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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA
PROYECTO: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE WELLPOINT
Avance 1 - TE Nº4
Curso : DRENAJE HH433G
Docente s :Ing. MANSEN VALDERRAMA, Alfredo.Ing. CASTILLO NAVARRO, Leonardo.
Estudiantes : PALPÁN FLORES, Jeandir AlejandroMOYA TAIPE, Jhon SalvadorMENDOZA MENDOZA, GeinerGONZALES CHAMPA, Nils FredikTUME DE LA TORRE, Marco Antonio
Fecha : 22/04/2023
LIMA – PERÚ2015
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVILDEPARTAMENTO ACADÉMICO DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA
DRENAJE HH433G
ÍNDICEINTRODUCCIÓN................................................................................................3
I. OBJETIVOS:.................................................................................................4
II. ASPECTOS TEÓRICOS:..............................................................................4
2.1. SISTEMA WELLPOINT..........................................................................4
2.2. ELEMENTOS DEL SISTEMA WELLPOINT...........................................7
2.3. APLICACIONES DEL SISTEMA WELLPOINT......................................7
III. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPO WELLPOINT.................8
3.1. MATERIALES Y EQUIPOS....................................................................8
3.2. DISEÑO DEL PROTOTIPO...................................................................8
3.3. PLANOS.................................................................................................8
3.4. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO...................................................8
3.5. GALERÍA DE IMÁGENES......................................................................8
IV. CONCLUSIONES......................................................................................8
V. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES.............................................8
VI. REFERENCIAS.........................................................................................8
VII. ANEXOS....................................................................................................8
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DRENAJE HH433G
INTRODUCCIÓN
En el mundo existen tipos de suelos en los que la cimentación de una
estructura es altamente complicada por la presencia de nivel freático
superficial y por el tipo de suelo del terreno a cimentar, especialmente en
suelos potencialmente licuables tal como las arenas.
En estos casos se requiere de soluciones especiales de drenaje, como hacer
uso de los Wellpoint, o del caisson como mecanismo para poder realizar la
cimentación.
El presente trabajo tiene como objetivo principal la realización de un modelo de
wellpoint a escala reducida, el cual se dimensionara y construirá con el fin de
ver el abatimiento del agua formado en su funcionamiento.
PROYECTO: “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA WELLPOINT”
I. OBJETIVOS:
Mostrar mediante un ensayo experimental el procedimiento de como abatir el
nivel freático mediante el sistema wellpoint.
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Dimensionar las partes que componen el wellpoint tales como punteras, filtros,
espaciamientos, bomba de succión, colector, mangueras etc.
Conocer las distintas aplicaciones del sistema wellpoint en casos reales.
II. ASPECTOS TEÓRICOS:
II.1. SISTEMA WELLPOINT
El sistema de bombeo por generación de vacío conocido en ingeniería civil como
Wellpoint es un método de control de descenso de agua subterránea aplicable
en terrenos granulares de diversa densidad y graduación. Su mayor eficiencia,
dado su diseño, se presenta en arenas de grano medio, de comportamiento no
plástico. Es igualmente aplicable en otros tipos de terrenos (arcillas, arenas
mezcladas, limos, etc.), si bien estos terrenos condicionan su diseño de montaje,
regulación y ajuste discretizado. Como ventaja fundamental presenta la
necesidad de mínimo gradiente hidráulico gravífico exterior al sistema, dado su
mayor número de puntos de captación frente a otros métodos.
Los drenajes con equipos Wellpoint permiten la excavación del terreno bajo nivel
freático mediante un bombeo especial que mantiene el equilibrio entre
aportación y extracción.
El drenaje con el sistema Wellpoint es el más económico y de más rendimiento
de todos los sistemas de drenaje. Es práctico y efectivo bajo la mayoría de las
condiciones hidrológicas y tipos de suelo.
La estructura del Wellpoint consiste en una serie de puntas filtrantes instaladas
alrededor del área a drenar y unidas a un colector por el cual el agua es aspirada
mediante una bomba de agua especial y una bomba de vacío. La instalación se
calcula en función de los estudios geotécnicos y el proyecto de obra.
Debido al tipo de materiales utilizados de tipo mecano las instalaciones son muy
versátiles, pudiendo instalarse montajes sencillos de un solo equipo a un nivel
(ver figura 01), y rebajar la capa freática hasta 7 metros o escalonado a varios
niveles (ver figura 02), con un equipo por nivel y rebajando el terreno en forma
de talud.
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Figura 01. – Detalle de un sistema de Wellpoint de un solo nivel
Figura 02. – Detalle de un sistema de Wellpoint escalonado, es decir instalado a
varios niveles, para lograr abatir el NF mayor profundidad.
En el diseño de la instalación influyen diferentes factores: la tipología del suelo,
el coeficiente de permeabilidad, la cota de la napa freática y las condiciones
logísticas de la actividad. Una vez recopilados todos los datos se calcula el tipo
de instalación y su diseño, la distancia entre las lanzas, la profundidad y el tipo
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de lanzas. Existen diferentes tipos de lanzas; dependiendo del tipo de suelo se
instalan unas u otras.
Así mismo se disponen diferentes técnicas de montaje tal y como lo vemos por
ejemplo en la figura 03.
Figura 03. – Detalle del montaje de un sistema de Wellpoint con dos bombas de succión, alrededor de la zona de excavación.
El éxito de la operación radica en mantener el nivel freático estable a la
profundidad deseada sin sobredimensionar la instalación, lo que conllevaría un
mayor coste económico de alquiler y de consumo eléctrico.
El vacío creado por el equipo y los elementos de filtración dirigen el flujo de
aguas subterráneas hacia los Wellpoints, en una velocidad que varía según la
permeabilidad del terreno. Algunas instalaciones Wellpoint deben quedarse en
funcionamiento sin interrupción 24 horas, con el fin de evitar un ascenso del nivel
que conllevaría inevitables e importantes daños. Por este motivo los equipos
Wellpoint son máquinas muy resistentes y configuradas para trabajar bajo las
mayores adversidades.
Como principal inconveniente o limitación, citamos la cota de aspiración
impuesta por el máximo vacío efectivo (en la práctica, en torno a 6 m),
dependiendo de las condiciones de contorno de trabajo. Esta limitación puede
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ser superada mediante líneas distintas de Wellpoint, según muestra el esquema,
lo que deberá ser evaluado, ante la necesidad de espacio requerido y su coste
aparejado, frente a otros sistemas alternativos.
II.2. ELEMENTOS DEL SISTEMA WELLPOINT
Se trata de un equipo autoaspirante para el bombeo por vacío del agua, en
terrenos donde el nivel freático está en una cota más alta que la cota de trabajo.
Es un equipo eficaz y económico que mediante lanzas de drenaje hincadas en el
terreno, aspira e impulsa las aguas del nivel freático mediante una bomba de
vacío, a través de conducciones, y las conduce al punto de desagüe deseado.
El agotamiento se produce en muchos puntos a la vez por lo que se reduce el
posible efecto del arrastre de finos que se produce al utilizar por ejemplo bombas
de fondo para el agotamiento del nivel freático.
Permite agotar hasta 7 m de columna de agua de forma efectiva en terrenos
con permeabilidades comprendidas entre 10 -2 y 10 -5 m/s.
Figura 04. – Componentes básicos del sistema de Wellpoint.
II.3. APLICACIONES DEL SISTEMA WELLPOINT
III. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPO WELLPOINT
III.1. MATERIALES Y EQUIPOS
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A continuación se muestran los materiales y equipos que nos servirán para crear
nuestro modelo.
Caja de Vidrio
Silicona
Arena Granular
Piedra chancada
Conexiones
Punteras.
Bomba de vacío.
Mangueras de unión.
Colector
Filtro
Cintas, pegamentos, cuchillas
Etc.
III.2. DISEÑO DEL PROTOTIPO
III.3. PLANOS
III.4. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
III.5. GALERÍA DE IMÁGENES
IV. CONCLUSIONES
V. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES
VI. REFERENCIAS
VII. ANEXOS
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