EJEMPLO DE JUSTIFICACIÓN TÉCNICA DE LA SUSTITUCIÓN DE UN DREN GRANULAR POR UN GEOCOMPUESTO DE DRENAJE EN EL TRASDÓS DE UNA ESTRUCTURA

1. Descripción del dren granular para el drenaje de la estructura

El dren granular a sustituir tendrá un espesor de 0,5 m y estará trabajando a una profundidad máxima de 9,5 m. Sobre las tierras habrá una sobrecarga por tránsito. El dren natural estará formado por una grava que quedará separada de las tierras mediante un geotextil que actuará como filtro y separación. También se dispondrá de un geotextil entre la impermeabilización del muro de hormigón y las gravas, que actuará como protector de la estructura y de la impermeabilización. La permeabilidad máxima del conjunto geotextil-grava-geotextil es de k = 1 • 10-3 m/s.

2. Cálculo de la capacidad drenante del dren granular

El caudal desaguado por el dren granular se estima mediante la ecuación típica de Darcy:
Q GRAVAS = K • A • i (m3/s) ; q GRAVAS = K • e • i (m3/s•m)
Dónde:
• K = Permeabilidad máxima del material granular = 1 • 10-3 m/s
• A = Sección del dren granular (m2)
• e = espesor del dren granular = 0,5 m
• i = gradiente hidráulico = 1 (en el interior del dren el flujo de agua será vertical).

q GRAVAS = K • e • i = 1 • 10-3 • 0,5 • 1 = 0,5 • 10-3 m2/s = 0,5 l/s•m
El geocompuesto deberá de tener una capacidad drenante superior a 0,5 l/m•s.

3. Cálculo de la capacidad drenante del geocompuesto de drenaje

La capacidad drenante del geocompuesto se obtiene mediante el Test de Transmisividad (Norma ISO 12958) y depende de:
• el gradiente hidráulico (el mismo que las gravas)
• la presión normal a su plano
• condiciones de contorno

4.1. Gradiente hidráulico

En el interior del geocompuesto de drenaje el flujo de agua será vertical (i=1).

4.2. Cálculo de la presión normal al geocompusto de drenaje

En el arranque del muro la presión que ejercerá el terreno sobre el geosintético será:
PH = Ko • (D • h + q)

Dónde:
• PH :presión horizontal
• D: densidad del relleno = 20 kN/m3
• h: altura del muro = 9,5 m (máxima)
• Ko: coeficiente de empuje al reposo = 0,5
• q = sobrecarga = 10 kPa (tráfico)

PH = Ko • (D • h + q) = 0,5 • (20 • 9,5 + 10) = 100 kPa

4.3. Condiciones de contorno

El geocompuesto estará situado entre una superficie rígida (hormigón) y una superficie blanda (el terreno), por lo que se deben de utilizar una combinación de placa rígida y blanda en el Ensayo de Transmisividad (ISO 12958).

5. Conclusión

El geocompuesto de drenaje para drenar más que una capa de gravas deberá de tener una capacidad de drenaje superior a 0,5 l/m.s, sometido a 100 kPa y a gradiente hidráulico i=1 y ensayado según Norma ISO 12958 entre una superficie rígida y blanda.
Para elegir los geocompuestos que drenen más que la capa de gravas, los fabricantes nos tendrán que aportar los datos de sus productos en las condiciones reales de trabajo anteriormente descritas y calculadas.