Drenaje Superficial

DRENAJE SUPERFICIAL

DRENAJE LONGITUDINAL

DRENAJE PLUVIAL CUNETAS LONGITUDINALES

• Las cunetas son zanjas que se hacen a ambos lados del camino con el propósito de recibir y conducir el agua pluvial de la mitad del camino (o de todo el camino en las curvas), el agua que escurre por los cortes y a veces la que escurre de pequeñas áreas adyacentes. Cuando las cunetas pasan del corte al terraplén, se prolongan a lo largo del pie del terraplén dejando una berma convencional entre dicho pie y el borde de la cuneta para evitar que se remoje el terraplén lo cual es causa de asentamientos.

DRENAJE PLUVIAL EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS

• Acondicionamiento de la cuneta en tierra • Elaboración del concreto • Cunetas fundidas en el lugar • Construcción de la cuneta • Remoción de las formaletas • Curado • Cunetas de piezas prefabricadas • Juntas • Limpieza final • Limitaciones en la ejecución • Manejo ambiental

DRENAJE PLUVIAL DRENAJE SUPERFICIAL

• obras de captación y defensa tales como: • Cunetas

– Contra-cunetas – Bombeo – Lavaderos, etc.

• Y segundo a las obras llamadas obras de cruce como: – Alcantarillas – Vados – Puentes-vados, etc.

DRENAJE TRANSVERSAL

• La presencia de una carretera interrumpe la red de drenaje natural del terreno (vaguada, cauces, arroyos, ríos). El objeto principal del drenaje transversal es restituir la continuidad de esa red, permitiendo su paso bajo la carretera en condiciones tales que se cumplan los criterios funcionales.

• También se aprovechan las obras de drenaje transversal para desaguar el drenaje de la plataforma y sus márgenes. Si estuvieran muy alejadas entre sí, podrá ser necesario disponer obras de drenaje transversal exclusivamente para ese desagüe, siempre que se le pueda dar salida.

TIPOS

Pequeñas obras de drenaje transversal • Con independencia de la sinuosidad del cauce natural, una pequeña obra

de drenaje transversal suele cruzar la carretera con una planta recta en la zona de explanación, normal o desviada respecto de su eje. La implantación mejor es la coincidente con el cauce natural. Si ello resultase en una longitud excesiva del conducto, podrá modificarse el cauce, pero esto ha de hacerse sin cambios bruscos de alineación, porque de lo contrario:

• Las conexiones con la obra de desagüe podrán resultar desfavorables. • Una curvatura fuerte tiende a erosionar y sedimentar los márgenes

exterior e interior, respectivamente, del recodo (esto desaconseja situar la entrada en el interior del mismo, especialmente en conductos múltiples).

• Un cambio brusco de dirección a la salida puede producir desbordamientos e inundación de las zonas colindantes.

• Aumenta la probabilidad de aterramientos en el interior del conducto. • Puede erosionarse el pie de la explanación de la carretera.

CAÑOS

• Tubos de sección circular construidos para desaguar pequeños volúmenes de agua.

TAJEAS

• Aquellas obras que sin ser caños, tienen luces no exceden de un metro.

• Alcantarilla de pequeñas dimensiones generalmente construida en piedra, destinada al paso de agua de uso agrícola.

ALCANTARILLAS

• Son ductos que permiten el paso del agua de un lado a otro de la vía.

• Se requiere de un cuidadoso proceso para seleccionar el tipo de alcantarilla teniendo en cuenta muchos factores. Pueden tener forma circular, rectangular o elíptica.

• Pueden ser prefabricadas o construidas in situ, esto a criterio del encargado; por lo general las construidas in situ tienen forma cuadrada o rectangular, mientras que las prefabricadas son circulares o elípticas.

Alcantarilla de cajón o marco

Alcantarilla de bóveda

Alcantarilla de 2 ojos

Alcantarilla de 3 ojos

BADENES • El badén es un tipo de obra de drenaje que se adecúa a las

características geométricas del cauce y tiene por objeto facilitar el tránsito estable tanto de personas como de vehículos. El badén debe tener una longitud aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera que la geometría natural del cauce no se vea alterada. Se acepta como solución el uso de badenes, porque es una propuesta económica esto tomando criterios como son el caudal de paso.

Obras de drenaje mayor PUENTES: • Es una estructura destinada para salvar obtaculos naturales o

artificiales para unir caminos.

• La estructura de un puente está formada por: – Infraestructura

– Subestructura

– Superestructura

VADOS: • Tramo de un camino que cruza el lecho de un río, utilizando

un fondo allanado, firme y poco profundo.

• La construcción de vados es económica y accesible a los cambios rurales por el aprovechamiento de los recursos del lugar, ya que pueden ser construidos de mampostería, concreto simple, ciclópeo etc.

PUENTE-VADO • Es una estructura en forma de puente con características de

vado, que permite el paso de agua a través de claros inferiores en niveles ordinarios, y por parte superior cuando se presentan avenidas con aguas máximas extraordinarias.

• La altura de la obra debe permitir que cuando se presenten avenidas de aguas máximas extraordinarias, los arboles u objetos arrastrados no causen daño a la estructura.

DRENAJE PROFUNDO

El drenaje subterráneo tiene como principal misión controlar y limitar la humedad de la explanada, así como de las diversas capas que integran el firme de una carretera, debe cumplir: • Interceptar y desviar corrientes subterráneas antes de que lleguen ala

lecho de carretera • En caso de que el nivel freático sea alto, debe mantenerlo a una

distancia considerable del firme. • Sanear las capas de firme evacuando el agua que pudiera infiltrarse en

ellas.

INFILTRACION

La infiltración puede producirse principalmente de los siguientes modos:

• Infiltración vertical, en la que predomina la componente vertical del flujo de agua.

• Infiltración horizontal, en la que predomina la componente horizontal del flujo de agua.

INFILTRACION VERTICAL

• No obstante, en caso de que en carreteras en servicio con pavimento bituminoso existieran juntas abiertas, desnivelaciones del perfil longitudinal o transversal, fisuras, grietas, u otro tipo de discontinuidades en la superficie pavimentada, éstas se llenarían de agua, produciéndose en general, la infiltración del agua retenida.

• En caso de arcenes no pavimentados y siempre de acuerdo con lo establecido en la norma, el proyecto determinará su comportamiento frente a la infiltración, definirá las características de los materiales a emplear y la adopción, en su caso, de medidas adecuadas para tratar de proteger la zona bajo calzada de eventuales aportes de agua provenientes del arcén.

• En carreteras de calzadas separadas, las zonas de mediana sin revestir pueden constituir la vía de infiltración más importante a las capas del firme y la explanada.

INFILTRACION HORIZONTAL

• En determinadas circunstancias, tras episodios de lluvia, se pueden producir migraciones laterales de agua infiltrada verticalmente, desde márgenes no revestidas hacia zonas de la carretera pavimentadas o revestidas. Ello puede suponer un aumento de humedad bajo el pavimento, perjudicial para su comportamiento estructural.

Ubicación de los drenes para la evacuación de las aguas infiltradas

• En pie de desmonte: Los drenes situados al pie de los desmontes podrán consistir en zanjas drenantes ubicadas generalmente bajo la cuneta de pie, o en el lugar que disponga el proyecto en cada caso.

• En mediana: En carreteras de calzadas separadas, los drenes bajo mediana, cuando existan, se podrán colocar en una zanja drenante generalmente bajo la cuneta, o en el lugar que disponga el proyecto en cada caso.


– En márgenes: Para tratar de evitar la infiltración horizontal, se podrán disponer en las proximidades de la calzada, zanjas o pantallas drenantes.

– Para captación de flujos longitudinales :Para captar estos flujos, cuando la pendiente longitudinal de la carretera sea igual o superior al tres por ciento (3%), y el desmonte de aguas arriba presente una longitud superior a ciento cincuenta metros (150 m), se proyectarán zanjas drenantes transversales a la misma en las transiciones desmonte-relleno.


Para pavimentos de hormigón: – Utilización de zahorra artificial drenante como capa de

firme bajo arcén – Empleo de tubos ranurados, longitudinales al trazado,

emplazados bajo arcén, embebidos en material drenante en su caso, con desagüe en los puntos bajos y al menos cada cincuenta metros (50 m) según el eje de la carretera.

PROXIMIDAD DEL NIVEL FREÁTICO Cuando el nivel freático se encuentre próximo a la explanada, podría alcanzarla por ascenso capilar. Respecto a las distancias mínimas a respetar entre la cota de la explanada y el nivel más alto previsible de la capa freática, en función del tipo de materiales que constituyen el terreno de apoyo, se estará a lo especificado al respecto en la norma. Para asegurar estas distancias mínimas, desde el punto de vista del drenaje subterráneo de las obras, en general es preferible la elevación de la rasante al rebajamiento del nivel freático.

ELEMENTOS DE DRENAJE SUBTERRÁNEO

ZANJAS DRENANTES

• Son zanjas rellenas de material drenante y aisladas de las aguas superficiales, en el fondo de las cuales generalmente se dispone tubería drenante.

• Las zanjas drenantes se proyectarán para proteger las capas de firme y la explanada de la infiltración horizontal, para evacuar parte del agua que pudiera haber penetrado por infiltración vertical, así como para rebajar niveles freáticos y drenar localmente taludes de desmonte o cimientos de rellenos.


PANTALLAS DRENANTES

• Las pantallas drenantes, o pantallas drenantes de borde, son zanjas bastante más profundas que anchas —su anchura no suele superar los veinticinco centímetros (25 cm), que se disponen normalmente en el borde de capas de firme o explanada, en cuyo interior se dispone un filtro geotextil, un alma drenante y generalmente, un dispositivo colector en la parte inferior.


FILTROS Y MATERIALES DRENANTES

• Los filtros utilizados más frecuentemente son los rellenos localizados de material drenante y los geotextiles. – Rellenos localizados de material drenante

– Geotextiles: el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del proyecto determinará las características que deben cumplir los geotextiles, prestando especial atención a las propiedades relacionadas con los fenómenos de punzonamiento y colmatación.


TUBERÍA DRENANTE

• La tubería drenante es una tubería perforada, ranurada, etc., que normalmente estará rodeada de un relleno de material drenante o un geotextil, y que colocada convenientemente permite la captación de aguas freáticas o de infiltración.

COLECTORES

• Los colectores son tuberías enterradas conectadas a arquetas o pozos de registro, de los que recogen las aguas provenientes de los elementos de drenaje.


ARQUETAS Y POZOS DE REGISTRO

• El fondo de la arqueta o pozo de registro estará constituido por una solera que garantice su impermeabilidad. Cuando las posibles filtraciones desde los pozos o arquetas puedan afectar a materiales susceptibles al agua (suelos tolerables con un contenido de yesos, según NLT 115, mayor del dos por ciento (2%), suelos marginales o inadecuados, o rocas que no pueden considerarse estables frente al agua), la condición de impermeabilidad deberá extenderse a paredes y juntas.


LÁMINAS IMPERMEABLES

– Para aislar de las aguas ciertas zonas de los rellenos o terrenos naturales, podrán emplearse en general, láminas sintéticas impermeables.


MANTOS DRENANTES

• Son capas drenantes formadas por bloques, bolos, material granular o elementos drenantes prefabricados (generalmente geocompuestos), que se disponen entre un relleno y el terreno natural sobre el que éste se cimenta.

• Deben recoger y conducir al sistema general de drenaje de las obras, surgencias de agua procedentes del terreno natural y aportes provenientes del propio relleno en su caso. Asimismo tienen por función la interrupción de los procesos de ascensión capilar, al estar constituidos por materiales con huecos de mayor tamaño que los que permiten dicha elevación.


DRENES EN ESPINA DE PEZ

• Para la captación de un conjunto localizado de manantiales o surgencias, los mantos drenantes pueden sustituirse por una red, generalmente arborescente o con forma de espina de pez, constituida por zanjas drenantes que confluyen a una principal que funciona como emisario y que, normalmente, alojará tubería drenante y colector en su interior.


TACONES DRENANTES

• En rellenos cuyos espaldones pudieran plantear problemas de estabilidad, puede adosarse al pie un tacón generalmente de escollera, con el doble propósito de actuar como elemento resistente —proporcionándole contención lateral—, y de constituir un elemento de drenaje para recoger el agua procedente del terreno de cimentación, del manto drenante si existiera, e incluso del propio relleno en su caso.


DRENES DE INTERCEPTACIÓN

• Son zanjas drenantes provistas por lo general de tubería drenante en su parte inferior, que tienen por objeto la captación de aguas subterráneas, o el rebajamiento del nivel freático, y que se disponen transversalmente al flujo a captar.


CONTRAFUERTES DRENANTES

• Los contrafuertes drenantes son un sistema mixto de drenaje y refuerzo de aplicación en taludes de desmonte o espaldones de rellenos, que consta de zanjas drenantes orientadas según líneas de máxima pendiente de los mismos, que además actúan como contrafuertes.

CONSTRUCCIÓN

• Especificará las condiciones de acopio y almacenamiento en su caso, de los materiales y productos para la ejecución de los trabajos de drenaje subterráneo.

• El Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares indicará expresamente la necesidad de la comprobación topográfica de los fondos de las zanjas antes de proceder a su relleno. En caso de emplearse zanjadoras, estas deberán contar con sistemas de control de nivelación que garanticen este aspecto.

• El proyecto especificará que la colocación de conductos se efectúe del desagüe hacia aguas arriba, además prescribirá que las zanjas no deben permanecer abiertas más tiempo del estrictamente necesario y que se deben impermeabilizar superficialmente, en su caso, tan pronto como sea posible.

• Deberá reflejarse en planos la disposición de los sistemas de drenaje subterráneo realmente construidos, con la precisión necesaria para permitir los trabajos de limpieza, mantenimiento y conservación

Construcción de drenajes en carreteras

• El replanteo del drenaje superficial se hará con la precisión de cotas y pendientes necesaria para que funcione según lo previsto.

• Se cuidará especialmente de que la relación del drenaje superficial con el profundo y el de firme

• Los cauces abandonados sobre los que se vayan a construir terraplenes deberán sanearse.

• Durante la construcción se extremará la limpieza en los tajos del drenaje superficial, evitando la contaminación de sus puntos de contacto con la explanación. Se evitará igualmente dejar restos de hormigón, mortero, áridos, tierras, etc., próximos al drenaje recién construido.

• Se preverán los pasos provisionales necesarios para canalizar por ellos todos los vehículos pesados, evitando que dañen las obras de drenaje superficial.

Elementos enterrados

• La apertura de zanjas y colocación de conductos avanzará siempre del desagüe hacia aguas arriba. Se evitará tener abiertas las zanjas más tiempo del estrictamente necesario y se evitará la caída en la zanja de tierra o piedras, acopiando los productos extraídos suficientemente lejos de aquélla.

• Los conductos prefabricados podrán ir rodeados de materiales granulares o de hormigón. En el primer caso se dispondrán directamente sobre una cama de apoyo de arena o gravilla y en el segundo se colocarán sobre apoyos que dejen un mínimo de cinco centímetros entre ellos y la cama.

• Se evitarán los desplazamientos laterales del conducto al efectuar el relleno y al compactarlo, operaciones que deberán llevarse a cabo simultáneamente por ambos lados, disponiendo si fuera preciso una rigidización o apeo temporal. Los conductos de acero corrugado requerirán una compactación cuidadosa y simétrica de sus espaldones, así como evitar que se aplasten durante la construcción.

• Hasta que los elementos enterrados no hayan de evacuar agua se taponarán sus entradas mediante sacos o bolsas de plástico. Asimismo se colocarán las tapas definitivas de registros y arquetas apenas se termine su ejecución.

• La comprobación de los elementos enterrados del drenaje superficial se hará tramo por tramo tan pronto como vayan quedando concluidos.

Elementos superficiales

• La construcción de elementos superficiales se realizará siempre del desagüe hacia aguas arriba, evitando especialmente la formación de encharcamientos en puntos intermedios.

• Durante la construcción de cunetas revestidas se tomarán las medidas oportunas para impedir erosiones antes de colocar el revestimiento.

• Se procurará construir los pasos salvacunetas previstos inmediatamente después de la construcción de la correspondiente cuneta.

Drenaje de la obra durante su construccion

• Deberá tenerse en cuenta la necesidad de asegurar un drenaje superficial

provisional de las explanaciones y firmes durante su construcción. • Para este fin podrán ejecutarse riegos de sellado con ligantes

hidrocarbonados u otros productos y en algunos casos disponer otras protecciones (geomembranas). La superficie de las explanaciones en construcción no protegidas se deberá dejar con una pendiente transversal mínima del 6 por 100, evitando además la formación de charcos en sus irregularidades.

• Se acometerá la construcción de las cunetas de guarda previstas en el Proyecto antes de iniciar los desmontes y apenas se terminen los terraplenes.

• Se evitará la erosión de los taludes, dando salida provisional al agua en los mismos puntos en que se construirán las bajantes definitivas.

• Si el drenaje provisional tuviera la entidad suficiente para considerarlo independiente del definitivo, deberá proyectarse y presupuestarse en el Proyecto.

Drenaje Superficial

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