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Tesis 3 - Presas - Proyectos de Terraplen

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3.6 PROYECTOS DE TERRAPLEN:

a) Utilización de materiales de la excavación para las estructuras: En la discusión de los sistemas, se indica que para que el costo sea mínimo, la cortina debe de proyectarse para utilizar al máximo los materiales más económicos que se disponga, incluyendo el material que debe de excavarse para su cimentación y para las estructuras auxiliares. Cuando el volumen de estos conceptos constituye una porción apreciable del volumen total, puede influir considerablemente en el proyecto de la cortina. Al escoger la mejor opción se debe de considerar el conjunto de bancos y las excavaciones de las estructuras. La porción de la excavación para el dentellón que queda arriba del nivel freático puede producir cantidades limitadas de material para el núcleo impermeable de la cortina. La distribución de los materiales en la sección del terraplén debe de estar basada en el aprovechamiento más económico de los materiales que deban proyectarse. Una aplicación importante de los materiales obtenidos de las excavaciones de las estructuras en su utilización en proporción de terraplén donde la permeabilidad no tiene una importancia crítica y en donde, el peso y el volumen son los requisitos principales.

Se puede utilizar las diferentes zonas de terraplén y la contracción y abundamiento que sufran los materiales. Se ha encontrado de útil el diagrama de distribución de los materiales.

b ) Taludes de los terraplenes: Pueden variar mucho según el carácter de los materiales disponibles para su construcción, las condiciones de la cimentación y la altura de la estructura. Los taludes de los terraplenes son los necesarios para dar la estabilidad sobre una cimentación resistente a los esfuerzos que en ella actúan.

Los taludes para las cortinas de tierra dependen del tipo de presa y la naturaleza de los materiales de construcción. De especial importancia es la naturaleza del suelo que se va a usar en la construcción de las presas homogéneas modificadas o en el núcleo de una presa de sección compuesta. En este caso, la relación del tamaño del núcleo al tamaño de la cubierta es también importante.

Los taludes ordinarios de aguas abajo de las cortinas de tierra pequeñas son de 2:1 cuando la presa lleva una zona impermeable en este lado, y de 2 1/2:1 cuando el terraplén es impermeable.

Estos taludes son estables para los productos son comúnmente usados, cuando se proyecta drenaje, de manera que el talud aguas abajo nunca se satura de las filtraciones.

c) Tipos de diafragma : Se recomienda para las pequeñas solamente cuando las existencias de suelos impermeables son tan limitadas que no se pueden construir del tipo de terraplén de sección compuesta. En este caso se recomienda que se coloque un diafragma en las presas de material fabricado en el paramento mojado de los terraplenes, que de otro modo serian permeables, en lugar del colchón de tierra. Si el material permeable es roca, la presa se clasifica como cortina de terraplén de roca. El material permeable para la construcción de una presa de tierra de diafragma debe ser tal que puedan compactarse para formar un terraplén estable que está sujeto a pequeños asentamientos. Después de construidos las arenas mal graduadas no se pueden compactar bien; las mezclas bien graduadas de arena y grava forman buenos terraplenes.

d ) Terraplenes tipo homogéneo : Se recomienda sólo cuando los materiales de fácil drenaje hace que la construcción de una cortina de sección compuesta sea antieconómica, y con la salvedad de que para las presas homogéneas de almacenamiento debe de modificarse deben instalarse dispositivos para que drene interiormente.

Para efectuar su función de abatir la línea freática de estabilizar la porción de aguas abajo de la presa, el filtro debe prolongarse desde el talud de aguas abajo de la presa hasta muy adentro del cuerpo del terraplén.

Es conveniente que el filtro de drenaje tenga longitud mínima. Para las presas pequeñas se recomienda que el filtro de drenaje comience en el talón de aguas abajo del terraplén y se extienda aguas arriba hasta una distancia igual a la altura de la cortina más 1.5 m de la línea central de la presa.

Con esto se tendrá un dren de extensión suficiente y que al mismo tiempo no reduzca la longitud de recorrido de las filtraciones más allá de los límites convenientes.

e) Terraplenes de sección compuesta: Este tipo de cortina puede construirse siempre que se pueda conseguir los suelos de varias clases con facilidad, por que sus ventajas inherentes producirán economías en el costo de su construcción.

Este tipo de proyecto es de construcción económica, por que permite el uso de taludes más inclinados con la consecuente reducción del volumen total del material de terraplén por que también permite el uso de una gran variedad de materiales.

Los taludes que se requieren la estabilidad de un terraplén compuesto con función de los tamaños relativos del núcleo impermeable y de los faldones permeables.

Los taludes que se requieren para la estabilidad de un terraplén compuesto son función de los tamaños relativos al núcleo impermeable. La fig. III.4 muestra los faldones permeables, el núcleo mínimo para una cortina construida sobre una cimentación impermeable, o sobre una cimentación permeable atravesada completamente por dentellón de tierra; el núcleo no está completamente atravesada por un dentellón de tierra y el tamaño " máximo " de núcleo para presas compuestas.
 

Fig. III.4 Variación de tamaños de núcleos impermeables a los terraplenes compuestos.

 

 

El núcleo mínimo de una presa sobre cimentación permeable, como se muestra anteriormente, se basa en la consideración de las presiones de filtración en la cimentación.

Las elevaciones, dimensiones y taludes se han expuesto con base a datos hidráulicos, topográficos y geológicos. Se efectuará el análisis de estabilidad, para encontrar los esfuerzos y condiciones a los que trabajará la cortina y de acuerdo a los resultados que se obtengan, para determinar si se acepta la sección.

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