Canales Part 04 2d

CRITERIO DE DISEO DE CANALES

ndice

0. Introduccin1. Estudios previos1. Estudios previos2. Trazado en planta3. Trazado en alzado4. Diseo de Secciones5. Revestimiento y juntas6. Drenaje7. Estructuras singulares y de proteccin

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7. Estructuras singulares y de proteccin8. Elementos de regulacin y control

5. REVESTIMIENTO Y JUNTAS

Funciones:

Reducir la permeabilidad (reducir filtraciones)

5.1 Revestimiento

Reducir la permeabilidad (reducir filtraciones)

Proteger los cajeros y la solera frente a la erosin del agua.

Mejorar la eficiencia hidrulica (menor rugosidad en cajeros y solera)

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Un revestimiento con prdidas comprendidas entre 25 y 50 litros por metrocuadrado y da se puede decir que cumple adecuadamente su funcin (viene asuponer una prdida de un 10% respecto del agua suministrada).


5.1 Revestimiento

En un terreno muy permeable sera forzoso establecer un revestimiento muyimpermeable con un gran cuidado en sus juntas y tomando muchasprecauciones para evitar la fracturacin del revestimiento propiamente dicho,pero no sera necesario el drenaje.

En el caso opuesto el revestimiento slo podra tener como misin proteger dela erosin del agua y tener juntas sin tratar. Tampoco necesitara drenaje pues

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la erosin del agua y tener juntas sin tratar. Tampoco necesitara drenaje puesel propio canal actuara como dren del terreno en caso de vaciado

El caso habitual y que precisa un estudio detallado es el que se da entre ambosextremos: simultanear un revestimiento lo ms impermeable posiblecomplementado con un drenaje que garantice la ausencia de subpresiones.

Se trata de aquilatar la funcionalidad, estabilidad y durabilidad del canal.

Si bien la impermeabilidad es importante debido al rendimiento exigible, staimplica costes no siempre justificados: conviene siempre un estudio global delsistema (acuferos, etc.)


5.1 Revestimiento

Es fundamental disponer un sistema de drenaje y filtros para evitar arrastresde finos, etc.

Una vez definida la pendiente, la seccin transversal depende del tipo derevestimiento:

A igual coste ser preferible la mnima rugosidad.

Segn el tipo de material de revestimiento puede aproximarse un valor delNmero de Manning (0.01-0.03)

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Nmero de Manning (0.01-0.03)

Adems, los materiales de revestimiento deben garantizar una resistencia a lassolicitaciones a que se encuentren sometidos, as como a la erosin. Encualquier caso al hormign no se le debe dar carcter estructural sino solo derevestimiento.

P.e. la arcilla puede resistir velocidades de agua de hasta 0.5m/seg.y elhormign del orden de 1.5 a 2 m/seg.

:Los tipos de revestimiento a utilizar pueden ser:

Sillera, mampostera: casi no se usan ya, salvo por esttica


5.1 Revestimiento

Sillera, mampostera: casi no se usan ya, salvo por esttica

Fbrica de ladrillo: slo en algunas reparaciones

Hormigones en masa: muy usados por la facilidad de puesta en obra,excelente calidad superficial y acabado de la superficie

Hormigones armados: en aumento por su buen comportamiento pero sedebe cuidar mucho la ejecucin y revestimiento para evitar problemas decorrosin de armaduras (DURABILIDAD)

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corrosin de armaduras (DURABILIDAD)

Maderas: muy buen material pero muy costosa puesta en obra

Acero: muy buen funcionamiento hidrulico pero muy costoso

:

Productos asflticos: impermeables, resistentes, toleran asientosdiferenciales pero pueden comprometer la calidad del agua. TOLERANMAL EL CALOR, EXCESIVAS DEFORMACIONES. PROBLEMAS DE AGRESIN


5.1 Revestimiento

MAL EL CALOR, EXCESIVAS DEFORMACIONES. PROBLEMAS DE AGRESINPOR LA VEGETACIN.

Materiales plsticos: de gran utilidad, coste reducido y fcil colocacin.BUENA RESISTENCIA A LA EROSIN Y AL PUNZONAMIENTO.

TIERRA MEJORADA.

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

Patologa comn del revestimiento de hormign:

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5.1 Revestimiento

Revestimiento lmina Polietileno AD:

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5.1 Revestimiento

Revestimiento lmina Polietileno AD:

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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5.1 Revestimiento

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IMPORTANCIA DEL REVESTIMIENTO: LIMITAR LAS PRDIDAS DE AGUA

VALOR DE REFERENCIA ACEPTABLE: 25-50 litros/m2/da


5.1 Revestimiento

VALOR DE REFERENCIA ACEPTABLE: 25-50 litros/m2/da

ESTE VALOR DE REFERENCIA VIENE A SUPONER UNAS PRDIDAS DEL 1 AL 2%

LA EVAPORACIN PUEDE SUPONER UNAS PRDIDAS DEL 0.5%

LAS PRDIDAS POR VERTIDOS INVOLUNTARIOS DEBIDAS A INSUFICIENTERESGUARDO Y GESTION ERRNEA DEL CANAL PUEDEN SER DEL 2 AL 3%

ES ACONSEJABLE INCREMENTAR EL CAUDAL DE DISEO DEL CANAL EN UN10% PARA CUBRIR LAS PRDIDAS QUE PUDIERAN PRODUCIRSE.

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10% PARA CUBRIR LAS PRDIDAS QUE PUDIERAN PRODUCIRSE.


5.2 Juntas

El hormign del revestimiento de un canal se encuentra en las condicionesde trabajo ms duras (abrasin por el agua, cambios en las condicionesambientales, en comparacin con otras estructuras).ambientales, en comparacin con otras estructuras).

Por si mismo, como material, el hormign es suficientemente impermeablepara lograr pequeas filtraciones, pero al fisurarse y agrietarse, por ser muyrgido, se adapta mal a las deformaciones del terreno.

Adems puede tambin fisurarse por retraccin de fraguado y efectostrmicos.

Todo ello deriva en la necesidad de disponer juntas, debidamenteimpermeabilizadas, que permitan el movimiento sin agrietamiento ni

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impermeabilizadas, que permitan el movimiento sin agrietamiento nifiltraciones.

- Suficientemente impermeable como material- Rigidez- Asientos del terreno- Retraccin fraguado- Efectos trmicos

- Necesidad juntas


5.2 Juntas

La necesidad de las juntas viene determinada fundamentalmente por efectode los asientos diferenciales, esfuerzos de retraccin y origen trmico.

La orientacin de las juntas puede ser:

a. Transversales:

b. Longitudinales: Usual en canales de grandes dimensiones, con el finde dotar a la seccin de articulaciones o charnelas para ajustarse a lasdeformaciones del terreno (asientos diferenciales, cambios dehumedad, primer llenado, etc.)

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humedad, primer llenado, etc.)

Juntas longitudinales


5.2 Juntas

Los tipos fundamentales de juntas son:

a) De contraccin: en sentido transversal, absorben retracciones dela) De contraccin: en sentido transversal, absorben retracciones delhormign en la puesta en obra.

b) De dilatacin: en sentido transversal, absorben principalmenteesfuerzos trmicos y/o asientos diferenciales.

c) Estructurales: por diseo entre solera y cajero y entre stos y obrasespeciales.

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d) De hormigonado: resultan de la organizacin del trabajo y se debeprestar especial cuidado a las juntas de larga duracin


5.2 Juntas

Los productos ms utilizados son:

Bituminosos

Mstics Mstics

Caucho

Plsticos

Sellados con mortero de cemento

Las tipologas ms comunes son:

Con maestra

De fisura

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De fisura

PVC o goma

De dilatacin

La mayora de las filtraciones que tendrn lugar desde el canal se localizarnen las juntas por lo que se debe buscar un sistema racional de diseoconjunto juntas-drenaje. De hecho, la impermeabilizacin del revestimientodel canal y su drenaje son problemas ntimamente conectados.


5.2 Juntas

Juntas de contraccin

Necesarias por el acortamiento del hormign

Separacin usual entre juntas: 3 4 metros

A mayor espesor y mejor calidad del hormign mayor separacinadmisible

A mayor rugosidad en el contacto hormign-terreno: menor separacin

Amplitud movimientos en la junta: 1,5-2,0 mm

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5.2 Juntas

Junta de contraccin escalonada

Junta de contraccin iniciada:

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Junta de contraccin iniciada:


5.2 Juntas

Junta de contraccin longitudinal:

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5.2 Juntas

Junta de dilatacin:

La retraccin del hormign compensa en gran medida el efecto del La retraccin del hormign compensa en gran medida el efecto delaumento de temperatura exterior.

Es equivalente a un descenso de temperatura de 25 C (0,25 mm/m)

Por ello las mximas compresiones que pueden generarse en elhormign de un revestimiento con una variacin trmica en el exteriorde 50 C sera:

( ) KpKp

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( )2

502550102

10255

cm

Kp

cm

KpTEE ====

Adicionalmente las juntas de contraccin colaboran en disipar lascompresiones del aumento por temperatura.

Como conclusin se desprende que no son necesarias en los tramosconvencionales.


5.2 Juntas

Junta de dilatacin:

Necesarias en conexiones del canal con obras singulares (acueductos, Necesarias en conexiones del canal con obras singulares (acueductos,sifones, etc.). Deben absorber movimientos de 10 mm.

Los materiales de aporte deben ser muy deformables eimpermeabilizantes:

No vulcanizables (betunes asflticos) Vulcanizables (mezclas caucho-betn, resinas epoxi) Bandas plsticas

Materiales para relleno de

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Materiales para relleno de espacios muertos: materiales muy deformables (ej. Corcho, plsticos, PVC, mstics)


5.2 Juntas

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6. DRENAJE

6.1 Tipos

Debido a la presencia de agua, la estabilidad de taludes en canales sueleser ms problemtica que en el caso de otras obras lineales comocarreteras o ferrocarriles.

6.1 Tipos

DRENES EXTERIORES (ej. Cunetas)

DRENES INTERIORES: con la funcin de proteccin del revestimiento:

TUBOS: colocados bajo el revestimiento, de hormign poroso, de PVCranurado, de hormign macizo con juntas abiertas ,etc.

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ranurado, de hormign macizo con juntas abiertas ,etc.

CAPAS DE MATERIAL FILTRANTE:

DRENES PROFUNDOS: con la funcin de estabilizar la infraestructura.

6.2 Drenaje externo

Cunetas:

6. DRENAJE

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Es necesario disponer cunetas en puntos de posible acumulacin de agua,sobre todo al pie de terraplenes.

6.2 Drenaje externo

6. DRENAJE

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Incorporacin de caudales por escorrenta

6.2 Drenaje externo

6. DRENAJE

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La disposicin de un sistema de drenaje surge ante la necesidad de controlarposibles mecanismos de fisuracin, erosin interna y fractura hidrulica.

En caso de no disponer de un sistema de drenaje la solera se podra ver

6.3 Drenaje interno

6. DRENAJE

En caso de no disponer de un sistema de drenaje la solera se podra versometida a grandes subpresiones.

La subpresin puede estar causada por el agua infiltrada y reduce el pesoefectivo de la estructura.

Con capas freticas altas y cuando el canal se encuentra vaco la subpresinpuede originar el levantamiento del fondo de la solera (si esta revestido) o elsifonamiento .

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sifonamiento .

Igualmente puede comprometerse la estabilidad de los cajeros y resultaranespecialmente peligrosos los vaciados rpidos del canal debido al gradientehidrulico y las consiguientes fuerzas de infiltracin.

En cualquier caso, si los suelos son de baja densidad o naturaleza expansivapueden requerir de un tratamiento especial o de una sustitucin.

Los drenes reducen la subpresin al bajar la lnea de saturacin. Si bien, el drenaje longitudinal bajo solera no est concebido para rebajar la

capa fretica, sino para evacuar las filtraciones que atraviesan el

6.3 Drenaje interno

6. DRENAJE

capa fretica, sino para evacuar las filtraciones que atraviesan elrevestimiento.

Dimensionamiento del caudal para 25-50 litros /m2 da. Es aconsejable que el tubo de drenaje no entre en carga, y si lo hace, que su

presin sea muy baja (< 1 m), para no levantar la solera. Debern garantizarse las condiciones de filtro para evitar el lavado de finos

(geotextiles).

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En algunos casos puede drenarse con capas filtrantes, aunque es solo uncomplemento del drenaje longitudinal mediante tubo.

6.3 Drenaje interno

6. DRENAJE

Suele emplearse en las zonas de transicin entre desmonte y terrapln porocurrir asientos diferenciales que fisuran el revestimiento.

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Canales Part 04 2d

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