P Proteccion Longitudinal

Proteccin de Cauces

Proteccin de cauces

La proteccin de un cauce contra socavacin consiste en tomar todas aquellas medidas necesarias con el fin de hacerlo menos vulnerable a daos durante crecientes.

Es especialmente importante proteger el cauce y las estructuras construidas en l para evitar riesgos a la estabilidad.

Casos de proteccin: Estructuras en construccinEstructuras existentes

Usos de las medidas de proteccin

ControlarDemorarMinimizar Monitorear

problemas de estabilidad de cauces y de estructuras

Clasificacin: a) Hidrulicasb) Estructuralesc) Monitoreod) Bioingeniera

Medidas hidrulicasLimitan la socavacin

mediante:la modificacin de las lneas de

corriente y la proteccin del lecho y de las bancas del cauce contra las fuerzas

erosivas del flujo de agua.

1) Estructuras de control fluvial Estructuras longitudinales Estructuras transversales Combinacin de estructuras

longitudinales y transversales

2) Otras medidas Dragado de cruces Cierre de brazos secundarios Corte de curvas (meandros)

3) Proteccin local Revestimientos Pilas auxiliares y pantallas aguas arriba Diques de encauzamiento

Medidas estructuralesModifican la estructura

para mejorar las condiciones de

estabilidad de la cimentacin

1) Reforzamiento de lacimentacin de la estructura

Recalces Encamisados Profundizacin Extensin de la cimentacin Mejoramiento del suelo

2) Modificaciones Geometra Reemplazo de elementos parciales Reemplazo de la estructura

MonitoreoRecoleccin continua de informacin del cauce y de la estructura para alertar sobre fallas o problemas potenciales

1) Monitoreo visual

2)Monitoreo coninstrumentacinpost creciente

3) Monitoreo con instrumentacinen tiempo real

Instrumentacin mvil

Instrumentacin fija

BioingenieraEstabilizacin biotcnica de los cauces en que se puede combinar el uso de vegetacin con elementos estructurales.

Vegetacin

La bioingeniera no estmuy bien aceptada para proteccin de estructuras como puentes, por lo que se siguen prefiriendo las soluciones clsicas de ingeniera.

Seleccin de la alternativa de proteccin

Entendimiento del mecanismo que causa el problemaProfundidades mximas de agradacin - degradacinCaractersticas del roParmetros hidrulicosMateriales y equipos de construccin disponiblesImportancia de la obraTipo de actividades permitidas en el cauceCostosEfectos negativos

Medidas hidrulicas:Temporales

Medidas estructurales:Permanentes

Monitoreo:Preventivo

Objetivo de las medidas hidrulicas

Proteger la estructura principal durante crecientes, a costa de su propio dao, por lo que si sufren algn deterioro deben someterse a reparaciones posteriores, lo que siempre resulta mas barato y fcil de hacer, que reparar o reconstruir la estructura.

9 Obras de control fluvial: modifican el flujo con el fin de controlar la erosin del cauce o facilitar la depositacin de sedimentos en un tramo del ro.

9 Acorazamientos: resisten las fuerzas erosivas causadas por un patrn adverso del flujo con el fin de dar proteccin a los materiales erodables situados debajo de la coraza.

1. Estructuras longitudinaleso marginales

Protegen contra migracin lateral de la corriente

Adaptado de Ing. Javier Valencia. UNICAUCA, 2003

Son obras para proteger directamente la banca de los ros, tanto en curvas como en tramos rectos.

Evitan el contacto directo de las lneas de corriente de alta velocidad, con los materiales de la banca de modo que stos no se laven.

Se construyen directamente sobre las bancas del cauce de un ro o canal, se orientan paralelamente al flujo y se extienden hasta el fondo del cauce,con el objetivo de que las lneas de corriente con alta velocidad, no puedan arrastrar materiales de las orillas.

RevestimientosDefensasTablestacasPantallasMurosMuelles


1. Estructuras longitudinaleso marginales

1. Tipos de estructuras longitudinaleso marginales


1.1 REVESTIMIENTO DE TALUDES

1.2 DEFENSAS O RETARDADORES DE VELOCIDAD

1.3 TABLESTACAS

1.4 PANTALLAS

1.5 MUROS

1.6 MUELLES


Revestimientos o recubrimientos

Los recubrimientos de taludes son capas de materiales usados para que la corriente no pueda erodar el material del talud y del fondo del lecho del ro.


Entre estos materiales y el del talud de la banca se coloca un filtro para evitar que las partculas finas pasen por las aberturas de la proteccin.

Evitan que las partculas sean removidas por la turbulencia y los vrtices de la corriente y por las fluctuaciones del nivel del agua, especialmente durante las crecientes.

Tipos de revestimientos

RgidosFlexibles

PermeablesImpermeables

Materiales de revestimientos

Vegetacin Enrocados Losas de concreto Gaviones Colchacretos Bolsacretos

Requisitos de los revestimientosLos taludes, dependiendo del tipo de material de las bancas, deben tener una pendiente entre IV:2H y IV:4H con el fin de asegurar la estabilidad tanto del material a proteger como del protector.Los revestimientos o cubiertas protectoras de las orillas deben ser porosas para permitir el drenaje a travs de ellas y evitar la presencia de subpresiones que levanten y daen la cubierta.La cubierta debe ser colocada sobre un filtro construido de grava gradada o telas sintticas colocado en los sitios donde pueda presentarse movimiento de partculas hacia el exterior.Las medidas protectoras deben extenderse hacia el lecho del cauce con el fin de proteger la pata del talud, especialmente en aquellos casos en que esta erosin sea agresiva y atente contra la estabilidad de todo el talud.La clase de revestimiento a usar est tambin sujeta al tipo de operaciones que son permitidas en el cauce, por ejemplo, el acceso al ro de personas y animales y consideraciones ecolgicas.Los revestimientos deben ser flexibles, hechos con enrocado o gaviones, para que se acomoden a asentamientos y deformaciones, lo que no se logra con un revestimiento rgido de losas de concreto que requieren de gran control en la construccin y durante su vida til.

Requisitos de diseo de los revestimientos

Pendiente estable

Drenaje

Materiales resistentes a la erosin

Filtro

Proteccin de la pata

Zonas a proteger

Proteccin orilla superior

La experiencia sobre muchas corrientes ha demostrado que la vegetacin es inefectiva como proteccin de orillas contra erosin, a excepcin de la interfase superficie del agua y la orilla superior, ya que pastos y arbustos ayudan a proteger las bancas contra erosin causada por el oleaje, alta velocidad superficial de la corriente, y pequeas fluctuaciones en la elevacin del flujo. La vegetacin ayuda a reducir velocidades del agua e induce a la depositacin de partculas contribuyendo a la estabilidad. Cuando las orillas son bajas, los rboles con sistema de races verticales contribuyen a mejorar la estabilidad, pero si las orillas son altas y las races no penetran por debajo de la pata del talud, los rboles pueden contribuir a crear inestabilidades si existe erosin de la orilla inferior. Se busca que la orilla a ser sembrada tenga una pendiente estable y menor del IV:2H.

Vegetacin

Enrocados, prefabricados

Los enrocados son protecciones en piedra o fragmentos de roca que se colocan en los canales en tierra y cauces naturales.

Proteccin con enrocadoObjetivos Proteger el canal de la erosin. Conservar la forma de la seccin transversal del canal, en especial la de los taludes. Proteger estructuras hidrulicas de la accin erosiva de las aguas.

Consideraciones

Existencia o no de roca en las vecindades. Tipo de suelo del canal o cauce natural. Caractersticas hidrulicas del canal (velocidad del flujo, profundidad del agua y tipo de flujo). Comparacin econmica entre el enrocado y otros tipos de protecciones. Peligros que se pueden presentar al no colocar enrocado en los puntos en que se requiere, tales como prdidas en cosechas, destruccin de estructuras, prdida de vidas humanas, etc.

Proteccin de la orilla superior con enrocado

Proteccin con enrocado

Algunos mtodos de clculoMtodo modificado de Isbash

( ) 336

cos10232.0= p

p

GVG

W

Mtodo del Bureau de Reclamacin

10668.0 2

100 = pGVD

Mtodo de Maynord, Ruff y Abt

5.25.0

30 3.0

= ghVhFSD t

ws

w

Filtros

Los filtros son usados bajo el enrocado para evitar la prdida de partculas finas del suelo que se puede producir despus del paso de una creciente en suelos sin o con poca cohesin, tales como gravas y arenas finas.

Granulares

Geotextiles

Requisitos bsicos: estabilidad y permeabilidad.

Proteccin de la orilla inferior

Enrocado


Colchones

Excesosde piedra

Proteccin de la orilla inferior con tablestaca

Proteccin de la orilla superior con gaviones

Espesor[m]

Talud

0.300.501.00

Menor de 1V:2HMenor de 1V:1H y mayor de 1V:2HMayor de 1V:1H

La proteccin se logra con una serie de colchones de gaviones consistentes en cajones de malla de alambre rellenos de piedra colocados sobre la ribera y apoyados en un muro de pata.

Revestimiento en gaviones


Proteccin de la orilla inferior con gaviones

Proteccin de la orilla inferior: gaviones saco

Proteccin de la orilla superior: losas de concreto


Losas de concreto: orilla superior e inferior


Revestimientos con estructuras de patas

Jacks

Se construyen en concreto y se usan normalmente como estructurasde coraza o recubrimiento para los espolones o en taludes.

Tienen mayor aplicacin en obras costeras.

Se usan de dos patas (dolos), de tres patas (tribares), de cuatro patas (tetrpodos), de cinco patas (pentpodos), de seis (hexpodos) y de ocho (octpodos).

Para su construccin se usan formaletas, se transportan y se colocan, para lo cual se dejan ganchos de acero. Una pata va enterrada en el suelo.

Pueden pesar desde algunos kilos hasta 30 toneladas, dependiendodel tamao usado.

Revestimientos con estructuras de patas

Tetrpodos, pentpodos, elementos articulados

Colchacretos

Revestimientos con sacos

Sacos traslapados rellenos de arena y suelo se han usado ampliamente alrededor de estructuras hidrulicas como medida de proteccin de emergencia contra avenidas. Esta proteccin es de corta vida a no ser que los sacos se rellenen de mezclas de suelo-cemento o arena-cemento.

Bolsacretos

Revestimientos con llantas usadas

Las llantas se colocan directamente sobre la fundacin o sobre una tela filtrante y se amarran con alambre, cadenas, o cuerdas de material sinttico, para formar una esterilla. Para disminuir problemas de flotacin se rellenan con tierra, piedra o concreto.

RO PAILA. PUENTE VEREDA LA UNIN, INGENIO LA CABAA

Ladera derecha aguas arriba

Curva atacando estribo izquierdo

Estribo izquierdo, proteccin con sacos en la pata.

Proteccin de los estribos con piedra. Estribo derecho estable, estribo izquierdo atacado por la curvatura del cauce.

Estribo derecho con degradacin de materiales.

Cauce con degradacin vertical. Mirando hacia aguas abajo

Proteccin margen izquierda con neumticos

Proteccin con neumticos rellenos de piedra.

Trinchos aguas abajo para estabilizacin del cauce.Ancho del cauce 8m, profundidad 1.5m

Mirando hacia aguas arriba

Mirando hacia aguas arriba.

Revestimientos con suelo-cemento

En zonas donde el enrocado no sea de fcil consecucin, puede resultar ms barato el uso de bloques hechos de una mezcla compacta de suelo, cemento y agua para estabilizar laderas de ros y canales. Se usan especialmente cuando las laderas consisten de suelos limosos y arcillosos y en ros que experimentan crecientes de corta duracin, ya que este tipo de suelos tiene alta resistencia al corte si estn secos, pero muy poca si estn saturados.

Es importante tener una transicin gradual entre el revestimiento y la zona no protegida lo que se logra colocando enrocado al pie y extendindolo hasta el lmite de la socavacin esperada. El revestimiento se comporta como si fuera rgido por lo que hay que prever drenaje para aliviar presiones hidrostticas.

Zanjas superiores de piedra

Esta proteccin consiste en una pequea zanja de piedra alineada a lo largo de la parte superior del cauce, ya sea colocada en la superficie del terreno, parcial o totalmente enterrada. La banca se va erodando en sentido de la zanja hasta que la desestabiliza y la piedra rueda banca abajo protegindola contra ms erosin.

La altura de la orilla no es una consideracin crtica de diseo, pero s debe hacerse un estimativo de la mxima erosin del lecho a lo largo de la orilla para determinar la cantidad de piedra requerida.

Son estructuras permeables, comnmente construidas en y paralelas a la pata del talud de la orilla para ofrecer proteccin en la base, reduciendo las velocidades laterales por desplazamiento de las lneas tangenciales de corriente de la banca.

1.2 RETARDADORES DE VELOCIDAD


Pueden ser: Pilotes: metlicos, de concreto y madera Trinchos sencillos Trinchos dobles Enmallados Tetrahedros Vehculos viejos y vagones de trenes

1.2 Defensas o retardadores de velocidad Madera

Defensas en madera

Retardador o defensas con rieles y alambre


Retardador con rieles, cable y alambre


Retardador en tetrahedros de concreto


Automviles


1.3 TABLESTACAS


Proteccin con tablestaca metlica

Ro Cauca

1.4 PANTALLAS


1.5 Muros de proteccin flexibles

Gaviones

Detalle margen izquierda erosionada

RO GUENGUE (PADILLA CAUCA)

Proteccin de banca de la va con muro en gaviones, margen izquierda.

Ancho del cauce 6m h 1.5m altura de banca 5m

MURO DE GAVIONES


MURO DE CONCRETO


Muros de proteccin rgidos

1.6 MUELLES1.6 MUELLESGRADERIASGRADERIAS


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