Electiva V (subdrenajes)

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENCIÓN MÉRIDA/ VENEZUELA
TIPOS DE
SUBDRENAJE
Autor: Inés A Angulo V
CI: 20.434.228
Electiva v Drenajes
Ingeniería Civil
Abril 2018

2. SUBDRENAJE
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.
Elementos Para Tener en Cuenta en el Análisis de los Sistemas de Subdrenaje
- Falta de continuidad de los mantos o sectores permeables
- Cantidad de agua recolectada
- Poco efecto del subdrenaje en el factor de seguridad
- Asentamientos en las áreas circunvecinas como efecto del subdrenaje
- La rata de flujo para el diseño del sistema debe calcularse teniendo en cuenta la permeabilidad
del suelo o la roca que se va a drenar
- La rata de flujo para el diseño del sistema debe calcularse teniendo en cuenta la permeabilidad
del suelo o la roca que se va a drenar

3. TIPOS DE SUBDRENAJE
• CORTINAS IMPERMEABLES SUBTERRÁNEAS
• - EL OBJETIVO ES EVITAR EL PASO INTERNO DEL AGUA HACIA LAS ZONAS INESTABLES.
• SUBDRENAJES DE ZANJA
• - LOS SUBDRENAJES DE ZANJA TIENEN POR OBJETO ABATIR LOS NIVELES FREÁTICOS.
• SUBDRENAJES DE PENETRACIÓN
• - COLCHONES DE DRENAJE. SE COLOCAN DEBAJO DE LOS TERRAPLENES O LLAVES DE CORTANTE, PARA IMPEDIR EL
ASCENSO DE LOS NIVELES DE AGUA.
• DRENAJES VERTICALES DE ALIVIO
• - CONSISTEN EN PERFORACIONES VERTICALES DEL DRENAJE PARA DISIPAR LAS PRESIONES DE POROS.
• GALERÍAS DE DRENAJE
• - SON TÚNELES CON OBJETO DE DISIPAR LAS PRESIONES DE POROS Y DISMINUIR LOS NIVELES FREÁTICOS.
• DRENAJES DE PANTALLA
• - SON COLCHONES INCLINADOS DE DRENAJE PARA EVITAR QUE EN LOS AFLORAMIENTOS DE AGUA SUBTERRÁNEA SE
FORMEN CÁRCAVAS DE EROSIÓN.

4. METODOS DE SUBDRENAJE
- Cortinas impermeables subterráneas
El objetivo es evitar el paso interno del agua hacia las zonas inestables
- Subdrenajes de zanja
Los subdrenajes de zanja tienen por objeto abatir los niveles freáticos
- Subdrenajes de penetración
Colchones de drenaje. Se colocan debajo de los terraplenes o llaves de cortante, para
impedir el ascenso de los niveles de agua.
- Drenajes verticales de alivio.
Consisten en perforaciones verticales del drenaje para disipar las presiones de poros
- Galerías de drenaje
Son túneles con objeto de disipar las presiones de poros y disminuir los niveles freáticos
- Drenajes de pantalla
Son colchones inclinados de drenaje para evitar que en los afloramientos de agua
subterránea se formen cárcavas de erosión

5. CORTINAS IMPERMEABLES SUBTERRÁNEAS

6. CARACTERÍSTICAS
- 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.
- Las pantallas subterráneas pueden consistir en zanjas profundas rellenas de arcilla, asfalto
o concreto, tablestacados, cortinas de inyecciones o líneas de bombeo de agua que
emplean hileras de pozos verticales.
- En el diseño de las cortinas se deben considerar los efectos que tiene el cambio del
régimen de aguas subterráneas sobre las áreas adyacentes .
- Este sistema produce un aumento del nivel freático y el represamiento del agua
subterránea arriba de la pantalla y su utilización debe complementarse con la construcción
de subdrenajes para controlar los efectos negativos

7. SUBDRENAJES DE ZANJAS
Tipos:
- Subdrenajes Contrafuerte.
- Subdrenajes Interceptores.
- Subdrenajes “Espina de Pescado”.
Materiales Utilizados:
-Geotextiles no tejidos y Geotextiles tejidos
-Geodrenes 100% sintéticos
-Materiales granulares
-Tubería perforada

8. DISEÑO DE SUBDRENAJES EN ZANJAS
- Profundidad y ancho de la zanja
- Espaciamiento entre zanjas
- Localización en planta de los subdrenajes
- Material filtrante y especificaciones
- Caudales recolectados
- Sistemas de recolección y entrega

9. SUBDRENAJES DE PENETRACIÓN
Diseño de Subdrenajes de Penetración
- Hacer un estudio geotécnico para determinar las
características del régimen de aguas subterráneas.
- Construcción de piezómetros abiertos de control,
los cuales permiten medir el abatimiento del nivel del
agua.
- El dren se ubica por debajo de la zona fallada y que
esté ubicado dentro del acuífero, de forma que la
cabeza de agua sea suficiente.
- Es común encontrar drenes que no trabajan por
estar colocados debajo del fondo de un acuífero
suspendido.
- La profundidad máxima de abatimiento de nivel
freático con una etapa de subdrenajes horizontales,
aproximadamente es de 5 metros.
- No es común que se puedan lograr abatimientos
superiores.

10. CARACTERÍSTICAS DEL SUBDRENAJE DE
PENETRACIÓN
- Un drenaje horizontal o subdrenaje de penetración consiste en
una tubería perforada colocada a través de una masa de suelo
mediante una perforación profunda subhorizontal o ligeramente
inclinada.
- 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 subdrenajes 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. DRENES VERTICALES DE ALIVIO
- La principal función de los pozos verticales de drenaje
o de alivio de presiones, es la disminución de las
presiones de poros en mantos profundos que no pueden
alcanzarse utilizando drenes de zanja o drenes
horizontales.
- El pozo es perforado mediante un equipo estándar
para la construcción de pilas.
- Algunas veces, se pueden necesitar entibados para
prevenir el derrumbe de las paredes o la colocación de
una pared metálica o tubo vertical.
- Los subdrenajes verticales de gravedad son objeto de
limitaciones de tipo ambiental, debido a que pueden
transferir agua de un acuífero a otro pero en algunos
países, esta práctica no se permite.

12. CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE POZOS VERTICALES
- Los pozos verticales tienen generalmente un diámetro externo de 16 a 24 pulgadas,
con un tubo perforado de 4 a 8 pulgadas de diámetro en el interior de la perforación.
• En algunas ocasiones se hace uso de drenes hasta dos metros de diámetro (Collota, 1988).
- El espacio anular entre la perforación y el tubo se llena con material de filtro
• El espaciamiento entre los pozos es muy importante porque afecta su eficiencia y el
costo del sistema y depende de la estructura de las formaciones.
• Los espaciamientos más comunes varían de 3 a 15 metros.
- La profundidad de los pozos depende del espesor de la zona inestable y la estabilidad
requerida.
• Se conoce de drenes hasta de 50 metros de profundidad (Abramson 1996). Beer
(1992) reporta un caso en el cual se instalaron sistemas de drenaje Rodren a
profundidades de 52 metros con espaciamientos entre pozos de 15 metros.
- El sistema de pozos puede drenarse interconectándolos por drenes de penetración o
por medio de una galería de drenaje o empleando un sistema de sifón.
• También, se pueden drenar mediante el bombeo
- Si aparecen juntas verticales es posible que los pozos no intercepten las presiones de
agua, como sí ocurre cuando el drenaje natural de la formación es horizontal

13. GALERÍAS DE DRENAJES
Criterios para el Diseño
- La fijación de su ubicación requiere un estudio
geotécnico detallado.
- La sección del túnel se hace de un tamaño lo
suficientemente grande para facilitar su construcción.
- Una sección típica es de 1.5 m de ancho por 2.2 m
de altura (diámetro equivalente de 2 m), con
pendiente entre 1% y 3%.
Generalmente, se recomiendan diámetros
equivalentes de túnel de 1/20 de altura del talud.
- Si se requieren teóricamente diámetros muy
grandes, este efecto se puede suplir colocando pozos
verticales y drenes de penetración dentro de la
galería.

14. DRENAJES DE PANTALLA
Los subdrenajes 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.

15. Objetivos de la Pantalla de
drenaje
- 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.
Elementos Básicos
- Filtro sobre la superficie del talud.
- Estructura de contención o retención
.
- Subdrén colector