Flujo de agua en Bordes y Laderas: Parte 2.pptx

Flujo de agua en bordos y laderas
Parte II
Héctor de la Fuente
hdelafuente@soilsolution.com

FLUJO DE AGUA EN TALUDES Y LADERAS
PRINCIPIOS BÁSICOS
MECANISMOS DE
FALLAS EN
BORDOS Y
MÁRGENES
NATURALES
RECOMENDACIONES
DE CONSTRUCCIÓN
DE BORDOS
CASOS PRÁCTICOS
INNOVACIONES
PARA SOLUCIONAR
PROBLEMAS DE
ESTABILIDAD
Condiciones iniciales
drenadas y no
drenadas
Causas debidas a
fuerzas hidráulicas
Medidas de
mitigación
Bordo Gaviotas,
Villahermosa,
Tabasco
Refuerzo con pilas
de grava
compactada
Parámetros de
resistencia drenados
y no drenados
Degradación de la
superficie
Criterios de
construcción
Ladera en Oxolotán,
Tabasco
Sistema SRT
Análisis de
estabilidad en
términos de esfuerzos
totales y efectivos
Causas
estructurales
Soluciones
inmediatas a
problemas locales
Ladera en La Raya
Zaragoza, Tabasco
Filtros de arena
Fenómeno del
vaciado rápido
Combinación de
fallas
Terraplén Briceño,
Ecuador
Earthquake piles ®

3
Héctor de la Fuente Utrilla
Río Carrizal, Villahermosa, Tabasco
Erosión fluvial / socavación
Erosión interna (tubificación)
Flujo a través del suelo de cimentación
Subpresión
1
2
3
CAUSAS DEBIDAS A FUERZAS HIDRÁULICAS
4

4
1) Erosión fluvial / Socavación

5
1) Erosión fluvial / Socavación

6
Q 200 m^3/s Q 400 m^3/s Q 800 m^3/s Q 1000 m^3/s
Q 600 m^3/s

7

8

9

10
La Majahua, Centro, Tabasco

11

12
2) Erosión interna y tubificación a través del bordo de protección

13

14
3) Flujo a través del suelo de cimentación
 Si el suelo de cimentación corresponde a un
material altamente permeable, el agua
puede fluir rápidamente a través del
mismo conforme el nivel del río aumenta.

15
1. Conforme el nivel del río aumenta, se
incrementan los gradientes
hidráulicos (i=Dh/L=v/k) al pie del
talud interior del bordo
1. El gradiente hidráulico alcanza el
máximo (ic=g´/gw) y el agua sale a
presión a través de las grietas en la
superficie
1. Las partículas de arena son
transportadas a través de ese
conducto
3) Flujo a través del suelo de cimentación

16

17
4. El proceso continua y se desarrolla el
conducto de tubificación
5. La erosión excesiva daña al bordo
4. Falla inminente del bordo

18

4) Subpresión
19

20

21

22

24
Desbordamiento por acumulación de sedimentos
Desbordamiento por altura de diseño deficiente
Erosión por escurrimiento superficial
Subpresión
1
2
3
DEGRADACIÓN DE LA SUPERFICIE
4

25
Cauce
Bordo
marginal
Bordo
marginal
Bordo
marginal
Bordo
marginal
Sedimento
1) Desbordamiento por acumulación de sedimentos

26
2) Desbordamiento por altura de diseño deficiente

27

28

29
3) Erosión superficial

30

32
Impacto estructural
Daño causado por falla en tuberías
Daños ocasionados por árboles
Asentamientos por la presencia de suelos blandos
1
2
3
CAUSAS ESTRUCTURALES
4

33
Agrietamiento superficial por secado
Agrietamiento longitudinal
Agrietamiento transversal
Capacidad de carga
5
6
7
8

34
Inestabilidad durante y al final de la construcción
Inestabilidad bajo condiciones establecidas
Inestabilidad por lluvias excesivas
Inestabilidad por vaciado rápido
Licuación del suelo de cimentación
9
10
11
12
13

35
1) Impacto estructural

36

37
2) Daño causado por tuberías
Círculo de falla
Zona de inestabilidad
Zona de perturbación
de la tubería
Cráter de erosión

38

39
3) Daños ocasionados por árboles
Briaud (2011) recomienda plantar los
árboles a una distancia de por lo
menos 15 metros.

40

41
4) Asentamientos por la presencia de suelos blandos
Turba

42
5) Grietas superficiales y fracturamiento hidráulico
Encharcamiento
(a) (b) (c)

43
6) Agrietamiento longitudinal por deformación de la masa
Laguna Casa Colorado, Texcoco

44
7) Agrietamiento transversal

45

46
8) Capacidad de carga

47
Falla local por capacidad
de carga
Sobrecarga

48
9) Inestabilidad durante y al finalizar construcción

49
10) Inestabilidad en condiciones de flujo establecido

50
11) Inestabilidad por fuerzas de filtración del agua

51
11) Inestabilidad por fuerzas de filtración del agua

52
12) Inestabilidad por vaciado rápido

53
13) Licuación del suelo de cimentación

FLUJO DE AGUA EN TALUDES Y LADERAS
PRINCIPIOS BÁSICOS
MECANISMOS DE
FALLAS EN
BORDOS Y
MÁRGENES
NATURALES
RECOMENDACIONES
DE CONSTRUCCIÓN
DE BORDOS
CASOS PRÁCTICOS
INNOVACIONES
PARA SOLUCIONAR
PROBLEMAS DE
ESTABILIDAD
Condiciones iniciales
drenadas y no
drenadas
Causas debidas a
fuerzas hidráulicas
Medidas de
mitigación
Bordo Gaviotas,
Villahermosa,
Tabasco
Refuerzo con pilas
de grava
compactada
Parámetros de
resistencia drenados
y no drenados
Degradación de la
superficie
Criterios de
construcción
Ladera en Oxolotán,
Tabasco
Sistema SRT
Análisis de
estabilidad en
términos de esfuerzos
totales y efectivos
Causas
estructurales
Soluciones
inmediatas a
problemas locales
Ladera en La Raya
Zaragoza, Tabasco
Filtros de arena
Fenómeno del
vaciado rápido
Combinación de
causas de fallas
Terraplén Briceño,
Ecuador
Earthquake piles ®

55
COMBINACIÓN DE CAUSAS DE FALLAS
Remoción

56

57

58
Ixtacomitán, Tabasco

59

61
MEDIDAS DE MITIGACIÓN
MITIGACIÓN
FALLA

62
MITIGACIÓN
FALLA
Dentellón
i=Dh/L

63
MITIGACIÓN
FALLA

64
MITIGACIÓN
FALLA

65
MITIGACIÓN
FALLA
a) Dragado de ríos
c) Aumentar la llanura de
inundación
b) Sobre-elevación

66
MITIGACIÓN
FALLA

67
MITIGACIÓN
FALLA

69
CRITERIOS DE CONSTRUCCIÓN
M.I. Héctor de la Fuente Utrilla
Incrementa con
la compactación
y la densidad
SM
SP
ML
MH
CL
CH ROCA
Los suelos aceptables para la construcción del bordo se definen por la norma EM-1110-2-1913 (USACE,
2000) como “cualquier tipo de suelo excepto los muy húmedos, suelos de alta plasticidad, suelos muy
erosionables o suelos altamente orgánicos”

70

71
Material inadecuado
Peso excesivo

72
Geotextil
Vegetación Protección marginal

73
Ancho mínimo de la corona: equipo de compactación pueda
trabajar (p. ej. 3m)
Talud
2H:1V(arcillas resistentes)
5H:1V (arenas, turbas,
arcillas de baja resistencia)
Altura final del bordo=
Altura del tirante del agua (avenida de diseño) + bordo libre + valor
del asentamiento + oleaje (si lo hubiera)
Bordo libre (FEMA, 2005):
Altura mínima de 0.9m
Cerca de puentes: 1.2m por 30m
de distancia

74

75

76
Material original del bordo
Material nuevo
4m
Ancho mínimo de la corona
Ancho del equipo de
compactación
Superficie
original
Superficie
sobre-elevada

78
SOLUCIONES INMEDIATAS A PROBLEMAS
LOCALES
SOLUCIÓN
AMENAZA DE
DESBORDAMIENTO

79
LOCALES
SOLUCIÓN
TUBIFICACIÓN

80
LOCALES

81
LOCALES
SOLUCIÓN
AGRIETAMIENTO

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