ES2260298T3 - Metodo y aparato para consolidar estratos de tierra. - Google Patents

Abstract

Un método para consolidar un estrato de tierra situado en un subsuelo (43), mediante la retirada del agua existente en él, que comprende la disposición progresiva desde la superficie del suelo, a una cierta profundidad, de medios de drenaje verticales (9) tales como bandas de drenaje, en el estrato de tierra; la disposición de medios de drenaje horizontales (36) tales como tubos de drenaje, en el estrato de tierra para la descarga del agua retirada por los medios de drenaje verticales; y la disposición de una capa (46) obturadora del aire directamente sobre los medios de drenaje horizontales; así como la conexión de los medios de drenaje horizontales a una bomba (31) para la descarga del fluido desde los medios de drenaje horizontales, en particular agua y aire; caracterizado porque se practica una zanja desde la superficie del suelo, los medios de drenaje horizontales (36) son dispuestos en la zanja, y los medios de drenaje verticales (9) son dispuestos para extenderse hacia abajo desde elfondo de la zanja y están conectados a los medios de drenaje horizontales para transferencia del agua entre ellos; y porque la superficie del suelo está cerrada.

Description

Método y aparato para consolidar estratos de tierra.

La invención se refiere a un método y aparato para consolidar estratos de tierra, como se describe en los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 12, respectivamente.

Dicho método y aparato son conocidos por el documento JP-A-2000-104242.

Cuando la capacidad de soporte de un suelo es insuficiente para llevar a cabo un proyecto de ingeniería civil, tal como la construcción de una vía ferroviaria o una carretera, dicha capacidad puede ser aumentada mediante la extracción forzada o retirada del agua del estrato de tierra débil (arcilla, turba). Mediante dicha retirada de agua, el material del suelo resulta presionado entre sí, con lo que se obtiene una capacidad de soporte aumentada. En consecuencia, el volumen del cuerpo terroso disminuye.

Técnicas de consolidación a la fuerza se conocen desde hace tiempo. En la actualidad se utilizan con frecuencia cintas de drenaje, que son introducidas verticalmente en el suelo con gran fuerza por medio de lanzas introductoras. En la parte superior del nivel del suelo, en el que quedan los extremos superiores que sobresalen de las cintas, se sitúa un cuerpo de arena, sobre el que se dispone una membrana hermética al aire. En el cuerpo de arena es instalado un tubo de drenaje, al que es conectada una bomba, con la que el aire y el agua son retirados del cuerpo de arena y con ello de las cintas de drenaje y las áreas circundantes. El peso del cuerpo de arena aumenta la presión del agua que ha de ser retirada. con lo que se acelera así el procedimiento.

Sin embargo, una objeción es que durante el procedimiento de consolidación forzada, debido a la presencia de la membrana el terreno no está disponible para la preparación de actividades de la construcción. Además, dicha membrana ha de ser adquirida, dispuesta, y guardada, y la mayor parte de las veces es retirada y desechada en una tanda de material de desecho.

Un objeto de la invención es mejorar lo expuesto, en la que según un aspecto, se proporciona un método como se describe en la reivindicación 1. Según dicho método, la carga superior aumenta relativamente con respecto a la presión atmosférica, y el terreno queda disponible de nuevo para otras actividades. La actividad de la bomba puede ser muy efectiva, y dado que la obturación impide la entrada de aire desde arriba en los medios de drenaje, dicha entrada se reduce al menos de manera notable.

Preferiblemente se practica una zanja desde la superficie del suelo, y los medios de drenaje vertical se disponen desde la parte inferior de dicha zanja. Como resultado, los medios de drenaje no necesitan ser presionados a través de una capa superior, y su longitud puede ser limitada al mínimo necesario.

En una realización ventajosa, la zanja es hecha mediante una zanjadora situada en un dispositivo, los medios de drenaje vertical son dispuestos también con dicho dispositivo, y los medios de drenaje horizontal son dispuestos cada vez, después de aquéllos, una vez situados los siguientes medios de drenaje verticales. Por tanto, ambos medios de drenaje, verticales y horizontales, son dispuestos según el avance continuo del procedimiento.

Preferiblemente, de modo simultáneo a la disposición de los medios de drenaje horizontales, o inmediatamente después de ello, la capa obturadora de aire es dispuesta también por el citado dispositivo, y como resultado de ello, el tiempo de procedimiento se reduce aún más.

Con preferencia, la capa obturadora de aire es dispuesta mediante la retirada del material del suelo de las paredes de la zanja, y presionándola sobre los medios de drenaje horizontales. De este modo se hace uso del material obturador, que ya está presente, lo que resulta particularmente posible en los casos de suelo de arcilla o arena arcillosa.

Alternativamente, la capa obturadora del aire puede ser dispuesta mediante la colocación de una capa de lámina metálica obturadora o material plástico, tal como, por ejemplo, bentonita, sobre los medios de drenaje horizontales.

Preferiblemente, la capa obturadora del aire es colocada por medio del dispositivo antes citado.

Se prefiere también que la zanja sea cerrada finalmente con material del suelo, hasta aproximadamente la superficie horizontal. Entonces, no será necesario material de suelo extra.

En otro desarrollo del método de acuerdo con la invención, los medios de drenaje vertical son tomados de un origen de suministro, y después de haber sido dispuestos son separados por corte a través de un nivel por encima del fondo de la zanja. de modo que la parte superior esté disponible para contacto con los medios de drenaje horizontal tubulares, preferiblemente alargados. El corte de ellos tiene lugar preferiblemente en el dispositivo, de modo que se asegure una buena actuación.

Según otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato para uso en la consolidación forzada, como se describe en la reivindicación 12.

Preferiblemente, el citado dispositivo está dotado además de medios para cortar la cinta de drenaje a un nivel por encima del fondo de la zanja. Los medios para dicho corte comprenden preferiblemente una cuchilla móvil y un yunque para dicha cuchilla, la cual está dispuesta preferiblemente sobre un brazo de una palanca giratoria en torno a una línea central, y el otro brazo de dicha palanca está conectado a un cilindro hidráulico que actúa verticalmente, alojado con preferencia en los medios que practican la zanja. De este modo puede ser conseguida una potencia de corte alta, con una ocupación de espacio baja (horizontal), ya que la longitud del recorrido del cilindro no resulta limitada por obstáculos horizontales.

Los medios para practicar la zanja tienen preferiblemente forma de arado o zanjadora, que en su lado posterior está dotada de medios para retirar el material del suelo de las paredes de la zanja, y para presionarlo hacia abajo, para formar una capa obturadora del aire sobre los medios de drenaje horizontales, o con medios para disponer al menos (inicialmente) una lámina metálica o material obturador de plástico de bentonita.

Preferiblemente, en su lado posterior, la zanjadora está dotada de medios para suministrar a la zanja los medios de drenaje horizontales, en particular procedentes del rollo de suministro, de modo que queden situados, si fuese posible, en el lado sin sombra.

Se prefiere además que se disponga de unos medios para girar la zanjadora en torno a un eje de giro horizontal, entre una posición activa de ejecución de la zanja y una posición desplazada inclinada hacia arriba, y viceversa. Por una parte, esto facilita el transporte, y por otra puede mejorarse así la penetración inicial de la zanjadora.

La invención será expuesta como un ejemplo de realización que se muestra en los dibujos adjuntos, en los que:

-la fig. 1 es un ejemplo de una disposición parcial oara un aparato de acuerdo con la invención, extendida por debajo del nivel del suelo;

-las figs. 1A a 1C son varios estados posibles del aparato de la fig. 1, entre ellos un estado totalmente aplanado (fig. 1C);

-la fig. 2 es una vista lateral de una parte de la zanjadora, de un aparato de acuerdo con la invención;

-las figs. 2A a 2H muestran parcial y esquemáticamente, varios detalles y cortes transversales de la parte de arado de la fig. 2;

-las figs. 3A y 3B muestran esquemáticamente la porción de la parte de arado de la fig. 2, con la cual puede ser cortada una cinta de drenaje;

-las figs 4A y 4B ilustran una forma posible de conectar la cinta de drenaje con la lanza del aparato de la fig. 1; y

-la fig. 5 muestra esquemáticamente un proyecto ejecutado con un aparato de acuerdo con la invención.

La fig. 1 muestra una realización preferida de un aparato 1 de acuerdo con la invención, acoplado a una máquina hidráulica 40 (excavadora), con objeto de formar una clase de anillo de accionamiento, común en la introducción en el suelo de cintas de drenaje vertical. La máquina hidráulica 40 se sitúa sobre el nivel 41 del suelo, y cuenta con un brazo o viga 110 abisagrada a la máquina en 70a. Por su parte exterior, el brazo 110 está conectado a un soporte en forma de U 12 por la bisagra 71. Una segunda conexión entre la máquina 40 y el soporte 12 consiste en un conjunto 4a de pistón/cilindro que se extiende entre la bisagra 70c en la máquina 40 y la bisagra 73 sobre el soporte 12. La bisagra 73 está situada por arriba de la bisagra 71. Otra conexión está dispuesta entre el brazo 110 y la máquina 40, con objeto de desplazar el brazo 110 hacia arriba y hacia abajo por medio de la bisagra 70b, el conjunto de pistón/cilindro 4d, y la bisagra 72.

Un poste principal 2 está conectado a ambos extremos del soporte en forma de U 12 por medio de una primera conexión, consistente en una bisagra 75, un conjunto de pistón/cilindro 4c, una bisagra 74, y un soporte 3a, situado a una cierta distancia por encima del extremo inferior del poste 2, y por medio de una segunda conexión consistente en una bisagra 79 y un soporte 3b situado en el extremo inferior del poste 2. Una lanza 5 es sostenida por el poste 2, que puede ser movida hacia arriba y hacia abajo a lo largo de dicho poste 2 en las direcciones P; por medios conocidos "per se" y que no se muestran.

A modo de información complementaria, como se ilustra en las figuras 4A a 4B, el extremo inferior de la lanza 5 está conectada a un extremo de la cinta de drenaje 9, que es desenrollada de un rollo de suministro (no mostrado) en el poste 2. El extremo inferior de la cinta 9 es pasada en la dirección 3 a través de un soporte en U 38 fijo a una placa 37, y luego la placa 37 es desplazada contra el extremo inferior de la lanza 5 en la dirección K. Cuando la lanza 5 es obligada a penetrar en el suelo (dirección L), la placa 37, que se extiende lateralmente desde la zanja 5, se curvará según las flechas M para formar unos rebordes de anclaje inclinados 39. Cuando una cierta longitud de la cinta de drenaje ha sido introducida a presión dentro del suelo que ha de ser consolidado por medio de la lanza 5, dicha lanza 5 es levantada de nuevo. Debido a los rebordes de anclaje 39, el extremo inferior de la cinta 9 será sostenido en el suelo y permanecerá en su sitio. La banda de drenaje será cortada a nivel del suelo o por encima de él, después de dejar que la lanza ascienda a lo largo del poste principal, y luego un extremo nuevo de la cinta de drenaje es conectado a la lanza, por ejemplo mediante un anclaje, para la subsiguiente operación del procedimiento.

El soporte en forma de U 12 sirve también para sostener la zanjadora 6. Esta zanjadora 6, que será descrita en detalle, está abisagrada a dicho soporte 12 en 77, separado de la bisagra 79. Además, la zanjadora 6 está conectada al soporte 12 por medio de un conjunto de pistón/cilindro 4b, abisagrado al soporte 12 en 76, y a la zanjadora 6 en 78, entre las bisagras 77 y 71. La bisagra 76 está situada entre las bisagras 75 y 73.

La zanjadora 6 tiene un borde anterior 7 y un lado posterior 8. En su extremo inferior, el borde anterior 7 puede estar dotado de un morro, pero que no figura en los dibujos.

Debido a la diversas bisagras 70 - 79 y a los conjuntos de pistón/cilindro 4a - 4d, la máquina 40, el brazo o viga 110, el poste 2, y la zanjadora 6, pueden ser dispuestos con ángulos diferentes entre sí, como se ilustra en las figs. 1A - 1C. En la posición enhiesta de la fig. 1A, el conjunto de pistón/cilindro 4d ha sido extendido algo, y el conjunto 4a ha sido accionado para mantener la orientación del soporte 12, en comparación con la fig. 1. Otras dos posiciones han sido indicadas en la fig. 1A, que son una orientación extendida del poste 2 mediante giro de él en la dirección S, realizado por el conjunto de extensión 4c, y una orientación girada la mitad hacia atrás de la zanjadora 6 (dirección T) realizada por el conjunto de extensión 4b, todo lo cual mantiene la orientación del soporte 12. En la fig. 1B, el poste ha sido soltado, y la zanjadora 6 ha sido girada a orientación horizontal, al tiempo que se mantiene la orientación del soporte 12.

En la fig. 1C, los conjuntos de pistón/cilindro 4a y 4d han sido accionados pata girar el poste 2, el soporte 12, y la zanjadora 6, como una unidad, desde la orientación de la fig. 1 a una orientación horizontal de transporte.

Pasando ahora a la fig. 2, en su borde anterior 7, la zanjadora tiene un borde anterior agudo con unos flancos 7a, 7b. Estos flancos se unen a las placas laterales 113a, 113b, definiendo un espacio interior protegido del suelo, que proporciona resistencia al arado 6. En este espacio interior, la zanjadora 6 está dotada de un pasaje vertical 15 que en su extremo inferior tiene dispuesto un cortador 16 de banda, indicado esquemáticamente, y que en un ejemplo de realización se muestra en detalle en las figs. 3A y 3B.

El mecanismo de corte 16 mostrado en la fig. 3A y 3B está dispuesto para ser activado en el extremo inferior del pasaje vertical 15, cerca de la abertura inferior 15a. La fig. 3A muestra esquemáticamente una cinta de drenaje 9 extendida verticalmente a través del pasaje 15, en el momento en que la lanza ha sido ya extraída, y por tanto, la cinta de drenaje ha sido insertada en el suelo a una profundidad suficiente.

El mecanismo 16 de corte de la cinta comprende un yunque 22 unido a un portador 23 dispuesto fijamente sobre la zanjadora 6, contra cuyo yunque puede ser aplicada con gran fuerza una cuchilla para cortar la cinta de drenaje 9. La cuchilla 21 está unida a una palanca 24, que a su vez está unida abisagradamente a la zanjadora 6 en el emplazamiento de un pasador de pivotar 30, y que por medio de un pasador 29 ha sido unido al extremo de un vástago 27 de pistón del cilindro 26, el cual está unido al otro extremo de un bloque de fijación 28, unido fijamente a la zanjadora 6.

Cuando una cinta de drenaje 9 ha de ser cortada, el cilindro 26 es activado con medios no mostrados, de modo que el vástago 27 de pistón sea obligado a desplazarse hacia abajo en la dirección A. Como resultado, el pasador 29 es movido hacia abajo y como consecuencia de la fijación abisagrada del extremo superior del cilindro 26 al bloque 28 es posible una cierta deflexión hacia la parte posterior, de modo que tiene lugar un movimiento de giro fácil en torno al pasador de pivotar 30. La palanca 24 gira así en sentido a la izquierda en la dirección B, hasta que la cuchilla 21, como se aprecia en la fig. 3B, separa la cinta de drenaje 9 en una porción 9a que queda detrás en el suelo, y una porción 9b que puede quedar situada en otro emplazamiento. La disposición mostrada con el cilindro de accionamiento vertical 26 y la palanca 24, para convertir un movimiento vertical en un movimiento de corte más o menos horizontal, resulta eficiente en cuanto a la ocupación de espacio y la transmisión de potencia.

En su lado superior, la zanjadora 6 está dotada de unos ojales de fijación 77a y 78a, que sirven para alojar las bisagras 77 y 78, respectivamente.

En el lado posterior 8, la zanjadora 6 está dotada de un tubo 10 que tiene una entrada 19 en su extremo superior y una parte curvada suavemente 10a en su extremo inferior, cuya parte curvada está abierta en su porción superior de su circunferencia, y termina en una porción 10b, donde también la porción inferior de su circunferencia ha sido cortada (véanse las secciones transversales de las figuras 2C y 2D). La parte extrema 10b está orientada horizontalmente y define una salida 20, orientada horizontalmente hacia atrás.

Paralelo al tubo 10 y dirigido hacia atrás de él se extiende un suministro de la banda de lámina metálica obturadora hermética al aire 99, cuando la aplicación de dicha lámina es necesaria. Dicho suministro comprende un soporte 90 para un rollo de suministro 98 de una banda 99 de dicha lámina. La banda 99 es guiada sobre el rodillo loco 97 en dirección hacia abajo, donde se acopla en torno a un tubo 91 que tiene una sección transversal circular. A una pequeña distancia bajo el tubo 91 ha sido dispuesto un tubo 93 en torno a dicho tubo 01, para formar un canal anular con aquél para la banda de lámina metálica 99 (véase la fig. 2B).

Como puede verse en la fig. 2A, los extremos inferiores de los tubos circulares 91, 93 son recibidos en la placa 120, que forma una parte del soporte 121 y está fija al arado 6. Sólo continúa el tubo inferior 91, y este tubo se une gradualmente al perfil en forma de U 94 formado en el extremo inferior del soporte 121, justamente encima de la guía curvada 95. Como puede verse en las figs. 2A y 2F, el espacio en torno al perfil 94 está limitado lateralmente por las placas 14a, 14b, hacia atrás por la placa 14c, y hacia adelante por la placa 14d (véase también la fig. 2A). El perfil en forma de U 94 tiene una parte inferior 80 y dos paredes laterales 84a, 84b, como puede verse en la sección transversal de la fig. 2C.

Las paredes laterales 14a, 14b son continuadas hacia abajo en las placas de extensión 82a, 82b curvadas hacia abajo en la guía curvada 95, para formar un canal en U 83 para la banda de lámina. Como puede verse en la fig. 2C, este canal está delimitado en su parte inferior por el tubo 10a, o en el tubo 10b por el tubo de drenaje 10. que se desplaza a través del tubo 10 a la misma velocidad.

Por tanto, en la dirección de desplazamiento hacia abajo, la lámina 99 es transferida desde una forma más o menos circular a una forma en U, y las patas de banda 99 de lámina en forma en U son plegadas en torno a la parte inferior 80 y las paredes laterales o patas 84a, 84b, y son confinadas lateralmente por las extensiones hacia abajo 82a, 82b de las placas 14a, 14b.

Como puede verse en las figs. 2, 2A, 2E, y 2H, la zanjadora 6 está dotado de un par de cuchillas rascadoras 101. 102, que forman parte del rascador 100 en forma de U invertida, unido al extremo inferior del soporte 121, y que define un pasaje horizontal Y confinado hacia arriba (fig. 2E). El rascador 100 tiene dos cuchillas rascadoras inclinadas 101/102a y 101/102b, y una pared superior 103/104, donde las cuchillas 102a, 102b y la pared 104 convergen entre sí y obligan al suelo a fluir hacia atrás a través del rascador 100 hacia abajo.

Las cuchillas rascadoras 101a, 101b tienen unos bordes anteriores 104a, 105b inclinados (figs. 2A, 2H), que sobresalen lateralmente desde las placas 113a, 113b para cortar el suelo desde las paredes (45a, 45b en la fig. 2E) de la zanja hecha con la zanjadora. Este suelo cortado podrá caer entonces sobre la banda 99 de lámina que se desplaza justamente bajo él. El rascador 100 puede ser suprimido en el caso de que no se utilice la lámina 99.

Bajo el rascador, 100, la zanjadora 6 está dotada de un par de cuchillas 86a, 86b, que se extienden hacia arriba y hacia los lados, y que tienen unos bordes anteriores 106a, 106b inclinados hacia arriba y hacia atrás, y unos bordes superiores 87a, 87b (figs. 2A, 2E, y 2G). Estas cuchillas 86a, 86b efectúan un corte en las paredes de la zanja hecha por la zanjadora, con objeto de practicar una incisión o discontinuidad en dichas paredes, de modo que se estabilidad bajo la incisión pueda no resultar afectada por el rascador del suelo y el presionador 11, aún no descrito, que es activo sobre el suelo por encima de la incisión.

Se hace referencia a las figs. 2 y 2A, en las que se ilustran las cuchillas de rascado del suelo y de presión y relleno 11, unidas a la parte posterior 8 de la zanjadora 6. Las cuchillas 11 están situadas detrás del rascador 100 y de las cuchillas 87a, 87b, y corresponden a un perfil de presión 69 en forma sustancialmente en U invertida, que en su parte frontal y en el emplazamiento de 53 están unidas abisagradamente a la zanjadora 6, en particular el soporte 121. En su lado superior, el perfil 60 está dotado de un bloque 50 con un tope 51, que apoya contra un perno de tope 52 unido a rosca al soporte 121 por medio de un par de tuercas 54. Mediante el ajuste de las tuercas 54, puede ser ajustado el saliente del perno 52, y con ello el ángulo de orientación del perfil 60 con respecto al arado 6. El perfil 60 tiene dos patas 61a, 62a, y 61b, 52b, en las que la pared superior 6 está inclinada hacia atrás y hacia abajo, y las porciones de pata 62a, 62b convergen entre sí de modo que definen un pasaje estrecho o túnel para la tierra. Como puede verse en las figs. 2A y 2E, los bordes 64, 65 de las patas 61, 62 están inclinadas hacia abajo y hacia atrás. El nivel de los bordes 65a, 65b está justamente por debajo del nivel de los bordes inferiores de las patas de cuchilla 101, 102. No obstante, La pared 66 y con ella las patas 61, 62 se extienden lateralmente más allá de las patas de cuchilla 101, 102 y de las cuchillas 86a, 86b. Además, el nivel de los bordes 65a, 65b es ligeramente más alto que el nivel de los bordes superiores 87a, 87b de las cuchillas 86a, 86b.

En la fig. 5 se muestra un momento dado de la ejecución de un proyecto en la que se está empleando el aparato de acuerdo con la invención. La máquina excavadora 40 sostiene el poste principal 2 enhiesto, y proporciona la necesaria potencia y conductos operativos. El trabajo comenzó en el lado izquierdo del dibujo. La máquina hidráulica 40 se ha movido por sí misma sobre el nivel del suelo 41, y bajo ella se ha dispuesto una capa de arena 42. A mayor profundidad existe una capa de arena 44 relativamente débil situada entre unos estratos 43, 45 relativamente débiles, por ejemplo, de arcilla o tierra arcillosa. Para poder efectuar el trabajo, tal como la construcción de una vía férrea o una carretera, esa necesario reforzar el estrato terroso a nivel del suelo, lo que se efectúa mediante consolidación acelerada dejando que el agua presente en esa capa 43 escape de ella. Esta técnica es conocida "per se".

Se comienza mediante el giro de la zanjadora 8 (dirección T) desde la posición a la izquierda en la fig. 1B a una posición vertical, durante cuyo movimiento la zanjadora es capaz de penetrar en el suelo. Un morro en la zanjadora puede ser aquí una ayuda. Si se requiere una pequeña excavación, ésta puede ser hecha localmente. La zanjadora puede tener una altura de varios metros (por ejemplo, dos metros o más). En cualquier caso, suficiente para extenderse ampliamente dentro del estrato terroso 43.

Cuando la zanjadora ha sido situada en el emplazamiento correcto para disponer una cinta de drenaje vertical, el aparato es accionado para presionar una cinta de drenaje 9a en el estrato terroso 43 por medio de una lanza, en la dirección E hacia abajo a la profundidad deseada. La lanza 5 no necesita aquí penetrar en la capa de arena 42, sino penetrar fácilmente en el pasaje libre 15 dentro de la zanjadora 6. Después de que la lanza ha sido levantada de nuevo, y la cinta de drenaje 9 ha sido cortada a su través por el mecanismo de corte, aproximadamente al nivel de la línea X en la fig. 5,, la máquina es conducida un paso hacia atrás, y se tira de la zanjadora 6 en la dirección D, practicando así la zanja. Durante ese movimiento, un tubo de drenaje que puede ser curvado 36 es suministrado desde un origen, que no se muestra, en el poste principal 2, cuyo tubo se desplaza a través del pasaje 10, 10a, 10b, y sale desde la abertura 20 orientada horizontalmente, en la dirección H (fig. 2A). El extremo perforado del tubo de drenaje 36 es conectado a una porción 36a de un tubo sin perforar, que conduce a una bomba 31 de pozo profundo situada encima del nivel del suelo, que más tarde será capaz de descargar el agua (y el aire) en la dirección F. El suministro del tubo de drenaje 36 en el lado posterior de la zanjadora 6 es relativo: el tubo de drenaje, que ya está en la zanja, permanece allí, y la zanjadora se mueve en la dirección D.

En el emplazamiento siguiente, en el que la cinta de drenaje ha de ser dispuesta, se actúa como con la cinta de drenaje 9a, y progresivamente se sitúan así las cintas de drenaje 9b, 9c, 9d, 9e, etc. Con todos los movimientos intermedios en la dirección D, el tubo de drenaje horizontal 36 es extendido progresivamente hasta alcanzar la situación mostrada en la fig. 5. Durante los movimientos, la parte de la cinta de drenaje que se extiende entre el mecanismo de corte 16 y el lado inferior de la zanjadora 6, es extendida horizontalmente sobre el fondo de la zanja, como resultado del acoplamiento contra la curvatura exterior 10a del pasaje 10, y sobre la porción 9a', girada así horizontalmente (véase la fig. 5), el tubo de drenaje horizontal 36 ha quedado extendido en suelo, y como resultado de ello es posible un contacto directo entre ambos elementos de drenaje para un paso rápido del agua.. Cuando se ha alcanzado el extremo deseado de la extensión horizontal del tubo 36, éste puede ser cortado a cierta profundidad y obturado por ese extremo, o conectado a una porción de tubo perforado que es conectada a una segunda bomba, de modo que en caso de mayores tramos de drenaje, el agua pueda ser descargada en dos direcciones.

Alternativamente, esta conexión puede ser realizada en caso de material granulado. A tal fin, simultáneamente con el tubo de drenaje o con un tubo separado. un material granulado es suministrado a través del tubo 10 a un espacio formado por el lado inferior de la zanjadora, la curvatura 10a, y la cinta vertical.

Para hacer que la disposición de drenaje sea tan eficiente como resulte posible, se hace uso de un sistema de subpresión, en el que de acuerdo con la invención se evita que sea extraído aire falso, en particular en el área del tubo de drenaje. Con objeto de permitir que el tubo de drenaje sea activo todo lo posible en dirección hacia abajo, en el área de contacto con las cintas de drenaje, se hace primero una incisión en la pared de la zanja por medio de las cuchillas 86a, 86b, después de lo cual la cuchilla en U 60 se extiende con una porción horizontal 66 en las incisiones hechas, y material del suelo bajo ellas en la pared de la zanja es cortado verticalmente por las patas 61a, 61b, y después es retirado de la pared de la zanja por las patas convergentes 61a, 62b, y es obligado a ir hacia abajo por la pared 66. Durante las operaciones de movimiento en la dirección D de la zanjadora 6, el material es así presionado y compactado sobre y en torno a la mitad superior de la circunferencia del tubo de drenaje horizontal 36 por la cuchilla de presión 60, de modo que si es necesario, se sitúe una capa 46 hermética al aire sobre el tubo 36. La forma en U invertida de la cuchilla 60 y el tope 62, mejoran aquí la realización de obturación hermética al aire.

Completado el trabajo, la zanjadora 6 puede ser retirada de la zanja mediante inclinación en torno a la bisagra 77. Alternativamente, el conjunto de zanjadora 6, soporte 12, y poste 2 pueden ser levantados. En tal caso, la conexión abisagrada del rascador/presionador 11/60 en 53 permite que el rascador/presionador gire hacia una orientación más vertical en la que se facilita el movimiento de elevación. Además, mediante dicha orientación se evita que las paredes de la zanja resulten dañadas seriamente, lo que daría por resultado el aplastamiento local de estas paredes y el aflojamiento del suelo, perjudicando así el drenaje, debido a lo cual podría producirse un camino de fugas.

En el caso de que el tipo de suelo sea menos cohesivo o sustancialmente granular, puede ser utilizada la lámina metálica 99 para proporcionar una obturación hermética al aire sobre el tubo 36. Aquí son empleados el rascador 100 y las partes para el suministro de la lámina metálica 99, la cual es suministrada a la misma velocidad que el tubo de drenaje 36 en la dirección I y H. respectivamente (figs. 2 y 2A). El rascador corta la tierra de las paredes de la zanja, la desmenuzan, y la obligan a caer sobre la lámina 99, que entonces está ya más o menos horizontal. Por tanto, ello asegura que la banda tiene una posición apropiada sobre el lado superior del tubo de drenaje, antes de que la cuchilla 60 de presión y relleno resulte activa en el área correspondiente. La lámina utilizada 99 puede ser una compuesta, tal como una emparedada entre una capa superior y otra inferior de polipropileno para darle resistencia, y una lámina metálica entre aquéllas.

Cuando se practica la zanja, la zanjadora puede encontrar dificultades en su marcha por tipos de suelo de alta densidad, o por obstáculos naturales o artificiales. Con objeto de retirar a reducir al mínimo los obstáculos a lazanjadora, ésta puede ser equipada con medios conocidos para romper la cohesión del suelo y/o para desplazar los obstáculos. En una realización, la zanjadora está dotada en su borde anterior 7 de una o varias cuchillas que son desplazables verticalmente sobre la altura total de la superficie de corte. Cuando es necesario, dichas cuchillas efectúan un movimiento hacia arriba y hacia abajo.

Alternativamente, para practicar la zanja, el dispositivo para ello puede estar dotado de un cortador del suelo en la porción anterior de un pasaje vertical de la lanza/cinta. Dicho cortador se asemeja a una sierra de cadena, y puede consistir en una cadena sin fin, que puede o no estar dotada de dientes y/o rascadores. Aquí, una cadena discurre en el centro del dispositivo en torno a una rueda de accionamiento en el lado superior del dispositivo, hasta una rueda de giro en el lado inferior del mismo. Los árboles de las ruedas de cadena son perpendiculares a la dirección de desplazamiento del dispositivo, mientras que la cadena discurre en el plano o dirección de movimiento de dicho dispositivo. Éste se halla dotado además de medios, como antes se ha descrito, para suministrar el tubo, y posiblemente las cuchillas en forma de U que cierran el suelo.

El movimiento de la cadena puede tener lugar de modo giratorio continuo, o en movimiento oscilante hacia arriba y hacia abajo. En una realización especial, varias cadenas pueden discurrir una junto a otra, y posiblemente tener una dirección de movimiento opuesta.

Alternativamente, la zanjadora puede estar dotada de uno o varios mecanismos vibratorios, para hacer que dicha zanjadora ofrezca un movimiento pulsante en la dirección de avance, así como en la dirección transversal.

Ha de hacerse notar que los métodos expuestos pueden ser utilizados también desde un pontón sobre un suelo subacuoso.

Claims (21)

1. Un método para consolidar un estrato de tierra situado en un subsuelo (43), mediante la retirada del agua existente en él, que comprende la disposición progresiva desde la superficie del suelo, a una cierta profundidad, de medios de drenaje verticales (9) tales como bandas de drenaje, en el estrato de tierra; la disposición de medios de drenaje horizontales (36) tales como tubos de drenaje, en el estrato de tierra para la descarga del agua retirada por los medios de drenaje verticales; y la disposición de una capa (46) obturadora del aire directamente sobre los medios de drenaje horizontales; así como la conexión de los medios de drenaje horizontales a una bomba (31) para la descarga del fluido desde los medios de drenaje horizontales, en particular agua y aire; caracterizado porque se practica una zanja desde la superficie del suelo, los medios de drenaje horizontales (36) son dispuestos en la zanja, y los medios de drenaje verticales (9) son dispuestos para extenderse hacia abajo desde el fondo de la zanja y están conectados a los medios de drenaje horizontales para transferencia del agua entre ellos; y porque la superficie del suelo está cerrada.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la zanja es hecha mediante una zanjadora (6) situada sobre un dispositivo preferiblemente móvil (1), los medios de drenaje verticales (19) son situados también por medio de dicho dispositivo, y cada uno de los medios de drenaje horizontales (36) son dispuestos después de que los siguientes medios de drenaje verticales hayan sido colocados.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que simultáneamente a la disposición de los medios de drenaje horizontales (36) o inmediatamente después de ello, es situada la capa obturadora (46) del aire, también por medio del citado dispositivo.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la capa obturadora (46) del aire es dispuesta mediante la retirada de material del suelo de las paredes de la zanja, y la colocación de ella sobre los medios de drenaje horizontales (36).

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la capa obturadora (46) del aire es dispuesta mediante la colocación de una capa de lámina metálica sobre los medios de drenaje horizontales (36),

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la capa obturadora (46) del aire es dispuesta mediante la colocación de una capa obturadora de material plástico, tal como bentonita, sobre los medios de drenaje horizontales (36).

7. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 4, 5, o 6, en el que la capa obturadora (46) del aire es situada por medio del dispositivo (40).

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la zanja es cerrada finalmente con material del suelo, hasta aproximadamente la superficie horizontal.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios de drenaje verticales (9) son tomados de un medio de suministro de ellos, y después de haber sido dispuestos son separados por corte transversal a un nivel por encima del fondo de la zanja, y en el que dicho corte transversal se efectúa en el citado dispositivo (40).

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los extremos superiores (9') de los medios de drenaje verticales (9) que se extienden por encima del fondo de la zanja, son doblados horizontalmente, y en el que el tubo de drenaje horizontal (36) es colocado sobre los extremos superiores doblados, después de lo cual es retirada tierra de las paredes de la zanja y es presionada hacia abajo sobre el tubo de drenaje horizontal.

11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios de drenaje horizontales (36) están dispuestos en un área superior del estrato de tierra.

12. Un aparato (1) para uso en un método para consolidar un estrato de tierra situado en un subsuelo mediante la retirada de él del agua que se halle presente, en particular para uso en un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un dispositivo dotado de medios para moverse en dirección horizontal sobre la superficie del suelo (41); con medios (6) para practicar una zanja desde la superficie de dicho suelo hasta al menos el lado superior del estrato de tierra que ha de ser consolidada; con medios (5) para el avance progresivo de una cinta de drenaje vertical desde un medio de suministro, y la introducción de dicha cinta en el estrato de tierra; y medios (10) para el suministro de unos medios de drenaje horizontal en el fondo de la zanja; caracterizado porque el aparato es un dispositivo sencillo (1) dotado de los medios para moverse, de los medios (6) para practicar la zanja, de los medios (5) para el suministro progresivo de la banda o cinta de drenaje vertical y de los medios (10) para el suministro de los medios de drenaje horizontal.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el dispositivo está dotado además de medios (16) para el corte transversal de la cinta de drenaje a un nivel seleccionado por encima del fondo de la zanja.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en el que los medios para efectuar dicho corte transversal comprenden una cuchilla móvil (21) y un yunque (22) para dicha cuchilla.

15. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la cuchilla (21) ha sido dispuesta sobre un brazo de una palanca (24) giratoria en torno a una línea central horizontal, y el otro brazo de dicha palanca está conectado a un cilindro hidráulico (26) activo verticalmente, alojado preferiblemente en los medios para practicar la zanja.

16. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 12 a 15, en el que los medios para practicar la zanja forman una zanjadora (6).

17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 16, en el que en su lado posterior, la zanjadora está dotada de medios (100) para retirar material del suelo de las paredes de la zanja, y para presionarlo hacia abajo.

18. Un aparato de acuerdo con la reivindicación17, en el que la zanjadora (6) está dotada de medios (86a, 86b) para practicar una incisión en las paredes de la zanja, justamente debajo de la línea de acoplamiento de dichas paredes a los medios (100) para retirar el material del suelo de las citadas paredes de la zanja.

19. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 16, 17, o 18, en el que en el lado posterior de la zanjadora (6) cuenta con medios para suministrar a la zanja los medios de drenaje horizontal (36), en particular desde un rodillo de suministro.

20. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, dotado además de medios (4a, 4d) para pivotar la zanjadora en torno a un eje de giro horizontal entre una posición activa para practicar la zanja, y una posición de movimiento inclinada hacia arriba.

21. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, ejecutado sobre un suelo subacuoso.