Abatimiento del nivel freatico

Control de filtraciones en excavaciones bajo el nivel freático. Enrique Tamez González.
Con frecuencia, es necesario excavar a profundidades mayores que el nivel freático para construir una cimentación; cuando esto sucede, el agua freática fluye hacia la zona excavada, y obliga al constructor, por lo menos, a conducirla por zanjas colectoras hasta cárcamos de bombeo para extraerla e impedir lainundación del área de trabajo.
El gasto de agua que se tiene que bombear para mantener el nivel freático abatido depende de la forma y dimensiones de la excavación y de la permeabilidad de los suelos involucrados. Este procedimiento, conocido como bombeo de achique, abate el nivel freático en el interior del área excavada, generando flujo del agua freática a través de los taludes y del fondo.Cuando se excava en suelos cohesivos, de baja permeabilidad; como arcillas (CL o CH), limos arcillosos (MH) o arenas y gravas arcillosas (GC o SC), el gasto de bombeo es, relativamente, pequeño y fácil de manejar. En cambio cuando se excava con este procedimiento en suelos no COHESIVOS, de mediana o alta permeabilidad, tales como limos no plásticos (ML), arenas limosas (SM), y arenas (SW o SP), elgasto de bombeo crecerá función de la permeabilidad y puede llegar a hacerse prácticamente inmanejable y peligroso para la estabilidad de la excavación.
Fuerzas de filtración…
En todo tipo de suelo, el flujo del agua hacia el interior de la excavación produce fuerzas de filtración que tienden a provocar fallas por deslizamiento de los taludes y el levantamiento del fondo de la excavación. Elcontrol de fuerzas desfavorables a la estabilidad es entonces el objetivo principal de la instalación de un adecuado sistema de abatimiento del nivel freático-durante la construcción de la cimentación. En los suelos no cohesivos, de permeabilidad media a alta, en los que la resistencia al corte depende solamente de la presión intergranular, los efectos desfavorables de las fuerzas de filtración en laestabilidad de los taludes y del fondo se manifiestan de inmediato, y se agravan a medida que se profundiza la excavación.
La pérdida de resistencia al corte inducida por las fuerzas de filtración ascendentes reduce el empuje pasivo que actúa en el empotramiento “la pata” de las tablestacas; dando como resultado la falla de éstas por pateo.
Finalmente, si el gradiente ascendente en el fondo esmayor que la unidad, se pierde totalmente la presión intergranular y las partículas del suelo no cohesivo quedan en suspensión en el agua ascendente produciéndose el fenómeno llamado ebullición.
Procedimientos de control de filtraciones…
El abatimiento del nivel freático, mediante instalaciones convenientes de bombeo, extrae el agua del suelo antes de que llegue al interior de la excavación;éstos son los llamados métodos de drenaje. Procedimientos que impiden la entrada del agua al sitio de la excavación, interceptándola mediante pantallas impermeables que rodean al sitio de la construcción.
Métodos de drenaje…
Pozos-punta: este sistema es aplicable a los suelos de permeabilidad intermedia, en que el coeficiente de permeabilidad varía de 10~2 a 1O4 cm/seg. La punta de succión estáformada por una fina malla metálica o de
plástico, en cuyo interior se aloja un tubo perforado; esta última
tiene unos 0.60 m de longitud y en su extremo inferior está provista por una válvula de pie. El extremo superior de los pozos punta se conecta a una tubería de 8” a 10 “, la cual a su vez se conecta al extremo de succión de una bomba centrifuga de impulsor abierto, conectada también a unatubería de succión creando un vació por lo que la válvula de pie se cierra en el extremo inferior dejando pasar solamente el agua a través del cedazo.
Este, sistema de pozos-punta sólo puede abatir el nivel freático hasta unos 6m de profundidad, que es la máxima altura de succión posible por la presión atmosférica.

Pozos profundos: como una alternativa a la instalación de puntas escalonadas,...