INSTALACION DE PIEZOMETROS

INSTALACION DE PIEZOMETROS

Con un piezómetro podemos  medir la presión del agua contenida en una determinada estructura geológica ya sea un talud para pronosticar los movimientos de determinadas estructuras debido a la presencia del agua, tenemos varios tipos de piezómetros pero el método típico de instalación de un piezómetro es dentro de una perforación vertical. La punta del piezómetro va dentro de una bolsa de arena, la longitud de la bolsa debe ser cuatro veces el diámetro de la apertura de perforación que no pasa los 30 cm.

Se usa arena cuyo diámetro vaya entre 0.2 y 1.2 mm para rellenar la bolsa asi la arena funciona como filtro del suelo del talud. Usamos bentonita (una arcilla de grano muy fino (coloidal) del tipo de montmorillonita que contiene bases y hierro.) para sellar la bolsa de arena. si el piezómetro no se instala en el fondo del sondeo,  se coloca un  sello de bentonita por debajo de la bolsa de filtro.

La longitud restante del piezómetro se rellena con una lechada de cemento y bentonita. Se coloca una caja después de la instalación para la seguridad. El ensayo se valida midiendo cuantas veces sea posible repetir el experimento de tal manera y la instalación dará una lectura correcta.

Según Abramson en 2002 se debe tenerse en cuenta que es muy importante desairear y saturar el elemento poroso antes de la instalación ya que así no se altera la  presión real. Igualmente, se debe tener mucho cuidado con los sellos de impermeabilización.  

INSTALACION DE PIEZOMETROS DE CABEZA ABIERTA

Los procedimientos para la instalación de los piezómetros abiertos están en función de las condiciones de los materiales que se atraviesan y las que establece el proyecto. Los casos que se presentan son los siguientes:

• Instalación en laderas o taludes.
• Instalación en cimentación
• Instalación en obra terminada.

Instalación en laderas o taludes.

Para instalar un piezómetro se ubica la  posición del brocal del tubo, así como su elevación con respecto a un banco de nivel.

Se perfora de manera vertical. Si la perforación atraviesa suelos inestables se producirá derrumbes, se  usa un  ademe metálico recuperable; no se deben utilizar lodos de bentonita como estabilizadores de las paredes de barreno.

La perforación se hace  hasta una profundidad de 50 cm debajo del bulbo. Previo al descenso del bulbo, se vierte arena gruesa a media, limpia, bien graduada, en sobre el fondo del barreno; en tanto, el piezómetro se envuelve en arena gruesa a fina, luego se extrae el ademe antes de bajar el piezómetro. Para el descenso se acoplan los tramos de tubería de PVC, lo que protege el instrumento cuidando su limpieza interna, luego serán retirados.

Al bajar el bulbo piezométrico a su posición (asentarse sobre el relleno de arena, previamente vertido). La zona piezométrica se sella al colocar sobre el empaque de arena, esferas de bentonita (pellets). Se proteje con un cajón de concreto el instrumento para su seguridad.

En el caso de condiciones de asentamiento regional, el tubo de PVC del piezómetro se protege con un tubo galvanizado de 5.08 cm (2 in) de diámetro.

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INSTALACION DE PIEZOMETROS NEUMATICOS

Se localiza el punto de instalación se perfora verticalmente hasta 60cm de profundidad, el método tradicional consiste en la perforación vertical de un barreno de 10.16 cm (4 in) de diámetro hasta una profundidad de 60 cm, no se usa  lodo de perforación; en el caso de desprendimientos, éstos se evitan con ademe metálico recuperable.

Previo a la colocación del piezómetro, en el fondo del barreno se vierte arena bien graduada que pasa la malla de 1.27 cm (1/2 in) y se retiene en la malla No. 4 (0.476 cm). Antes de colocar el bulbo piezométrico en su posición, se envuelve con arena bien graduad y una malla luego se conecta las mangueras al bulbo piezométrico para evitar fugas  se les introduce en un recipiente con agua y se les aplica una presión de 0.2 kg/cm a 0.5 kg/cm. Después de conectar las mangueras y de protegerlas con la tubería de PVC, el piezómetro se introduce en el barreno y se coloca sobre la arena previamente vertida. Enseguida se agrega más gravilla hasta cubrir completamente el bulbo 40 cm sobre la conexión de las mangueras; en el caso de usarse ademe metálico, se debe extraer para que la gravilla se asiente,  el espesor  se controla con una sonda. Sobre esta capa de arena se coloca el sello que se forma con esferas de bentonita (pellets). Una vez instalado el piezómetro, se registran los datos de identificación del bulbo, de las mangueras de inyección y retorno, coordenadas y elevación. Cuando se instalan piezómetros con diferentes coordenadas, pero de igual elevación, las mangueras deben distinguirse por diferentes colores y con una etiqueta de identificación

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INSTALACION DE PIEZOMETROS DE CUERDA VIBRANTE

 Antes de la instalación se debe tener una lectura base en el ambiente local antes de ir al subsuelo.

El piezómetro de cuerda vibrante se diferencia de otros tipos de sensores de presión en que siempre indican una lectura no nula con presión cero, que se toma como lectura inicial o lectura base. Por tanto, es indispensable determinar con exactitud tal valor inicial para cada piezómetro, ya que esta lectura se usa en el procedimiento de todos los datos subsecuentes.

Actualmente se tienen dos procedimientos: el primero  es la técnica tradicional descrita en la instalación de los piezómetros abiertos, el segundo caso es consiste en colocar el piezómetro a la profundidad de proyecto y luego rellenar totalmente el barreno con una lechada de cemento bentonita (fully Grouted method) con una rigidez similar a la del material circundante; con este segundo procedimiento es posible instalar en el mismo barreno más de un piezómetro en diferentes niveles; incluso, en los barrenos para tubería de inclinómetro pueden instalarse piezómetros que se asocien a los niveles en los que se miden desplazamientos.

Basicamente consiste en colocar el piezómetro dentro de un barreno, a la profundidad de proyecto y rellenar el barreno con un mortero de cemento-bentonita con las proporciones tales que al fraguar adquiera una rigidez similar al suelo en el que se instala el piezómetro. Este método se describe a continuación:

1. Realice una perforación de 14 cm de diámetro.
2. Utilice lodos estabilizadores o ademe metálico, para estabilizar las paredes del barreno.
3.  Utilice un tubo de PVC de 2.54 cm (1 in) de   diámetro como tubo inyector de lechada.
4. Tienda el tubo inyector en el terreno para facilitar  las maniobras de ensamblado.
5. Sature el extremo del sensor que contiene el filtro  (siga las instrucciones del fabricante).
6.  Coloque el sensor con el filtro hacia arriba y átelo al  tubo de inyección, en la posición que corresponda al proyecto.
7. Ate el cable eléctrico del sensor al tubo de inyección, procure dejar poco tenso el cable.
8. Introduzca y haga descender el tubo inyector hasta que el sensor quede en la profundidad de proyecto.
9. Conecte el cable del sensor al dispositivo de lectura
10. Tome una lectura inicial.
11.  Utilice el tubo de PVC para inyectar la lechada dentro del barreno
12. Si utiizó ademe metálico, extraiga lentamente dicho  ademe a medida que va introduciendo la lechada.
13. Tome las lecturas al terminar la inyección.

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EL USO DE LOS PIEZÓMETROS EN EL ESTUDIO DE LOS DESLIZAMIENTOS

Los piezómetros generalmente se instalan como parte de las investigaciones del sitio, antes de que se tenga información sobre la localización de la superficie de falla;  por ello la cabeza va cerca a la superficie de falla. Igualmente, es importante que se puedan medir las presiones del agua subterránea durante largos periodos de tiempo.

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