En ingeniería se denomina cortina o presa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye para crear un lago artificial o derivar un rio.
INTRODUCCIÓN
TIPOS DE CORTINAS
1. Cortinas de concreto:Estructura más utilizadas en los países desarrollados ya que con éste material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas.
Son estructuras permanentes
que requieren poca
2. Cortinas de tierra:
Son las más utilizadas en los países subdesarrollados ya que son menos costosas.
Estructura que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas.
Los materiales más utilizados en su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas.
Es necesario añadirles un elemento impermeabilizante que puede ser arcilla, hormigón, asfalto o algún material sintético.
3. Cortinas de enrocamiento:
La manera de ejecución y su trabajo estructural son diferentes. El elemento de retención del agua es una cortina formada con fragmentos de roca de varios tamaños, que soportan en el lado del embalse una cara de hormigón la cual es el elemento impermeable. La pantalla o cara está apoyada en el contacto con la cimentación por un elemento de transición, que soporta a las losas de hormigón.
Una característica de estas cortinas es que su aliviadero se coloca fuera del cuerpo de la cortina para evitar filtraciones u otras afecciones al material
1. Cresta o corona
2. Revestimiento de la corona 3. Filtros
4. Corazón o núcleo impermeable 5. Trinchera
6. Transiciones 7. Enrocamientos 8. Deposito aluvial 9. Roca basal
10. Talud aguas arriba 11. Talud aguas abajo 12. Pantalla de inyecciones 13. Galería 14. Drenes 15. Pozos de alivio 16. Embalse 17. Bordo Libre 18. Altura de la cortina
PRESAS DE TERRAPLEN - PARTES
COMPONENTES Y DEFINICION DE TERMINOS
Cortina o PresaSon términos sinónimos tienen por objeto crear almacenamiento de agua o derivación de un rio, normalmente se denomina terraplén
Boquilla o Sitio
Lugar escogido para la construcción de la cortina
Sección de la Cortina
Cualquier corte transversal de la presa
Altura de la Cortina
Distancia máxima entre la corona y la cimentación; no necesariamente coincide esta medida desde el cauce del rio
Corona o Cresta
Parte superior de la superficie que en ciertos casos atraviesa una carretera o ferrocarril; normalmente es parte de la protección frente al oleaje y sismo
COMPONENTES Y DEFINICION DE TERMINOS
Talud
Cualquier plano que constituye una frontera entre los materiales de la cortina o con el medio circundante
Corazón impermeable
También llamado núcleo de tierra, es el elemento de la presa que cierra el paso del agua contenida en el embalse
Respaldos Permeables
Son masas granulares que integran también el corazón impermeable, que puede estar formado por filtros, transiciones y enrocamientos.
CLASIFICACION DE LAS CORTINAS
De acuerdo al procedimiento Constructivo se tiene dos tipos de Cortina: 1. Presas de Relleno Hidráulico
1. Presas de Relleno Hidráulico
- Los materiales son conducidos y colocados en la cortina por medios hidráulicos - Los fragmentos mas gruesos se depositan en la vecindad de los taludes exteriores
- La fracción arcillosa o limosa se sedimentan en la parte central, y entre esta y la masa granular queda una zona de transición.
CARACTERISTICAS
- Los materiales se colocan de manera suelta - La resistencia la corte es menor
- La compresibilidad y licuación son mayores - Volumen Superior
2. Presas de Materiales Compactados
Las características de la sección de una presa depende de : - Disponibilidad de Suelos y roca
- Propiedades mecánicas - La topografía del lugar - Las condiciones geológicas
A continuación se describen secciones típicas y se indican las razones principales que determinan su elección:
2.1 Presas Homogéneas
- Construida exclusivamente con tierra compactada
- Tiene protección contra el oleaje en el talud aguas arriba
Por condiciones propias de la cimentación y de los materiales disponibles se construyen cortinas importantes de este tipo en la actualidad
2.2 Presas Homogéneas con Filtros
- En al base de terraplén tiene un filtro formado con arena bien graduada; el espesor y longitud de este elemento son susceptibles de diseño mediante estudios de flujo en la masa de tierra
- Debido al uso de materiales sensibles al agrietamiento y la cimentación sobre suelos compresibles; se ha incluido un dren horizontal o chimenea vertical; esta incorporación de estos elementos de drenaje evitara la tubificación.
2.3 Presa de materiales graduados
Los materiales se distribuyen en forma gradual - Suelos finos en el corazón
- Filtros
- Transiciones a los enrocamientos - En general la sección transversal
2.4 Presas de Enrocamiento
- Masa de roca voluminosas comparada con el corazón impermeable
- El corazón impermeable puede ocupar la parte central o bien puede ser inclinado aguas abajo
Las presas de enrocamiento con el corazón de tierra compactada, central o inclinado, son la que también mayormente se ejecutan.
2.5 Presas con Pantalla
- Se utiliza este tipo de presa cuando el terreno de fundación es (aluvión) es permeable - Se tiene 02 tipos de solución
a. Delantal de arcilla compactada se prolonga horizontalmente del corazón aguas arriba
b. Pantalla Impermeable formada a base de inyecciones
ALCANCES FINALES
La adopción de los tipos de presas de tierra y roca; responde al criterio siguiente: - Conveniencia de construir una estructura económica y segura
- Disponibilidad de los materiales para la construcción (volumen de explotación) - Características de la roca para los empotramientos
- Conocer las condiciones topográficas; hidrológicas y sísmicas del lugar
Finalmente la solución es consecuencia de un estudio de mecánica de suelos y mecánica de rocas aplicados a un criterio económico en la obtención de la estructura que satisfaga la finalidad del proyecto y cumpla con los requisitos mínimos de seguridad.
CRITERIOS DE
DISEÑO
OBJETIVO
Conocer y analizar los factores que pueden afectar al diseño, así como los métodos de diseño contra deslizamiento
Todo proyecto debe complementarse con un programa de ejecución y una estimación de costos; este es ultimo es importante con la finalidad de tener imprevistos si:
a.) Aumenta el grado en detalle las investigaciones en campo.
b.) Tener un extremo cuidado en la planeación de la programación de la construcción, sobre todo teniendo en consideración clima y tiempo disponible
1.0 FACTORES QUE AFECTAN AL DISEÑO
El diseño de una cortina de tierra y enrocamiento está basado en estudios analíticos, además de la experiencia del proyectista.
Además las características en particular de cada sitio, por que para cada sitio puede existir una gran variedad de soluciones económicas como funcionales, los factores que afectan al diseño son:
a.) FUNCIÓN DE LA OBRA:
Dependiendo del uso, estilo y clasificación de la presa se deben de considerar los factores de diseño de acuerdo al sitio dado
Las filtraciones deben proyectarse de tal manera que sean lo menos posible debido a la escasez y el costo del agua; por tal motivo es recomendable diseñar una sección con corazón impermeable y trincheras con materiales impermeables.
Todas las pérdidas del agua por flujo a través de la cimentación y de los empotramientos son excesivos dependiendo de la finalidad de la obra.
En unos depósitos de agua el nivel de ésta siempre se mantiene constante y por lo tanto jamás está sujeta a las condiciones del "vaciado rápido". La función de la obra es un factor determinante de las dimensiones de la cortina de las obras de excedencia afectando las condiciones de diseño, tratamiento de la cimentación y de empotramientos.
b.) TIPO, CALIDAD Y LOCALIZACIÓN DE LOS MATERIALES:
Para hacer la selección y distribución de los materiales que se han de utilizar en cortinas deben de tomarse en cuenta; distancias de acarreo, operaciones de extracción y proceso de los materiales con la finalidad de un costo bajo
En general el diseño más económico de una cortina se debe a que se utiliza para su construcción materiales de la región más cercanos.
La boquilla puede ejercer una gran influencia en el diseño de la cortina, en algunos casos el tratamiento de la cimentación puede ser difícil e importante.
c.) CARACTERÍSTICAS DE LA BOQUILLA, DE CIMENTACIÓN Y DEL VASO:
Cuando la cimentación es de baja resistencia, el esfuerzo cortante en la base del terraplén es amplio, lo mismo cuando se presentan suelos falsos en la cimentación que podrían causar asentamientos diferenciales.
La necesidad de manejo del río durante su construcción es de gran importancia, cuando la boquilla es angosta y taludes muy inclinados, el río puede ser desviado por túneles para que sobre toda la longitud de la cortina se pueda trabajar.
d.) DESVIACIÓN DEL VASO:
Las presas de tierra deben de ser protegidas por la acción de las olas en el paramento mojado, la altura del bordo libre, y la protección que depende la longitud del embalse y la velocidad de los vientos.
e.) ACCIÓN PROBABLE DEL OLEAJE:
El oleaje que puede alcanzar una altura de 2.5 m, y su acción actúa rápidamente en el paramento mojado, produce fuerzas de impacto que algunas veces llega a tener valores elevados.
Para reducir la acción del oleaje se construyen rompeolas de concreto reforzado o concreto asfáltico o en su caso enrocamiento según en la zona en que se encuentre para una mayor economía.
El clima y el tiempo que generalmente están ligados entre sí y ala vez con los materiales existentes para la construcción puede afectar de una manera considerable al diseño
f.) CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS DE LA REGIÓN:
En regiones áridas y semiáridas es mucho más fácil que cualquier otro clima controlar la construcción.
Con datos geológicos de la región el diseñador puede determinar la localización de los túneles de desviación, vertedor, cimacio, etc. teniendo en cuenta la naturaleza de las formaciones que se encuentran en cada una de estas obras, con el objeto de tomar las medidas necesarias
g.) CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y SISMOLÓGICAS DE LA REGIÓN
Por lo que respecta a la sismicidad de cada región el criterio de diseño es más conservador, debido a que es muy difícil de analizar el comportamiento real de una cortina de tierra sometida a una excitación dinámica. Por lo cual en el diseño se toman medidas de seguridad que consiste en darles dimensiones mayores.
En el diseño, debe tomarse en cuenta en todos los factores ya descritos y sus factores de seguridad, están restringidos por otras tales como la capacidad del vaso y su localización con respecto a centros de población o zonas de gran valor económico y por la importancia general de la obra.
2.0 CAUSAS POTENCIALES DE FALLA
Middlebrooks, 1953; efectuó una revisión de fallas recurrentes en presas de tierra y enrocamiento construidas en Estados Unidos, los mismos que se muestran en los cuadros siguientes:
CAUSAS DE LA FALLA PARCIAL O TOTAL PORCENTAJE TOTAL (%) Desbordamiento 30 Flujo de Agua 25 Deslizamientos 15
Fugas en conductos enterrados 13
Erosión de Taludes 5
Otras causas 7
Causas desconocidas 5
Ante las fallas por desbordamiento, es urgente revisar las presas en construcción y operación que no se hayan tomado en cuenta para el diseño.
Desbordamiento Fugas en conductos Flujo de Agua Deslizamientos 9 23 16 29 17 50 34 24 9 9 13 12 30 9 13 12 13 5 12 12 10 4 6 11 9 0 6 0 3 0 0 0 40 - 50 50 - 100 0 - 1 1 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40
CAUSA DE LA FALLA PARCIAL O TOTAL EDAD DE LA PRESA
(años)
3.0 DISEÑO CONTRA DESBORDAMIENTOS
La defensa de la presa contra desbordamiento temporal producido por oleaje de viento o sismo se hace mediante un bordo libre, definido como la distancia vertical entre el punto mas bajo de la corona y el nivel del embalse cuando el vertedor trabaja a su capacidad de diseño.
En la estimación del bordo libre mínimo necesario debe considerarse también la magnitud probable de los asentamientos de la corona por deformación del terraplén y de la cimentación
=
+
+
+ ∆ +
sobrelevación del embalse en la cortina debida al arrastre del agua por el viento
altura, sobre el nivel del embalse sobrelevado, de la cresta de las olas producidas por viento
altura de rodamiento de las olas sobre el talud, medida desde la elevación de sus Crestas ∆ asentamiento máximo de la corona
Características del Oleaje
- Para taludes usuales en presas de tierra y enrocamiento (1.5:1 a 4:1) el valor de +
varia entre 1.33 y 2 veces la altura del oleaje, dependiendo principalmente de la rugosidad del talud
- La altura adicional de seguridad cubre posibles errores por asentamientos diferenciales o por sismo tiene valores que varían entre 1 y 4 metros dependiendo de las condiciones locales
4.0 DISEÑO CONTRA FLUJO INCONTROLADO
Los efectos nocivos del flujo de agua pueden ser la causa directa de colapso cuando producen tubificación, reblandecimiento o subpresión excesiva en alguna parte de la estructura o de su cimentación, y pueden provocar la falla indirectamente cuando el agua actúa como agente erosivo, previa aparición de grietas en las porciones impermeables de la cortina, o rotura de conductos enterrados
4.1 Permeabilidad del Vaso
El caso mas obvio de falla de una obra de almacenamiento seria el consistente en la fuga del agua a través de conexiones permeables del vaso con el exterior.
Estas conexiones generalmente están constituidas por fracturas, contactos permeables o conductos de disolución.
No se tiene un análisis o diseño; se recomienda estudiar minuciosamente la geología regional y local; en lo relativo a :
d. topografía del nivel freático.
a. fracturas abiertas o rellenas de material permeable o erosionable b. contactos permeables entre formaciones geológicas diversas
4.2 Tubificación
Un proceso de erosión iniciado en el lado de aguas abajo de una presa (sobre el talud o en la cimentación) puede progresar de esta manera hacia el embalse en la forma de un ducto o tubo, como se muestra
Al avanzar el proceso, se generan concentraciones de flujo y gradientes hidráulicos cada vez mayores en el extremo de aguas arriba del ducto, hasta que, al llegar a las proximidades del embalse, se crea una vía continua para el agua y la falla de la presa es inminente. El fenómeno descrito se denomina tubificación
4.3 Agrietamiento de la Cortina
El agrietamiento, a su vez, puede deberse a cualquier fenómeno que induzca tensión en las zonas impermeables, como asentamientos diferenciales de la cortina, flexión de la sección impermeable cuando es muy delgada, secado o deficiente colocación de materiales con propiedades esfuerzo - deformación diferentes.
Las grietas transversales son obviamente las mas peligrosas. Ocurren cuando los estratos compresibles de la cimentación o las zonas impermeables del dique presentan, a lo largo del eje de la cortina, cambios bruscos de compresibilidad o de dimensiones.
Las deformaciones diferenciales de la cimentación son la causa mas frecuente de grietas longitudinales en una cortina.
las grietas longitudinales son mas frecuentes, al menos en presas de sección compuesta por una zona central impermeable y respaldos de enrocamiento colocado a volteo.
4.4 Capacidad de retención y drenaje de los filtros
Para ser eficiente, la permeabilidad de cualquier filtro debe ser mucho mayor que la del suelo que protege
Es aceptable un filtro con permeabilidad mínima 50 veces mayor que la del suelo, pero usualmente se pretende que la permeabilidad del filtro sea 100 o mas veces mayor
≥ 100
Por tanto, los filtros deben de cumplir las condiciones siguientes :
si se satisfacen si sus características granulométricas siguientes : - Permeabilidad - Capacidad de retención
(
)
(
) ≤ 5 ≤
(
)
(
)
La capacidad hidráulica es otro aspecto a analizar al dimensionar los filtros de una presa En aplicación de la ley de Darcy, el espesor mínimo del filtro inclinado con permeabilidad k debe ser :
=
Donde:
<
q; gasto total hacia le filtro por unidad de longitud de la presa, calculado a partir de la red de flujo El gasto por unidad de longitud de lapresa que puede pasar a través del filtro horizontal; se da por la
formula de Dupuit
=
ℎ − ℎ
2
Donde: y cargas hidráulicas a-b y c-dh1 h2
Considerando un factor de seguridad de 2 en el gasto; el espesor mínimo del filtro horizontal esta dado por :
=
4
Donde: h1 = d2 y h2 = 0
Finalmente, en los filtros o transiciones cuya función principal es proteger a la presa contra una falla catastrófica por agrietamiento, el espesor necesario no se puede cuantificar sino empíricamente
4.5 Análisis cuantitativo del agrietamiento
Mas adelante se hará la descripción de una técnica de análisis de una cortina para cuantificar los problemas de agrietamiento mediante el método de elementos finitos
4.6 Conductos enterrados
La colocación de un conducto de agua (generalmente perteneciente a la obra de toma) a través de un terraplén o de una cimentación deformable lleva implícitos riesgos de tres clases
a.) fugas a traves de juntas y fisuras, con sus consecuencias en las propiedades de los suelos que las reciben
b.) fallas estructurales del ducto por incompatibilidad a deformación con el medio en que yace, o por excesiva presión de contacto con el mismo
Por eso siempre se tratara de evitar la colocación de conductos a través de un terraplén o de una cimentación compresible
Cuando resulte indispensable hacerlo, se deben colocar dentro de una pequeña trinchera abierta en la roca, rellenando después con material cuidadosamente compactado
El diseño de la sección del ducto bajo carga estática puede efectuarse superponiendo a la presión exterior del agua las siguientes presiones debidas al suelo:
a. Un presión vertical igual al peso efectivo de toda columna de suelo superyacente
b. Una presión horizontal efectiva proporcional al alargamiento del diámetro horizontal del tubo, que resulta, para un ducto de sección circular
= 0.26 + 0.17 2.7 + 0.17
Donde :
Peso propio de una porción del ducto de longitud unitaria Modulo de elasticidad del material del conducto
Momento de inercia de una sección transversal de longitud unitaria de la pared del ducto
Modulo de deformación del suelo en términos de esfuerzos efectivos y bajo cargas sostenidas Radio medio del surco
4.7 Condiciones de seguridad contra flujo incontrolado
Los problemas que crea el flujo de agua a través de la cimentación y de la cortina de presas de tierra, como son : tubificación, agrietamiento, reblandecimiento y sub presión
Se deberán de tomar las siguientes medidas de seguridad frente a flujo incontrolado:
a) Debe evitarse que las condiciones geológicas de la cimentación o del vaso permitan concentraciones de flujo intolerables hacia fuera del embalse
b) El contenido de agua y la energía de compactación de los suelos del corazón impermeable deben ser tales que los asentamientos posteriores a la construcción resulten mínimos.
c ) Los diversos materiales de la cortina deben distribuirse adecuadamente, proveyendo zonas de transición de espesor y granulometría adecuados a ambos lados del corazón impermeable, especialmente en cortinas en que son posibles asentamientos diferenciales de importancia.
d) Debe procurarse que las propiedades mecánicas (compresibilidad, resistencia y permeabilidad) del material colocado en las zonas impermeables sean uniformes, a fin de minimizar las posibilidades de deformación diferencial, arqueo, agrietamiento o concentración del flujo de agua.
e) El gradiente de salida aguas abajo de la presa debe ser mucho menor que la unidad y, si la cimentación es de material terreo, el agua debe descargar a un filtro invertido de espesor y granulometría adecuados.
f ) Las filtraciones a través de la cortina o de la cimentación deben observarse continuamente aguas abajo de la presa, y, cuando las condiciones geológicas favorecen la creación de subpresiones altas, deben instalarse pozos de alivio
g ) La compactación de los suelos finos en los contactos con la boquilla o con estructuras rígidas debe ser especialmente cuidadosa, a fin de impedir que tales contactos constituyan vías de fácil acceso para el agua.
h ) Deben evitarse los conductos a través de terraplenes o cimentaciones compresibles y, cuando sean ineludibles, diseñarlos conservadoramente.
5.0 DISEÑO CONTRA DESLIZAMIENTOS 5.1 Métodos de análisis
El diseño contra deslizamientos tiene por objeto verificar que la inclinación de los taludes no sea tan grande que resulte en valores esperados muy altos de los daños por deslizamiento, ni tan pequeña que de lugar a un costo inicial excesivo de la cortina
a) el calculo de esfuerzos y deformaciones en todo el terraplén y su cimentación mediante solución numérica de las ecuaciones de la mecánica de medios continuos
b) la determinación, por análisis limite, de la relación entre esfuerzo cortante y resistencia a lo largo de superficies que definan un mecanismo potencial de falla; en este caso es necesario un proceso de tanteos para hallar el mecanismo con mínimo factor de seguridad
5.2 Condiciones criticas en la estabilidad de una presa
Las condiciones de deslizamiento de una presa pasa por 04 estados críticos:
a) Al final de la construcción: Durante el proceso de construcción de una presa, las porciones poco permeables de la cimentación y del terraplén sufren, por una parte, aumentos sostenidos de esfuerzo cortante y por otro lado incrementos de resistencia
b) A largo plazo y con presa llena : Al llenarse el embalse, los esfuerzos actuantes en la cortina aumentan y el desarrollo del flujo de agua hace incrementar paulatinamente las presiones de poro en zonas próximas a la base de la cortina hasta hacerlas máximas cuando se alcanza la condición de flujo establecido.
c) Durante vaciado rápido : Después de cierto tiempo de operación de la presa, la cortina ha sido infiltrada y ha alcanzado condiciones de flujo establecido hacia aguas abajo.
Si en esas condiciones ocurre un descenso rápido del nivel del embalse, el talud de aguas arriba será sometido a un aumento de las fuerzas que tienden a producir inestabilidad (principalmente por la desaparición del empuje del agua en una porción del paramento mojado) y en ciertos casos, a incrementos de presión de poro en las zonas, impermeables de la cortina.
d) Bajo excitación sísmica : Durante un sismo, a las fuerzas actuantes permanentes se suman fuerzas de inercia alternantes debidas a la respuesta dinámica de la cortina. Esta variación de esfuerzos a su vez induce cambios de presión de poro y de resistencia en los suelos.
5.3 Análisis de estabilidad con esfuerzos totales y con esfuerzos efectivos
a) El método de esfuerzos totales tiene la ventaja de ser mas directo por cuanto no requiere medir la presión de poro inducida y, por tanto, elimina los errores instrumentales asociados a dicha medición
En consecuencia, puede concluirse que:
b) El método de esfuerzos efectivos es mas útil para fines de control, pues permite verificar la estabilidad en cualquier etapa de la construcción de la presa mediante mediciones de presión de poro en el prototipo.
c ) Ambos métodos pueden considerarse igualmente validos y la elección entre uno y otro solo puede basarse en la sencillez de aplicación a cada caso.
5.4 Mecanismos de falla
A pesar de que la geometría exterior de todas las presas de tierra y enrocamiento no es muy variable, los mecanismos de falla por cortante de menor factor de seguridad pueden diferir mucho de un caso a otro, dependiendo del perfil estratigráfico de la cimentación y de la zonificación de materiales en la cortina.
En cimentaciones arcillosas de gran espesor, normalmente consolidadas o poco preconsolidadas, el mecanismo de falla mas critico generalmente es una superficie de deslizamiento cilíndrica, relativamente profunda, que da lugar a movimiento rotatorio hacia abajo de una gran porción de la cortina.
En cimentaciones arcillosas fuertemente preconsolidadas, los mecanismos de falla críticos generalmente contienen superficies de deslizamiento planas, asociadas a zonas de debilidad (micro estratificación, capas fisuradas o con slickensides, juntas bentoniticas, etc).
En cimentaciones de suelos estratificados, los mecanismos de falla mas desfavorables suelen incluir superficies de deslizamiento horizontales contenidas en los estratos mas debiles próximos a la superficie del terreno.
Deslizamientos que afectan al Terraplén Las causas pueden ser:
- Presiones de poro excesivas durante la construcción
- Disminución de la resistencia del suelo con el tiempo
- Detalles de construcción deficientes - Las fuerzas de Filtración
- Presiones de poro excesivas durante la construcción
Generalmente afectan las presas de sección homogénea cuando el contenido de agua de compactación y la rapidez de construcción del terraplén son relativamente altos. Estos deslizamientos pueden ocurrir indistintamente en ambos taludes de la cortina y en general no alcanzan proporciones catastróficas, tanto por involucrar volúmenes reducidos, como por presentarse cuando la cantidad de agua almacenada es pequeña o nula
Drenes horizontales para reducción de presiones de poro durante la construcción
- Disminución de la resistencia del suelo con el tiempo; se tiene 02 casos
CASO 1° : Cuando el material ha sido compactado con contenido bajo de agua y con peso volumétrico tal que presenta tendencias a consolidarse y a perder resistencia cuando se satura por primera vez, pueden producirse deslizamientos tanto en el talud de aguas abajo como en el de aguas arriba.
CASO 2° : Por otra parte, al llenarse el embalse, los esfuerzos efectivos en el material que constituye el talud de aguas arriba disminuyen, con la consecuente tendencia a la expansión y perdida de resistencia de los suelos de dicho talud
- Las fuerzas de Filtración
Se produce este tipo debido al desembalse del agua de manera rápida, tratándose del talud de aguas arriba, o con las producidas por filtración de agua pluvial durante una precipitación intensa, en el caso del talud de aguas abajo.
- Incremento de fuerzas actuantes por empuje hidrostático en grietas o por sismo
La causa del incremento de fuerzas actuantes necesario para producir la falla, por si mismo o combinado con la disminución de resistencia del material, puede ser también el empuje hidrostático en grietas longitudinales en la corona al llenarse estas con agua superficial
6.0 DISEÑO CONTRA EROSIÓN DE TALUDES
6.1 Naturaleza del problema: En presas con respaldos de enrocamiento, los posibles danos
por lluvia y oleaje en los taludes son intrascendentes, excepto si el tamaño medio de las partículas superficiales del enrocamiento es muy pequeño ; pero aun en tales casos los danos son de fácil reparación y no llegan a poner en serio peligro a la cortina.
c.) Mezclas asfálticas o suelo-cemento.
Los procedimientos mas conocidos para la protección del talud de aguas arriba son:
a.) Chapa de enrocamiento sobre un filtro de dimensiones y características adecuadas b.) Pavimento de concreto sobre un filtro de arena bien graduada
La protección del talud de aguas arriba contra el oleaje, por medio de una capa de enrocamiento colocada a mano o a volteo, continua siendo el sistema de mayor uso.
6.2 Diseño de protecciones de enrocamiento :
Sus ventajas mas conspicuas son:
a) Gran flexibilidad, que lo hace insensible a las mas severas condiciones de deformación del terraplén b) Rugosidad, que reduce considerablemente la altura de rodamiento de las olas sobre el talud, disminuyendo en la misma medida los requisitos de bordo libre
c ) Permeabilidad, que elimina problemas de sub presión d) Resistencia al oleaje
e) Facilidad de reparación.
En la actualidad se sabe también que una protección de enrocamiento a volteo es mas satisfactoria desde todo punto de vista (excepto, quizá, en lo estético) que una roca acomodada.
La principal razón para esto es la menor influencia que en la estabilidad del conjunto tiene la de una roca individual
La protección con enrocamiento a volteo es la mas eficiente, pero el diseño sigue siendo esencialmente empírico;
