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DEFENSAS RIBEREÑAS Y ESPIGONES CON GAVIONES

¿Cómo evitar esto?

DEFENSA RIBEREÑA

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

En una corriente o río se presentan dos tipos básicos de erosión: Profundización del cauce y erosión lateral. El equilibrio del cauce esta controlado por el balance entre la carga de sedimentos depositada y la capacidad de transporte del flujo.

Aún en las corrientes más estables se presentan fenómenos de erosión y se puede requerir la construcción de obras de control tanto lateral como de fondo.

INTRODUCCIÓN

Para la estabilización de los alineamientos de las riberas de los canales de los ríos debe cumplir una o más de los siguientes objetivos:

a) Paso seguro y expedito del flujo de las crecientes.

b) Transporte eficiente de la carga suspendida y la carga de fondo

c) Cauce estable del río con mínima erosión lateral

d) Profundidad suficiente y buen cauce para navegación

e) Dirección del flujo a través de un sector definido del río

INTRODUCCIÓN

Las principales estructuras utilizadas para la estabilización de las riberas son las siguientes:

- Espigones cortos

- Espigones largos

- Diques longitudinales

- Estructuras retardadoras

- Revestimiento de los taludes de la riberas

- Muros de Contención

CARACTERÍSTICAS

CARACTERÍSTICAS

• Estructura Flexible.

• Bajo Impacto Ambiental.

• Mano de Obra no Especializada.

• No se necesitan equipos

Especiales.

• Fácil Construcción.

• Se generan muchos puestos de trabajo.Defensa Ribereña en Oxapampa

Longitud = 300ml

• En construcción en 1892........DEFENSA EN EL RÍO RENO

• En 1894…DEFENSA EN EL RÍO RENO

Luego de 115 años (Italia)

20032003 2003

• Colchones Reno®

Otros Ejemplos: 196719761986

DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS

DESCRIPCIÓN GAVIÓN CAJA

Abertura de Malla : 10x12 cmDiámetro del alambre de malla : 2.40 / 2.70 (G o G + PVC)Diámetro del alambre de borde : 3.00 / 3.40 (G o G + PVC)

Diámetro del alambre de amarre : 2.20 (G o G+PVC)

G = GalfanPVC ≈ 1.00mm

MEDIDAS DE UN GAVIÓN CAJA

Largo x Ancho x Altura

5.0 x 1.0 x 1.0 m

Variable

1.0 o 1.50m

0.50 o 1.00m

G = GalfanPVC ≈ 1.00mm

Abertura de Malla : 10x12 cmDiámetro del alambre de malla : 2.40 / 2.70 (G o G + PVC)Diámetro del alambre de borde : 3.00 / 3.40 (G o G + PVC)

Diámetro del alambre de amarre : 2.20 (G o G+PVC)

DESCRIPCIÓN COLCHON RENO

MEDIDAS DE UN COLCHÓN RENO

Largo x Ancho x Altura

5.0 x 2.0 x 0.30 m

Variable

Constante

0.30 o 0.50m

G = GalfanPVC ≈ 1.00mm

Abertura de Malla : 10x12 cmDiámetro del alambre de malla : 2.40 / 2.70 (G o G + PVC)Diámetro del alambre de borde : 3.00 / 3.40 (G o G + PVC)

Diámetro del alambre de amarre : 2.20 (G o G+PVC)Diámetro del Gavión Saco : 0.65m

DESCRIPCIÓN GAVIÓN SACO

APLICACIONES GAVION SACO

Se utilizan para lograr una plataforma de base o en

obras de emergencia.

DESCRIPCIÓN GAVNES CAJA FUERTE

Malla 10x12cm ϕ = 3.40mm (Galfan)

DESCRIPCIÓN COLCHONES RENO FUERTE

Malla 10x12cm ϕ = 3.40mm (Galfan)

APLICACIÓN DE LOS GAVIONES Y COLCHONES FUERTE

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

12cm

10cm Doble Torsión

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

Acero con BCC

Aleación Zn/Al MM Galfan

Revestimiento plásticoPVC

TIPOS DE DEFENSAS CON GAVIONES Y COLCHONES

1. OBRAS LONGITUDINALES

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES MACIZAS

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES MACIZAS

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES DELGADAS

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES DELGADAS

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES MIXTAS

ESTRUCTURAS LONGITUDINALES MIXTAS

SOLUCION MIXTA

PREDIMENSIONAMIENTO

PRE - DISEÑO

H

B

1er paso

B1/2 H

PRE - DISEÑO

H

B

2do paso

B1/2 H

C = 1.0m

PRE - DISEÑO

H

B

3er paso

T = 1/10 H

T

VERIFICACIONES DE ESTABILIDAD

Verificaciones:1. Volteo

2. Deslizamiento3. Presión en la base4. Análisis Internos

Estabilidad Global Asentamientos

VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD

Verificación InternaDeslizamiento Volteo

H

B

B H/2

Empotramiento min. 0.50m

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

L

L 1.5 a 2.0 profundidad máxima de socavación

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

H

L

Inclinación del Talud (β)Hasta 35º - Colchones Sobre el Talud

De 35º a 45º - Colchones Estacados al Talud

β

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

GEOTEXTILESCONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

POR DETRÁS DEL MUROPara evitar que el material de

relleno se pierda.

DEBAJO DE LOS COLCHONES Reduce le velocidad residual

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

EMPOTRAMIENTO DE LAS DEFENSAS

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

1

1

L

Pe

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

1

1

FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

Detalle del Colchon Reno

COLCHÓN RENO

COLCHÓN RENO

COLCHÓN RENO

COLCHÓN RENO

COLCHÓN RENO

COLOCACIÓN DE GAVIONES EN AGUA

DISEÑO - PROGRAMA MACRA

1. TOPOGRAFÍA2. SECCIONES TRANSVERSALES3. CAUDALES4. PENDIENTE DEL RÍO5. TIRANTE MÁXIMO*6. PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN7. PARÁMETROS MECÁNICOS DEL SUELO DE FUNDACIÓN Y SUELO RETENIDO

Información Necesaria para el Diseño Geotécnico e Hidráulico

Ejemplo Práctico N°1

Se desea realizar una defensa ribereña en el río Huatanay. Se nos da el caudal que se puede considerar hasta la progresiva 6+100.

- Pendiente del Río: 1 %

- Caudal: 125 m3/seg

- Altura de Socavación: 2.0 m

- Propiedades Mecánicas (Suelo Fundación y Retenido):• C= 0 ton/m2

• Angulo Friccion = 32°

• Peso Específico = 1.8 ton/m3

SECCIÓN DE ANÁLISIS

SECIÓN DE ANÁLISIS - SOLUCION

2. OBRAS TRANSVERSALES - ESPIGONES

INDICE

1. EROSIÓN

2. SOLUCIÓNES Y CLASIFICACION DE LOS ESPIGONES

3. FUNCIONAMIENTO

4. CRITERIOS DE DISEÑO

5. RECOMENDACIONES

6. CARACTERISTICAS TECNICAS Y FUNCIONALES

EROSIÓN

CAUSAS

• Establecimiento de poblados cerca de los ríos.

• Deforestación

• Pérdida de capacidad de retención de Agua del Suelo.

• Disminución del Tc (Tiempo de Concentración)

• Arrastre de sólidos en suspensión

• Encauzamientos y correcciones del curso que provocan mayor velocidad del flujo.

EROSIÓN

MECANISMO DE EROSIÓN EN CURVASEROSIÓN

EROSIÓN

MECANISMO DE EROSIÓN EN TRAMOS RECTOS

SOLUCIONES Y CLASIFICACIÓN

SOLUCIONES Y CLASIFICACIÓN

SOLUCIONES

Espigones

Defensa Longitudinal (Marginal)

CLASIFICACION DE LOS

ESPIGONES

Dirección

Forma

En contra de la corriente

Normales a la corriente

En favor a la corriente

Asta Simple

Cabeza de martillo

Bayoneta

CLASIFICACIÓNa) DIRECCIÓNa) DIRECCIÓN

EN CONTRA DE LA CORRIENTE

Lt: Long. de trabajo Sp: Separación entre espigonesLe: Long. de empotramientoL: Long. Total

EN CONTRA DE LA CORRIENTE

CLASIFICACIÓNa) DIRECCIÓNa) DIRECCIÓN

Lt: Long. de trabajo Sp: Separación entre espigonesLe: Long. de empotramientoL: Long. Total

NORMAL A LA CORRIENTE

CLASIFICACIÓNa) DIRECCIÓNa) DIRECCIÓN

Lt: Long. de trabajo Sp: Separación entre espigonesLe: Long. de empotramientoL: Long. Total

EN FAVOR A LA CORRIENTE

CLASIFICACIÓNb) FORMAb) FORMA

ASTA SIMPLE

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

A B

A A B B

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

A B

A < BA < B

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

A B

A> BA> B

SERIE DE ESPIGONES ASTA SIMPLE

ASTA SIMPLEASTA SIMPLE

CLASIFICACIÓNb) FORMAb) FORMA

MARTILLO

MARTILLOMARTILLO

MARTILLOMARTILLO

A B

A A B B

MARTILLOMARTILLO

A B

A < BA < B

MARTILLOMARTILLO

A B

A > BA > B

DEFENSA LONGITUDINAL INTEGRADA CON ESPIGONES MARTILLO

MARTILLOMARTILLO

CLASIFICACIÓNb) FORMAb) FORMA

BAYONETA

BAYONETABAYONETA

BAYONETABAYONETA

BAYONETABAYONETA

A B

A > BA > B

BAYONETABAYONETA

A B

A > BA > B

SERIE DE ESPIGONES BAYONETA

BAYONETABAYONETA

FUNCIONAMIENTO

FUNCIONAMIENTO

Márgenes

FUNCIONAMIENTO

Áreas de sedimentaciónMárgenes

Áreas de aguas mortas

FUNCIONAMIENTO

EJEMPLOS(ANTES)

CORRECCION DE MARGEN CON UNA SERIE DE ESPIGONES ASTA SIMPLE.

EJEMPLOS(DESPUÉS)

CORRECCION DE MARGEN CON UNA SERIE DE ESPIGONES ASTA SIMPLE.

EJEMPLOS(ANTES)

EJEMPLOS(DESPUÉS)

CRITERIOS DE DISEÑO

• UBICACION EN PLANTA

• SEPARACIÓN

• MÉTODOS GRÁFICOS

• PERFIL LONGITUDINAL

• PLANTA DEL ESPIGON Y PLATAFORMA ANTISOCAVANTE

CRITERIOS DE DISEÑO

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

La ubicación en planta fue realizada tomando como referencia el siguiente método grafico de manera de provocar una sedimentación de los materiales de arrastre de la quebrada.

Paso N°1 .- Identificar la zona erosionada

AREA A SER PROTEJIDA(SUJETA A EROSIÓN)

AREA A SER SEDIMENTADA

MARGENORIGINAL

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

Paso N° 2 .- Trazar el Eje del Cauce

A

EJE D

E FLUJO

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

Paso N° 3 .- Colocar el primer espigón en la intersección de la longitud de separación de diseño recomendada 5-6 L.

ESPIGÓN IACB

EJE D

E FLU

JO

NUEVAMARGEN

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

Paso Nº4 Colocar el segundo espigón de acuerdo

a la margen y la línea de eje de río

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

ESPIGÓN IESPIGÓN II

A

CBD

NUEVAMARGEN

Paso Nº5 Colocar el espigón sucesivo en base a la separación de diseño recomendada.

DISEÑO DE ESPIGONES POR EL METODO GRÁFICO

ESPIGÓN IESPIGÓN II

ESPIGÓN IIIA

B CD

E

NUEVAMARGEN

Paso N° 6.- Ubicación final de los espigones

ESPIGÓN K

ESPIGÓN IESPIGÓN II

ESPIGÓN III

ESPIGÓN VIF

AB C

D

E

AREA EROSIONADA NUEVAMARGEN

Finalmente se procedió al diseño del perfil longitudinal y planta del espigón propuesto.

Lt: LONGITUD DE TRABAJO (< 1/3 ANCHO DEL RÍO)

Le: LONGITUD DE EMPOTRAMIENTO

Se necesita colocar una estructura que protega la orilla y al mismo tiempo pueda desviar la corriente.

Descripción del proyecto

· Ubicación: Ciudad de Lobitos – Talara, departamento de Piura.

· Longitud: 590 ml

Datos hidráulicos:

· Q = 1272 m3/s

· B = 500 m. · Dm = 0.5 mm

· La erosión general en la sección es de 1.6 m.

· Ancho de cauce: 590m.

Ejemplo de Diseño de Espigones

Para la ubicación en planta se ha considerado trazar en planta el eje de la quebrada y en las orillas dibujar una línea paralela al eje a la cual llegarán los extremos de los espigones. La longitud de cada espigón, estará dada por la distancia de la orilla real a esa línea.

Ejemplo de Diseño de Espigones

Separación en tramos rectos:

Separación en curvas:

Para la localización de espigones en curva Maza (1989) recomienda suponer un ángulo b de9º a 14º de desviación de la corriente para la colocación del siguiente espigón. La separación Sp, entre espigones colocados en curva, conviene controlarla gráficamente.

Ejemplo de Diseño de Espigones

BASE ANTISOCAVANTEBASE ANTISOCAVANTE• FUNCIÓN:

ALEJAR EL FENÓMERO EROSIVO DEL CUERPO DEL ESPIGÓN

• LONGITUD:

DE 1.5 A 2 VECES LA PROFUNDIDAD DE EROSIÓN PREVISTA

• FLEXIBILIDAD:

POCO ESPESOR DE LOS COLCHONES

ESPIGON APOYADO SOBRE LA BASE ANTISOCAVANTE DURANTE LA ETAPA DE CONSTRUCCION

BASE ANTISOCAVANTEBASE ANTISOCAVANTE

ESPIGON APOYADO SOBRE LA BASE ANTISOCAVANTE DURANTE LA ETAPA DE CONSTRUCCION

BASE ANTISOCAVANTEBASE ANTISOCAVANTE

ESPIGON CONSTRUIDO SIN LA BASE ANTISOCAVANTE

BASE ANTISOCAVANTEBASE ANTISOCAVANTE

LOS ESPIGONES EN GAVIONES:

• Pueden ser construidos en aguas profundas

• Son flexibles (pueden acompañar, deformándose,

erosiones no previstas.

• Pueden sor construidos por etapas.

• Son económicos.

• Son de rápida ejecución.

• No requieren mano de obra calificada o maquinaria

especializada.

……RESUMIENDORESUMIENDO

GRACIAS!

INFORMACIONES ADICIONALES:INFORMACIONES ADICIONALES:

Ing. Hector Silva TrellesDepartamento de Ingeniería y Proyectose-mail: hector.silva@maccaferri.com.pe

Tel.: (51-1) 201-1060Fax: (51-1) 201-1060

web site: www.maccaferri.com.pe                                                                    

A M É R I C A L A T I N A