OBRAS DE CONTENCION Las obras de contención son todos aquellos elementos constructivos que tienden a prevenir, detener o modificar las condiciones naturales de un determinado determinado espacio que pueden ser adversas o que tengan provecho a los intereses humanos tales como: diques, muros de contención, contención, represas, etc. Puede ser una única obra con un único proyecto (como es el caso de la construcción de una represa con el fin de obtener un embalse para riego o generación de energía), o puede ser parte de un proyecto más grande, (como por ejemplo, un muro para contener el empuje de tierras próximo a una carretera o pantallas para la construcción construcción de los sótanos de un edificio). Entres las obras de contención más comunes se encuentran:
Muros Diques Represas MUROS DE CONTENCION
Los muros de contención se utilizan para detener masas de tierra u otros materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas asuman sus pendientes naturales. También se utilizan para contener agua u otros líquidos en el caso de depósitos. Los principales tipos de muros de contención son:
Muro a Gravedad. Muro a Gravedad Armado.
Muros a gravedad Son muros en los que la resistencia se consigue por su propio peso. Normalmente carecen de cimiento diferenciado, aunque pueden tenerlo. Su ventaja fundamental es que no van armados, con lo cual no aparece en la obra el ítem del hierro. Pueden ser interesantes para alturas moderadas. Entre los muros de gravedad más importantes encontramos: Muros de hormigón en masa: son muros de concreto sin refuerzo de hierro. Muros de módulos prefabricados prefabricados verdes o jardineras: jardineras: es aquel muro formado por piezas prefabricadas huecas que se van encajando unas con otras rellenando posteriormente posteriormente su interior con tierra.
Este tipo de muro admite el cultivo de flores y plantas reduciendo de este modo el impacto visual provocado por el muro. El aspecto visual que se obtiene es el de una combinación de superficies lisas de concreto y vegetación. Estos módulos son elementos prefabricados de concreto de longitud y anchura diferentes, según las necesidades del muro. La altura máxima aconsejable para este tipo de muro oscila entre los 20 y los 24 metros. Muros de gaviones: son muros armados con rocas dentro de una malla que las contiene. Representan una solución técnico – económica eficiente, estética y ecológica. Son de fácil instalación y se adecuan e integran armoniosamente a su entorno, logrando, que la vegetación pueda desarrollarse en ella. Las excavaciones para fundaciones, costosas y muchas veces peligrosas, son innecesarias, siendo suficiente en general la regularización del terreno. Los gaviones son altamente permeables y actúan como drenes permitiendo el escurrimiento de las aguas de filtración, eliminando de este modo los efectos de la presión hidrostática. Proceso constructivo de un Muro de Contención de Gaviones: 1) Rellene cada celda del gavión de 1.00m de alto hasta un tercio de su capacidad. 2) Coloque normalmente dos tirantes uniendo paredes opuestas, con las extremidades atadas alrededor de dos nudos de la malla. Repita esta operación cuando el gavión, este lleno hasta dos tercios. Para gaviones de alto de 0.50 m basta colocar los tirantes en el nivel medio de las cajas. En obras donde los gaviones son llenados previamente, se izan para su colocación deben colocarse tirantes horizontales entre las paredes de cada celda, y tirantes verticales entre el fondo y la tapa. 3) Después de completar el relleno, en el caso de los gaviones caja, doble la tapa; luego cosa la tapa a los bordes superiores de la base y de los diafragmas. 4) Los gaviones caja vacios colocados arriba de una camada ya terminada deben ser cosidos a lo largo de las aristas en contacto con la camada inferior de gaviones ya llenos para lograr un contacto continuo entre los mismos que asegure la monoliticidad de la estructura. Aspectos a tener en cuenta:
1. El relleno puede ser efectuado manualmente o con medios mecánicos. Deberá ser usada piedra limpia, sana, compacta, de buen peso específico y el tamaño debe ser en lo posible regular. 2. El relleno debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura, dejar él mínimo porcentaje de vacios asegurando así el máximo de peso (para esto puede ser necesaria la acomodación manual de las piedras).
Muros a Gravedad Armados Son muros armados interiormente con barras de acero diseñado para poder soportar esfuerzos de tracción. Su espesor requerido aumenta rápidamente con el incremento de la altura del muro. Presentan un saliente o talón sobre el que se apoya parte del terreno, de manera que muro y terreno trabajan en conjunto. Siempre que sea posible, una extensión en el puntal o la punta con una dimensión entre un tercio y un cuarto del ancho de la base suministra una solución más económica. Tipos distintos de muros armados son los muros "en L" y "en T". En algunos casos, los límites de la propiedad u otras restricciones obligan a colocar el muro en el borde delantero de la losa base, es decir, a omitir el puntal. Es en estas ocasiones cuando se utilizan los muros en L. Muros Prefabricados: Los muros prefabricados de concreto son aquellos fabricados total o parcialmente en un proceso industrial mediante elementos de concreto armado, posteriormente son trasladados a su ubicación final, en donde son instalados o montados, con la posibilidad de incorporar otros elementos prefabricados o ejecutados en la propia obra. Muros de pantalla prefabricada con tirante y zapata en sitio: A estos muros los podemos definir como muros de paneles prefabricados de concreto, planos o nervados, con un tirante y anclados, ambos elementos a una zapata construida en sitio. Su utilización más frecuente es en la construcción de muros de contención de alturas considerables. Proceso constructivo de un Muro de Contención de Concreto Armado: Para el cálculo de un muro de contención de tierras es necesario tener en cuenta las fuerzas que actúan sobre él como son la presión lateral del suelo y aquellas que provienen de éste como son el peso propio. Deberá evitarse: 1. La caída del muro por efecto de su giro sobre una arista. 2. El deslizamiento paralelo a su asiento sobre el suelo. El muro contrarresta el empuje del terreno con: 1. Su peso propio. 2. El peso de la tierra sobre un elemento del muro (talón o puntera).
Actividades a realizar: 1. Replanteo. 2. Excavación y Movimiento de Tierras. 3. Ejecución del concreto o solado de Limpieza. 4. Colocación de la Armadura de la zapata, dejando esperas. 5. Hormigonado de la zapata. 6. Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro (intradós). 7. Colocación de la armadura del muro de contención. 8. Encofrado de la cara exterior (extradós). 9. Puesta en Obra y Vibrado del concreto. 10. Desencofrado. Es importante tener en cuenta la disposición correcta de las armaduras, de acuerdo al diseño de la zapata en relación al empuje de las tierras. Para mejorar la estabilidad, en lugar de construir un muro macizo y grueso, de sección uniforme, se ejecuta el muro con una sección trapezoidal. Cuando las condiciones de edificación lo permiten, conviene que la parte exterior del muro forme un plano inclinado (escarpa), de esta manera se aumenta el ancho de la base asegurando la estabilidad del conjunto y se baja el centro de gravedad. Sistema de Drenaje: Un punto importante a considerar es el del agua del terreno, ya que el ángulo de rozamiento interno de las tierras disminuye con el contenido de agua y aumenta el empuje. La existencia de agua en el terreno puede producir reblandecimiento de la masa de tierra, modificando la estructura e incrementando el empuje. Para controlar y eliminar los riesgos posibles por acumulación de agua en la parte posterior del muro, se instala un sistema de drenaje. Mechinales El sistema de drenaje puede consistir en agujeros llamados mechinales dejados en el muro cuya función consiste en desaguar. Estos agujeros también son conocidos bajo los nombres de barbacanas o troneras.
DIQUES DE CONTENCION Un dique es un terraplén natural o artificial, por lo general de tierra, paralelo al curso de un río o al borde del mar. Existen varias clases de diques: Diques naturales Un dique natural resulta del depósito de material arrastrado por el río en el borde del mismo, durante las inundaciones. Esto va causando, progresivamente, la elevación de la ribera. Diques artificiales Los diques artificiales pueden ser utilizados para:
Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos o mares; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darle un flujo más rápido. Son conocidos como diques de contención.
Proteger determinadas áreas contra el embate de las olas.
Forman caminos integrando un orden vial.
Diques de contención: Estos diques tradicionalmente son construidos, amontonando tierra a la vera del río. Amplio en la base y afilados en la cumbre, donde se suelen poner bolsas de arena.
Diques rompeolas Un cortaolas, o rompeolas es una estructura costera que tiene por finalidad principal proteger la costa o un puerto de la acción de las olas del mar o del clima. Son calculados, normalmente, para una determinada altura de ola con un periodo de retorno especificado. Son estructuras artificiales creadas mediante superposición de capas de elementos de diferentes granulometrías y materiales encaminada a reducir la cantidad de energía proveniente del oleaje del mar que entra en un lugar que se quiere abrigar, por ejemplo un puerto. Contrariamente a los diques de contención, no tienen una función de impedir la filtración del agua. Existen diferentes tipologías de diques, también llamados espigones:
En talud Vertical Flotante
Los diques en talud tradicionalmente se han construido mediante un núcleo de todo uno, encima del cual se superponen capas de elementos de tamaño creciente
separados por capas de filtro. Actualmente, los elementos mayores (que conforman los mantos exteriores) son piezas de hormigón en masa de diferentes formas (cubos, dolos, tetrápodos, etc.). Los diques en talud resisten el oleaje provocando la rotura del mismo. Los diques verticales están formados por cajones de hormigón armado que se trasladan flotando al lugar de fondeo y se hunden, para después rellenarlos con áridos, de forma que constituyan una estructura rígida. Las ventajas de este tipo de diques son que para una misma profundidad, requieren mucho menos material que los diques rompeolas, y que se pueden prefabricar. Sin embargo, presentan algunas desventajas como son que concentran su peso en una superficie menor, y por lo tanto requieren un suelo más resistente para su colocación; y que reflejan gran parte del oleaje que incide sobre ellos, aumentando los esfuerzos sobre la estructura y dificultando la navegación en las inmediaciones del dique vertical. Además, no presentan una rotura gradual como sus homólogos diques en talud cosa que provoca que se hayan de dimensionar para olas de más altura. REPRESAS Se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo 1 con la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, para evitar inundaciones aguas abajo de la presa o para la producción de Términos usados en presas:
El embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa.
El vaso: es la parte del valle que, inundándose, contiene el agua embalsada.
La cerrada o boquilla: es el punto concreto del terreno donde se construye la presa. La presa o cortina: propiamente dicha, cuyas funciones básicas son, por un lado garantizar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrostático del agua, y por otro no permitir la filtración del agua.
A su vez, en la presa se distingue: Los paramentos, caras o taludes: son las dos superficies más o menos verticales principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas arriba, que está en contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.
La coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya. La cimentación: es la parte de la estructura de la presa, a través de la cual se transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura. El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya está llena. Las compuertas: son los dispositivos mecánicos destinados a regular el caudal de agua a través de la presa. El desagüe de fondo: permite mantener el denominado caudal ecológico aguas abajo de la presa y vaciar la presa en caso de ser necesario. Las tomas son también estructuras hidráulicas, pero de menor entidad, y son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica o a una ciudad. Las esclusas: que permiten la navegación "a través" de la presa. La escala o escalera de peces: que permite la migración de los peces en sentido ascendente de la corriente, o en los casos más extremos, se llegan a instalar ascensores para peces.
Tipos de presas Los diferentes tipos de presas responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la elección del tipo de presa más adecuado. Existen numerosas clasificaciones, dependiendo de:
si son fijas o móviles (hinchables, por ejemplo) su forma o manera de transmitir las cargas a las que se ve sometida los materiales empleados en la construcción
Dependiendo de su forma pueden ser:
de gravedad de contrafuertes de arco bóvedas o arcos de doble curvatura mixta, si está compuesta por partes de diferente tipología
Dependiendo del material se pueden clasificar en:
de hormigón (convencional o compactado con rodillo) de mampostería de materiales sueltos (de escollera, de núcleo de arcilla, con pantalla asfáltica, con pantalla de hormigón, homogénea)
Según su estructura
Presa de gravedad: es aquella en la que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debe ser muy estable para soportar el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.
Dentro de las presas de gravedad se puede tener: Escollera - Tierra homogénea, tierra zonificada, CFRD (grava con losa de hormigón), de roca.
De hormigón - tipo RCC (hormigón rodillado) y hormigón convencional. Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá que soportar más presión en el lecho del cauce que en la superficie. La inclinación sobre la cara aguas arriba hace que el peso del agua sobre la presa incremente su estabilidad. Presa de arco: es aquella en la que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción. La primera presa de arco de la que se tiene noticia es la presa de Vallon de Baume, realizada por los romanos cerca de Glanum (Francia). Presa de bóveda o de doble arco: cuando la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes. Presa de arco-gravedad: combina características de las presas de arco y las presas de gravedad y se considera una solución de compromiso entre los
dos tipos. Tiene forma curva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra las paredes de un cañón o un valle, que sirven de apoyo al arco de la presa. Además, el muro de contención tiene más espesor en la base y el peso de la presa permite soportar parte del empuje del agua. Este tipo de presa precisa menor volumen de relleno que una presa de gravedad.
Presa de contrafuertes o aligerada.
Presa de bóveda múltiple.
Según sus materiales
Presas de hormigón: son las más utilizadas en los países desarrollados ya que con éste material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas; debido a que su cálculo es del todo fiable frente a las producidas en otros materiales. Normalmente, todas las presas de tipo gravedad, arco y contrafuerte están hechas de este material. Algunas presas pequeñas y las más antiguas son de ladrillo, de sillería y de mampostería. En España, el 67% de las presas son de gravedad y están hechas con hormigón ya sea con o sin armaduras de acero. Presas de materiales sueltos: son las más utilizadas en los países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 77% de las que podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas. Los materiales más utilizados en su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que más destacan son las piedras y las gravas. En España sólo suponen el 13% del total.
