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Diseño y aspectos constructivos de
muros colados en presas CFRDEn este trabajo se exponen algunas experiencias recientes en la construcción de los muros
colados, algunos criterios utilizados en su diseño, su auscultación y distintas medidas
tendientes a la mejor obtención de los objetivos buscados. La experiencia alcanzada en los
proyectos desarrollados en nuestro país brindan una importante base de información a ser
utilizada en futuros proyectos.
DISEÑO Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE MUROS COLADOS EN PRESAS CFRD
RESUMEN: La mayoría de las presas CFRD que son presentadas en la literatura técnica
se construyen vinculando la cara de hormigón al plinto fundado en roca. Las losas de la
cara de hormigón, el plinto y la cortina impermeable complementan los elementos estancos
en el diseño de estas presas. En la región cordillerana de Chile (Puclaro, Santa Juana y El
Bato) y Argentina (Potrerillos y Los Caracoles) se han construido en los últimos años varias
presas del tipo CFRD fundadas sobre mantos aluviales de importantes espesores, lo cual no
es usual en otras partes del mundo; asimismo algunos de los proyectos hidroeléctricos de
nuestro país, en curso de concreción, contemplan igual solución. Con el objeto de
impermeabilizar el aluvión de fundación de la presa se han construido muros colados que
se vinculan con la cara de hormigón a través del plinto flotante fundado sobre el propio
cauce aluvial. Las losas de la cara de hormigón, el plinto flotante, el plinto en roca en los
estribos, el muro colado y la cortina de impermeabilización por debajo de éste último
completan el diseño de los órganos de estanqueidad en estas presas.
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INTRODUCCIÓN
En la mayoría de la construcción de presas de embalse, se considera como uno de los
principales criterios de diseño, la impermeabilización de la presa propiamente dicha, su
fundación, las márgenes donde la presa se implanta y el contacto entre las distintas partes de
la misma.
En general, las presas se fundan sobre mantos impermeables, o relativamente impermeables,
de macizos rocosos de distinta calidad, los cuales reciben el tratamiento de
impermeabilización correspondiente. Los criterios de diseño contemplan la excavación de
los materiales que se encuentran por sobre los niveles rocosos, para implantar la presa de
embalse, según la solución de diseño que haya sido considerada.
No obstante, existen otras situaciones en donde los niveles de roca, considerados
relativamente impermeables, se encuentran a una distancia tal que no pueden ser alcanzados por la excavación convencional, siendo necesario implementar un método alternativo para
alcanzar los niveles definidos. Los materiales ubicados entre el nivel de fundación de la presa
y la roca subyacente, están normalmente constituidos por aluviones naturales de diferentes
características y granulometrías.
El método alternativo que se ha utilizado, responde a la técnica del “muro colado” o “pared
moldeada”, constituido por un muro de hormigón que vincula la estructura de estanqueidad
o cara de hormigón de la presa, con el estrato inferior, techo de roca o materiales de fundación
considerados estancos, en términos relativos.
No obstante, cabe mencionar que en algunos proyectos se han utilizado técnicasalternativas
de impermeabilización, para el tratamiento de este sector, como por ejemplo inyecciones en
aluviones (técnica de tubos de manguito), las cuales son ejecutadas en varias líneas y con
tecnología altamente especializadas, debiendo enfrentar la heterogeneidad que normalmente
caracteriza estos materiales.
En general las presas que se construyen adoptando la solución de muro colado, corresponden
a presas de materiales sueltos, atendiendo a que las presas de hormigón, por los niveles de
tensión que trasmiten a la fundación requieren su fundación en roca sana y, en consecuencia,
cuando el espesor de aluviales es importante se eligen soluciones de presas con materiales
sueltos.
En la región cordillerana de Argentina y Chile existen una serie de proyectos, en general
correspondiente a presas CFRD, ubicados en valles con importantes espesores de materiales
aluviales, los cuales suministran un excelente material para la construcción de los terraplenes
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de la presa, pero imposibilitan la fundación de la estructura de cierre (plinto) sobre roca en
todo su recorrido, siendo necesario recurrir a soluciones de cierres indirectos, con la
utilización de muros colados.
El muro colado es un elemento estanco, embutido en los aluviones de fundación,
relativamente más permeables, que contienen e imponen las deformaciones al mismo
producidas por las cargas gravitatorias en la etapa constructivas de la presa y las cargas del
embalse en la etapa de llenado y operación del embalse. El diseño debe contemplar la
vinculación y compatibilidad de deformaciones de esta membrana estanca con los elementos
estructurales con los que se vincula.
Los proyectos desarrollados, y actualmente en operación, permiten formular una serie de
recomendaciones que pueden ser utilizadas para proyectos similares, considerando que una
gran parte de las presas cuya ejecución se plantea en nuestro país, han contemplado la
utilización de muros colados.
USO DE MUROS COLADOS EN PRESAS
La utilización de muros colados como parte del proyecto definitivo, formando parte del
tratamiento de fundación de una presa, es una técnica usualmente utilizada para alcanzar dos
objetivos principales:
1. Conformar una estructura resistente a la erosión, colocándose al pie de vertederos, por
ejemplo, para lo cual se implementan anclajes horizontales a los efectos de su adecuado
comportamiento frente a cargas asimétricas en ambas caras del muro.
2. Conformar una estructura para impermeabilizar mantos de suelos relativamente
permeables, como aluviones de río, constituyendo un elemento de cierre.
Cuando al muro colado se lo utiliza para la impermeabilización de aluviales, el mismo debe
será adaptado a las características de la presa.
Es así que en el caso de presas con núcleos centrales de suelos impermeables, el
muro colado se incorpora por debajo del núcleo, logrando un cierto solape entre
ellos.
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Figur a 1 – Muro c olado en presas co n núcleo
Por el contrario, en aquellas presas en donde el elemento de estanqueidad está
constituido por un revestimiento en el talud de aguas arriba, como las presas con
cara de hormigón, el muro colado se posiciona en el alineamiento correspondiente
al pie del talud, siendo necesario establecer un elemento de vinculación entre
ambos para conformar el cierre estanco. En la siguiente figura se muestra la
disposición del muro colado para la presa de El Bato.
Figur a 2 – Presa El Bato – Muro colado al pie del talud de aguas arr iba
En ambos casos el muro colado alcanza, por su extremo inferior, un manto
considerado, en términos relativos, estanco con respecto al material que lo cubre, o
la profundidad definida por el diseño. Normalmente el manto impermeable está
constituido por el “bed rock” que conforma el fondo del valle, cubierto por material
aluvial.
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EXPERIENCIAS CERCANAS
Si bien en la bibliografía no existen demasiados proyectos en donde ha sido utilizada
la técnica de muros colados, es destacable que en nuestra región se han presentado
varios proyectos, ejecutados recientemente, donde estos procedimientos han sido
utilizados, localizados en la zona cercana a la Cordillera de los Andes.
Nos referimos específicamente a las presas de Potrerillos y Los Caracoles
(Argentina) y las presas de Puclaro, Santa Juana y El Bato (Chile). Casualmente
estas presas corresponden a soluciones tipo CFRD (presas de gravas con cara de
hormigón), donde existen una serie de aspectos comunes que pueden aportar
importante experiencia a ser utilizada en futuros diseños. En todos estos casos los
muros colados se construyen aguas arriba de la presa con cara de hormigón,
logrando la vinculación entre ambas por medio de un plinto sobre gravas,
denominado plinto flotante.
En el siguiente cuadro se realizar un resumen de las principales características que
han sido adoptadas para cada una de estas presas.
SantaJuana
Puclaro El Bato Potrer i lloLosCaracoles
País Chile Chile Chile Argentina Argentina
Provincia /Región III Región IV Región IV Región Mendoza San Juan
Río Vallenar Elqui Illapel Mendoza San Juan
Tipo de presa CFRD CFRD CFRD CFRD CFRD
Altura presa (m) 103 80 56 120 136
Profundidad aluvial (m) 30 113 100 65 47
Profundidad murocolado (m)
30 60 40 65 47
Espesor muro colado
(m) s/d 0,80 0,80 1,00 0,80
Año de puesta enservicio
1995 2000 2010 2006 2009
Tabla 1 – Resum en de característic as prin cip ales presas cons ideradas
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CRITERIOS DE DISEÑO
La necesidad de fundar una presa de materiales sueltos sobre un valle de
importante espesor aluvial, utilizándose la técnica del muro colado, implica la
necesidad de utilizar criterios de diseño y construcción particulares que contemplen
esta situación.
Algunos aspectos particulares a ser considerados son los siguientes:
1. a) La construcción de muros colados responde a una tipología de trabajos,
donde la obra ejecutada no puede ser inspeccionada en forma directa, por estar
ubicada dentro del terreno. Resulta sumamente conveniente que los controles
usuales durante la ejecución (control de profundidad y verticalidad, control de
armaduras incorporadas, control del hormigón utilizado para el llenado, control
de las juntas, etc.), sean acompañados con controles posteriores a la ejecución,
tal como: perforación con extracción de testigos del hormigón del muro y de su
contacto con la fundación; perforación de las juntas entre paneles para verificar
estos contactos; ejecución de inyecciones de cemento en la roca donde el muro
se empotra; etc.
2. b) La propia estructura del muro colado, y su vinculación con la cara de
hormigón, que constituyen la cadena de elementos estancos de la presa, no
resultan accesibles durante su vida útil, con excepción de que el embalse
pueda ser totalmente vaciado, lo cual no es la situación usual. En tal sentido,deben ser consideradas distintas medidas de diseño, incluso redundantes, para
tratar de alcanzar las condiciones de funcionamiento establecidas, aun cuando
puedan presentarse defectos menores durante la vida útil de las estructuras.
A continuación se presentarán algunos criterios particulares de diseño y
construcción que permitirán considerar distintas soluciones utilizadas.
Profundidad de Muro Colado
En algunos casos el muro colado llega hasta el estrato rocoso de fundación,intentando cerrar la totalidad del manto permeable de la fundación de la presa, como
es el caso de Potrerillos, Los Caracoles o Santa Juana. La estanqueidad de la presa
se completa con una cortina impermeable profunda por debajo del contacto del muro
colado con la roca y que se ejecuta con caños camisa previstos con este objetivo
en el propio muro.
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En otros proyectos, como por ejemplo Puclaro y El Bato, se ha considerado el cierre
parcial del manto aluvial, con un muro colado que provoca el alargamiento de las
líneas de escurrimiento, pero no el cierre total del manto permeable. En el caso de
la presa Puclaro la profundidad del techo de roca es del orden de los 100m y el
cierre se realizó hasta 60m aproximadamente quedando el resto del cauce con un
material aluvial, de menor permeabilidad, sin tratamiento. En la Presa El Bato la
potencia de los aluviones es también del orden de 100m y el muro colado se
construyó hasta un 40 % del total de la profundidad máxima registrada, buscando
reducir subpresiones y caudales generados por la filtración. La presa de Santa
Juana, terminada en 1995, del tipo CFRD y de 114m de altura se fundó sobre un
manto aluvial de 30m de profundidad y el muro colado se construyó hasta la roca
basal.
Ambos criterios son aceptables y pueden ser aplicados, si los estudios específicosde ingeniería demuestran la viabilidad y aceptabilidad de los mismos. Naturalmente
que la decisión sobre uno u otro criterio, estará fuertemente condicionada por la
profundidad del manto aluvial existente en el sitio adoptado para la presa y los
procedimientos constructivos adoptados. Cuando se busca que el muro colado
cierre la totalidad del manto aluvial, se penetra en el manto rocoso inferior, una cierta
profundidad, para lograr un cierre “hidráulico” del mismo.
Un aspecto a considerar tiene que ver con la posibilidad de vías preferenciales de
circulación de agua en los aluviones por debajo de la cota de muro colado deproyecto y el probable riesgo de migración de materiales en la fundación. Estas vías
preferenciales son bastante frecuentes de encontrar en excavaciones de aluviones
donde se presentan mantos de gravas y/o bloques concentrados de mayor
permeabilidad. En algunos casos los sectores de mayor permeabilidad se registran
también durante la ejecución de estudios previos de permeabilidad donde no se han
podido ejecutar estos ensayos por la gran absorción del pozo o bien en la propia
construcción de muros colados donde ha habido importantes pérdidas de lodo
bentonítico.
Material del Muro Colado
El diseño de los muros colados para este tipo de solución, normalmente considera
el uso de hormigón convencional que es reforzado con armadura, a los efectos que
la estructura sea lo suficientemente dúctil para adaptarse a las deformaciones del
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aluvión y a su vez posea la resistencia necesaria para las solicitaciones a las que
se encuentra sometida.
No obstante existen algunos casos, en donde se ha utilizado un hormigón plástico,
cuya principal finalidad es la de adaptarse a deformaciones que por cargas
estáticas, o dinámicas, puedan incidir en el mismo. Este es el caso de Potrerillos en
donde por debajo del hormigón convencional armado, se ha colocado un hormigón
plástico que se adaptaba a los estados de deformación y tensiones impuestas y que
a su vez facilitaba el proceso constructivo.
Otra técnica complementaria que ha sido utilizada, asimismo en Potrerillos, se
refiere al empleo de un tratamiento de impermeabilización con la metodología de
Jet Grouting en las ventanas triangulares que se forman con el perfil de techo de
roca de mucha pendiente y donde se dificultaría la excavación con cuchara.
Merece mencionarse asimismo, que la técnica del Jet Grouting ha sido utilizada
para realizar un tratamiento en algunas presas en operación (por ejemplo Paso de
las Piedras, Provincia de Buenos Aires), para implementar el control de algunas
líneas preferenciales de filtración que afectaban el cuerpo de la presa.
Tratamiento Inferior del Muro Colado
Como se explicó la estanqueidad de la fundación se completaba con una cortina de
inyecciones profundas por debajo del contacto del muro colado y techo de roca. En
este contacto, durante el proceso de control se ha detectado la presencia de detritos
rocosos remanentes del proceso constructivo, restos de materiales finos que
pudieron haberse derrumbado de las paredes de la excavación durante el proceso
de colocación de armadura u hormigonado.
Estas discontinuidades decidieron tratarse de alguna forma una vez confirmada la
debilidad del contacto. En la Presa Potrerillos, luego del tratamiento con Jet –
Grouting y antes de realizar la cortina de inyecciones, se implementó un sistema de
extracción de estos materiales residuales introduciendo un doble ducto donde se
inyectaba aire a presión en uno de ellos y por el otro caño se producía el “barrido” y
extracción del material residual por efecto Venturi y con una herramienta
especialmente diseñada denominada “sorbona”. Luego estas zonas de contacto,
libres de material residual, se inyectaban a presión. La construcción de la cortina
profunda a posteriori y las perforaciones con extracción de testigos demostraron la
eficiencia de este tratamiento.
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En la Presa Los Caracoles el tratamiento se optimizó y se ejecutó en forma
sistemática en todos los paneles. En las fotos se indica parte de la secuencia de
lavado o extracción de materiales residuales y el proceso de inyección de los
contactos.
Figur a 3 – Elementos p ara tratamiento de contacto paneles-roca
En ambas presas la eficiencia del tratamiento se pudo verificar con la caída de los
niveles piezométricos aguas abajo del muro colado. Este tratamiento cumple con la
principal función de vincular el muro colado con la roca inferior, eliminando la
posibilidad de ocurrencia de ventanas abiertas que puedan permitir el paso de
filtraciones hacia aguas abajo del cierre estanco y la probable migración de estos
materiales residuales.
Vinculación de Muro Colado con Cara de Hormigón
La vinculación superior del muro colado con la cara de hormigón que conforma el
órgano de estanqueidad de la presa, se realiza por medio de una estructura
denominada “plinto sobre gravas”, “plinto articulado”, o “losa de pie”.
La necesidad de desarrollar el plinto sin colocarlo sobre roca, como es usual en las
distintas presas CFRD, se implementa en el proyecto Salvajina (Colombia) donde,
para una parte del proyecto, fue necesario apoyarlo sobre suelos residuales.
Posteriormente se utilizó una estructura similar para la vinculación de muros colados
en aluviones con la cara de hormigón.
Considerando que el muro colado puede ser considerado estanco en sí mismo, al
igual que la cara de hormigón sobre la presa de materiales sueltos, los principales
criterios de diseño del plinto sobre gravas deben tener en cuenta los siguientes
aspectos:
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1. a) La correcta relación del plinto con los otros dispositivos de estanqueidad:
muro colado, plinto sobre roca, cara de hormigón. b) La consideración de
características mecánicas suficientes para enfrentar las deformaciones y
solicitaciones que puedan imponerse a la estructura c) La ejecución con
materiales estables en el medio y condiciones en que se emplazará la obra. d)
La construcción sin complejidades innecesarias, y con la posibilidad de
previsión de tiempos y recursos. e) La disposición de medidas de seguridad
complementarias, incluso redundantes, para asegurar su futuro
funcionamiento.
La estructura de plintos sobre gravas está constituida por elementos de hormigón
armado que deben permitir las distintas deformaciones que la pueden afectar, ya
que el muro colado está sometido principalmente a cargas, y por lo tanto también a
deformaciones, horizontales, en el sentido del flujo.
Por su parte la cara de hormigón acompaña en su movimiento al terraplén de la
presa y, en tal caso, las deformaciones son primordialmente verticales.
El elemento de vinculación debe permitir compatibilizar ambas deformaciones, a la
vez que mantener la estanqueidad del conjunto. El esquema de funcionamiento es
el que se muestra en la siguiente figura.
Las dimensiones normalmente adoptadas para esta estructura de vinculación son
de un espesor del orden de 0,6 a 1 metro y longitudes en el orden de 6 a 10 metros.
En función de la longitud asignada pueden ser adoptadas 1 o 2 juntas longitudinales.
El diseño y construcción del plinto sobre gravas presenta también posibilidad de
diferentes criterios. En algunos casos, esta estructura se resuelve por medio de
vigas continuas a lo largo del valle, en tanto que en otras estructuras se implementa
por medio de las mismas vigas, con juntas en el sentido del flujo. Esta segunda
opción se adapta mejor a situaciones en donde sean esperables asentamientos
diferenciales importantes, ya que, al igual que en el sentido longitudinal, puede
amoldarse también en sentido transversal.
La estanqueidad del plinto sobre gravas, y su vinculación con muro colado y cara
de hormigón, está definida por los siguientes elementos:
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1. a) Juntas estancas entre las distintas piezas de hormigón. b) Disposición de un
material fino, no plástico, sobre la estructura que puede colaborar en el sellado
ante algún problema con las juntas.
Las juntas utilizadas son similares a las utilizadas para vinculación entre el plinto ylosa, presentándose en la siguiente figura.
Figur a 4 – Esquemas de juntas en pl into sobre gravas
El sistema de juntas integra una lámina inferior de cobre tomada dentro de las
piezas de hormigón y una junta superior constituida por un sellador bituminoso
conformado y limitado por una lámina de hypalon.
El plinto sobre gravas está construido sobre un material similar al de apoyo de lacara de hormigón, denominado material 2 y sobre el mismo se coloca el material
denominado 1, que incluye materiales finos, sin plasticidad y sin compactación, tal
como por ejemplo limos.
En el supuesto caso de que alguna parte de las juntas de cobre se dañe
generándose una filtración a través del plinto sobre gravas, ésta arrastrará el
material fino que pasando por el orificio generado por el daño, será controlado por
el material 2 subyacente, ya que al cumplir con la ley de filtros no podrá ser
arrastrado a través del mismo. De esta forma el material 1 generará el sellado de lazona dañada.
Sistema de Auscultación
Los instrumentos colocados para implementar el Sistema de Auscultación de los
muros colados, así como el plinto sobre gravas que lo vinculan con la cara de
hormigón, contemplan principalmente la medición de presiones y deformaciones.
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El control de las presiones, tanto aguas arriba como aguas abajo, del muro colado
permite evaluar la eficiencia del muro, en función de la pérdida de carga asociada a
la presencia del mismo.
En el caso de que los muros colados sean colocados en el pie de presas CFRD,
vinculándose a la cara de hormigón por medio de un plinto flotante, se implementan
también medidores de deformaciones triaxiales en las juntas, que relevan las
deformaciones relativas entre las piezas que componen el cierre estanco.
En el caso de Potrerillos se ha implementado, asimismo, la colocación de
clinómetros en el plano del muro, los cuales indican las deformaciones relativas del
mismo en su plano. La interpretación de las lecturas de estos instrumentos no
resulta sencilla atendiendo a la imposibilidad de confirmar un punto fijo, a partir del
cual se releven las deformaciones.
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
En el presente punto se plantean aquellos aspectos constructivos relacionados con
la construcción de muros colados en las presas de Potrerillos y Los Caracoles,
donde los autores han tenido participación y donde se han presentado situaciones
especiales, dignas de destacar, a partir de la experiencia recogida.
Excavación de Muros Colados
La excavación de los materiales correspondientes a los aluviales, donde se debe
implantar el muro colado se realiza principalmente con dos métodos: cucharas de
almeja o hidrofresa.
Las cucharas de almeja consisten en una excavadora con mandíbulas que extrae
el material de la excavación por la propia rotura y elevación del elemento de
extracción.
La hidrofresa basa su funcionamiento en la rotación en sentidos opuestos, de dos
ruedas casi tangentes entre sí y dotadas de dientes cortadores, las que al rotar, van
desgastando los materiales que luego son elevados a la superficie por la circulacióndel lodo dentro de la excavación. En la siguiente figura se muestran los equipos
usuales de excavación.
Los métodos de excavación son usualmente acompañados de la utilización de
cinceles para rotura de los terrenos más duros, los cuales actúan impactando por
peso propio.
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Tanto para el caso de Potrerillos como Los Caracoles se han utilizado equipos de
cucharas de almeja para la excavación.
Figura 6 – Excavado ra cuchara de almeja (izqu ierda) e hidrofr esa (derech a)
Caso Particular: Potrerillos
Una especial consideración debe realizarse con respecto a la presa el Potrerillos,
donde el área a cubrir con el muro colado tenía una conformación geométrica
marcada por fuertes pendientes laterales de la roca que conforma las márgenes.
La situación mostrada en la figura precedente es representativa de la situación que
tuvo que enfrentar la construcción de este muro.
En margen derecha el techo de roca es horizontal a ligeramente inclinado con muy
bajo ángulo hacia la parte central. Por el contrario en la parte opuesta, en margen
izquierda, la pendiente es abrupta desarrollándose una garganta con perfil en "V"
de aproximadamente unos 60 metros de profundidad. La construcción del muro se
dividió en dos partes, un sector ubicado en margen derecha donde la excavación
se realizó a cielo abierto y se construyó un muro convencional de unos 55 metros
de longitud.
El sector restante corresponde a la parte central más profunda de unos 84 metros
de longitud donde se construyó el muro colado propiamente dicho, el cual es objeto
del presente trabajo.
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conformaron el muro colado. En la parte superior, hasta una profundidad de 25
metros, fue utilizado un hormigón convencional, incluyendo refuerzos de armadura
que se vincularon con la viga superior de vinculación de los distintos paneles. Este
hormigón correspondió a una mezcla de 350 kg de cemento por metro cúbico, con
importantes asentamientos para optimizar el colado y desplazamiento del lodo
bentonítico. Por otro lado, en la parte inferior se colocó un hormigón plástico, con la
incorporación de cierto volumen de lodo bentonítico. El principal objetivo de este
material es el de brindar cierta posibilidad de deformación del muro, ante la acción
de cargas sísmicas.
El tratamiento inferior del muro colado, para lograr su vinculación con la roca inferior,
se realizó por medio de columnas de jet grouting, colocadas en tres bolillos, dentro
del espesor del muro, como se muestra en la siguiente figura.
Cabe complementar que por debajo del muro colado y el tratamiento con jet
grouting, fue ejecutado un tratamiento de inyecciones para reducción de la
permeabilidad en los niveles rocosos superiores, la cual se extendió hasta unos 50
metros por debajo del muro colado.
Figur a 8 – Distr ibuc ión colum nas Jet Grout ing
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Si bien los trabajos realizados en la presa Potrerillos pudieron ser completados,
cumpliendo con la totalidad de los criterios previstos en el diseño de la presa, la
ejecución del muro colado de esta presa permite formular algunos cometarios que
pueden ser de aplicación en casos similares:
1. a) La ejecución de un muro colado en un valle con fuertes pendientes de los
niveles rocosos inferiores, donde este muro debe ser empotrado, no resulta
sencilla, atendiendo a las diferentes características de materiales que deben
ser excavados para un mismo nivel, lo cual genera incertidumbres con respecto
a la posibilidad de “encastrar” con el muro en el estrato rocoso, aun cuando se
utilice el cincelado.
2. b) La solución adoptada, consistente en el tratamiento de las ventanas
inferiores, brinda una herramienta disponible, aun cuando no permite asegurar
el total cerrado de las mismas, como es verificable cuando el muro puede ser
directamente empotrado en estos mantos.
3. c) La excavación de muros colados en aluviales gruesos, con la posibilidad de
encontrar rodados de diámetros equivalentes superiores al metro, generan
importantes dificultades para la excavación de dichos sectores, donde los
rodados deben ser destruidos con cinceles o con perforaciones en forma previa
a la excavación.
4. d) No obstante el procedimiento señalado, puede subsistir la duda de que en
algunas circunstancias se generen incertidumbres en cuanto a si el murocolado queda vinculado a la roca de base, o a un rodado de varios metros de
diámetro, con una ventana subyacente a la misma.
5. e) El tratamiento con jet grouting por debajo del muro colado ha constituido una
herramienta muy útil para resolver la situación presentada para Potrerillos.
Principales problemas y acciones correctivas
El aluvión del lecho del río está principalmente compuesto por estratos de gravas
medianas a finas con matriz arenosa de espesor variables, en ellos son frecuentes
los lentes con rodados predominantes de 15 a 20cm. Los bloques han sido
encontrados frecuentemente en profundidad. Predominan los de un espesor
superior a los 50cm y eventualmente se han encontrado bloque superiores a los 3m
de espesor.
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En profundidad se atravesaron lentes de arena fina a media con gravas. También
son comunes las capas de arcilla plástica de espesor reducido y niveles arcillo-
limosos de hasta 1m de espesor. Los principales problema durante la construcción
de los paneles fueron roturas en las herramientas de excavación (dientes, porta
dientes, bujes de la almeja, rotura del cable del balde y roturas del cincel)
relacionados con la presencia de rodados y bloques de gran tamaño y en menor
grado roturas mecánicas de las grúas.
En las fotos de abajo se observa parte de la secuencia constructiva, compuesta por:
construcción de los muretes guía, excavación con cucharas almejas, rotura de
suelos/bloques con cincelado, control de verticalidad de paneles mediante sistema
Koden, colocación de juntas y montaje de jaulas de armadura.
Figura 9 - Muro Colado en Potrer i l los - Aspectos Constr uct ivo s
La perforación de los paneles se realizó bajo protección de lodo bentonitico. El nivel
del lodo se mantuvo siempre por debajo del nivel superior de los muros guía. Se
utilizaron cucharas bivalvas a cable de l4Tn para la perforación y extracción del
material del interior de la zanja y trépanos o cinceles para romper los bloques,
niveles duros y el techo de roca. Se usaron cinceles de hasta 13Tn. de peso.
Como resultado de las perforaciones de investigación con recuperación de testigos
utilizando como herramienta el sistema wireline NQ se detectó una baja
recuperación inmediatamente debajo del hormigón de los paneles y en espesor
variable. La calidad de la roca se normaliza con la profundidad. Se detectó en estos
contactos la presencia de materiales residuales que fueron tratados según se
explicó anteriormente.
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Caso Particular: Los Caracoles
En relación a la geometría y naturaleza del cauce donde se construyó el muro
colado tiene una longitud total de 210,60 metros. Los materiales encontrados por
debajo de la plataforma de trabajo son principalmente de origen fluvial y se
depositaron en un valle de típico perfil de roca en “V” asimétrico volcado hacia
margen izquierda
En la margen derecha el perfil de la roca de fundación es ligeramente inclinado hacia
la parte central con una suave pendiente del techo de roca del orden de los 30°. El
perfil de la margen izquierda se proyecta con una pendiente más abrupta
desarrollándose hasta una profundidad de 48m aproximadamente.
El aluvión existente por debajo de la plataforma de trabajo está principalmente
compuesto por estratos de gravas con matriz areno limosa de espesor variable yfrecuentes intercalaciones de horizontes de rodados predominantes de 7.5 a 20 cm
de diámetro.
Una importante presencia de bloques y rodados de orden de 50cm de espesor se
encontró en varias profundidades del relleno aluvial. Una primera capa se encontró
en un estrato superficial de 3m a 5m de profundidad con un espesor del orden de
1,5m a 2m. Un sector medio comprendido entre los 7m y 11m de profundidad y un
sector en proximidad con el techo de roca donde los
bloques se encontraban rodeados de un material granular grueso con una matriz
del tipo limo arenoso.
Figur a 11 – Muro co lado en Los Caraco les
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En los paneles más profundos y aproximadamente por debajo de los 28 a 30m, el
material se presentaba muy denso y en contacto con la roca de fundación, es de
granulometría predominantemente gruesa y composición heterogénea con matriz
areno-limo-arcillosa muy compacta, la estructura en general tiene la apariencia de
un conglomerado con clastos a veces angulosos lo que demuestra un transporte
corto previo a su deposición.
Por las características de los suelos descriptos en los párrafos anteriores fue
necesario avanzar con la excavación haciendo uso sistemático de los cinceles, y
por medio de estos elementos pesados se logró fraccionar a los bloques en
fragmentos de dimensiones apropiadas para poder extraerlos a través de los
muretes guías. Estas operaciones de cincelado para lograr atravesar los aluviones
fuertemente compactados fue bastante más enérgica y continua que en la presa
Potrerillos, donde era común observar que cada 3 maniobras de cuchareo se debíaejecutar una maniobra de cincelado y donde la cuchara salía con una carga de
menos del 50% de su capacidad.
La aplicación sistemática del cincelado provocaba la densificación de la zona de
impacto, sobre-excavación por desmoronamiento de las paredes circundante a la
zanja y asentamiento en las zonas adyacentes. Esta circunstancia obligó a cambiar
la secuencia de tareas de acuerdo como estaban previstas. En primer lugar se tuvo
que postergar la construcción del plinto flotante debido a la proximidad de estas
estructuras, tarea que se pudo iniciar una vez que las tareas de excavación teníanun retiro importante. En segundo lugar se tuvo que trabajar con una alternancia
mayor de paneles de manera de dejar 2 paneles consecutivos como margen de
seguridad para
evitar desmoronamientos en paneles que ya se hubieran excavado y donde se
estuvieran haciendo tareas de colocación de armaduras u hormigonado.
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Figu ra 13 – Uso d el cincel en Lo s Caracoles
Las dificultades encontradas implicaron el uso de perforaciones de alivio que tenían
como objetivo la rotura del suelo, sobre todo en aquellos lugares donde los bloques
se encontraban rodeados de un material de comportamiento plástico y donde el
cincelado no eran eficiente dado que los bloques no se rompían sino que se
“aplastaban” en el material que los cubría.
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CONCLUSIONES
La particular situación de algunos emplazamientos de presas, donde se dispone de
buenos ejes de cierre, con gran disponibilidad de materiales aluviales de excelente
calidad, puede estar acompañada de la imposibilidad de acceder con excavaciones
y fundaciones directa, a los niveles rocosos inferiores, siendo necesaria la utilización
de muros colados para alcanzar los niveles rocosos inferiores, o para prolongar las
líneas de escurrimiento.
Esta situación, en general no es usual en los proyectos que se ejecutan en el mundo,
dado que en general las presas se fundan sobre niveles rocosos, presenta cierta
similitud en proyectos desarrollados en Chile y Argentina, en ambas vertientes de la
Cordillera de los Andes.
La existencia en el cauce de taludes rocosos con importantes pendientes, presentangrandes dificultades con relación a la posibilidad de lograr un cierre estanco,
resultando posible que algunos sectores de mayor permeabilidad relativa
permanezcan luego del tratamiento.
La vinculación del muro colado, con la cara de hormigón, a través de la estructura
intermediaria denominada “plinto sobre gravas”, debe ser diseñada y ejecutada con
sumo cuidado y atención, atendiendo a la necesidad de garantizar una solución
segura y confiable, así como a la prácticamente imposibilidad de acceder a la misma
una vez se haya llenado el embalse.
La experiencia alcanzada en algunos proyectos como los presentados en el
presente trabajo (Santa Juana, Puclaro y El Bato, en Chile; Potrerillos y Los
Caracoles en Argentina), permite disponer de importantes experiencias concretas
que pueden ser de utilidad para otros proyectos. Todos estos proyectos
corresponden a presas tipo CFRD.