Diseño y Aspectos Constructivos de Muros Colados en Presas CFRD

8/18/2019 Diseño y Aspectos Constructivos de Muros Colados en Presas CFRD

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Diseño y aspectos constructivos de

muros colados en presas CFRDEn este trabajo se exponen algunas experiencias recientes en la construcción de los muros

colados, algunos criterios utilizados en su diseño, su auscultación y distintas medidas

tendientes a la mejor obtención de los objetivos buscados. La experiencia alcanzada en los

proyectos desarrollados en nuestro país brindan una importante base de información a ser

utilizada en futuros proyectos.

DISEÑO Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE MUROS COLADOS EN PRESAS CFRD

RESUMEN: La mayoría de las presas CFRD que son presentadas en la literatura técnica

se construyen vinculando la cara de hormigón al plinto fundado en roca. Las losas de la

cara de hormigón, el plinto y la cortina impermeable complementan los elementos estancos

en el diseño de estas presas. En la región cordillerana de Chile (Puclaro, Santa Juana y El

Bato) y Argentina (Potrerillos y Los Caracoles) se han construido en los últimos años varias

presas del tipo CFRD fundadas sobre mantos aluviales de importantes espesores, lo cual no

es usual en otras partes del mundo; asimismo algunos de los proyectos hidroeléctricos de

nuestro país, en curso de concreción, contemplan igual solución. Con el objeto de

impermeabilizar el aluvión de fundación de la presa se han construido muros colados que

se vinculan con la cara de hormigón a través del plinto flotante fundado sobre el propio

cauce aluvial. Las losas de la cara de hormigón, el plinto flotante, el plinto en roca en los

estribos, el muro colado y la cortina de impermeabilización por debajo de éste último

completan el diseño de los órganos de estanqueidad en estas presas.


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INTRODUCCIÓN

En la mayoría de la construcción de presas de embalse, se considera como uno de los

principales criterios de diseño, la impermeabilización de la presa propiamente dicha, su

fundación, las márgenes donde la presa se implanta y el contacto entre las distintas partes de

la misma.

En general, las presas se fundan sobre mantos impermeables, o relativamente impermeables,

de macizos rocosos de distinta calidad, los cuales reciben el tratamiento de

impermeabilización correspondiente. Los criterios de diseño contemplan la excavación de

los materiales que se encuentran por sobre los niveles rocosos, para implantar la presa de

embalse, según la solución de diseño que haya sido considerada.

No obstante, existen otras situaciones en donde los niveles de roca, considerados

relativamente impermeables, se encuentran a una distancia tal que no pueden ser alcanzados por la excavación convencional, siendo necesario implementar un método alternativo para

alcanzar los niveles definidos. Los materiales ubicados entre el nivel de fundación de la presa

y la roca subyacente, están normalmente constituidos por aluviones naturales de diferentes

características y granulometrías.

El método alternativo que se ha utilizado, responde a la técnica del “muro colado” o “pared

moldeada”, constituido por un muro de hormigón que vincula la estructura de estanqueidad

o cara de hormigón de la presa, con el estrato inferior, techo de roca o materiales de fundación

considerados estancos, en términos relativos.

No obstante, cabe mencionar que en algunos proyectos se han utilizado técnicasalternativas

de impermeabilización, para el tratamiento de este sector, como por ejemplo inyecciones en

aluviones (técnica de tubos de manguito), las cuales son ejecutadas en varias líneas y con

tecnología altamente especializadas, debiendo enfrentar la heterogeneidad que normalmente

caracteriza estos materiales.

En general las presas que se construyen adoptando la solución de muro colado, corresponden

a presas de materiales sueltos, atendiendo a que las presas de hormigón, por los niveles de

tensión que trasmiten a la fundación requieren su fundación en roca sana y, en consecuencia,

cuando el espesor de aluviales es importante se eligen soluciones de presas con materiales

sueltos.

En la región cordillerana de Argentina y Chile existen una serie de proyectos, en general

correspondiente a presas CFRD, ubicados en valles con importantes espesores de materiales

aluviales, los cuales suministran un excelente material para la construcción de los terraplenes


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de la presa, pero imposibilitan la fundación de la estructura de cierre (plinto) sobre roca en

todo su recorrido, siendo necesario recurrir a soluciones de cierres indirectos, con la

utilización de muros colados.

El muro colado es un elemento estanco, embutido en los aluviones de fundación,

relativamente más permeables, que contienen e imponen las deformaciones al mismo

producidas por las cargas gravitatorias en la etapa constructivas de la presa y las cargas del

embalse en la etapa de llenado y operación del embalse. El diseño debe contemplar la

vinculación y compatibilidad de deformaciones de esta membrana estanca con los elementos

estructurales con los que se vincula.

Los proyectos desarrollados, y actualmente en operación, permiten formular una serie de

recomendaciones que pueden ser utilizadas para proyectos similares, considerando que una

gran parte de las presas cuya ejecución se plantea en nuestro país, han contemplado la

utilización de muros colados.

USO DE MUROS COLADOS EN PRESAS

La utilización de muros colados como parte del proyecto definitivo, formando parte del

tratamiento de fundación de una presa, es una técnica usualmente utilizada para alcanzar dos

objetivos principales:

1. Conformar una estructura resistente a la erosión, colocándose al pie de vertederos, por

ejemplo, para lo cual se implementan anclajes horizontales a los efectos de su adecuado

comportamiento frente a cargas asimétricas en ambas caras del muro.

2. Conformar una estructura para impermeabilizar mantos de suelos relativamente

permeables, como aluviones de río, constituyendo un elemento de cierre.

Cuando al muro colado se lo utiliza para la impermeabilización de aluviales, el mismo debe

será adaptado a las características de la presa.

Es así que en el caso de presas con núcleos centrales de suelos impermeables, el

muro colado se incorpora por debajo del núcleo, logrando un cierto solape entre

ellos.


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Figur a 1 – Muro c olado en presas co n núcleo

Por el contrario, en aquellas presas en donde el elemento de estanqueidad está

constituido por un revestimiento en el talud de aguas arriba, como las presas con

cara de hormigón, el muro colado se posiciona en el alineamiento correspondiente

al pie del talud, siendo necesario establecer un elemento de vinculación entre

ambos para conformar el cierre estanco. En la siguiente figura se muestra la

disposición del muro colado para la presa de El Bato.

Figur a 2 – Presa El Bato – Muro colado al pie del talud de aguas arr iba

En ambos casos el muro colado alcanza, por su extremo inferior, un manto

considerado, en términos relativos, estanco con respecto al material que lo cubre, o

la profundidad definida por el diseño. Normalmente el manto impermeable está

constituido por el “bed rock” que conforma el fondo del valle, cubierto por material

aluvial.


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EXPERIENCIAS CERCANAS

Si bien en la bibliografía no existen demasiados proyectos en donde ha sido utilizada

la técnica de muros colados, es destacable que en nuestra región se han presentado

varios proyectos, ejecutados recientemente, donde estos procedimientos han sido

utilizados, localizados en la zona cercana a la Cordillera de los Andes.

Nos referimos específicamente a las presas de Potrerillos y Los Caracoles

(Argentina) y las presas de Puclaro, Santa Juana y El Bato (Chile). Casualmente

estas presas corresponden a soluciones tipo CFRD (presas de gravas con cara de

hormigón), donde existen una serie de aspectos comunes que pueden aportar

importante experiencia a ser utilizada en futuros diseños. En todos estos casos los

muros colados se construyen aguas arriba de la presa con cara de hormigón,

logrando la vinculación entre ambas por medio de un plinto sobre gravas,

denominado plinto flotante.

En el siguiente cuadro se realizar un resumen de las principales características que

han sido adoptadas para cada una de estas presas.

SantaJuana

Puclaro El Bato Potrer i lloLosCaracoles

País Chile Chile Chile Argentina Argentina

Provincia /Región III Región IV Región IV Región Mendoza San Juan

Río Vallenar Elqui Illapel Mendoza San Juan

Tipo de presa CFRD CFRD CFRD CFRD CFRD

Altura presa (m) 103 80 56 120 136

Profundidad aluvial (m) 30 113 100 65 47

Profundidad murocolado (m)

30 60 40 65 47

Espesor muro colado

(m) s/d 0,80 0,80 1,00 0,80

Año de puesta enservicio

1995 2000 2010 2006 2009

Tabla 1 – Resum en de característic as prin cip ales presas cons ideradas


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CRITERIOS DE DISEÑO

La necesidad de fundar una presa de materiales sueltos sobre un valle de

importante espesor aluvial, utilizándose la técnica del muro colado, implica la

necesidad de utilizar criterios de diseño y construcción particulares que contemplen

esta situación.

Algunos aspectos particulares a ser considerados son los siguientes:

1. a) La construcción de muros colados responde a una tipología de trabajos,

donde la obra ejecutada no puede ser inspeccionada en forma directa, por estar

ubicada dentro del terreno. Resulta sumamente conveniente que los controles

usuales durante la ejecución (control de profundidad y verticalidad, control de

armaduras incorporadas, control del hormigón utilizado para el llenado, control

de las juntas, etc.), sean acompañados con controles posteriores a la ejecución,

tal como: perforación con extracción de testigos del hormigón del muro y de su

contacto con la fundación; perforación de las juntas entre paneles para verificar

estos contactos; ejecución de inyecciones de cemento en la roca donde el muro

se empotra; etc.

2. b) La propia estructura del muro colado, y su vinculación con la cara de

hormigón, que constituyen la cadena de elementos estancos de la presa, no

resultan accesibles durante su vida útil, con excepción de que el embalse

pueda ser totalmente vaciado, lo cual no es la situación usual. En tal sentido,deben ser consideradas distintas medidas de diseño, incluso redundantes, para

tratar de alcanzar las condiciones de funcionamiento establecidas, aun cuando

puedan presentarse defectos menores durante la vida útil de las estructuras.

A continuación se presentarán algunos criterios particulares de diseño y

construcción que permitirán considerar distintas soluciones utilizadas.

Profundidad de Muro Colado

En algunos casos el muro colado llega hasta el estrato rocoso de fundación,intentando cerrar la totalidad del manto permeable de la fundación de la presa, como

es el caso de Potrerillos, Los Caracoles o Santa Juana. La estanqueidad de la presa

se completa con una cortina impermeable profunda por debajo del contacto del muro

colado con la roca y que se ejecuta con caños camisa previstos con este objetivo

en el propio muro.


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En otros proyectos, como por ejemplo Puclaro y El Bato, se ha considerado el cierre

parcial del manto aluvial, con un muro colado que provoca el alargamiento de las

líneas de escurrimiento, pero no el cierre total del manto permeable. En el caso de

la presa Puclaro la profundidad del techo de roca es del orden de los 100m y el

cierre se realizó hasta 60m aproximadamente quedando el resto del cauce con un

material aluvial, de menor permeabilidad, sin tratamiento. En la Presa El Bato la

potencia de los aluviones es también del orden de 100m y el muro colado se

construyó hasta un 40 % del total de la profundidad máxima registrada, buscando

reducir subpresiones y caudales generados por la filtración. La presa de Santa

Juana, terminada en 1995, del tipo CFRD y de 114m de altura se fundó sobre un

manto aluvial de 30m de profundidad y el muro colado se construyó hasta la roca

basal.

Ambos criterios son aceptables y pueden ser aplicados, si los estudios específicosde ingeniería demuestran la viabilidad y aceptabilidad de los mismos. Naturalmente

que la decisión sobre uno u otro criterio, estará fuertemente condicionada por la

profundidad del manto aluvial existente en el sitio adoptado para la presa y los

procedimientos constructivos adoptados. Cuando se busca que el muro colado

cierre la totalidad del manto aluvial, se penetra en el manto rocoso inferior, una cierta

profundidad, para lograr un cierre “hidráulico” del mismo.

Un aspecto a considerar tiene que ver con la posibilidad de vías preferenciales de

circulación de agua en los aluviones por debajo de la cota de muro colado deproyecto y el probable riesgo de migración de materiales en la fundación. Estas vías

preferenciales son bastante frecuentes de encontrar en excavaciones de aluviones

donde se presentan mantos de gravas y/o bloques concentrados de mayor

permeabilidad. En algunos casos los sectores de mayor permeabilidad se registran

también durante la ejecución de estudios previos de permeabilidad donde no se han

podido ejecutar estos ensayos por la gran absorción del pozo o bien en la propia

construcción de muros colados donde ha habido importantes pérdidas de lodo

bentonítico.

Material del Muro Colado

El diseño de los muros colados para este tipo de solución, normalmente considera

el uso de hormigón convencional que es reforzado con armadura, a los efectos que

la estructura sea lo suficientemente dúctil para adaptarse a las deformaciones del


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aluvión y a su vez posea la resistencia necesaria para las solicitaciones a las que

se encuentra sometida.

No obstante existen algunos casos, en donde se ha utilizado un hormigón plástico,

cuya principal finalidad es la de adaptarse a deformaciones que por cargas

estáticas, o dinámicas, puedan incidir en el mismo. Este es el caso de Potrerillos en

donde por debajo del hormigón convencional armado, se ha colocado un hormigón

plástico que se adaptaba a los estados de deformación y tensiones impuestas y que

a su vez facilitaba el proceso constructivo.

Otra técnica complementaria que ha sido utilizada, asimismo en Potrerillos, se

refiere al empleo de un tratamiento de impermeabilización con la metodología de

Jet Grouting en las ventanas triangulares que se forman con el perfil de techo de

roca de mucha pendiente y donde se dificultaría la excavación con cuchara.

Merece mencionarse asimismo, que la técnica del Jet Grouting ha sido utilizada

para realizar un tratamiento en algunas presas en operación (por ejemplo Paso de

las Piedras, Provincia de Buenos Aires), para implementar el control de algunas

líneas preferenciales de filtración que afectaban el cuerpo de la presa.

Tratamiento Inferior del Muro Colado

Como se explicó la estanqueidad de la fundación se completaba con una cortina de

inyecciones profundas por debajo del contacto del muro colado y techo de roca. En

este contacto, durante el proceso de control se ha detectado la presencia de detritos

rocosos remanentes del proceso constructivo, restos de materiales finos que

pudieron haberse derrumbado de las paredes de la excavación durante el proceso

de colocación de armadura u hormigonado.

Estas discontinuidades decidieron tratarse de alguna forma una vez confirmada la

debilidad del contacto. En la Presa Potrerillos, luego del tratamiento con Jet –

Grouting y antes de realizar la cortina de inyecciones, se implementó un sistema de

extracción de estos materiales residuales introduciendo un doble ducto donde se

inyectaba aire a presión en uno de ellos y por el otro caño se producía el “barrido” y

extracción del material residual por efecto Venturi y con una herramienta

especialmente diseñada denominada “sorbona”. Luego estas zonas de contacto,

libres de material residual, se inyectaban a presión. La construcción de la cortina

profunda a posteriori y las perforaciones con extracción de testigos demostraron la

eficiencia de este tratamiento.


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En la Presa Los Caracoles el tratamiento se optimizó y se ejecutó en forma

sistemática en todos los paneles. En las fotos se indica parte de la secuencia de

lavado o extracción de materiales residuales y el proceso de inyección de los

contactos.

Figur a 3 – Elementos p ara tratamiento de contacto paneles-roca

En ambas presas la eficiencia del tratamiento se pudo verificar con la caída de los

niveles piezométricos aguas abajo del muro colado. Este tratamiento cumple con la

principal función de vincular el muro colado con la roca inferior, eliminando la

posibilidad de ocurrencia de ventanas abiertas que puedan permitir el paso de

filtraciones hacia aguas abajo del cierre estanco y la probable migración de estos

materiales residuales.

Vinculación de Muro Colado con Cara de Hormigón

La vinculación superior del muro colado con la cara de hormigón que conforma el

órgano de estanqueidad de la presa, se realiza por medio de una estructura

denominada “plinto sobre gravas”, “plinto articulado”, o “losa de pie”.

La necesidad de desarrollar el plinto sin colocarlo sobre roca, como es usual en las

distintas presas CFRD, se implementa en el proyecto Salvajina (Colombia) donde,

para una parte del proyecto, fue necesario apoyarlo sobre suelos residuales.

Posteriormente se utilizó una estructura similar para la vinculación de muros colados

en aluviones con la cara de hormigón.

Considerando que el muro colado puede ser considerado estanco en sí mismo, al

igual que la cara de hormigón sobre la presa de materiales sueltos, los principales

criterios de diseño del plinto sobre gravas deben tener en cuenta los siguientes

aspectos:


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1. a) La correcta relación del plinto con los otros dispositivos de estanqueidad:

muro colado, plinto sobre roca, cara de hormigón. b) La consideración de

características mecánicas suficientes para enfrentar las deformaciones y

solicitaciones que puedan imponerse a la estructura c) La ejecución con

materiales estables en el medio y condiciones en que se emplazará la obra. d)

La construcción sin complejidades innecesarias, y con la posibilidad de

previsión de tiempos y recursos. e) La disposición de medidas de seguridad

complementarias, incluso redundantes, para asegurar su futuro

funcionamiento.

La estructura de plintos sobre gravas está constituida por elementos de hormigón

armado que deben permitir las distintas deformaciones que la pueden afectar, ya

que el muro colado está sometido principalmente a cargas, y por lo tanto también a

deformaciones, horizontales, en el sentido del flujo.

Por su parte la cara de hormigón acompaña en su movimiento al terraplén de la

presa y, en tal caso, las deformaciones son primordialmente verticales.

El elemento de vinculación debe permitir compatibilizar ambas deformaciones, a la

vez que mantener la estanqueidad del conjunto. El esquema de funcionamiento es

el que se muestra en la siguiente figura.

Las dimensiones normalmente adoptadas para esta estructura de vinculación son

de un espesor del orden de 0,6 a 1 metro y longitudes en el orden de 6 a 10 metros.

En función de la longitud asignada pueden ser adoptadas 1 o 2 juntas longitudinales.

El diseño y construcción del plinto sobre gravas presenta también posibilidad de

diferentes criterios. En algunos casos, esta estructura se resuelve por medio de

vigas continuas a lo largo del valle, en tanto que en otras estructuras se implementa

por medio de las mismas vigas, con juntas en el sentido del flujo. Esta segunda

opción se adapta mejor a situaciones en donde sean esperables asentamientos

diferenciales importantes, ya que, al igual que en el sentido longitudinal, puede

amoldarse también en sentido transversal.

La estanqueidad del plinto sobre gravas, y su vinculación con muro colado y cara

de hormigón, está definida por los siguientes elementos:


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1. a) Juntas estancas entre las distintas piezas de hormigón. b) Disposición de un

material fino, no plástico, sobre la estructura que puede colaborar en el sellado

ante algún problema con las juntas.

Las juntas utilizadas son similares a las utilizadas para vinculación entre el plinto ylosa, presentándose en la siguiente figura.

Figur a 4 – Esquemas de juntas en pl into sobre gravas

El sistema de juntas integra una lámina inferior de cobre tomada dentro de las

piezas de hormigón y una junta superior constituida por un sellador bituminoso

conformado y limitado por una lámina de hypalon.

El plinto sobre gravas está construido sobre un material similar al de apoyo de lacara de hormigón, denominado material 2 y sobre el mismo se coloca el material

denominado 1, que incluye materiales finos, sin plasticidad y sin compactación, tal

como por ejemplo limos.

En el supuesto caso de que alguna parte de las juntas de cobre se dañe

generándose una filtración a través del plinto sobre gravas, ésta arrastrará el

material fino que pasando por el orificio generado por el daño, será controlado por

el material 2 subyacente, ya que al cumplir con la ley de filtros no podrá ser

arrastrado a través del mismo. De esta forma el material 1 generará el sellado de lazona dañada.

Sistema de Auscultación

Los instrumentos colocados para implementar el Sistema de Auscultación de los

muros colados, así como el plinto sobre gravas que lo vinculan con la cara de

hormigón, contemplan principalmente la medición de presiones y deformaciones.


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El control de las presiones, tanto aguas arriba como aguas abajo, del muro colado

permite evaluar la eficiencia del muro, en función de la pérdida de carga asociada a

la presencia del mismo.

En el caso de que los muros colados sean colocados en el pie de presas CFRD,

vinculándose a la cara de hormigón por medio de un plinto flotante, se implementan

también medidores de deformaciones triaxiales en las juntas, que relevan las

deformaciones relativas entre las piezas que componen el cierre estanco.

En el caso de Potrerillos se ha implementado, asimismo, la colocación de

clinómetros en el plano del muro, los cuales indican las deformaciones relativas del

mismo en su plano. La interpretación de las lecturas de estos instrumentos no

resulta sencilla atendiendo a la imposibilidad de confirmar un punto fijo, a partir del

cual se releven las deformaciones.

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

En el presente punto se plantean aquellos aspectos constructivos relacionados con

la construcción de muros colados en las presas de Potrerillos y Los Caracoles,

donde los autores han tenido participación y donde se han presentado situaciones

especiales, dignas de destacar, a partir de la experiencia recogida.

Excavación de Muros Colados

La excavación de los materiales correspondientes a los aluviales, donde se debe

implantar el muro colado se realiza principalmente con dos métodos: cucharas de

almeja o hidrofresa.

Las cucharas de almeja consisten en una excavadora con mandíbulas que extrae

el material de la excavación por la propia rotura y elevación del elemento de

extracción.

La hidrofresa basa su funcionamiento en la rotación en sentidos opuestos, de dos

ruedas casi tangentes entre sí y dotadas de dientes cortadores, las que al rotar, van

desgastando los materiales que luego son elevados a la superficie por la circulacióndel lodo dentro de la excavación. En la siguiente figura se muestran los equipos

usuales de excavación.

Los métodos de excavación son usualmente acompañados de la utilización de

cinceles para rotura de los terrenos más duros, los cuales actúan impactando por

peso propio.


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Tanto para el caso de Potrerillos como Los Caracoles se han utilizado equipos de

cucharas de almeja para la excavación.

Figura 6 – Excavado ra cuchara de almeja (izqu ierda) e hidrofr esa (derech a)

Caso Particular: Potrerillos

Una especial consideración debe realizarse con respecto a la presa el Potrerillos,

donde el área a cubrir con el muro colado tenía una conformación geométrica

marcada por fuertes pendientes laterales de la roca que conforma las márgenes.

La situación mostrada en la figura precedente es representativa de la situación que

tuvo que enfrentar la construcción de este muro.

En margen derecha el techo de roca es horizontal a ligeramente inclinado con muy

bajo ángulo hacia la parte central. Por el contrario en la parte opuesta, en margen

izquierda, la pendiente es abrupta desarrollándose una garganta con perfil en "V"

de aproximadamente unos 60 metros de profundidad. La construcción del muro se

dividió en dos partes, un sector ubicado en margen derecha donde la excavación

se realizó a cielo abierto y se construyó un muro convencional de unos 55 metros

de longitud.

El sector restante corresponde a la parte central más profunda de unos 84 metros

de longitud donde se construyó el muro colado propiamente dicho, el cual es objeto

del presente trabajo.


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conformaron el muro colado. En la parte superior, hasta una profundidad de 25

metros, fue utilizado un hormigón convencional, incluyendo refuerzos de armadura

que se vincularon con la viga superior de vinculación de los distintos paneles. Este

hormigón correspondió a una mezcla de 350 kg de cemento por metro cúbico, con

importantes asentamientos para optimizar el colado y desplazamiento del lodo

bentonítico. Por otro lado, en la parte inferior se colocó un hormigón plástico, con la

incorporación de cierto volumen de lodo bentonítico. El principal objetivo de este

material es el de brindar cierta posibilidad de deformación del muro, ante la acción

de cargas sísmicas.

El tratamiento inferior del muro colado, para lograr su vinculación con la roca inferior,

se realizó por medio de columnas de jet grouting, colocadas en tres bolillos, dentro

del espesor del muro, como se muestra en la siguiente figura.

Cabe complementar que por debajo del muro colado y el tratamiento con jet

grouting, fue ejecutado un tratamiento de inyecciones para reducción de la

permeabilidad en los niveles rocosos superiores, la cual se extendió hasta unos 50

metros por debajo del muro colado.

Figur a 8 – Distr ibuc ión colum nas Jet Grout ing


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Si bien los trabajos realizados en la presa Potrerillos pudieron ser completados,

cumpliendo con la totalidad de los criterios previstos en el diseño de la presa, la

ejecución del muro colado de esta presa permite formular algunos cometarios que

pueden ser de aplicación en casos similares:

1. a) La ejecución de un muro colado en un valle con fuertes pendientes de los

niveles rocosos inferiores, donde este muro debe ser empotrado, no resulta

sencilla, atendiendo a las diferentes características de materiales que deben

ser excavados para un mismo nivel, lo cual genera incertidumbres con respecto

a la posibilidad de “encastrar” con el muro en el estrato rocoso, aun cuando se

utilice el cincelado.

2. b) La solución adoptada, consistente en el tratamiento de las ventanas

inferiores, brinda una herramienta disponible, aun cuando no permite asegurar

el total cerrado de las mismas, como es verificable cuando el muro puede ser

directamente empotrado en estos mantos.

3. c) La excavación de muros colados en aluviales gruesos, con la posibilidad de

encontrar rodados de diámetros equivalentes superiores al metro, generan

importantes dificultades para la excavación de dichos sectores, donde los

rodados deben ser destruidos con cinceles o con perforaciones en forma previa

a la excavación.

4. d) No obstante el procedimiento señalado, puede subsistir la duda de que en

algunas circunstancias se generen incertidumbres en cuanto a si el murocolado queda vinculado a la roca de base, o a un rodado de varios metros de

diámetro, con una ventana subyacente a la misma.

5. e) El tratamiento con jet grouting por debajo del muro colado ha constituido una

herramienta muy útil para resolver la situación presentada para Potrerillos.

Principales problemas y acciones correctivas

El aluvión del lecho del río está principalmente compuesto por estratos de gravas

medianas a finas con matriz arenosa de espesor variables, en ellos son frecuentes

los lentes con rodados predominantes de 15 a 20cm. Los bloques han sido

encontrados frecuentemente en profundidad. Predominan los de un espesor

superior a los 50cm y eventualmente se han encontrado bloque superiores a los 3m

de espesor.


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En profundidad se atravesaron lentes de arena fina a media con gravas. También

son comunes las capas de arcilla plástica de espesor reducido y niveles arcillo-

limosos de hasta 1m de espesor. Los principales problema durante la construcción

de los paneles fueron roturas en las herramientas de excavación (dientes, porta

dientes, bujes de la almeja, rotura del cable del balde y roturas del cincel)

relacionados con la presencia de rodados y bloques de gran tamaño y en menor

grado roturas mecánicas de las grúas.

En las fotos de abajo se observa parte de la secuencia constructiva, compuesta por:

construcción de los muretes guía, excavación con cucharas almejas, rotura de

suelos/bloques con cincelado, control de verticalidad de paneles mediante sistema

Koden, colocación de juntas y montaje de jaulas de armadura.

Figura 9 - Muro Colado en Potrer i l los - Aspectos Constr uct ivo s

La perforación de los paneles se realizó bajo protección de lodo bentonitico. El nivel

del lodo se mantuvo siempre por debajo del nivel superior de los muros guía. Se

utilizaron cucharas bivalvas a cable de l4Tn para la perforación y extracción del

material del interior de la zanja y trépanos o cinceles para romper los bloques,

niveles duros y el techo de roca. Se usaron cinceles de hasta 13Tn. de peso.

Como resultado de las perforaciones de investigación con recuperación de testigos

utilizando como herramienta el sistema wireline NQ se detectó una baja

recuperación inmediatamente debajo del hormigón de los paneles y en espesor

variable. La calidad de la roca se normaliza con la profundidad. Se detectó en estos

contactos la presencia de materiales residuales que fueron tratados según se

explicó anteriormente.


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Caso Particular: Los Caracoles

En relación a la geometría y naturaleza del cauce donde se construyó el muro

colado tiene una longitud total de 210,60 metros. Los materiales encontrados por

debajo de la plataforma de trabajo son principalmente de origen fluvial y se

depositaron en un valle de típico perfil de roca en “V” asimétrico volcado hacia

margen izquierda

En la margen derecha el perfil de la roca de fundación es ligeramente inclinado hacia

la parte central con una suave pendiente del techo de roca del orden de los 30°. El

perfil de la margen izquierda se proyecta con una pendiente más abrupta

desarrollándose hasta una profundidad de 48m aproximadamente.

El aluvión existente por debajo de la plataforma de trabajo está principalmente

compuesto por estratos de gravas con matriz areno limosa de espesor variable yfrecuentes intercalaciones de horizontes de rodados predominantes de 7.5 a 20 cm

de diámetro.

Una importante presencia de bloques y rodados de orden de 50cm de espesor se

encontró en varias profundidades del relleno aluvial. Una primera capa se encontró

en un estrato superficial de 3m a 5m de profundidad con un espesor del orden de

1,5m a 2m. Un sector medio comprendido entre los 7m y 11m de profundidad y un

sector en proximidad con el techo de roca donde los

bloques se encontraban rodeados de un material granular grueso con una matriz

del tipo limo arenoso.

Figur a 11 – Muro co lado en Los Caraco les


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En los paneles más profundos y aproximadamente por debajo de los 28 a 30m, el

material se presentaba muy denso y en contacto con la roca de fundación, es de

granulometría predominantemente gruesa y composición heterogénea con matriz

areno-limo-arcillosa muy compacta, la estructura en general tiene la apariencia de

un conglomerado con clastos a veces angulosos lo que demuestra un transporte

corto previo a su deposición.

Por las características de los suelos descriptos en los párrafos anteriores fue

necesario avanzar con la excavación haciendo uso sistemático de los cinceles, y

por medio de estos elementos pesados se logró fraccionar a los bloques en

fragmentos de dimensiones apropiadas para poder extraerlos a través de los

muretes guías. Estas operaciones de cincelado para lograr atravesar los aluviones

fuertemente compactados fue bastante más enérgica y continua que en la presa

Potrerillos, donde era común observar que cada 3 maniobras de cuchareo se debíaejecutar una maniobra de cincelado y donde la cuchara salía con una carga de

menos del 50% de su capacidad.

La aplicación sistemática del cincelado provocaba la densificación de la zona de

impacto, sobre-excavación por desmoronamiento de las paredes circundante a la

zanja y asentamiento en las zonas adyacentes. Esta circunstancia obligó a cambiar

la secuencia de tareas de acuerdo como estaban previstas. En primer lugar se tuvo

que postergar la construcción del plinto flotante debido a la proximidad de estas

estructuras, tarea que se pudo iniciar una vez que las tareas de excavación teníanun retiro importante. En segundo lugar se tuvo que trabajar con una alternancia

mayor de paneles de manera de dejar 2 paneles consecutivos como margen de

seguridad para

evitar desmoronamientos en paneles que ya se hubieran excavado y donde se

estuvieran haciendo tareas de colocación de armaduras u hormigonado.


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Figu ra 13 – Uso d el cincel en Lo s Caracoles

Las dificultades encontradas implicaron el uso de perforaciones de alivio que tenían

como objetivo la rotura del suelo, sobre todo en aquellos lugares donde los bloques

se encontraban rodeados de un material de comportamiento plástico y donde el

cincelado no eran eficiente dado que los bloques no se rompían sino que se

“aplastaban” en el material que los cubría.


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CONCLUSIONES

La particular situación de algunos emplazamientos de presas, donde se dispone de

buenos ejes de cierre, con gran disponibilidad de materiales aluviales de excelente

calidad, puede estar acompañada de la imposibilidad de acceder con excavaciones

y fundaciones directa, a los niveles rocosos inferiores, siendo necesaria la utilización

de muros colados para alcanzar los niveles rocosos inferiores, o para prolongar las

líneas de escurrimiento.

Esta situación, en general no es usual en los proyectos que se ejecutan en el mundo,

dado que en general las presas se fundan sobre niveles rocosos, presenta cierta

similitud en proyectos desarrollados en Chile y Argentina, en ambas vertientes de la

Cordillera de los Andes.

La existencia en el cauce de taludes rocosos con importantes pendientes, presentangrandes dificultades con relación a la posibilidad de lograr un cierre estanco,

resultando posible que algunos sectores de mayor permeabilidad relativa

permanezcan luego del tratamiento.

La vinculación del muro colado, con la cara de hormigón, a través de la estructura

intermediaria denominada “plinto sobre gravas”, debe ser diseñada y ejecutada con

sumo cuidado y atención, atendiendo a la necesidad de garantizar una solución

segura y confiable, así como a la prácticamente imposibilidad de acceder a la misma

una vez se haya llenado el embalse.

La experiencia alcanzada en algunos proyectos como los presentados en el

presente trabajo (Santa Juana, Puclaro y El Bato, en Chile; Potrerillos y Los

Caracoles en Argentina), permite disponer de importantes experiencias concretas

que pueden ser de utilidad para otros proyectos. Todos estos proyectos

corresponden a presas tipo CFRD.

Diseño y Aspectos Constructivos de Muros Colados en Presas CFRD

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