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1 APLICACIÓN DEL SISTEMA GEOWEB DE CONFINAMIENTO CELULAR PARA REVESTIMIENTOS DE CANALES ABIERTOS DE SECCIÓN TRAPEZOIDALFERNANDO ARDILA CÁRDENAS SEPTIEMBRE DE 2015 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES E INGENIERÍA CIVIL BOGOTA, D.C

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1

“APLICACIÓN DEL SISTEMA GEOWEB DE CONFINAMIENTO CELULAR

PARA REVESTIMIENTOS DE CANALES ABIERTOS DE SECCIÓN

TRAPEZOIDAL”

FERNANDO ARDILA CÁRDENAS

SEPTIEMBRE DE 2015

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES E INGENIERÍA CIVIL

BOGOTA, D.C

2

APLICACIÓN DEL SISTEMA GEOWEB DE CONFINAMIENTO CELULAR

PARA REVESTIMIENTOS DE CANALES ABIERTOS DE SECCIÓN

TRAPEZOIDAL”

Proyecto de grado para optar por el título de Tecnólogo en construcciones civiles

DIRECTOR DE PROYECTO

FERNANDO GONZALES CASAS

INGENIERO CIVIL

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES E INGENIERÍA CIVIL

BOGOTA, D.C

3

AGRADECIMIENTOS

Expreso mis agradecimientos a:

Especial agradecimiento a Dios, porque siempre ha estado para darnos fortaleza, nos ha

suplido de sabiduría e inteligencia para subir cada escalón que lleva a nuestras metas,

gracias a Dios por el tiempo, por la vida, y su palabra: “Mira que te mando que te

esfuerces y seas valiente; no temas ni desmayes, porque Jehová tu Dios estará contigo

dondequiera que vayas” Josué 1:9, y es así, que cumpliendo este deber, con la gracia de

Dios seguiremos conquistando cada nuevo reto en nuestro paso por la vida, buscando

servir a Dios y a la gente, con los conocimientos adquiridos y los logros realizados.

Gracias a mis padres a Luis Ardila Remolina y Dulcelina Cárdenas Quintero, que son

los culpables de que este logro se cumpla a su Amor incondicional y perseverancia a sus

principios de vida, que animan a continuar pese a las adversidades.

Gracias a nuestros compañeros de carrera y todos aquellos con quienes compartimos

no solo un aula de clases, sino una amistad de vivencias colectivas, la Universidad

Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica, de la cual agradecemos a todo

su cuerpo docente y administrativo que ha permitido ver cumplido el sueño de muchos de

nosotros que día a día nos forjamos un futuro, y un logro nuevo por cumplir.

Gracias al Ingeniero Fernando Gonzales Casas, por su aseriaría y dirección en el

trabajo de investigación.

Fernando Ardila Cárdenas

4

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCION _____________________________________________________________________ 1

2. OBJETIVOS ___________________________________________________________________________ 3

2.1. OBJETIVO GENERAL _____________________________________________________________ 3

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS __________________________________________________________ 3

3. MARCO TEORICO ____________________________________________________________________ 4

3.1. EL FLUJO EN CANALES ABIERTOS Y SU CLASIFICACIÓN _________________________________ 4 3.1.1. Descripción __________________________________________________________________ 4 3.1.2. Tipos de flujo ________________________________________________________________ 5 3.1.3. Estado de flujo _______________________________________________________________ 7 3.1.4. Regímenes de flujo ____________________________________________________________ 8

3.2. CANALES ABIERTOS Y SUS PROPIEDADES ____________________________________________ 8 3.2.1. Clases de canales abiertos ______________________________________________________ 8 3.2.2. Geometría del canal ___________________________________________________________ 9 3.2.3. Elementos geométricos de una sección de un canal ________________________________ 10

3.3. DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES EN UNA SECCIÓN TRANSVERSAL ______________________ 11 3.3.1. Canales abiertos anchos _______________________________________________________ 12 3.3.2. La medición de la velocidad ____________________________________________________ 12 3.3.3. Distribución de presión en una sección de canal ___________________________________ 12

3.4. DISEÑO DE CANALES ____________________________________________________________ 14 3.4.1. Generalidades _______________________________________________________________ 14 3.4.2. Canales de riego por su función _________________________________________________ 14 3.4.3. Elementos básicos en el diseño de canales ________________________________________ 15 3.4.4. Rasante de un canal __________________________________________________________ 19 3.4.5. Diseño de secciones hidráulicas ________________________________________________ 20 3.4.6. Criterios Básicos del Diseño de Canales __________________________________________ 20 3.4.7. Sección de Máxima Eficiencia Hidráulica__________________________________________ 22 3.4.8. Consideraciones Relativas al Trazado en Planta y Perfil ______________________________ 23 3.4.9. Cálculo de la Altura Normal ____________________________________________________ 27 3.4.10. Cálculo de la Velocidad del Flujo______________________________________________ 28 3.4.11. Cálculo de la Altura Crítica __________________________________________________ 29

4. SISTEMA DE CONFINAMIENTO CELULAR _______________________________________ 31

4.1. GEOCELDAS (GEOWEB) _________________________________________________________ 31

4.2. ANCLAJE Y UNIÓN ______________________________________________________________ 31

5

4.3. SOPORTE DE CARGAS ___________________________________________________________ 32

4.4. COMPOSICIÓN DEL GEOWEB _____________________________________________________ 33 4.4.1. Polietileno – Estabilizado con Negro de Carbón ____________________________________ 33 4.4.2. Polietileno – De Color y Estabilizado con HALS _____________________________________ 33

4.5. PROPIEDADES Y ENSAMBLAJE DE LAS FAJAS ________________________________________ 34 4.5.1. Fajas/Celdas Perforadas (Recomendado) _________________________________________ 34 4.5.2. Faja/Celda Texturizada Sin Perforar _____________________________________________ 35 4.5.3. Comportamiento ____________________________________________________________ 35 4.5.4. Material ___________________________________________________________________ 36 4.5.5. Ensamblaje _________________________________________________________________ 36 4.5.6. Longitud, Ancho, Densidad y Área Referencial de Celdas ____________________________ 36

4.6. CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LA SECCIÓN DE GEOWEB ____________________________ 40 4.6.1. Secciones de Geoweb con Tensores _____________________________________________ 40 4.6.2. Tensores ___________________________________________________________________ 40 4.6.3. La Clavija de Retención de Clip ATRA ____________________________________________ 42

4.7. COMPONENTES DE ANCLAJE PARA LA SECCIÓN DE GEOWEB ___________________________ 42 4.7.1. Requerimientos de Anclaje ____________________________________________________ 42 4.7.2. Sistemas de Anclaje __________________________________________________________ 43

4.8. ESTABILIZACION DE SUELOS _____________________________________________________ 44

4.9. PRINCIPALES AREAS DE APLICACIÓN DE GEOWEB® ___________________________________ 45 4.9.1. Estabilización y soporte de carga ________________________________________________ 45 4.9.2. Muros de contención con vegetación ____________________________________________ 45 4.9.3. Protección de pendientes _____________________________________________________ 45 4.9.4. Protección de canales ________________________________________________________ 46 4.9.5. Estabilidad de pendientes sostenible ____________________________________________ 47

5. PROCESO INSTALACION DEL GEOWEB _________________________________________ 48

5.1. PREPARACIÓN DE LA OBRA ______________________________________________________ 48

5.2. INSTALACIÓN DE SUBCAPA DE GEOTEXTIL __________________________________________ 48

5.3. COLOCACIÓN DE SECCIONES DE GEOWEB __________________________________________ 50 5.3.1. Instalación de Secciones de Geoweb® sobre superfices curvas e irregulares _____________ 53 5.3.2. Conexión de Secciones de Geoweb® _____________________________________________ 54 5.3.3. Preparación de las secciones de tendones GEOWEB® _______________________________ 56 5.3.4. Tendones de terminación y anclaje ______________________________________________ 56 5.3.5. Anclaje interno ______________________________________________________________ 58 5.3.6. Anclaje interno de tendones antideslizantes ______________________________________ 59 5.3.7. Anclaje superior de los sistemas de tendones GEOWEB® ____________________________ 60 5.3.8. Colocación y Compactación del Relleno en el Geoweb® _____________________________ 62 5.3.9. Dimensiones y pesos de las secciones paletizadas GEOWEB® _________________________ 65 5.3.10. Herramientas y Equipo _____________________________________________________ 66

6

6. VENTAJAS ___________________________________________________________________________ 68

7. CONCLUSIONES _____________________________________________________________________ 69

8. BIBLIOGRAFIA ______________________________________________________________________ 70

1

1. INTRODUCCION

El paisaje urbano del proyecto está constituido por elementos naturales y artificiales

construidos o que van a ser construidos por el hombre, los cuales están relacionados con

las diferentes construcciones, los espacios urbanos públicos y privados además de otros

elementos dentro de los que se encuentran el mobiliario urbano, vegetación sembrada y

natural etc.

Históricamente, el desarrollo urbano ha mostrado que los elementos artificiales han

proliferado y las ciudades se han convertido en espacios carentes de elementos naturales

cuyo impacto a escala humana ha sido evidenciado en la generación de estrés,

agresividad, enfermedades, etc.

En los últimos años, se ha reconocido el valor del paisaje urbano haciendo que las

instituciones públicas y la empresa privada hayan empezado a incorporar criterios,

lineamientos, estrategias y políticas para que las ciudades logren un desarrollo que

armonice los componentes ambientales, que permitan la creación de la funcionalidad de

la infraestructura, que facilite unas condiciones favorables para la comunidad y en

general que ofrezcan una calidad de vida adecuada.

De acuerdo con la alta importancia de la conservación ambiental y en vista de la

construcción amigable en todo su entorno y las nuevas tecnologías presentes en la

actualidad para construcción, se han identificado que en la actualidad problemas de

construcción de canales abiertos que tendrían solución incentivando investigación de

nuevas tecnologías y sus respectivas aplicaciones.

La presente investigación se fundamenta en la aplicación de nuevos materiales y

tecnologías para la construcción de canales abiertos, el cual cuenta con un revestimiento

llamado Sistema de Confinamiento Celular (GEOWEB); esta tecnología brinda muchas

ventajas en cuanto a rendimientos de construcción y baja considerablemente el impacto

ambiental ya que los materiales a utilizar son naturales y conservan el entorno a

intervenir, manteniendo un ecosistema más sano sin afectar la flora y la fauna, ya que

reemplaza los materiales convencionales con revestimientos de canales en concreto.

2

Se espera que con la investigación y con la aplicación del sistema de confinamiento

celular para la construcción de revestimientos de canales abiertos, permita tener una

visión clara de que se debe hacer para mejorar de una forma definitiva los sistemas

constructivos actuales, con la implementación de nuevas tecnologías y materiales de

construcción con que se cuentan hoy en día.

3

2. OBJETIVOS

2.1.OBJETIVO GENERAL

Aplicar el sistema del sistema de confinamiento celular Geoweb para la construcción

de canales abiertos de sección trapezoidal.

2.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar las ventajas y desventajas de la implementación del Sistema de

Confinamiento Celular GEOWEB en la construcción de canales.

Brindar un entorno natural y paisajista en la construcción de canales abiertos

buscando el mejor provecho del Sistema de Confinamiento Celular GEOWEB, el

cual permite tener un entorno mucho más ecológico y ambiental.

Plantear un procedimiento constructivo utilizando el Sistema de Confinamiento

Celular GEOWEB en canales abiertos.

4

3. MARCO TEORICO

3.1.EL FLUJO EN CANALES ABIERTOS Y SU CLASIFICACIÓN

3.1.1. Descripción

El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas

dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos aspectos, pero estos se

diferencian en un aspecto importante.

El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería

no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.

Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la

composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y

también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y las pendientes del fondo

del canal y la superficie libre son interdependientes.

En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que está completamente

definida por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por lo

general es circular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde

circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto

varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los

coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos

que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo en canales abiertos es más

que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es

necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como

flujo en canal abierto.

5

3.1.2. Tipos de flujo

El flujo en canales abierto puede clasificarse en muchos tipos y distribuirse de diferentes

maneras. La siguiente clasificación se hace de acuerdo con el cambio en la profundidad

del flujo con respecto al tiempo y al espacio.

Flujo permanente y no permanente: tiempo como criterio. Se dice que el flujo en un canal

abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerse constante

durante el intervalo de tiempo en consideración.

El flujo es no permanente: si la profundidad no cambia con el tiempo. En la mayor parte de

canales abiertos es necesario estudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones

permanentes. Sin embargo el cambio en la condición del flujo con respecto al tiempo es

importante, el flujo debe tratarse como no permanente, el nivel de flujo cambia de manera

instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia

para el diseño de estructuras de control. Para cualquier flujo, el caudal Q en una sección del

canal se expresa por Q=VA. Donde V es la velocidad media y A es el área de la sección

transversal de flujo perpendicular a la dirección de este, debido a que la velocidad media está

definida como el caudal divido por el área de la sección transversal.

Flujo uniforme y flujo variado: espacio como criterio. Se dice que el flujo en canales abiertos

es uniforme si la profundidad del flujo es la misma en cada sección del canal. Un flujo

uniforme puede ser permanente o no permanente, según cambie o no la profundidad con

respecto al tiempo. El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se

considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el

intervalo de tiempo bajo consideración. El establecimiento de un flujo uniforme no

permanente requeriría que la superficie del agua fluctuara de un tiempo a otro pero

permaneciendo paralela al fondo del canal.

El flujo es variado si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. el flujo

variado puede ser permanente o no permanente es poco frecuente, el término "flujo no

6

permanente" se utilizara de aquí en adelante para designar exclusivamente el flujo

variado no permanente.

El flujo variado puede clasificarse además como rápidamente varia o gradualmente

variado. El flujo es rápidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera

abrupta en distancias compartidamente cortas; de otro modo, es gradualmente

variado. Un flujo rápidamente variado también se conoce como fenómeno local;

algunos ejemplos son el resalto hidráulico y la caída hidráulica.

A. Flujo permanente

1) flujo uniforme

2) flujo variado

a) flujo gradualmente variado

b) flujo rápidamente variado

B. Flujo no permanente

1) flujo uniforme no permanente "raro"

2) flujo no permanente (es decir, flujo variado no permanente)

a) flujo gradualmente variado no permanente

b) flujo rápidamente variado no permanente

7

Fuente: Flujos en canales abiertos Fuente: Ven Te, Chow, "Hidráulica de canales

abiertos", Editorial Diana, México, 1983. ISBN 968-13-1327-5)

3.1.3. Estado de flujo

El estado o comportamiento del flujo en canales abiertos está gobernado básicamente por

los efectos de viscosidad y gravedad con relación con las fuerzas inerciales del flujo.

Efecto de viscosidad: el flujo puede ser laminar, turbulento o transaccional según el

efecto de la viscosidad en relación de la inercia.

El flujo es laminar: si las fuerzas viscosas son muy fuertes en relación con las

fuerzas inerciales, de tal manera que la viscosidad juega con un papel muy

importante en determinar el comportamiento del flujo. En el flujo laminar, las

8

partículas de agua se mueven en trayectorias suaves definidas o en líneas de

corriente, y las capas de fluido con espesor infinitesimal parecen deslizarse sobre

capas adyacentes.

Efecto de la gravedad: El efecto de la gravedad sobre el estado del flujo representa

por relación por las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales.

3.1.4. Regímenes de flujo

En un canal el efecto combinado de la viscosidad y la gravedad puede producir

cualquiera de 4 regímenes de flujo, los cuales son:

subcritico-laminar

súper critico-laminar

subcritico-turbulento

supercrítico-turbulento

3.2.CANALES ABIERTOS Y SUS PROPIEDADES

3.2.1. Clases de canales abiertos

Un canal abierto es un conducto en e l cual el agua, fluye con una superficie libre. De

acuerdo con su origen un canal puede ser natural o artificial.

Los canales naturales influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la

tierra, lo cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta

quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes, y estuarios de mareas. Las corrientes

subterráneas que transportan agua con una superficie libre también son consideradas como

canales abiertos naturales.

Las propiedades hidráulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares.

En algunos casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistentes

9

en las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de flujo

en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analítico de la hidráulica

teórica.

Los canales artificiales son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo

humano: canales de navegación, canales de centrales hidroeléctricas, canales y

canaletas de irrigación, cunetas de drenaje, vertederos, canales de desborde, canaletas

de madera, cunetas a lo largo de carreteras etc..., así como canales

de modelos de laboratorio con propósitos experimentales las propiedades hidráulicas

de estos canales pueden ser controladas hasta un nivel deseado o diseñadas para

cumplir unos requisitos determinados. La aplicación de las teorías hidráulicas a

canales artificiales producirán, por tanto, resultados bastantes similares a las

condiciones reales y, por consiguiente, son razonablemente exactos para propósitos

prácticos de diseños.

La canaleta es un canal de madera, de metal, de concreto de mampostería, a menudo

soportado en o sobre la superficie del terreno para conducir el agua a través de un de

una depresión. La alcantarilla que fluye parcialmente llena, es un canal cubierto con

una longitud compartidamente corta instalado para drenar el agua a través de

terraplenes de carreteras o de vías férreas. El túnel con flujo a superficie libre es un

canal compartidamente largo, utilizado para conducir el agua a través de una colina o

a cualquier obstrucción del terreno.

3.2.2. Geometría del canal

Un canal con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se

conoce como canal prismático. De otra manera, el canal es no prismático; un ejemplo es

un vertedero de ancho variable y alineamiento curvo. Al menos que se indique

específicamente los canales descritos son prismáticos.

10

El trapecio es la forma más común para canales con bancas en tierra sin recubrimiento,

debido a que proveen las pendientes necesarias para la estabilidad.

El rectángulo y el triángulo son casos especiales del trapecio. Debido a que el

rectángulo tiene lados verticales, por lo general se utiliza para canales construidos

para materiales estables, como mampostería, roca, metal o madera. La sección transversal

solo se utiliza para pequeñas asqueas, cunetas o a lo largo de carreteras y trabajos de

laboratorio. El círculo es la sección más común para alcantarillados y alcantarillas de

tamaño pequeño y mediano.

3.2.3. Elementos geométricos de una sección de un canal

Los elementos geométricos son propiedades de una sección de canal que pueden ser

definidos por completo por la geometría de la sección y la profundidad del flujo. Estos

elementos son muy importantes y se utilizan con la amplitud del flujo.

Para la cual existen diferentes fórmulas:

R= A/P

Donde R es el radio hidráulico en relación al área mojada con respecto su perímetro

mojado.

D= A/T

La profundidad hidráulica D es relación entre el área mojada y el ancho de la superficie.

11

3.3.DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES EN UNA SECCIÓN

TRANSVERSAL

Debido a la esencia de la superficie libere y a la fricción a lo largo de las paredes del

canal, las velocidades en un canal no están del todo distribuidas en su sección. La

máxima velocidad medida en canales normales a menudo ocurre por debajo de la

superficie libre a una distancia de 0.05 a 0.25 de la profundidad; cuanto más cerca estén

las bancas más profundo se encuentra este máximo.

La distribución de secciones de un canal depende también de otros factores, como una

forma inusual de la sección, la rugosidad del canal y la presencia de curcas, en una

corriente ancha, rápida y poco profunda o en un canal muy liso la velocidad máxima por

lo general se encuentra en la superficie libre. La rugosidad del canal causa un incremento

en la curvatura de la curva de distribución vertical de velocidades. En una curva la

velocidad se incremente de manera sustancial en el lado convexo, debido a

la acción centrifuga del flujo. Contrario a la creencia usual, el viento en la superficie tiene

muy poco efecto en la distribución de velocidades.

Curvas comunes de igual velocidad en diferentes secciones de canal

Fuente: Ven Te, Chow, "Hidráulica de canales abiertos", Editorial Diana, México, 1983.

ISBN 968-13-1327-5)

12

3.3.1. Canales abiertos anchos

Observaciones hechas en canales muy anchos han mostrado que la distribución de

velocidades en la distribución central en esencial es la misma que existiría en un canal

rectangular de ancho infinito.

En otras palabras bajo esta condición, los lados del canal no tienen prácticamente

ninguna influencia en la distribución de velocidades en la distribución central y, por

consiguiente el flujo en esta región central puede considerarse como bidimensional en

el análisis hidráulico.

3.3.2. La medición de la velocidad

La sección transversal del canal se divide en franjas verticales por medio de un numero

de verticales sucesivas y las velocidades medias en las verticales se determinan midiendo

las velocidades a 0.6 de la profundidad en cada vertical o tomando las verticales

promedio a 0.2 y a 0.8 de la profundidad cuando se requieren resultados más confiables.

3.3.3. Distribución de presión en una sección de canal

La presión en cualquier punto de la sección transversal del flujo en un canal con

pendiente baja puede medirse por medio de la altura de la columna de agua en un tubo

piezómetrico instalado en el punto.

Al no considerar las pequeñas perturbaciones debidas a la turbulencia, etc... Es claro

que el Agua de subir desde el punto de medición hasta la línea de gradiente hidráulico o

superficie del agua.

En efecto la aplicación de la ley hidrostática a la distribución de presiones en la

sección transversal es válida solo si los filamentos del flujo no tienen componentes de

aceleración en el plano de la sección transversal. Este tipo de flujo se conoce

13

teóricamente como flujo paralelo es decir, aquel cuyas líneas de corriente no tienen

curvatura sustancial ni divergencia.

14

3.4.DISEÑO DE CANALES

3.4.1. Generalidades

En un proyecto de irrigación la parte que comprende el diseño de los canales y obras

de arte, si bien es cierto que son de vital importancia en el costo de la obra, no es lo más

importante puesto que el caudal, factor clave en el diseño y el más importante en un

proyecto de riego, es un parámetro que se obtiene sobre la base del tipo de suelo, cultivo,

condiciones climáticas, métodos de riego, etc., es decir mediante la conjunción de la

relación agua – suelo – planta y la hidrología, de manera que cuando se trata de

una planificación de canales, el diseñador tendrá una visión más amplia y será más

eficiente, motivo por lo cual el ingeniero agrícola destaca y predomina en un proyecto de

irrigación.

3.4.2. Canales de riego por su función

Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes denominaciones:

Canal de primer orden

Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con pendiente

mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos

altos.

Canal de segundo orden

Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el caudal que

ingresa a ellos, es repartido hacia los sub – laterales, el área de riego que sirve un lateral

se conoce como unidad de riego.

15

Canal de tercer orden

Llamados también sub – laterales y nacen de los canales laterales, el caudal que ingresa a

ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas del solar, el

área de riego que sirve un sub – lateral se conoce como unidad de rotación.

De lo anterior de deduce que varias unidades de rotación constituyen una unidad de riego,

y varias unidades de riego constituyen un sistema de riego, este sistema adopta el nombre

o codificación del canal madre o de primer orden.

3.4.3. Elementos básicos en el diseño de canales

Se consideran algunos elementos topográficos, secciones, velocidades permisibles, entre

otros:

Trazo de canales: cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario

recolectar la siguiente información básica: fotografías aéreas, para localizar los poblados,

caseríos, áreas de cultivo, vías de comunicación, etc.

Planos topográficos y catastrales.

Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda conjugarse en el

trazo de canales.

Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando un trazo

preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes necesarios,

obteniéndose finalmente el trazo definitivo.

En el caso de no existir información topográfica básica se procede a levantar

el relieve del canal, procediendo con los siguientes pasos:

a. Reconocimiento del terreno: se recorre la zona, anotándose todos los detalles que

influyen en la determinación de un eje probable de trazo, determinándose el punto

inicial y el punto final.

16

b. Trazo preliminar: se procede a levantar la zona con una brigada topográfica,

clavando en el terreno las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento

con teodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelará la poligonal y se hará el

levantamiento de secciones transversales, estas secciones se harán de acuerdo a

criterio, si es un terreno con una alta distorsión de relieve, la sección se hace a cada 5

m, si el terreno no muestra muchas variaciones y es uniforme la sección es máximo a

cada 20 m.

c. Trazo definitivo: con los datos de (b) se procede al trazo definitivo, teniendo en

cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la topografía de la zona y

de la precisión que se desea:

Terrenos con pendiente transversal mayor a 25%, se recomienda escala de 1:500.

Terrenos con pendiente transversal menor a 25%, se recomienda escalas de

1:1000 a 1:2000.

Radios mínimos en canales.- En el diseño de canales, el cambio brusco

de dirección se sustituye por una curva cuyo radio no debe ser muy grande, y debe

escogerse un radio mínimo, dado que al trazar curvas con radios mayores al

mínimo no significa ningún ahorro de energía, es decir la curva no será

hidráulicamente más eficiente, en cambio sí será más costoso al darle una mayor

longitud o mayor desarrollo.

Las siguientes tablas indican radios mínimos según el autor o la fuente:

Radio mínimo en canales abiertos para Q > 10 m3/s

Capacidad del canal Radio mínimo

Hasta 10 m3/s 3 * ancho de la base

De 10 a 14 m3/s 4 * ancho de la base

De 14 a 17 m3/s 5 * ancho de la base

De 17 a 20 m3/s 6 * ancho de la base

17

De 20 m3/s a mayor 7 * ancho de la base

Los radios mínimos deben ser redondeados hasta el próximo metro superior

Fuente: "International Institute For Land Reclamation And Improvement"

ILRI, Principios y Aplicaciones del Drenaje, Tomo IV, Wageningen The Netherlands

1978.

Radio mínimo en canales abiertos en función del espejo de agua

CANALES DE RIEGO CANALES DE DRENAJE

Tipo Radio Tipo Radio

Sub – canal 4T Colector principal 5T

Lateral 3T Colector 5T

Sub – lateral 3T Sub – colector 5T

Siendo T el ancho superior del espejo de agua

Fuente: Salzgitter Consult GMBH "Planificación de Canales, Zona Piloto Ferreñafe"

Tomo II/ 1- Proyecto Tinajones – Chiclayo 1984.

Radio mínimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s

Capacidad del canal Radio mínimo

20 m3/s 100 m

15 m3/s 80 m

10 m3/s 60 m

5 m3/s 20 m

1 m3/s 10 m

0,5 m3/s 5 m

Fuente: Ministerio de Agricultura y Alimentación, Boletín Técnico N- 7

"Consideraciones Generales sobre Canales Trapezoidales" Lima 1978.

Sobre la base de estas tablas se puede seleccionar el radio mínimo que más se ajuste a

nuestro criterio.

18

Elementos de una curva

A Arco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m

C Cuerda larga, es la cuerda que sub – tiende la curva desde PC hasta PT.

ß Angulo de deflexión, formado en el PI.

E Externa, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.

F Flecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la curva a la

cuerda larga.

G Grado, es el ángulo central.

LC Longitud de curva que une PC con PT.

PC Principio de una curva.

PI Punto de inflexión.

PT Punto de tangente.

PSC Punto sobre curva.

PST Punto sobre tangente.

R Radio de la curva.

ST Sub tangente, distancia del PC al PI.

19

3.4.4. Rasante de un canal

Una vez definido el trazo del canal, se proceden a dibujar el perfil longitudinal de dicho

trazo, las escalas más usuales son de 1:1000 o 1:2000 para el sentido horizontal y 1:100 o

1:200 para el sentido vertical, normalmente la relación entre la escala horizontal y

vertical es de 1 a 10.

Para el diseño de la rasante se debe tener en cuenta:

La rasante se debe efectuar sobre la base del perfil longitudinal del trazo, no se debe

trabajar sobre un borrador de él hecho a lápiz y nunca sobre el original.

Tener en cuenta los puntos de captación cuando se trate de un canal de riego y los puntos

de confluencia si es un dren.

La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible igual a la pendiente natural

promedio del terreno, cuando esta no es posible debido a fuertes pendientes, se proyectan

caídas o saltos de agua.

Para definir la rasante del fondo se prueba con diferentes cajas hidráulicas, chequeando

siempre si la velocidad obtenida es soportada por el tipo de material donde se construirá

el canal.

El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como mínimo la

siguiente información.

Kilometraje

Cota de terreno

Cota de rasante

Pendiente

Indicación de las deflexiones del trazo con los elementos de curva

Ubicación de las obras de arte

Sección o secciones hidráulicas del canal, indicando su kilometraje

20

3.4.5. Diseño de secciones hidráulicas

Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del cuerpo del canal,

coeficiente de rugosidad, velocidad máxima y mínima permitida, pendiente del canal,

taludes, etc.

En el diseño de canales será común encontrarnos con que el uso de la ecuación de

Manning para la determinación, por ejemplo, de la altura de agua en un canal en donde

son conocidos el caudal, la pendiente y el coeficiente de rugosidad (obtenido en función

del revestimiento a utilizar), resulta ser algo complicado, por lo que hay que recurrir a

tablas, gráficos o métodos numéricos para la resolución.

En virtud de lo anterior se puede establecer que el procedimiento a seguir para el Diseño

de Canales, ya sean revestidos o no, consistirá en definir, a partir de su trazado en planta,

la pendiente longitudinal (S), como si de una vialidad se tratara. Luego, estableciendo un

criterio para la definición de la sección transversal (sección de máxima eficiencia

hidráulica, por ejemplo) establecer las dimensiones que garanticen la conducción del

caudal de diseño. En realidad el procedimiento es más bien básico, sólo habrá que tomar

en cuenta una serie de recomendaciones.

3.4.6. Criterios Básicos del Diseño de Canales

El problema estará en establecer las dimensiones de la sección transversal del canal, lo

cual encontraremos es un problema indeterminado, dado que sólo se cuenta con una

ecuación (Manning) y, al menos, dos incógnitas: la altura de agua y el ancho del canal (o

también: el área mojada y el Radio hidráulico).

21

Por esta razón es que será necesario introducir ciertas condiciones, basadas

principalmente en recomendaciones teórico-prácticas, así como económicas, que

permitan lograr una solución adecuada al problema de la conducción de agua, según

veremos a continuación.

¿Canal Con o Sin Revestimiento?

La selección de si el canal estará revestido o no, debería pasar por considerar aspectos

tales como los resumidos a continuación:

Canales Revestidos Canales No Revestidos

Requieren de Mayor Inversión Inicial Menores Costos de Construcción

Inicial

Requieren de Poco mantenimiento

(bajo costo)

Requieren de Mantenimiento

frecuente el cual es generalmente de

costo elevado, por pérdida de taludes o

socavación.

Menores secciones transversales

(área de excavación) al ser menos

rugosas sus superficies.

Mayores secciones transversales,

generadas no sólo por las altas

rugosidades del canal sino también por

la necesidad de utilizar pendientes bajas

para evitar velocidades excesivas.

Disminución de Pérdidas por

Infiltración (si se habla de canales

para riego éste es un factor de gran

importancia)

Mayores pérdidas por Infiltración

22

Uno de los diseños que el Ingeniero Civil de seguro realiza con más frecuencia es el

relacionado con canales que serán utilizados para la conducción de Aguas Pluviales en

sectores Urbanos en cuyo caso es importante tener en cuenta lo siguiente:

Generalmente los caudales de diseño, en función de las altas frecuencias (períodos de

retorno) a utilizar, suelen ser de grandes magnitudes (superiores a los 1.000 l/s).

Los canales deben ser construidos para garantizar la protección de zonas urbanas, razón

por la cual deben ser resistentes a los agentes ambientales.

Ante la variabilidad de las Intensidades de lluvias en el tiempo, estarán sometidos

eventualmente a situaciones extremas, que podrán poner en riesgo su integridad.

De lo anterior, la decisión conduce, casi invariablemente, el utilizar canales revestidos

para la conducción de las Aguas de lluvia.

En todo caso, cuando las condiciones del diseño establezcan la posibilidad de utilizar

ambos tipos de canales (con y sin revestimiento), la escogencia de la opción

definitiva deberá incluir el análisis y comparación, a valor presente, de costos de

construcción, operación y mantenimiento de cada opción.

3.4.7. Sección de Máxima Eficiencia Hidráulica

Uno de los aspectos de la hidráulica de mayor relevancia en el diseño de canales es el

relativo a la definición de la sección de Máxima Eficiencia Hidráulica.

En términos simples, la sección de Máxima Eficiencia Hidráulica es aquella para la

cual se obtiene un área mojada mínima para transportar determinado caudal, con

rugosidad, pendiente y forma geométrica especificada.

De esta forma tendremos que, de lograrse el diseño con la Sección de Máxima

Eficiencia, se podrían minimizar las áreas y volúmenes de excavación así como las

23

cantidades de obra relacionadas con la construcción del revestimiento (menor perímetro

mojado).

De acuerdo a la geometría de la sección transversal del canal se presentan, en la siguiente

tabla, las propiedades de las secciones de máxima eficiencia hidráulica:

3.4.8. Consideraciones Relativas al Trazado en Planta y Perfil

El trazado planialtimétrico del canal debe obedecer a criterios de radios mínimos de

curvatura y pendientes mínimas y máximas (esto último, especialmente en Canales no

revestidos). Es muy similar, como hemos referido, al diseño geométrico de carreteras,

con una única diferencia: la pendiente siempre es descendente o negativa (pues el flujo se

mueve por gravedad).

En lo posible, el trazado horizontal del canal deberá ser tal que garantice que su pendiente

longitudinal sea paralela a la del terreno, lo cual se logrará en terrenos de Topografía muy

uniforme. Si éste es el caso, y especialmente en el caso de canales revestidos, la

recomendación es que se utilice el criterio de la Sección de Máxima Eficiencia, pues es la

que por lo general resulta como la más económica en este tipo de topografía: menor

excavación y menor recubrimiento:

24

Fuente:

http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/mini-curso-de-diseno-de-canales-con-regimen-

uniforme-parte-ii-consideraciones-generales/

Cuando la topografía es muy irregular, de seguro aparecerán profundidades para la

rasante del canal que estarán asociadas a sobre-excavaciones que son indeseables en todo

caso. En estas condiciones ya el criterio de máxima eficiencia hidráulica no estará

asociado a la economía, siendo entonces recomendable utilizar secciones en las que el

ancho de la base es menor que el correspondiente a la sección de máxima eficiencia. De

esta forma, al prevalecer una sección más angosta, el volumen de sobre-excavación se

verá reducido.

25

De esta forma, antes de iniciar el proceso de diseño es conveniente que hayamos

considerado estos aspectos, especialmente en lo que respecta a si utilizaremos canales

revestidos o no pues generalmente los primeros suelen requerir de una inversión inicial

elevada, pero a mediano y largo plazo el costo de mantenimiento justifica su selección.

En el cálculo hidráulico, determinando alturas de agua para determinado caudal de diseño

así como la velocidad del flujo. La particularidad, específicamente en lo relacionado con

el cálculo de la altura normal en canales, es que su determinación a través del uso de la

ecuación de Manning puede requerir la utilización de métodos numéricos, dado el

exponente que esta variable toma y lo cual, al adicionar la complejidad asociada a las

expresiones del radio hidráulico y del área mojada: Elementos geométricos de secciones

de canal.

Fuente: Ven Te, Chow, "Hidráulica de canales abiertos", Editorial Diana, México, 1983. ISBN 968-

13-1327-5)

26

Resulta normalmente en una ecuación no lineal (ni cuadrática) como para poder ser

resuelta de forma directa.

Siendo los canales de sección rectangular y trapezoidal los de más uso en distintas

aplicaciones de la ingeniería civil, encontraremos que se han preparado gráficos, como el

mostrado a continuación, con los cuales se puede determinar la relación entre la altura

normal y el ancho del canal.

Curvas para la determinación profundidades normal o critica.

Fuente: Ven Te, Chow, "Hidráulica de canales abiertos", Editorial Diana, México, 1983.

ISBN 968-13-1327-5)

El gráfico anterior, posee dos zonas triangulares:

La Superior Izquierda, la cual es utilizada para la determinación de la Altura Crítica

con respecto al ancho (Yc/b), a través de la determinación del parámetro:

27

La Inferior Derecha, utilizada en la determinación de la Relación entre la Altura

Normal y el Ancho del Canal (Yo/b), a través del parámetro:

Como vemos también en el gráfico anterior, se presentan una serie de Curvas, cada una

identificada por un valor de z (relación z:1), teniéndose en cuenta que los valores de z

distintos de 0 serán utilizados para canales Trapezoidales. Un canal con z=0 será un canal

de sección Rectangular.

De esta forma, conocidos el material de revestimiento del canal (para determinar el

Coeficiente de Fricción en la ecuación de Manning), su pendiente longitudinal, la

pendiente de los taludes laterales y el ancho, será posible la determinación de la

relación Yc/b o Yo/b para el cálculo de la altura respectiva. Veamos la aplicación con el

siguiente ejemplo:

Determinar la Profundidad Normal del Agua en un canal de sección Trapezoidal de 3 m

de base, revestido en Concreto alisado a boca de cepillo (n=0,015, de acuerdo a esta

tabla) con taludes 1,5:1 y que debe transportar un Caudal de 10 m3/s. La pendiente

longitudinal es de 1 m/Km.

3.4.9. Cálculo de la Altura Normal

Para la utilización del gráfico anterior, debemos determinar el parámetro:

28

Con este valor, entrando al triángulo inferior derecho desde el eje inferior e interceptando

la curva de z=1,5, se obtiene:

Conocido el ancho de la base, entonces:

3.4.10. Cálculo de la Velocidad del Flujo

Con el valor de la Altura Normal, ya es posible entonces determinar el radio hidráulico,

con la expresión de la primera tabla de este Tutorial, para posteriormente conocer el valor

de la velocidad real con la ecuación de Manning:

29

En el Diseño Canales, por lo general, además de establecer los parámetros

geométricos, es necesario determinar que la velocidad real del flujo está dentro de

cierto rango, de forma tal de garantizar el arrastre de sedimentos y evitar el deterioro

del material de recubrimiento por erosión de éste (altas velocidades). De allí la

importancia de determinar la Velocidad una vez es conocida la altura del agua para

determinado caudal, especialmente en Canales No Revestidos, en los que

encontramos que el diseño se realiza principalmente en función de la velocidad,

según los valores máximos sugeridos en la siguiente tabla:

Velocidades Máximas Admisibles (m/s) para canales No Revestidos

Tipo de Terreno

Aguas Claras Aguas con

Sedimentos

y Ninguna

Vegetación

Aguas con

Arrastre de Arena

y Grava y

Ninguna

Vegetación

Vegetación

Buena

Vegetación

Regular

Vegetación

Pobre

Ninguna

Vegetación

ARENA FINA 1,00 0,70 0,50 0,50 0,80 0,50

GREDA (MARGA ARENOSA) 1,00 0,70 0,60 0,80 0,80 0,60

LIMO ARCILLOSO 1,00 0,70 0,60 0,60 1,00 0,60

MARGA ARENO-LIMOSA 1,50 1,20 1,00 0,70 1,10 0,70

CENIZAS VOLVANICAS - - - 0,70 1,10 0,60

GRAVA FINA - - - 0,70 1,50 1,10

ARCILLA 1,80 1,50 1,00 1,00 1,50 1,50

SUELOS GRADADOS (de margas a piedras) - - - 1,00 1,70 1,50

SUELOS GRADADOS (de limos a piedras) - - - 1,20 1,10 0,60

GRAVA GRUESA - - - 1,20 1,80 2,00

GRAVA Y CANTOS RODADOS - - - 1,50 1,70 2,00

ESQUISTOS, LUTITA - - - 2,00 2,00 1,50

Fuente: Bolinaga, J. J. “Drenaje Urbano” INOS, Caracas 1979

3.4.11. Cálculo de la Altura Crítica

De forma análoga al Cálculo de la Altura Normal, la determinación de la Altura

Crítica en este Canal pasa por calcular el valor del parámetro:

30

Para poder entrar en el Triángulo Superior Izquierdo del gráfico, desde el eje

superior, e interceptando la Curva para z=1,5, y obtener:

31

4. SISTEMA DE CONFINAMIENTO CELULAR

4.1.GEOCELDAS (GEOWEB)

El sistema de confinamiento celular está formado por tiras de polietileno de Alta

densidad, estabilizadas contra la radiación ultra violeta, y soldadas mediante uniones

ultrasónicas, que aportan una alta resistencia estructural no comparable con otros

sistemas.

De esta forma se obtiene una estructura alveolar muy resistente que confina y retiene

el relleno empleado en el sistema.

La estructura, una vez extendida, forma una especie de alveólos que pueden rellenarse

con cualquier material (tierra, grava, hormigón… etc.). Para garantizar una buena

fricción, fundamental en este tipo de estructuras alveolares, las paredes de las celdas se

fabrican con acabado texturizado y perforado.

4.2.ANCLAJE Y UNIÓN

Para la fijación del sistema a la superficie existen diferentes métodos de anclaje. El más

común consiste en elementos fabricados con varillas corrugadas con diámetro y longitud

variable que incorporan en la parte superior un clip de fijación, para hincar sobre la

superficie a tratar. El número de anclajes por unidad dependerá de las dimensiones de las

varillas, la pendiente, y el tipo de celda que se instale.

El tipo de geocelda, de relleno así como el anclaje o unión dependerá de las

necesidades técnicas de la obra.

32

4.3.SOPORTE DE CARGAS

Los materiales conformados por materiales granulares o suelos naturales, a menudo

empleados en la construcción de base de carreteras u otras aplicaciones de soporte de

carga, son de por sí, inestables en comparación con otros materiales de construcción

como el hormigón armado o el acero. Esto se debe a que están constituidas por partículas

individuales de tamaño variable, que pueden rodar o deslizarse una sobre otra. Su

resistencia al corte es relativamente baja y pueden eventualmente fallar como resultado

de una o varias aplicaciones de carga. Sin embargo, esa debilidad de unión característica,

proporciona por otra parte mucha flexibilidad a estos materiales, permitiendo apilarlos,

transportarlos y colocarlos sobre grandes superficies o largos tramos de carretera. No

obstante, en vista de su poca resistencia, durante mucho tiempo se han buscado nuevas

formas de incrementar la estabilidad a largo plazo de estos agregados sueltos, muchas

veces con escaso éxito.

Las Geoceldas Geoweb proporcionan una gran diversidad y flexibilidad de

tratamientos para la estabilización de suelos y mejora de la capacidad portante. El

comportamiento estructural y la durabilidad de los materiales como hormigón, grava o

arenas, zahorras, tierra vegetal etc. Pueden incrementarse de manera significativa al

confinar dichos materiales dentro de las celdas del sistema.

Este material ofrece una amplia gama de tratamientos para soporte de cargas en

distintas aplicaciones:

Carreteras y caminos de acceso

Vías con césped

Patios de almacenamiento

Estabilización de soleras en zanjas (tuberias)

Zonas de estacionamiento

Pavimentos porosos

33

Subbases de pavimentos

Losas de cimentación

4.4.COMPOSICIÓN DEL GEOWEB

4.4.1. Polietileno – Estabilizado con Negro de Carbón

El polietileno utilizado en la fabricación de fajas para Secciones de Geoweb Presto tendrá

una densidad de 0.935 a 0.965 g/cm³ (58.4 a 60.2 lb/pie³), ensayado bajo norma ASTM

D1505.

El polietileno utilizado en la fabricación de fajas para secciones de Geoweb de Presto

tendrá una Resistencia al Agrietamiento por Acción del Medio Ambiente (ESCR –

Environmental Stress Crack Resistance) de 3000 horas, ensayado bajo norma ASTM

D1693.

Se utilizará negro de carbón como protección contra la luz ultravioleta. El contenido de

negro de carbón será de 1.5% a 2% en peso y se obtendrá mediante adición de un

portador con contenido certificado de negro de carbón. El negro de carbón será

distribuido homogéneamente en el material.

Presto (fabricante de Geoweb) pondrá a disposición del cliente – previo solicitud - el

certificado de densidad de polietileno proporcionado por el fabricante de resinas y el

ESCR. Presto certificará el porcentaje de negro de carbón.

4.4.2. Polietileno – De Color y Estabilizado con HALS

El polietileno utilizado en la fabricación de fajas para Secciones de Geoweb Presto tendrá

una densidad de 0.935 a 0.965 g/cm³ (58.4 a 60.2 lb/pie³), ensayado bajo norma ASTM

D1505.

El polietileno utilizado en la fabricación de fajas para secciones de Geoweb Presto

tendrá una Resistencia al Agrietamiento por Acción del Medio Ambiente (ESCR -

34

Environmental Stress Crack Resistance) de 3000 horas, ensayado bajo norma ASTM

D1693.

El polietileno será de color(es) (Marrón, Verde, otros). Los colorantes serán de

metales no pesados. El colorante será distribuido homogéneamente en el material.

Se utilizará un Estabilizador Bloqueador de Luz en base a Aminas (HALS) como

protección contra la luz ultravioleta. El contenido de HALS será de 1.0% en peso y se

obtendrá por la adición de un concentrado de HALS certificado. El HALS será

distribuido homogéneamente en el material.

Presto (fabricante de Geoweb) pondrá a disposición del cliente – previo solicitud - el

certificado de densidad de polietileno proporcionado por el fabricante de resinas y el

ESCR.

El polietileno utilizado en todos los materiales Geoweb cumple con las mismas

especificaciones estándar. El responsable de especificaciones definirá el color deseado. El

estabilizador de luz ultravioleta a utilizar depende del color escogido. En la mayoría de

aplicaciones, se utiliza el polietileno estabilizado con negro de carbón. El polietileno de

color estabilizado con HALS se utiliza generalmente para la faja de la parte frontal de los

sistemas Geoweb de contención de tierra.

Opciones del Responsable de Especificaciones respecto al Material de Base

El polietileno utilizado en todos los materiales Geoweb cumple con las mismas

especificaciones estándar. El responsable de especificaciones definirá el color deseado. El

estabilizador de luz ultravioleta a utilizar depende del color escogido. En la mayoría de

aplicaciones, se utiliza el polietileno estabilizado con negro de carbón. El polietileno de

color estabilizado con HALS se utiliza generalmente para la faja de la parte frontal de los

sistemas Geoweb de contención de tierra.

4.5.PROPIEDADES Y ENSAMBLAJE DE LAS FAJAS

4.5.1. Fajas/Celdas Perforadas (Recomendado)

35

Las fajas utilizadas en la fabricación de Secciones de Geoweb Presto tendrán un espesor

de 1.27 mm –5% +10% (50 mil -5% +10%), antes de cualquier modificación de su

superficie. Las fajas de polietileno tendrán una superficie texturizada y perforada.

Comportamiento: El ángulo máximo de fricción entre la superficie del plástico perforado

y texturizado y una arena silícica # 40 a una densidad relativa de 100% no podrá ser

menor que el ángulo máximo de fricción de la arena silícica aislada sometida a la prueba

del corte directo según norma ASTM D 5321. Las perforaciones restarán un total de

13.8% ± 2.1% del área de las paredes de celdas. Material: La textura de la superficie

consistirá en una serie de indentaciones romboidales (en forma de diamante). La densidad

superficial de las indentaciones romboidales será de 22 - 31 por cm² (140 - 200 por

pulg²). El espesor de la lámina texturizada será de 1.52 mm ±0.15 mm (60 mil ±6 mil)1

determinado bajo norma ASTM D5199. Las perforaciones consistirán en hileras

horizontales de huecos de 10 mm (0.391 pulg) de diámetro. Las perforaciones en cada

hilera estarán a una distancia entre centros de 19 mm (0.75 pulg). Horizontalmente

estarán escalonadas y separadas 12 mm (0.50 pulg) entre centros. La distancia mínima

entre el borde de la faja y el borde de la perforación más cercana será de 8 mm (0.312

pulg) mientras que la distancia mínima entre el eje de la soldadura por punto y el borde

de la perforación más cercana será de 38 mm (1.5 pulg) mínimo.

4.5.2. Faja/Celda Texturizada Sin Perforar

Las fajas utilizadas en la fabricación de Secciones de Geoweb de Presto tendrán un

espesor de 1.27 mm –5% +10% (50 mil -5% +10%), antes de cualquier modificación de

su superficie. Las fajas de polietileno tendrán una superficie texturizada.

4.5.3. Comportamiento

El ángulo máximo de fricción entre la superficie del plástico perforado y texturizado y

una arena silícica # 40 a una densidad relativa de 100% no podrá ser menor que el ángulo

36

máximo de fricción de la arena silícica aislada sometida a la prueba del corte directo

según norma ASTM D 5321.

4.5.4. Material

La textura de la superficie consistirá en una serie de indentaciones romboidales (en forma

de diamante). La densidad superficial de las indentaciones romboidales será de 22 - 31

por cm² (140 - 200 por pulg²). El espesor de la lámina texturizada será de 1.52 mm ±0.15

mm (60 mil ±6 mil) determinada bajo norma ASTM D5199.

4.5.5. Ensamblaje

Las secciones Geoweb de Presto de celdas [Tipo de Celda] serán fabricadas utilizando

fajas de polietileno (ver Tabla 1) de longitud y con un ancho igual a la profundidad de las

celdas. Las fajas de polietileno serán conectadas por medio de soldaduras de punto sobre

todo el espesor, alineadas perpendicularmente al eje longitudinal de la faja. El

espaciamiento entre soldaduras será de (ver Tabla 1). El ancho del charco de fusión de la

soldadura ultrasónica no será mayor de 25 mm (1.0 pulg).

Tabla1. Longitud de las Fajas y Espaciamiento entre Soldaduras para varios Tipos de

Celda

Tipo de Celda GW20V GW30V GW40V

Longitud de Faja 3.61 m (142 pulg) 3.61 m (142 pulg) 3.61 m (142 pulg)

Espaciamiento entre

Soldaduras

356 mm ± 2.5 mm

(14.0 pulg ± 0.10

pulg)

445 mm ± 2.5 mm

(17.5 pulg ± 0.10

pulg)

711 mm ±2.5 mm

(28.0 pulg ± 0.10

pulg)

4.5.6. Longitud, Ancho, Densidad y Área Referencial de Celdas

37

Las dimensiones de las celdas GW(TT)V de la sección Geoweb variarán dependiendo de

su grado de extensión. La Figura 08 muestra las variaciones en las dimensiones, densidad

y área de las celdas.

Extensión variable de la Celda de Geoweb

Fuente: http://www.prestogeo.com/geoweb_cellular_confinement

Tipo (TT)

Tipo de

Celda

Dimensiones Referenciales ±10% Densidad por m²

(yd²)

Área Referencial

±1% Longitud Ancho

GW20V 224 mm (8.8 pulg) 259 mm (10.2 pulg) 34.6 (28.9) 289 cm² (44.8 pulg²)

GW30V 287 mm (11.3 pulg) 320 mm (12.6 pulg) 21.7 (18.2) 460 cm² (71.3 pulg²)

GW40V 475 mm (18.7 pulg) 508 mm (20.0 pulg) 8.3 (6.9) 1206 cm² (187.0 pulg²)

Profundidad de Celda

La sección de Geoweb tendrá una profundidad de (D).

38

Profundidad

(D) 200 mm (8.0 pulg) 150 mm (6.0 pulg) 100 mm (4.0 pulg) 75 mm (3.0 pulg)

Dimensiones disponibles para las Secciones Geoweb GW20V - 10 Celdas de Ancho

m pie m pie m pie m pie M² pie²

18 3,7 12,0 2,8 9,2 4,4 14,5 2,3 7,7 10,4 112,0

21 4,3 14,0 5,1 16,9 12,1 131

25 5,1 16,7 6,1 20,1 14,5 156

29 5,9 19,4 7,1 23,3 16,8 181

34 6,9 22,7 8,3 27,3 19,7 212

Celdas

de Largo

Extensión Mínima Extensión Máxima Area

ReferencialLongitud Ancho Longitud Ancho

Propiedades de la Sección Geoweb – Celda GW30V

Las dimensiones de la sección de Geoweb Presto GW30V serán las indicadas en la

Figura 2. Las secciones tendrán la nomenclatura “GW30VDWWLL” donde “GW30V”

indica el tamaño de celda, “D” indica la profundidad de celda en pulgadas, “WW” indica

el número de celdas a lo ancho, y “LL” el número de celdas a lo largo. Las secciones

extendidas tendrán las dimensiones indicadas en la Tabla 3. Por ejemplo, una sección de

Geoweb GW30V de nomenclatura GW30V80825 tiene una profundidad de celdas de 8

pulg ó 200 mm, 8 celdas de ancho y 25 celdas de largo.

m pie m pie m pie m pie M² pie²

18 4,7 15,4 2,8 9,2 5,7 18,6 2,3 7,6 13,3 143

21 5,5 18,0 6,6 21,7 15,5 167

25 6,5 21,4 7,9 25,8 18,4 198

29 7,6 24,8 9,1 30,0 21,4 230

34 8,9 29,1 10,7 35,1 25,0 270

Celdas

de Largo

Extensión Mínima Extensión Máxima Area

ReferencialLongitud Ancho Longitud Ancho

Tabla 3 Dimensiones disponibles para las Secciones Geoweb GW30V - 8 Celdas de

Ancho

39

Propiedades de la Sección Geoweb - Celda GW40V

Las dimensiones de la sección de Geoweb Presto GW20V serán las indicadas en la

Figura 5. Las secciones tendrán la nomenclatura “GW40VDWWLL” donde “GW40V”

indica el tamaño de celda, “D” indica la profundidad de celda en pulgadas, “WW” indica

el número de celdas a lo ancho, y “LL” el número de celdas a lo largo. Las secciones

extendidas tendrán las dimensiones indicadas en la Tabla 4. Por ejemplo, una sección de

Geoweb GW40V de nomenclatura GW40V80525, tiene una profundidad de celdas de 8

pulg ó 200 mm, 5 celdas de ancho y 25 celdas de largo.

m pie m pie m pie m pie M² pie²

18 7,7 25,4 2,8 9,2 9,4 30,8 2,3 7,5 21,7 234

21 9,0 29,6 11,0 36,0 25,3 273

25 10,7 35,2 13,1 42,8 30,2 325

29 12,5 40,9 15,1 49,7 35,0 377

34 14,6 47,9 17,8 58,2 41,0 441

Celdas

de Largo

Extensión Mínima Extensión Máxima Area

ReferencialLongitud Ancho Longitud Ancho

Tabla 4 Dimensiones disponibles para las Secciones Geoweb G40V - 5 Celdas de Ancho

Figura 2. Sección Geoweb

40

4.6.CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LA SECCIÓN DE GEOWEB

4.6.1. Secciones de Geoweb con Tensores

Las secciones de Geoweb serán provistas de una serie de perforaciones en línea recta a

través de las paredes de las celdas para la inserción de los tensores. Se procederá a la

inserción de los tensores en obra, de forma que atraviesen la sección de Geoweb en la

dirección de extensión. Las perforaciones tendrán un diámetro de 10 mm (0.375 pulg) y

se encontrarán en la ubicación requerida por el diseño de tensores.

Figura 3. Sección de Geoweb con Perforación para Tensor

4.6.2. Tensores

Tensores de Poliéster – Con Revestimiento de Polietileno

Los tensores de poliéster serán fabricados con poliéster brillante, de alta resistencia, en

filamentos industriales continuos tejidos en una soga trenzada formada por un núcleo

central de filamentos paralelos recubierto por 32 cordones de poliéster trenzado. Su masa

total será de 12 kg/1000 m (8.1 lb/1000 pies). Su alargamiento será de aproximadamente

10% para una carga de 450 kg (1000 lbp). El tensor de poliéster será revestido por un

polietileno de baja densidad, de 0.4-0.6 mm (15-25 mils) de espesor. El nombre

41

referencial de los tensores, su diámetro / ancho y resistencia mínima a la ruptura estarán

de acuerdo con la Tabla 5.

Tensores de poliéster – Sin Revestimiento

Los tensores de poliéster serán fabricados con poliéster brillante, de alta resistencia, en

filamentos industriales continuos tejidos en una cinta trenzada. Su alargamiento de

ruptura será de 9 a 15%. El nombre referencial de los tensores, su diámetro / ancho y

resistencia mínima a la ruptura serán de acuerdo con la Tabla 5.

Nombre Referencial

Diámetro /

Ancho del Tensor

Resistencia Mínima

del Tensor a la Ruptura

Mm pulg kN Lbp

TPC-71 (con revest.) 5 0.180 7,12 1600

TP-31 (sin revest.) 13 0,500 3,11 700

TP-67 (sin revest.) 19 0,750 6,70 1506

TP-93 (sin revest.) 19 0,750 9,30 2090

Tabla 5 Tensores de Poliéster - Con y Sin Revestimiento

Tensores de Polipropileno

El tensor de polipropileno consistirá en una soga formada por tres hebras torcidas, y

tendrá el nombre referencial, diámetro y resistencia mínima a la ruptura según lo indicado

en la Tabla 7.

Nombre

Referencial

Diámetro /

Ancho del Tensor

Resistencia Mínima

del Tensor a la

Ruptura

Mm pulg kN Lbp

TPP-44 6 0,25 4,40 990

Tabla 7 Tensor de Polipropileno

42

4.6.3. La Clavija de Retención de Clip ATRA

El Clip ATRA

será utilizado como clavija de transferencia de carga dentro de un sistema

Geoweb

con tensores. La Clavija de Retención de Clip ATRA

deberá transferir la carga

de las celdas Geoweb con relleno al tensor. El Clip ATRA

será moldeado en polietileno

de alta resistencia.

Figura 4. Clip ATRA

Fuente: http://www.prestogeo.com/atra_key

Opciones del responsable de especificaciones respecto a los Tensores y Clavijas de

Retención

El responsable de las especificaciones técnicas indicará el tipo de tensor a utilizar. La

resistencia del tensor se adecuará a los requerimientos de diseño del proyecto. El

encargado de las especificaciones indicará también si se requiere de clavijas de retención

de Clip ATRA.

4.7.COMPONENTES DE ANCLAJE PARA LA SECCIÓN DE GEOWEB

4.7.1. Requerimientos de Anclaje

Las secciones de Geoweb, con o sin tensores, serán ancladas de acuerdo con lo indicado

en los planos de construcción. Las hileras de anclajes ATRA o anclajes de estaca se

introducirán, apoyándose en las paredes de las celdas, o se introducirán sosteniendo los

43

tensores contra el suelo de fundación. El tamaño, tipo y distribución de los Anclajes

ATRA (anclajes de estaca) estarán de acuerdo con lo indicado en los planos de

construcción.

4.7.2. Sistemas de Anclaje

El Anclaje ATRA

GFRP (Glass Fiber Reinforced Polimer – Polímero reforzado de fibra

de vidrio) consiste en una unidad pre-ensamblada formada por un Clip ATRA

insertado

encima de la Estaca ATRA

GFRP en forma tal que el extremo de la Estaca se encuentre a

nivel con el Clip ATRA

o a un máximo de 3 mm (1/8 pulg) encima de dicho Clip. Antes

de insertar el Clip ATRA

sobre el extremo de la estaca, se afilará o limará dicho extremo

a fin de que quede biselado y no presente ninguna rebaba.

Estaca ATRA® GFRP: La Estaca ATRA® GFRP será compuesta por un

polímero reforzado de fibra de vidrio, con un revestimiento de arena. El contenido

de refuerzo de vidrio será de 75% mínimo en peso y consistirá en un filamento

longitudinal continuo. Se prohíbe terminantemente el uso de filamentos no-

continuos. El polímero será un éster vinílico, un poliéster isoptálico u otro

material de matriz. La superficie exterior de la Estaca tendrá un revestimiento de

arena y será deformada por un vidrio que se envuelve en forma helicoidal. La

Estaca ATRA® GFRP tendrá una resistencia mínima a la tensión de 655 MPa (95

ksi) según norma ASTM D638. La Estaca será no-magnética, no-conductora y

resistente a la corrosión. Su diámetro será de 12-13 mm (1/2 pulg). Su longitud

será dada por los planos de construcción. Antes de insertar el Clip ATRA® sobre

el extremo de la estaca, se afilará o limará dicho extremo a fin de que quede

biselado y no presente ninguna rebaba.

44

Figura 5. Anclaje ATRA®

GFRP

Fuente: http://www.prestogeo.com/atra_clipanchor

Estacas de Acero tipo Clavijas en forma de J

Las estacas de acero del tipo clavija en forma de J serán fabricadas con varillas de acero dulce o

de refuerzo. Cada estaca tendrá un gancho con curvatura mínima de 180°. El diámetro de la

varilla será de 8 mm (0.3125 pulg), 10 mm (0.375 pulg), 12 mm (0.50 pulg), 16 mm (0.625 pulg)

ó 20 mm (0.75 pulg). La estaca tendrá la longitud indicada en los planos de construcción. Cuando

así lo indiquen las especificaciones, la galvanización se hará de acuerdo con la norma AASHTO

M-218.

Estacas Rectas de Acero

Las estacas rectas de acero serán fabricadas con varillas de acero dulce o de refuerzo. El

diámetro de la varilla será de 8 mm (0.3125 pulg), 10 mm (0.375 pulg), 12 mm (0.50

pulg), 16 mm (0.625 pulg) ó 20 mm (0.75 pulg). La estaca tendrá la longitud indicada en

los planos de construcción. Cuando así lo indiquen las especificaciones, la galvanización

se hará de acuerdo con la norma AASHTO M-218.

4.8.ESTABILIZACION DE SUELOS

Presto es el inventor original de la tecnología de geoceldas tridimensionales junto con el

Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos. El sistema Genuine

GEOWEB® de Presto es de alta calidad y mejora día a día:

• Superficie texturada perforaciones y ranuras para los tensores.

• Clips y tensores ATRA® para transferencia de la carga.

45

• Llaves de conexión ATRA®, clips de estaca ATRA®, anclajes ATRA® y clavadores

ATRA®.

Los diversos productos de calidad de Presto agregan valor ya que minimizan el impacto

ambiental y ofrecen medios rentables para crear soluciones sostenibles y a largo plazo

que perduran con el tiempo. Gracias al reducido costo del ciclo de vida, la sostenibilidad

y los beneficios ambientales y estéticos, ofrecemos soluciones que permiten satisfacer

mejor las necesidades de nuestros clientes.

4.9.PRINCIPALES AREAS DE APLICACIÓN DE GEOWEB®

4.9.1. Estabilización y soporte de carga

Resuelve problemas en superficies de carreteras, estacionamientos y jardines utilizando

rellenos menos costosos y menos base, lo que permite reducir los costos de material de

relleno y base.

4.9.2. Muros de contención con vegetación

Crea muros de contención económicos con vegetación que prosperan y duran incluso en

condiciones de estabilización.

4.9.3. Protección de pendientes

El sistema de protección de pendientes GEOWEB® ofrece soluciones para resolver

problemas complejos de estabilidad de pendientes. La estructura tridimensional crea un

entorno estable para los materiales de relleno de terraplenes, lo que evita problemas

graves de erosión y ofrece soluciones de tierra profunda que no brindan los tratamientos

de superficie.

46

4.9.4. Protección de canales

El sistema de protección de canales GEOWEB® estabiliza y protege canales expuestos a

condiciones de erosión de todo tipo y puede diseñarse con tipos de relleno apropiados

para soportar las velocidades más altas.

Opciones de canales

Protección con vegetación: reemplaza las escolleras costosas y de alto

mantenimiento con vegetación estabilizada más económica que requiere menos

mantenimiento. Efectivo en canales de bajo flujo y cuando hay flujo de bajo a alto

intermitente. Gracias a la malla de refuerzo de la vegetación, el sistema GEOWEB®

con vegetación puede soportar velocidades de 30 pies/segundo (9 metros/segundo);

ideal para zanjas de drenaje, pantanos y canales de agua de lluvia.

Protección con agregado: el agregado confinado en el sistema GEOWEB® es más

estable que el no confinado. Como resultado, en lugar de usar escolleras de gran

tamaño y difíciles de manejar, puede emplearse relleno más pequeño y de menor

costo en condiciones de flujo que representan menos dificultades.

Protección con hormigón blindado resistente: las estructuras de GEOWEB®

rellenas de hormigón son ideales para canales expuestos a gran presión hidráulica. Se

vierte el hormigón en la estructura en el emplazamiento, lo que crea un sistema

flexible y fácil de instalar, aunque con un blindaje resistente que cuesta menos que los

sistemas con hormigón preformado.

Protección de múltiples capas: los canales GEOWEB® de múltiples capas con

vegetación crean muros de contención naturales y vivos que pueden soportar flujos

altos durante períodos cortos. Toleran una precipitación diferencial mientras que

mantienen la integridad estructural y son más fáciles y rápidos de instalar que los

típicos sistemas de bloque.

47

4.9.5. Estabilidad de pendientes sostenible

Los beneficios del confinamiento tridimensional son sustentabilidad a largo plazo con

vegetación, refuerzo de la capa superior del suelo y resistencia a condiciones de erosión

y fuerzas de deslizamiento. El sistema GEOWEB® brinda protección a largo plazo de

terraplenes de todos tipos:

Vegetación sostenible: el sistema refuerza la vegetación, aumenta la resistencia a

las fuerzas de erosión y evita el desarrollo de regueras originadas por la

concentración de flujos.

Agregado permeable: el confinamiento en la estructura de GEOWEB® permite

utilizar materiales más pequeños y menos costosos y sobre pendientes más

pronunciadas que en los casos en los que no hay confinamiento.

Protección por geomembrana: El sistema ofrece protección efectiva de cubierta

para las geomembranas impermeables. Un sistema de anclaje con tensores ofrece

soporte estructural y protege la integridad del recubrimiento.

Hormigón blindado resistente: Gracias al relleno de hormigón, el sistema

GEOWEB® es una alternativa menos costosa y flexible para la articulación de los

sistemas de bloque.

48

5. PROCESO INSTALACION DEL GEOWEB

5.1.PREPARACIÓN DE LA OBRA

Extraiga la vegetación existente de las pendientes y realice la contrabóveda.

Excave, moldee y extraiga el agua de la sección propuesta para el canal.

Coloque, compacte y moldee el relleno de tierra requerido.

Cave zanjas más profundas en el medio en la parte superior y el perímetro de la

pendiente, según sea necesario. Vea la Figura 1.

Figura 1. Excavación del canal

Fuente: http://www.prestogeo.com/

5.2.INSTALACIÓN DE SUBCAPA DE GEOTEXTIL

La mayoría de las aplicaciones de canales sin vegetación implica una capa de separación

de geotextiles entrelazada y no entrelazada en la superficie de subgrado. Si es necesaria,

49

esta capa de separación resulta esencial para el rendimiento del sistema del canal. Vea la

Figura 2.

Instale la capa de separación de geotextiles de conformidad con las instrucciones

del fabricante y asegúrese de que se mantengan los solapamientos mínimos.

Asegúrese de que el geotextil se coloque en zanjas perimetrales con más

profundidad en la parte media.

Ancle los bordes de la capa de separación de geotextiles de acuerdo con las

instrucciones del fabricante a fin de evitar el movimiento.

Figura 2. Colocación de Geotextil

Fuente: http://www.prestogeo.com/

50

5.3.COLOCACIÓN DE SECCIONES DE GEOWEB

Clave una fila de anclajes de estaca ATRA® a lo largo del borde superior del área

de protección propuesta para el canal. Deje un espacio entre los anclajes en los

centros predeterminados de las celdas únicas.

Extienda en forma parcial la sección GEOWEB® y coloque la celda final de la

sección sobre su borde de anclaje correspondiente. Asegúrese de que el brazo del

clip de la estaca ATRA® esté colocado sobre la pared de la celda. Vea la Figura 3.

Figura 3– colocación del anclaje ATRA

Fuente: http://www.prestogeo.com/atra_key

Expanda la sección GEOWEB® hacia las pendientes laterales del canal a lo largo de la

longitud especificada de la sección. Vea la Figura 4.

Sostenga las secciones totalmente expandidas en forma abierta usando uno de los

siguientes:

51

a) Anclajes de estaca ATRA®, estacas rectas o clavijas en J (permanentes o

temporales). Las herramientas de acción especializada están disponibles a través

de los distribuidores y representantes autorizados de Presto Geosystems para

acelerar el clavado de los anclajes de estaca ATRA®. Vea la Figura 5.

b) Rellene diversas celdas periféricas.

c) También pueden usarse otros métodos aceptables

Figura 5. Colocación de la sección GEOWEB®

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

Alinee e intercale los bordes de las secciones contiguas de GEOWEB®, asegurándose de

que las superficies superiores de las secciones contiguas estén niveladas.

Ajuste las secciones de GEOWEB® junto con el dispositivo de conexión para la ATRA®

key. Coloque la ATRA® key por las ranuras de las secciones sobrepuestas (una al lado de

otra), o donde se conectan las celdas (extremo a extremo), y ponga la llave en la posición

de "lock". Vea la Figura 6.

Cuando se conecten las secciones de GEOWEB® de extremo a extremo, subextienda

unas cuantas filas de la sección contigua para permitir la fácil colocación de las ATRA®

keys antes de extender totalmente la sección de conexión. Para colocación más fácil,

52

inserte la llave completamente por una celda antes de insertar por la celda contigua. Las

secciones contiguas también deben estar totalmente conectadas antes de rellenarlas.

Figura 6. Dispositivo de conexión para la ATRA® Key

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

El uso de las ATRA® keys reducirá considerablemente el tiempo de construcción y

ofrece ahorros comparado con las operaciones de engrapado.

Las secciones de GEOWEB® también pueden conectarse con engrapadoras neumáticas

ya sea una al lado de la otra o de extremo a extremo. La ATRA® key es el método de

conexión preferido.

El dispositivo de conexión para la ATRA® Key, y las engrapadoras neumáticas y grapas

están disponibles mediante Presto Geosystems y sus distribuidores o representantes

autorizados.

53

Figura 7. Dispositivo de conexión para la ATRA® Key

5.3.1. Instalación de Secciones de Geoweb® sobre superfices curvas e

irregulares

Método 1. Las secciones de Geoweb® pueden adaptarse fácilmente para cubrir

áreas curvas, variando el grado de extensión de las celdas a lo ancho de las

secciónes individuales. Vea la Figura 8.

Figura 8. Extension de una seccion en curva

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

54

Método 2: Variar progresivamente el grado extensión de las celdas a lo largo de la

sección realice un corte de campo en la sección extendida para conferirle el grado

requerido de estrechez. Vea la Figura 9.

Figura 9. Extension Trapezoidal de una sección

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.2. Conexión de Secciones de Geoweb®

Verificar que cada sección Geoweb® esté estirada a las dimensiones correctas.

Intercalar los lados y colocar frente a frente los extremos de las secciones

adyacentes, asegurándose de que la cara superior de las secciones adyacentes estén

a nivel.

55

Conecte cada una de las celdas intercaladas y contiguas al dispositivo de conexión

ATRA® key.

Coloque la ATRA key por las ranuras de las secciones sobrepuestas (una al lado de

otra), o donde se conectan las celdas (extremo a extremo), y ponga la llave en la

posición de "lock". Vea la Figura 10.

Cuando se conecten las secciones de Geoweb de extremo a extremo, sub-extienda

unas cuantas filas de la sección contigua para permitir la fácil colocación de las

ATRA keys antes de extender totalmente la sección de conexión. Para colocación

más fácil, inserte la llave completamente por una celda antes de insertar por la

celda contigua. Las secciones contiguas también deben estar totalmente conectadas

antes de rellenarlas.

Figura 10. Conecte las secciones de Geoweb con llaves ATRA.

Conecte lado con lado (A) y extremo con extremo (B).

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

El uso del dispositivo de la ATRA key reducirá considerablemente el tiempo de

construcción y ofrece ahorros comparado con las operaciones de engrapado.

Las secciones de Geoweb también pueden conectarse con engrapadoras neumáticas ya

sea una al lado de la otra o de extremo a extremo

56

El dispositivo de conexión para la ATRA® Key y las engrapadoras neumáticas están

disponibles mediante Presto Geosystems y sus distribuidores o representantes

autorizados.

5.3.3. Preparación de las secciones de tendones GEOWEB®

Las secciones GEOWEB® son abastecidas con ranuras en i de los tendones. Los

tendones deben ser entrelazados a través de las celdas adecuadas que le proveerán la

mejor distribución de la cantidad de tendones por diseño.

Los tendones individuales están, comúnmente, precortados a fin de permitir una

instalación eficiente. Marque los tendones con un marcador negro permanente según la

Tabla 5, Método de demarcación de tendones.

Coloque los tendones individuales a través de las ranuras para tendones en las secciones

GEOWEB® colapsadasantes de la extensión de la sección. Vea la Figura 11.

Figura 11. Inserción del tendón

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.4. Tendones de terminación y anclaje

57

Existen dos métodos estándares de tendones de terminación en un borde exterior de las

secciones GEOWEB®.

Tendón de terminación en el clip para tendón ATRA® Vea la Figura 12.

Lazo anudado: se usa para adherir tendones a un anclaje superior o de base. Vea

la Figura 12.

Se recomiendan el anclaje de estaca ATRA® y el clip para tendones ATRA® cuando se

los utiliza como un dispositivo de restricción. Anude el tendón alrededor y debajo de los

brazo del clip de la estaca ATRA®.

Figura 12. Terminación de tendones integrales

Figura 12 Anclaje final de tendones

58

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.5. Anclaje interno

Clave anclajes de estaca ATRA® adicionales con celdas selectas de la sección

GEOWEB® extendida en el espacio especificado. Vea la Figura 13.

Asegúrese de que el tendón esté debajo del brazo del clip de la estaca ATRA® y

clave el anclaje nivelado a la base de la celda.

El clavado final de los anclajes a lo largo de un solo tendón debe avanzar en

secuencia desde el anclaje de borde inicial (generalmente, en la parte superior). La

longitud del sendero de los tendones debe permanecer sin restricciones a fin de

evitar la tensión excesiva en los tendones.

El extremo sin restricciones del tendón debe terminar como se ilustra más arriba.

59

Figura 13 Anclas internas

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.6. Anclaje interno de tendones antideslizantes

Las secciones GEOWEB® pueden ser soportadas efectivamente en pendientes

acentuadas con un conjunto de anclas internas que se adhieren al sistema integral

de tendones. Comúnmente, las anclas internas incluyen lo siguiente:

a) Anclajes de estaca ATRA®

b) Clavijas en J

c) Varilla de acero para refuerzo

d) Anclajes de cable Duckbill®

e) Estacas de madera

El método recomendado de adhesión utiliza el anclaje de estaca ATRA® y el

nudo del gancho de amarre. Vea la Figura 14.

60

Figura 14. Conexión antideslizante de ganchos de amarre

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.7. Anclaje superior de los sistemas de tendones GEOWEB®

Los clips para tendones ATRA® transfieren la carga desde las secciones de

GEOWEB® a los tendones en tales casos. Vea la Figura 15.

Figura 15. Clips tendones ATRA

61

Comenzando desde la ubicación del primer tendón, cuente la cantidad de celdas

hasta el siguiente clip para tendones de ATRA® y repita a lo largo de esa fila de

tendones.

Repita el procedimiento en cada ubicación adicional de tendones.

Con todos los clips para tendones ATRA® colocados en la sección, entrelace los

tendones por las ranuras en i de las paredes de las celdas en la sección no

extendida.

Ubique la marca correspondiente en el tendón y posiciónelo en frente de la

pared de la celda. Sostenga el tendón y conéctelo al clip para tendones ATRA®.

Consulte la Tabla 6, Método de instalación de clips para tendones ATRA® para

leer las instrucciones sobre la instalación del clip para tendones ATRA® y amarre

de tendones.

Deje la longitud del sendero del tendón en el lateral de la pendiente ascendente

de la sección a fin de permitir la conexión al clip para el tendón ATRA®.

Repita el procedimiento en cada ubicación adicional de tendones.

Coloque la sección colapsada en la zanja de anclaje, asegure con estacas

temporarias o anclajes de estaca ATRA® y extienda cuesta abajo de la pendiente.

Ajuste la sección (o sea, una sacudida o dos de la sección extendida funcionan

bien) de modo que la sección y los tendones estén tensos de manera uniforme.

Finalice la parte inferior de cada tendón con un clip para tendones ATRA®.

Nota: la adhesión de clips para tendones ATRA® en los espacios requeridos

puede lograrse mientras la sección GEOWEB® se extiende previamente sobre

una superficie plana. La sección puede volver a colapsarse, adherirse al anclaje

de la parte superior e implementarse sobre la pendiente. Este método facilita la

instalación de las secciones en pendientes extremadamente pronunciadas. Vea

la Figura 17.

62

Figura 17. Enlace de tendones y fijación de clips para tendones ATRA

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.8. Colocación y Compactación del Relleno en el Geoweb®

El relleno de las secciones GEOWEB® puede comenzar cuando el trabajo de

anclaje esté completo.

Se puede utilizar un rango de tipos de equipos, según se ilustra en las Figura 18–

Figura 20.

Excavadora hidráulica (retroexcavadora), cargadora frontal, transportadora

Contenedor de grúa, conducto mezclador

Limite la altura de vertido del material de relleno a un máximo de 3' (90 cm).

Rellene desde la parte superior de la pendiente hacia la base.

Se requiere el desborde controlado de las celdas a fin de permitir que se consolide

y compacte el relleno.

Asegúrese de que el relleno quede nivelado con la superficie superior de las

celdas al momento de completar la instalación.

63

Figura 18. Excavadora

Figura 19. Cargador

Figura 20. Banda transportadora móvil, contenedor y con ducto

64

Compactar el material de relleno a la densidad especificada, con un equipo de

compactación convencional. Ver Figura 21.

Después de terminada la instalación, asegurarse de que se mantenga en todo

momento una capa mínima de agregados de 10 mm (0.4 pulg) encima de las

paredes de las celdas del Geoweb®. Esta capa superficial de agregados sueltos

debe ser nivelada y recibir un mantenimiento permanente.

Figura 21. Compactación del Relleno

NOTA: Cuando se utilice gravilla u otra piedra muy redondeada para el relleno y va a

tener tráfico directo sobre la superficie, mézclelo con 40% a 45% de arena para prevenir

el movimiento excesivo del material.

Opciones de rellenos:

Puede utilizarse una variedad de materiales de relleno, dependiendo de las características

de cada proyecto / problema:

• Suelo orgánico con disponibilidad de obtener diversas cubiertas vegetales

• Agregados que pueden ser desde arena y grava hasta piedras o rocas más grandes

• Concretos, morteros o mezclas de suelo - cemento; de diferentes resistencias y acabados

• El relleno disponible en obra

• Una combinación de los anteriores para responder a condiciones específicas

65

Fuente: http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools

5.3.9. Dimensiones y pesos de las secciones paletizadas GEOWEB®

Las secciones GEOWEB®, por lo general, tienen tres partes y están paletizadas para ser

enviadas a la obra. La Tabla 2 brinda dimensiones y pesos típicos de palés para un rango

de tamaños de secciones y celdas.

Tabla 1 Dimensiones y Pesos para Despacho de Secciones de Geoweb® de la Serie-V

Profundidad

de

Celda

Dimensiones del Paquete Peso Mínimo Peso Máximo

100 mm (4

pulg)

1070 mm x 1070 mm (42 pulg x 42

pulg)

400 kg (880 lb) 730 kg (1,600 lb)

150 mm (6

pulg)

1070 mm x 1070 mm (42 pulg x 42

pulg)

360 kg (800 lb) 660 kg (1,450 lb)

200 mm (8

pulg)

1070 mm x 1070 mm (42 in x 42

pulg)

400 kg (880 lb) 730 kg (1,600 lb)

Tabla 2 Volumen de Relleno para las Secciones de Geoweb®

Profundidad de Celda 100 mm (4 pulg) 150 mm (6 pulg) 200 mm (8 pulg)

Volumen (m³ / 100 m² de

área)

10.0

m3

15

m3

20.0

m3 Volumen (yd³ /100 yd² de

área)

11.1 yd³ 16.7 yd³ 22.2

llkmmy

dyd³

yd³

66

5.3.10. Herramientas y Equipo

El rendimiento de la instalación mejora significativamente con la selección apropiada del

equipo y herramientas de construcción. La guía siguiente se aplica a la mayoría de los

sistemas de Geoweb®. En algunos casos, herramientas o equipos especiales pueden

brindar ventajas adicionales.

Tabla 3 Herramientas Estándar de Construcción para la Instalación de un Sistema Geoweb®

Componentes

GEOWEB®

Herramientas

Mecánicas

Acabado del Concreto Equipo de Topografía

Dispositivo de conexión

para la ATRA® Key

Perforadora para

servicio pesado

Aplanadora mecánica Nivel automático

Anclajes y Clips

ATRA® Key

Sierra circular Aplanadora manual Trípode

Herramientas manuales Martillo neumático Badilejos de acero Sistema de rayos láser

Rastrillos y emparejadores Engrapadora

Stanley-

Bostitch

Vibradores Equipo de

comunicación radial

Martillos Generador de gas Marcadores + envases

de

aerosol

Equipo para Excavación y Manipulación de Material

Por lo general, se emplean excavadoras convencionales, cargadoras frontales,

miniexcavadoras y cargadoras compactas, equipadas con cubetas de bordes lisos para la

instalación de los sistemas GEOWEB®. El relleno de las secciones GEOWEB® también

puede realizarse con transportadores, conductos y contenedores. Como regla, la rapidez

general de instalación se relaciona directamente con la velocidad y eficiencia de la

colocación y compactación del relleno.

67

Equipo de Compactación

La compactación de las superficies de las pendientes antes de la instalación del sistema

GEOWEB® se lleva a cabo, normalmente, con lo siguiente: 1) accesorios del

compactador de placa vibratorio para las retroexcavadoras, 2) un cabestrante móvil en la

parte superior de la pendiente para respaldar un rodillo o compactador de placa o 3) pisón

manual. La precompactación de la pendiente se realiza, principalmente, para minimizar el

desprendimiento de partes flojas del suelo o materiales de relleno acumulados.

68

6. VENTAJAS

En sistemas revegetados, las perforaciones permiten que las raíces atraviesen las

paredes del GEOWEB®, obteniéndose una estructura integral aún más estable contra

los eventos hidráulicos de periodos cortos; y las indentaciones contribuyen al

microconfinamiento de la porción de finos de los suelos, así como a la retención de la

humedad por efecto de la tensión superficial del agua.

Las perforaciones de las celdas facilitan el drenaje del material de relleno

paralelamente a la pendiente del talud. En condiciones saturadas, la remoción del

exceso de agua aumenta la fricción en el relleno, reduciendo las fuerzas de

desplazamiento hacia abajo, lo que proporciona un sistema más estable.

En el caso de relleno con agregados, las perforaciones crean mayor resistencia de

fricción entre el material de relleno y las paredes indentadas y perforadas de las

celdas, obteniéndose una mayor resistencia a la socavación y arrastre.

Con relleno de concreto, las indentaciones y perforaciones hacen que el relleno se

trabe con las paredes de las celdas, incrementando la resistencia a la fricción y

obteniéndose un mejor talud armado.

69

7. CONCLUSIONES

Mejora significativamente la performance hidráulica de los materiales de protección

convencionales tales como agregados, enrocados y revegetación, confinándolos

dentro de una estructura celular.

Puede proporcionar una losa de concreto flexible como revestimiento resistente y de

baja fricción para canales.

Puede diseñarse para condiciones especiales de obra teniendo en cuenta la

compatibilidad con los requerimientos ambientales, ecológicos y estéticos locales, los

caudales máximos previstos, y los esfuerzos hidráulicos resultantes.

La rugosidad superficial y la eficiencia hidráulica del sistema de revestimiento

pueden variarse para controlar el flujo.

70

8. BIBLIOGRAFIA

Ven Te, Chow, "Hidráulica de canales abiertos", Editorial Diana, México, 1983. ISBN 968-13-

1327-5)

"International Institute For Land Reclamation And Improvement" ILRI, Principios y Aplicaciones

del Drenaje, Tomo IV, Wageningen The Netherlands 1978.

Bolinaga, J. J. “Drenaje Urbano” INOS, Caracas 1979

http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/mini-curso-de-diseno-de-canales-con-regimen-uniforme-

parte-ii-consideraciones-generales/

http://www.prestogeo.com/

http://www.prestogeo.com/atra_key

http://www.prestogeo.com/installation_guides_tools