INTRODUCCIONEn la contruccion de diferentes cimentaciones, existen problemas como el nivel fretico, asi como tambin, las cimentaciones en zonas sumergidas, es por lo cual en este trabajo vemos como se hace el bombeo de estos; para la buena realizacin del aspecto constructivo sin que estos efectos del agua afecten seriamente la construccin.

I. MARCO TEORICODrenaje, impermeabilizacin y proteccin contra la humedadEs casi inevitable que ocurran filtraciones de agua en los stanos de los edificios, ya que es precisamente esta parte de la construccin la que est en contacto directo con el suelo, ms an si consideramos los posibles defectos de la construccin. Tambin es importante el considerar las condiciones de aguas freticas del suelo al proyectar la profundidad de la excavacin necesaria para desplantar la losa o cajn de cimentacin. Si debe desplantarse por debajo del nivel fretico, deben tomarse precauciones especiales para evitar filtraciones importantes dentro de la estructura. En general se utilizan dos mtodos: la utilizacin de drenajes y la impermeabilizacin.

DRENAJELos drenajes son bastante tiles cuando las filtraciones son pequeas ya que es fcil evacuar el agua acumulada a bajo costo, frecuentemente por gravedad, por medio de albaales o zanjas. Entre los drenas ms comunes estn los en zapatas y los de piso, los drenes en zapata se fabrican con tramos cortos de PVC con pequeas perforaciones que se tienden en zanjas cavadas a un lado de la base de la zapata para ser rellenadas posteriormente con material de filtro; los ltimos 30 cm de relleno se hacen con material menos permeable para evitar que se filtre el agua de la superficie.Los drenes de piso no son muy comunes sin embargo, es posible que hayan flujos de agua por debajo de la losa por lo que se aconseja el uso de drenaje. Estos drenes no debern conectarse a tubos de bajadas pluviales ni a drenes superficiales.

IMPERMEABILIZACINSi la cantidad de agua que se colecta en los drenes es muy grande, es recomendable el uso de impermeabilizantes en el stano y permitir que la losa quede sujeta a la presin del agua fretica. Uno de los mtodos ms eficientes es el de membrana, que consiste en colocar una membrana de material asfltico cerca del exterior del edificio. El material asfltico se aplica en caliente y es bastante flexible y lo suficientemente dctil como para mantener su integridad en caso de que se presenten pequeos agrietamientos en la estructura. Para que la membrana sea totalmente efectiva debe cubrir en su totalidad la superficie de la estructura que est en contacto con el agua, para ello se requiere la construccin de un sub-piso sobre el cual se coloca la membrana antes de construir la losa como tal. Los muros y pisos que quedan dentro de la membrana estn sometidos a la accin de la presin del agua, por lo que deben disearse para soportar dichas acciones. Actualmente pueden utilizarse otros tipos de impermeabilizantes especiales o bien pueden usarse aditivos para disminuir la permeabilidad del concreto como el humo de slice y/o escorias de silicio.ASIENTOS Y SUBSIDENCIAS En algunas ocasiones, incluso un adecuado planteamiento del sistema de control artificial del nivel fretico, puede provocar asentamientos en el rea circundante de la obra objeto de actuacin.Los asentamientos se pueden producir debido principalmente a: A.- Instalaciones de bombeo inapropiadas: A.1. Extraccin de arenas o finos procedentes del suelo, consecuencia de un inapropiado diseo o ejecucin de los pozos de bombeo, wellpoint u otros dispositivos. La erosin de suelo provocar tubificacin piping y prdida del mismo. A.2 Por bombeos superficiales abiertos en recintos con presencia de diafragmas verticales (pantallas, tablestacas o cualquier barrera fsica), con resultado de erosin de suelo, sifonamiento, levantamiento del mismo en el interior del diafragma, con movimiento del suelo exterior. A.3 Entrada de suelo por vas horizontales debidas a fallos o deficiencias de los diafragmas verticales. Igualmente en ese supuesto puede producirse el fenmeno de tubificacin. B.- Oscilaciones naturales o con bombeos de diseo correcto: B.1 Por consolidacin y compresin de terrenos, principalmente limos y arcillas, a la reduccin de las presiones intersticiales, lo que incrementar las tensiones efectivas. Este incremento de las tensiones efectivas, provocar un acomodamiento de los granos del suelo, aumentando su densidad y en consecuencia disminuyendo su volumen, lo que se traducira en asentamiento. De este modo, las estructuras que se encuentren cimentadas sobre este tipo de depsitos, pueden verse afectadas por asentamiento, en muchos casos sin mayores consecuencias. Para estructuras soportadas sobre pilotes, esta consolidacin puede provocar un arrastre por friccin negativa en el contacto entre la superficie del pilote y el terreno. Las patologas incluidas en el grupo a.1, pueden ser evitadas con un diseo adecuado y una correcta instalacin del sistema de pozos y bombeo. Con carcter general, sugerimos que si tras iniciado el primer bombeo y mantenido de forma ininterrumpida durante un periodo de entre 30 minutos y 3 horas, se observa que el agua bombeada contuviera un grado de finos no aceptable, el sistema de bombeo debiera ser detenido y evaluar las consecuencias en funcin de la vulnerabilidad del entorno. Es importante contrastar si los materiales hallados durante la perforacin de captacin, se corresponden con los indicados en los informes previos que sirvieron de base para el diseo de aquel filtro y empaquetadura de prefiltro. En cualquier caso, la informacin disponible siempre ser solo relativamente completa, dada la variabilidad de los suelos naturales, por lo que adems de un buen diseo y ejecucin, ser necesario un seguimiento de los trabajos a pie de campo que permita confirmar la validez del diseo original a las condiciones realmente halladas En cuanto a las patologas contenidas en el grupo a.2, de inmediato debiera ser detenido el bombeo y tras el anlisis de las alteraciones ocasionadas al suelo, plantear un sistema de bombeo alternativo. Generalmente deber ser resuelto con bombeos en profundidad, mediante pozos penetrantes a cota inferior a la que se ha producido el fallo. Los fallos de suelo y consiguientes inestabilidad por estos efectos son la rotura de fondo o el sifonamiento. Ambos efectos son analizados con detalle en el apartado 2.6 Los fallos englobados en el grupo a.3, por deficiente construccin del diafragma de confinamiento vertical, implicar extremar las precauciones en el proceso de excavado hasta descubrir la va, tratando la deficiencia previo a la retirada de tierras que contiene dicha va. En un recinto confinado verticalmente, un caudal de bombeo superior al esperado puede evidenciar la existencia de entradas horizontales de flujo a travs de los diafragmas verticales, lo que puede alertar a los trabajos de excavacin.El grupo de patologas englobados en el grupo b, puede producirse ante el drenaje de suelos compresibles, como limos compresibles, arcillas, turbas, presentando asentamiento en el entorno inmediato, a pesar de haber desarrollado un diseo correcto y haber elegido el mtodo adecuado, siguiendo la mejor praxis. En este supuesto es preferible hacer un anlisis pormenorizado de las posibles consecuencias. Bien es cierto que este incremento de carga es moderado y la mayora de suelos son capaces de soportarlo, debiendo extremar las precauciones ante la presencia de suelo compresible. Otro extremo destacable es que el suelo tiene efecto memoria de los cambios de tensiones a las que se le ha sometido a lo largo de su historia geolgica, y por tanto esos cambios han perdurado en su estructura y as su comportamiento. Si un suelo se encuentra en la actualidad con el mayor grado de carga que ha soportado a lo largo de su historia, se le denomina normalmente consolidado. Si por el contrario en un tiempo pasado ha sido sometido a una sobrecarga, por ejemplo derivada de un drenaje anterior que provoc unas sobrepresiones o de un suelo actualmente erosionado, ese suelo se denomina preconsolidado o sobreconsolidado.

II. MUROS DE CONTENCION Y LA PROBLEMTICA DE LA HUMEDADDe todos los sistemas constructivos susceptibles depatologasrelacionadas conhumedades, losmurosenterrados son los ms expuestos y ms problemticos a la hora de resolverproblemas de humedades.Losmuros de contencinenterrados pueden estar expuestos a lluvias abundantes, niveles freticos, sistemas de riego para jardines, etc.En el momento de construir unmuro de contencinde hormign armado pueden aadirse aditivoshidrfugosal hormign, que mejoraran sustancialmente las propiedadesimpermeabilizantesdel propio elemento constructivo.Un buen sistema constructivo paraimpermeabilizarunmuro de contencinenterrado seria el siguiente:1. Aplicar una imprimacin en la cara exterior delmurocon emulsiones asflticas.2. Colocar unalmina impermeabilizanteen la cara exterior del muro, ya sea una lmina asfltica, bituminosa o butlica.3. Colocar una lmina de drenaje (lamina de polietileno de alta densidad con ndulos), que adems de proteger lalmina impermeabilizantepermite que el agua circule hasta el tubo dedrenaje.4. Colocacin de tubo dedrenajecon la pendiente necesaria hasta el punto de recogida de aguas que enlace con la red de evacuacin de aguas.5. Fijacin de lmina geotxtil, como capa separadora que impedirfiltracionesde tierra y sedimentos.6. Colocacin de capa de grava de rio con canto redondo que permita lafiltracin de aguashasta el tubo de drenaje.7. Colocacin de lmina geotxtil, sobre la superficie de la capa de grava, que impedirfiltracionesde tierra y sedimentos.

Otra problemtica relacionada conhumedadesenmuroses la de absorcin deaguapor capilaridad que asciende desde la cimentacin hasta elmuro. Este problema es habitual enmurosde contencin realizados con piezas cermicas o de bloque de mortero.Para evitar problemas dehumedadenmurosrealizados con piezas cermicas o bloques de mortero, se puede colocar una lmina bituminosa en una de las juntas de mortero situadas a 15 cm del nivel de cimentacin.

III. APLICACIONESEQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS,

Tecnologa para el control y abatimiento del nivel fretico

El sistema de bombeo por generacin de vaco, conocido Wellpoint, es un mtodo de control de descenso de agua subterrnea, aplicable en terrenos granulares de diversa densidad y graduacin. Es un sistema simple, verstil y de costo razonable.Este sistema de agotamiento de agua puede resultar de gran eficiencia y utilidad en excavaciones cuya cota se encuentra por debajo del nivel fretico. Por ejemplo, en la ejecucin de stanos o zanjas para colectores.Tiene aplicacin en un amplio rango de terrenos granulares, aunque su funcionamiento ptimo se produce cuando se instala en arenas de grano medio sin presencia de finos. En otro tipo de terrenos pueden ser necesarias operaciones adicionales de montaje (perforacin previa y ejecucin de filtro granular).La aspiracin del agua se produce por vaco a travs de numerosos puntos de captacin, tantos como lanzas colocadas, a travs de los filtros existentes en los extremos de las mismas. Consiste bsicamente 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 succin. Cuando se hincan se impulsa agua a presin para introducir con facilidad la laza. Una vez instalada, se succiona el agua para abatir el nivel fretico.La limitacin se encuentra en la altura de aspiracin, por lo que si se quiere profundizar ms, debern realizarse escalonamientos.

El montaje del equipo no es complicado. La hinca de las lanzas se realiza mediante inyeccin de agua a presin a travs de las mismas. Una vez colocadas se conectan al colector principal, que a su vez ir conectado a la bomba de vaco, desde donde se conducir el agua extrada al punto de vertido (con la ayuda de dos bombas incorporadas). El accionamiento y control del funcionamiento del equipo es muy sencillo.Los componentes del sistema son: Bomba de hinca Lanzas o agujas Mangueras de presin Colectores (para la tubera perimetral) Bomba de vaco Manguitos de unin Accesorios (codos, tes, tapones tubos bifurcados, uniones, mangueras flexibles) Cuadro elctrico (380 V, 36 A) Alargadores

IV. ANALISIS DE LOS METODOS DE EVACUACION DE AGUA Atendiendo al equipamiento y configuracin de los sistemas de bombeo, podemos diferenciar cuatro tipos bsicos, que describiremos someramente en los siguientes apartados.a. BOMBEOS SUPERFICIALESEl sistema a base de bombeos superficiales es, sin duda, el de menor complejidad, en cuanto a su diseo y montaje se refiere y, en general, de menor coste, pues se limita a la preparacin de puntos o zanjas drenantes, cuyo objetivo es concentrar y facilitar el flujo del agua por medio de dichas zanjas hasta la ubicacin de las bombas. Tanto las zanjas como los puntos de ubicacin de las bombas, en la mayora de los casos sern ejecutadas por medios mecnicos tales como retroexcavadoras, giratorias y similares. La limitacin en cota de profundidad de estas calicatas nos vienen impuestas en suelos granulares, por la estabilidad de los dichos suelos, prcticamente nula y de elevado riesgo, una vez es cortado el nivel fretico. Por ello, necesariamente ser un mtodo que nicamente debe ser planteado, a priori, ante necesidades de descenso de nivel fretico muy someras, de entre 1 y 2 metros, y donde los niveles estticos se encuentren prximos a la cota de superficie del terreno. En este mtodo, igualmente aparece la permeabilidad de los suelos como elemento determinante, pues la distancia entre puntos de bombeos, as como los mnimos gradientes hidrulicos disponibles, puede invalidar el mtodo en suelos de baja conductividad hidrulica. En ocasiones se plantea errneamente aplicar este mtodo ante necesidades de mayores descensos, por su menor coste. En esos casos, las excavaciones de los puntos dren pueden alcanzar los 10 metros o superior, haciendo uso de maquinaria propia de ejecucin de pantallas o similar. Para la contencin de los suelos granulares saturados, con seguridad inestables a estas profundidades, se utilizan fluidos bentonticos de media a alta viscosidad y mayor peso especfico que el agua. Si bien es cierto que, en determinados suelos, de este modo queda garantizada la estabilidad del batache, no es menos cierto que el entorno del mismo queda contaminado por los lodos bentontico, alterando la permeabilidad natural circundante al punto de captacin, por tanto disminuyendo su eficiencia y en casos anulando su efectividad. A su vez, con este esquema constructivo, resulta inviable la colocacin de adecuados prefiltros de granulometras reducidas. Nuestra experiencia, desaconseja esta prctica para necesidades de descenso de nivel fretico mayores de 1-2 metros. En cualquier caso, siempre ser desaconsejable su uso en excavaciones cuyo avance en descenso y bajo nivel fretico sea confiado a los bombeos en superficie, pues ante ese supuesto se incrementa el riesgo de desestabilizacin del fondo de excavacin, con riesgo de roturas de fondo, sifonamiento o fluidificacin o deslizamiento de taludes, entre.b. POZOS DE ALTA CAPACIDAD Ante descensos de nivel fretico superiores a 5 m, en excavaciones con sistema de diafragma de cierre o confinamiento y en presencia de suelos de alta permeabilidad, ser necesario del uso de bombeos de elevada capacidad por punto, lo que condicionado por los dimetros de los equipos de bombeo a utilizar, exigir mayores dimetros de perforacin y entubacin definitiva, que posibiliten la instalacin de las bombas en su interior. Apuntamos como referencia valores de caudales por punto entorno a 25-30 l/s y superiores, debiendo procurar velocidades de flujo entorno a 0,04 m/s. Nuestra experiencia seala que, el mtodo de perforacin por cable a percusin presenta mayores ventajas , para dimetros de entre 400 mm y 700 mm, principalmente en lo referente a rendimiento hidrulico del pozo y coste, pues en contraste con otros mtodos tradicionales de perforacin a rotacin, no utiliza para la estabilizacin de los suelos granulares perforados fluidos de perforacin tales como bentonticos, geles, espumantes, etc. Conviene recordar que el uso de fluidos viscosos de perforacin, por la invasin de estos en el medio, disminuye la permeabilidad natural de los suelos perforados. l mtodo a percusin por cable, si lo requiere, har uso de tuberas auxiliares para la contencin de suelos inestables. No suele ser habitual que las perforaciones cuyo objeto sean el control del nivel fretico superen los 30-40 m de profundidad, si bien esta circunstancia obviamente no es limitante para dicho sistema. Como principal desventaja cabra destacar que, por su procedimiento y mecnica de ejecucin, el mtodo a percusin por cable ofrece menores rendimientos al avance que otros mtodos alternativos de perforacin, lo que redunda en plazos mayores de ejecucin.V. ENSAYOS DE BOMBEO

a. Ensayos para determinar los Parmetros Hidrogeolgicos Con carcter general, cuando el captulo de control del nivel piezomtrico en una obra tiene entidad suficiente, bien por su coste, por su compromiso con la seguridad o por tener un impacto potencial significativo en la ejecucin de un proyecto, queda justificado y debiera ser exigida la realizacin de ensayos de bombeo. Son mas caros que los ensayos puntuales tipo Lefranc slug test u otros de ascenso o descenso de nivel de pocos minutos, pero son mucho ms confiables para la determinacin de las propiedades hidrodinmicas del tramo ensayado. Adems en algunos casos pueden determinar la existencia de barreras, las caractersticas de las capas semiconfinantes o heterogeneidades del terreno. Las limitaciones de este trabajo impiden extendernos en este tema que consideramos tiene la mayor importancia. Estos ensayos deberan realizarse antes del diseo y preparacin de la oferta del sistema de bombeo, En caso contrario difcilmente pueden ser realizadas aproximaciones de los valores esperados.b. Cuando un ensayo de bombeo es aconsejable. Realizar un anlisis hidrogeolgico detallado en la fase de estudio de un proyecto puede advertir de la necesidad de inclusin de los costes del sistema de control piezomtrico, para evitar incurrir en riesgos para la seguridad de la obra y sobrecoses no esperados. Un ensayo de bombeo es aconsejable hacerlo cuando: - Se estimen que sern bombeadas grades cantidades de agua. Lo que en principio ocurrir cuando hayan sido detectadas potencias significativas de arenas o gravas limpias o cuando hallemos una fuente de recarga prxima. Igualmente se justifica si existen costosos cnones de vertido de agua, generalmente al alcantarillado pblico. - Las condiciones de un elevado caudal de bombeo sugieran riesgos de afeccin insostenible al propio acufero o cercanos, o existan potenciales riesgos de subsidencia debidos a los descensos. El Ensayo de Bombeo nos ayudar a estimar los radios de influencia de los bombeos que se hayan de realizar. - Existan dificultades geolgicas debidas a la intercalacin de potencias de suelo de muy diverso valor de conductividad hidrulica, como puede ser de gravas y arcillas, o arenas y roca, y estas potencias se vean afectadas por la construccin a ejecutar. - En reas, generalmente urbanas, donde existan construcciones que puedan ser afectadas por los descensos piezomtricos que puedan producirse o interfieren con el flujo de agua subterrnea. Cuando existan pozos explotados o abandonados o cuando coincidan ambos supuestos. Con piezmetros sellados a distintos niveles podemos reconocer gradientes verticales que pudieran producir condiciones artesianas, escapes o filtraciones de recarga entre dichos estratos. - En zonas comerciales e industriales en las que hayan podido existir fuentes contaminantes, reconociendo el alcance de la pluma y su migracin. - En zonas en las que las prospecciones de reconocimiento hayan encontrado un estrato permeable bajo el subsuelo de la mxima excavacin prevista, lo suficientemente cerca que requiera aliviar las presiones de condiciones artesianas. - Exista la necesidad de implantar un mtodo de recarga artificial, como medida correctora al impacto que pudiera generar la ejecucin del proyecto.c. Diseo de Pozo de Bombeo En la mayora de ocasiones, ser ejecutado un pozo de bombeo que deber albergar una electrobomba sumergible, si bien en algunos casos, pueden ser utilizados un conjunto de wellpoint, en funcin del suelo a ensayar. Un error comn en proyectos medioambiental es realizar ensayos de bombeo de muy baja capacidad por limitaciones econmicas. Si un acufero no es sometido a suficiente estrs, los datos de transmisividad podran ser sobreestimados. Los caudales de un ensayo de bombeo, suelen estar comprendidos entre 4 - 20.000 l/min. No obstante, el diseador del pozo deber asumir una horquilla mas estrecha de caudales, dado que el caudal determinar las caractersticas del pozo. Entre las caractersticas del pozo, cabe destacar: a) El caudal esperado, determinar el equipo de bombeo a utilizar y este a su vez, sus condiciones de trabajo, por tanto condicionar el dimetro nominal de tubera definitiva y sus caractersticas. b) El dimetro perforado del pozo deber ser el adecuado para permitir el alojamiento del empaquetamiento de gravas y sello. c) La profundidad del pozo, vendr condicionada por la funcin del mismo y por las condiciones exigidas de descenso de la obra. Se analizar si dicho pozo pretende provocar descenso de nivel fretico o en su caso, si pretende reducir el valor de piezometra de un posible acufero confinado subyacente, que pudiera provocar rotura o levantamiento de fondo. d) El filtro de arena o grava deber ser el de mayor granulometra posible, con el lmite que garantice el nulo arrastre continuo de finos. e) La tubera filtro, deber tener el ranurado apropiado para retener el granular de prefiltro y permitir la captacin de agua. f) Otros detalles a tener en cuenta son, la conveniencia de colocar tapa de fondo en la tubera definitiva, que evite procesos de sifonamiento, y centradores sobre la tubera definitiva que garantice su posicin concntrica con respecto a la perforacin.

6. CONCLUSIONES En cualquier proyecto de rebajamiento de nivel fretico debe realizarse un anlisis hidrogeolgico que en los casos ms sencillos debe incluir un esquema hidrogeolgico conceptual con una estimacin previa de las caractersticas del terreno y un anlisis del comportamiento hidrogeolgico durante la fase de construccin. Siempre que sea posible. Se deben realizar ensayos de bombeo cuidadosos, para mejorar el conocimiento de las propiedades hidrodinmicas del acufero y reducir las incertidumbres que se puedan producir durante la construccin se deben incorporar al proyecto en su fase de estudio un anlisis del control del agua subterrnea con lo que se evitaran sorpresas y costes adicionales imprevistos. El sistema de control deber ser flexible capaz de incorporar medidas correctoras a las posibles singularidades. En obras complejas y de gran extensin deben ser realizados modelos de flujo para analizar distintas alternativas de localizacin y bombeos en los pozos. El modelo puede utilizarse durante la fase de ejecucin para comprobar o modificar el modelo conceptual del acufero teniendo en cuenta los datos proporcionados por los piezmetros de control y la evolucin piezomtrica a lo largo del proceso de excavacin y bombeo. En su caso estos datos pueden proporcionar informacin para modificar los parmetros hidrodinmicos del acufero o el modelo conceptual. Modelo que se simulara y validara con las nuevas hiptesis para comprobar si reproduce adecuadamente el comportamiento detectado por la red de control.

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