Las mechas drenantes, también conocidas como Drenes Verticales Prefabricados (PVD), o Wick Drains, se utilizan en suelos cohesivos impermeables para facilitar el drenaje de agua con el fin de acelerar el proceso de consolidación de suelos y que se produzcan asentamientos determinados de manera controlada antes de la construcción de un proyecto, con el fin de evitar deformaciones indeseables en el suelo durante la vida útil de la obra de infraestructura proyectada.
El proceso de consolidación de suelos es un fenómeno que ocurre en suelos cohesivos (arcillas y limos) que consiste en la pérdida gradual de su volumen inicial debido a que, tras ser sometidos a una carga, se lleva a cabo un proceso de disminución gradual y constante de la presión de poro intersticial.
De forma natural, y debido a la baja permeabilidad de los suelos cohesivos, este proceso de pérdida de volumen y disipación de presiones de poro se lleva a cabo lentamente, de manera que, asentamientos debidos a sobrecargas impuestas en la superficie de los terrenos formados por este tipo de suelos, pueden ocurrir en periodos tan grandes como semanas, meses o, incluso, años.
al ser incrustadas en este tipo de suelos cohesivos, permiten de una manera económica y muy efectiva, aumentar la permeabilidad de estos suelos y, por ende, acelerar su proceso de consolidación, de tal manera que se pueden precargar terrenos con terraplenes instalados en la superficie y generar asentamientos en periodos reducidos: días o semanas.
Proyecto PTAR DAVID, Panamá
El proyecto consistió en la construcción de una nueva Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), con sus diferentes estructuras y tanques, para la ciudad de Almirante. En la fase de obra fue necesario la realización de un relleno general sobre el nivel de terreno natural poder alcanzar el nivel de proyecto final.
Los suelos del sitio están compuestos por una serie de capas de suelo arcillosas, limosas y arenosas que sobre yacen a la formación rocosa. Los tipos de suelo encontrados, así como sus características geomecánicas, y el espesor de los estratos variaban considerablemente en toda el área del proyecto.
Las Mechas Drenantes fueron instaladas bajo la calle perimetral del proyecto para acelerar la consolidación de los suelos blandos que ocurrían al colocar al relleno requerido para alcanzar el nivel final de la planta. Con las Mechas Drenante se logró consolidar rápidamente el terreno y, con ello, eliminar los problemas de asentamiento a largo plazo, así como los costos de mantenimiento asociados. En ciertas zonas del proyecto, bajo algunas estructuras donde se encontraron suelos cohesivos muy blandos, se instalaron también Mechas Drenantes, y luego una sobre carga temporal que transmitía al terreno una presión equivalente a las de las estructuras finales.
Proyecto Planta Generadora de Ciclo Combinado GATUN, Panamá
Para mejorar el sitio de construcción formado por arcillas limosas plásticas, lodo marino, y arenas limosas extremadamente blandas, x instalaron en el terreno una serie de Drenes Verticales Prefabricados (DVP) con el fin de acelerar la consolidación de las arcillas y que ésta ocurriera antes de la construcción de la planta, durante una fase prevista de precarga.
Las mechas se instalaron hasta un máximo de 20 m de profundidad y fueron dispuestos en mallas diseñadas según la aceleración de consolidación de suelos requerida. De manera simultánea a la instalación de los drenes, se colocaron piezómetros, placas de asentamientos y pozos para observación de los niveles del agua subterránea, con el objetivo de monitorear el comportamiento del terreno durante la fase de precarga y medir el proceso de consolidación.
Posteriormente a la instalación de los drenes y de la instrumentación, se colocaron terraplenes temporales de precarga, que en algunos casos alcanzaron más de 3.0 m de altura. Según las mediciones constantes y los registros en el tiempo de la presión de poro intersticial, así como de los asentamientos producidos en las diferentes plataformas, fue posible determinar el grado de consolidación de los suelos, y dar fin al proceso de precarga en cada una de las zonas en que se dividió el predio de construcción.
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