Presa de Tierra Informe

 

INTRODUCCION El presente trabajo recoge la teoría y la secuencia de ejercicios para realizar el diseño de una presa de tierra, teniendo en cuenta los criterios que el reglamento nos indica, Realizando una búsqueda de información profunda sobre el tema a tratar, para realizar el diseño hidráulico de una presa de tierra t ierra usando la información obtenida y poniendo en práctica los conocimientos adquiridos en clases para así lograr entender los criterios básicos para el diseño de una presa de tierra. Los embalses de agua se proyectan y construyen con fines de almacenar grandes volúmenes de este valioso recurso hídrico en épocas estacionales de lluvias, en las que el consumo de agua es inferior a la disponibilidad, para posteriormente emplear estos volúmenes almacenados en épocas de estiaje. En el Perú los embalses de agua se construyen y emplean esencialmente para los siguientes casos:

- Riego de terrenos con fines agrícolas.

- Afianzamiento hídrico de centrales hidroeléctricas.

- Uso en agua potable.

- USO Mixto.

Para poder lograr estos embalses artificiales se construyen presas de tierra o concreto, normalmente en el curso de un río o quebrada o sobre elevando los bordes de una laguna.

Dado el enorme valor que tiene el recurso hídrico almacenado, el manejo de las aguas debe poder ser adecuadamente controlado, por tal razón en el proyecto de un embalse de agua deben incluirse estructuras que permitan lo siguiente:

1. Efectuar una descarga de agua de servic servicio io 2. Descargar los sólid sólidos os sedimentados que se acum acumulen ulen en el fondo del embalse. 3. Descargar los v volúmenes olúmenes de agu agua a que exced excedan an la capaci capacidad dad de almace almacenamiento. namiento.

 

Las dos primeras funciones indicadas se logran mediante conductos de descarga independientes o uno solo que cumpla ambas funciones y que requieran una operación controlada.

La tercera función se logra mediante m ediante estructuras de alivio (aliviaderos) por rebose con su correspondiente conducto de descarga, que no requieren control. El control de las estructuras de descarga sólo se puede lograr mediante equipos hidromecánicos, los que a su vez requieren para su funcionamiento de algunos servicios auxiliares. Aunque del monto total para la construcción de una presa, la parte correspondiente al equipamiento hidromecánico rara vez supera el 10%, la importancia de este equipamiento para lograr un control y manejo adecuado de las aguas embalsadas es crucial.

OBJETIVOS:  

OBJETIVOS GENERALES

 

Brindar los c conocimientos onocimientos bá básicos, sicos, teóricos y práctico de una presa de tierra.

 

OBJETIVOS ESPECIFICOS  

Entender la importancia de una presa de tierra.

 

Aprender a diseñar adecuadamente una presa de tierra.

 

Aprender a resolver ejercicios de presas de tierra con filtro horizontal e

inclinado.

 

  1. PRESAS.

Una presa es una estructura que se emplaza en una corriente de agua para embalsarla y/o desviarla para su posterior aprovechamiento o para proteger una zona de sus efectos dañinos. Las presas permiten controlar y disponer de agua con los siguientes fines:

 

Consumo humano

 

Consumo industrial

 

Riego

 

Control de crecidas

 

Navegación

   

Protección de márgenes Generación Eléctrica

 

Turismo, Esparcimiento y Recreación

 

Piscicultura

 

Contención de aluviones 

1.1.

CONCEPTO GENERAL DE PRESAS.

En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera artif artificial icial fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o una laguna. Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío para la agricultura para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego para laminación de avenidas (evitar inundaciones aguas abajo de la presa) o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética.

 

2. CLASIFICACION DE LAS PRESAS.

Existen varias clasificaciones de las presas: atendiendo a su altura, a sus funciones o a otras características, sin embargo la clasificación más común es de acuerdo a sus materiales de construcción y su concepción estructural.

2.1.

SEGÚN TIPO DE MATERIAL.

a). Tipo a: Materiales Materiales sueltos (tierra y roca)  - Tierra: Relleno hidráulico; sección homogénea compacta - Materiales graduados - Enrocamiento.

b). Tipo b: Materiales cementados (concreto y mampostería) - Gravedad: Masiva; aligerada - Contrafuertes: Machones; losas planas; arcos o bóvedas múltiples - Arco y bóveda.

Selección del tipo de presa Las presas se pueden clasificar en un número de categorías diferentes, que depende del objeto de la clasificación. En este Proyecto Terminal consideraremos tres consideraciones de acuerdo con el uso, el proyecto hidráulico, o los materiales que conforman la estructura.

2.2.

SEGÚN SU USO.

Las presas las podemos clasificar de acuerdo con la función más general que

van a desempeñar,

como

de

almacenamiento,

de

derivación,

o

regulación. Podemos precisar más las clasificaciones cuando consideramos sus funciones específicas.

 

 

a) -Presas de almacenamiento - Se construyen para embalsar el agua en los períodos en que sobra, para utilizarla cuando escasea. Estos períodos pueden ser estacionales, anuales o más largos. Muchas presas pequeñas almacenan los escurrimientos de la primavera para usarse en la estación seca del verano. Las presas de almacenamiento se pueden a su vez clasificar de acuerdo con el objeto del almacenamiento, como para abastecimiento de agua, para recreo, para la cría de peces y animales salvajes, para la generación de energía hidroeléctrica, irrigación, etc. El objeto específico u objetos en los que se va utilizar el almacenamiento tienen a menudo influencia en 01 proyecto de la estructura, y pueden determinar proyectos como el de la magnitud de las fluctuaciones del nivel que pueden esperarse en el vaso y el de volumen de filtraciones que pueden permitirse.

b). Las presas de derivación - Se construyen ordinariamente para proporcionar la carga necesaria para desviar el agua hacia las zanjas, canales u otros sistemas de conducción al lugar en que se van a usar. Se utilizan en los sistemas de riego, para la derivación de una corriente natural hacia el vaso de almacenamiento fuera del cauce natural de la corriente, para usos municipales e iindustriales, ndustriales, o para una combinación de los mismos.

c). Las presas reguladoras. Se construyen para retardar el escurrimiento de las avenidas y disminuir el efecto de las ocasionales. Las presas reguladoras se dividen en dos tipos. En uno de ellos, el agua se almacena temporalmente, y se deja salir por una obra de toma con un gasto que no exceda de la capacidad del cauce de aguas abajo.

 

En el otro tipo, el agua se almacena tanto tiempo como sea posible y se deja infiltrar en las laderas del valle o por los estratos de grava de la cimentación. A este último se le llama algunas veces de distribución o dique, porque su principal objeto es recargar los acuíferos. Las presas reguladoras también se construyen para detener los sedimentos. A menudo estás se les llama presas de arrastres.  Aunque no es muy frecuente que se utilicen para varios usos como las presas grandes, con ffrecuencia recuencia sirven para más de un fin. Cuando son para varios usos, se reserva un volumen separado del vaso para cada uno de ellos. Existe una combinación de usos relativamente frecuente en la que entran el almacenamiento, el control de avenidas y para deportes.

2.3.

SEGÚN SU PROYECTO HIDRAULICO.

Las presas se pueden clasificar en presas vertedoras o no vertedoras.

a). Las presas vertedoras  - Se proyectan para descargar sobre sus coronas y en general se deben construir de materiales que no erosionen con las- descargas. Es necesario emplear concreto, mampostería, aceros y madera, excepto las estructuras muy bajas de unos cuantos pies de altura.

b). Presas no vertedoras Son las que se proyectan para que el agua no rebase por la corona. Este

tipo de

proyecto

permite

ampliar

la

elección

de

los materiales

incluyendo las presas de ti tierra erra y las de enrrocamiento.

- Con frecuencia se combinan los dos tipos para formar una estructura compuesta, que consiste de por ejemplo, una parte vertedora de concreto de gravedad con extremos formados por terraplenes.

 

 

2.4.

SEGÚN LOS MATERIALES

2.4.1). PRESAS DE TIERRA O ESCOLLERA.

Las presas de tierra constituyen el tipo de presas más común, esto se debe a que en su construcción intervienen materiales en su estado natural, que requieren el mínimo de tratamiento, resultando económico desde el punto de vista constructivo. Además, los requisitos para sus cimentaciones son menos exigentes que para los otros tipos. El rápido avance de la ciencia de la mecánica de suelos, desde los tiempos remotos donde ya se construían este tipo de obra hidráulica (504 a.c.), ha dado como resultado el desarrollo de procedimientos de proyectos muy mejorados para las presas de tierra, dando como resultado presas de tierra de gran altura y capacidad. El proyecto de una presa de tierra debe ajustarse a la realidad, teniendo en cuenta en primer lugar las condiciones del sitio donde va a ser construida junto con los materiales de construcción de la la zona, y en segundo lugar que en muchos casos los proyectos son copiados de alguno que tuvo éxito pero en otra zona con condiciones totalmente diferentes, ocasionando una mala concepción del proyecto, pudiendo provocar el colapso de la misma ya en funcionamiento, funcionamiento, lo que ocasionaría u un n desastre en la zona.

a) PARTES DE UNA PRESA DE TIERRA

-  El aliviadero de emergencia también se llama un aliviadero auxiliar. -  La cresta de la presa suele ser la parte superior de la presa, pero el aliviadero de emergencia también tiene una cresta que se conoce como la sección de control veces y es el alto punto del vertedero.

-  Los trabajos de saldo podría ser una piscina de inmersión o una cuenca de impacto.

-  El aliviadero principal de que se podría llamar una torre elevador. En la torre debe ser una escalera de acceso, un operador de puerta, y basura bastidores o pantallas para mantener los residuos fuera.

 

 

Fig. Partes de una Presa

Fig. Perfil de una presa de tierra

 

 

b) TIPOS DE PRESA DE TIERRA 1) PRESAS HETEROGÉNEAS: Las presas heterogéneas son las presas de materiales sueltos formadas por materiales diferentes, agrupados adecuadamente en distintas zonas de la presa.  Alguna de estas zonas deberá ser impermeable, pudiendo estar constituida por tierras o bien por una mezcla asfáltica. Los materiales son más permeables a medida que nos alejamos del núcleo de la presa.

Los materiales más utilizados en su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas, aunque dentro de todos los que más destacan son las piedras y las gravas.

 

 2) PRESAS DE MATERIAL HOMOGÉNEO Este tipo de presas están compuestas de un solo tipo de material (excluyendo la protección de los taludes. El material que constituye la presa debe ser suficientemente permeable para formar una barrera efectiva para el agua, y para estabilidad, los taludes deben ser relativamente tendidos. Las presas homogéneas son aplicables en las localidades en donde hay factibilidad para obtener suelo con poca variación en su permeabilidad y en donde los suelos de permeabilidades más bajas se pueden obtener solo en pequeñas cantidades o por los bancos de préstamo se encuentran lejos de la zona del proyecto, encareciendo sustancialmente sustancialmente el proyecto debido al acarreo de éstos.

2.1) PRESAS HOMOGÉNEAS CON FILTRO HORIZONTAL: Con objeto de que el flujo f lujo de agua a través de la masa de tierra no intercepte el talud de aguas abajo, ¿con los inconvenientes que se analizaran más adelante; la versión moderna de la presa homogénea es la que se muestra a continuación. Tiene en la base del terraplén 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.

 

2.2) PRESA HOMOGÉNEA CON FILTRO VERTICAL Y HORIZONTAL: Cuando los materiales que se usan en la cortina son sensibles al agrietamiento y la presa se cimiento sobre suelos comprensibles o existen otras razones para prever la formación de grietas en el terraplén, se han incluido en el un dren vertical o chimenea, que se conecta en un filtro horizontal, o bien a un sistema de drenes alojados en la cimentación. Se interceptan así las grietas transversales a la cortina, y el agua que pueda circular por ellas se conducen por los drenes aguas abajo, sin correr el riesgo de una peligrosa tubificación en la masa de tierra.

CHIMENEA

FILTRO

TERRAPLEN 

2.3) PRESA HOMOGÉNEA CON FILTRO AGUAS ARRIBA Y ABAJO:  Una condición de trabajo importante en las presas homogéneas es el “vaciado rápido”. La acción tiene lugar en el talud de aguas arriba. En época reciente se ha recurrido a la colocación de filtros en el interior de la masa próxima al parámetro mojado, para reducir las fuerzas de filtración en dicho talud.

 

c) VENTAJAS Y DESVENTAJAS

 

VENTAJAS DE LAS PRESAS HOMOGÉNEAS

-  El material se compacta con un solo equipo, facilitándose también la explotación de materiales, el transporte y el almacenamiento.

-  Las líneas d flujo son más largas. -  Es más simple y económico. -  Es aplicable en lugares donde los suelos son de poca variación en la permeabilidad.

-  Pueden ser sobre elevadas y reparadas en un futuro. -  Son capaces de soportar cualquier movimiento de tierra.  

VENTAJAS DE LAS PRESAS HETEROGÉNEAS

-  Los taludes son con pendientes más altas. -  Menor cantidad de materiales de construcción. -  Se facilita la construcción por etapas, especialmente si el núcleo es inclinado hacia aguas arriba.

-  Gran superficie de contacto entre el núcleo, las hombreras, el núcleo y cimentación.

-  Reducción del volumen de los materiales. -  En las de núcleo delgado la construcción es casi independiente de las condiciones climáticas.

 

   

DESVENTAJAS DESVENTAJA S DE LAS PRESAS HOMOGENEAS

-  Se requiere altos controles en la compactación para evitar que queden estratos con diferentes propiedades.

-  Se pueden presentar altos asentamientos. -  Es muy débil estructuralmente. -  Mayor inestabilidad del talud aguas arriba durante desembalses rápidos. -  Ofrece una permeabilidad demasiada baja en la zona de DRAW-DOWN. -  Se requiere protección de los taludes.

 

DESVENTAJAS DESVENTAJA S DE LAS PRESAS HETEROGÉNEAS

-  Se requiere diferentes equipos para hacer la compactación de la zona. -  Se necesitan diferentes áreas de préstamo y almacenamiento. -  El núcleo puede quebrarse si es muy esbelto y presentarse discontinuidades. -  Si la presa es de núcleo ancho su construcción en temporadas de lluvia es paralizada.

-  En las heterogéneas con núcleo inclinado la longitud es mayor de la línea del contacto núcleo-cimentación.

2). PRESAS DE ENROCAMIENTO En las presas de enrocamiento enr ocamiento se utilizan utiliza n rocas de todos todo s los tamaños para dar estabilidad a una membrana impermeable. imp ermeable. La membrana memb rana puede ser una capa c apa de material impermeable del

lado del talud talu d mojado, una u na loza de concreto, concret o, un

recubrimiento recubrimi ento de concreto concre to asfáltico, asf áltico, placas de acero o cualquier otro dispositivo semejante; o puede ser un núcleo interior delgado de tierra t ierra impermeable.

Como los terraplenes de tierra, los de roca están sujetos a daños y destrucción si los rebasa r ebasa el agua y, por lo tanto, deben de d e tener un vertedor vert edor de demasías de la capacidad adecuada ade cuada para evitar que q ue esto suceda. Una excepción la constituyen constitu yen

 

las presas derivadoras extremadamente bajas en las que el enrocamiento está especialmente especialmen te proyectado para soportan los derrames.

3). PRESAS DE CONCRETO DE TIPO GRAVEDAD. Las presas de gravedad, o de concreto se adaptan a los lugares en los que se dispone de una cimentación ciment ación de roca razonablemente razonabl emente sana, aunque au nque las estructuras estructur as bajas se pueden pue den establecer sobre s obre cimentaciones ciment aciones aluviales si se construyen los datos adecuados. a decuados. Se adaptan bien para usarse como co mo cresta crest a vertedora y, debido a esta est a ventaja, ventaj a, a menudo m enudo se usan formando form ando una parte vertedora de las presas de tierra y enrocamiento o de una presa derivadora.

 AI empezar el siglo XX, algunas de las presas de gravedad se construyeron de piedra. Sin embargo, la cantidad de mano de obra requerida en esta operación ha sido causa caus a del uso exclusivo exclusi vo que se hace del d el concreto en la construcción construcc ión de las presas modernas de gravedad.

3.0 CIMENTACION DE LAS PRESAS.

La cimentación debe proporcionar un apoyo estable para el terraplén en todas sus condiciones de carga y saturación. Debe tener resistencia a la filtración fi ltración para evitar daños por erosión y pérdidas de agua.

·El área de la fundación de la presa se debe limpiar totalmente removiendo todos los árboles, malezas, raíces, piedras, tierra vegetal, basuras, materiales permeables, etc., hasta llegar a una capa de suelo resistente y adecuada. La superficie obtenida para la fundación deberá ser escarificada antes de comenzar a construir el terraplén.

· El área de fundación correspondiente a cauces de arroyos deberá ser limpiada, profundizada y ampliada hasta remover todas las piedras, grava, ar arena, ena, y cualquier

material

indeseable.La limpieza de los cauces se efectúa

profundizando de manera que los taludes de la excavación sean estables.

 

3.1 TIPOS DE CIMENTACION a) CIMENTACIONES EN ROCA En general no presentan problemas de resistencia a la capacidad portante. El principal problema lo constituyen las filtraciones excesivas por fisuras y grietas.

b). CIMENTACIONES EN LIMO-ARCILLA El problema estriba no tanto en las filtraciones como en la estabilidad del suelo de la cimentación.

c). CIMENTACIONES SATURADAS Es necesario estudiar el grado de consolidación del suelo previa identificación del mismo. El estudio es extensivo y puede resultar costoso. Algunas medidas constructivas son: reemplazar o quitar

los

suelos

blandos,

instalar

sistemas

de

drenaje

durante

la

construcción, suavizar los taludes del terraplén.

d). CIMENTACIONES RELATIVAMENTE SECAS Son suelos buenos desde que la relación de vacíos se sea a adecuada. Si el suelo es seco y de baja densidad pueden surgir asentamientos considerables cuando se cargue la presa y se sature el suelo, causando la falla bien sea por asentamientos totales y disminución del borde libre de la presa, o por asentamientos parciales que pueden partir el núcleo impermeable. Medidas constructivas a tomar son: reemplazo del suelo; delantales impermeables aguas arriba; filtro permeable aguas abajo; humedecimiento previo del suelo.

e). CIMENTACIONES EN ARENA Y GRAVA Frecuentemente la cimentación de presas flexibles consiste en depósitos aluviales

de

arena

y grava relativamente permeables.

Se presentan los

siguientes problemas básicos: magnitud de las filtraciones subterráneas, presiones producidas por las filtraciones; tubificaciones; y licuefacción. Arenas sin cohesión de baja densidad son peligrosas como fundación.

 

3.2. MEDIDAS PARA MEJORAR LA CIMENTACION DE PRESAS.  PRESAS.   Los problemas de filtr filtración ación se presentan generalmente aguas abajo debido a que la fuerza de presión del agua (subpresión) en un punto dado de la cimentación iguala a la presión ejercida por el peso combinado del suelo y agua por encima de él. Para contrarrestar filtraciones, se puede usar alguno de los sistemas siguientes o combinación de ellos.

a) DENTELLONES DE TIERRA  Del mismo material del núcleo impermeable de la presa. Siempre que sea posible, las filtraciones de una ci cimentación mentación permeable se debe deben n cortar con u un n dentellón que llegue el estrato impermeable.

La anchura mínima del fondo (e) varía entre 0.6 m (USBR) y 1.0 m (HIMAT, para presas pequeñas), y se puede calcular te tentativamente ntativamente así:

e =H-d e = ancho del fondo del dentellón H = carga hidráulica arriba de la superficie del terreno. d = profundidad del dentellón por debajo debajo de la sup superficie erficie del terreno.

Profundidad mínima del dentellón = 0.20H.

El dentellón puede tener las paredes verticales o inclinadas disminuyendo hacia abajo, ya que las fuerzas de filtración han disminuido al hacer el agua su recorrido en sentido vertical.

Es necesario controlar el agua mientras permanezca abierta la excavación para el dentellón.

 

b) DENTELLONES PARCIA PARCIALES LES Experimentos hechos han demostrado que un dentellón que se profundice un 50% de la distancia en el estrato permeable reduce un 25% la filtración, y si se profundiza un 80% las filtraciones se reducen en un 50%.

c) DENTELLONES CON TABLESTACAS DE ACERO Se usan ocasionalmente en combinación con un dentellón en tierra.

Están

limitados a cimentaciones de limo, arena y grava fina pues problemas del hincado en gravas pueden esperarse al romperse o doblarse el dentellón, aparte que resultan costosos. Por las uniones se pueden presentar filtraciones por lo que su efectividad se reduce.

d) DENTELLONES DE CONCRETO IN SITU (DIAFRAGMAS) (DI AFRAGMAS) Se construyen bombeando o inyectando lechadas de cemento que al mezclarse con el material de cimentación forman un elemento de arena y gravas unidas con cemento. Si el estrato impermeable está a cierta profundidad se puede combinar un dentellón en tierra y un diafragma.

e) INYECCIONES

Pueden ser de cemento, asfalto, arcilla y materias químicas (silicato de sodio y cloruro de calcio) que en el suelo precipitan y forman una gel sólida.

f) COLCHONES DEL LADO AGUAS ARRIBA Se

usan

profundidad

generalmente

cuando

excesiva. El colchón

el se

manto

impermeable

construye

del

está

mismo

a

una

material

impermeable de la presa. El espesor mínimo recomendado es 1.0 m. o 0.10H. El colchón se extiende hacia aguas arriba hasta que las pérdidas por filtración sean las consideradas para el proyecto y se debe unir con la zona impermeable de la presa.

 

 

g) FILTROS Y COLCHONES HOR HORIZONTALES IZONTALES DE DRENAJE Su objetivo es mermar la presión del agua al permitir su descarga, y evitar la tubificación. El diseño es de tal forma que no ocurra movimiento de las partículas de la cimentación o del terraplén hacia el filtro. Se usan sobre cimentaciones permeables relativamente homogéneas cuando no hay dentellones efectivos. Se recomienda que la longitud del colchón sea 3H, evitando el efecto de la fuerzas de filtración tratando de levantar el talón aguas abajo.

1.- BOQUILLA 2.- CRESTA O CORONA 3.- FILTROS/TRANSICIONES 4.-NUCLEO IMOERMEABLE 5.- TALUD AGUAS ABAJO 6.- TALUD AGUAS ARRIBA 7.- EMBALSE O VASO 8.-BORDE LIBRE 9.-TRINCHERA 10.-CIMENTACION 11.-FILTRO 12.-NAME 13.-ALTURA

 

 

h) DRENES AL PIE DE LA PRESA Y ZANJAS DE DE DRENAJE Generalmente se combinan combinan con los colchones horiz horizontales ontales de drenaje y sirven para colectar las aguas y cond conducirlas ucirlas a un tubo de desc descarga arga exterior. También pueden ser usados en cimentaciones impermeables para estar seguros de que cualquier agua que pueda filtrarse a través del terraplén o la cimentación sea recogida.

i) POZOS DE DRENAJE Se usan cuando hay estratos impermeables de cierto espesor sobre otros permeables. La cimentación cimentación no nec necesita esita tratamiento anti filtrante si el es espesor pesor del estrato impermeable impermeable es may mayor or que γwH. La s separación eparación mínima q que ue se acostumbra entre p pozos ozos es de 8.0 m. y el diámetro mín mínimo imo es de 6 6". ".

 

Si las filtraciones son excesivas se puede hacer uso combinado de varios sistemas anti filtrante.

 

CUERPO:

El cuerpo de la presa puede ser homogéneo o heterogéneo formado de diferentes materiales. Da Estabilidad e impermeabilidad impermeabilidad a la estructura. La Tabla N° 27 es u una na guía sencilla sobre la Calidad de los materiales que constituyen la fundación y el cuerpo de la pr presa. esa.  

ZONAS DE LA PRESA MIXTA

Pueden ser tres o más:  

Núcleo impermeable   Filtros o material de transición  

Espaldones de enrocado Las características del material que formará la presa se deben determinar en el proyecto, y llevar la obra de tal manera que se consigan tales ca características racterísticas con el fin de lograr el coeficiente de seguridad desea deseado. do. Valores usuales del coeficiente de permeabilidad K para cada zona son:

 

 

NÚCLEO IMPERMEABLE

El tamaño del núcleo depende del material y de la cimentación. Puede ser grueso o delgado s según egún la pérdida de agua q que ue se pueda ad admitir mitir y según el material que lo constituye.

El ancho mínimo del núcleo en su parte superior debe ser entre 1.0 m. y 1.5 m. para facilitar la compactación. La anchura anchura mínima del núcleo en en la base puede ser H/2 si el núcleo es grueso. Un núcleo delgado puede puede proyectarse s sii el material que lo constituye es muy impermeable y la compactación es bie bien n controlada. En este caso, el espesor espesor en la base es del orden (1/3-1/7) H.   Filtros

La granulometría de las zonas adyacentes debe ser tal que los materiales de una zona no sean arras arrastrados trados a otras. S Se e necesita por tanto una zon zona a de transición entre el núcleo impermeable y el espaldón de enrocado lo que se logra con el uso de filtros. Los filtros por tanto evitan la fuga de partículas del núcleo al cuerpo de la presa protegiéndolo del lavado y pérdida de materiales finos. El uso de geotextiles como material de ffiltro iltro debe limitarse al caso en que la diferencia del tamaño de las partículas entre el núcleo y los espaldones no sea mucha, pues si hay por ejemplo piedras grandes y arcillas, esfuerzos de tensión pueden generarse y el geotextil se daña. Para presas pequeñas el núcleo impermeable de arcilla se puede reemplazar por asfalto.

 

  MATERIAL

PERMEABLE DE LOS ESPALDONES DE ENROCADO

El material permeable se coloca aguas ab abajo ajo para permitir el abatimient abatimiento o de la línea freática y mermar presiones intersticiales por el agua filtrada y se coloca aguas arriba para permitir la disipación de presiones al hacer desembalse rápido y para proteger los taludes de erosión por oleaje, etc.   TALUDES

La pendiente de los taludes de presas pequeñas de material homogéneo depende de la altura total del terraplén, de las características de los materiales empleados, y del grado de compactación exigido para su construcción. Por regla general, al talud húmedo por estar sometido a la acción del agua se le asigna una pendiente más suave para evitar deslizamientos. Tablas N° 28 y 29.

Taludes para presas pequeñas de tierra de sección compuesta en cimentaciones estables.   CORONA

El ancho mínimo que se da a las presas pequeñas en su corona obedece a los siguientes factores: · Dar mayor volumen a la presa para mejorar su seguridad y estabilidad. · Establecer los servicios necesarios sobre la presa, utilizándola como vía de mantenimiento e inspección.

 

· Facilitar la construcción con los equipos disponibles.

El HIMAT (1984) dice: · Ancho mínimo cuando no se usa como vía = 3.0 m ·Ancho mínimo cuando se usa como vía = 3.60 m. El ancho mínimo usado en Italia es de 2.5 m. Una recomendación práctica es tomar el ancho de la corona iguala ¼ de la altura. El drenaje superficial de la corona se logra dando un bombeo así: · Pendiente transversal cuando el talud seco está revestido: 2% hacia ambos lados a partir del centro. Pendiente transversal cuando el talud seco no está revestido: 2% hacia el lado aguas arriba. · La protección para evitar erosión cuando no se se usa como vía consiste en 0.10 m. de afirmado o grava.   BORDE

LIBRE O RESGUARDO

El borde libre protege a la presa para evitar que el agua pase por encima de ella. Tiene las siguientes funciones: · Contrarrestar asentamientos por encima de los previstos. pr evistos. · Seguridad en caso de avenidas más grandes que las previstas. · Evitar sobrepaso por olas o fallas por mal funcionamiento de vertedero de demasías.

 

 

4.-FILTRACIÓN A TRAVÉS DE LA PRESA

Para garantizar la seguridad y la economía en una estructura del tipo de presa flexible, es in indispensable dispensable conocer la in influencia fluencia d del el c chorro horro de filtración sobre la presa, la posición de la curva de filtración, el punto de salida del chorro de filtración, la altura de de la elevación por capilaridad d del el agua, la composición química de los suelos y del agua que se filtra. Para la solución de los problemas de filtración en las presas de suelos existen métodos hidromecánicos, hidráulicos y experimentales que han sido obtenidos para el caso de propiedades isotrópicas, pero para casos en que esta propiedad no se presente, habrá que introducir correctivos en las soluciones obtenidas. Para el cálculo de la filtración se pueden aplicar varios métodos. Unos métodos son más aproximado aproximados s que o otros, tros, pero en general pued puede e decirse: Toda red de filtración se construye en la hipótesis de que el suelo de un estrato dado por donde se filt filtra ra el agua es uniforme en su permeabilidad. En realidad, en los estratos de suelos naturales, la permeabilidad varía de punto a punto, especialmente a lo largo de líneas normales a los límites del estrato. Por ello, la diferencia entre una red de filtración crudamente esquematizada y otra exacta es comúnmente pequeña, comparada con la diferencia entre la fluencia del agua en el s suelo uelo real y la que indica la red de filtración exacta.

La

universalidad de esta circunstancia hace que los refinamientos en la construcción de redes de filtración, como los estudios detallados sobre

 

modelos físicos o matemáticos no se justifi justifiquen quen desde el punto de vista práctico para proyectos de presas pequeñas.

5. ESTABILIDAD DE LA PRESA

La estabilidad de los taludes de una presa se determina por su capacidad para resistir esfuerzos cortantes ya que la falla se produce por deslizamiento a lo largo de una superficie de corte. El análisis de estabilidad de la presa consiste en determinar la estabilidad de sus taludes aguas arriba y aguas abajo. Se hace por unidad de longitud de talud. Este es un proceso de tanteos en que se suponen diferentes condiciones de carga a que puede estar sometida la presa. Las fuerzas que producen el movimiento de la masa que constituye el talud son: fuerzas de gravedad, fuerzas sísmicas, acción del oleaje, del hielo y sobrecargas. Las fuerzas que se oponen al movimiento son las debidas a los parámetros de resistencia del suelo que constituye el terraplén: cohesión y fricción interna del material. Los terraplenes hechos de materiales granulares son más estables ya que tienen mayor resistencia a la fricción y por ser más permeables permiten la rápida disipación de las presiones intersticiales. Por esto, presas homogéneas de materiales más o menos impermeables llevan taludes más tendidos que las presas mixtas o las de enrocado. El talud de aguas arriba por estar sometido a la permanente acción del agua es más tendido que el de aguas abajo. La situación más crítica para el talud aguas arriba es el rápido desembalse que sigue a un largo largo periodo de niveles niveles altos en el embalse, y para el talud aguas abajo es la máxima saturación del terrap terraplén lén cuando el embalse está lleno.

 

6. CRITERIOS DE DISEÑO

Las fallas graves o catastróficas en presas de materiales locales según el orden de ocurrencia son: 1.- rebase de la cortina. 2.- sifonamiento mecánico. 3.- agrietamiento transversal. 4.- deslizamiento del talud aguas abajo. 5.- sismos. 6.- licuación. 7.- perdidas por filtración.

CONCLUSIONES   La

calidad de la información es vital para realizar los cálculos en el diseño de la

presa de tierra, ya que de no ser así se realizará un diseño de presa que no se ajuste a las necesidades y alcance los fines para los que fue destinada su construcción.

 

Con base en la información rec recolectada olectada y procesada de las diferentes fuentes se logró analizar y describir de una manera adecuada las principales características de los acueductos.

 

El trabajo realizado es un aporte importante par para a el desarrollo adecuado de presas de tierra.

 

Se especificaron los parámetros necesarios para llevar acabo el diseño hidráulico de una presa de tierra a nivel básico.

 

RECOMENDACIONES  

El Criterio para elegir en material no es siempre preciso preciso en todos lo los s casos, las presas de tierra son económicos pero están expuesto a muchos problemas y son muy propensos a fallar.

 

Durante el diseño y construcción de la presa de tierra, los ingeniero ingenieros s deben tener en cuenta las siguientes cuestiones:

1. ¿Qué dimensiones debería tener la presa para obtener la estructura más económica y segura?

 

Se recomienda repetir este trabajo incluye incluyendo ndo el a análisis nálisis estructural estructural,, e momen momento to último, recubrimiento, longitud de empalmes, acero de refuerzo, acero mínimo.

 

Los tamaños relativos de cada zona en una presa de tierra y los materiales d de e las mismas dependen de los materiales disponibles en el lugar. En función a ello es donde se debe tener un buen criterio para seleccionar el tipo de material con el que se trabajara.

 

BIBLIOGRAFIA LIBROS  

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RUBIO, H. A. (2008). Apuntes de hidráulica. hidráulica. Chimbote, Perú.

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VILLON, M. (MARZO de 2005). Diseño de estructuras hidráulica. lima:

Villón.  

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Colombia

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     

 

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

  PROFESOR: MS.

RICARDO ANDRES NARVAEZ ARANDA.

  CURSO: ESTRUCTURAS

HIDRAULICAS.

  TEMA: PRESAS DE TIERRA Y ESCOLLERA CON FILTRO HORIZONTAL E

  INTEGRANTES:   

FIESTAS CARDOZA ,YESSICA YESSENIA

 

ZAMUDIO CASTRO ,MANUEL RODRIGO

 

VARGAS SALDAÑA , CHRISTIAN

 

  IX CICLO

TRUJILLO, 29 DE MAYO DE 2018

INCLINADO.