Excavación Bajo Nivel Freático - Well Point

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Se describen aquí las operaciones previas a las excavaciones, necesarias para Mantener el Perfil de la Capa Freática por Debajo de las Excavaciones a ejecutar.

El rebajamiento del nivel freático se realiza cuando se considera que no conviene retirar el agua de las zonas ya excavadas por bombeo abierto, en su lugar, se hace descender el nivel freático general antes de iniciar los trabajos de excavación.

Para aplicar esta técnica se requiere del conocimiento del suelo, de sus características hidrológicas, de la profundidad y tamaño de la zona que se agotará, de los métodos posibles de excavación y contención; se tendrá en cuenta el destino y condiciones de funcionamiento de la obra, caracterísitcas de las estructuras circundantes aledañas a la obra y el plazo de ejecución de la misma.

Rebajamiento del Nivel Freático

El rebajamiento del nivel freático es la técnica mediante la cual se elimina el agua en una zona más o menos profunda del terreno por medio de la extracción continua de agua intersticial para que el perfil de la lámina freática se mantenga por debajo de la excavación a ejecutar.

Métodos de Rebajamiento del Nivel Freático

A continuación indicamos los métodos de rebajamiento de nivel freático más usuales:

• Wellpoint

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.

Para mayores alturas se lo utiliza instalando redes escalonadas en niveles diferentes.

• 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.

Tareas Previas

Estudio del Terreno

En el caso en que los informes y ensayos del Proyecto no sean lo suficientemente detallados para tomar las acciones correctas, debe efectuarse un estudio geotécnico, geológico e hidrológico con los datos concretos necesarios para llevar a cabo el rebajamiento.

Estudio de Ejecución de Rebajamiento

Este estudio del rebaje del nivel freático considera los siguientes puntos:

• Características geotécnicas y naturaleza del terreno.
• Características hidrogeológicas de la o las capas freáticas afectadas.
• Superficie y profundidad de la zona que requiere ser secada.
• Métodos de excavación y de contención de suelos previstos para el caso.
• Destino y condiciones de la obra a construir, en especial hacer hincapié si durante las obras se requerirá de mantenimiento del rebaje ( en forma parcial o todo) después de concluida dicha obra.
• Seguridad estructural de las edificaciones preexistentes aledañas a la obra.
• Seguridad de personal en obra.

El estudio definirá como mínimo los puntos siguientes:

• Hipótesis de partida y de cálculo.
• Definir tipo de rebajamiento.
• Indicar posición y características de elementos previstos tales como pozos profundos o wellpoints.
• Indicar procedimientos para instalación.
• Suministro de energía eléctrica.
• Situación de la red completa.
• Medidas de seguridad para operarios intervinientes.
• Programa de control del rebajamiento y especialmente de la prueba del sistema instalado previo al rebaje total que sirva para comprobar su capacidad.

Replanteo

Se comienza definiendo en el terreno la geometría del Proyecto.

Luego se comprueban los datos obtenidos del terreno a fin de trasladar a la realidad el trazado y cotas de los planos de proyecto.

El replanteo definitivo se efectúa estaquillando el eje y los perfiles cada 10 m, indicando en cada perfil el ancho del mismo, inclinación de los taludes y la cota a excavar.

Después de haber replanteado el recinto a excavar, se debe realizar el desvío de todos los servicios afectados, en el caso en que los hubiere.

Proceso de Rebaje

Después del replanteo, se comienzan con las tareas de rebaje por el método Wellpoint, en este caso.

Mientras se realizan los trabajos de rebajamiento, deben mantenerse las buenas condiciones de funcionamiento del sistema, prestando atención a los puntos siguientes:

• Debe procurarse que no aparezcan fugas en la red de evacuación ya que podrían producir deterioros en el suelo o en la obra misma y encarecería los costos.
• Cuidar que la red eléctrica se encuentre con las protecciones necesarias y atendiendo a la seguridad de operarios y personas ajenas a la obra también.
• El equipo de bombeo debe estar en buenas condiciones de funcionamiento.
• Se confeccionará un parte diario donde consten incidencias, niveles freáticos mantenidos, consumos de energía eléctrica y volumen de agua extraído estimado.
• Parte semanal como resumen del parte diario indicando los puntos oportunos a considerar.
• El director de obra debe estar informado de todas las incidencias del rebajamiento que pudieran acarrear consecuencias, tales como movimientos de taludes, arrastre anormal de sólidos, variaciones marcadas en los caudales o niveles freáticos.

Cuando se ha comenzado con el agotamiento con bombas, puede iniciarse la excavación.

Por lo general, la forma usual para cargar el material, si el ancho del terreno lo permite, se sitúa la retroexcavadora en un borde, a la cota del terreno sin excavar, retrocediendo a medida que avanza el frente.

Generalmente, los camiones que deben cargar se sitúan al costado del pozo o zanja, a la cota de terreno natural.

A medida que se avanza en la excavación, se van determinando las características de las tierras obtenidas para decidir su uso posterior, si será como relleno, o para transportarse a vertedero o para destino a otro lugar.

Criterios de Medición

Se mide por Volumen, en m³, a partir de las secciones teóricas previstas y considerando excesos no autorizados, cuando los hubiere.

Control de Calidad

Durante la ejecución de excavaciones bajo nivel freático por Wellpoint se controlan las siguientes operaciones:

• Estudio del terreno.
• Ejecución del rebajamiento.
• Comprobar los servicios afectados.
• Comprobar los Trabajos de Replanteo
• Ejecución del rebaje por método Wellpoint:

1. Perforación de los pozos
2. Ejecución de desagote por medio de bombas

• Excavación del recinto
• Características del producto extraído y su acopio.
• Comprobar la cota final de fondo de la excavación con aprobación de la dirección de obra.

Medios Necesarios

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:

1. Bomba para inyección
2. Grúas para ejecución de perforaciones Well Point
3. Grupo depresor Bomba Vacío
4. Bombas sumergibles

Otros Medios

• Palas
• Cintas métricas
• Estacas
• Puntas coladoras
• Señalización y balizas
• Aparatos topográficos.

Normativa y Bibliografía

PG-03/01 Art. 320 Excavación y Explanación. OC 326/2000. Geotecnia vial referente a materiales de construcción de explanaciones y drenajes.

PG-3/01 Art. 321 Excavación en Zanjas y Pozos. OC 326/2000. Geotecnia vial refente a materiales de cosntrucción de explanaciones y drenajes.

Artículos Relacionados

• Estudio Geotécnico
• Movimiento de Tierras
• Trabajos de Replanteo
• Nivel Freático
• Elementos de Contención

Enlaces Externos

• Entibación de Zanjas publicado por ATHA Asociación Española de Fabricantes de Tubos de Hormigón Armado