GEOMETRIA DE LA PRESA DE TIERRA. 1. DETERMINACIÓN DE ANCHO DE CORONAMIENTO. Depende directamente del uso que se le pretenda dar, ya sea como vialidad o solo para mantenimiento. La recomendación del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de E. U. es que no sea menor de 3 m para lograr una compactación adecuada del material que conforma la cortina. 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
Para calcular o determinar el ancho an cho de coronamiento utilizaremos los siguientes criterios.
1.1. CRITERIO DEL DR. SHIGERU-TANI. El ancho de la coronación de la presa se debe determinar teniendo en consideración el uso de la coronación, el mantenimiento y conservación de la presa. Sin embargo, desde el punto de vista de la ejecución, el mantenimiento y conservación de la presa, el ancho de la corona debe ser mayor o igual a 3,0 m. CRITERIO DE Dr. SHIGERU-TANI
B=0,2*H+2 B=ancho de coronamient coro namiento o (m) H=Altura maxima de la presa (m) H=
48.00 m
se asumira
H= B=
48.00 11.60
( m) ( m)
1.2. CRITERIO DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑOS EMBALSES. 1
Para establecer un ancho mínimo para el coronamiento de la presa, el mínimo de agricultura, pesca y alimentación, se propone la siguiente ecuación para su desarrollo. CRITERIO DE DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PEQUEÑOS EMBALSES
C
C =
Ancho de corona miento
H =
Altura máxi ma de la Presa [ m ]
H= C=
48.00 12.60
[m]
(m) (m)
1.3. CRITERIO DEL PROYECTO PUNATA FASE1. CRITERIO DEL PROYECTO PUNATA FASE 1 B
B H
1.1
H
Ancho de corona Altura total de la presa
Entonces
H= 48.00
m
B=
(m)
7.62
asumiendo el ancho de coronamiento=
10
m
Interpretación: Desde un punto de vista de ejecución se escogerá el ancho de coronamiento adecuado de los calculados anteriormente, por tanto en ancho de la corona de la presa será, C= 10 (m).
2. TALUDES DE LA PRESA: AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO. 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 2
son las debidas a los parámetros de resistencia del suelo que constituye el terraplén: cohesión y fricción interna del material. El talud aguas arriba se debe proteger para evitar la erosión producida por las olas. La calidad de los elementos del talud deben ser resistentes al agua ya los agentes atmosféricos, durables y resistentes a la abrasión El espesor de la protección no debe ser nunca menor a 30 cm. El talud aguas arriba está en función del tipo de material y de la estabilidad El principal agente que ocasiona la erosión del talud aguas abajo es la lluvia. El sistema más económico para su protección es la cobertura con material vegetal Cuando la longitud de los taludes es superior a 15 cm. Se disponen de bermas y cunetas. En la tabla 1,1 se dan los valores mas usuales para presas homogeneas de suelos arcillosos sobre cimientos rigidos. (Fuente Rolando Armas¨PRESAS DE TIERRA¨)
de la presa (
Pendiente de los taludes Aguas arriba Aguas abajo
H ≤ 10
m=2,0
m= 1,5
10 < H ≤ 15
2,0 - 25
1,5 - 2,0
15 < H ≤ 30
2,5 - 3,0
2,0 - 2,5
30 < H ≤ 50
3,0 - 3,5
2,5 - 3,0
H > 50
4,0 - 5,0
3,5 - 4,0
m= cotangente de angulo de inclinacion del talud
El talud aguas arriba se acostumbra a proyectar más tendido que el talud aguas abajo. Esto obedece a la pobre calidad de los resultados de resistencia a cortante en los suelos arcillosos, puesto que una vez realizado el análisis de estabilidad, casi siempre se hacen necesario taludes más tenidos aguas arriba para satisfacer los requisitos de seguridad. Aguas arriba
3
Aguas abajo
3
Interpretación: Dado que la altura de la presa es H = 48 m se encuentra en el intervalo de 30˂ H ≤ 50 valores que corresponden en la tabla a que la presa tenga los siguientes taludes Z1=3 y Z2=3.
3. BASE DE LA PRESA. Está directamente relacionado con los parámetros calcul ados y asumidos anteriormente, como la corona, la altura de la presa y las pendientes por lo tanto teniendo los siguientes datos: 3
BASE DE LA PRESA DISTANCIA AGUAS ARRIBA (DIST.1) = H*TALUD AGUAS ARRIBA DISTANCIA AGUAS ABAJO (DIST.2) = H * TALUD AGUAS ABAJO BASE TOTAL DE LA PRESA = DIST.1 + DIST. 2 + C B= BASE TOTAL DE LA PRESA CORONA C=
10
(m)
ALTURA PRESA H= TALUD
48.0
(m)
AGUAS ARRIBA
AGUAS ABAJO
1: 3
1: 3
DIST. 1=
144.0
(m)
AGUAS ARRIBA
DIST. 2=
144.0
(m)
AGUAS ABAJO
B=
298.0
(m)
4. GEOMETRÍA DE LA PRESA DE TIERRA HOMOGÉNEA (ESQUEMA DE DIMENSIONES).
5. PLANO DE LA PRESA DE TIERRA (TAMAÑO DOBLE CARTA).
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