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CURSO PRACTICO SOBRELAGUNAS DE ESTABILIZACION:
TEORIA, PRACTICA, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
ORGANIZADO POR:ASOCIACION ECUATORIANA DE INGENIERIA
SANITARIA Y AMBIENTAL, AEISA Y LAUNIVERSIDAD LAICA VICENTE ROCAFUERTE DE
GUAYAQUIL
12 al 24 de Mayo 2003Guayaquil, Ecuador
SEMINARIO SOBRETRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DETIERRAS
Fabian Yanez, Ph.D.CONSULTOR
MOVIMIENTO DE TIERRAS
• Movimiento de tierras y diseño de los diques requiereasesoría de Geotécnicos o Ingenieros de Mecánica desuelos
• Se requieren perforaciones y muestreos paracaracterizar el tipo de suelo
• Taludes de diques, tipo de material a emplearse yforma de impermeabilización, debe ser efectuadodespués de las correspondientes pruebas de mecánicade suelos
• Cuidadoso estudio para manejo de los estratos y elbalance entre corte y relleno: 80% del costo de la obra
ESTUDIOS NECESARIOS PARA ELMOVIMIENTO DE TIERRAS (1)
• TOPOGRAFIA DETALLADA, UBICACIÓN Y GEOLOGÍA• ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS
– Lagunas conformadas sólo en excavación(enterradas)
– Lagunas conformadas en excavación y terraplenes(semienterradas)
– Lagunas conformadas con diques en terraplén• MINIMIZACION DEL VOLUMEN DE SUELOS A
MANEJARSE– Manejo de estratos y mezclas– Balance de volúmenes de corte, terraplenes
compactados y material para impermeabilización
LAGUNA ENTERRADA
NIVEL DEL TERRENO
LAGUNA SEMI ENTERRADA CONBALANCE DE CORTE Y RRELLENO
NIVEL DEL TERRENO
LAGUNA CON DIQUES EN TERRAPLENTODO EL MATERIAL DE DIQUES ES IMPORTADO
NIVEL DEL TERRENO
VOLUMEN DE DIQUES COMPACTADOS
0
50000
100000
150000
200000
250000
POBLACION DE DISEÑO
m3
CON CORTE 15973 27002 52690 85502 135357 237884
SIN CORTE 29071 40913 65809 95575 139033 225980
10000 20000 50000 1E+05 2E+05 5E+05
ALTURA DE CORTE PARA BALANCE DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
POBLACION DE DISEÑO
ALTU
RA D
E CO
RTE,
m
CORTE 1.217 0.981 0.705 0.533 0.395 0.262
10000 20000 50000 1E+05 2E+05 5E+05
ESTUDIOS NECESARIOS PARA ELMOVIMIENTO DE TIERRAS (2)
• ESTABILIDAD GEOTECNICA– Resistencia física y mecánica de taludes
• Tubificación, Oleaje, Pendiente mínima (resistencia alcorte), asentamiento
– Resistencia física y mecánica del fondo• Tubificación, Falla de capacidad portante (suelos
saturados)
• ESTANQUEIDAD– Suelos impermeables– Geosintéticos
COMPONENTES DEL ESTUDIO DEMECANICA DE SUELOS
TRABAJOS DE CAMPO– Profundidad de la investigación– Tipo de muestreo
TRABAJOS DE LABORATORIO– Ensayos de clasificación– Ensayos de resistencia (compresión simple –
penetración estándar)– Ensayos de permeabilidad (en campo y laboratorio)
PRUEBAS DEL ESTUDIO DE MECANICA DESUELOS
• Perforación con muestreo y ensayo de penetraciónestándar (o pozos a cielo abierto)
• Toma de muestras inalteradas con tubo Shelby• Granulometría, límite plástico y límite líquido• Límite de contracción• Compactación• Peso específico• Presión de expansión (controlada)• Permeabilidad en material compactado• Triaxial U.U.• Contenido de agua• Informe y recomendaciones
COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD
TIPO DE SUELO m/s mm/día Para 1.50 m
Arcilla < 10-9 < 0.09 17361 días
Arcilla arenosa 10-9 - 10-8 0.086 - 0.864 17361 - 1736 días
Limo 10-8 - 10-7 0.864 - 8.64 1736 - 174 días
Turba 10-7 - 10-6 8.64 - 86.4 174 - 17 días
Arena fina 10-6 - 10-4 86.4 - 8640 17 - 1.7 días
Arena Gruesa 10-4 - 10-3 8640 - 86400 1.7 - 0.17 días
Arena gravosa 10-3 - 10-2 86400 - 864000 4 - 0.4 horas
Grava > 10-2 >864000 <25 minutos
ESTABILIDAD GEOTECNICADiseño de los taludes
• Los taludes, su máxima pendiente• Los taludes y su estabilidad a la acción directa
de las aguas• Los taludes y su estabilidad a la tubificación• Su estabilidad a los agrietamientos• Su deslizamiento orginado por su peso y las
fuerzas de filtración• Su estabilidad a la licuefacción• Los terraplenes y su estabilidad a los
asentamientos• Los taludes y terraplenes en su concepción
constructiva: las especificaciones
EL FLUJO DE AGUAQue se debe considerar
• El caudal de infiltración a través de lazona de fluijo
• La influencia del flujo de agua sobre laestabilidad general de la masa del suelo através de la que ocurre
• Las posibilidades del agua de infiltraciónde producir arrastres de material sólido,erosiones, tubificación, etc.
RESISTENCIA DE LOS SUELOS A LATUBIFICACIÓN
RESISTENCIA TIPO DE SUELO Indice de
Plasticidad
Gran resistencia Arcillas plásticas muy bien compactadas Ip > 15
a la tubificación Arcillas plásticas con compactación diferente Ip > 15
Arenas bien gradeadas o mezcla de arena y grava,
con contenido de arcilla de plasticidad media bien Ip > 8
compactada
Resistencia media Arenas bien gradeadas o mezcla de arena y grava,
a la tubificación con contenido de arcilla de plasticidad media Ip > 8
deficientemente compactadas
Mezclas no plásticas bien gradeadas o deficientemente
compactadas, de grava, arena y limo Ip < 6
Mezclas no plásticas bien gradeadas y deficientemente
compactadas de grava, arena y limo Ip < 6
Baja resistencia Arenas limpias, finas y uniformes deficientemente
a la tubificación compactadas Ip < 6
Arenas limpias, finas y uniformes bien compactadas Ip < 6
FLUJO DE AGUA A TRAVES DE LOS TERRAPLENES
PROTECCION CONTRA FALLAS MASFRECUENTES EN LOS TERRAPLENES
ACCION DIRECTA DE LAS AGUAS– Utilizar una berma suficiente– Utilizar una cobertura adecuada en los taludes
TUBIFICACION– Diseño adecuado del terraplén– Utilizar suelos con resistencia adecuada a la tubificación
AGRIETAMIENTOS– Uso de suelos con buena resistencia a los agrietamientos
• Limos IP < 10, LL < 30%• Arcillas IP < 15
DESLIZAMIENTO DE TALUDES– Diseñar con un factos de deslizamiento > 3
PROTECCION CONTRA FALLAS MASFRECUENTES EN LOS TERRAPLENES
LICUEFACCION– No utilizar limos con IP < 6 ni arenas finas
uniformesASENTAMIENTOS
– Proveer una sobre altura para compensar elasentamiento
MATERIALES DE CONSTRUCCION– Utilizar suelos adecuados
CONSTRUCCION– El fiscalizador debe asegurar que se cumplan
los requisitos de diseño
LOS GEOSINTETICOSEl porqué de su uso
• Son frecuentemente necesarios• Son rápidamente instalados• Generalmente reemplazan a materiales de
la naturaleza• Facilitan el diseño• Su uso es muy apropiado cuando se
intensifica en el mundo la protección almedio ambiente
LOS GEOSINTETICOS Y LASGEOMEMBRANAS
El uso de geotextiles por agujas colocados sobreel suelo excavado provee los siguientesbeneficios a la geomembrana y obra en general:
– Area de trabajo limpia– Aumento en la resistencia al punzonamiento– Mayor resistencia a la fricción entre geomembrana y
suelo– La selección adecuada del geotextil permitirá el
drenaje de agua ascendente o gases que se generandebajo de la geomembrana. En estos casos serequieren gotextiles no tejidos punzonados poragujas, georedes o geocompuestos
LAS GEOMEMBRANAS: revestimiento flexible obarrera flexible de muy baja permeabilidad
CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS:– Permeabilidad (K) entre 1E-10 a 0.5E-13 cm/s– Espesor entre 0.5 mm (20 mils) y 2.5 mm (100 mils)– Resistencia al ozono y rayos ultravioleta– Compatibilidad química– Resistencia a la tensión, al rasgado, impacto,
punzonamiento– Fricción entre el suelo y geomembrana– Estabilidad al ataque biológico– Comportamiento adecuado frente a cambios
térmicos
ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS
Son imprescindibles para un adecuadodiseño
Estudios geotécnicos son complicados
Necesario contratar a un Ingeniero deSuelos
FIN DE LA PRESENTACION
Gracias por su atención
Preguntas por Favor