El flujo superficial y subterráneo del agua, así como los cambios en el nivel freático de un terreno, por causas naturales o artificiales, provocan consecuencias tanto en el terreno propio como en los colindantes. Un caso muy habitual ocurre cuando se realizan perforaciones bajo nivel freático para ejecutar anclajes o bien en inyecciones. En el caso de realizar excavaciones, los principales problemas geotécnicos asociados al agua que pueden aparecer son la subsidencia, la erosión superficial, la erosión interna o tubificación, la inestabilidad de taludes, la inestabilidad del fondo o sifonamiento y el levantamiento del fondo.
Principales riesgos geotécnicos asociados al agua
Los problemas del agua como factor desestabilizante se pueden resolver si se mantiene el agua lejos de las zonas donde puede causar daño o bien se controla el agua que entra mediante drenajes. A continuación se detallan los fenómenos críticos:
- Subsidencia: En el caso de un descenso del nivel freático, el postulado de Terzaghi nos indica que el aumento de las tensiones efectivas provocará asientos. Análogamente, un aumento en el freático puede provocar asientos en un suelo arcilloso si éste disminuye su consistencia, o bien en arenas al reducir su capacidad portante.
- Deslizamiento de taludes: El flujo de agua en el talud de una excavación provoca su inestabilidad, especialmente por el aumento de cargas que supone y por la disminución de la resistencia a corte.
- Erosión interna o tubificación (piping): El flujo arrastra las partículas por las líneas de corriente por el interior de la masa del terreno formándose un hueco tubular.
- Inestabilidad del fondo o sifonamiento: Cuando existe un flujo ascendente, un terreno granular no consolidado puede perder completamente su resistencia a corte y comportarse como un fluido.
- Levantamiento de fondo o taponazo (uplift): El fondo de la excavación se puede volver inestable cuando el peso del terreno no es capaz de equilibrar al empuje del agua.
Resumen de impactos geotécnicos
La siguiente tabla sintetiza los efectos del agua en las excavaciones y las causas principales de su inestabilidad:
| Fenómeno | Causa principal |
|---|---|
| Subsidencia | Variación del nivel piezométrico (bombeo o barreras) |
| Deslizamiento | Aumento de cargas por saturación y pérdida de resistencia |
| Tubificación | Gradiente hidráulico elevado en suelos heterogéneos |
| Sifonamiento | Flujo ascendente en suelos granulares no consolidados |
Gestión del agua y control en obra
Un buen conocimiento del suelo, de las condiciones del agua del terreno y de las leyes del flujo hidráulico permite adoptar sistemas de control del agua que garanticen una construcción económica y segura. Cuando el agua aflora en los taludes de una excavación provoca cárcavas por arrastre del terreno que comprometen su estabilidad y por otra parte debilita las bermas construidas en taludes altos. La solución consiste en proteger la coronación y las bermas de los taludes con cunetas impermeables o drenes que reciban el agua y la conduzcan a puntos de recogida y bombeo, especialmente cuando el talud va a ser permanente.
Además de los riesgos anteriores, no se debería olvidar que existen otros posibles riesgos difíciles de prever que pueden aparecer durante la ejecución de una excavación. Dentro de este capítulo se podrían citar incidencias derivadas de surgencias de una excavación ya drenada, filtraciones laterales en muros pantalla o tablestacas. En estos casos debe analizarse de inmediato las posibles consecuencias del fallo y aplicar, en su caso, las medidas correctoras oportunas. Aquí cobra especial importancia la experiencia adquirida en casos anteriores con el fin de garantizar la estabilidad de la propia obra y de las propiedades colindantes.
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