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DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO
DE BALSAS
ASPECTOS GEOTÉCNICOS
Prof. José Manuel Martínez Santamaría
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1965
1982 1985
1994 2009
TEXTOS Y NORMAS SOBRE BALSAS
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2.010
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DEFINICIÓN DE BALSA
REAL DECRETO 9/2.008 DE 11 DE ENERO
(Modifica Reglamento del Dominio Público
Hidraúlico de 11 de Abril de 1.986 RD 849/1.986):
Se entiende por balsa toda estructura artificial destinadaalmacenamiento de agua, situada fuera de un cauce y del dominiopúblico hidráulico y delimitada total o parcialmente por un diquede cierre.
Las balsas se considera que están constituidas, de forma general,por un dique de cierre, ejecutado mediante estructuras de tierra(rellenos) realizadas, fundamentalmente, con materialesprocedentes de las excavaciones necesarias para su construcción,que actúan como elemento de contención del agua, y por el vasode la balsa, constituido por la zona de almacenamiento de agua,que incluye las posibles zonas en ladera y desmonte.
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LA MUELA
LA MUELA
LA OROTAVA (TENERIFE)
ARONA (TENERIFE)
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BALSAS DE ADEYAHAMEN Y BEDIESTA (ISLA DE LA PALMA)
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BALSA MONTAÑA DEL TACO (TENERIFE)
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� Capacidad 20 hm 3
� Longitud dique 4,1 km
BALSA SAN DIEGO
Trasvase Júcar - Vinapoló
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A efectos del diseño, valorar si:
� El dique de cierre tenga una altura inferior a 10 m, o que teniendo una altura de entre 10 y 15 m, tenga una capacidad de almacenamiento inferior a 1 Hm3.
� Si la aportación de agua externa esté totalmente controlada y acotada, de modo que no haya entrada directa de un cauce público.
� Si su rotura o funcionamiento incorrecto pueda producir únicamente daños materiales de moderada importancia y sólo incidentalmente pérdida de vidas humanas.
� Si la altura de dique de cierre sea menor de 5 m o que tengan una capacidad de embalse inferior a 100.000 m3.
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ESTUDIOS PREVIOS DEL TERRENO Y DE LOS MATERIALES
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO:
1. Recopilación información existente
Experiencias previas, mapas, inspección visual etc.
2. Campaña de campo
Zona de implantación del dique
- Calicatas (cada 50 m eje dique y zonas cambio terreno, siempre al menos 2)
- Ensayos penetración dinámica (cada 100 m eje dique, siempre al menos 1)
- Sondeos (cada 200 m eje dique para H > 10 m y/o > 250.000 m3, si L> 100
m se hará al menos 1). Profundidad estimada de 3 a 3,5 veces altura de la
balsa y como mínimo 10 m. Al menos 1 sondeo en la zona de más altura.
- Complemento: campaña geofísica (preferentemente sísmica de refracción).
Número mínimo de perfiles sísmicos recomendado: 1 perfil longitudinal, al
menos 3 transversales o cada 100 m con una distancia entre si de 50 m).
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Zona del vaso de la balsaObjetivos:• Análisis de la permeabilidad y del apoyo del elemento impermeable si
fuera necesario.• Determinar posición pésima esperable del nivel freático, en especial
donde se vayan a realizar excavaciones de cierta entidad (por encima de 5 m) y en donde se vaya a colocar lámina. En estos casos es recomendable realizar un sondeo equipado con tubería piezómetrica.
Reconocimiento:- Calicatas cada 10.000 m2 o zonas de cambio de terreno. Como mínimo 3- Complemento: Ensayos geofísicos para determinar espesores subsuelo
Zona de préstamosLo normal realizar la balsa con el material de la propia excavaciónSi hacen falta préstamos: 2 calicatas por préstamo (muestras)
3. Ensayos de laboratorio:Cimentación: Identificación, estado, químicos, resistencia, deformabilidadMaterial cuerpo de dique: Identificación, químicos, estado, resistencia, deformabilidad, colapso, compactabilidad, dispersabilidad
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MATERIALES PARA EJECUCIÓN DEL DIQUE
• Consideraciones iniciales� Requisitos: estabilidad, integridad, impermeabilidad� Marco de referencia: PG-3
� Seleccionados, adecuados, tolerables,“Materiales con propiedades geotécnicas deficientes”
� Materiales deben cumplir exigencias mínimas� Determinación de parámetros mediante ensayos de laboratorio� Prohibición de materiales procedentes de escombreras y vertederos
• Exigencias mínimas� Granulometría: D60/D10>2
� Límites de plasticidad: WL < 50% y si WL > 40% IP < 0,73x (LL-20)� Contenido en materia orgánica: Inferior a 1%� Contenido en yeso: Inferior a 2%� Contenido en sales solubles (distintas de yeso): Inferior a 1%� Asiento en ensayo de colapso: Inferior a 1%� Hinchamiento en célula edométrica: Inferior a 1%� Dispersabilidad: Grado 1 del ensayo “Crumb Test”
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Materiales con propiedades geotécnicas deficientes: Suelos que no son seleccionados, adecuados ni tolerables, no cumplen exigencias mínimas y
� Cumplen las siguientes condiciones� Contenido en materia orgánica: inferior a 5%� Hinchamiento libre en célula edométrica: inferior a 5%� Límites de plasticidad: WL < 90% y si WL > 50% IP < 0,73x (LL-20) � Grado 2 ensayo “Crumb Test”
� Requieren estudio especial basado en asegurar:� Deformabilidad => ensayo edométrico� Dispersabilidad => ensayo Pin-hole� Alterabilidad => ensayo sequedad-humedad-desmoronamiento� Solubilidad => contenido en sales solubles� Expansividad => ensayo de hinchamiento libre� Colapso (asiento por humectación) => ensayo de colapso� Evolutividad
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ANÁLISIS DE LOS MATERIALES :Clasificación de acuerdo al PG-3:
Seleccionados, Adecuados, Tolerables y “ Materiales con propiedades geotécnicas deficientes (Marginales, problemáticos para obra hidraúlica)” :
WL < 90% y si > 50 IP < 0,73 (LL-20)
Elevada deformabilidad, dispersabilidad, alterabilidad, evolutividad, solubilidad, expansividad, colapso
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SUELOS ( # 20 UNE > 70 % o # 0,080 UNE > 35 %) CARACTERÍSTICAS
CARACTERÍSTICA NORMA MARG. BALSAS TOLERABLE ADECUADO SELECCIONADO
Materia orgánicaUNE
103204< 5 % < 2 % < 1 % < 0,2 %
Sales solubles NLT 114 - < 1 %< 0,2 % < 0,2 %
yeso NLT 115 - < 5 %
Tamaño máx.
D. máx. - - - < 100 mm. < 100 mm.
# 0,40 UNE - - - - < 15 % o
# 2 UNE - - - < 80 % < 80 %
# 0,40 UNE - - - - < 75 %
# 0,080 UNE - - - < 35 % < 25 %
Límite liquidoUNE
103103
< 90
y si > 50 y
< 50 o
> 40 y
< 40 o
> 30 y< 30
Índice de plasticidadUNE
103104< 0,73 (LL-20) > 0,73 (LL-20) > 4 < 10
Asiento en colapso NLT 254 - < 1% - -Hinchamiento libre
UNE
103601< 5% < 3% - -
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES. BALSAS
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CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO
A efectos del manual: se considera que las balsas estánconstituidas, de forma general, por un dique de cierre ejecutadomediante estructuras de tierra (rellenos), realizadas,fundamentalmente, con materiales procedentes de lasexcavaciones necesarias para su construcción, que actúan comoelemento de contención de agua, y por el vaso de la balsa,constituido por la zona de almacenamiento de agua, que incluyelas posibles zonas de ladera y desmonte.
Aspectos a considerar
Dique de cierre:
� Cimentación
� Cuerpo de dique
Vaso de la balsa
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1. Cimentación del dique de cierre
Es la parte del dique que queda por debajo de la superficie natural del
terreno (como mínimo 1 m)
Se debe asegurar:
• Capacidad portante y resistencia al deslizamiento
• Deformabilidad: Movimientos admisibles
• Garantizar la estanqueidad: Rastrillo o zanja de impermeabilización
Eliminar elementos naturales o artificiales: Tierra vegetal (M.O. > 1 %),
troncos, elementos antrópicos etc.
No válidos (salvo estudio):
� Suelos blandos: N (SPT o P. Continua) > 10
� Suelos o rocas solubles (yesíferos, calizos
karstificados)
� Suelos antrópicos
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Dique de cierreDe forma general, hecho con material procedente de las excavacionesRequisitos: Estabilidad, Integridad e Impermeabilidad
Estabilidad: Análisis de estabilidad Solicitaciones:• Agua• Presión intersticial• Sismo
Integridad:• Erosión interna: Dispersabilidad:Ensayo Crumb Test: Si dispersivo (Grados 3 y 4) no se debe utilizar el materialSi dispersabilidad intermedia (Grado 2) : Hacer ensayos (Doble hidrómetro, Pin Hole, SAR, ESP)
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Almería – Venta del Pobre
DETALLE APOYO BALSA AFECTADO POR EROSION INTERNA EN EL CIMIENTO
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• Erosión externa: Deterioro progresivo de los materiales aflorantes en los taludes� Talud exterior:Inclemencias metereológicasProtección:Vegetación se indica como la mejor solución
� Talud interior: Efecto del oleajeElemento de protección: Rip-rap (capa granular u otros elementos que rompan el oleaje)Desbordamiento por coronación:Resguardo Normal: RN (m)Resguardo Mínimo: Rm (m)
Anchura coronación:
Impermeabilidad: Tipología
5
)(3)(
mHmC +=
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Vaso de la balsa
Debe ser impermeable• Bien por serlo el propio terreno• O por colocación de elementos impermeables:
Compatibles con la deformabilidad del terrenoArcillaGeosintéticos (Exige base soporte de la impermeabilización)
Drenaje: Analizar la necesidad de colocar en laderas del vasoFondo de vaso: En función situación Nivel Freático
Estabilidad laderas del vaso:Orientativo: En suelo 3H:2V a 1H:1V
En roca 1H:1V a 1H:2VCálculo
Sí se colocan elementos de impermeabilización: habitual similares alos colocados en el dique de cierre
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Drenaje
� Básico para la seguridad de la balsa
� Bajo geomembranas: drenaje de agua y en su caso gas
� Diseño con situación pésima del Nivel freático
� Diseñar en función de caudal de filtración. Posible criterio: caudal
de un descenso de nivel de 5-10 mm/hora cuando vaso lleno
� Controlar caudal de salida y turbidez
� Sectorizar el vaso (mínimo dos):
1. Fondo de vaso:
• Manto drenante (alternativa geocompuestos
de drenaje); Espina de pez
2. Talud interior:
• Dren perimetral en el pie talud interior
� Talud exterior:
Cunetas de coronación + pendiente (≥ 2%)
Cuneta pie talud exterior (según los casos)
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TIPOLOGÍA DEL DIQUE DE CIERRE
Criterio de selección: en función de la existencia o no de materiales impermeables
(k ≤ 10-5 cm/sg) procedentes de la excavación o préstamos próximos
1. SIN ELEMENTO DE IMPERMEABILIZACIÓN EXTERNO
2. CON ELEMENTO DE IMPERMEABILIZACIÓN EXTERNO
• Diques homogéneos
• Diques heterogéneos
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DIQUES
HOMOGENEOS
DIQUES
HETEROGENEOS
ZONADOS
H<10 m
H≥10 m
H≥10 m
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GEOMEMBRANAS
GBR-P
GEOSINTÉTICOS GBR-C
PANTALLA ASFÁLTICA
PANTALLA HORMIGÓN
PANTALLA GUNITA
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DIQUE HOMÓGENEO. DREN HORIZONTAL
���� Rip-rap. Manto de protección contra la erosión por la acción del oleaje. Puede ser una capa granular (de espesor mínimo entre 0,5 y 1 m en dirección perpendicular al talud), un manto formado por elementos cerámicos u hormigón, o bien protegerse mediante cables con boyas que rompan el oleaje, poliestireno expandido u otros elementos.
���� Filtro rip-rap (en caso de ser necesario). Se recomienda utilizar un geotextil diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y de las características del rip-rap (tamaño de bloque, etc.).
���� Material cuerpo de dique.
���� Dren horizontal. Se recomienda que tenga un espesor mínimo de 0.5 m y que se empleen para ejecutarlo arenas o arenas con gravas debidamente graduadas. Debe cumplir las condiciones de filtro indicadas en 6.3.2. En el caso de que resulte difícil cumplir estas condiciones se puede colocar un geotextil como filtro, diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y del dren horizontal.
Debe asegurarse que el dren horizontal quede fuera del rastrillo.
Los espesores mínimos se establecen por condiciones constructivas.
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Drenes (filtro): Horizontal, chimeneaSu permeabilidad debe ser muy superior a la del material del dique (1.000 a 5.000 veces mayor).Su granulometría debe cumplir determinadas condiciones de filtro para que no penetren en él las partículas del material del dique, por lo que en algunos casos es necesario el diseño de capas de filtro. En general arenas o arenas con gravas debidamente graduadasSe pide:
• dmáx < 20 mm• % pasa tamiz UNE 0.08 < 5% • coeficiente de uniformidad, cu, entre 4 y 20
En el caso de que resulte difícil cumplir estas condicionesse puede colocar un geotextil como filtro, diseñado yespecificado en función de la curva granulométrica delmaterial del cuerpo de dique y del dren.
5 D15 < F15 < 5 D85
No se pide
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FILTROS
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DIQUE HOMÓGENEO. DREN CHIMENEA
���� Rip-rap. Manto de protección contra la erosión por la acción del oleaje. Puede ser una capa granular (de espesor mínimo entre 0,5 y 1 m en dirección perpendicular al talud), un manto formado por elementos cerámicos u hormigón, o bien protegerse mediante cables con boyas que rompan el oleaje, poliestireno expandido u otros elementos.
���� Filtro rip-rap (en caso de ser necesario). Se recomienda utilizar un geotextil diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y de las características del rip-rap (tamaño de bloque, etc.).
���� Material de cuerpo de dique.
���� Dren chimenea. Se recomienda que tenga una altura mayor 2/3 H (siendo H la altura de la balsa). Debe tener un espesor mínimo de 1 m, pudiéndose reducirse a 0.5 m en el tramo horizontal. El tramo vertical puede estar inclinado. Como materiales se pueden emplear arenas o arenas con gravas debidamente graduadas. Debe cumplir las condiciones de filtro indicadas en 6.3.2. En el caso de que resulte difícil cumplir estas condiciones se puede colocar un geotextil como filtro, diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y del dren.
Debe asegurarse que el dren chimenea quede fuera del rastrillo.
Los espesores mínimos se establecen por condiciones constructivas.
![Page 33: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/33.jpg)
DIQUE CON IMPERMEABILIZACIÓN ARCILLOSA HACIA EL INTERIOR DE LA BALSA
���� Rip-rap. Manto de protección contra la erosión por la acción del oleaje. Puede ser de escollera (de espesor mínimos entre 0,5 y 1 m) o bien mediante cables con boyas que rompan el oleaje, poliestireno expandido u otros elementos.
���� Filtro rip-rap (en caso de ser necesario). Se recomienda utilizar un geotextil diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y de las características del rip-rap (tamaño de bloque, etc.).
���� Material arcilloso de impermeabilización
���� Posible filtro-dren, según la granulometría del tapiz arcilloso y del cuerpo de dique. En caso de ser necesario debe cumplir las condiciones de filtro indicadas en 6.3.2. Cuando resulte difícil cumplir estas condiciones se puede colocar un geotextil como filtro, diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y del dren.
���� Material de cuerpo de dique
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DIQUE ZONADO. NUCLEO VERTICAL
���� Rip-rap. Manto de protección contra la erosión por la acción del oleaje. Puede ser de escollera (de espesor mínimo entre 0,5 y 1 m) o bien mediante cables con boyas que rompan el oleaje, poliestireno expandido u otros elementos.
���� Filtro rip-rap (en caso de ser necesario). Se recomienda utilizar un geotextil diseñado y especificado en función de la curva granulométrica del material del cuerpo de dique y de las características del rip-rap (tamaño de bloque, etc.).
���� Material cuerpo de dique
���� Filtro lado interior de la balsa Se recomienda que tenga un espesor mínimo de 1 m (por motivos constructivos) y que se utilicen arenas o arenas con gravas debidamente graduadas para ejecutarlo. Debe cumplir las condiciones de filtro indicadas en 6.3.2.
���� Núcleo
���� Filtro-dren lado exterior de la balsa. Se recomienda que tenga un espesor mínimo de 2 m y que se utilicen arenas o arenas con gravas debidamente graduadas. Debe cumplir las condiciones de filtro indicadas en 6.3.2.
Los espesores mínimos se establecen por condiciones constructivas.
![Page 35: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/35.jpg)
IMPERMEABILIZACIÓN CON GEOMEMBRANA GBR-P
���� Geomembrana (GBR-P) (espesor ≥ 1,5 mm)
���� Geotextil
���� Soporte base de la impermeabilización
���� Elemento de protección
���� Dren (horizontal/chimenea). Debe cumplir las condiciones de filtro indicadas
en 6.3.2. En el caso de que resulte difícil cumplir estas condiciones se puede
colocar un geotextil como filtro, diseñado y especificado en función de la curva
granulométrica del material del cuerpo de dique y del dren.
![Page 36: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/36.jpg)
Posibles alternativas de impermeabilización para balsas con elemento de impermeabilización externo mediante geosintéticos.
GBR-P: Gomembranas
GBR-C: Geobentonitas
GCD: Geodrenes
GTX: Geotextil
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LISA
GEOMEMBRANAS
TESTURIZADA
PERFILLADA
![Page 38: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/38.jpg)
CRITERIOS DE COLOCACION DE GEOMEMBRANAS
•Soldadura:
doble
extrusión
•Anclajes:
zanja
bermas
pie de talud
especiales
![Page 39: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/39.jpg)
Origen del Fallo: Excesiva tensión en la geomembrana
![Page 40: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/40.jpg)
DETALLE PROCESO DE SOLDADURA DE LAS GEOMEMBRANAS DE PEAD CON SOLDADURA DOBLE
![Page 41: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/42.jpg)
PARÁMETROS SECCIÓN DE DIQUE:
• Taludes:
Análisis Estabilidad Capítulo 7
Protección
• Anchura de coronación:
Pendiente mínima 2% hacia el exterior de la balsa
• Rastrillo
Taludes: 1H:1V a 2H:1V
Profundidad entre 0,5 a 2 m
Base inferior > 3 m
Rellenar con material impermeable compactado
• Resguardo
5
)(3)(
mHmC +=
![Page 43: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/43.jpg)
Resguardo:Se denomina resguardo (R) a la diferencia entre el nivel de agua de la
balsa en una situación concreta y la coronación del dique de cierre de la balsa (Zcor).
Resguardo normal (RN): Es el relativo al Nivel Máximo Normal (NMN)
Resguardo mínimo (Rm): Es el relativo al Nivel Máximo Extraordinario (NME)
La comprobación del resguardo se puede realizar mediante la expresión siguiente:
RN (m) = Zcor – NMN ≥ r1+1,5r2 y mayor o igual a 1 mSiendo:r1= NME-NMNr2 : Altura de ola (m)F: Fetch (Km)Resguardo mínimo: Rm (m) = Zcor – NME ≥1,5r2
![Page 44: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/44.jpg)
ESTABILIDAD DE TALUDES
![Page 45: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/45.jpg)
ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD 1. Métodos de cálculo de Equilibrio límite2. Estabilidad estática y dinámica (situaciones de diseño)3. Coeficientes de seguridad (valores mínimos a cumplir)4. Ábacos de dimensionamiento
Final de construcciónSi LL<50 (terreno CL-ML), d=H/2Si LL>50 (terreno CH-MH), d= 2H/3
Embalse lleno con elemento de impermeabilización externo
Embalse lleno, sin elemento de impermeabilización externo. Dren horizontal
Embalse lleno, sin elemento de impermeabilización externo. Dren chimenea
Rotura elemento impermeabilización externo
Desembalse rápido
![Page 46: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/46.jpg)
Situación de diseño F. S.
Final de construcción 1,3
Embalse lleno 1,5
Rotura de lámina 1,3
Sismo a embalse lleno 1,3
Desembalse rápido 1,1
Valores mínimos coeficientes de seguridad exigidos a las balsas
![Page 47: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/47.jpg)
Parámetros geotécnicos (basados en la NAVFAC, 1971)
Material
No saturado Saturado
c
(kPa)
φφφφ(º)
c
(kPa)
φφφφ(º)
CH-MH 50 25 15 25
CL-ML 75 30 15 30
SC-SM Y GC-GM 50 32,5 15 32,5
SW-GW 15 40 10 40
![Page 48: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/48.jpg)
Ábacos de dimensionamiento
![Page 49: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/49.jpg)
Situación de diseño F.S.
Manual
F. S.
Real
ábacos
Final de construcción 1,3 1,5
Embalse lleno 1,5 2,0
Rotura de lámina 1,3 1,5
Sismo a embalse lleno 1,3 1,3
Desembalse rápido 1,1 1,3
Comparación factores de seguridad exigidos en el manual y los mínimos obtenidos mediante la aplicación de los ábacos
![Page 50: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/50.jpg)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Desembalse Rápido Rotura de Lámina Fin de Construcción Embalse Lleno
Fac
tore
s de
seg
urid
ad
FS mínimo = 2
FS mínimo = 1,5FS mínimo = 1,5FS mínimo = 1,3
![Page 51: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/51.jpg)
Tipo de suelo c
(kPa)
φφφφ
(º)
Talud aguas arriba
Talud aguas abajo
Muy Bueno >50 >30 3H:1V 2H:1V >10 >25
Bueno >50 <25
3H:1V 2,5H:1V
<10 >25 Regular
10 - 50 <25 3,5H:1V 3H:1V
Malo ≤10 <25 - -
Con desembalse rápido
Tipo de suelo Talud interior Talud exterior
CL-ML 3H:1V 2,5H:1V
CH-MH 3,5H:1V 2,5H:1V
GC-GM-SC-SM 2,5H:1V 2H:1V NO
GW-GP-SW-SP 2H:1V 2H:1V
CL-ML 3,5H:1V 2,5H:1V
CH-MH 4H:1V 2,5H:1V
GC-GM-SC-SM 3H:1V 2H:1V SI
GW-GP-SW-SP 2,5H:1V 2,5H:1V
Análisis comparativo con otros textos
“Pequeños embalses
de uso agrícola” (2003
“Farm Dams for the
Sugar Industry” (2001)
Los taludes preconizados en ambos textos son algo má s tendidos que los recogidos en los ábacos del Manual
![Page 52: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/52.jpg)
Movimiento de tierras:
Operaciones que se realizan con el terreno
natural para modificar las características del
emplazamiento para generar las estructuras de
tierra necesarias de la balsa para su construcción:
• Excavación o arranque
• Carga, transporte y descarga
• Extendido
• Humectación o desecación
• Compactación
• Control
RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS GENERALES
![Page 53: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/53.jpg)
• Desmontes
Criterio orientativo taludes:
Suelo: 3H:2V a 1H:1V
Roca: 1H:1V a 1H:2V
Los taludes deben ser compatibles con
los elementos de impermeabilización
• Soporte base de la impermeabilización:
Apoyo de los elementos de
impermeabilización para que no se
dañen. (Capa de arena ≥ 0,5 m, capa de
hormigón, refino terreno natural, etc)
Vaso de la balsa :Actuaciones en la zona de terreno en la que se va a almacenar el agua
![Page 54: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/54.jpg)
Rellenos:
Estructura de tierras que actúan como elemento de contención del agua
1. Partes:CimientoCuerpo de dique Coronación
2. Procedimiento de ejecución• Preparación superficie de apoyo:
Retirar y acopiar tierra vegetalAlcanzar terreno válido para cimientoExcavar como mínimo 1 metroSi inclinación > 10º: abancalamientos
![Page 55: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/55.jpg)
• Colocación y compactación:Materiales granulares: De forma general: Compactadores vibrantesArenas y de gravas: Espesor inferior a 30 cm, Materiales tipo todo uno: Espesor inferior a 40 cm, Pedraplenes y escolleras: espesor inferior a 50 cm.Espesor tongada > 3/2 tamaño máximo material
Materiales finos:Espesor tongada inferior a 30 cm. Rodillo Pata de cabra
![Page 56: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/56.jpg)
Zona de validez dada por la humedad y la densidad seca
Materiales en los que no sea aplicable el Ensayo Proctor: Densidad relativa, placa de carga
Densidad seca > 98% P.N.
Humedad: -2 a 2% Wopt P.N.
• Terminación:
Estacas de refino cuadrícula < 20 m. Precisión 5 cm.
![Page 57: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/57.jpg)
CONTROL DE CALIDAD
Control de producto terminado
Contraste valores obtenidos con los de referencia de densidad seca y humedad.
Nunca < 95% densidad P.N.
Lote: al menos 5 ensayos cada 500 m2 o superficie realizada en un día
En zona de borde una muestra por cada 100 m
Determinación: Método nuclear (análisis de contraste). Alternativa métodos de sustitución (cono de arena)
![Page 58: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/58.jpg)
• Ejes: 400 y 500 m • Calado máximo: 24 m• Capacidad: 3,2 Hm3 y Superficie: 300.000 m2
BALSA DE BARLOVENTO (LA PALMA) .DEFORMABILIDAD DEL CIMIENTO
![Page 59: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/59.jpg)
Impermeabilización: Lámina de PVC de 1,5 mm de espesor (1992)
![Page 60: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/60.jpg)
Máximo nivel histórico (V=2.2 Hm3)
AÑO 2005
![Page 61: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/61.jpg)
ROTURAS DE LA GEOMEMBRANA
![Page 62: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/62.jpg)
Roturas de lámina
DETALLE ASIENTOS Y ROTURAS DE LA GEOMEMBRANA
![Page 63: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/63.jpg)
0<S<1 m
1<S<2 m
2<S<2,35 m
DETALLE ASIENTOS DEL FONDO DEL VASO
![Page 64: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/64.jpg)
Halloysita
Piroclastos
PERFIL GEOLOGICO LONGITUDINAL
![Page 65: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/65.jpg)
Propiedad Valor representativo Contenido de finos (Diámetro < 80µ) 85% Contenido de arcilla (Diámetro < 2µ) 35%
Límite líquido (%) 70 Límite de plasticidad (%) 52 Índice de plasticidad (%) 18
Peso específico de las partículas sólidas 2,90 Contenido de carbonatos (%) 0
Contenido de sulfatos (%) Despreciable Contenido de materia orgánica (%) 1
Humedad natural (%) 55 Densidad seca (t/m3) 1,06
Grado de saturación (%) 100 Índice de huecos 1,8
SPT (golpes/30 cm) 5 Compresión simple (kPa) 30
Cohesión (kPa) 20 Ángulo de rozamiento (º) 30
Coeficiente de compresibilidad (Cc) 0,35 Módulo de deformación (kPa) 5500
Coeficiente de consolidación (cm2/s) 1,5 x 10-3
Permeabilidad (cm/s) 1,8 x 10-7
PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DE LA HALLOYSITA
![Page 66: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/66.jpg)
DETALLE: ASIENTOS DEL FONDO RESPECTO AL TALUD
![Page 67: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/67.jpg)
SOLUCION ADOPTADA
![Page 68: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/68.jpg)
DETALLE: EJECUCION DE LA SOLUCIÓN
![Page 69: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/69.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 70: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/70.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 71: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/71.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 72: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/72.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 73: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/73.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 74: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/74.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 75: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/75.jpg)
Balsa Los Corralillos
Gran Canaria
![Page 76: 2014ClasebalsasestructurasTierra [Modo de compatibilidad].pdf](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042519/563db939550346aa9a9b3eb6/html5/thumbnails/76.jpg)
Balsa Valdeoveja
Canal Lobón (Badajoz)