PRESAS DE TERRAPLÉNPRESAS DE TIERRA

OSCAR ANDRÉS ESTRADA RESTREPOINGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

PRESAS DE TERRAPLÉN

Presa Ataturk, Río Eufrates - Turquía.

• Las presas de terraplén son presas masivas hechas de tierra o roca.

• Al igual que las presas de gravedad, dependen de su peso para resistir el empuje del agua.

PRESAS DE TERRAPLÉN

Presa Ataturk, Río Eufrates - Turquía.

TIPOS DE PRESAS DE TERRAPLÉN

• Una presa de terraplén puede tener cualquier combinación de tierra, roca y material del núcleo en diferentes disposiciones.

• Las presas de cola (grandes estructuras que sostienen residuos de minería), son un tipo de presa de terraplén.

Presa Geist, Philadelphia - USA.

CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO - Localización de la Obra

- Cantidad y localización de materiales

-Función de la Obra

- Tipo de cimentación, presa y características del embalse

- Clima y plazo de construcción

- Geología de la zona y características sísmicas del lugar

- Importancia de la obraPresa Geist, Philadelphia - USA.

ASPECTOS DEL DISEÑOASPECTOS DEL DISEÑO 1.     Zonificación de los rellenos de los

taludes 2.     Localización del vertedero 3.     Borde libre 4.     Control de infiltración en la cimentación 5.     Obras de desagüe 6.     Protección del talud aguas arriba

Para el diseño es completamente

necesario realizar minuciosos análisis de:

 

·        Infiltración

·        Estabilidad

·        Fracturamiento hidráulico

·        Agrietamientos

·        Sismicidad

·        Asentamientos y deformación

• Con materiales excavados en las cercanías– Homogéneas (Impermeabilidad y estabilidad )– Heterogéneas (Zona impermeable – Zona de drenaje-

Zona estructural o de soporte)

• Presa de Tierra – Mas del 50% del volumen son suelos compactados

• Enrocado– Más del 50% son materiales fraccionales de tamaños

grandes

• Tierra-enrocado

TIPOS DE PRESAS DE TERRAPLÉN

PRESAS DE RELLENO DE TIERRA Y RELLENO DE TIERRA-ENROCADO

PRESAS DE TERRAPLEN - PARTES

1.    Cresta o corona

2.    Revestimiento de la corona

3.    Filtros

4.    Corazón o núcleo impermeable

5.    Trinchera

6.    Transiciones

7.    Enrocamientos

8.    Deposito aluvial

9.    Roca basal

10.      Talud aguas arriba

11.      Talud aguas abajo

12.      Pantalla de inyecciones

13.      Galería

14.      Drenes

15.      Pozos de alivio

16.      Embalse

17.      Bordo Libre

18.      Altura de la cortina

PRESAS DE TERRAPLÉN CARACTERÍSTICAS

Las presas de terraplén suelen tener alguna clase de interior a prueba de agua (llamada núcleo) la cual está cubierta con un lleno de tierra o roca.

PRESAS DE TERRAPLÉN PRESAS DE TERRAPLÉN

Tomado de Estructuras Hidráulicas (Novak et al)

PRESAS DE TERRAPLÉN - PRINCIPIOS

• En el caso de la presa de terraplén se tiene que el agua empuja la presa pero el gran peso de la presa empuja la estructura hacia abajo, dentro del suelo y evita que la presa colapse. Pero también hay muchas otras fuerzas que pueden actuar sobre una presa de terraplén entre las cuales figuran:

Presa New Waddell, Arizona - USA.

FUERZAS SOBRE PRESAS DE TERRAPLÉN

• Puede haber agua en el lado aguas abajo de la presa, la cual tendrá el mismo tipo de fuerzas verticales y horizontales sobre la presa que el agua en el lado aguas arriba.

• Presión hidrostática interna: en poros, grietas y juntas.• Variaciones de temperatura.• Reacciones químicas.• Carga de oleaje en el lado de aguas arriba.• Cargas de sismo.• Asentamiento de la fundación o de los estribos.• Otras estructuras en la parte superior de la presa:

compuertas, puente, carros.

FUNDACIÓN FUNDACIÓN PERMEABLEPERMEABLE

FUNDACIÓN FUNDACIÓN IMPERMEABLEIMPERMEABLE

MECANISMOSMECANISMOSDEDE

FALLA EN PRESAS FALLA EN PRESAS DE TERRAPLÉNDE TERRAPLÉN

Tomado de Estructuras Hidráulicas (Novak et al)

RASTRILLOS Y CONTROL DE RASTRILLOS Y CONTROL DE INFILTRACIÓN INFERIOR.INFILTRACIÓN INFERIOR.

Tomado de Estructuras Hidráulicas (Novak et al)

PRESAS DE TERRAPLÈN

Ventajas– Aplicable en distintos tipos de sitio (Valles

amplios o gargantas estrechas).– Adaptable a un amplio rango de condiciones

de fundación, desde rocas competentes hasta formaciones de suelos blandos y compresibles o permeables.

– Usa materiales de la zona minimiza la necesidad de importar o transportar grandes cantidades de material.

– El diseño es flexible, muchas posibilidades de aprovechar los materiales y las condiciones.

Ventajas– La construcción es mecanizada y continua. – Los costos unitarios del terraplén suben más

lentamente que los del concreto.– Bien diseñada se puede ajustar con

seguridad a un apreciable grado de asentamiento – deformación.

PRESAS DE TERRAPLÈN

Desventajas• Muy vulnerable por sobrevertido.

– Hay que garantizar realce para crecidas – Vertedero suficiente– Vertedero separado

• Vulnerable filtración y erosión interna en la presa o en la fundación.

PRESAS DE TERRAPLÈN

PRESAS DE TERRAPLÉN EN COLOMBIA

Función: Abastecimiento de agua

Presa de San Rafael, Santa Fe de Bogotá, Cundinamarca

PRESAS DE TERRAPLÉN EN COLOMBIA

Presa de Sesquilé, Río Bogota, Cundinamarca.

Función: Abastecimiento de agua

PRESAS DE TIERRA

Presa Tierra Blanca, Río Corozal, Estado Guárico - Venezuela.

• Las primeras presas construidas en la historia fueron de tierra.

• En general para estas presas se utilizan materiales naturales con mínimos procesos.

PRESAS DE TIERRA

Presa Tiber, Río Marias, Montana - USA.

PRESAS DE TIERRA

• Una presa puede denominarse de tierra si los suelos compactados representan mas del 50% del volumen colocado de tierra.

Presa Anderson Ranch, Rìo SF Boise – Idaho, USA.

PRESAS DE TIERRA Una presa de relleno de

tierra se construye principalmente con suelos seleccionados cuidadosamente para la ingeniería, de compactación uniforme e intensiva en capas más o menos delgadas y con un contenido de humedad controlado.

PRESAS DE TIERRA

Al contrario que en las altas presas de arco y de gravedad que necesitan una cimentación en roca sana, las presas de tierra se adaptan rápidamente a las cimentaciones en el terreno natural.

Presa Alcova, Río North Platte, Wyoming - USA.

PRESAS DE TIERRA Este tipo de

presas es una selección lógica para muchos sitios donde las condiciones de la cimentación harían poco satisfactorias las presas de concreto.

Presa Agua Fría, Río Jarillo, Estado Miranda - Venezuela .

PRESAS DE TIERRA

Presa Xiao Lang Di, China .

BIBLIOGRAFÍA

• NOVAK, P., MOFFAT, A.I.B., NALLURI, C., NARAYAN, R.

Estructuras Hidráulicas, Segunda Ediciòn, Mc Graw Hill. • http://www.cedex.es/lg/asesora/hidraul.html• http://www.covenpre.org.ve/presas.html• http://www.ingetec.com