Excavar una base no siempre es tan fácil como construir una base de losa simple. Cuando los cimientos se vuelven complejos, excavarlos también se vuelve crítico.
La influencia del nivel freático debe tenerse en cuenta al planificar y construir los cimientos.
Los parámetros geotécnicos utilizados para el proyecto están influenciados por la presencia de agua subterránea. Por lo tanto, durante la planificación se debe prestar especial atención al impacto de los niveles freáticos.
Hay casos especiales en los que no podemos bajar el nivel freático ya que esto podría afectar las estructuras circundantes. La profundidad del sótano puede variar, especialmente cuando se construye un sótano. 3m – 6m .
Esta profundidad puede ser incluso mayor que estos valores. A medida que el nivel del agua continúe bajando, el nivel del agua en el área circundante también caerá gradualmente.
La Figura 01 muestra la reducción del nivel del agua.
A medida que desciende el nivel freático, la presión del agua de riego disminuye.
Si hay edificios cercanos que no están sobre postes y en el suelo, pueden asentarse. En primer lugar, aparecen grietas en las paredes de ladrillo y, dependiendo de la causa del asentamiento en la cimentación, posteriormente pueden producirse fallos en los elementos estructurales.
Por lo tanto, se tiene cuidado de que el nivel freático no baje, especialmente en sótanos profundos. Se utilizan diferentes técnicas para soportar la excavación y sellar la entrada de agua en el área de excavación.
Algunos de ellos son los siguientes.
- pilotes cruzados
- Construcciones de muros pantalla
- Muros de tablestacas con sistemas de soporte lateral
Cimentación de pilotes secantes: el método de excavación más popular para cimentaciones
En primer lugar, te recomendamos leer artículos como este Tipo de base. Allí encontrarás más información sobre los tipos de base.
Un pilote secante es un muro de contención construido para mantener la tierra en su lugar durante excavaciones profundas.
Los esquejes secantes consisten en esquejes masculinos y femeninos o se denominan esquejes primarios y secundarios.
El pilote secundario consta de una jaula de refuerzo y el pilote primario se fabrica sin jaula de refuerzo.
Primero se lanzan las pilas primarias y luego se crea la pila secundaria entre las pilas primarias para superponerlas, como se muestra en la Figura 02.
Por lo general, estos pilotes se clavan en la roca para proporcionar un efecto de balanceo que evite que se vuelque y evite que el agua ingrese a las áreas excavadas.
Cuando se utiliza como muro de contención, el diseño del refuerzo debe tener en cuenta todas las cargas, como la presión del suelo, la presión del agua, la sobrecarga, etc.
Si resulta costoso utilizar pilotes de gran diámetro para soportar pilotes como voladizos libres, en excavaciones más profundas se proporcionan arriostramientos laterales, como se muestra en la Figura 03.
Muros pantalla: excavación para cimientos
Un muro pantalla es un muro de hormigón construido excavando una zanja profunda.
Puede construirse como un muro de hormigón in situ o como un muro prefabricado. Si hay falta de espacio, se construyen muros pantalla, ya que no requieren mucho espacio. Actualmente, los trabajos de excavación para los cimientos se realizan a menudo con este método.
Además, en algunas construcciones estos muros se utilizan como parte de la estructura permanente.
Actualmente existen máquinas que cuentan con paredes pantalla de hasta 50 metros de profundidad.
Sin embargo, dependiendo de los requisitos del proyecto y del nivel subyacente, puede ocurrir la terminación.
El muro suele estar anclado a la roca para amortiguar los momentos de vuelco.
Excavación de tablestacas para cimentación.
El método más comúnmente utilizado para asegurar excavaciones es el sistema de tablestacas, ya que es simple y económico en comparación con otros métodos. Con este método, los trabajos de excavación de cimientos se pueden realizar fácilmente.
Sin embargo, cuando se protegen pozos de excavación profundos, este método se vuelve más complejo para la obra, ya que se requieren más soportes laterales.
Los muros de tablestacas deben apoyarse a intervalos regulares para equilibrar la carga. Por lo tanto, es necesario instalar cada vez más soportes. En algún momento esto se convertirá en un obstáculo para las obras.
Existen métodos para evitar el refuerzo lateral interno si hay suficiente espacio alrededor del pozo de excavación. Para evitar obstrucciones se pueden utilizar sistemas de anclaje como se muestra en la Figura 04.
Influencia de los niveles freáticos en cimentaciones poco profundas.
La disponibilidad de agua subterránea por encima del nivel de los cimientos o de la base siempre plantea un problema para el equipo de construcción.
Los efectos del nivel freático deben considerarse cuidadosamente sin violar las suposiciones o consideraciones realizadas durante el diseño.
Se deberá tener en cuenta la influencia del nivel freático hasta que se realicen trabajos por encima del nivel freático.
Los sistemas de drenaje generalmente se instalan para evitar que el agua penetre más allá del nivel de excavación.
El número de desagües y pozos se calcula en función de la altura del agua y teniendo en cuenta la permeabilidad del suelo.
Los drenajes están conectados entre sí para dirigir eficientemente el agua a los pozos. El agua se bombeará continuamente hasta que se complete la construcción o según lo requiera la planificación.
Si el bombeo se detiene después de la construcción de parte de las paredes y el fondo de un tanque, puede aumentar debido al aumento del nivel del agua subterránea. Por lo tanto, la finalización del trabajo de bombeo debe realizarse de acuerdo con las instrucciones de diseño.
Además, el bombeo debe realizarse siempre sin objeciones.
Especialmente al instalar la membrana impermeabilizante, detener o impedir el bombeo aumenta la presión del agua sobre la membrana impermeabilizante, lo que puede provocar la expansión y falla de la membrana.
La recarga de aguas subterráneas es un factor importante que debe tenerse en cuenta, incluso si la profundidad de excavación es de sólo unos 3 m si hay estructuras cercanas.
Para reducir la caída del nivel freático, se recomienda reponer el nivel freático a través de pozos alrededor de la excavación. Esto reducirá el impacto en otras estructuras debido al asentamiento resultante de la reducción de la presión del agua de riego.
Vale la pena leer el artículo de Wikipedia de la Fundación (Ingeniería) para comenzar con los diseños.
