1 - Socavación

 

Cimentación o fundación de Puentes

 

cavación

 

 DE  DEF FINI NIC CIÓN ÓN::

 Se

denomina “socavación” a la excavación profunda causada por el agua. Es uno de los tipos de erosión hídrica.

 Para el estudio de la cimentación de un

 puente sobre el cauce de un río, es fundamental tener en del cuenta la posible socavación del lecho cauce cuando se produce una riada o un aluvión que aumenta bruscamente un cauce de rio.

 

 So  Soccav avac aciión ón..

1. La ddetermin eterminación ación de la cota ddee soc socavació avaciónn de un P Puente uente,, es una tarea compl compleja, eja, y difícil. 2. Si bbien ien se tie tiene ne in inform formación ación sobre el tem tema, a, es este te es apenas refer referencial, encial, depen depende de ddee muchas variables y ocurrencias durante las propias crecidas. 3. Dura Durante nte uuna na ccrecida recida,, la ssocava ocavación ción se pprodu roducirá cirá eentorn ntornoo al obstác obstáculo ulo al esc escurrim urrimiento iento representa representa la estructura de dde un uente. 4. que El dañ daño o gen generado erado depen dependerá derá e ppuente. much muchos os fa factores ctores,, que actuan actuando do ppor or se separad paradoo o en conjunto pueden ser: • Características del cauce o lecho histórico del rio. •• • • •

El y granulometría del río. La tipo velocidad y magnituddel delecho la crecida (m3 x seg.) Emplazamiento, forma y tamaño del obstáculo (Puente) Protección de las riveras del cauce. Medidas de mitigación de crecidas

modificar   Nota: La socavación en las riveras del río puede modificar 

 

Clasificación de los Ríos según su Caudal 

En general la topografía terrestre presenta una gran variedad de ríos con una diversidad de problemas, sin embargo por razones prácticas se agrupan en los dos tipos siguientes:

a) Ríos de caudal relativamente constante b) Ríos de caudal bruscamente variable o torrencial

RIO CACHAPOAL

 

Cambios en el caudal durante una crecida

 

 P  PE ELI LIG GRO OCULTO  No son raras las socavaciones de 10 m de profundidad. Muchas veces no se detectan cuando termina la riada. Es normal que los sedimentos se vuelvan a depositar y aparentemente no haya pasado nada.

 

 P  PEL ELIIGR GRO O OC OCU ULTO Durante la crecida el Puente se  puede haber quedado sin apoyo la cimentación del  puente. El

observador

no

puede

imaginarseque cómo ha sido  posible el puente se derrumbe, si el lecho del río  parece estar igual que antes. CAÍDA DE PUENTE EN PITRUFQUÉN. ago. 2016

 

TIPOS DE SOCAVACIÓN   S  Soc ocav avac ació ión ngeneral:

s cavación general es un fenómeno de largo plazo, que podríamos llamar Natural.

La

La

socavación general es el descenso generalizado del fondo del río como consecuencia de una mayor capacidad de la corriente para arrastrar y transportar sedimentos del lecho en suspensión durante las crecidas.

 

 SOC CAVAC ACIIÓN GE GENE NERA RAL L  SO Ocurre

a todo lo largo del río y no necesariamente se debe a factores

humanos como la construcción de un puente o de otra estructura. El descenso del lecho puede ser uniforme o no uniforme a través de la sección transversal.

 

 SOC  S OCA AVACIÓN LOC OCA AL

|

 

Los

pilares intermedios de un puente suponen un obstáculo a la corriente de agua, lo que genera vórtices que incrementan la socavación en dichas zonas.

Físicamente,

el fenómeno consiste en que alrededor de la pila se dan velocidades localmente mayores que las medias de la corriente.

 

Estas altas velocidades y los vórtices generados por el obstáculo son los responsables de la socavación SOCAVACION DE AGU SOCAV AGUAS AS CLARAS

 

EFECTOS DE LA SOCAVACIÓN

 

CAIDA DE PUENTE POR SOCAVACIÓN PUENTE ZAZA EN CUBA

 

TIPOS DE SOCAVACIÓN   La socavación probable condiciona la cimentación de un puente: •La socavación general. Determina la cota superior de la fundación

. •La socavación localizada. Determina la cota inferior de la fundación.

 

 ESTIMACION DE LA SOCAV  ESTIMACION SOCAVACION PARA PARA UN PUENTE PUENTE  PROVISORIO  PROVISOR IO  Existen diversidad de formulas empíricas que nos permiten estimar la profundidad de las socavaciones, el solo seleccionar la ecuación de mejor comportamiento es difícil, aun cuando hay autores que recomiendan el uso de una y otra formula en los diversos tipos de ríos. 

En última instancia, siempre será el profesional el responsable de la decisión, en base a su buen criterio y fundamentalmente en base a su experiencia y experiencias de hechos similares.



Sin embargo, se puede decir que la cota de fundación, en ningún caso deberá ser mayor a la cota de socavación menos 3 metros.



En ultima instancia y si la inversión así lo indica, deberá recurrirse a modelos a escala, o modelos matemáticos de simulación.



Las informaciones históricas y profesionales del área indican que las mayores socavaciones que se han registrado en nuestro país bordean los 5 m. habiéndose constatado que guardan relación con la profundidad del agua, su velocidad y la dureza del terreno, y el tipo de

material del lecho.  

Entre las varias fórmulas que existen para determinar la profundidad de socavación, se puede citar la siguiente que tiene aplicación especialmente en caso de ríos medianamente caudalosos.

Donde:

h = k ∙ H ∙ v²

h = Profundidad de socavación en metros. kH==Constante característica Altura máxima del aguadel en terreno metros. en seg²/m² v² = Velocidad Velocidad de las aguas en m/seg.

 

 Ejercicio Práctico. Para construir un puente provisorio se debe definir la profundidad probable de socavación en una caja de rio ripiosa. Si que laelaltura máxima = 2.5 m. y su será velocidad La revancha se ha se desabe dar sobre N.A.M.E. es de de las 1.0aguas m. y es la de cotaH de fundación fijada 63 m/s. m. por debajo delque nivel máximo de socavación. El material sobre el que se va construir es ripio suelto con lo que la solución basada en la  figura 1.6 será:

h = k ∙ H ∙ v²

 SOLUCIÓN. Para cuantificar la profundidad probable “h” de socavación se tiene que la constante  para el ripio suelto es de k = 0.04 con lo que: h = 0.04 x 2.5 x 6² = 3,6 m La altura total de la pila medida desde su cuota de fundación hasta su coronamiento es: r = 1,0 m (revancha) H = 2,5 m h = 3,6 m Adicional = 3,00 m

Ht = 10,1 m. 11 m

Figura 1.6.

M.A.M.E. = Nivel de aguas máximas extraordinari extraordinarias. as.  

CONTRO CON TROL L DE SOCA SOCAVACIÓN ACIÓN

medidas de protección usan para controlar, • Las demorar, minimizar o monitorearseproblemas de estabilidad de cauces y puentes.

• En general, las medidas de protección de puentes se clasifcan en tres grandes pos.

 

MEDIDAS PARA PROTECCIÓN DE PUENTES

1. MEDID MEDIDAS AS HIDR HIDRÁU ÁULICA LICAS S 

MEDIDAS DE CONTROL FLUVIAL: 

Nivelación del Cauce Estructurass longitudinales construidas a lo largo de las orillas del Cauce, con  Estructura enrocados, gaviones o muros.  Estructura Estructurass transversales como Espigones o Muros Guarda Radier   

PROTECCIÓN PROTECCIÓ N DE CEP CEPAS AS Y ESTRIBOS DEL PUENTE  

Protección con enrocados, pentápodos, gaviones, muros pantallas, etc.. En general se uliza una combinación de estas soluciones.

MEDI DID DAS ES ESTR TRUC UCTU TURA RALE LES S 2. ME   

REFORZAMIENT REFORZAMIENTO O DE LA CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN DEL PUENTE 

  

Recalces del dado de undación, Encamizados, Prou Proundización ndización de la cimentación, etc..

MODIFICACIÓN DEL PUENTE 

Geometría del Puente  Reemplazo de Cepas y/o Estribos  Reemplazo del po de Puente

3. MONITOREO   

RECOLECCIÓN RECOLECCI ÓN CONTÍNUA DE INFORMACIÓN  

Monitoreo Visual Monitoreo post crecidas



Monitoreo en empo Real

 

 NIVEL  NI VELACI ACIÓN DE CAUCE AUCES S (ENCAUSAMIENTOS)

 

 PROTECCIÓN  PR  DE  D E RI RIVE VER RAS 

 

 ENC NCAU AUZA ZAM MIE IENT NTO O Y PR PROT OTE ECC CCIIÓN  E  DE RI RIV VER ERA AS 

 

ENROCADOS DE PROTECCIÓN

 

ESPIGONES PARA EL CONTROL DE CAUCE 

GAVIONES

 

TERRAPLENES DE ACCESO AL  PUENTE  ENROCADOS DE PROTECCIÓN EN TERRAPLENES DE ACCESO.

PIEDRAPLENES

GEO-SIEMBRAS  

GA GAVIONES VIONES DE PROTECCIÓN (GALV (GAL VANIZA ANIZADOS DOS O PLAS PLASTIFI TIFICADOS CADOS))

SEGÚN UBICACIÓN: DE RIVERA Y/O DE LECHO

 

 PROTECCIÓN DE  PROTECCIÓN  RIBERAS CON GAVIONES 

 

MURO GUARDA-RADIER VERTEDEROS DE PARED GRUESA (Solid longbase weirs)

 

“MURO GUARDA RADIER”

 

PUENTES SOBRE RIO MAIPO EN RUTA 5 - CHILE 

 

RIO MAULE (Sector Central Pehuenche)

LECHO DE RIO CONTROLADO POR MURO “GUARDA RADIER”

 

 MURO GUARDARAD GUARDARADIER IER PUENTE LA HUERT HUERTA A –  RIO MATA MATAQUITO QUITO –  REGIÓN DEL DEL MAU MAULE  LE 

 

 PROTECCION LOCAL DE CEPAS CEPAS Y  ESTRIBOS   DEFENSAS DE  ESPOLONES 

 

CUBOS DE HORMIGÓN

ENROCADOS

TETRAPODOS  

FIN  FI N