PIEZÓMETRO TIPO CASAGRANDE
EAP:
Curso:
Ingeniería Geológica
Hidrogeología
Integrantes: Ale
Veliz Veliz José Daniel Espinoza Naupay Iván Farje Parrilla ilner !enja"in #uispe Flores Felipe Fernan$o %eyna &ópez Iván
A'o(
“2016
Piezómetro Tipo Casagrande
1. INTRODUCCIÓN &os piezó"e)ros )ipo *asagran$e son usa$os para "e$ir la presión $e poro en )errenos $e +aja y "e$ia per"ea+ili$a$, Es)án co"pues)os por una uni$a$ $e -il)ro conec)a$o a la super-icie con un )u+o si"ple o $o+le,
2. CONCEPTO !"ICO 2.1.
Pie#$%etro
&os piezó"e)ros se u)ilizan para "e$ir la presión .nivel/ $el agua su+)erránea así co"o en )u+erías0 en vasos co"unican)es0 e)c, &a presión $e poros se pue$e "oni)orear u)ilizan$o e1cavaciones $e o+servación o piezó"e)ros0 los cuales pue$en ser $e tu&o
a&ierto0 neu%'ti(os o $e (a&le )i&ratorio, El )ipo $e piezó"e)ro a seleccionar para ca$a es)u$io especí-ico $epen$e $e las carac)erís)icas $e -unciona"ien)o $el piezó"e)ro y $e su precisión, En la "ayoría $e las aplicaciones geo)écnicas0 los piezó"e)ros se
ins)alan en per-oraciones para "e$ir las presiones $e agua e1is)en)es y )a"+ién el au"en)o o $is"inución $e la presión0 $e+i$o a -ac)ores na)urales o al avance $e la -aena El piezó"e)ro $el )ipo *asagran$e es un piezó"e)ro $e )u+o a+ier)o en el cual el nivel $e agua es "e$i$o $irec)a"en)e $es$e la super-icie con un in$ica$or $e pro-un$i$a$, Aplica$o en el "oni)oreo
$e
aguas
en
Di2ues0
pozos
$e
ali"en)ación0
)erraplenes0 relaveras0 e)c,
2.2.
Pie#$%etro de Casagrande
*os +ie#$%etros Casagrande son usa$os para $e)ec)ar0 "e$ir y "oni)orear la presión $e agua en )errenos $e +aja y "e$ia per"ea+ili$a$ o rocas especí-ica"en)e en la pro!ndidad
instalada o en la p!nta del iltro , 3ípica"en)e un sello $e +en)oni)a es ins)ala$o in"e$ia)a"en)e so+re y en algunos casos por $e+ajo $el -il)ro, El -il)ro es nor"al"en)e conec)a$o a la super-icie con un )u+o si"ple o un )u+o $o+le, El )u+o $o+le provee un ingreso y sali$a $e agua para li"piar el -il)ro in)erno, &a presión $e poro pue$e ser leí$o co"o colu"na $e agua con un in$ica$or $e nivel por)á)il o con )rans$uc)or $e presión inser)a$o en el )u+o a+ier)o ."in, $ia", 4 56/, 7n )rans$uc)or $e presión especial cónico re"ovi+le0 con pun)a ajus)a$a con un 89: ring0 es)á $ise'a$o para a$ap)arse al puer)o cónico $el -il)ro *asagran$e P4;4 para -or"ar un circui)o piezo"é)rico cerra$o,
,igura 2-1:
Esue%a Tí+i(o de Pie#$%etro
/. AP*ICACIONE
*on)rol $el nivel -reá)ico $el )erreno
0. CARACTERTICA
Fil)ros $isponi+les en "o$elos $i-eren)es para a"+os )u+os si"ples
y $o+les >i"ple au)o"a)ización con )rans$uc)or $e presión resis)ivos o $e cuer$a vi+ran)e
Disponi+les con )rans$uc)or $e pun)a cónica 2ue convier)e al
piezó"e)ro *asagran$e en un circui)o cerra$o A"plio rango $e accesorios $isponi+les en -unción $e or$enar el -il)ro $e agua,
. ,UNCIONA3IENTO El piezó"e)ro *asagran$e -unciona con el principio $e los vasos co"unican)es, 7na cel$a o +ul+o poroso cap)a el agua $el in)erior $el suelo en el pun)o $e in)erés y la presión 2ue ac)?a en ese pun)o la eleva a )ravés $e un $uc)o rec)o =as)a una posición .colu"na $e agua/ 2ue e2uili+ra la presión en el +ul+o piezo"é)rico@ si es)e nivel $e e2uili+rio coinci$e con el nivel $e agua -reá)ica e1is)en)e en el si)io0 se )ienen con$iciones =i$ros)á)icas por lo "enos =as)a la pro-un$i$a$ en 2ue se colocó la cel$a per"ea+le0 la al)ura $e la colu"na $es$e la elevación $el +ul+o piezo"é)rico =as)a el nivel $el agua en la )u+ería0 es la "e$i$a $e la presión $e poro en ese pun)o, El -il)ro $e arena evi)a 2ue las par)ículas sóli$as -inas $el suelo e"igren =acia la cel$a $el piezó"e)ro y lo )apen, El sello $e +en)oni)a logra 2ue el agua 2ue se in)ro$uce al piezó"e)ro sea $e una pro-un$i$a$ o es)ra)o especí-ico y no se )engan apor)aciones $e agua $e es)ra)os superiores =acien$o 2ue el nivel $e agua $en)ro $el piezó"e)ro sea precisa"en)e el $e $ic=os es)ra)os, Para "e$ir el nivel $e agua $en)ro $el )u+o ver)ical $el piezó"e)ro0 se e"plea una son$a eléc)rica0 2ue en )ér"inos "uy generales es un circui)o eléc)rico a+ier)o "e$ian)e la separación $e las pun)as $e un ca+le eléc)rico0 el cual al in)ro$ucirse en el )u+o ver)ical y $escen$erlo =ace con)ac)o en el agua cerran$o el circui)o@ en super-icie es)o se ve por2ue se pro$uce un ca"+io $e vol)aje 2ue pren$e una luz o ac)iva una c=ic=arra,
&a variación $e las presiones $e poro se o+)iene con la "e$ición $e las $is)ancias $e la super-icie li+re $el agua en el $uc)o0 respec)o al nivel $e elevación $el +rocal $el )u+o $e PV* $el piezó"e)ro@ con es)a $is)ancia y el nivel $e elevación $el +ul+o piezo"é)rico0 se o+)iene la longi)u$ $e la colu"na $e agua 2ue in)eresa, Des$e su creación y =as)a la -ec=a0 es)e )ipo $e piezó"e)ro se sigue u)ilizan$o por2ue =a $e"os)ra$o $ar resul)a$os con-ia+les si se cons)ruyen correc)a"en)e, El pun)o crí)ico $e la cons)rucción es el sello $e +en)oni)a0 so+re )o$o cuan$o se )iene 2ue colocar a pro-un$i$a$es consi$era+les,
4. INTA*ACIÓN DE PIE5Ó3ETRO DE CAA6RANDE &a ins)alación $e los piezó"e)ros $e *asagran$e son realiza$os por lo general $en)ro $e un son$aje o per-oración0 ya sea realiza$a con -ines =i$rogeológicos0 geo)écnicos o $e e1ploración geológica, En la ins)alación $e es)e )ipo $e piezó"e)ros0 se usan )u+erías y )apas $e PV* >c=e$ule ; $e B6 $e $iá"e)ro0 $e unión rosca$a en los e1)re"os0 $ise'a$as especial"en)e para es)e )ipo $e ins)ru"en)ación,
,igura 4-2:
Esue%a Tí+i(o de Pie#$%etro
,
&a longi)u$ $e la sección ranura$a será $e C "e)ros .es)a longi)u$ pue$e au"en)ar seg?n cri)erio $el supervisor $e ca"po/0 las ranuras serán $e 4 "" $e espesor, Da$o el carác)er )e"poral $e los piezó"e)ros0 general"en)e es)os se rellenan $e arena silícea granula$a con DC; B "", &a arena silicea $e+erá $e ser coloca$a un "e)ro por enci"a $el nivel superior $el )ra"o $e )u+ería ranura$a, Enci"a $e la capa $e arena silícea0 se coloca un sello $e un "e)ro $e espesor $e +en)oni)a granula$a, Final"en)e0 so+re el sello $e +en)oni)a0 se coloca una "ezcla $e +en)oni)a en polvo0 ce"en)o y agua,
En la super-icie el pozo será pro)egi$o "e$ian)e una se'alización 2ue per"i)a su rápi$a u+icación y "oni)oreo, Asi"is"o0 se reco"ien$a la cons)rucción $e un $a$o $e concre)o .e4; c"/ $e ;c"1;c" co"o se "ues)ra en la Figura 4, >e reco"ien$a 2ue el "oni)oreo se realice una vez por $ía $uran)e los pri"eros 4C $ías0 luego una vez por se"ana =as)a an)es $e su $esac)ivación por la -u)ura cons)rucción y operación $e la "ina, En la Figura 4 se presen)a el es2ue"a $e la colocación $e los piezó"e)ros geo)écnicos,
7. 8ERIONE
DE*
PIE5Ó3ETRO
CAA6RANDE
9A!IERTO Ac)ual"en)e se )ienen $i-eren)es versiones $el piezó"e)ro a+ier)o0 en los 2ue se =a sus)i)ui$o el -il)ro $e arena por un geosin)é)ico coloca$o alre$e$or $el +ul+o, 3a"+ién en el proce$i"ien)o cons)ruc)ivo =a =a+i$o innovaciones0 y a=ora algunos piezó"e)ros a+ier)os pue$en colocarse =incan$o la cel$a per"ea+le .Geonor "o$elo B;0 Piezó"e)ro *a"+ri$ge0 e)c,/,
>e consi$era 2ue el proce$i"ien)o $e =inca$o $e+e acep)arse con reserva si $ic=os ele"en)os son coloca$os en "a)eriales coloi$ales +lan$os0 ya 2ue el suelo circun$an)e a la cel$a per"ea+le =inca$a es co"pri"i$o
y
$esplaza$o0
provocan$o
su
re"ol$ea$o
y
consecuen)e"en)e $is"inuye su per"ea+ili$a$ y au"en)a el )ie"po $e respues)a0 el cual po$ría ser "ayor al 2ue )o"aría colocar la cel$a en una per-oración previa $on$e el re"o$elo es "íni"o, &a opinión an)erior surge $el análisis 2ue se =izo $e los -ac)ores 2ue a-ec)an el -unciona"ien)o $e los $renes ver)icales pre-a+rica$os .en el capí)ulo
correspon$ien)e/ y $on$e se concluye 2ue el -ac)or $e re"o$elo a-ec)a $e "anera "uy i"por)an)e la operación a$ecua$a $e los $renes,
El )ie"po $e respues)a0 es $ecir el )ie"po necesario para 2ue el nivel $el agua $en)ro $el )u+o ver)ical alcance el e2uili+rio $epen$erá $e las propie$a$es per"ea+les $el suelo en $on$e se colo2ue la cel$a per"ea+le, Por $ic=a razón0 se reco"ien$a 2ue la cel$a per"ea+le se cons)ruya en es)ra)os $e arena o $e al)a per"ea+ili$a$,
,igura 7-/:
!ul&o de Pie#$%etro A&ierto E%+a(ado En Arena ;
!olsa de 6eote
=. TO3A DE *ECTURA ; C"*CU*O DE PREIONE &a son$a "ás co"?n"en)e usa$a es la son$a eléc)rica0 2ue consis)e en un ca+le $e $os con$uc)ores eléc)ricos con una +arra cilín$rica pesa$a
$e acero ino1i$a+le en su e1)re"o in-erior0 y un $isposi)ivo $e lec)ura, El e1)re"o superior $el ca+le se conec)a a una +a)ería y a un in$ica$or $e luz0 una alar"a o un a"perí"e)ro, &a pun)a se +aja $en)ro $el )u+o $el piezó"e)ro y0 al encon)rar la super-icie $el agua0 el circui)o eléc)rico se cierra y se acciona el in$ica$or, >i se usa un ca+le gra$ua$o0 se )o"a la lec)ura 2ue correspon$a en la posición $el nivel $el +rocal@ en su $e-ec)o0 se "arca el ca+le en ese pun)o y con una cin)a "é)rica se "i$e la $is)ancia en)re es)e pun)o y el e1)re"o in-erior $el ca+le@ en la siguien)e -igura0 se "ues)ran varios )ipos $e son$a,
,igura =-0:
Ti+os De ondas El>(tri(as Para 3edir El Ni)el Del
Agua En Pie#$%etros Casagrande
?. 8ENTA@A ; *I3ITACIONE Algunas $e las ven)ajas $e los piezó"e)ros $e ca+eza a+ier)a son los siguien)es(
>on si"ples y -áciles $e in)erpre)ar,
>u $ura+ili$a$ y per"anencia en el )ie"po es "uy +uena .no e1is)e pro+le"as $e corrosión0 un largo y e1i)oso perío$o $e $ese"pe'o0
no re2uiere "an)eni"ien)o/, >on -áciles $e "an)ener, >e pue$en u)ilizar uni$a$es $e "e$i$a por)á)iles .los $a)os )o"a$os $el
piezó"e)ro
pue$en
u)ilizarse
con
poco
o
ning?n
cálculo "a)e"á)ico/ >e pue$e "ues)rear el agua -reá)ica, >e pue$en u)ilizar para "e$ir la per"ea+ili$a$ $el suelo, *os)o $e ins)alación rela)iva"en)e +ara)o .aun2ue la per-oración pue$e ser cos)osa/, En)re las li"i)aciones $e los piezó"e)ros *asagran$e se pue$e "encionar(
>on $e respues)a len)a con el )ie"po .el )ie"po $e lec)ura es rela)iva"en)e largo y pue$e ser $a'a$o $uran)e cons)rucción o
in)er-erir con el e2uipo/, &os -il)ros pue$en )aparse con la en)ra$a repe)i$a $e agua .&os -il)ros porosos pue$en llegar a o+s)ruirse por la repe)i$a en)ra$a y sali$a $el agua/, El )u+o $e+e e1)en$erse lo "ás ver)ical"en)e posi+le .lo cual e1cluye el "oni)oreo $e áreas por $e+ajo $el e"+alse/, &as ins)alaciones en li"o es)án suje)as a pro+le"as resul)an)es $e la )en$encia $e par)ículas -inas a pene)rar $en)ro $el relleno $e arena0 re$ucien$o la sensi+ili$a$ $el piezó"e)ro, &a li"i)ación "ás i"por)an)e es 2ue no per"i)en "e$ir los niveles pico $e presión $uran)e )or"en)as cuan$o los piezó"e)ros se encuen)ran ins)ala$os en arcillas
Tabla con un resumen de las características de los piezómetros Casagrand Neumátic
Cuerda
e
o
Vibrante
Respuesta
Lenta
Rápida
Rápida
Precisión
Alta
Media
Alta
Automación
Imposible
Di!cil
"imple
#one$ión a un data%lo&&er
'o
'o
"im
'o
'o
"!
Ries&o potencial de da(os por descar&as el)ctricas
1. RE,ERENCIA Juarez !a$illo .B;;C/@ ecánica $e >uelos0 !aHel"a,
