precarga.

Estabilidad de la propia precarga

Evolucin de asientos y de presiones intersticiales.

Comportamiento a largo plazo.

Sistema de inspeccin, control y aceptacin.


33/73


24

2.3.- Diseo y Clculo de las mallas:

La Gua de Cimentaciones de Carreteras del Ministerio de Fomento nos

proporciona un prediseo inicial, de manera que las mechas atravesarancompletamente el terreno blando a consolidar, y quedaran a tresbolillo, con

separaciones entre ellas del orden de magnitud que se indica en la siguiente

tabla:

TIPO DE SUELO SEPARACION INICIAL RECOMENDADA (m)

Arcilloso de alta plasticidad 1.00m

Arcillosos de baja plasticidad, o limos 1.50m

Formaciones arcillosas con

intercalaciones horizontales de suelospermeables (limos o arenas)

2.00m

TABLA 3: Separacin inicial recomendada para la malla de mechas.

Cuando se conozca con precisin suficiente el coeficiente de consolidacin

del terreno en sentido horizontal (radial), o cuando mediante pruebas o

ensayos in situ, experiencias previas u otras causas, se conozca con

precisin razonable dicho coeficiente, se podrn realizar clculos de tiempos de

consolidacin especficos, que pueden justificar otra disposicin del drenaje

artificial.


34/73


25

Cuando sea de inters realizar dichos clculos, se admite que el grado de

consolidacin alcanzado se estime mediante la expresin:

Ecu. A: Consolidacin total (Carrillo, 1942)

Donde:

U = Grado de consolidacin total obtenido

Uv= Grado de consolidacin terico sin existencia de las mecha drenantes.Se puede estimar mediante la teora de la consolidacin de Terzaghi-Frhlich.

Ur= Grado de consolidacin radial inducido por las mechas drenantes.

Este ltimo trmino se puede estimar mediante la expresin:

Ecu. B.: Consolidacin para el flujo radial (Barron, 1948)

Donde:

Ch= Coeficiente de consolidacin horizontal, que puede obtenerse a partir de

ensayos de disipacin efectuados durante penetraciones estticas con

piezocono.

D= Separacin efectiva entre drenes. A estos efectos se puede suponer que,

D, es el dimetro del circulo que encierra la misma rea que la asignada a cada

dren.

t = Tiempo de espera necesario para alcanzar la consolidacin Ur.


35/73


26

= Coeficiente adimensional dado por la expresin:

Ecu. C: Ecuacin adimensional f(D/d)

dw= Dimetro equivalente del dren. En la mayora de los drenes comerciales

se puede suponer dw=10cm, si bien dicha informacin deber suministrarla el

fabricante.

A la vista de la consolidacin obtenida para cada tiempo de espera, para unas

caractersticas dadas de las mechas drenantes, podr acelerarse en su caso la

consolidacin, disminuyendo la separacin entre drenes, D.

Teora de la consolidacin de Terzaghi-Frhlich: Clculo deUv:

El tiempo de consolidacin de un estrato de suelo impermeable saturado

puede estimarse en primera aproximacin mediante la teora de la

consolidacin unidimensional de Terzaghi-Frhlich, aplicable a problemas, en

suelos sin deformacin lateral.

Esta teora supone que el estrato de arcilla esta drenado al menos por una

superficie plana.

Para aplicar esta teora es preciso definir el grado de consolidacin medio Uv,

que mide de forma adimensional y en trminos de asiento, el avance del

proceso de asentamiento.


36/73


27

La definicin matemtica del grado de consolidacin medio Uv es la siguiente,

de ahora en adelante U:

Ecu. D: Grado de Consolidacin en el punto medio del estrato.

Donde:

U = Grado de consolidacin medio vertical.Sf = Asiento al final de la consolidacin.

So=Asiento instantneo. En problemas de consolidacin claramente

unidimensional, So=0.

S= Asiento cuando el grado de consolidacin medio es U.

El tiempo que tarda en alcanzarse el grado de consolidacin medio U viene

dado por la expresin:

Ecu. E: Tiempo para U en el punto medio del estrato.

Donde:

t = Tiempo que tarda en alcanzar el grado de consolidacin U.

Hc= Distancia mxima de un punto del estrato al plano de drenaje ms

prximo. En estratos drenados por una sola cara, Hc coincide con el espesor

del estrato. En estratos con varios planos de drenaje intercalados, se deben

considerar varios estratos independientes o utilizar como valor de Hc la mitad

de la separacin mxima entre dos planos de drenaje consecutivos.


37/73


28

Cv= Coeficiente de consolidacin. Es una caracterstica de la arcilla

relacionada con su modulo edomtrico, Em, y su permeabilidadkmediante la

relacin siguiente:

Ecu. F: Coeficiente consolidacin vertical

Siendo wel peso especifico del agua.

Tv= Factor adimensional. La funcin Tv=f(U) puede aproximarse mediante las

expresiones siguientes:

Ecu. G: Frmulas de Tv en funcin del Grado de Consolidacin.

O bien recogerse de la tabla siguiente:


38/73


29

TABLA 4: Valores de Tv en funcin del Grado de Consolidacin


39/73


30

Estas ecuaciones corresponden a la curva terica de consolidacin con la

direccin de drenaje vertical:

TABLA 5: Valores de Tv en funcin del Grado de Consolidacin

La primera ecuacin corresponde a la primera parte de la curva, que se

aproxima ms a una parbola, se observa que la velocidad a la que se produce

la consolidacin es mayor al principio del proceso, reducindose con el tiempo.


40/73


31

Aunque la teria de la consolidacin por drenaje vertical (Terzaghi-Frhlich)

se estudie por separado de la consolidacin por drenaje horizontal

(Barron 1948). , en realidad estas ocurren al mismo tiempo.

DRENAJE SOLO VERTICAL:

Figura 15: Esquema drenaje vertical - Ley Therzagui

DRENAJE SOLO RADIAL

Figura 16: Esquema drenaje radial - Ley Barron


41/73


32

COMBINACION DE LOS DOS DRENAJES

Figura 17: Combinacin drenaje real Ley Carrillo, 1942.

En la siguiente grafica se hace un comparativo del grado de consolidacin

medio en el tiempo de ambos flujos y se representa el flujo radial (Ecu. B) para

distintas separaciones de mechas.

Figura 18: Representacin Consolidacin por drenaje vertical y radial


42/73


33

Siendo n la relacin entre la separacin entre mechas y el dimetro

equivalente de la mecha, concepto que veremos a continuacin: n=D/dw

En la grafica se observa que la consolidacin radial consolida el suelo a

mayor velocidad que el flujo vertical, es por tanto la direccin de drenaje mas

importante en el proceso de consolidacin. Algunos autores incluso

recomiendan el clculo de los asientos solo teniendo en cuenta el drenaje

radial , despreciando el drenaje vertical y de esa manera adoptan un clculo

conservador del lado de la seguridad.

Tambin se observa cmo influye la separacin de drenes de manera directa

en el tiempo de consolidacin, a menor distancia entre mechas, menos tiempo

tarda en alcanzar la consolidacin deseada.


43/73


34

2.3.1.- Dimetro Equivalente:

Para calcular el parmetroD, separacin efectiva entre drenes, igualaremos

las reas resultantes de las siguientes figuras geomtricas:

Figura 19: Relacin segn la disposicin (Triangular o Cuadrada) entre S

(Separacin mechas) y D (zona de influencia mecha)


44/73


35

El primer caso, disposicin de la malla en forma cuadrada, el dimetro

equivalente se calcula igualando el rea cuadrada de lado S con la

circunferencia de dimetro D.

* D2/ 4 =S2 ; entonces D = 1.13 S

En el segundo caso, malla en forma triangular, que suele ser el ms utilizado

ya que la figura del hexgono se asemeja ms al crculo, excepto en casos

donde la geometra del terreno se adapte mejor a la otra malla, nos quedara

una equivalencia tal que:

D2 = (2 V3 / ) * S2 entonces D = 1.05 S

El siguiente esquema describe una disposicin de malla en forma triangular,

y su disposicin en el terreno.

Figura 20: Esquema de malla triangular en seccin y planta.


45/73


36

En la teora es aceptado que los drenes son de forma circular (recordad que

la mayora de las teoras de esta tcnica nacen con los drenes de arena, cuya

forma es circular) sin embargo los drenes prefabricados son de forma

rectangular, se tendr que obtener en cada caso el dimetro equivalente, datoque normalmente proporciona el fabricante.

Quedando la ecuacin del dimetro equivalente del dren:

Deq = 2 (b+t)) /

Este dato normalmente viene en la ficha tcnica del fabricante.

Esquema ilustrativo del dimetro equivalente de la tira mecha:

Ecu. H: Equivalencia entre Drenes Cilndricos y en Tira. Hansbo (1979)


46/73


37

2.3.2.- Aspectos negativos que aumentan el tiempo de consolidacin.

Los aspectos negativos que disminuyen el caudal de drenaje de la malla y por

tanto retrasan el tiempo terico de consolidacin son tres, todos ellos

detectados y estudiados de forma emprica.

1.-Dimetro equivalente: Para el clculo de este parmetro se iguala el rea

del dren rectangular al rea de un dren circular, sin tener en cuenta que las

lneas de flujo que llegan al crculo son completamente diferentes a las de un

dren de seccin rectangular. En las bandas de dren el flujo se concentra en las

esquinas y por lo tanto al dividir la periferia por un factor , no se obtiene un

dimetro equivalente. M.S.Atkinson, 1980, propone que el valor anterior se

afecte por el factor /4.

Quedando la ecuacin:

Grficamente:

Ecu. I: Equivalencia entre Drenes Cilndricos y en Tira. M.S.Atkinson, 1980

El factor de separacin entre drenes queda definido por la ecuacin C:

deq = (2(b+a) / ) * /4 = (b+a) / 2

Fn = ln (D/dw) (3/4)


47/73


38

2.-Efecto de la alteracin del suelo:

Su magnitud depende del procedimiento de construccin empleado, en

general, se distinguen dos tcnicas de construccin:

a) Las que sustituyen el volumen de suelo excavado (perforacin previa) por

el volumen del dren.

b) Los que desplazan el suelo dentro de la misma masa del suelo (hincado)

para generar el espaci que ocupar el dren.

En el primer caso, el esfuerzo cortante que se produce en las paredes de laperforacin tiende a ser poco importante porque la broca de perforacin ataca

directamente el suelo del fondo de la excavacin y no el de las paredes.

Para la segunda tcnica, el sentido comn indica que el suelo es comprimido y

desplazado hacia los lados para lograr introducir el dren.

Cuando el suelo es comprimido, se generan esfuerzos normales que

disminuyen el volumen de los huecos del suelo y por lo tanto su permeabilidad;en la etapa de desplazamiento lateral se reproduce en cierta forma el empuje

pasivo de Rankine, en donde los esfuerzos horizontales aumentan mayormente

que los esfuerzos verticales y por lo tanto se genera un esfuerzo cortante que

produce cambios de forma en la estructura de las paredes del suelo,

disminuyendo su permeabilidad.

Un efecto adicional es el producido por el efecto de arrastre que produce la

friccin de contacto entre el suelo y el equipo de hincado haciendo que estratos

de suelos finos sean impregnados sobre lentes de suelos granulares.

A este efecto, donde se modifican las caractersticas mecnicas del suelo

circundante de un dren, se le denomina remoldeo y este factor retarda el flujo

del agua hacia el dren y como consecuencia la consolidacin.


48/73


39

La zona remodelada se estudia matemticamente suponiendo que se

extiende a una distancia constante rs>rw medida a partir del centro del dren y

que de rw a rs la permeabilidad ks es menor que la permeabilidad kH del suelo

sin alterar. Los parmetros s=rs/rw y kH/ks, afectan las ecuaciones solucinpara drenaje radial, quedando la presin de poro en funcin de r y del tiempo

(Barron, 1948; Richart,1959).

Pero la zona remodelada de ancho y permeabilidad uniformes representa

poco ms que una pretensin matemtica. De hecho se debe esperar que la

reduccin de permeabilidad sea mxima cerca del dren y disminuya con la

distancia a partir de l; adems la determinacin de s y de kH/ks, mediantemediciones de campo o de laboratorio representa muchos problemas.

En la prctica, el valor del factor debe depender del mtodo de colocacin, el

tipo de suelo, la probabilidad de que las partculas finas emigren de la zona

alterada al dren, el tipo de dren escogido.

El factor de remoldeo queda definido:

Ecu. J: Factor de remoldeo en funcin del radio y de la permeabilidad

Fs = (Kh/Ks 1) ln (s)


49/73


40

3.- Resistencia del Dren:

El dren no solo debe recoger el agua que viene del suelo en consolidacin

sino tambin conducirla a la superficie. Para que el agua fluya hacia arriba en

el dren, debe haber una carga diferencial del fondo a la parte superior; es decir,la carga h debe ser mxima en el fondo y cero en la parte superior.

Por otro lado, w*hacta como contrapresin del exceso de presin de poro u

que saca el agua del suelo, y as retarda la consolidacin. Si la relacin w*h /u

es pequea, (por ejemplo, del orden de 0.02), su efecto es insignificante, pero

si es mayor (por ejemplo, 0.2 o ms), cabe suponer que ser lento el proceso

de consolidacin.

La relacin de presin del agua en el fondo del dren al exceso de presin

promedio del agua en los poros del suelo a la misma elevacin se llama

resistencia relativa del dren (RDR). Su valor depende de las caractersticas

geomtricas del dren (longitud y radio de influencia), de la capacidad de

descarga del dren y del proceso de consolidacin (el que a su vez depende de

las propiedades mecnicas del estrato de suelo en anlisis y de la magnitud dela carga colocada en superficie.

La ecuacin matemtica para calcular el factor de reduccin producido por la

resistencia viene dado:

Ecu. K: Factor de resistencia relativa del Dren (RDR)

Esta ecuacin varia si la capa tiene dos direcciones de drenaje o solo una, lo

vemos en los siguientes grficos:

Fr = z ( L z) * (kh / qw)


50/73


41

Si la capa drena en dos direcciones L = Hd :

Figura 21: Esquema del factor resistencia con dos direcciones de drenaje.

Si la capa drena en una direccin L = 2Hd:

Figura 22: Esquema del factor resistencia con una direccin de drenaje.


51/73


42

Al sumar estos tres factores:

Se obtiene con esta ecuacin la suma de las alteraciones que sustituyendocada termino nos queda:

Ecu. L: Suma de los tres factores de disminucin del drenaje.

Donde:

Kh = Permeabilidad horizontal del suelo.

Ks = Permeabilidad de la zona remodelada.

S = rs / rwZ = Profundidad de la superficie superior del estrato compresible

L = Longitud del dren.

qw = Capacidad de descarga del dren, para un gradiente hidrulico igual a 1.

F (n) = Fn +Fs + Fr


52/73


43

Figura 22a: Esquema de los dimetros equivalentes segn las zonas con

distinta permeabilidad.

En la grafica se ve la diferencia entre lo que matemticamente hacemos y lo

que pasa realmente en el suelo.

Para el clculo de todas estas alteraciones, se deber conocer muy bien la

forma de ejecucin del dren, el diseo de ste respecto a la resistencia al

drenaje, si hay errores en la ejecucin in situ, si toda la capa es homognea

con lo que todos estos ajustes se quedan en manos de la experiencia para

cada tipo de dren y de puesta en obra de las empresas. Siendo siempre un

estudio continuo de campo.


53/73


44

2.4.- Puesta en Obra.

Plataforma de Trabajo:

Para la ejecucin de los drenes mechas, primero se deber preparar el

terreno para formar la plataforma de trabajodonde se colocaran los drenes y

posteriormente servir como superficie donde se garantizara la evacuacin del

agua que sale de estos drenes.

Previo desbroce de la capa de tierra vegetal y arbolado, se ejecutara la

plataforma que, normalmente, est constituida por una capa de material

granular drenante, de espesor no menor a 0.5m Esta capa adems aportara al

terreno de una primera precarga.

Puede ser necesario la colocacin de un geotextil entre el terreno natural y la

capa drenante, para asegurar la estabilidad de esta ultima o para garantizar

sus propiedades drenantes durante el tiempo necesario. No obstante esto

dificulta la posterior ejecucin de los drenes.

Una vez hincados los drenes, se colocara sobre esta capa drenante una lamina

de geotextil para evitar la contaminacin por el material de relleno del

terrapln.

Esta capa drenante debe contar con un sistema de desage amplio y de fcil

evacuacin, a ser posible por gravedad, dndole pendiente hacia el exterior.

Sobre esta plataforma de trabajo se distribuye la red de puntos donde deben ir

alojados los drenes. Es necesario disponer de un frente de trabajo importante,

ya que con los equipos modernos se consiguen rendimientos muy elevados.


54/73


45

Replanteo de drenes:

Los drenes prefabricados se introducen en el terreno con equipos especiales,

accionados por medios hidrulicos o vibratorios. Las profundidades ms

corrientes de consolidacin de suelos cohesivos con precarga y acelerada con

drenes suele ser de hasta 20 metros. Aunque se han llegado a alcanzar 30

metros.

El dren se aloja dentro de un perfil metlico, o mandril, para evitar su contacto

con el terreno durante la hinca. Normalmente se utiliza un mandril de seccin

romboidal ,la penetracin del dren protegido del perfil metlico nos proporciona

una mejor relacin entre la alteracin mnima posible del terreno durante lahinca, adems le proporciona la rigidez necesaria para garantizar la

continuidad en toda su profundidad:

Figura 23: Seccin transversal del equipo de hinca del Dren, donde se aprecia

como el mandril metlico rodea completamente al dren.


55/73


46

Figura 24: Esquema de colocacin del rollo de dren.


56/73


47

El extremo inferior del mandril se cierra con una chapa metlica o de plstico

que evita la penetracin del terreno en el mandril durante su hinca y sirve como

anclaje del dren en el terreno durante la extraccin del mandril.

Sobre la plataforma de trabajo se distribuye la red de puntos donde debern

hincarse los drenes. Se adoptara un sistema lgico de designacin de los

drenes mecha que permita identificarlos en los planos y en la obra. La

identificacin en la obra se realizara mediante marcas o seales permanentes,

de forma que se correspondan con el eje de su respectivo dren.

Con frecuencia y para mejorare el ritmo de la hinca de drenes, se utiliza comoreferencia de replanteo, la propia placa o elemento de punta perdido que

posteriormente se va a emplear en la hinca del dren.

Hinca de los drenes:

El proceso de hinca es rpido y sencillo y consiste bsicamente en las

siguientes operaciones:

Emplazamiento de la mquina de hinca en cada punto.

Comprobacin de existencia de mecha en la bobina o colocacin de

una nueva.

Fijacin del elemento perdido de hinca en el pie del dren.

Hinca del dren por golpeo, vibracin o simple empuje, hasta la

profundidad especificada o hasta rechazo.

Izado del dispositivo de hinca y corte de la mecha, a unos 15 cm sobre

la plataforma drenante de trabajo.

La profundidad alcanzada deber coincidir sensiblemente con la prevista.

En caso contrario, es decir, cuando esta profundidad resulte inalcanzable por

obtenerse antes el rechazo, provocara un estudio de la zona y la sustitucin

por una nueva mecha.


57/73


48

Para el control del proceso se confeccionar un parte de hinca de drenes en

el que, al menos, figurarn para cada dren los siguientes datos:

Su situacin o posicin en la obra.

Su nmero de identificacin y longitud prevista.

Caractersticas del sistema de hinca.

Longitud real hincada en el terreno.

Anomalas detectadas, en su caso.

En algunos casos nos encontraremos con una primera capa de granconsistencia donde la hinca del dren no es posible. En estos casos antes de

hincar la mecha ser necesario realizar pre-agujeros para permitir la ejecucin

posterior de los drenes a travs de los agujeros abiertos.

Fotografa 4: Maquinaria para realizar pre-agujeros antes de la hinca del dren.


58/73


49

Capa drenante y precarga:

Al terminar la hinca de los drenes, se coloca una lamina de geotextil para

evitar la contaminacin por el material de relleno del terrapln.

Esta capa drenante debe contar con un sistema de desage amplio y de fcil

evacuacin, a ser posible por gravedad, dndole pendiente hacia el exterior.

A continuacin se colocara el material a usar como relleno para el terrapln

que actuara como precarga. Dependiendo de la resistencia al corte del estrato,

esta fase puede que se ejecute escalonadamente o de una sola vez.

En los casos que el suelo no tenga la resistencia necesaria, tendremos que

tener bien definidos las fases de carga y asentamiento, de manera que al ir

consiguiendo los asentamientos previstos en cada fase y por consiguiente la

consolidacin y resistencia, volveremos a colocar una nueva carga para

continuar el proceso de consolidacin hasta culminar con la precarga definitiva.

2.5.-Control y seguimiento:

Segn la Gua tcnica de cimentaciones, la relacin de aspectos que se

deben controlar durante la ejecucin de los tratamientos del terreno ser:

EJECUCIN DE LAS MECHAS:

Longitud hincada y espaciamientos.

Longitud externa de las mechas.

Espesor de la capa drenante.

Granulometra de la capa drenante.


59/73


50

EJECUCION DE LA CAPA DE PRECARGA:

Extensin en planta y altura de la precarga.

Densidad aparente de los materiales de precarga.

Fecha de colocacin y retirada de las precargas.

Asientos de la superficie del terreno (placas de asiento)

Presiones intersticiales del terreno.

Posibles agrietamientos u otros sntomas de inestabilidad en la

superficie externa de las precargas.

Adems de las placas de cargas para la medicin de asientos, existen tambin

las lneas continuas de asiento.

Las lneas continuas de asientos, permiten obtener de forma rpida la curva

tiempo-asiento a partir de la cual podemos decidir el comienzo de la siguiente

fase constructiva. La gran diferencia con las placas de cargas es que en vez de

puntos aislados, utilizan lneas continuas, obteniendo perfiles continuos de

deformaciones.

Las lneas continuas de control de asientos proporcionan mayor informacin

que las placas ya que nos permiten la deformada en una seccin y por lo tanto

las curvas de tiempo-asentamiento en un mayor nmero de puntos. Esto nos

proporciona un control ms exacto de la evolucin de los asientos.

Este sistema permite no solo conocer la evolucin de los asientos, adems

podremos saber el material extra colocado en la construccin de los

terraplenas.


60/73


51

Adjuntamos esquemas:

Figura 25: Esquema de colocacin de una Lneas continuas de asiento.


61/73


52

3.- REPORTAJE FOTOGRAFICO:

Fotografa 5: Acopio de rollos de mecha tipo Solpac C533, Obra del Tranva,

Tramo San Fernando-Chiclana.

Fotografa 6: Comprobacin de medida exterior de mecha drenante, Obra del

Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana.


62/73


53

Fotografa 7: Hinca de mechas en forma triangular sobre capa de Grava, Obra

del Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana.

Fotografa 8: Extendido de capa de terrapln sobre geotextil, Obra del Tranva,

Tramo San Fernando-Chiclana.


63/73


54

Fotografa 9: Trabajos sobre terrenos saturados con nivel fretico en la

superficie. Se observa poste metlico para las lecturas de asentamiento de laplaca. Obra del Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana.

Fotografa 10: Detalle de composicin a tres bolillos. Obra del Tranva, Tramo

San Fernando-Chiclana


64/73


55

Distintos equipos para la hinca:

Fotografa 11: Equipo de galibo reducido.

Fotografa 12: Equipo de 12 metros de instalacin de dren.


65/73


56



66/73


57



67/73


58

Fotografa 15: Equipo de Hincado bajo agua.

Fotografa 16: Equipo de hinca con vibracin .


68/73


59

4.-BIBLIOGRAFIA:

Gua de cimentaciones en Obras de Carreteras. Ministerio de

Fomento.2009

Cdigo tico para Ingenieros (Instituto Abet)

Geotecnia y Cimientos I: Propiedades de los suelos y de las rocas. Jos

A. Jimnez Salas

Geotecnia y Cimientos II: Mecnica Terica del suelo. Jos A. Jimnez

Salas

Geotecnia y Cimientos III: Cimentaciones, excavaciones y aplicaciones

de la Geotecnia. Jos A. Jimnez Salas

Anlisis de factores para un diseo y una construccin racionales de

terraplenes de prueba. (Un caso prctico). Escuela de Ingeniera UNAM.

Fichas tcnicas de las empresas Geosisa, Terratest, Solpac.

Manual de prefabricados, Vol. I, Empresa Americana Vulcanhammer.

Revista de Obras Publicas: Los drenes prefabricados para la aceleracin

de la consolidacin de suelos arcillosos.

Revista de Obras Publicas N3354: Los tratamientos de las marismas en

las variantes del puerto de Santa Mara.

LISTADO DE TABLAS UTILIZADAS:

TABLA 1: N Puntos de Reconocimientos en Situaciones Normales.

Fuente: Tabla 3.6 Gua de Cimentaciones en Obras de Carreteras TABLA 2: Tcnicas de Tratamiento del Terreno ms frecuentes.

Fuente: Tabla 7.1. Gua de Cimentaciones en Obras de Carreteras

TABLA 3: Separacin inicial recomendada para la malla de mechas.


TABLA 4 y 5: Valores de Tv en funcin del Grado de Consolidacin



69/73


60

LISTADO DE FIGURAS UTILIZADAS:

Figura 1: Esquema de funcionamiento de Mechas Drenantes.

Fuente : Pagina Web Empresa Terratest Figura 2:Recorrido de drenaje largo y lento. Fuente: Ficha tcnica

Terratest

Figura 3: Recorrido de drenaje corto, aumento de la velocidad.

Fuente: Ficha tcnica Terratest.

Figura 4:Walter Kjellman (1905-1955). Fuente: Revista del Instituto Sueco

de Geotecnia (Mayo 2004): Contribuciones Suecas a la Ingeniera

Geotcnica. Figura 5:Torre de instalacin y cosedora de drenes.Fuente: Revista

del Instituto Sueco de Geotecnia (Mayo 2004): Contribuciones Suecas a la

Ingeniera Geotcnica.

Figura 6: Seccin transversal de distintas mechas drenantes. Fuente:

Ficha tcnica de Mebradrain. Empresa Geotechnics BV.

Figura 7: Tipos de geodrenes planares. Fuente: Revista de Obras

Publicas: Los drenes prefabricados para la aceleracin de la

consolidacin de suelos arcillosos.

Figura 8: Seccin - Alma Mecha Cartn. Fuente: Revista del Instituto

Sueco de Geotecnia (Mayo 2004): Contribuciones Suecas a la Ingeniera

Geotcnica.

Figura 9: Seccin Alma drenes mecha prefabricadas. Fuente:

Revista de Obras Publicas: Los drenes prefabricados para la

aceleracin de la consolidacin de suelos arcillosos.

Figura 10: Tabla de las distintas Mechas que existen en el mercado.

La empresa Cofra, coloca estos cuatro tipos de de Mecha Mebradrain

(Fabricacin Holandesa). Fuente: Pagina web Empresa Cofra.

Figura 11 y 12: Ficha Tcnica de la mecha marca SOLPAC C 533

(Fabricacin Francesa). Fuente: Empresa Wavin.

Figura 13:Esquema del flujo del agua. Fuente: Pagina Web Empresa

Wavin.


70/73


61

Figura 14: Coleccin de Maquinaria Grupo Geocisa. Fuente:

Prefabricated Vertical Drains. Vol. I.(U.S. Department of

Transportation)

Figura 15: Esquema drenaje vertical - Ley Therzagui. Fuente:

Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department of

Transportation)

Figura 16: Esquema drenaje radial - Ley Barron. Fuente:


Transportation)

Figura 17: Combinacin drenaje real Ley Carrillo, 1942. Fuente:

Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department ofTransportation)

Figura 18: Representacin Consolidacin por drenaje vertical y

radial. Fuente : Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department

of Transportation)

Figura 19: Relacin segn la disposicin (Triangular o Cuadrada)

entre S (Separacin mechas) y D (zona de influencia mecha). Fuente:

Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department ofTransportation).

Figura 20: Esquema de malla triangular en seccin y planta. Fuente:

Geotecnia y Cimientos III: Cimentaciones, excavaciones y

aplicaciones de la Geotecnia. Jos A. Jimnez Salas

Figura 21: Esquema del Clculo del Dimetro Equivalente. Fuente:


aceleracin de la consolidacin de suelos arcillosos. Figura 21: Esquema del factor resistencia con dos direcciones de

drenaje.

Fuente: Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department of

Transportation).

Figura 22: Esquema del factor resistencia con una direccin de

drenaje.

Fuente: Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department ofTransportation).


71/73


62

Figura 22a: Esquema de los dimetros equivalentes segn las zonas

con distinta permeabilidad. Fuente: Prefabricated Vertical Drains. Vol.

I. .(U.S. Department of Transportation).

Figura 23: Seccin transversal del equipo de hinca del Dren. Fuente:


Transportation).

Figura 24: Esquema de colocacin del rollo de dren. Fuente:


Transportation).

Figura 25: Esquema de colocacin de una Lneas continuas de

asiento. Fuente: Artculo publicado en la revista de la AsociacinEspaola de la Carretera (2002)

LISTADO DE FRMULAS:

Ecu. A: Consolidacin total. Fuente: Gua de Cimentaciones en

Obras de Carreteras. Autor: Carrillo,N. (1942). Simple Two andThree Dimensional Cases in the Theory of Consolidations of Soils.

Ecu. B.: Consolidacin para el flujo radial. Fuente: Gua de

Cimentaciones en Obras de Carreteras. Autor: Barron, R.A. (1948).

Consolidation of Fine Grained Soils by Drain Wells.

Ecu. D: Grado de Consolidacin en el punto medio del estrato.

Fuente: Gua de Cimentaciones en Obras de Carreteras. Autor:

Teora de la consolidacin Unidimensional de Terzaghi-Frhlich(1943).

Ecu. H: Equivalencia entre Drenes Cilndricos y en Tira. Fuente:


aceleracin de la consolidacin de suelos arcillosos. Autor: Hansbo

S, 1982. Vertcal drains, Thomas Telford LTD., London.

Ecu. I: Equivalencia entre Drenes Cilndricos y en Tira. Fuente:

Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department ofTransportation). Autor: Van del Elzen, L.W.A. and Atkinson, M.S.,


72/73


63

1980, Acelerated Consolidation of Compressible low Permeability

Subsils by Means of Colbond Drains, Arnheim, Colbond b.v.

Ecu. J: Factor de remoldeo en funcin del radio y de la

permeabilidad. Fuente: Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S.Department of Transportation). Autor: Barron, R.A. (1948).

Consolidation of Fine Grained Soils by Drain Wells.

Ecu. K: Factor de resistencia relativa del Dren (RDR). . Fuente:


Transportation). Autor: Barron, R.A. (1948). Consolidation of Fine

Grained Soils by Drain Wells.

Ecu. L: Suma de los tres factores de disminucin del drenaje. Fuente:Prefabricated Vertical Drains. Vol. I. .(U.S. Department of

Transportation). Autor: Barron, R.A. (1948). Consolidation of Fine

Grained Soils by Drain Wells.

LISTADO DE FOTOGRAFIAS:

Fotografa 1: Obra Muelle Prat-Colocacin de capa drenante.

Fuente: Empresa Geocisa.

Fotografa 2: Obra Ave Madrid- Colocacin de Geocompuestos.


Fotografa 3: Obra Peaje de Miranda de Ebro - Colocacin de

geocompuestos. Fuente: Empresa Geocisa.

Fotografa 4: Maquinaria para realizar pre-agujeros antes de la hincadel dren.


Fotografa 5: Acopio de rollos de mecha tipo Solpac C533, Obra del

Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana. Fuente: Empresa

constructora.

Fotografa 6: Comprobacin de medida exterior de mecha drenante,

Obra del Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana. Fuente: Empresaconstructora.


73/73


64

Fotografa 7: Hinca de mechas en forma triangular sobre capa de

Grava, Obra del Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana. Fuente:

Empresa constructora.

Fotografa 8: Extendido de capa de terrapln sobre geotextil, Obra

del Tranva, Tramo San Fernando-Chiclana. Fuente: Empresa

constructora.

Fotografa 9: Trabajos sobre terrenos saturados con nivel fretico en

la superficie. Se observa poste metlico para las lecturas de

asentamiento de la placa. Obra del Tranva, Tramo San Fernando-

Chiclana. Fuente: Empresa constructora.

Fotografa 10: Detalle de composicin a tres bolillos. Obra delTranva, Tramo San Fernando-Chiclana. Fuente: Empresa

constructora.

Fotografa 11: Equipo de galibo reducido. Fuente: Empresa de

Geocisa.

Fotografa 12: Equipo de 12 metros de instalacin de dren. Fuente:

Empresa de Geocisa.

Fotografa 13: Equipo de 40 metros de instalacin de dren. Fuente:Empresa de Geocisa.

Fotografa 14: Equipo de 60 metros de instalacin de dren. Fuente:

Empresa de Geocisa.

Fotografa 15: Equipo de Hincado bajo agua. Fuente: Empresa de

Geocisa.

Fotografa 16: Equipo de hinca con vibracin. Fuente: Empresa de

Geocisa.

Documents

Drenes Mecha Def