ES2254076T3 - Construccion en foso para el paso subterraneo de una via de circulacion. - Google Patents
Construccion en foso para el paso subterraneo de una via de circulacion.Info
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Abstract
Construcción en foso, asentada en el terreno, con una solera del foso, y con paredes laterales ataludadas, en especial para el paso subterráneo de una vía de comunicación, y que está situada al menos parcialmente, por debajo del nivel freático, caracterizada por una capa de impermeabilización que cubre la superficie de la zanja de la obra, excavada en forma de foso, una capa (22) de balasto de material sólido, dispuesta en la zona de la solera del foso (6), como cimentación por encima de la capa (14) de impermeabilización, ¿ una capa (23) de balasto dispuesta como terraplenado por encima de la capa (22) sólida de balasto, como base para la construcción (12) de una calzada, ¿ conteniendo tanto la capa (22) sólida de balasto, como también la capa (23) de balasto configurada como terraplenado, escoria de horno eléctrico, o bien componiéndose total o parcialmente de escoria de horno eléctrico.
Description
Construcción en foso para el paso subterráneo de
una vía de circulación.
La invención se refiere a una construcción en
foso, asentada en el terreno, con una solera del foso, y con
paredes laterales ataludadas, en especial para el paso subterráneo
de una vía de comunicación, y que está situada al menos
parcialmente, por debajo del nivel freático.
Las vías de comunicación, en especial carreteras
y caminos que cruzan otras vías de comunicación, frecuentemente
tienen que descender al subsuelo, para evitar una elevación de la
carretera o de la línea de ferrocarril a atravesar. En territorios
con alto nivel freático, partes de la vía de comunicación a
soterrar, están situadas por lo regular, por debajo del nivel
freático. Para impedir una inundación de la vía de comunicación
soterrada, esta tiene que conducirse en una construcción en foso
hermetizada respecto a la capa freática; aquella se compone por lo
regular de una construcción de hormigón armado.
La edificación de semejantes llamados fosos para
aguas subterráneas, requiere mucho tiempo y es costosa, puesto que
han de aplicarse formas constructivas especiales de hormigón,
impermeables al agua, que con frecuencia hacen necesarias junto a
una mezcla especial de hormigón, armaduras adicionales de acero. La
realización de una impermeabilización que se apoye por fuera en las
superficies del hormigón, exige una notable inversión de trabajo,
como también la obturación de las hendiduras entre las secciones
individuales de la obra, por ejemplo, con cintas cubrejuntas. La
multitud de estas fases de trabajo, encubre el peligro de defectos y
costes posteriores adicionales, para la eliminación del agua
infiltrada a pesar de todo, mediante una instalación de bombeo.
En general, para poder edificar un foso semejante
para aguas subterráneas, tiene que prepararse primeramente un cerco
al menos aproximadamente estanco al agua de la zanja de la obra.
Esto puede hacerse mediante tablestacados de acero, o mediante
consolidaciones del suelo por cementación.
Los tablestacados se unen a capas del suelo
impermeables, que llevan el agua subterránea, para obtener una
zanja impermeabilizada de la obra. Dentro de semejante foso
provisional para aguas subterráneas, puede excavarse entonces el
suelo para la obra definitiva. El agua de infiltración acumulada
durante la duración de la obra, se extrae bombeando. Una
consolidación del suelo por cementación, se aplica principalmente
cuando no afloran capas impermeables ningunas del suelo hasta
mayores profundidades. Con la consolidación del suelo puede
obturarse también hacia abajo, un subsuelo permeable al agua, para
obtener la necesaria zanja seca de la obra.
Sólo los costes a emplear para esto, así como los
costes para rebajar el nivel freático, exigen una parte notable de
los costes constructivos para un foso semejante para aguas
subterráneas. Aquí, en caso de duración más prolongada de la obra
debido a la rebaja del nivel freático, pueden aparecer también daños
ecológicos, o daños por ejemplo, por asentamientos en edificios
contiguos.
Finalmente, la construcción en foso de forma de
artesa tiene que asegurarse suficientemente por sí misma, contra
empuje ascensional. Esto sucede mayormente mediante partes de la
solera, que sobresalen de las paredes laterales, sobre las cuales
el posterior relleno del suelo actúa como balasto. En casos
extremos, el foso para aguas subterráneas tiene que asegurarse
también contra empuje ascensional, mediante anclaje.
Una construcción genérica se indica en el
documento NL-A-9 301 279.
Ante este telón de fondo, la misión de la
invención se basa en señalar una posibilidad más sencilla y
económica para la erección de un foso para aguas subterráneas, en
el paso subterráneo de una vía de comunicación.
Según la invención se resuelve esta misión,
mediante las notas características de la reivindicación 1.
Perfeccionamientos ventajosos se deducen de las
reivindicaciones secundarias.
La ventaja esencial de la invención se ve en que
para la edificación de un foso para aguas subterráneas, para casos
normales de aplicación, puede trabajarse ampliamente con las
técnicas de trabajo del movimiento de tierras, y con la técnica
experimentada en la construcción de vertederos, de la
impermeabilización combinada. Tales impermeabilizaciones pueden
prepararse en muy breve tiempo, lo que reduce claramente los costes
para el aseguramiento de la zanja de la obra, y para el
achicamiento del agua. Además, la impermeabilización puede probarse
en cuanto a estanquidad, antes de la instalación de otras
capas.
Otra ventaja esencial de la invención resulta de
que para el aseguramiento contra empuje ascensional, dentro del
foso para aguas subterráneas, o sea, dentro del recinto encerrado
por la impermeabilización, pueden estar dispuestas capas de
balasto, y que estas se componen de escorias de horno eléctrico, sea
en forma de material sólido, sea en forma de terraplenados. Las
escorias de horno eléctrico poseen una densidad de instalación un
50% más alta que materiales minerales, con lo que se pueden reducir
considerablemente las cantidades necesarias de excavación. Un
terraplenado semejante para el aseguramiento contra el empuje
ascensional, puede realizarse no sólo en la zona de la solera de la
obra; más bien puede recurrirse también en los taludes, a
terraplenados de escorias de horno eléctrico, incorporadas en los
taludes para el aseguramiento contra el empuje ascensional.
A continuación se explica en detalle la invención
de la mano del dibujo. Se muestra
Figura 1 Un corte transversal de una
vía de comunicación a soterrar en la zona de un cruce con otra vía
de comunicación.
Figura 2 Un corte transversal de un
foso para aguas subterráneas según la invención.
Figura 3 Un fragmento de la figura 2 a
mayor escala.
Figura 4 Una vez más un fragmento de la
figura 3, así como
Figura 5 y 6 Otros ejemplos de aplicación de
la invención.
La figura 1 muestra en una representación de
conjunto como corte transversal de una vía de comunicación a
soterrar en un foso para aguas subterráneas, las notas
características esenciales para el desarrollo de la construcción y
para el diseño del foso.
En la resolución constructiva representada se
supone que una vía 2 superior de comunicación que discurre
aproximadamente por la superficie 1 del terreno, tiene que pasar
por encima de una vía 4 inferior de comunicación que discurre en
una trinchera 3. Puesto que el nivel 5 freático discurre
relativamente alto, la vía 4 inferior de comunicación, por ejemplo,
una carretera, tiene que discurrir en un foso 6 para aguas
subterráneas, impermeabilizado respecto al agua subterránea.
Para la edificación del foso para aguas
subterráneas, primeramente tiene que rebajarse el nivel freático.
En caso de fosos para aguas subterráneas que sólo se sumergen
aproximadamente 1 a 2 m en el agua subterránea, puede prescindirse
frecuentemente de un encerramiento completo de la zanja de la obra,
por ejemplo, mediante un tablestacado 7. El nivel 5 freático puede
rebajarse más bien mediante pozos 8 de bombeo dispuestos al lado de
la resolución constructiva. Pueden efectuarse en forma conocida en
sí misma, impermeabilizaciones superficiales para el subsuelo
mediante consolidaciones 9 del suelo. La afluencia lateral de agua
subterránea puede impedirse, en vista del corto tiempo de
construcción de la resolución según la invención, en lugar de
mediante costosos tablestacados, mediante congelación del suelo,
formándose cuerpos 11 congelados mediante tubos 10 inyectores
hundidos en el suelo.
Si el foso para aguas subterráneas a edificar,
hubiera de obstaculizar la corriente de agua subterránea, entonces
pueden excavarse por debajo del mismo, zanjas que discurran
transversales que se revisten, por ejemplo, con un filtro
geotextil, y se rellenan con solera con muchos huecos, como grava o
guijarros cribados. Mediante tales lechos de grava el agua
subterránea puede cruzar por debajo de la construcción en foso, que
bloquea o estrecha la sección transversal de desagüe.
Luego puede edificarse el foso para aguas
subterráneas en la zanja ahora seca de la obra. Para ello, en la
zona de la trinchera 3 por debajo de la futura calzada 12, se excava
primeramente el espacio para la construcción de la infraestructura
según las especificaciones sobre afirmados de carreteras.
Adicionalmente se excava la capa del terreno necesaria para el
aseguramiento contra empuje ascensional del ulterior foso para aguas
subterráneas, finalmente se nivela y compacta la superficie 13 del
desmonte, de forma de artesa, generada de este modo.
Sobre la superficie 13 del desmonte se tiende
luego la capa 14 de impermeabilización para el foso para aguas
subterráneas a edificar. La capa 14 de impermeabilización, en el
ejemplo de realización representado (figuras 3, 4), se compone de
un lecho 15 impermeable de arcilla, -inferior- geotextil, con un
relleno de bentonita, como primera capa mineral de
impermeabilización, y como capa inferior de protección para un lecho
16 impermeable de plástico, tendido sobre ella, por ejemplo, de
polietileno o de olefinas termoplásticas.
El lecho 16 impermeable de plástico se inserta
horizontalmente en el talud unos 30 cm por encima del nivel 5
freático máximo, y allí se sujeta (17) (figura 2). En la zona de la
construcción del puente, en especial del estribo 19 que soporta la
superestructura 18, se une el lecho 16 impermeable de plástico a las
obras de arte, como por ejemplo, al estribo 19 del puente,
penetraciones o pozos, mediante formas constructivas conocidas por
la técnica de construcción de vertederos.
Alternativamente puede utilizarse también como
capa de impermeabilización, una llamada impermeabilización doble
verificable según el documento DE 196 25 245 A1. En este caso se
extiende sobre la superficie 13 del desmonte, una estera de tela no
tejida de polipropileno, de preferencia de 500 g/m^{2} de peso
específico, como capa protectora inferior para la
impermeabilización. La impermeabilización propiamente dicha se
compone pues de dos lechos impermeables de plástico de 1,5 a 3,0 mm
de espesor, de polietileno o de olefinas termoplásticas, que están
soldados uno con otro en forma de almohadón. Entre estos lechos
impermeables de plástico está insertada una vez más, una estera de
tela no tejida, que está rellena con una sustancia que se hincha
fuertemente al entrar agua como consecuencia de desperfectos. Este
agente hinchante obtura automáticamente los puntos dañados. Los
almohadones de impermeabilización doble, pueden comprobarse en
cuanto a estanquidad, después del tendido y soldado entre los
almohadones individuales, mediante un vacío. Este vacío de ensayo
puede mantenerse íntegramente durante toda la duración de la
obra.
Para la protección contra deterioros, sobre el
lecho 16 impermeable de plástico se tiende primeramente una capa
protectora de un material 20 protector no tejido, preferentemente de
polipropileno con una masa superficial de 1.200 g/m^{2}. Sobre la
solera del foso 6 se incorpora adicionalmente y se aplana
cuidadosamente, una capa 21 de arena de unos 10 cm de espesor
(figura 3, 4).
Para la reducción de las cantidades de excavación
necesarias para la edificación del foso 6 para aguas subterráneas,
se utiliza como balasto, escoria procedente de plantas de acero
eléctrico, la llamada escoria de horno eléctrico con un peso
específico absoluto mayor de 30 kN/m^{3}. La escoria de horno
eléctrico contiene aproximadamente del 30 al 35% de hierro, por
tanto, es muy pesada, incluso dura, y es bien apropiada tanto como
árido para hormigón cargado, como también como infraestructura para
carreteras, o para la preparación de gravilla para la construcción
de carreteras. Como consecuencia de esta composición, este material
tiene una densidad de instalación aproximadamente un 50% mayor que
un material mineral comparable. Gracias a la utilización de este
material puede ahorrarse así excavación en la misma escala.
Según la invención este terraplenado se compone
en la zona de la solera del foso 6 para aguas subterráneas, de una
capa 22 de cimentación de material sólido, en especial de hormigón
con escoria de horno eléctrico como único aditivo, así como de
capas vertidas de balasto, de escoria de horno eléctrico, y desde
luego al menos una capa 23 en la zona de la solera, y capas 24
inclinadas en la zona de los taludes (figura 2).
Para facilitar la edificación y para acortar la
duración de la obra, la capa 22 de cimentación puede estructurarse
a partir de placas 22a prefabricadas. Las placas 22a están
configuradas en los bordes según el tipo de un encaje escalonado,
de manera que fuerzas ascensionales, en especial en excavaciones
para trabajos de reparación, sean absorbidas uniformemente por la
capa 22 de cimentación. Con ello pueden evitarse desventajosas
elongaciones excesivas del lecho 16 impermeable de plástico. Como
lo muestra la figura 4, en la zona de las curvas de la capa 14 de
impermeabilización, las placas 22a tienen dimensiones menores, para
así poderse adaptar mejor a la curva. Las placas 22a y 22b también
pueden estar coladas directamente a partir de escoria de horno
eléctrico.
Sobre la cimentación 22 que en la zona de la
solera se compone de las placas 22a y 22b individuales, se vierte
luego, se distribuye y se compacta, una capa 23 de escoria
escalonada de horno eléctrico, que produce un terraplenado con
pocos espacios huecos. En esta capa 23 se incorporan también los
pozos 25 y tuberías 26 necesarias para la evacuación del agua de
lluvia que caiga en el foso 6 para aguas subterráneas.
Fuera de las superficies 12 de la calzada se
edifican a los dos lados a partir de la altura de la rasante 27,
muros 28 de contención, de sillares de hormigón, y/o taludes
escarpados armados geotextiles, con material de relleno de escoria
24 de horno eléctrico. En la zona de los taludes, la superficie de
la capa 20 protectora está realizada por conveniencia de manera que
entre el lecho 16 impermeable de plástico y el material 20 protector
no tejido, exista el menor coeficiente posible de rozamiento. Con
ello puede aplicarse la mayor parte posible del peso del
terraplenado 24 en la zona del talud, como balasto sobre la capa 22
de cimentación
Los muros 28 de contención y/o los taludes
escarpados, absorben las fuerzas horizontales de la presión
hidráulica y de las componentes horizontales del terraplenado 24 en
los taludes.
Sobre la rasante 27 montada con perfil
enderezado, del terraplenado 23 de escoria de horno eléctrico, se
instala en la zona de la carretera o del camino, la construcción
normal de la calzada o del camino peatonal (figura 3). Esta se
compone en la zona de la calzada 12, de la infraestructura 29
corriente, por ejemplo, de una capa protectora contra las heladas,
y del firme 30 de la calzada, en la zona del borde, del drenaje 31
de la calzada, y de un firme 33 del camino peatonal, separado por
piedras 32 de bordillo, y que se une al muro 28 de contención que
descansa sobre una cimentación.
Para evitar procesos de lixivación de metales
pesados procedentes de la escoria de horno eléctrico, en la zona no
cubierta por los refuerzos de la calzada, se protegen las
superficies abiertas de los taludes de los terraplenados 24, contra
el agua de lluvia que se infiltra, con una capa 34 de
impermeabilización, por conveniencia de lechos geotextiles
impermeables de arcilla, las llamadas esteras de bentonita, a
continuación se recubre con humus y se ajardina.
En los puntos más bajos de las zanjas 36 de
drenaje, a preparar a los dos lados, se disponen sumideros 25 para
el agua superficial, y se conectan al drenaje de la calzada. El agua
acumulada se lleva a un pozo 37 colector (figura 2), y de allí se
bombea mediante una bomba 38 y una tubería 39 de presión, a zanjas o
dispositivos de infiltración por encima del nivel 5 freático. La
configuración del foso para aguas subterráneas con taludes
laterales por encima de la impermeabilización de la solera, tiene
aquí la ventaja de que el pozo 37 colector y la instalación 38 de
bombeo, pueden disponerse en el interior del foso, de manera que no
tengan que romperse las impermeabilizaciones para esta instalación
de bombeo y para las tuberías.
En caso de subsuelo no suficientemente sólido,
para la cimentación del puente 18 para la vía 2 superior de
comunicación, pueden edificarse hasta el subsuelo 40 firme, pilotes
41 vaciados in situ, o pilares 42, producidos mediante
compactación del suelo, por ejemplo, por el procedimiento de
chorreado. Sobre estos se edifican los estribos 19 en forma
constructiva convencional. Mediante esta clase de realización,
también puede prescindirse de una reducción del nivel freático,
para la forma constructiva con hormigón que requiere mucho
tiempo.
La superestructura 18 para la vía 2 superior de
comunicación, puede edificarse entonces en forma constructiva
convencional.
En las figuras 5 y 6 todavía están representadas
otras dos formas de realización de la invención, en las que la vía
soterrada de comunicación, está configurada cerrada.
Como muestra la figura 5, en un foso 6 para aguas
subterráneas, configurado y edificado según la invención, puede
erigirse también un tipo de obra 45 en túnel, formado por una
cubierta 46 del túnel, dos paredes 47 laterales y vigas 48 de
cimentación que sobresalen lateralmente en su pie. En el túnel
tubular puede discurrir una vía 12 de comunicación. No obstante,
esta solución necesita un subsuelo firme que no tienda a asentarse,
para no sobrecargar la capa 14 de impermeabilización
La figura 6 muestra todavía como alternativa un
pasaje 50 de las llamadas placas de acero ondulado También este
pasaje 50 está situado en un foso 6 para aguas subterráneas
configurado según la invención, que está construido y edificado
como se ha descrito. Por encima del pasaje 50 está terraplenado el
terreno 49, que de nuevo puede estar cubierto por una capa 51 de
impermeabilización, para reducir las precipitaciones que acaso
penetren en el foso para aguas subterráneas. Sobre esta capa 51 de
impermeabilización puede esparcirse humus 52.
Por lo demás, estas dos representaciones
corresponden a la realización arriba descrita del foso 6 para aguas
subterráneas, con una capa 14 de impermeabilización, sobre la que
está dispuesta una capa 22 de cimentación, que por su parte
comprende un terraplenado 23, y terraplenados 24 unidos
lateralmente, cada uno de ellos de escoria de horno eléctrico.
Claims (14)
1. Construcción en foso, asentada en el terreno,
con una solera del foso, y con paredes laterales ataludadas, en
especial para el paso subterráneo de una vía de comunicación, y que
está situada al menos parcialmente, por debajo del nivel
freático,
caracterizada por
- -
- una capa de impermeabilización que cubre la superficie de la zanja de la obra, excavada en forma de foso,
- -
- una capa (22) de balasto de material sólido, dispuesta en la zona de la solera del foso (6), como cimentación por encima de la capa (14) de impermeabilización,
- -
- una capa (23) de balasto dispuesta como terraplenado por encima de la capa (22) sólida de balasto, como base para la construcción (12) de una calzada,
- -
- conteniendo tanto la capa (22) sólida de balasto, como también la capa (23) de balasto configurada como terraplenado, escoria de horno eléctrico, o bien componiéndose total o parcialmente de escoria de horno eléctrico.
2. Construcción en foso según la reivindicación
1, caracterizada por capas (24) de balasto configuradas
asimismo como terraplenados, que discurren a lo largo de las
paredes laterales ataludadas, que contienen escoria de horno
eléctrico, o bien se componen total o parcialmente de escoria de
horno eléctrico.
3. Construcción en foso según la reivindicación 1
ó 2, caracterizada porque la capa (14) de impermeabilización
comprende al menos un lecho (15) inferior impermeable de arcilla, y
al menos un lecho (16) superior impermeable de plástico.
4. Construcción en foso según la reivindicación
3, caracterizada porque por encima del lecho (16) impermeable
de plástico, está dispuesta una capa (20) protectora, por ejemplo,
un material no tejido, preferentemente de polipropileno.
5. Construcción en foso según alguna de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la capa (22)
sólida de balasto, se compone de un recubrimiento de elementos
(22a, 22b) de forma de placas.
6. Construcción en foso según la reivindicación
5, caracterizada porque los elementos (22a, 22b) de forma de
placas, están configurados en los bordes con encaje escalonado.
7. Construcción en foso según la reivindicación 5
ó 6, caracterizada porque los elementos (22a, 22b) de forma
de placas, se componen de componentes acabados de construcción, de
hormigón, con áridos de escoria de horno eléctrico.
8. Construcción en foso según la reivindicación 5
ó 6, caracterizada porque los elementos (22a, 22b) de forma
de placas, se componen de escoria colada de horno eléctrico.
9. Construcción en foso según alguna de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque entre la capa
(22) sólida de balasto y la capa (14) de impermeabilización, está
dispuesta una capa (21) niveladora de arena.
10. Construcción en foso según alguna de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las capas (24)
de balasto están apoyadas en la zona de los taludes, pudiendo
deslizarse respecto a su base.
11. Construcción en foso según la reivindicación
10, caracterizada porque las capas (20) protectoras presentan
una superficie lisa en la zona de los taludes.
12. Construcción en foso según la reivindicación
10, caracterizada porque entre cada una de las capas (20)
protectoras y de las capas (23) de balasto, está dispuesto un
material no cohesivo, por ejemplo, arena.
13. Construcción en foso según alguna de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las superficies
del foso para aguas subterráneas, no afirmadas como calzadas, en
especial los terraplenados de balasto, están cubiertos por capas
(34) de impermeabilización.
14. Construcción en foso según alguna de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque los
dispositivos necesarios para el drenaje, incluso para la evacuación
del agua de lluvia, están dispuestos dentro de la construcción en
foso.
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