IMFORME GEOTECNICO PRESAS

5/13/2018 IMFORME GEOTECNICO PRESAS - slidepdf.com

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||FACULTAD DE INGENIERÍACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCIÓN

En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada conpiedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmenteen una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo con la finalidad deembalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamientoen abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo dederivarla a canalizaciones de riego, o para la producción de energía

mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento enenergía cinética, y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerzadel agua un elemento móvil. La energía mecánica puede aprovecharsedirectamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta paraproducir energía eléctrica, como se hace en las centraleshidroeléctricas.

En el presente trabajo daremos a conocer los estudios básicos para laubicación y construcción de presas rígidas de concreto con losrespectivos ensayos y parámetros geotécnicos, la cual nos permitiráplanificar, diseñar y ejecutar satisfactoriamente.

GEOTECNIA GENERAL Ing. VIDAL CALSINA COLQUI




OBJETIVOS

1. Describir los diferentes ensayos aplicados a presas rígidas deconcreto.

2. Determinar los parámetros geotécnicos para la elaboración depresas rígidas de concreto.

3. Determinar la ubicación y construcción de presas rígidas deconcreto basados a los estudios de suelos y a la capacidadhidrológica de embalse.

GEOTECNIA APLICADA A PRESAS RIGIDASDE CONCRETO

MARCO TEORICO

1. PROPÓSITO DE LAS PRESAS

| Esto se entiende cuando clasificamos a las presas por su función y suuso económico.

2. GEOTECNICA APLICADA A GRANDES PRESAS

Es constante el incremento de las porciones de la presa de hormigón omateriales sueltos que se construyen actualmente en el mundo. Es, así mismo, cada vez más la necesidad de recurrir. Cuyas condicionesgeotécnicas son pobres en su aspecto resistente. Explotación que en elcampo tensional supone el aumento de altura de la presa, lascondiciones estabilizan de los contornos de apoyo y tienen que basarseen un profundo estudio de comportamiento del conjunto presa –

cimiento – agua. Entre las tres etapas por las que es necesario parallegar a la realización de tales obras:

• Observación de las presas existentes• Base técnico – teórica de la estimación de su estabilidad• Proyecto de la obra nueva.

1. PRESAS DE MATERIALES SUELTOS

No son excesivos en número, los problemas de las presas de materiales

sueltos que no puedan ser analizados en laboratorio. En lo que respecta





a la cerrada, es la permeabilidad el principal de ellos, ya que el aspectoresistente queda relegado a probetas, si su estructura es granular,merced a las constantes mejoras de la técnica de toma de muestrasinalteradas. Referente al cuerpo de la presa, son las compactaciones y

las propiedades del material resultante, las que tienen que serexperimentadas (IN SITU), para su comparación con las deducidas enlaboratorio con muestras consolidadas por los métodos convencionales.El conocimiento en este campo va unido, por consiguiente, alperfeccionamiento de los ensayos de laboratorio.

1.1. ENSAYO DE IDENTIFICACION

Bajo este epígrafe incluimos todos aquellos ensayos cuya misión esclasificar las tierras y esclarecer la composición mineralógica oestructura atómica de los suelos finos, entre ellos se encuentran:

• Limite de Atterberg• Granulometria• Analisis quimico en general• Análisis petrográficos• Analisis térmico diferencial• Difraccion por rayos X• Capacidad de cambio de bases• Espectroscopia por rayos infrarrojos

Los tres primeros son los más interesantes para el ingeniero, suficiente,en general, para sus propósitos. Solamente en casos especiales espreciso recurrir a los enumerados en último lugar, por sersuficientemente conocidos los primeros ya que son técnicas muyespecializadas.





1.1. DENSIDAD Y HUMEDAD (COMPACTACIONES)

Las grandes ventajas que ofrecen los métodos nucleares, en especial losderivados de la rapidez de las medidas, la menor interferencia en laconstrucción de la obra, y la no destructividad de estos ensayos, aprovocado una creciente aplicación a la construcción de presas dematerial suelto.





El control de compactaciones se realiza en España, con los clásicosensayos PROCTOR NORMAL Y MODIFICADO. No obstante, dado los

diferentes grados de humedad que requiere las modernas y pesadasmaquenarias de consolidación diferente de la optima del ensayoPROCTOR, y normalmente del lado seco, suelen complementarse contoma de muestras inalteradas y exigir unas característicasdeterminadas de resistencia.

1.2. PERMEABILIDAD

Se realizan normalmente los ensayos siguientes:○ Permeabilidad IN SITU (carga constante y variable)

○ Permeabilidad indirecta (edómetro y triaxial)○ Permeabilidad directa (carga constante y variable)

• ESQUEMA DEL PERMEAMETRO









1.1. COMPRESIBILIDAD Y ENDURECIMIENTO

Las variariaciones de volumen de los suelos naturales o artificialmente

compactados en las diversas condiciones de humedad y presión, sedeterminan en laboratorio mediante los clásicos ensayos endometrios.Se estudian con especial interés los cambios volumétricos destinados alos núcleos impermeables de las presas de escollera, o de tierras conzonas diferenciadas.Las determinaciones IN SITU en terrenos cuarentes de cohesion o degrano grueso, se efectúan con los ensayos de carga con placas dediferentes diámetros, entre 30 y 75 cm.

1.2. RESISTENCIA AL ESFUERZO TANGENCIAL

Los siguientes ensayos son de práctica corriente en laboratorio. Triaxiales rápidos sin consolidación ni drenaje.





• Triaxiales rapidos con consilidacion previa• Triaxiales lentos• Compresion simple• Corte directo

En la determinación de los parámetros que define la línea de resistenciaintrínseca de los suelos, existe la tendencia acusada de aigual formaque hemos indicado al hablar de la permeabilidad, a considerar

diferentes presiones de saturación hasta la máxima que la obra vasoportar. Se estudia, asimismo, con detenimiento, la variación de loscoeficientes A y B de presión intersticial, para estimar el efecto de lasupresión, en especial en los regímenes transitorios de la construcciónde la obra, o en desembalses más o menos importantes.

1. CLASIFICACIÓN DE LAS PRESAS

1.1. POR SU FUNCIÓN

- PRESAS DE ALMACENAMIENTO. Almacenan los escurrimientossuperficiales de una determinada sub-cuenca hidrográfica para suaprovechamiento económico y recreativo.

- PRESAS PARA REGULARIZACIÓN DE AVENIDAS. Retienentemporalmente escurrimientos superficiales torrenciales y los descarganhacia aguas abajo de manera controlada. Protegen contra inundacionesa zonas urbanas, industriales y agrícolas. Salvan vidas y evitan grandespérdidas económicas.





- PRESAS DERIVADORAS. Elevan el tirante normal de una corrientepara desviar caudal hacia las márgenes y conducirlo a unaprovechamiento de tipo económico o recreativo.

- PRESAS DE A PROPÓSITO MÚLTIPLE. Combinan las anterioresfunciones.

1.2. POR SU USO

- Abastecimiento urbano e industrial (agua potable y usos industriales)- Irrigación (riego agrícola)- Generación hidroeléctrica- Piscicultura y abrevadero- Recreación y deporte- Usos múltiples (combinación de las anteriores)

2. TIPOS DE CORTINA

Las cortinas de las presas se clasifican según sus materiales y la formade la cortina.





En México son más comunes las de tipo homogéneo y las de materialesgraduados (zonificadas). Otros tipos son las de enrocamiento con núcleoimpermeable o con cara de concreto y las presas de concreto omampostería cuya estabilidad depende de su peso (gravedad) o de su

forma (arco) y las de contrafuertes o machones (variante de las presasde gravedad). Las estructuras de contrafuertes pueden ser del tipoAmbursen (losa plana), arco múltiple y de cabeza masiva. Algunaspresas combinan varios materiales: terracerías, enrocamiento,mampostería y concreto. Unas pocas tienen membranas impermeablesde materiales sintéticos, de mezclas asfálticas o de madera.

MATERIALES GRADUADOS CONCRETO TIPO

ARCO O BÓVEDA

TIPO ENROCAMIENTO

3. PRESAS RIGIDAS DE CONCRETO TIPO GRAVEDAD





Son estructuras de tales dimensiones que por su propio peso resistenlas fuerzas que actúan sobre ellas. Están ampliamente difundidas entodo el mundo gracias a la sencillez de su esquema constructivo ymétodos de ejecución, a la seguridad para cualquier altura de presa y

para diferentes condiciones naturales de su emplazamiento.La relación de esbeltez para los primeros trabajos de este tipo,realizados en Egipto, fue de 4:1. Los romanos mejoraron esta relación a3:1 pero en la actualidad son comunes relaciones menores que 1.

Las presas de gravedad modernas se construyen frecuentementehidroaliviadoras es decir con orificios vertedores superficiales oprofundos. Se hacen sordas solamente en aquellos sectores dondeexiste el contacto con las orillas. Presas completamente sordas seconstruyen en la actualidad muy raramente puesto que ellas resultan

más caras para una misma altura que las flexibles. En Colombia se da elcaso del Bajo Anchicayá como presa rígida de concreto hidroaliviadoras;todas las demás presas de grandes proyectos son de tipo flexible (LaEsmeralda, Golillas, Salvajina, entre otras).

3.1. PRESAS SOBRE TERRENO IMPERMEABLE





Usualmente, se trata de presas cimentadas en roca o arcillas. Lasfiltraciones laterales y por la cimentación son despreciables al igual queel valor de la supresión. El posible arrastre de partículas es un problema

menor y no se presentan problemas de erosión, aumento del caudalfiltrado, o problemas de inestabilidad. Las dimensiones dependen portanto de los resultados del cálculo de estabilidad.

3.2. PRESAS SOBRE TERRENO PERMEABLE

Debe distinguirse entre presas cimentadas sobre terreno rocoso y norocoso

3.2.1.PRESAS SOBRE FUNDACIONES ROCOSAS

Las rocas constituyen la cimentación ideal para una presa. Si las presasse cimientan sobre roca sana resultan con valores de coeficientes deesbeltez bastante bajos y por ende muy económicas. Se puede lograrcon ellas alturas considerables. El cuerpo de la presa como reglageneral está unido a la cimentación por las fuerzas de adherencia y suestabilidad se estudia como un complejo único: presa y cimentación. Enmuchos casos la infiltración en medios rocosos puede ser despreciada amenos que se trate de rocas muy fisuradas. Rocas fisuradas se vensometidas a los esfuerzos de la presión del agua de filtración que antesde existir la presa no se presentaban. Al penetrar en las fisuras, aún en

las más pequeñas, al agua produce una acción de cuña, ampliando losespacios, y disminuyendo la impermeabilidad. Esta acción de cuña delagua se hace notar gradualmente y a veces solo se manifiesta al cabode los años. Realmente, la filtración en estos medios no está muy bienestudiada.Dentro de las fundaciones en roca se distinguen dos tipos básicos:· Fundaciones en rocas duras como granitos, dioritas, basaltos,diabasas, porfiritas, andesitas, gneis, cuarcitas, etc. Merecen especialcuidado las piedras calcáreas, esquistos, calcitas y todas aquellas rocasconstituidas por yeso, anhídridos y sal común, que pueden formarcavernas que se caracterizan por su poca resistencia a la acción del

agua. Cuando están fuertemente fisuradas son peligrosas comofundaciones para estructuras de contención.· Fundaciones semi-rocosas (argilitas, arcillolitas, margas, etc.). Estasformaciones tienen gran sensibilidad al agua y pueden presentarprofunda meteorización.La preparación para cimentar la estructura de la presa consiste en abrirla excavación hasta las cotas fijadas, hacer el tratamiento de lasuperficie de la roca y su limpieza de basuras, suelos arcillosos, etc. Elmejoramiento de la base de fundación consiste en la cementación de lasgrietas y el relleno de los sitios débiles con concreto. Además para





cambiar el régimen de filtración se recomienda implementar el drenajede la fundación.

3.2.2.PRESAS SOBRE TERRENO NO ROCOSO

Las presas de concreto en fundaciones no rocosas se distinguen de laspresas sobre fundaciones rocosas por su forma más extendida o seamenos esbelta y por su gran peso. Por ésto, en fundaciones no rocosas,resulta poco económica y frecuentemente imposible la construcciónsobre ellas de presas altas de concreto, limitándose su altura a unos 50m a no ser que sean presas de tipo flexible. En los suelos porosos secumple la ley de Darcy. Los principales problemas en estos suelos sepueden derivar de su compresibilidad, asentamientos e infiltraciones.Varios tipos de cimentaciones no rocosas se pueden distinguir:

a) Presas sobre suelos arcillosos: pueden sufrir asentamientos alconsolidarse el suelo; el grado de compresibilidad depende de lahumedad; con el aumento de la humedad su resistenciadisminuye y se expanden; si se secan se contraen y producenasentamientos. Suelos arcillosos poseen un coeficiente defiltración pequeño.

b) Presas cimentadas sobre suelos tipo loes: requieren tomarmedidas especiales de precaución como humedecimiento previodel suelo, adaptación de la propia construcción a posibles grandesasentamientos, etc.

c) Los suelos limosos y las turbas: se caracterizan por tener unaexcepcional compresibilidad. Para cimentar una presa en ellos,hay que tomar especiales medidas para su compactación. Laconstrucción de presas de concreto sobre suelos limosos yturbosos resulta compleja. Son más indicados como fundaciónpara presas bajas flexibles.

d) Los suelos sueltos no cohesivos (gravas, arenas): la ausencia decohesión, alta permeabilidad y ángulo de fricción interna alto,lleva a que la compactación se produce rápidamente una vezaplicada la carga. Sobre suelos de grava y guijarros se puedenconstruir presas de concreto hasta alturas de 30 a 40 m y sobre

arenas hasta de 20 m y aún 30 m. Las presas de contrafuertes oaligeradas pueden ser una alternativa a las presas de concreto noaligeradas de tipo gravedad. Se pueden cimentar presas de bajapresión en arenas sueltas (movedizas) siempre y cuando sesometan a fortalecimiento del suelo con inyecciones decompuestos químicos cerrando todo el complejo de la estructuramediante tablestacados. Las arenas ante cargas (dinámicas)vibratorias dan grandes asentamientos y llegan a un estado delicuefacción en que pierden toda su capacidad portante.





En general, en terrenos no rocosos se presenta el problema de lafiltración el que causa:

• Pérdida de agua en el embalse•

Fuerzas de supresión o presión ejercida por las fuerzas del aguafiltrada bajo la estructura o en las juntas de la misma.• Erosión y lavado de partículas que conforman la fundación.• La salida del agua filtrada aguas abajo de la presa es casi vertical

lo que puede ocasionar remoción de parte del suelo y por endeinestabilidades.

• La filtración puede no ser solamente bajo la estructura perotambién lateralmente presentándose:

• Flujo a través de la zona alterada de los empotramientos• Flujo a través del cuerpo de la presa.• Flujo a través del cañón.

Muros o cortinasimpermeables que debenpenetrar a la ladera elespesor del suelo o de laroca alterada con el fin deinterceptar el flujo. Seorienta según resulte másconveniente.

La parte del cimiento de la presa se lleva por debajo del nivel del lechodel río. Una vez seca y limpia de escombros, vegetación, y materiaorgánica, la superficie del pozo de cimentación se procede a sunivelación. Las capas de material suelto se extraen y recogen. No se

deben dejar desperdicios de materiales o implementos de trabajo. Lasuperficie del suelo de fundación se puede recubrir con una capa deconcreto (10 cm -15 cm), sobre la cual se funde el concreto de la presa.

1. FUERZAS ACTUANTES SOBRE LAS PRESAS DE CONCRETO

Sobre una presa actúan tres tipos de cargas: las cargas principales, lascargas secundarias y las cargas excepcionales.





1) Las cargas principales son las que siempre actúan sobre la estructuray son tres: carga de agua carga del peso propio y la carga deinfiltración.

Carga de agua: es debida a la distribución hidrostática de presión ytiene una resultante horizontal de la fuerza P1. También existecomponente vertical en el caso de que el espaldón de aguas arribatenga un talud y las cargas equivalentes aguas abajo operasen en elespaldón respectivo).

Carga del peso propio: se determina para un peso específico delmaterial. Para un análisis elástico simple se considera que la fuerzaresultante P2 actúa a través del centroide de presión

Carga de infiltración: los patrones de infiltración de equilibrio se

desarrollarán dentro y por debajo de la presa, por ejemplo, en los porosy las discontinuidades, con una carga resultante vertical identificadacomo un empuje externo e interno.

2) Las cargas secundarias pueden ser temporales o no presentarsedurante la vida útil de la obra. Esta fuerzas son:

Carga de sedimentos: los sedimentos acumulados generan un empujehorizontal, considerado como una carga hidrostática adicional

Carga hidrodinámica de ondas: es una carga transitoria generada por laacción de las ondas sobre la presa (generalmente no es importante).

Carga de hielo: se puede desarrollar en condiciones climáticas extremas(generalmente no es importante).

Carga térmica (presas de concreto): es una carga interna generada porlas diferencias de temperatura asociadas con los cambios en lascondiciones ambientales y con la hidratación y enfriamiento delcemento.

Efectos interactivos: son internos, surgen de las rigideces relativas y lasdeformaciones diferenciales de una presa y su cimentación.

Carga hidrostática sobre los estribos: es una carga interna de infiltraciónen los estribos en una roca maciza. (Es de particular importancia en laspresas de arco o de bóveda).

3) Las cargas excepcionales: se presentan durante eventos extremos.

4) Carga sísmica: las cargas inerciales horizontales y verticales segeneran con respecto a la presa y al agua retenida debido amovimientos sísmicos





2. EFECTOS TECTONICOS

La saturación o las perturbaciones producidas por excavacionesprofundas en rocas, pueden generar cargas como resultado demovimientos tectónicos lentos.La decisión de considerar todas las cargas secundarias y excepcionaleso una combinación de ellas depende de la experiencia del ingenierodiseñador, de la importancia de la obra, y de su localización.Los diseños deben basarse en la más desfavorable combinación decondiciones probables de carga. Debe incluirse solo aquellascombinaciones de carga que tienen probabilidad razonable deocurrencia simultánea.

3. COMBINACION DE CARGAS

Las presas de gravedad deben ser diseñadas para una combinaciónadecuada de cargas que tengan en cuenta las condiciones másadversas que tengan posibilidad de ocurrencia simultánea. La siguientetabla resume las combinaciones de carga propuestas productos deprácticas representativas en EUA y Reino Unido. Su uso no es limitantesino que cada ingeniero debe decidir a discreción las combinaciones decarga que mejor reflejen la situación de cada presa, incluyendo porejemplo, carga muerta y embalse vacío.

4. ESTABILIDAD DE PRESAS DE CONCRETO

La estabilidad de la estructura debe garantizarse de forma que esté encondiciones de resistir las diferentes cargas que puedan actuar sobreella durante su vida útil. La estabilidad debe analizarse para variosestados de carga: embalse lleno y embalse vacío, y para variassituaciones: presa sorda o vertedora, con compuertas o sin compuertas.El perfil transversal de la presa y sus dimensiones obtenidas medianteel análisis del perfil teórico deben ser sometidos a comprobación deresistencia general y estabilidad de cuerpo de la presa y de su

cimentación para los diversos estados de trabajo. Se estudian lossiguientes casos:

1) Caso de operación permanente: para la estructura totalmenteconstruida y cuando la presa puede verse sometida a la acción de todaslas posibles combinaciones de cargas principales y secundarias. Es elcaso más importante.2) Caso durante la construcción: para presas que durante el período deconstrucción comienzan a ser explotadas sometiéndolas a una altura depresión parcial.3) Caso de reparación: ocurre una redistribución y modificación del

estado de esfuerzos en la presa. Esto sucede no solamente en el caso





que toque reforzarla, sino también en el caso de modificaciones en sualtura.Como se vio anteriormente, el perfil triangular es la forma máseconómica de una presa de concreto. El dimensionamiento y la forma

final de la estructura dependen de las condiciones de estabilidad. Dostipos de chequeos deben hacerse: equilibrio estático y elástico de laestructura. El equilibrio estático implica la estabilidad al volcamiento yal deslizamiento. El equilibrio elástico implica que se chequeen losesfuerzos normales verticales con el fin de ver si exceden o no lacapacidad portante de los materiales y depende de que la resultante delas fuerzas pase por el tercio central de la base de la estructura.Para determinar la estabilidad de presas de gravedad se asumen losiguiente:

· El concreto de la presa es homogéneo, isotrópico, y uniformemente

elástico.· No hay movimientos diferenciales que ocurran en el sitio de presadebido a cargas de agua sobre las paredes y el piso del embalse.· Todas las cargas son soportadas por acción de la gravedad de bloquesque no reciben soporte lateral de elementos vecinos.· Presiones verticales unitarias, o esfuerzos normales sobre planoshorizontales, varían uniformemente como una línea recta de la caraaguas arriba a la cara aguas abajo.· Esfuerzos cortantes horizontales tienen una variación parabólica através de planos horizontales desde la cara aguas arriba hasta la cara

aguas abajo de la presa.5. FACTORES DE SEGURIDAD

Todas las cargas de diseño deben ser escogidas para representar tantocomo sea posible las cargas reales que pueden actuar durante la vidaútil de la obra. Los factores de seguridad deben ser una evaluación tanprecisa como posible de la capacidad de la estructura para resistir lascargas aplicadas. Todos los factores listados son valores mínimos. Laspresas como cualquier otra estructura deben ser inspeccionadasfrecuentemente. Si existe incertidumbre con relación a factores de

carga, capacidad de resistencia, o características de la fundación, debenrealizarse observaciones y mediciones para determinar que elcomportamiento estructural de la presa y su fundación es en todomomento acorde al diseño.

6. ESFUERZOS PERMISIBLES

12.1 ESFUERZOS DE COMPRESIÓN MÁXIMOS PERMITIDOSEN EL CONCRETO





Para combinación usual de cargas: El esfuerzo de compresión máximopermitido en el concreto debe ser menor que la resistencia acompresión especificada dividida por un factor de seguridad de tres.Para combinaciones inusuales de carga: El esfuerzo de compresión

máximo permitido en el concreto debe ser menor que la resistencia acompresión especificada dividida por un factor de seguridad de dos.Para combinaciones extremas de carga: El esfuerzo de compresiónmáximo permitido en el concreto debe ser menor que la resistencia acompresión especificada dividida por un factor de seguridad mayor que1.0.

12.2 ESFUERZO DE TENSIÓN PERMISIBLE

Para no exceder el esfuerzo a la tensión que podría eventualmentepermitirse en el concreto, el esfuerzo a la compresión mínimo permitido

calculado sin la presión hidrostática interna debe ser determinado conla siguiente expresión que toma en cuenta la resistencia a tensión delconcreto en superficies sometidas a supresión:

scu = esfuerzo mínimo de compresión permitido en el concreto en lacara aguas arribap = factor de reducción para considerar el efecto de drenes

gw = peso unitario del aguah = profundidad del agua a partir de la superficie del embalseft = resistencia a la tensión del concretoFs = factor de seguridadp = 1.0 si no hay drenesp = 0.4 si hay drenesFs = 3.0 para combinación usual de cargasFs = 2.0 para combinación inusual de cargasscu > 0 para la combinación usual de cargasAgrietamiento en el concreto ocurre si el esfuerzo en la cara aguasarriba es menor que scu calculado con la ecuación anterior, asumiendo

Fs = 1.0 y la combinación extrema de carga.La estructura se considera estable para esta carga si, después de que elagrietamiento haya sido incluido, los esfuerzos en la estructura noexceden las resistencias especificadas y la estabilidad al deslizamientose mantiene.

12.3 ESFUERZO MÁXIMO A LA COMPRESIÓN PERMITIDO ENLA FUNDACIÓN

El esfuerzo máximo a la compresión permitido en la fundación debe sermenor que la resistencia a la compresión del material de la fundación





dividida por un factor de seguridad de 4.0 para combinación usual decargas, 2.7 para combinación inusual de cargas y 1.3 para combinaciónextrema de cargas.

7. ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTOEl factor de seguridad es una medida de la resistencia al deslizamientoo al corte entre las superficies de contacto. Se aplica a cualquier secciónde la estructura o al contacto con la fundación. El factor de seguridad esla relación entre las fuerzas resistentes y las fuerzas motoras y secalcula con la siguiente ecuación:

Fsd = factor de seguridad al deslizamientof = coeficiente de fricciónFV = fuerzas verticales incluyendo la fuerza de supresión.FH = fuerzas horizontalesC = cohesión unitariaA = área del dentellón en contacto con el suelo o área de la secciónconsiderada.Fsd = 3.0 para combinación usual de cargas

Fsd = 2.0 para combinación inusual de cargasFsd = 1.0 para combinación extrema de cargas

Inclinación usual del paramento aguas abajo es 1V:0.96H si la fuerza desubpresión se ha incluido en el chequeo y 1V:0.55H si la fuerza desubpresión es despreciable.El factor de seguridad al deslizamiento se mejora incluyendo undentellón en la base de la presa. El uso de dentellones se limita a presassobre superficies de concreto o sobre roca pero51 no sobre materiales blandos. Otra posibilidad para mejorar el factorde seguridad al deslizamiento es construir una base dentada que

aumente la fricción entre la presa y el material de fundación.





En fundaciones no rocosas f se puede tomar como la tangente delángulo de fricción interna del material.

8. ESTABILIDAD AL VUELCO

Este chequeo generalmente no es dominante en el caso de presasmasivas bajas.

Fsv = factor de seguridad al vuelco

Para embalse vacío, los momentos se toman con respecto al puntoinferior de la cara aguas arriba. Para embalse lleno, los momentos setoman con respecto al punto inferior de la cara aguas abajo. En general,se debe tratar que la resultante caiga dentro de los dos tercios centralesde la base de la presa.Inclinación usual del paramento aguas abajo que cumplen con esterequisito es 1V:0.6 H.

14.1· ESTABILIDAD DE FUNDACIONES EN ROCA

Es posible que la fundación sea rocosa y que la presencia de grietas, yfallas haga que se formen bloques de roca. El factor de seguridad anteel deslizamiento de estos bloques por los planos de falla debe calcularseusando la misma expresión antes vista.

Los factores de seguridad en este caso son:Fsd = 4.0 para combinación usual de cargasFsd = 2.7 para combinación inusual de cargasFsd = 1.3 para combinación extrema de cargas





Si el factor de seguridad resultante es menor que el requerido, debehacerse tratamiento de la fundación para mejorar su resistencia.

14.2· ESTRUCTURAS DE VERTIMIENTO DE AGUAS DE

EXCESOSon estructuras que permiten evacuar de forma organizada los excesosde agua durante crecientes, evitando una excesiva elevación del nivelmáximo del agua en el embalse. Se llaman también vertederos,rebosaderos o aliviaderos.La capacidad de descarga de los aliviaderos depende de lasdimensiones del orificio vertedero(L, H) de la forma de la entrada, del espesor de la pared vertedora ytambién del grado de ahogamiento.Para su cálculo hidráulico debe conocerse el nivel normal del embalse y

el caudal máximo de creciente.

14.3· TIPOS DE VERTEDEROS SUPERFICIALES

Canal rápido, canal lateral, perfil tipo Creager, vertederos de crestaancha, vertederos de cabezote, pozo, sifón.

14.4· SALIDA DE AGUA DE UN EMBALSE POR MEDIO DE UNCANAL

En general dos situaciones se presentan:Canal con flujo subcritico: controla el canalCanal con flujo supercrítico: controla la cresta

El caso más sencillo relacionado con el problema de salida de agua deun embalse, se presenta cuando la pendiente del canal de descarga essupercrítica , ya que la profundidad a la salida debe ser la crítica, siendopor tanto la cresta del vertedero la que ejerce el control sobre elfuncionamiento hidráulico.

Si la pendiente del canal de salida es subcrítica, el control lo imponen

las condiciones de aguas abajo y el flujo es subcrítico y uniforme a todolo largo del canal siendo modelado matemáticamente con una ecuacióncomo la de Manning.

14.5. SELECCIÓN DEL SITIO DEL VERTEDERO

En su localización se considera no solamente el costo sino que también juega un papel importante la seguridad del nudo hidráulico.

En presas flexibles la mejor opción es localizar el vertedero separado deellas, y si no es posible esto, se pueden ubicar en uno de los extremos





del terraplén. En presas de concreto con viene que se ubique dentro desu cuerpo (Presas hidroaliviadoras).

La descarga del vertedero se busca como mejor opción, hacerla a un

cauce vecino o al mismo cauce siempre que se tomen medidasadecuadas de protección y resulte factible.

El trazado de la conducción del vertedero se debe escoger en lo posiblesobre el suelo rocoso y resistente a la erosión.El vertedero debe descargar más allá del pie del talud seco para evitarerosión y lavado.En general se prefiere que el vertedero sea ancho y poco profundoporque así las variaciones de la profundidad son pequeñas cuandoocurren fluctuaciones en el caudal.La longitud mínima de la cresta debe ser 2.0 m para evitar

obstrucciones. La carga sobre el vertedero debe procurarse que estéentre 0.40 m y 1.50 m.El canal de conducción entre el vertedero y la entrega al cauce debetener una pendiente no inferior al 0.5% para permitir una evacuaciónrápida del agua. El ancho de la base del canal es generalmente igual ala longitud de la cresta.El paso de las crecientes máximas a través del nudo hidráulico seefectúa por todas las estructuras de descarga, desagüe, captaciones, ypor todos los orificios de vaciado.Si durante el período de la creciente todas las obras descargan arrojan

un caudal Q Max, los desagües Qd, las tomas Qt, entonces el caudal deldiseño de los aliviaderos de la presa Qa será:





CONCLUSIONES

• Según los cálculos obtenidos de los ensayos aplicados a presasrígidas de concreto se determina el diseño y funcionalidad deeste.

• Según las necesidades de la humanidad la construcción de laspresas fueron evolucionando. Actualmente para realizar unapresa se toma en cuenta la ciencia, ya que en la antigüedad seutilizaba los métodos empíricos.

• Las cortinas de tierra en particular pueden resultar dañadas pordistorsiones en puntos críticos debido a asentamientosdiferenciales por la forma de la boquilla. Las deformacionespueden abrir vías de agua que resultan muy peligrosas.

• La topografía de la boquilla y la geología son los principales

factores a considerar al elegir el mejor tipo de cortina de unapresa.• Las presas de tierra bien diseñadas y construidas son capaces

de soportar fuertes movimientos sin problemas.

RECOMENDACIONES

• Recolectar e investigar todo lo que se pueda respecto a losensayos que se debe de realizar antes de la ejecución de unapresa de concreto rígida.

• Es necesario el estudio geotécnico de suelo y de rocas.• Es factible realizar los ensayos para saber qué tipo de

funcionalidad va tener nuestra presa.• Se recomienda realizar los ensayos respectivos de las presas

con datos reales y exactos ya que estos influyen en el diseño yfunción de la presa.

BIBLIOGRAFIA

• Geotecnia en ingenieria de presas


http://books.google.com.pe/books?id=lZ6FAAAACAAJ&dq=geotecnia+de+presas&hl=es&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CC8Q6AEwAA

http://books.google.com.pe/books?id=lZ6FAAAACAAJ&dq=geotecnia+de+presas&hl=es&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CC8Q6AEwAA




Raúl Flores Berrones, Vangel Hristov Vassilev, Xiangyue Li Liu• Geotecnia del ingeniero

Henri Cambefort• PAGINAS WEB

✔ http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/1964/1964_tomoI_2988_16.pdf

✔ http://posgrado.frba.utn.edu.ar/novedades/Geotecnia%20Aplicada.pdf

✔ http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/presas_rigidas.pdf

✔ http://www.ordenjuridico.gob.mx/Estatal/DISTRITO%20FEDERAL/Normas/DFNORM12.pdf

✔ http://seia.guanajuato.gob.mx/document/AquaForum/AF34

/AF34_08Curso.pdf

INDICE

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

GEOTECNICO APLICADO A PRESAS RIGIDAS DE

CONCRETO

MARCO TEORICO

1. PROPÓSITO DE LAS PRESAS2. GEOTECNICA APLICADA A GRANDES PRESAS3. PRESAS DE MATERIALES SUELTOS4. CLASIFICACIÓN DE LAS PRESAS5. TIPOS DE CORTINA

6. PRESAS RIGIDAS DE CONCRETO TIPO GRAVEDAD7. FUERZAS ACTUANTES SOBRE LAS PRESAS DE CONCRETO8. EFECTOS TECTONICOS9. COMBINACION DE CARGAS10.ESTABILIDAD DE PRESAS DE CONCRETO


http://books.google.com.pe/books?id=LnY4efBkd7AC&pg=PA314&dq=geotecnia+de+presas&hl=es&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CEwQ6AEwBg

http://www.google.com.pe/search?hl=es&sa=N&biw=1708&bih=829&tbm=bks&tbm=bks&q=inauthor:%22Henri+Cambefort%22&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&ved=0CE0Q9Ag

http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/1964/1964_tomoI_2988_16.pdf


http://posgrado.frba.utn.edu.ar/novedades/Geotecnia%20Aplicada.pdf


http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/presas_rigidas.pdf


http://www.ordenjuridico.gob.mx/Estatal/DISTRITO%20FEDERAL/Normas/DFNORM12.pdf


http://seia.guanajuato.gob.mx/document/AquaForum/AF34/AF34_08Curso.pdf


http://books.google.com.pe/books?id=LnY4efBkd7AC&pg=PA314&dq=geotecnia+de+presas&hl=es&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CEwQ6AEwBg

http://www.google.com.pe/search?hl=es&sa=N&biw=1708&bih=829&tbm=bks&tbm=bks&q=inauthor:%22Henri+Cambefort%22&ei=K-3fTqjHK83gggfI6fn6BQ&ved=0CE0Q9Ag














11.FACTORES DE SEGURIDAD12.ESFUERZOS PERMISIBLES13.ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO14.ESTABILIDAD AL VUELCO

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

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IMFORME GEOTECNICO PRESAS