Este documento describe diferentes tipos de sistemas de subdrenaje utilizados para estabilizar deslizamientos de tierra. Explica subdrenajes de estructuras de contención, cortinas impermeables, subdrenes de zanja, interceptores, horizontales y de pantalla. Los subdrenes de zanja son efectivos para deslizamientos poco profundos, mientras que los horizontales y de pantalla se usan para deslizamientos más profundos. El diseño de subdrenes requiere determinar la profundidad, espaciamiento, materiales

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO”
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL - EXTENSION MERIDA
TIPOS DE SUBDRENAJES
AUTOR:
CONTRERAS CARLOS A.
C.I. 13,803,905

2. Las técnicas de subdrenajes son uno de los métodos más efectivos para la
estabilización de los deslizamientos. El drenaje subterráneo tiene por objeto
disminuir las presiones de poros o impedir que éstas aumenten. A menor
presión de poros la resistencia del suelo es mayor. El diseño de los sistemas
de subdrenaje es complejo debido a que la mayoría de los taludes no son
homogéneos desde el punto de vista del drenaje subterráneo y es muy
difícil aplicar principios sencillos en el diseño de obras de subdrenaje. El
movimiento de las aguas en los taludes por lo general, es irregular y
complejo.
SUBDRENAJE DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN
Con excepción de las paredes para sótanos que se diseñan para resistir
las presiones del agua, es una práctica necesaria de ingeniería la
construcción de un subdrenaje adecuado detrás de los muros. El sistema de
drenaje debe diseñarse para el flujo esperado sin que se presente
taponamiento del sistema. Para prevenir el taponamiento, debe emplearse
un material de filtro de acuerdo con el tipo de suelo detrás del muro. El
sistema de drenaje consiste en colchones de drenaje, pantallas, subdrenes,
interceptores o incluso subdrenes horizontales de penetración
SUBDRENAJES

3. SUBDRENAJE DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN
Con excepción de las paredes para sótanos que se diseñan para resistir las presiones del
agua, es una práctica necesaria de ingeniería la construcción de un subdrenaje adecuado detrás
de los muros. El sistema de drenaje debe diseñarse para el flujo esperado sin que se presente
taponamiento del sistema. Para prevenir el taponamiento, debe emplearse un material de filtro
de acuerdo con el tipo de suelo detrás del muro. El sistema de drenaje consiste en colchones de
drenaje, pantallas, subdrenes, interceptores o incluso subdrenes horizontales de penetración
CORTINAS
IMPERMEABLES
Las cortinas impermeables profundas tienen por objeto impedir que el agua subterránea alcance
la zona de inestabilidad potencial.
Las barreras impermeables se han utilizado con frecuencia para impedir el paso de
contaminantes, y en los últimos años su uso se ha extendido a la estabilización de deslizamientos.
Construcción de Cortinas Impermeables: Para la construcción de las cortinas impermeables se
han empleado los siguientes sistemas:
SUBDRENAJES

4. Zanjas de Slurry: Consisten en zanjas excavadas que utilizan lechada de
Bentonita como soporte de las paredes.
Geomembranas: Las geomembranas son telas impermeables elaboradas
con geosintéticos.
Cortinas de inyecciones: Consisten en perforaciones verticales donde se
inyectan a presión, productos impermeabilizantes.
Mezclas de suelo. Consisten en excavaciones rellenas de suelo-cemento
u otra mezcla impermeabilizada.
Cortinas de Columnas de Suelo con Cemento: Estas pantallas consisten
en columnas perforadas, en las cuales se mezcla el suelo del sitio con
cemento para formar una pared enterrada impermeable. El proceso
incluye la perforación de un hueco inicial de aproximadamente 6
pulgadas de diámetro y la iniciación de un proceso de mezcla de suelo
con cemento que va de abajo hacia arriba. Existen varias técnicas para la
construcción de pantallas de mezcla de suelo con cemento, con
Bentonita y con otros aditivos. Los suelos ideales para mezclas
profundas son las gravas, las arenas y los limos, aunque también, se
pueden realizar mezclas con arcilla
SUBDRENAJES

5. SUBDRENES DE ZANJA
Los subdrenes de zanja son excavaciones realizadas
manualmente o con retroexcavadora (comúnmente rellenas
de material filtrante), con el objeto de captar y transportar el
agua subterránea y de esa forma, abatir el nivel freático.
ZANJAS ABIERTAS:
Consisten en zanjas profundas que actúan al mismo tiempo
como drenes superficiales y como sistemas de abatimiento
del nivel freático. Para que esto se produzca, las zanjas
deben profundizarse por debajo del nivel freático. Se
produce entonces un afloramiento de agua subterránea en
las paredes de la zanja. Las pendientes de los taludes deben
ser de baja pendiente para eliminar la posibilidad de erosión
por afloramiento del agua subterránea. Como complemento,
se pueden colocar filtros invertidos para controlar la erosión
lateral.
SUBDRENAJES

6. SUBDRENES CONTRAFUERTE
Los drenes contrafuerte son drenes colocados a lo largo de la línea de mayor pendiente o
en la dirección del deslizamiento, generalmente, excavados por debajo de la superficie de
la falla real o potencial.
SUBDRENES INTERCEPTORES:
Los drenes interceptores son drenes que se colocan en sentido trasversal al talud, por lo
general, en la parte superior de éste o en la corona o cabeza de un deslizamiento. El
objetivo de estos subdrenes es interceptar el agua subterránea antes de llegar al talud.
Idealmente, estos subdrenes deben penetrar por debajo de la superficie de falla para
lograr un mayor efecto, pero el riesgo de desestabilización debida a la zanja, es muy alto.
Los subdrenes interceptores se construyen en la parte superior de los deslizamientos,
precisamente donde las fuerzas actuantes son mayores y donde es mayor el riesgo de
desestabilización por la excavación de las zanjas; también se colocan para garantizar la
estabilidad de los terraplenes. En ocasiones, se les construyen columnas verticales de
piedra colocadas por debajo de los subdrenes de zanja, a fin de aliviar las presiones
artesianas
SUBDRENAJES

7. SUBDRENAJES
SUBDRENES “ESPINA DE PESCADO”
Consisten en una serie de drenes paralelos que conducen a un dren
central y de esta forma, con el sistema de drenaje, lograr un mayor
cubrimiento del área
GEODRENES O SUBDRENES SINTÉTICOS
Debido a la dificultad de obtener materiales naturales para los
subdrenes y con el desarrollo de las mallas sintéticas, se está haciendo
popular el uso de los subdrenes 100% sintéticos (Figuras 2.28 y 2.29).
Estos subdrenes consisten en tres elementos básicos:
GEOMALLA
La geomalla es una red sintética construida de forma que se generan
unos canales que facilitan el flujo del agua.

8. SUBDRENAJES
EFECTIVIDAD DE LOS SUBDRENES DE ZANJA:
Los subdrenes de zanja constituyen un sistema de tratamiento muy
bueno (a un costo moderado) para los deslizamientos poco profundos
y con niveles freáticos superficiales.
Los subdrenes de zanja son más efectivos en los deslizamientos poco
profundos (con profundidad menor a 3 mts), en los cuales los drenes
penetran completamente a través de la masa deslizada dentro del
material estable. En los deslizamientos profundos (más de 6 m de
espesor), generalmente los subdrenes de zanja no son efectivos y se
pueden requerir otros sistemas de subdrenaje, como son los drenes
horizontales o las galerías de drenaje.
Los subdrenes de zanja, generalmente, se consideran como obras
complementarias dentro del proceso de estabilización en los
deslizamientos profundos. No es necesario profundizar los subdrenes
de zanja, en todos los casos, por debajo de la superficie de falla y en
cambio, sí puede ser suficiente para la estabilización de un
deslizamiento, el abatimiento (en un determinado porcentaje) de los
niveles de agua subterránea.
.

9. SUBDRENAJES
MATERIALES PARA SUBDRENES DE ZANJA:
Entre los materiales que se utilizan para la construcción de subdrenes de zanja se encuentran los
siguientes:
• Geotextiles no tejidos y Geotextiles tejidos
• Geodrenes 100% sintéticos
• Materiales granulares • Tubería perforada
El tipo de material que se debe emplear para un subdrén específico, depende de la disponibilidad de
materiales en la región, la necesidad de captación, el comportamiento, el caudal del dren, la
vulnerabilidad del sistema de subdrenaje y los costos.
DISEÑO DE SUBDRENES DE ZANJA
El diseño de subdrenes de zanja tiene por objeto determinar los siguientes elementos:
• Profundidad y ancho de la zanja
• Espaciamiento entre zanjas
• Localización en planta de los subdrenes
• Material filtrante y especificaciones
• Caudales recolectados
• Sistemas de recolección y entrega

10. SUBDRENAJES
SELECCIÓN DE LOS MATERIALES PARA LOS SUBDRENES
Los subdrenes de zanja pueden ser construidos con los siguientes materiales
• Material de filtro y tubo colector
• Material grueso permeable sin tubo (subdrén francés)
• Geotextil como filtro, material grueso y tubo colector.
DRENES HORIZONTALES O DE PENETRACIÓN
Un dren horizontal o subdrén de penetración consiste en una tubería perforada colocada a
través de una masa de suelo mediante una perforación profunda subhorizontal o ligeramente
inclinada, con la cual se busca abatir el nivel freático hasta donde se incremente la estabilidad
del talud al valor deseado.
El diámetro de las perforaciones aproximadamente es de 3 a 4 pulgadas dentro de las cuales se
colocan tuberías perforadas. Generalmente, se recomiendan perforaciones con tricono unido a
la tubería de perforación NQ. Este hueco aproximadamente es de 4 ½ pulgadas. La principal
ventaja de los subdrenes horizontales es que son rápidos y simples de instalar y se puede
obtener un aumento importante del factor de seguridad del talud en muy poco tiempo.

11. SUBDRENAJES
TUBERÍA UTILIZADA PARA LOS SUBDRENES DE PENETRACIÓN
Los tubos utilizados pueden ser metálicos, de polietileno o PVC, generalmente con diámetros
de 2” ó 3”. Maddison y Jones (2000) recomiendan el uso de tubería de al menos 4 pulgadas,
para asegurar la eficiencia de los sistemas de subdrenaje a largo plazo.
LOS SUBDRENES DE PANTALLA
Interceptan el agua en los afloramientos y la conducen a un sistema de recolección. Los
materiales utilizados deben cumplir condiciones de filtración y al mismo tiempo, deben
garantizar la estabilidad general de las pantallas de drenaje. Las pantallas de drenaje constan de
tres elementos básicos:
FILTRO SOBRE LA SUPERFICIE DEL TALUD
Este filtro puede ser material granular o geotextil con material grueso, el cual se coloca
cubriendo toda el área de exfiltraciones. El filtro debe cumplir las especificaciones indicadas
para filtros en los subdrenes de zanja. El espesor de la capa del filtro generalmente es superior a
30 cms o puede emplearse un geotextil que cumpla especificaciones como filtro. Es muy
importante que se tenga un control estricto para garantizar que el material utilizado como
filtro, no tenga más del 3% de finos y de esta manera facilitar, el flujo del agua.

12. SUBDRENAJES
ESTRUCTURA DE CONTENCIÓN O RETENCIÓN
Esta estructura tiene por objeto mantener en su sitio, al filtro y ayudar a la contención de la
masa de suelo sobre la cual actúa el gradiente hidráulico, al aflorar el agua. La estructura de
contención puede ser un muro en gaviones, enrocado, muro criba, etc. Subdrén colector Este
subdrén se coloca en el pie del talud para recoger el agua captada por la pantalla y conducirla a
un sitio seguro.
OBJETIVOS DE LAS PANTALLAS DE DRENAJE
Las pantallas de drenaje pueden cumplir algunos de los siguientes objetivos:
• Evitar la formación de cárcavas de erosión en los sitios de afloramiento de agua
• Captar el agua aflorante y conducirla
• Servir de contrapeso para la estabilidad general de la masa del talud
• Conformar el talud mejorando sus condiciones de estabilidad y estética
• Actuar como estructura de contención propiamente dicha