Presas de Enrocado

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Universidad del Zulia Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Cátedra: Obras Hidráulicas Maracaibo, Estado Zulia Presas de Enrocado Espinoza Génesis , Faria Dayanna, Méndez Luis, Navarro Yefreide Marzo, 2017

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Page 1: Presas de Enrocado

Universidad del Zulia

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Cátedra: Obras Hidráulicas

Maracaibo, Estado Zulia

Presas de

Enrocado

Espinoza Génesis , Faria Dayanna, Méndez Luis, Navarro Yefreide

Marzo, 2017

Page 2: Presas de Enrocado

Presa de Enrocado

Cuando en la sección prevalece la roca como material

constructivo, debe llamarse Presa de Enrocado.

Núcleo oCorazón

Estrato Permeable

Estrato Impermeable

EspaldónEspaldón

FiltrosBorde Libre

Corona

Linea deSaturación

Drenaje

Destellón oTrinchera

Name

Berma

Presa de Tierra

Enrocamiento

Name

Piedra oGrava

Presa de Enrocamiento con Corazón de Arcilla

Cuando la sección está compuesta por un núcleo

impermeable y dos espaldones amplios de roca , la

presa debe considerarse aún como una Presa de

Tierra.

Page 3: Presas de Enrocado

Presa de Enrocado

Enrocamiento

Name

Piedra oGrava

Presa de Enrocamiento con Corazón de Arcilla

Page 4: Presas de Enrocado

Clasificación y Ventajas de

las Presas de Enrocado

Page 5: Presas de Enrocado

Clasificación de las Presas de Enrocado

Existen 2 Tipos de Presas de Enrocado.

Pantalla

Roca

Perforacionespara Inyecciones

Presas de Enrocado con Pantalla

• Elemento esta apoyado sobre el talud aguas arriba.• Elemento Impermeabilizante esta colocado dentro del

cuerpo de la presa.

Enrocamiento

Name

Piedra oGrava

Page 6: Presas de Enrocado

Ventajas de las Presas de Enrocado

Ofrecen mayor margén de seguridad contra las fallas

por corte que cualquier otro tipo de presa.

Requieren un volúmen menor en el pedraplén.

La ocurrenia de filtraciones por la membrana no pone

en peligro la presa.

Las membranas apoyadas en el terraplén aguas arribas

estan expuestas para inspecciones y reparaciones si

fue necesario.

La membrana cumple la función de protección contra la

acción de oleaje.

Ofrecen una mayor facilidad de construcción.

Presentan un comportamiento excelente durante un

sismo.

Enrocamiento

Name

Piedra oGrava

Page 7: Presas de Enrocado

Características

Generales

Page 8: Presas de Enrocado

Características Generales

Fundaciones compuestas de roca sana.

Se permite la existencia de zonas potencialmente

permeables o erosionables.

Las zonas permeables son tratadas excavándolas y

rellenándolas con concreto, o bien mediante inyecciones

de cemento, mientras que las erosionables o

fracturadas se cubren con filtros que evite la migración

del material de fundación.

Hidroeléctrica Simón Bolívar, Edo. Bolívar - Venezuela

Page 9: Presas de Enrocado

Características Generales

En las presas de enrocado con elementos

impermeabilizantes en el centro de la presa, las

perforaciones para el programa de inyección tienen

necesariamente que coincidir con el contacto del núcleo

con la fundación.

En presas de enrocado con membranas aguas arriba,

las perforaciones van ubicadas ligeramente aguas arribas

del contacto de la membrana con la fundación, por lo tanto

no causa interferencia con la construcción del resto de la

presa.

Hidroeléctrica Simón Bolívar, Edo. Bolívar - Venezuela

Page 10: Presas de Enrocado

Presas con Membranas

con Talud Aguas Arriba

Page 11: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

a) Membranas de Concreto Armado

Acera de Anclaje: no se utilizan dentellones en el extremo inferior de la membrana para anclarla a la roca de fundación,

en su lugar se emplea una acera de concreto armado fundada algo más profundamente y anclada mediante barras a la

roca sana.

Page 12: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

a) Membranas de Concreto Armado

Acera de Anclaje

Los Criterios para el diseño de estas Aceras de

Anclaje, son los siguientes:

La Longitud de contacto de la acera con la fundación

deberá oscilar entre 1/10 de la carga hidráulica

existente para rocas pobres y 1/20 de dicha carga

para rocas competentes.

El espesor en su extremo interior deberá ser tal que

permita la colocación de una capa de enrocado de 1

metro de espesor, como mínimo, por debajo de la

membrana. El espesor mínimo en su extremo exterior

será de 50 cm.

Cambios

progresivos

introducidos en el

diseño de los

dentellones de

anclaje,

principalmente en

lo que respecta a

su profundidad.

Muestra el

diseño de la

acera de anclaje

empleado

actualmente, en

lugar del

dentellón

convencional.

Page 13: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

a) Membranas de Concreto Armado

Espesor de Membrana: empleo de membranas más delgadas, en la actualidad el espesor de la pantalla se calcula

mediante la fórmula:

e = 𝟎, 𝟑𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝒉

Donde: e, es el espesor de las membranas en metros y h, es la distancia vertical entre la acera y la cresta de la presa,

en metros.

Juntas en la Membrana: actualmente se

ha reducido al mínimo posible el número de

juntas en oposición al criterio anterior de

disponer de un sistema de juntas que

dividiera la membrana en paneles y

permitiera su movimiento relativo; además,

solamente existen juntas horizontales de

construcción.

Page 14: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

a) Membranas de Concreto Armado

Zona de Apoyo: esta zona de la membrana que anteriormente se

construía colocando grandes bloques de roca cuidadosamente

trabados, ha sido sustituida por una zona de enrocado compactada

en capas con fragmentos de roca no mayores a 300 mm y con

material pasante 7,5 cm.

Ejes de presa rectos: En los proyectos anteriores prevalecían los

ejes curvos, lo cual dificultaba la construcción de la membrana.

Acero de Refuerzo: como acero de refuerzos en cada sentido, la

membrana deberá contar con aproximadamente el 0,5% de la

sección de concreto.

Page 15: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

b) Membranas de Concreto Asfáltico

La membrana de Concreto Asfáltico ofrece las siguientes

ventajas:

Menor costo que las construidas con concreto armado o acero.

Mayor flexibilidad que las de concreto armado, por lo tanto, se

ajustan más fácilmente a las deformaciones ocurridas en el

cuerpo del enrocado, sin que aparezcan grietas objetables.

Su construcción es sencilla y rápida.

Desventaja: su debilidad, el concreto asfáltico es un material

menos fuerte que el concreto o el acero, en consecuencia más

posible a dañarse por el impacto de rocas deslizadas, por actos

de sabotajes o por actividades humanas.

Page 16: Presas de Enrocado

Presas con Membranas con Talud Aguas Arriba

c) Membranas de Láminas de Acero

Las membranas construidas con láminas de acero soldadas

son una alternativa factible para sustituir a la membrana de

concreto armado.

Su vida útil correspondiente es similar prevista a la del concreto

armado.

Las juntas verticales garantizan impermeabilidad.

Desventaja: resultan más costosas pero son más eficientes en

cuanto se refiere a los aspectos básicos de impermeabilidad y

habilidad para ajustarse a las deformaciones del cuerpo de la

presa.

Page 17: Presas de Enrocado

Presas con Membranas

dentro de su Cuerpo

Page 18: Presas de Enrocado

Presas con Membranas dentro de su Cuerpo

La membrana

interna cumplia

la misión de

amortiguar la

descarga

violenta de las

aguas

embalsadas por

actos de guerra o

sabotaje.

El buen comportamiento

de estas pantallas

internas adicionales, dio

como resultado que se

proyectaran

posteriormente presas

con este tipo de

membrana como

elemento

impermeabilizantePresa Mohnesee Dam, Arnsberg - Alemania

Alemania es uno

de los pocos

paises que en los

ultimos 25 años a

construido presas

de enrocado con

membranas

internas.

Page 19: Presas de Enrocado

Presas con Membranas dentro de su Cuerpo

Instrumentación: Al igual

que las presas de tierra, los

sistemas de instrumentación

para el control del

comportamiento de la presa

desde que comienza su

construcción y durante toda

su vida útil, constituye un

elemento fundamental en el

diseño de una presa.

Presa Talsperre Klingenberg, Klingenberg - Alemania

Page 20: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Gravedad

y Consideraciones Generales

Page 21: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Gravedad

Las presas de Concreto Sólidas, en las cuales su estabilidad

se logra por efecto de su propio peso, se denominan presas

de Concreto por Gravedad.

Estas presas transmiten los esfuerzos verticales

hacia la fundación.

Existen dos tipos generales, el primero de

alineamiento recto y el segundo ligeramente

Curvo.

Page 22: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

FUNDACIONES

Las presas de concreto de Gravedad requieren fundaciones

construidas por rocas para resistir los esfuerzos por compresión

transmitidos por la presa.

La deformación de la fundación, por efecto de las cargas

transmitidas por la presa, afecta a la distribución de esfuerzos en el

cuerpo, por ello es importante evaluar las características de

deformación de la presa.

Las fundaciones son generalmente medios heterogéneos,

inelásticos y anisotropicos, y que estas características tienen

gran influencia en el módulo de deformación de la fundación.

Se ensayan muestras representativas de la formación rocosa,

mediante gatos hidráulicos en fosas de exploración o con

piezómetros utilizados en las perforaciones (sondeos).

Page 23: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

SECCIÓN DE LA PRESA

La sección de una presa de gravedad tiende a semejarse a un

triángulo o a un trapecio con la base superior pequeña, la cara

aguas abajo tiene una pendiente que oscila de 0,7 y 0,8 horizontal

y 1 vertical mientras que la cara aguas abajo tiene una pendiente

inclinada entre 0,05 y 0,1 horizontal a 1 vertical.

La longitud de los tramos es variable, el tramo inclinado no se

extiende por encima del nivel mínimo de operación del embalse.

Se deben evitar los cambios abruptos de las pendientes de las

caras de la presa en las zonas donde se presentan concentración

de esfuerzos.

El ancho de la cresta depende de los requisitos viales, se debe

adoptar el valor mínimo requerido por las labores de construcción y

operación de la presa.

Page 24: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

VIBRADOCOMPACTADO CON

RODILLOSCONCRETO

Un contenido de cemento entorno a los 300 kg/m³

Consistencia Fluida

Se compacta mediante vibradores tras su

puesta en obra

Alcanza resistencias a compresión superiores a

200 kg/cm².

Un % importante de Cenizas Volantes.

Consistencia Seca

Asentamiento 0 en el cono de Abrahams

Se compacta mediante rodillos vibrantes tras su

puesta en obra

Alcanza una compresión del orden de 150

kg/cm².

Su manufactura debe tener en cuenta:

o % de Cemento y Agua lo mas bajo posible.

o Sustitución de Cemento tipo Portland por cenizas

volantes.

o Extendido en capas continuas de gran longitud.

Page 25: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

CONCRETO VENTAJASCOMPACTADO CON

RODILLOS

Menor calor total ocasionados por el

conglomerante (cemento). Se puede conseguir

disminuir las fisuras.

Mayor economía por la importante reducción de

cemento.

Mayor sencillez de ejecución. La eliminación de

juntas transversales permite un empleo más

racional de maquinaria con menos manos de obra.

Page 26: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCIÓN

Las presas de este material se dividen en bloques monolíticos

por medio de juntas transversales. Los bloques varían entre un

mínimo de 15 m de ancho y 20 ó 25 m.

En las presas de concreto vibrado, las juntas se crean

aprovechando la construcción en bloques.

En las presas de concreto compactado este proceso no es el

adecuado ya que se pierde la gran ventaja del procedimiento

constructivo, que es aprovechar al máximo la longitud de la presa

para trabajar sin obstáculos.

Las juntas pueden ser lisas o con llaves en sus caras de forma

que aumente el coeficiente de rozamiento y mejorar la calidad de

los bloques.

Crear recintos estancos, para impermeabilizar las juntas y evitar

el paso del agua.

Page 27: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

SISTEMA DE DRENAJE

Para reducir las subpresiones tanto como sea posible, hay que

disponer varios sistemas de drenaje dentro de la presa.

El drenaje debe disponerse tanto para la fundación como para el

concreto de la presa. Se perforan taladros separados de 3 ó 4 m

entre si.

Los huecos para el drenaje de la cimentación suelen disponerse

aguas debajo de la pantalla de impermeabilización o de

inyecciones.

Los taladros para drenar el concreto pueden ser verticales o

inclinados y se pueden perforar desde la galería o desde la

coronación de la presa.

El agua que recogen los drenes pueden canalizarse mediante

cunetas y hay que prever un sistema de salida de agua al

paramento de aguas abajo.

Cresta

Aguas Máximas

Pozo de Inspección

Drenes Verticales

Huecos para InyeccionesHuecos de Drenaje

Roca Sana

I Etapa II Etapa III Etapa

Page 28: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

PANTALLA DE INYECCIONES

Es necesario construir una pantalla de inyección cuando la

permeabilidad de cimentación sea superior a 1 U.L (1 Unidad

Lugeon).

Esta pantalla se forma mediante una o varias hileras de taladros

perforados desde la galería y mas o menos próximos dependiendo

de la permeabilidad.

La pantalla tiene por objeto reducir la permeabilidad de la

fundación.

Los huecos para la inyección alcanzan entre un 30% y 40% de la

carga normal en las fundaciones poco permeables y un 70% en

fundaciones mas permeables.

Las pantallas de impermeabilización y drenaje constituyen uno de

los elementos que mas contribuyen a la estabilidad y el buen

comportamiento de este tipo de presa.

Page 29: Presas de Enrocado

Consideraciones Generales

INSTRUMENTACIÓN

Termómetros

Extensómetros

Piezómetros

Aforadores

Medidores de Juntas

Péndulos

Puntos de Colimación

Puntos de Nivelación

Page 30: Presas de Enrocado

Presas de

Contrafuerte

Page 31: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Presa de Contrafuerte o Aligerada

Presas de gravedad construidas con concreto,

en las que se reduce la cantidad de material con

la que se levanta la pantalla.Disminución de una Presa se logra:

Reducción de la

Cantidad de

Concreto

Haciendo huecos

longitudinales de

dimensiones

significativas y

formas adecuadas

Page 32: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Partes Características de las Presas de

Contrafuerte

Paramento = Pantalla = Muro continuo que soporta el agua

Muro presenta inclinación de 45º a 65º, puede ser vertical

Serie de contrafuertes o pilares

Contrafuerte

Aguas Arriba

Aguas Abajo

Page 33: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Tipos de Presa de Contrafuerte

De Pantalla De Cabezal

Pantalla Curva

o Bóveda

Múltiple

Pantalla Recta

(Tipo

Ambursen)

Page 34: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Tucumán (Argentina)

Presa, La Prele,Wyo (Francia)

Pantalla Recta

(Tipo

Ambursen)

Tipos de Presa de Pantalla:

Page 35: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Tipos de Presa de Pantalla:

Pantalla Curva

o Bóveda

Múltiple

Presa Daniel-Johnson, Quebec, Canadá

Val de Azun-Valle de Arrens (Francia)

Page 36: Presas de Enrocado

Presas de Contrafuerte

Tipos de Presa de Cabezal:

Page 37: Presas de Enrocado

Ventajas:

Distribución de presiones en la fundación

casi uniforme

Subpresion pequeña

Fácil inspección de posibles fallas

Desventajas:

El calculo debe ser laborioso , cuidadoso

En pantallas delgadas, hay paso de agua

a través de ellas

Presas de Contrafuerte

Presas de Pantalla

Ventajas:

Similares a las de pantalla

Requieren mayor volumen de concreto

Desventajas:

Difíciles de inspeccionar

Presas de Cabezal

Page 38: Presas de Enrocado

Desventajas:

Concreto debe resistir mayores esfuerzos

Debido a la complejidad de su forma, hace que requiera de gran cantidad de mano obra

Complicación de los encofrados precisos

Instalación de refuerzos de acero resulta costoso

Presas de Contrafuerte

Ventajas en general:

Disminución del volumen de concreto

Cargas de las cimentaciones son menores

Disminución del efecto negativo de las subpresiones sobre la estabilidad de la presa

Se usa donde se contempla un futuro incremento en la capacidad del vaso

Page 39: Presas de Enrocado

Presas de

Concreto de Arco

Page 40: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Arco

Presa de Concreto de Arco

Estructura curva masiva de concreto, con

convexidad hacia aguas arriba.

La proporción de la carga transmitida depende

esencialmente del grado de curvatura que se le de a los

arcos.

Adquiere la mayor parte de su estabilidad al transmitir la presión hidráulica y cargas adicionales por acción del

arco.

Page 41: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Arco

Tipos de Presa de Arco

Presa de Radio Constante: emplea

el mismo radio cara en todas las

elevaciones de la presa.

Presas de Radio Variable o de

Ángulo Central Constante

Page 42: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Arco

Tipos de Presa de Arco: Presa Gordon Dam, Tasmania(Australia)

Upper Otay, Estados Unidos

Presa de Kurobe, Japón

Presa de

Radio

Constante

Presas de

Radio

Variable

Page 43: Presas de Enrocado

Presas de Concreto de Arco

Capaz de

soportar

empuje

transmitido

por la presa

Rocas que

posean

una buena

resistencia a

la compresión

FUNDACIONES

Conocer:

Tipos de Rocas

Características de las Formaciones

Rocosas

Propiedades Elásticas de Materiales

de Fundación

Page 44: Presas de Enrocado

• Inyecciones de cemento para mejorar propiedades físicas

• Remoción de zonas estructuralmente débiles

• Inyecciones de cemento para reducir la permeabilidad de la fundación

Presas de Concreto de Arco

Fundación en las Presas de Arco

Requieren de un tratamiento intensivo por la

magnitud de las cargas aplicada a lo largo del

área de contacto con la presa

TRATAMIENTO

Page 45: Presas de Enrocado

Criterios de

Diseño

Page 46: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Los 2 Tipos de Concreto están

divididos en tres Grandes Grupos

Los Métodos

de Cálculos

Esfuerzos

Permisibles

Cargas

Actuantes

Page 47: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Fuerzas Actuantes

PESO PROPIO: es el peso P de la masa de

concreto de concreto mas el peso de las

estructuras conexas.

Page 48: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Fuerzas Hidrostáticas

Ellas actúan en la cara de la presa

Crea una distribución triangular

Toma en consideración las fuerzas verticales

que son las columnas

Page 49: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Fuerzas Debida a los Sedimentos

Cuando existen sedimentos almacenados en el

embalse, se generan empujes.

Page 50: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Subpresiones

Aunque allá medidas en las presas de

gravedad, el agua bajo presión se abre paso a

través de grietas y fisuras o planos

estratificación

La supresión total generada depende de

mucho factores entre otros

Page 51: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Fuerzas debida a los Sismos

La magnitud de esta fuerza depende de la

amplitud y frecuencia de ondas sísmica ósea de

su intensidad

𝐹𝑠 = 𝑎𝑔𝑃

𝑃𝑠 = 𝐶𝑎𝛾ℎ

𝐹′𝑠 = 0,726𝑃𝑠y

𝑀𝑠 = 0,299𝑃𝑠𝑦2

Page 52: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Temperatura

El aumento volumétrico de la masa de concreto

debido a un incremento en la temperatura, causa

una transferencia de fuerzas a través de las

juntas transversales de construcción

Casos de Carga

Operación normal del embalse

Máximo nivel en el embalse

Condición extrema

Page 53: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Factores de Seguridad

Los factores de seguridad que deben aplicarse

en el diseño de presas de concreto de gravedad

varían de acuerdo con el caso de carga

analizado

Esfuerzo de Compresión

Caso de Carga Factor de Seguridad Factor de Seguridad

Operación Normal 3 4,0

Nivel Máximo 2 2,7

Condición Extrema 1 1,3

Embalse Vacío 1 1,3

Esfuerzo Cortante

Esfuerzo a la Tensión

𝜎𝑢 = 𝑝𝛾𝑦 − 𝑓𝑡𝑆

Page 54: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Deslizamiento

Caso de Carga Factor de Seguridad Factor de Seguridad

Operación Normal 3 4,0

Nivel Máximo 2 2,7

Condición Extrema 1 1,3

Embalse Vacío 1 1,3

𝐹𝑆𝐷 =𝑐𝑏 − 𝐹𝑣 − 𝑈 𝑡𝑔𝜃

𝐹ℎ

Page 55: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Volcamiento

Puede definirse un factor de

seguridad, como la relación entre los

momentos resistentes al volcamiento

y pueden hacer girar a la presa

Deslizamiento con Fractura

Se debe suponer que el concreto se fractura

horizontalmente y que la grieta se extiende

hasta un punto donde el esfuerzo a

compresión calculado, sin supresión, es igual

a la presión hidrostática interna desarrollada

en la parte no fracturada

𝑒′ = 𝑀 + 𝑀𝑢

𝐹𝑣 − 𝑈𝑓

Page 56: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Ajuste de Diseño

Si los factores de seguridad no son totalmente

alcanzados, habrá que hacer modificaciones en

las fundaciones y secciones de la presa. Estas

modificaciones podrán ser de varios tipos

generales.

Control de Temperatura

La generación de esfuerzos de tensión por

efectos de cambio volumétricos pueden

generar cambios y grietas.

Page 57: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Método de Análisis de Esfuerzo y de Estabilidad

METODO CONVENCIONAL: puede aplicarse

sin errores sustanciales para presas de mediana

altura, debido a que este método de análisis

supone que los esfuerzos normales en cualquier

plano horizontal, tiene una distribución trapecial.

En caso de presas alta donde si se han

detectado diferencias significativas se necesitan

métodos de análisis mas exactos

METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS:

este método ha encontrado una gran aplicación

en la resolución de problemas estructurales.

Esencialmente, este método supone que tanto la

estructura como su fundación pueden dividirse

en triángulos contiguos, procediéndose al

análisis elásticos de cada uno de ellos.

𝜎𝑣𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜=

𝐹𝑣𝑏

1 +6

𝑏𝑒

𝜎𝑣𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜=

𝐹𝑣𝑏

1 −6

𝑏𝑒

Page 58: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

CARGAS ACTUANTES

CASOS DE CARGA

FACTORES DE SEGURIDAD

Page 59: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

Peso Propio

CARGAS ACTUANTES

Presiones Hidrostática

Fuerza de Sedimentos

Subpresiones

Fuerzas Sísmicas

Temperatura

La generación de esfuerzos de

tensión por defecto de cambios

volumétricos debidos a cambios de

la temperatura, puede originar

fracturas y grietas a todas luces

inconvenientes.

Page 60: Presas de Enrocado

Criterios de Diseño

FACTORES DE SEGURIDAD

Esfuerzos a Compresión

Esfuerzos Cortantes

Esfuerzos a Tensión

Deslizamientos

Volcamientos

CASOS DE CARGA

Operación Normal

Nivel Máximo

Condición Extrema

Embalse Vacío

Deslizamiento con Fractura

Page 61: Presas de Enrocado

Metódo de

Análisis

Page 62: Presas de Enrocado

Metódos de Análisis

Modelos

Estructurales

Aproximaciones

Sucesivas

Elementos

Finitos en 3

Dimensiones

Teoría de la

Membrana

Método de

Relajamiento

Dinámico

Page 63: Presas de Enrocado

Supone que todo el volumen de la presa esta compuesto por dos sistemas de

elementos estructurales: uno de arcos horizontales y otro de voladizos verticales.

Consiste en la construcción de un modelo prototipo a gran escala, con materiales

apropiados; donde posteriormente se le aplican fuerzas que simulan las cargas

actuantes en presas de arco.

Metódos de Análisis

Modelos

Estructurales

Aproximaciones

Sucesivas

Elementos

Finitos en 3

Dimensiones

En éste método tanto el volumen de la presa como la fundación se dividen en

elementos geométricos contiguos que tengan al menos 2 caras paralelas. Se

procede a un análisis elástico tridimensional de cada uno de ellos, mediante el uso de

sistemas de ecuaciones y computadoras electrónicas.

Page 64: Presas de Enrocado

Etapas de Planificación de

Proyectos de Presa

Page 65: Presas de Enrocado

Tiene como fin principal, seleccionar los

sitios de presa apropiados, hacer

señalamientos sobre los tipos de presa, y

finalmente, elaborar un programa de

investigación de campo que sirva de base a

la realización de las etapas posteriores.

Etapas de Planificación de Proyectos de Presa

ESTUDIO PRELIMINAR

Tiene como objetivo realizar la

selección final del sitio y tipo de

presa; en consecuencia, debe arrojar

como producto las dimensiones

básicas de la presa.

ANTE PROYECTO

ETAPAS GENERALES

El proyecto de presa como cualquier proyecto de ingeniería, se realiza generalmente en tres etapas:

Page 66: Presas de Enrocado

ETAPAS GENERALES

El proyecto de presa como cualquier proyecto de ingeniería, se realiza generalmente en tres etapas:

Consiste principalmente en la elaboración

de los planos y especificaciones de

construcción en forma detallada, para que

la presa sea ejecutada.

PROYECTOINFORMACIÓN REQUERIDA

El proyecto de una presa y las obras de embalse conexas,

requieren que, a medida que el proyecto avance, se vaya

suministrando información adecuada a cada etapa.

Información mínima necesaria, referente a:

Demandas

Disponibilidades

Topografía

Geología

Materiales de construcción

Etapas de Planificación de Proyectos de Presa

Page 67: Presas de Enrocado

Construcción y Seguridad

de Presas

Page 68: Presas de Enrocado

Construcción de Presas

En todas las obras de ingeniería civil, la supervisión y control de la construcción tiene una gran transcendencia pero dicha

transcendencia crece hasta construir la etapa más importante, porque éstas etapas tiene dos factores que así lo indican:

1. Su estrecha atadura al suelo como soporte y como material de

construcción.

2. Su gran envergadura, lo cual conlleva posibles fallas o ruptura, lo que

puede causar pérdidas irremediables y grandes daños.

Proyectista ConstructorInspector

Page 69: Presas de Enrocado

Seguridad de Presas

Tras fallas en presas construidas en años anteriores, se vio la obligación de nuevos criterios de diseño, nuevas técnicas

analíticas y cambios en los factores de seguridad

Materiales

Diseño de las presas

Crecidas Terremoto

Page 70: Presas de Enrocado

Mecánismos de

Rotura

Page 71: Presas de Enrocado

Mecanismos de Rotura

Dependen del tipo de presa y las características del sitio donde se ubica dicha presa

Presas de Concreto de Gravedad

El mecanismo de rotura o falla que hace más vulnerable a la presa, es el

causado por las subpresiones en el cuerpo de la presa o en su fundación.

Presas de Concreto de Contrafuertes

Las diferencias excesivas entre las propiedades elásticas de los contrafuertes y las losas,

pueden causar la rotura o falla de la presa; por ende, es necesario que se analice con

detalle la posibilidad que se generen presiones hidráulicas importantes en la fundación, que

puedan generar grietas, fracturas, entre otras.

Page 72: Presas de Enrocado

Mecanismos de Rotura

Presas de Concreto de Arco

La mayoría de las roturas o fallas de las presas de arco han sido causadas por roturas

en la fundación, debido a la necesidad de proporcionar un drenaje adecuado en la

fundación, la permeabilidad de la misma, la importancia de detectar zonas de débil

resistencia , y la extraordinaria resistencia de un arco de concreto; es por ello, que se

producen las fallas ocurridas en este tipo de presas.

Presas de Tierra y de Enrocado

La posibilidad de que ocurra un desbordamiento del embalse por encima de la cresta de la

presa, constituye la situación de mayor peligro y falla para dicha presa.

Dicho desborde puede asociarse a:

a) Pérdida del borde libre causado por movimientos sísmicos

b) Incorrecta operación de los medios de desagüe durante una crecida extraordinaria

Page 73: Presas de Enrocado

Mecanismos de Rotura

Estructuras Anexas a las Presas

Generalmente los problemas están asociados, con la capacidad de dejar salir

agua del embalse que tienen estas estructuras. En algunos casos, las

estructuras no son capaces de desaguar los caudales necesarios, y en otros,

éstos se desaguan incontroladamente, causando deterioros importantes aguas

abajo.

Page 74: Presas de Enrocado

Universidad del Zulia

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Cátedra: Obras Hidráulicas

Maracaibo, Estado Zulia

Presas de

Enrocado

Espinoza Génesis , Faria Dayanna, Méndez Luis, Navarro Yefreide

Marzo, 2017