DRENES LONGITUDINALES DE

ZANJA EN AEROPUERTOS Y VÍAS

FÉRREAS GEOTECNIA APLICADA A LAS VÍAS TERRESTRES

DRENES LONGITUDINALES DE ZANJA

• En laderas inclinadas o en terrenos ondulados y montañosos es como que el agua subterránea fluya según la inclinación de la superficie, guardando el nivel freático una configuración similar a la del terreno.

• Cuando en tales caso haya de hacerse un corte se producirá el flujo hacia la excavación que tendrá a saturar los taludes y la cama del corte.

• El flujo puede ser interceptado por un dren longitudinal de zanja.

• El efecto del subdren de zanja es en este caso interceptar y eliminar el flujo hacia la cama del corte y, en menor escala, disminuir la zona eventualmente saturada en el talud.

• La mayor parte de los drenes longitudinales de zanja tienen

Utilización común de los drenes longitudinales de zanja.

• Aquí mas que interceptar un flujo, la misión del dren es abatir el nivel freático, protegiendo al pavimento.

• Esta es una necesidad muy frecuente en terrenos planos, con nivel freático próximo a la superficie, de manera que la función ilustrada serán típica de aeropistas.

• El subdren consiste en una zanja de profundidad adecuada, provista de un tubo perforado en su fondo y rellena de material filtrante; el agua colectada por el tubo se desaloja por gravedad a algún bajo o cañada en que su descarga es inofensiva.

Subdrenes laterales de zanja en aeropistas

• Se combina el efecto de una subbase permeable drenanate con un sistema de subdrenes longitudinales de zanja y con un apropiado dispositivo de drenaje transversal a base de trincheras y canales.

• Se utiliza un subdren interceptor aguas arriba de la pista, substituyendo al subdrenaje en la propia pista.

Subdrenes laterales de zanja en aeropistas

• Dispositivo que incluye drenes interceptores como protección general y todo un sistema de drenaje pluvial a ambos lados de la estructura.

SUBDRENES INTERCEPTORES

TRANSVERSALES.

• Son dispositivos de drenaje análogos en principio a los subdrenes de zanja y lo único que los distingue es la dirección en que se desarrollan, que ahora es normal al eje de la vía terrestre.

• El efecto del dren interceptor puede incrementarse mucho en caso como el de la fig. anterior si en una cierta longitud se coloca una capa permeable drenante a ambos lados del mismo.

• También la conveniencia de colocar subdrenes interceptores en combinación con los longitudinales, cuando estos estén muy separados o haya que abatirse el nivel freático en grandes áreas.

DRENES DE PENETRACIÓN

TRANSVERSAL

• Los drenes de penetración transversal denominados por la practica americana como drenes horizontales son instalaciones de subdrenaje que responden específicamente a la necesidad de abatir del interior de los taludes de corte las presiones generadas por el agua, que sean susceptibles de provocar falla del corte.

• Se construye :

▫ Efectuando primeramente una perforación de 7.5 a 10 cm de diámetro,

▫ Dentro de la perforación se coloca el tubo perforado de 5 cm de diámetro generalmente

▫ El tubo se coloca con una inclinación hacia la vía comprendida entre, 5% y 20%; 10% es una pendiente muy común.

• Consisten sencillamente en tubos perforados en toda su periferia que penetran en el terreno natural en dirección transversal al eje de la vía, para captar las aguas internas a abatir sus presiones neutrales.

SUBDRENAJE EN AEROPISTAS

• Las obras básicas de su drenaje serán capas permeables, subdrenes longitudinales de zanja y subdrenes interceptores.

• Esta orientado fundamentalmente a la protección de pavimentos, capa subrasante e inclusive, de los niveles superiores de las terracerías.

• El agua por drenar proviene de:

▫ Filtraciones directas por lluvia,

▫ Flujos a través de la masa de suelo,

▫ Flujos ascendentes por capilaridad y,

▫ La condensación de la humedad ambiente.

• Los aeropuertos se construyen lógicamente en terrenos planos o muy moderadamente ondulado, que tienen grandes áreas expuestas a la infiltración de agua y se cuenta generalmente con poca pendiente para su eliminación, desde este punto de vista pueden ser zonas criticas para el subdrenaje.

• Siempre que se vaya a construir una aeropista deberá hacerse una exploración para determinar la presencia origen y causa de las aguas subterráneas;

• Una de las manifestaciones mas frecuentes es un nivel freático alto en toda el área de la estructura por construir o en parte de ella.

• El estudio permitirá dilucidar si el agua del subsuelo se encuentra en: a) Confinada en estratos permeables sobre los estratos

impermeables. b) En zonas bajas de un estrato permeable con

ondulaciones. c) Confinada en un estrato permeable subyacente a otros

impermeables. d) En zonas de inundación de una lago, rio o mar.

c y d

Requerirán generalmente subdrenes de zanja para proteger

el pavimento e interceptores para eliminar el flujo de agua.

a y b

Pueden resolverse generalmente usando subdrenaje. Podrá de ser tipo Zanjas de material filtrante

con tubo perforado.

Posibles perfiles de suelos. 1. Suelo uniforme permeable:

En este caso no se requiere ningún subdrenaje, ya que estos suelos son autodrenantes;

2. Suelo uniforme impermeable Tampoco estos suelos suelen requerir subdrenaje interceptor, pues por su impermeabilidad no es fácil que se presenten flujos subterráneos de importancia. El subdrenaje para proteger los pavimentos puede ser necesario cuando el nivel freático se encuentre muy superficial

3. Estrato de suelo permeable suprayacente a otro impermeable

En este caso, las aguas que se filtran a través del estrato superior quedan detenidas en la frontera con el estrato impermeable y fluyen siguiendo la pendiente natural de esta. Serán necesario subdrenes de zanja que lleguen hasta dicha frontera, a no ser que esa sea muy profunda, en cuyo caso las zanjas podrán profundizarse únicamente lo necesario para que el flujo que se filtre mas abajo ya no resulte perjudicial.

4. Estrato impermeable sobre un estrato permeable Este caso puede asimilarse al 2) y generalmente no requiere subdrenaje interceptor; el subdrenaje de protección de los pavimentos solo será necesario si el nivel freático alcanza al estrato impermeable, llegando hasta alturas próximas al pavimento.

5. Estratos erráticamente dispuestos, con alternaciones de capas permeables e impermeables. Este caso generalmente requiere subdrenaje.

• Según el U. S. Corp of Engineers se requiere subdrenaje en la base subbase de los pavimentos en todos los casos en que la subrasante quede expuesta a la acción de las heladas, donde el nivel freático pueda llegar al nivel superior de la capa subrasante o donde la superficie de rodamiento pueda inundarse, especialmente si la subrasante es poco permeable.

• Se requiere subdrenaje en la subrasantete en las zonas en que el nivel freático puede ascender hasta 30 cm.

SUBDRENAJE EN VÍAS FÉRREAS • La vía férrea propiamente dicha, sobre la que circula el ferrocarril,

transmite sus cargas a través de los durmientes a una capa de piedra triturada, denominada balasto

• En la practica usual de construcción, el balasto se apoya directamente sobre las terracerías.

• A veces en la parte superior de dichas terracerías se dispone una capa subrasante, con un espesor no menor de 30 cm, formada por materiales de buena calidad debidamente compactados;

• La practica mexicana va utilizando cada vez mas en las vías férreas otra capa diferenciada , a la que se ha denominado subbalasto, de calidad similar a la subbase de una carretera y de funciones también parecidas.

• Muy especialmente el subbalasto será conveniente cuando la capa subrasante o la parte superior de las terracerías, están constituidas por materiales finos.

• Los problemas de subdrenaje, en lo que se refiere a la protección de la superficie de rodamiento de la vía férrea afectan entonces, al subbasalto, a la subrasante y al cuerpo de las terracerías.

• el subdrenaje de una vía férrea no tiene por que ser diferente al de un camino.

• Las capas drenantes o los drenes longitudinales de zanja y los drenes interceptores juegan ahora un papel análogo al caso de las carreteras.

El balasto no suele presentar ningún problema de subdrenaje.

Por su potencial capilar nulo,

No esta expuesto a invasión de agua que ascienda en flujo

vertical y,

Por ser muy elevada su permeabilidad.

Vía construida por los procedimiento de

costumbre. La sección no tiene una capa subrasante ni una

capa de subbalasto.

Al cobo del tiempo, la sección de balasto

llegara a ser similar a la dibujada.

Vía sujeta a un diseño mas racional.

El subdren interceptor formo parte del proyecto,

protegiendo así desde el principio la corona

de la terracería

• Se producen usualmente cortes y terraplenes mas importantes, por lo que los problemas de subdrenaje se recrudecen.

• En lo que se refiere al subdrenaje para estabilización de laderas naturales y taludes, que al igual que en carreteras es el otro objetivo del subdrenaje en vías férreas, los problemas de ambas estructuras son los mismos y así son las soluciones.