Estudio Geotecnico en Bonanza

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y ESTABILIDAD DE TALUDES PROYECTO PRESA DE COLAS AGUAS CLARAS BONANZA, RAAN

Por: Ing. Pedro Pablo Peralta Schoeneich. Consultor de Geotecnia, Mecnica de suelos y materiales de Construccin

Para: HEMCONIC S.A.

Managua 02 de Noviembre del 2006.

INGENIERO PEDRO PABLO PERALTA

Estudio de Mecnica de suelos y Estabilidad de taludes

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- INFORMACION GENERAL En este informe estamos presentando los resultados de las investigaciones llevadas a cabo el el proyecto: Estudio Geotcnico de presa de colas agua clara ubicado en la Regin Autnoma del Atlntico Norte (RAAN). Estas investigaciones fueron solicitadas por la gerencia de la empresa HEMCO, en representacin del dueo (HEMCONIC) al Ingeniero Abel Ortega, quien realiz en conjunto con los laboratorios de IMS y del Ingeniero Pedro Pablo Peralta el estudio correspondiente. Nombre del Proyecto: El proyecto se denominara Estudio Geotcnico de presa de colas agua clara ubicado en la Regin Autnoma del Atlntico Norte (RAAN). Localizacin del Proyecto: El lugar donde se llevo a efecto el estudio est ubicado en El Municipio de Bonanza conocida la zona como el triangulo minero en el Atlntico Norte del Pas. Objetivos del Estudio: El objetivo general del estudio es el de obtener los parmetros bsicos necesarios del subsuelo para el diseo de los diques de tierra y material selecto, a fin de alcanzar el desarrollo exitoso del proyecto, para lo cual debe determinarse lo siguiente: Diseo del talud correspondiente. Granulometras y Lmites de consistencias. Estratigrafa del Subsuelo. Tipos de suelos existentes.

Propiedades fsicas de los suelos



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2. - ESTUDIOS EFECTUADOS. Las investigaciones efectuadas se dividieron en tres fases principales: a) Estudio de Campo b) Estudio de Laboratorio c) Estudios de las soluciones de taludes. 2.1 Estudio de Campo: 1. Los trabajos de campo consistieron en la ejecucin de 5 sondeos manuales de 5.00 metros de profundidad y 1.00 m de estrato, para los perfiles estratigrficos, realizndose siete muestras por sondeo. Adems se realizaron tres sondeos con diamantinas de al menos 30 metros de profundidad dos en los extremos del futuro dique y uno en el centro del futuro embalse. En el caso de los bancos de prestamos o materiales de relleno se seleccionarn los mas adecuados dentro de la obra, solo que algunos no se encuentren tendrn que traerse del sitio ms cercano a la obra. El ensayo se realiz con toma de muestras inalteradas en forma continua de acuerdo a los procedimientos sealados en la A.A.S.H.T.O . y la ASTM. Las muestras obtenidas en el campo se identificaron debidamente y se trasladaron al laboratorio para su correspondiente anlisis. El nmero y localizacin de los sondeos fueron definidos por el dueo de la obra sobre la base del tipo de obra a construirse. En los sondeos sobre los que se construir la presa no se detecto el nivel freatico a las profundidades investigadas nicamente a los sondeos especficos para tal fin ( LOS CINCO CON DIAMANTINAS).

- Estudios de Laboratorio: Las muestras obtenidas en el campo se reagruparon en el laboratorio de I.M.S para realizarle los ensayes bsicos necesarios, para tal efecto se utilizaron los procedimientos establecidos por las Normas de la A.S..T.M, siendo los siguientes: Ensayes de Laboratorio. ENSAYE Granulometra de los suelos Limite liquido de los suelos ndice de plasticidad de los suelos Pesos Unitarios (*) Ensaye Proctor Estndar (*) Densidad Humedad Corte Directo Especificaciones .A.S.T.M D- 4218-93 D- 4328-93 D- 4329-93 D- 4718-87 D- 1883-92 D-4564-93 D-4643-93 D-3390-92

Los suelos en estudio se clasificaron por el sistema S.U.C.S (SISTEMA UNICO DE CLASIFICSCION DE SUELOS) Los resultados de los ensayes y de clasificacin se muestran en anexos a este informe. 2.3- Estudios de Soluciones: Se indican ms adelante en el acpite correspondiente a conclusiones y recomendaciones del presente informe.



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3. - ANALISIS DE RESULTADOS.

3.1. Estratigrafa del Sub-suelo:

El deposito natural de suelo es de origen coluvial y se ha formado lentamente por deposicin de materiales, sobre la capa anterior y la cual es de origen Terciario, el primer estrato presenta suelos limosos de origen orgnicos producto de la capa vegetal superficial, en las siguientes capas observamos los suelos limo-arcillosos los cuales son de aproximadamente 100 pie en los sondeos A y E , hasta llegar a la capa rocosa, los cuales corresponden a rocas meteorizadas la cual se comunica con la roca madre. Esta profundidad viene decreciendo en los sondeos B y D , hasta quedar a solo 20 pie en el sondeo C. 3.2 CATAS EFECTUADAS: CATA A:En esta cata se observa que se presentan tres capas de suelos ML (LIMOS ARENOSOS LIGERAMENTE PLASTICOS) luego aparece una capa de roca meteorizada que corresponde a un suelo SC (SEGMENTO O POLVO DE ROCA DE BAJA PLASTICIDAD)Estos suelos se proyectan los primeros 13 pie de profundidad , posteriormente le subyace una capa media de 10 pie de un suelo residual saprolita y al final una capa grande de 70 pie de Andesita Hematizada.

CATA B:Para esta cata se interpretan dos capas iniciales de suelos ML (LIMOS ARENOSOS LIGERAMENTE PLASTICOS) luego una capa de un material SC(ROCA METEORIZADA), esta capa de 11 pie corresponde a un suelo coluvial el cual descanza sobre una capa de 15 pie de suelo residual Saprolita descanzando finalmente esta sobre la roca de Andesita Hematizada.

CATA C:Esta cata se encuentra en la parte mas baja del perfil del terreno de la cual se interpretan dos capas de suelos una primera pequesima de ML (LIMOS ARENOSOS LIGERAMENTE PLASTICOS) y contina la capa de SM ( ARENA LIMOSA ) la cual es de baja plasticidad, estas dos microcapas de 8 pie son suelos coluviales ,luego una capa que presenta una falla la cual se

divide por un lado la roca Andesita Hepatizada y por otro la Andesita cloritizada.

CATA D:En esta cata se observa que primero aparece una capa de suelo MH (LIMOS DIATOMACEOS ELASTICOS ) Lugo esta la capa ML (LIMOS ARENOSOS LIGERAMENTE PLASTICOS), luego aparece una pequea capa de SM ( ARENA LIMOSA ) y antes de llegar a la roca meteorizada est una pequea capas de SC(POLVO DE ROCA DE BAJA PLASTICIDAD) Este estrato de 20 pies de suelo coluvial ,continua con el suelo Residual Saprolita por un promedio de 40 pie hasta llegar a la capa de la Andesita Cloritizada.

CATA E:En esta cata se inicia con tres capas de suelos del tipo MH (LIMOS DIATOMACEOS ELASTICOS), luego aparece una capa de suelo ML (LIMOS ARENOSOS LIGERAMENTE PLASTICOS), contina el suelo del tipo SM (ARENA LIMOSA) y se concluye el sondeo con suelos SC (ARENA ARCILLOSA) este estrato de 18 pie subyace la siguiente capa de suelo residual saprolita la cual es de 40 pie hasta llegar a la capa de Andesita cloritizada.

3.3- Perforaciones con diamantinas: DIAMANTINA A:En este pozo se encuentra el nivel fretico a 18 pie de profundidad despus de un suelo coluvial del tipo MH ((LIMOS DIATOMACEOS ELASTICOS), este continua hasta llegar a la roca de Andesita Hematitizada sin llegar al nivel freatico.

DIAMANTINA B:En este pozo se encuentra el nivel fretico superficialmente a solo 2 pie de profundidad , la cual comprende una capa pequea de suelo coluvial,luego le subyace un suelo residual saprofito de 20 pie posteriormente se encuentra una pequea capa de Andesita Hematitizada de 5 pie y al final se ubica una capa de 55 pie de Andesita Cloritizada.

DIAMANTINA C:El pozo C presenta una capa de 20 pie de suelo coluvial del tipo MH, a los 8 pie posteriores entre la capa de suelo residual saprolita se encuentra el nivel



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freatico. Luego la capa saprolita se profundiza hasta los 56 pie de profundidad sobre la capa de suelo coluvial y se encuentra con una pequea capa de Andesita Cloritizada,pasando por una capa de 14 pie de Andesita Hematitizada, hasta llegar nuevamente a la capa de Andesita Cloritizada la cual tiene unos 100 pie aproximadamente.

DIAMANTINA D:Llamaremos as al ultimo poza realizado en la cota 695.31 la cual inicia con un suelo coluvial del tipo MH, luego desaparece la capa de suelo residual saprolita , sustituyendola directamente la la roca Andesita cloritizada.

0 . 0 0 00 .0 07 06 0 . 1 0 1

2 5 . 0 20 50 .0 7 05 08 . 9 7 4

5 0 . 0 20 50 .0 7 05 01 . 1 4 4

7 5 . 0 20 50 .0 7 03 06 . 7 6 9

1 0 0 . 20 50 .0 7 02 02 . 3 1 2 0

1 2 5 . 20 50 .0 7 00 08 . 3 3 2 0

1 5 0 . 20 50 .0 6 09 04 . 0 7 0 0

1 7 5 . 20 50 .0 6 08 02 . 9 2 6 0

2 0 0 . 20 50 .0 6 07 01 . 4 7 6 0

2 2 5 . 20 50 .0 6 06 04 . 0 3 4 0

2 5 0 . 20 50 .0 6 05 06 . 1 2 1 0

2 7 5 . 20 50 .0 6 04 01 . 9 2 4 0

PERFIL LONGITUDINAL DIQUE A

3 0 0 . 20 50 .0 6 03 01 . 3 5 9 0

3 2 5 . 20 50 .0 6 03 05 . 9 3 6 0

3 5 0 . 20 50 .0 6 04 04 . 6 5 1 0

3 7 5 . 20 50 .0 6 05 04 . 3 1 5 0

4 0 0 . 20 50 .0 6 06 02 . 8 1 8 0

4 2 5 . 20 50 .0 6 07 03 . 1 4 6 0

4 5 0 . 20 50 .0 6 08 04 . 3 8 3 0

4 7 5 . 20 50 .0 6 09 02 . 3 0 2 0

5 0 0 . 20 50 .0 6 09 08 . 0 9 7 0

5 2 5 . 20 50 .0 7 00 05 . 6 6 8 0

5 5 0 . 20 50 .0 7 01 02 . 6 3 4 0

5 7 5 . 20 50 .0 7 01 09 . 8 4 1 0

6 0 0 . 20 50 .0 7 02 09 . 4 9 1 0

6 2 5 . 20 50 .0 7 04 00 . 1 8 9 0

6 5 0 . 20 50 .0 7 05 00 . 9 6 9 0

6 7 5 . 20 5.5 .017 086 02 . 6 5 0 500 18 894


Figura 1.COTAS DE TERRENO DIS TANCIAS PARCIALES DIS TANCIAS AL ORIGEN 770.00 760.00 750.00 740.00 730.00 720.00 710.00 700.00 690.00 680.00 670.00 660.00 650.00 640.00 630.00 620.00 610.00 600.00 590.00 580.00 570.00 560.00 550.00 540.00 530.00 520.00 510.00 500.00 490.00 480.00 470.00 460.00 450.00 440.00

SUELO COLUVIAL

SUELO RESIDUAL (SAPROLITA) ANDESITA CLORITIZADA (BLOQUE REBAJADO) ANDESITA HEMATITIZADA (BLOQUE LEVANTADO)

SISTEMA DE POSIBLE ZONA DE FALLA Y FRACTURAS


- 10 -

4. ANALISIS GENERAL Y LOCAL DE TALUDES CRITICOS DE LOS DIQUES A y B

4.1 ESTABILIDAD LOCAL DEL TALUD A:

No.

Secciones

rea p2 25160,4 25160,4 5120 720 720 720 720 48640

peso especifico lb/p3 90 90 90 90 90 90 90 90

Fuerza lb 2264436 2264436 460800 64800 64800 64800 64800 4377600 9626472

Brazo Pie 395,33 202,67 320 342 157 342 157 100,67

Momento lb-pie 895199483,9 458933244,1 147456000 22161600 10173600 22161600 10173600 440692992 2006952120

1 2 3 4 5 6 7 8

333,25 x151/2 333,25x151/2 32 x 160 9 x 160 /2 9 x 160 /2 9x155,25+4,75 x9/2 9x155,25+4,75 x9/2 304x160

2006952120 FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLTEO = 9626472

208

>2

2887941,6 FACTOR DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO = 90X160X160X Ka 4,64 >2

Tabla 1.0,050p3 = 159,042.58 m3 VT = 497,366.43m3

75. 0649.101 00

1 0 0 . 06 04 09 . 3 3 5

1 2 5 . 06 04 05 . 0 1 4

1 5 0 . 06 04 03 . 9 8 8

1 7 5 . 06 04 02 . 9 6 2

2 2 5 . 06 03 05 . 9 7 8

2 5 0 . 06 03 05 . 2 1 0

2 7 5 . 06 03 04 . 5 9 8

3 0 0 . 06 03 03 . 8 6 8

3 2 5 . 06 03 03 . 2 2 2

3 5 0 . 06 03 06 . 7 2 7

3 7 5 . 06 04 00 . 2 3 2

160

ESC.: 1"= 75'

4 0 0 . 06 04 03 . 7 3 6

4 2 5 . 06 04 06 . 4 8 3

4 5 0 . 06 03 08 . 8 8 1

PROYECTODISEO DE COLA PRESA DEL TALUD

HEMCO NICARAGUA S.A

ELABORADO : ING. PEDRO PABLO PERALTA FECHA :OCTUBRE 2006 REVISADO: ING. A. ORTEGA

4 7 5 . 06 03 01 . 2 7 9

4 9 9 . 96 92 73 . 6 7 8

5 2 5 . 06 04 06 . 4 8 3

5 5 0 . 06 03 08 . 8 8 1

5 7 5 . 06 03 01 . 2 7 9

1 1 54 5

DIQUE - A

2 0 0 . 06 04 00 . 1 1 2

1 333 4


METODO DE LAS DOVELAS (tabla 2) 4.2 ESTABILIDAD DEL TALUD A:-7 5 . 0 0 0 -5 0 . 0 0 0 -2 5 . 0 0 0 0 . 0 0 06 4 6 . 0 6 4 25. 0645.981 00 50. 0647.541 00

Figura 2.PROGRESIVA 780 770 760 750 740 730 720 710 700 690 680 670 660 650 640 630 620 COTAS DE TERRENO

1 6 49

3 5 2304

640

7 8

A

Estudio de Mecnica de suelos y Estabilidad de taludes1DOVELA No.

- 12 6=3x5 T 7 cos 8 C Psi -97155 -223044 -223308 -116022 188085 326866 409926 554286 661582 6450172126232

2 X Pie2

3 W Lb 169385 475095 685900 741665 985720 912095 819850 862315 851295 700720

4 grados -35 -28 -19 -9 11 21 30 40 51 67

5 sen

9= 2x8 Cl

10= 3x7 N

11 grados

12 tan

13= 10x12 ntan

radianes -0,61 -0,49 -0,33 -0,16 0,19 0,37 0,52 0,70 0,89 1,17 -0,574 -0,469 -0,326 -0,156 0,1908 0,3584 0,5000 0,64 0,7771 0,92 = 0,8192 0,8829 0,9455 0,9877 0,9816 0,9336 0,8660 0,77 0,63 0,39

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1783,00 5001,00 7220,00 7807,00 10376,00 9601,00 8630,00 9077,00 8961,00 7376,00

14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50

25853,50 72514,50 104690,00 113201,5 150452,0 139215 125135,0 131616,5 129935 106952

138751,93 419484 648531 732534 967609 851514 710010 660571 535736 273791

40 40 35 35 35 35 35 32 32 32

0,70 0,70 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,56 0,56 0,56

0,8391 0,8391 0,70021 0,70021 0,70021 0,70021 0,70021 0,62487 0,62487 0,62487 =

116427 351990 454108 512927 677529 596238 497156 412772 334766 171084 4124998

13 FACTOR DE SEGURIDAD 6 1,94 >1



- 14 -

Figura

3

" '108" 28 '3 1 43 - 330 51'17" 1 21 527 4 1541- 5 041'26" '467"'2" 78 94'1'38 '50 '32 13 " 35 " " " 51 672P RO Y EC C IO N D E L N IV E L D E CO LA S

N U CL E O

1 2'

770 760 750 740 730 720 710 700 690 680 670 660 650 640 630 620

Ra dio

=

36 9

780

R ELL E N O D E GR A V A

R ELL EN O D E A R C ILL A

T E RR E N O E XI ST E N TE N A T U RA L

T ERR E N O E XIS T E N TE N A T U RAL

646.064

645.981

647.541

649.101

649.335

645.014

643.988

642.962

640.112

635.978

635.210

634.598

633.868

633.222

636.727

640.232

643.736

646.483

638.881

631.279

623.678

646.483

638.881

100.000

125.000

150.000

175.000

200.000

225.000

250.000

275.000

300.000

325.000

350.000

375.000

400.000

425.000

450.000

475.000

499.997

525.000

550.000

25.000

50.000

75.000

0.000

P R O G RE S IV A

D IQ U E - A

HEM C O NIC A RAG UA S . AP RO YEC TO P RES A DE C O LA DIS EO D EL TA LU DELA B O RA DO : ING. PE DRO PA B LO PERALTA ES C .: 1 "= 7 5 ' FECHA :O C TUB RE 2REV6 A DO : ING. A . O RTEG A 0 0 IS

575.000

-75.000

-50.000

-25.000

631.279

C O TAS D E TERR ENO

" '108" 28 '3 1 43 - 330 51'17" 1 21 527 4 1541- 5 041'26" 6" " '5078 94'1'38" '3 13 35'4 '2 " 2" " 51 6727P RO Y EC C IO N D E L N IV E L D E CO LA S

N U CL E O

1 2'

770 760 750 740 730 720 710 700 690 680 670 660 650 640 630 620

Ra dio

=

36 9

780

R ELL E N O D E GR A V A

R ELL EN O D E A R C ILL A

T E RR E N O E XI ST E N TE N A T U RA L

T ERR E N O E XIS T E N TE N A T U RAL

646.064

645.981

647.541

649.101

649.335

645.014

643.988

642.962

640.112

635.978

635.210

634.598

633.868

633.222

636.727

640.232

643.736

646.483

638.881

631.279

623.678

646.483

638.881

100.000

125.000

150.000

175.000

200.000

225.000

250.000

275.000

300.000

325.000

350.000

375.000

400.000

425.000

450.000

475.000

499.997

525.000

550.000

25.000

50.000

75.000

0.000

P R O G RE S IV A

D IQ U E - A

HEM C O NIC A RAG UA S . AP RO YEC TO P RES A DE C O LA DIS EO D EL TA LU DELA B O RA DO : ING. PE DRO PA B LO PERALTA ES C .: 1 "= 7 5 ' FECHA :O C TUB RE 2REV6 A DO : ING. A . O RTEG A 0 0 IS


575.000

-75.000

-50.000

-25.000

631.279

C O TAS D E TERR ENO


- 16 -

4.3 ESTABILIDAD LOCAL DEL TALUD B:

No.

Secciones

Area p2 8692,5 8692,5 1680 105 105 105 105 8750

peso especifico lb/p3 90 90 90 90 90 90 90 90

Fuerza lb 782325 782325 151200 9450 9450 9450 9450 787500 2541150

Brazo pie 192,67 81,33 137 138 124 151 124 41,67

Momento lb-pie 150730557,8 63626492,25 20714400 1304100 1171800 1426950 1171800 32815125 272961225

1 2 3 4 5 6 7 8

122 x142 ,5 /2 122 x142 ,5 /2 24 x 70 3 x 70 /2 3 x 70 /2 3x68,25/2+1,7 5x3/2 3x68,25/2+1,7 5x3/2 125x70

272961225 FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLTEO = 2541150 107 >2

762345 FACTOR DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO = 90X70X70X Ka 6,40 >2

Tabla4.


650.00 640.00 630.00 620.00 610.00 600.00 590.00 580.00

5 0 . 0 050 9 7 . 8 2 6

1 0 0 . 0 50 90 1 . 2 1 8

1 2 5 . 0 50 80 2 . 8 3 5

1 5 0 . 0 50 80 1 . 7 0 6

1 7 5 . 0 50 80 1 . 4 4 4

2 0 0 . 0 50 80 6 . 0 0 6

DIQUE - B

2 5 0 . 0 50 80 5 . 7 1 8

2 7 5 . 0 50 80 5 . 7 4 7

3 0 0 . 0 50 80 5 . 9 9 0

3 2 5 . 0 50 90 4 . 3 9 2

3 5 0 . 0 60 00 1 . 9 8 6

PROYECTODISEO DE COLA PRESA DEL TALUD

HEMCO NICARAGUA S.A

ELABORADO : ING. PEDRO PABLO PERALTA FECHA :OCTUBRE 2006 REVISADO: ING. A. ORTEGA

4 2 5 . 0 60 20 8 . 2 0 5

4 5 0 . 0 60 30 2 . 7 8 4

4 7 5 . 0 60 40 1 . 3 5 0

4 9 7 . 1 66 49 8 . 9 4 6


70

ESC.: 1"= 50'

3 7 5 . 0 60 10 0 . 1 5 9

4 0 0 . 0 60 20 1 . 9 6 1

1 64 8

2 2 5 . 0 50 80 6 . 0 9 6 4

1 142 21 6

COTAS DE TERRENO

PROGRESIVA

7 5 . 0 050 9 7 . 1 6 8

3 2805

3 7 2

1258

- 18 -

figura.4



- 20 -

4.4 ESTABILIDAD DEL TALUD B: METODO DE LAS DOVELAS (Tabla 4)1DOVELA No.

2 X Pie2 334,00 860,00 1372,00 1561,00 2177,00 2497,00 1979,00 1660,00 1307,00 632,00

3 W Lb 31730 81700 130340 148295 206815 237215 188005 157700 124165 60040

4 Grados

5 sen

6=3x5 T

7 cos

8 C psi 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50 14,50

9= 2x8 Cl

10= 3x7 N

11 grados

12 tanradianes

13= 10x12 ntan

radianes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-35 -21 -19 -9 12 26 37 48 57 69

-0,61 -0,37 -0,33 -0,16 0,21 0,45 0,65 0,84 0,99 1,20

-0,574 -0,358 -0,326 -0,156 0,2079 0,4384 0,6018 0,74 0,8387 0,93 =

-18200 -29279 -42435 -23199 42999 103988 113144 117194 104134 56052 424401

0,8192 0,9336 0,9455 0,9877 0,9781 0,8988 0,7986 0,67 0,54 0,36

4843,00 12470,00 19894,00 22634,5 31566,5 36207 28695,5 24070,0 18952 9164

25991,67 76273 123239 146469 202296 213207 150147 105522 67625 21516

40 40 36 35 35 35 35 34 32 32

0,70 0,70 0,63 0,61 0,61 0,61 0,61 0,59 0,56 0,56

0,8391 0,8391 0,72654 0,70021 0,70021 0,70021 0,70021 0,67451 0,62487 0,62487 =

21810 64001 89539 102559 141649 149290 105135 71175 42257 13445 800860

13

FACTOR DE SEGURIDAD 6

1,89 >1



- 22 -

Figura 5

6 5 0 .0 0 6 4 0 .0 0 6 3 0 .0 0 6 2 0 .0 0 6 1 0 .0 0 6 0 0 .0 0 5 9 0 .0 0 5 8 0 .0 0

3740'5" -3 - 24 7 1 4751'19" 4 2" 5839E- 2 4 R E L L O9 N 39' 9 " D '2 7'3A '42 '56 E GRAV 8 57 27'4 8" 9" 7 " " 67

2612 3 36 2'4 '18 2" "

N U CLEO

P R O Y E C C IO N D E L N IV E L D E C O L A S R EL LE N O D E A R C IL L A

T E R R E N O E X IS T E N T E N A T U R A L

T E R R E N O E X IS T E N T E N A T U R A L

C O T AS D E TE R R EN O597.826 597.168 591.218 594.392 601.986 610.159 621.961 628.205 648.946 497.169 582.835 581.706 581.444 586.006 586.096 585.718 585.747 585.990 632.784 641.350 475.000

100.000

325.000

350.000

375.000

400.000

425.000

125.000

150.000

175.000

200.000

225.000

250.000

275.000

300.000

PR O G R E S IVA

D IQ U E - B


HEM C O NIC AR A GU A S .APRO YEC TO P RES A DE C O LA D IS EO DEL TA LU DELA B O RA DO : ING. PEDRO PAB LO PERALTA ES C .: 1 "= 5 0 ' HA :O C TUB RE 2REVIS ADO : IN G. A . O RTEG A FEC 006

450.000

50.000

75.000


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5. - CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 5.1 Conclusiones: a) Los materiales predominantes en toda el rea investigada corresponden a limos arenosos ligeramente plsticos, as como otros limos ligeramente arcillosos y algunas arenas limosas de baja plasticidad. b) En ninguno de los cinco sondeos realizados a las catas se detect el nivel freatico, aunque es importante sealar que el material se encontraba hmedo en los estratos superiores. c) En los sondeos con diamantinas se detect el nivel fretico en dos sondeos y en el mas superficial faltaron 10 pie para llegar a dicho nivel. d) Como fuentes de materiales para construir el filtro y las dems secciones de la presa se utilizarn materiales del mismo sitio cuando el material sea estable, o el adecuado en caso de requerir materiales arcillosos. De otra manera se utilizar el del banco de prstamo ms cercano a la obra. e) En la figura 1. se ve el perfil longitudinal del dique A con los diferentes estratos que lo componen. f) En el dique A se proyecta almacenar 870,734 m3 de colas y segn nuestro calculo conservador se deber utilizar un volumen de 318,926 m3 de materiales para dicho dique de los cuales el 90%INGENIERO PEDRO PABLO PERALTA


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se obtendr directamente del material que se deber cortar para la construccin de dicho dique. El otro 10% se obtendr del sector mismo donde estar realizndose la obra pero fuera del eje del dique. g) En el caso del dique B no hacemos ninguna propuesta porque an no tenemos estudios geotcnicos ni muestreos de mecnica de suelos. h) La tabla 1. tiene una memoria de clculo donde se cheque el factor de seguridad al deslizamiento y al volteo. Estas pruebas son de chequeo local y se puede ver el esquema de cuerpo libre en la figura 2. Tanto la tabla 1 como la figura 2. corresponde al dique A. i) La tabla2. corresponde al anlisis de estabilidad del talud por el mtodo de las Dovelas del dique A, el cual se representa en la figura 3. j) Estos mismos procedimientos se efectuaron para el dique B, donde la tabla 4 es la memoria de las fallas locales, reflejados en la figura 4 y la tabla 4 representa el anlisis de talud por el mtodo de las Dovelas representado en la figura5. k) El efecto ssmico no afecta la presa debido a que el calculo de la presa por lo que no se utiliz en la memoria general solo en los chequeos electrnicos dando resultados similares.

5.2 Recomendaciones:

Sobre la base de los trabajos de campo, resultados de laboratorio y las conclusiones anteriores, se recomienda:

Recomendaciones de Orden General: El equipo recomendado para la compactacin de la base y sub-base debe ser rodillo neumtico o liso vibratorio. Al presente estudio se recomienda las instrucciones generales del NIC-2000. Mantener en la obra durante la construccin de estas, tanto para las obras grises como para el movimiento de tierras un laboratorio en el proyecto.



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ANEXO 2 TABLA DE RESULTADOS

Resultados de laboratorios:

Segn los resultados de laboratorios enviados por IMS se puede decir: tabla No. 1 e = 1.30 Gs = 2.90 P.V= 1750 KG/M3No. 4 100 100 100 100 100 100 100 No. 10 90 99 99 99 100 99 99 No.40 74 97 99 93 97 98 99 No.200 59 92 97 86 88 95 96 L.L 53 46 55 40 40 55 43 I.P 10 13 22 10 10 12 11 SUCS MH ML MH ML ML MH ML W% 51 42 39 28 32 36 31 A.F 35 35 35 35 35 35 32 E.C 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.80 PROF. 1 2 4 5 6 3 7 No. 15651 15652 15654 15655 15656 15653 15657

Tabla No. 2 e = 1.20No. 4 100 100 100 99 100 100 100 No. 10 100 99 80 97 99 99 96 No.40 99 93 36 87 87 98 89 No.200 96 79 17 77 66 97 80

Gs = 2.90L.L 44 40 41 48 35 54 52 I.P 10 4 5 12 7 22 16

P.V = 1800KG/M3SUCS ML ML SM ML ML MH MH W% 35 35 35 31 29 38 38 A.F 35 35 35 35 35 35 34 E.C 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.80 PROF. 1 2 3 5 6 4 7 No. 15658 15659 15660 15662 15663 15661 15664

Tabla No.3 e = 1.24No. 4 100 100 99 100 100 100 100 No. 10 100 99 97 99 100 98 99 No.40 99 98 80 89 92 89 97 No.200 96 90 60 71 75 82 94

Gs = 2.90L.L 46 42 37 38 31 51 59 I.P 10 7 7 13 11 17 24

P.V = 1780KG/M3SUCS ML ML ML ML CL MH MH W% 40 44 30 28 14 40 40 A.F 32 32 32 32 37 25 37 E.C 1.00 1.00 1.00 1.00 0.70 0.70 0.90 PROF. 1 2 3 6 7 4 5 No. 15665 15666 15667 15670 15671 15668 15669

tabla No. 4 e = 1.20No. 4 100 91 ROCA 71 No. 10 100 84 67 No.40 94 53 59

Gs = 2.90No.200 79 33 45 L.L 32 26 28 I.P 10 9 7

P.V = 1800KG/M3SUCS CL SC SC W% 14 11 11 A.F 35 35 35 E.C 0.70 0.70 0.70 PROF. 1 2 3 4 No. 15672 15673 15674 15675



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CONSIDERACIONES DEL DISEOCAPITULO I REQUISITOS PARA CONSTRUCCION DE DIQUES

1.1 REQUISITOS MNIMOS CONSTRUCCIN DE CORTINAS

PARA

ANCHO DE CORONA: Por razones constructivas y la necesidadde tener acceso a las estructuras de la presa, es recomendable que la corona tenga por lo menos 4 m de ancho. Esta parte de la obra debe de recubrirse con un material semejante al de los caminos, para proteger el secado al ncleo arcilloso, el espesor de dicha cubierta suele ser de 30 cm. o mayor y conviene proporcionarle bombeo transversal para facilitar el escurrimiento del agua de lluvia hacia el exterior. BORDO LIBRE ( HBL ) : En este concepto se incluye la amplitud del oleaje generado por viento ( Hv ), y altura de rodamiento de las olas sobre el talud ( Hr) asentamiento mximo de la corona ( D H ) y el margen de seguridad ( Hs ) , quedando : HBL = Hv + Hr + D H + Hs En ciertos casos el oleaje producido por efectos ssmicos ( Ht ) puede ser mayor que Hv; la probabilidad de que ambos efectos sean simultneos es muy baja, y por ello, se utiliza la frmula anterior y el ms alto de los valores de Hv y Ht. El asentamiento mximo de la corona ( D H ) es funcin de la compresibilidad de la propia masa de la cimentacin. PROTECCIN DE TALUDES: Los procedimientos ms usuales para proteger el talud de aguas arriba son: a) chapa de enrocamiento; b) pavimento de concreto, y c) revestimiento asfltico o de suelo cemento. La chapa de revestimiento se construye con fragmentos de enrocamientos de dimensiones mnimas, que depende principalmente de la amplitud mxima, debe tener un espesor apropiado. A fin de reducir el arrastre de finos a travs del enrocamiento, producido por el reflujo, la roca se coloca sobre una capa material bien graduado que generalmente, se obtiene al explotar la cantera; por su espesor debe ser, por lo menos, igual a la chapa que soporta.

Para proteger el talud aguas abajo contra la erosin pluvial, se usa enrocamiento o csped; en esta ltima alternativa, debe planearse un buen sistema de drenaje superficial. FILTROS : Sus funciones son: a) imponer condisiones de frontera al flujo a travs de la cortina y/o cimentacin y b) retener partculas de suelo que confina, previniendo la erosin interna. En primer lugar es necesario que el material filtrante tenga permeabilidad de 50 a 100 veces mayor que el suelo por proteger. Otra parte, se ha encontrado que para evitar la erosin interna,se utiliza la tubificacin del suelo. Por facilidad de construccin y para definir los efectos de la contaminacin, no es recomendable, construir filtros de espesor inferior a 1 m. Pero debe verificarse que esta dimensin es adecuada por capacidad hidrulica del filtro, y su caso, incrementarla de acuerdo con los siguientes lineamientos. Se supondr que el escurrimiento por ambos tramos del dren llena la seccin y es paralelo a las paredes del mismo. Entonces, por la ley de Darcy, el espesor mnimo ( d1 ) del filtro vertical con permeabilidad k resulta. d1 = q/k donde: q es el gasto por unidad de longitud de la cortina, calculado a partir del de la red de la red de flujo y multiplicando por un factor de seguridad igual a 2. ESTABILIDAD DE TALUDES: Ser conveniente realizar un mnimo de trabajo para verificar la estabilidad, mediante la determinacin de la cohesin si los materiales arcillosos, usando especmenes compactados con las especificaciones de construccin, o bien, si son limos arenas o gravas, eligiendo el valor del ngulo de friccin interna, con cohesin nula en el caso de enrocamientos se recomienda de 40< f < 50 ASENTAMIENTOS: Los asentamientos que ocurren en un terrapln de baja altura, suponiendo que los materiales de la seccin se han compactado y la cimentacin no es comprensible, son del orden de centmetros y no corresponde a un sistema que amerite consideracin. Este problema es tan delicado que es imprescindible el uso de filtros en la seccin para proteger el material de la erosin interna. Si en la cimentacin existen arcillas o limos compresibles, es necesario estimar los asentamientos totales debido a la carga del terrapln. Interesaran estos datos para conocer el valor de ( D H ) que aparece en la expresin del bordo libre propuesta anteriormente y el posible desarrollo de grietas por extensin.



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Como es muy probable que se cuente con medios y tiempo para obtener muestras inalteradas y ensayarlas en compresin confinada se recomienda la grfica de la figura II.4 para elegir el ndice de compresibilidad a partir del contenido del agua, o el limite lquido, en el supuesto de que el limo o la arcilla en cuestin se encuentren normalmente consolidados. Otros datos bsicos como la humedad natural, espesor, profundidad y las caractersticas de los estratos abajo y arriba de la formacin compresible, se han determinado durante la fase de exploracin de la boquilla. Los incrementos de esfuerzos verticales producidos por la carga del terrapln, en diferentes secciones del mismo, se evalan como Bussinesq lo establece. CONSTRUCCIN: El rpido progreso de los conocimientos sobre la mecnica de los suelos, se ha traducido en un gran adelanto en el conocimiento de los factores que influyen en la transformacin de la tierra suelta y el material estructural. Los progresos futuros en el campo de las terracerias, dependen no solamente de la mecnica de suelos y de la ingeniera de la cimentacin, sino tambin de los buenos mtodos de construccin. CAPITULO II MATERIALES DISPONIBLES PARA CONSTRUIR DIQUES

2.1 MATERIALES DISPONIBLES: Los materiales para presas son de varios tipos, y son: 1 . - Suelos para los terraplenes. 2 . - Rocas para terraplenes y para enrocamiento. 3 . - Agregados para concreto. La eliminacin o reduccin de los gastos de acarreo de los materiales de construccin, especialmente de los que se utilizan en grandes cantidades, reducirn considerablemente el costo de la obra. El tipo ms econmico de presa ser con frecuencia aquel para el que se encuentren materiales en suficiente cantidad y dentro de distancias razonables del lugar. 2.2 ENROCAMIENTO Y LOS TERRAPLENES DE ROCA: El enrocamiento es una capa de fragmentos grandes de roca durable. Su objeto es preservar la forma del talud o de la estructura que cubre, evitando la erosin debida al oleaje o a las corrientes. Estos son

construidos con fragmentos de roca en porciones de las presas de tierra o de enrocamiento. 2.3 AGREGADOS PARA EL CONCRETO: La mayor parte de los factores que influyen en la bondad de los depsitos de agregados se relacionan a la historia geolgica de la regin. Estos factores incluyen el tamao, forma y ubicacin del depsito, espesor y carcter de despalme; tipos y condiciones de la roca; granulometra, grado de redondez y uniformidad de las partculas de los agregados, y el nivel fretico. Deben explorarse los depsitos ms prometedores y tomarse muestras por medio de sondeos, pozos de prueba o zanjas y determinarse la bondad de los agregados. Si el banco de tierra tiene humedad natural menor que la ptima determinada con la energa por unidad de volumen adecuada al equipo de compactacin especificado o disponible, es necesario incrementarla mediante riego de inundacin o de aspersin. El primero es aplicable, previo arado a la superficie si sta es prcticamente horizontal; el segundo sistema puede realizarse en terrenos de ladera, despalmados y roturados. 2.4 PRIMER LLENADO: Durante el llenado inicial y el primer ao de operacin, es necesario hacer visitas peridicas para observar posibles filtraciones a travs del bordo y la cimentacin, as como realizar mediciones de asentamiento y desplazamiento. Si las fugas de agua son importantes, deben encausarse y aforarlas con vertedores triangulares, llevando un registro de caudales, color del agua y arrastre de finos. Si la obra no muestra un funcionamiento imprevisto despus del llenado inicial y durante el primer ao de vida deben realizarse por lo menos dos visitas al ao: una, al terminar el perodo de sequa o cuando el vaso est vaco y la otra a embalse lleno y, si es posible cuando se derrame el vertedor. En la visitas se efectuaran nivelaciones y medidas de colimacin, inspeccionndose la corona y los taludes para localizar grietas, movimientos de la proteccin de aguas arriba y erosiones a pie de vertedor. CAPITULO III CORTINAS DE TIERRA 3.1 ORIGEN Y EVOLUCIN: Las cortinas de tierra para el almacenamiento de agua se han usado desde los principios de la civilizacin. Algunas de las estructuras construidas en la antigedad eran de enorme tamao. Hasta en los tiempos modernos todas las presas de tierra se proyectan con procedimientos empricos y la literatura de ingeniera est repleta



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de los relatos de las fallas. El rpido avance de la mecnica de suelos, haba dado por resultado el desarrollo de procedimientos de proyectos muy mejorados para las cortinas de tierra Estos procedimientos constan de investigaciones previas de las cementaciones y del estudio de los materiales de construccin; aplicacin de los conocimientos y tcnicas de la ingeniera al proyecto; y mtodos de construccin cuidadosamente proyectados y controlados. Como resultado las cortinas de tierra se construan en 1958, hasta alturas que sobrepasaban los 150 m. arriba de sus cimentaciones. El proyecto de una presa de tierra debe de apegarse a la realidad, por que se construyeron en los ltimos 30 aos sin haberse registrado ninguna falla. Debe acusar las condiciones reales del emplazamiento en que se construye y los materiales de construccin que se disponen, y no debe de ser igual el proyecto, cundo se sabe que cada condicin de lugar es diferente aunque haya tenido xito en otro lugar. Esto se limita a los procedimientos de un proyecto para pequeas presas de tierra que son del tipo compactado. Este tipo de construccin es el que se usa para presas pequeas, con exclusin de los terraplenes que son construidos por el procedimiento hidrulico y minihidrulico. Para efectos del diseo de las cortinas le llamaremos presas pequeas aquellas que no excedan los 15 m. de altura de cauce y su volumen no es de gran magnitud. Una presa no se considera pequea si su volumen excede de 1 milln de yardas cbicas. Seleccion del Tipo de Cortina de Tierra 3.2 SELECCIN DEL TIPO DE CORTINA DE TIERRA: a) Generalidades: En este tipo se construye la principal parte del terrapln en capas sucesivas, compactadas mecnicamente. El material se utiliza en el terrapln, generalmente con camiones o escrepas. Se extiende con motoconformadora y se humedece. b) Presas del tipo diafragma: Se construye un diafragma delgado de material impermeable para que constituya la barrera hidrulica. El diafragma puede ser de tierra, concreto de cemento Portland, de concreto bituminoso, de otro material. Si el ncleo es de tierra, se considera que es un "diafragma" si su espesor en el sentido horizontal a cualquier altura es menor de 3.0 m. o menor que la distancia a la corona de la presa en ese punto. La construccin de un diafragma interno de tierra, con los filtros necesarios, requiere un mayor grado de precisin y control ms riguroso del que es posible obtener en las presas pequeas. Las pantallas de tierra en el paramento de aguas arriba de una presa, que por otra parte sea permeable, no se recomiendan debido al gasto y a la

dificultad para construir filtros adecuados. Se recomienda para las presas pequeas un diafragma de material manufacturado colocado en el paramento de aguas arriba, que de otra manera fuera permeable. c) Cortinas de material homogneo : Estn compuestas de un solo material. El material debe ser suficientemente impermeable para formar una barrera efectiva para el agua, y para estabilidad de los taludes deben de ser relativamente tendidos. Para evitar la licuacin el talud de aguas arriba debe ser relativamente tendido, se prevn rpidos desembalses del vaso despus de un largo almacenamiento. El talud de aguas abajo debe ser suficientemente estable para resistir la licuacin cundo se sature el nivel elevado. En una seccin completamente homognea es inevitable que las filtraciones emerjan en el talud de aguas abajo, cualquiera que sea este y la impermeabilidad del suelo, si el nivel del vaso se mantiene elevado por un tiempo suficientemente largo, el talud de aguas abajo eventualmente lo afectarn las filtraciones a la altura aproximada de un tercio del vaso. d ) Cortinas de tierra de seccin compuesta: El tipo ms comn consta de un ncleo central impermeable confinado por zonas de materiales considerablemente ms permeables. Las zonas permeables confinan, soportan y protegen el ncleo impermeable; la zona permeable de aguas arriba proporciona estabilidad contra los rpidos desembalses, y la zona permeable aguas abajo acta como dren para controlar el lmite superior de filtracin. Para controlar con mayor eficacia las filtraciones transversales y las producidas por los desembalses, la seccin debe tener, en lo posible, una permeabilidad creciente del centro hacia los taludes. La zona permeable en general puede ser de arena, grava, cantos o roca. La anchura mxima de la zona impermeable se controlar con respecto a la estabilidad y a las filtraciones y tambin con respecto a los materiales disponibles. Una cortina de ncleo impermeable compuesta de material resistente y de faldones exteriores permeables, puede tener taludes exteriores relativamente inclinados, limitados solamente por la resistencia de la cimentacin, la estabilidad del terrapln y las consideraciones sobre su conservacin.

3.3 DATOS PARA EL PROYECTO:INGENIERO PEDRO PABLO PERALTA


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Los datos necesarios para una presa de tierra describen los estudios de las cimentaciones y las fuentes de materiales de construccin. El detalle necesario y la precisin de los datos estarn gobernados por la naturaleza del proyecto y su propsito inmediato. Estos estarn tambin relacionados con la complejidad de la situacin. 3.4 BASES PARA EL PROYECTO: El principio bsico es construir una estructura satisfactoria y funcional a bajo costo. Se debe dar una notable consideracin para el mantenimiento, para que el costo inicial de construccin no resulte excesivo. Las presas de tierra deben de ser seguras y estables durante todas las fases de la construccin y de la operacin del vaso. Para lograrlo se deben de cumplir los siguientes requisitos: 1 . - El terrapln debe estar asegurado contra el rebajamiento durante las avenidas de proyecto, disponiendo suficiente capacidad en el vertedor de demasas y en las obras de toma. 2 . - Los taludes de los terraplenes deben de ser estables durante su construccin y en todas las condiciones que se presenten durante la operacin del vaso, incluyendo su rpido desembalse en caso de las presas de almacenamiento. 3 . - El terrapln deber proyectarse de manera que no produzca esfuerzos excesivos en la cimentacin. 4 . - Se deben controlar filtraciones a travs del terrapln, de la cimentacin y de los estribos, para que no se produzca la erosin interna y por lo mismo no haya derrumbes en el rea donde las filtraciones emergen. 5 . - El terrapln debe estar diseado el efecto de reembalsamiento por oleaje. 6 . - El talud de aguas arriba debe de estar protegido contra la erosin producida por el oleaje, y la corona y el talud aguas abajo debe de estar protegido por la erosin del viento y la lluvia. Las cortinas de tierra proyectadas para satisfacer las anteriores condiciones sern permanentemente seguras, siempre que se empleen los mtodos de construccin y de control correctos. Estabilidad de Taludes 3.5 ESTABILIDAD DE TALUDES: Se han propuesto varios mtodos para calcular la estabilidad de las presas de tierra. Estos mtodos se basan en la resistencia de corte del

suelo y en algunas suposiciones con respecto al carcter de una falla del terrapln. El mtodo sueco o del " circulo de deslizamiento ", el cual supone que la superficie de ruptura es cilndrica, es un mtodo relativamente sencillo de analizar la estabilidad de un terrapln. Aunque se han elaborado otras soluciones estrictamente matemticas, el mtodo de circulo de deslizamiento para analizar la estabilidad es el ms aceptado. En este mtodo, el factor de seguridad contra el deslizamiento se define como la relacin del promedio de la resistencia al esfuerzo cortante, al promedio del esfuerzo cortante determinado por medio de la esttica de una superficie potencial de deslizamiento. La fuerza ejercida por cualquier segmento dentro del circulo de deslizamiento es igual al peso del segmento y acta verticalmente hacia abajo desde su centro de gravedad. Los componentes de este peso actan en una porcin del circulo y son, la fuerza normal del arco, determinada completando el tringulo de las fuerzas con lneas en las direcciones radiales y tangenciales. Las presiones intersticiales actuando sobre el arco dan por resultado una fuerza de subpresin que reduce la componente normal del peso del segmento. El factor de seguridad contra deslizamiento de un crculo supuesto se puede calcular con la ecuacin: S = Resistencia al corte por unidad de rea. U = Suma de fuerzas de subpresin de la presin intersticial del agua a lo largo del arco. f = ngulo de friccin C = Segn la humedad del suelo. Se usan varios centros de radio, repitiendo los clculos hasta que se encuentra el arco que tenga un factor de seguridad mnimo. Para determinar el factor de seguridad es necesario determinar la cohesin y el ngulo de friccin interna del suelo, y la magnitud de las presiones intersticiales para la construccin en rgimen estable, y las condiciones despus del desembalse. Se debe de determinar las propiedades de resistencia de la cimentacin donde el material que cubre la roca es limo o arcilla, por que la experiencia ha demostrado que el circulo crtico se prolongar dentro de la cimentacin. Por lo tanto, es aparente que el mtodo de anlisis se adapta mejor al proyecto de estructuras mayores, en las que el costo de operacin y de las pruebas de laboratorio de los materiales de la cimentacin y del terrapln para determinar su resistencia media est justificado por las



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economas que se pueden obtener con el uso de taludes determinados con mayor precisin. Proyectos de Terraplen 3.6 PROYECTOS DE TERRAPLEN: a) Utilizacin de materiales de la excavacin para las estructuras: En la discusin de los sistemas, se indica que para que el costo sea mnimo, la cortina debe de proyectarse para utilizar al mximo los materiales ms econmicos que se disponga, incluyendo el material que debe de excavarse para su cimentacin y para las estructuras auxiliares. Cuando el volumen de estos conceptos constituye una porcin apreciable del volumen total, puede influir considerablemente en el proyecto de la cortina. Al escoger la mejor opcin se debe de considerar el conjunto de bancos y las excavaciones de las estructuras. La porcin de la excavacin para el dentelln que queda arriba del nivel fretico puede producir cantidades limitadas de material para el ncleo impermeable de la cortina. La distribucin de los materiales en la seccin del terrapln debe de estar basada en el aprovechamiento ms econmico de los materiales que deban proyectarse. Una aplicacin importante de los materiales obtenidos de las excavaciones de las estructuras en su utilizacin en proporcin de terrapln donde la permeabilidad no tiene una importancia crtica y en donde, el peso y el volumen son los requisitos principales. Se puede utilizar las diferentes zonas de terrapln y la contraccin y abundamiento que sufran los materiales. Se ha encontrado de til el diagrama de distribucin de los materiales. b ) Taludes de los terraplenes: Pueden variar mucho segn el carcter de los materiales disponibles para su construccin, las condiciones de la cimentacin y la altura de la estructura. Los taludes de los terraplenes son los necesarios para dar la estabilidad sobre una cimentacin resistente a los esfuerzos que en ella actan. Los taludes para las cortinas de tierra dependen del tipo de presa y la naturaleza de los materiales de construccin. De especial importancia es la naturaleza del suelo que se va a usar en la construccin de las presas homogneas modificadas o en el ncleo de una presa de seccin compuesta. En este caso, la relacin del tamao del ncleo al tamao de la cubierta es tambin importante. Los taludes ordinarios de aguas abajo de las cortinas de tierra pequeas son de 2:1 cuando la presa lleva una zona impermeable en este lado, y de 2 1/2:1 cuando el terrapln es impermeable. Estos taludes son estables para los productos son comnmente usados, cuando se proyecta drenaje, de manera que el talud aguas abajo nunca se satura de las filtraciones.

c) Tipos de diafragma : Se recomienda para las pequeas solamente cuando las existencias de suelos impermeables son tan limitadas que no se pueden construir del tipo de terrapln de seccin compuesta. En este caso se recomienda que se coloque un diafragma en las presas de material fabricado en el paramento mojado de los terraplenes, que de otro modo serian permeables, en lugar del colchn de tierra. Si el material permeable es roca, la presa se clasifica como cortina de terrapln de roca. El material permeable para la construccin de una presa de tierra de diafragma debe ser tal que puedan compactarse para formar un terrapln estable que est sujeto a pequeos asentamientos. Despus de construidos las arenas mal graduadas no se pueden compactar bien; las mezclas bien graduadas de arena y grava forman buenos terraplenes. d ) Terraplenes tipo homogneo : Se recomienda slo cuando los materiales de fcil drenaje hace que la construccin de una cortina de seccin compuesta sea antieconmica, y con la salvedad de que para las presas homogneas de almacenamiento debe de modificarse deben instalarse dispositivos para que drene interiormente. Para efectuar su funcin de abatir la lnea fretica de estabilizar la porcin de aguas abajo de la presa, el filtro debe prolongarse desde el talud de aguas abajo de la presa hasta muy adentro del cuerpo del terrapln. Es conveniente que el filtro de drenaje tenga longitud mnima. Para las presas pequeas se recomienda que el filtro de drenaje comience en el taln de aguas abajo del terrapln y se extienda aguas arriba hasta una distancia igual a la altura de la cortina ms 1.5 m de la lnea central de la presa. Con esto se tendr un dren de extensin suficiente y que al mismo tiempo no reduzca la longitud de recorrido de las filtraciones ms all de los lmites convenientes. e) Terraplenes de seccin compuesta: Este tipo de cortina puede construirse siempre que se pueda conseguir los suelos de varias clases con facilidad, por que sus ventajas inherentes producirn economas en el costo de su construccin. Este tipo de proyecto es de construccin econmica, por que permite el uso de taludes ms inclinados con la consecuente reduccin del volumen total del material de terrapln por que tambin permite el uso de una gran variedad de materiales. Los taludes que se requieren la estabilidad de un terrapln compuesto con funcin de los tamaos relativos del ncleo impermeable y de los faldones permeables. Los taludes que se requieren para la estabilidad de un terrapln compuesto son funcin de los tamaos relativos al ncleo



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impermeable. La fig. III.4 muestra los faldones permeables, el ncleo mnimo para una cortina construida sobre una cimentacin impermeable, o sobre una cimentacin permeable atravesada completamente por dentelln de tierra; el ncleo no est completamente atravesada por un dentelln de tierra y el tamao " mximo " de ncleo para presas compuestas. El ncleo mnimo de una presa sobre cimentacin permeable, como se muestra anteriormente, se basa en la consideracin de las presiones de filtracin en la cimentacin. Las elevaciones, dimensiones y taludes se han expuesto con base a datos hidrulicos, topogrficos y geolgicos. Se efectuar el anlisis de estabilidad, para encontrar los esfuerzos y condiciones a los que trabajar la cortina y de acuerdo a los resultados que se obtengan, para determinar si se acepta la seccin.

3.7 CONSIDERACIONES GENERALES:a) Fuerzas que actan sobre la cortina a.1) El peso propio de la cortina. a.2 ) La relacin del terreno a.3 ) La posicin del agua Interna ( subpresin ) Externa ( presin hidrosttica ) a.4 ) Presin de azolves a.5 ) Presin del hielo a.6 ) Sismos En el agua En la estructura a ) Presin del viento No todas las fuerzas intervienen en los clculos, unas se desprecian por tener efecto mnimo y otras por que en nuestro medio no los hay, como la presin del hielo. 3.8 MTODO DE CLCULO: El problema consiste en ordenar los clculos de tal manera que se puede seguir una secuencia lgica de los mismos, para poder analizar en cualquier plano horizontal y obtener los esfuerzos de los puntos en donde se considere necesario. Este problema se ha resuelto formando una tabla de clculo que satisface los requisitos deseados. El mtodo es el siguiente: a ) Elegir la seccin por analizar.

b ) Determinar las condiciones del anlisis . c ) Considerar las fuerzas que intervienen en el clculo. d ) Determinar datos del proyecto, constantes e hiptesis e ) Efectuar los clculos por medio de la tabla. 3.9 CONDICIONES GENERALES DEL DISEO: Para que el diseo de una cortina sea optimo en trminos generales debe cumplir con las condiciones siguientes: 1 . - Que la obra sea funcional, econmica y de poco mantenimiento. 2 . - Que tenga la seguridad requerida. Debido a la complejidad y al nmero de factores que intervienen en una cortina, se hace por etapas el proyecto para definir el proyecto de etapa por etapa, que son las siguientes. 1 . - Explotacin de la cimentacin y de los bancos de material. 2 . - Estudio de los factores del diseo. 3 . - Seleccin de las alternativas viables. 4 . - Anlisis de seguridad de todas las alternativas 5 . - Seleccin de programas de construccin adecuados. 6 . - Preparacin de costos de las alternativas. 7 . - Seleccin final del diseo.

3.11 CRITERIOS DE DISEO: Hay dos condiciones que debe de satisfacer un filtro, y son: a ) . - Debe ser de material mucho ms permeable que el suelo por proteger. b ) . - Debe de ser suficientemente fino con el objeto de impedir el paso atravs de sus poros de las partculas del suelo protegido. Se han hecho pruebas con suelos de varios tipos protegidos por filtros de varias graduaciones sujetos a los diferentes gradientes hidrulicos que se encuentran en una presa. De estas pruebas se evaluarn y sacarn muestras cuantitativas para el diseo de filtros, de las cuales las ms importantes son las siguientes: 1 . - El D15 del filtro ( siendo D15 : tamao tal , que el 15% en peso igual o menor ) debe de ser mayor de 5 veces el D15 del suelo protegido. En otras palabras : D15 ( filtro ) >> 5D15 ( suelo protegido ). 2 . - El D15 del filtro debe de ser menor que 5 veces el D85 del suelo protegido, o sea:



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D15 (filtro)

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