Cimentaciones en Obras de Carreteras - Solución de Patologías _ Apuntes Ingeniería Civil

7/25/2019 Cimentaciones en Obras de Carreteras - Solucin de Patologas _ Apuntes Ingeniera Civil

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27/6/2016 CIMENTACIONES EN OBRAS DE CARRETERAS - SOLUCIN DE PATOLOGAS | APUNTES INGENIERA CIVIL

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CIMENTACIONES EN OBRAS DE CARRETERAS - SOLUCIN DE

PATOLOGASTwittear 0 51Me gusta

Las cimentaciones en obras decarretera son en general susceptiblesa una serie de fallos tpicos quedeben evitarse a priori, mediantelas disposiciones convenientes. Apesar de acentuarse el carcterpreventivo, tanto duranteel proyectocomo durante la construccin,siempre ser posible que, por algnimprevisto, ocurra algn casopatolgico que haya que resolver.

En esta parte de esta Gua seformulan algunas recomendacionesespecficas relacionadas con losprocedimientos que conviene usar en

la solucin de algunas de las patologas ms frecuentes.

1. RECOMENDACIONES COMUNESIndependientemente del tipo de patologa, existen una serie de aspectos comunes cuyaconsideracin se recomienda. Son los siguientes:

1.1. Determinacin de casos patolgicosA efectos de esta Gua se entiende como patologa, aquella situacin que o bien no resultaadmisible en el momento actual, o bien conduce a un pronstico inadmisible en un futuroprximo dentro de la vida til de la obra.

Los sntomas patolgicos en cimentaciones de obras de carretera suelen ser:

Agrietamientos, ya sea del terreno, del firme, de los elementos estructurales de puentes,pasos inferiores, caos, etc. Movimientos excesivos, inadmisibles por razones de trfico y/o estticas. Riesgos tericos, basados en clculos u otro tipo de procedimientos de anlisis, queconducen a un pronstico de probabilidades de rotura o deformacin excesiva, mayores quelas admisibles. Deterioro del hormign en contacto con el terreno. Agresiones qumicas. Socavones, erosiones y descalces.

En ocasiones, la existencia de un caso patolgico puede resultar evidente, si bien, en otrascircunstancias, puede no resultar claro si es preciso mejorar las condiciones de la obra (casopatolgico), o si es razonable mantenerla sin actuaciones especficas de mejora. Los criteriosde seguridad y de movimientos admisibles que se recomiendan en esta Gua pueden ayudar alingeniero a decidir sobre la necesidad o no de actuar en un determinado caso concreto.

1.2. Investigacin de patologasCuando pueda suponerse la existencia de una situacin patolgica, se debe proceder alestudio de la misma. Para ello es preciso, en general, lo siguiente:

Toma de datos de campo suficientemente precisos para la correcta descripcin de lapatologa en cuestin. En ciertas ocasiones, realizacin de mapas de daos. Recopilacin de informacin bsica de utilidad: antecedentes, topografa, planos, lluvias, etc. Caracterizacin geolgica y geotcnica del terreno involucrado en la patologa, lo querequerir generalmente la realizacin de una serie de prospecciones, que completen lainformacin del proyecto y de la construccin. Anlisis del problema y conclusiones sobre las causas de la patologa, y su posible evolucin.

1.3. Estudio de soluciones

La mejora de la situacin de un caso patolgico puede conseguirse normalmente por ms deun procedimiento. Es recomendable analizar cada uno de ellos, tratando de evaluar ventajas einconvenientes al compararlos entre s. Para ello, debe realizarse un estudio de cada una delas posibles soluciones que, aunque no desarrolle todos sus detalles, permita una comparacinrigurosa y objetiva, y facilite la decisin a adoptar.

En los apartados que siguen se enumeran algunas de las patologas ms frecuentes y seindican algunos procedimientos de reparacin que deben considerarse al realizar el estudio

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comparativo de soluciones alternativas.

1.4. Proyecto de la solucinEl proyecto de la solucin que resulte ms conveniente debe realizarse siguiendo las mismaspautas generales que rigen los proyectos, aunque conviene tener en cuenta, en su caso, lasingularidad de contar con un mejor conocimiento de la obra ya construida y del terreno,puesto que generalmente existir un reconocimiento complementario necesario parainvestigar las causas de la situacin patolgica, segn se ha indicado en 1.2.

Cuando la patologa en cuestin est dominada por las caractersticas del terreno, y se hayanefectuado los correspondientes reconocimientos geotcnicos especficos segn se determinaen 8.2.1.2, que permitan una caracterizacin del mismo considerablemente mejor que la

existente cuando se procedi a la redaccin del

Proyecto de la obra preexistente, a criterio del Proyectista, ser posible reducir los coeficientesde seguridad especificados en esta Gua segn se determine en cada caso concreto, a la luz dela mejora de la informacin geotcnica obtenida con dichos reconocimientos.

Para situaciones normales, y previa justificacin expresa de la mejora de la calidad de lainformacin geotcnica obtenida, el Proyectista podr determinar, en su caso, una reduccinde los valores de los coeficientes de seguridad, en principio no mayor que de un 5 a un 10%de los primitivos, no recomendndose en ningn caso llegar hasta valores considerados comoreducidos segn el criterio de esta Gua, cuando las situaciones a considerar deban calificarsecomo normales.

No se recomienda reduccin alguna del coeficiente de seguridad cuando las obras hubieransido calculadas inicialmente con coeficiente de seguridad reducido segn se especificaanteriormente de esta Gua.

En los epgrafes que siguen, se formulan algunas recomendaciones ms especficas para al-gunas de las patologas de ms frecuente aparicin.

1.5. Observacin del comportamientoResulta imprescindible observar la evolucin de los sntomas patolgicos durante las obras dereparacin y despus, durante la explotacin de la obra reparada.

La auscultacin necesaria en su caso para llevar a cabo dicho seguimiento debe definirse en elproyecto de reparacin, instalarse al comienzo de dichas obras (antes puede existir ciertaauscultacin necesaria para investigar las causas de la patologa) y controlarse hastaconfirmar que el caso queda resuelto.

En los epgrafes 2 a 7 se incluyen otras recomendaciones relativas al aspecto de referencia.

2. DESLIZAMIENTO DE TERRAPLENES POR FALLO DELCIMIENTOEl deslizamiento de un terrapln por su base de apoyo puede ocurrir durante la construccin(situacin ms frecuente) o despus de sta, con la carretera en servicio.

El deslizamiento del terrapln puede provocar grietas y movimientos que impidan lacirculacin o bien puede provocar nicamente ligeros agrietamientos y asientos que, aunquesea de manera limitada, permitan an el trfico.

2.1. Investigacin previaAnte los primeros indicios de rotura de un terrapln debe abordarse la investigacin de lasituacin. No se debe iniciar en general una solucin, sin conocer con cierto detalle las causasy el mecanismo del deslizamiento.

Los mtodos que se recomiendan para investigar el deslizamiento son similares a los yadescritos para los reconocimientos geolgico-geotcnicos generales, en la Parte 3 de esta

Gua, es decir:

Cartografa geolgica detallada de la zona. Reconocimiento geotcnico. Informacin hidrogeolgica local: censo de fuentes o afloramientos de agua y definicin delos niveles piezomtricos. Puede ser necesario realizar sondeos, como ms adelante se indica. Topografa y planos de construccin originales, antes del movimiento. Topografa de detalle de la zona movida. A modo de ejemplo, se sugiere levantar una plantataquimtrica, a escala E = 1/200 con curvas de nivel cada 50 cm. En algunos casos puede serconveniente incluso un detalle mayor y, por contra, en algunos corrimientos de grandesdimensiones bastar con datos topogrficos a escala E = 1/1.000, por ejemplo.

2.2. Estudio previo del movimientoLa informacin general disponible proveniente del Proyecto, por ejemplo, y la informacinprevia especfica obtenida al efecto segn se determina en 8.2.2.1 debe ser suficiente pararealizar un estudio preliminar que permita evaluar en primera instancia, los siguientesaspectos de inters:

Lmites, en planta, de la zona movida. Perfiles transversales ms representativos del deslizamiento. Para ello ser necesariopostular cierta profundidad de la superficie (o superficies) de rotura que se comprobarn msadelante. Estudio previo de resistencias del terreno, y rgimen de presiones intersticiales que han

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conducido a la rotura del terrapln. Este aspecto requerir realizar clculos de estabilidad condistintas combinaciones de parmetros, de manera que el coeficiente de seguridad re-sultante sea igual (o muy prximo) a la unidad.

En ocasiones, cuando las causas de la rotura sean suficientemente claras y no existan dudassobre el mecanismo (extensin del deslizamiento en planta, y situacin en profundidad de lasuperficie de rotura), ni sobre las causas del deslizamiento, se podra proceder a definir unasolucin.

En el caso ms general, cuando dichos extremos no resulten totalmente claros, es precisorealizar una investigacin de detalle.

2.3. Investigacin de detalle y auscultacinNunca debe abordarse una investigacin de detalle en una zona de deslizamiento, sin anteshaber dado los pasos que se recomiendan en los epgrafes 2.1 y 2.2 de esta Gua.

La mejor investigacin de detalle consiste en la realizacin de sondeos que atraviesen la lneade rotura, para poder tomar muestras (incluso de la misma), y ensayarlas despus enlaboratorio.

Esta tarea requiere una ejecucin de los sondeos muy cuidada, pero no por ello debe omitirsecuando no exista otro mtodo para conocer la ubicacin de la lnea de rotura, y lascaractersticas del terreno a travs del cual se produce el deslizamiento.

Los sondeos de reconocimiento pueden aprovecharse para colocar auscultacin. Loselementos ms interesantes para auscultar los deslizamientos son:

Referencias topogrficas: Preferiblemente, deben ser bases de colimacin (medida de

desplazamientos horizontales segn direcciones transversales a algunas alineaciones deinters) y las bases de nivelacin (que pueden coincidir con las anteriores). Cuando no serequiera gran precisin, puede disponerse un sistema sencillo de bases de replanteo. Unaadecuada precisin del sistema de observacin puede acortar notablemente el perodonecesario para la obtencin de conclusiones.

Piezmetros: La mejor informacin puede obtenerse mediante piezmetros puntuales(usual-mente con sensores de cuerda vibrante). En casos muy sencillos puede ser suficientecon piezmetros abiertos. Inclinmetros: Estos equipos permiten ubicar con bastante precisin la situacin de la lneade rotura cuando se instalan en zonas donde an existe movimiento remanente, siempre quesu fondo se encuentre claramente bajo dicha lnea. Su duracin temporal es limitada, pues losdesplazamientos normales a su eje pueden dejarlos fuera de servicio, bien porque debido a sucurvatura en algn punto, no permiten la entrada del torpedo de lectura, o bien por la propiaruina estructural de la entubacin. Es por todo ello que deben instalarse tuberasinclinomtricas suficientemente profundas, resistentes a los esfuerzos de corte, y de dimetrointerior lo ms amplio posible, siempre que sean de esperar movimientos importantesdespus de su instalacin.

Dependiendo de los casos, puede ser conveniente alguna otra medida de auscultacinespecfica. Por el contrario, en algunos deslizamientos estabilizados que se encuentren enreposo, la auscultacin de movimientos, puede no ser ya relevante.

Con la informacin obtenida mediante ensayos de laboratorio (identificacin y resistencia), ymediante la auscultacin, debe profundizarse en el estudio del corrimiento, detallando sugeometra y analizando las causas que lo motivaron.

2.4. Proyecto de solucinLas soluciones de los deslizamientos de los terraplenes pueden ser muy variadas dependiendode los detalles particulares en cada caso. Entre las soluciones posibles, a continuacin se citanalgunas de uso frecuente:

Eliminacin del terrapln y del cimiento en su caso hasta atravesar la superficie de rotura,preparacin del nuevo cimiento con los abancalamientos y las obras de drenajecorrespondientes, y reconstruccin del terrapln. Es una de las soluciones ms habituales(vase figura 8.9.a).

Drenaje de la zona movida, tanto superficial, desviando las escorrentas fuera de las zonasagrietadas, como profundo. Por lo general esta solucin resulta bastante eficaz encorrimientos de grandes dimensiones y en los que las presiones de agua son uno de losprincipales agentes desencadenantes. Obras de contencin: En ocasiones, particularmente cuando el movimiento no estplenamente desarrollado, se utilizan obras de contencin para de detener los movimientos(vase figura 8.9.b). Entre las obras de contencin ms habituales, deben destacarse loselementos siguientes: Muros flexibles (escolleras, otros materiales granulares, gaviones, etc.). Muros rgidos (escolleras hormigonadas, muros de hormign armado o en masa, etc.).

Anclajes que normalmente se usan en combinacin con muros, como elementostransmisores de la carga. Pilotes y/o micropilotes normalmente en alineaciones, o con otras disposiciones tpicasen planta- que pueden actuar conjuntamente con otros elementos (anclajes en las cabezasde los pilotes por ejemplo), que mejoren su eficacia. Jet-grouting atravesando la lnea de rotura o tratamientos del terreno similares (inyeccionesarmadas, claveteado).

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Ciertas combinaciones de las tcnicas enumeradas previamente. Sustitucin del terrapln por un viaducto. Suele usarse en el caso de grandesdeslizamientos difciles de reparar por otros medios.

FIGURA 8.9. EJEMPLOS DE POSIBLES ACTUACIONES FRENTE AL DESLIZAMIENTO DE UN TERRAPLN

NOTA: Slo se indican algunas opciones especificadas en el texto.

El coeficiente de seguridad global del terrapln en el momento de la rotura podr suponerseigual a la unidad. Esta hiptesis, junto con los datos obtenidos en los reconocimientos, debepermitir una estimacin de los parmetros resistentes del terreno, y de las condiciones depresin intersticial en el momento de la rotura. Permitir tambin estimar el coeficiente deseguridad correspondiente a la situacin posterior a las obras de reparacin.

Debe considerarse, de forma explcita, el procedimiento de auscultacin que se disponga paracontinuar el control del movimiento durante cierto tiempo despus (a estipular en el propioProyecto), una vez concluidas las obras de correccin.

2.3. FALLOS DEL CIMIENTO EN MUROS DECONTENCINLas estructuras de contencin de tierras pueden fallar entre otras causas, por motivosestructurales (agotamiento estructural de alguna seccin resistente crtica), o por falta de

capacidad de soporte del cimiento. Existen tambin otros posibles motivos de fallo.

Cuando la rotura se produce en el cimiento, la situacin debe tratarse siguiendo los pasos ge-nerales indicados en 8.2.1, a los que deben aadirse los siguientes aspectos yconsideraciones:

3.1. Investigacin previaDebe consistir en la recopilacin de la informacin existente (Proyecto, por ejemplo), y en unarevisin y ampliacin local de las caractersticas geolgico-geotcnicas e hidrogeolgicas de lazona del cimiento del muro. Puede ser conveniente elaborar una topografa de detalle.

3.2. Estudio previo de las causas de falloCon la informacin anteriormente obtenida se debe intentar una explicacin del fallo, y sobretodo, desvelar si se trata de un hundimiento o un vuelco del muro, o si se trata de undeslizamien- to a lo largo de su base de apoyo.

Este paso conllevar, normalmente, la revisin crtica de los clculos del Proyecto, reevaluan-do los empujes estimados sobre el muro. Si el modo de fallo fuera de estabilidad globalsegnlneas de rotura que engloban al muro completo, a su trasdosado y a la cimentacin, elproblema puede abordarse como se ha indicado en el epgrafe 2 para el caso de losterraplenes. En esta etapa debe decirse si la informacin existente es suficiente, o si serequiere mayor detalle sobre algn aspecto.
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3.3. Investigacin de detalleLas investigaciones de detalle pueden omitirse, cuando las causas de la rotura resultantotalmente claras, y cuando el procedimiento de reparacin que se piensa adoptar no essensible a los detalles del mecanismo de rotura.

En general, siempre es recomendable realizar ciertas comprobaciones in situ acerca de losdetalles de mayor inters. Los procedimientos de reconocimiento mediante sondeos, toma demuestras y ensayos de laboratorio, deben complementarse con observaciones de campo.Entre estas ltimas conviene destacar la determinacin de niveles freticos (en ocasionespuede ser necesario instrumentar el cimiento con piezmetros) y el control de movimientosdel muro (si el fallo est an en progreso, o slo se ha manifestado de modo incipiente).

3.4. Proyecto de solucinLas soluciones de las patologas de los cimientos de los muros son muy variadas dependiendode las causas que las hayan motivado. En lo que sigue se enumeran las dos formas decorreccin (vase figura 8.10) que se consideran de uso ms frecuente:

Demolicin y reconstruccin del muro: Normalmente ser la mejor solucin cuando larotura se haya desarrollado como consecuencia de algn defecto, que incluso puede que noimpida totalmente la propia reconstruccin. Recalce del muro: Este tipo de solucin es aplicable cuando los movimientos han sido anmoderados (inclinaciones i < 1%, por ejemplo).

FIGURA 8.10. ESQUEMA DEL FALLO DE UN MURO Y DE DOS POSIBLES SOLUCIONES

Dependiendo de las circunstancias de cada caso particular, pueden resultar convenientes otrostipos de soluciones, basadas en la construccin de nuevos muros, reforzando al que se ha

movido, basadas en el uso de anclajes, o simplemente consistentes en un refuerzo delsistema de drenaje cuando el empuje anormal del agua, o las presiones intersticiales en elcimiento fueron la causa principal del fallo, etc.

4. MOVIMIENTO DE PILASSi se exceptan los casos de socavacin, el fallo de la cimentacin de la pila de un puente esmuy poco frecuente, aunque cuando ocurre resulta ser una patologa generalmente grave.Con dicha excepcin, el fallo del terreno puede deberse a:

Defecto de estabilidad global (cimientos a media ladera por lo general). Falta de capacidad de soporte del terreno de cimentacin. Deformabilidad excesiva del terreno de cimentacin.

En ocasiones, estos hechos (escasa resistencia y excesiva deformabilidad), pueden estarntimamente unidos por lo que no es posible discernir claramente entre ambas causas.

Cuando se detecte un movimiento inadmisible en un elemento de cimentacin, ha deanalizarse el problema para evaluar la seguridad de la cimentacin y tratar de determinar larazn del movimiento observado. El trabajo deber comenzar, por la revisin de los datos deProyecto: reconocimientos del terreno que hubiera, y clculos justificativos de la cimentacinconstruida.

En general ser conveniente realizar un reconocimiento especfico del terreno, salvo que la
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causa del movimiento, y el procedimiento de reparacin resulten evidentes con la sola ayudade la informacin preexistente.

La solucin ms comn de este tipo de problemas es el recalce del elemento de cimentacincon pilotes, micropilotes o jet-grouting (cimentaciones superficiales que pasaran a serprofundas), o el incremento del nmero de pilotes y/o su longitud, de micropilotes o columnasde jet-grouting (cimentaciones profundas), etc.

Los problemas de falta de estabilidad global pueden requerir reparaciones de mayorenvergadura.

Cuando la seguridad frente al hundimiento, deslizamiento y vuelco (cimentaciones

superficiales), o frente al hundimiento y rotura horizontal del terreno (cimentacionesprofundas), y en todo caso la estabilidad global, queden suficientemente aseguradas sinnecesidad de actuacin alguna, es decir, cuando se trate exclusivamente de un problema dedeformacin, entonces podrn analizarse medidas correctoras del movimiento, en principiomenos onerosas que las mencionadas en los prrafos precedentes.

El Proyecto de reparacin, en cualquier caso, incluir una descripcin de los hechosobservados y sus posibles causas, y una justificacin de los beneficios de la solucin propuestaen cuanto a la mejora de la seguridad, y en cuanto a la reduccin de los movimientosposteriores.

Los coeficientes de seguridad a adoptar en los clculos de comprobacin, los movimientos ad-misibles tras la reparacin, y los procedimientos de control posterior, quedarnsuficientemente explcitos en el Proyecto, tal como se recomienda en esta Gua.

El Proyecto debe considerar la conveniencia de apeo del puente e incluso la restriccin del

trfico hasta completar la reparacin.

5. MOVIMIENTOS EXCESIVOS EN LOS ESTRIBOS DEPUENTESEn la publicacin Obras de paso de nueva construccin. Conceptos generales de laDireccin General de Carreteras, se describen de manera sucinta algunos de los tipos deestribo de puente ms usados en la prctica.

A efectos del estudio y de la solucin de patologas de estribos de puentes, stos podrnasimilarse, segn el caso de que se trate, a los muros de contencin tratados en el epgrafe 3,o a las pilas de puente abordadas en el 8.2.4. Lo indicado en aquellos casos puede ser deutilidad en ciertas tipologas de estribos que puedan considerarse similares.

Los estribos flotantes o durmientes, que consisten en elementos de apoyo directo sobreterraplenes, son los que se consideran de manera expresa en el presente epgrafe.

Los mecanismos de deformacin ms usuales se representan de modo esquemtico en lafigura 8.11 adjunta, si bien pueden existir otras situaciones no representadas en esosesquemas, tales como la socavacin (o excavacin accidental), o situaciones debidas a cargasanmalas o situaciones excepcionales (sismos, inundaciones, etc.).


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FIGURA 8.11.EJEMPLOS DE MOVIMIENTOS DE ESTRIBOS FLOTANTES

NOTA: Pueden existir otras causas de movimientos excesivos de durmientes de apoyos de puentes.

Las causas que pueden motivar el movimiento excesivo de un estribo flotante de puente, sontambin muy variadas. Los casos que se consideran en este apartado son aquellos en los queel movimiento en cuestin est provocado por alguna de las siguientes causas:

1.Defecto de capacidad de soporte del terreno.2. Deformabilidad excesiva del terreno.3.Erosiones (o socavaciones).

El examen de la causa concreta que ha provocado el movimiento excesivo permitir, en lamayora de los casos, clasificar la situacin en alguna de las tres precedentes. Este examenrequerir la realizacin de prospecciones adicionales (toma de datos de movimientos, laboresde cartografa geolgica, reconocimiento geotcnico del cimiento, etc.). La intensidad de estasprospecciones ser la suficiente para conocer fehacientemente y con el necesario grado dedetalle, la causa del movimiento.

Adems de las recomendaciones generales indicadas en el epgrafe 1, debern tenerse encuenta los aspectos siguientes:

5.1. Reconocimientos y estudios necesarios

Entre los estudios y prospecciones necesarias para proyectar una solucin a este tipo depatologas, cabe mencionar los siguientes:

a)Estudio detallado de los movimientos ocurridos y de la necesidad de la reparacin, lo cualpuede requerir la toma de datos de campo (medida de movimientos locales, huelgos, ni-velaciones, etc.) y la realizacin de una evaluacin a priori, de movimientos en caso de noreparar la obra.b)Caracterizacin geotcnica del terrapln y de su cimiento, con especial nfasis en el con-
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tacto terrapln-terreno natural, cuando se sospeche que el mismo pueda resultar un as-pecto determinante en el problema en cuestin.c) Clculos de estabilidad y de deformaciones del conjunto, terreno natural-terrapln-estribo,que permitan reproducir la situacin patolgica existente y evaluar el comportamiento antedistintas medidas correctoras del movimiento.

5.2. Posibles solucionesSe sugieren a continuacin algunas tipologas de solucin que podran considerarse:

Apeo provisional del tablero del puente (incluso desmontaje del tablero) y reconstruccin delestribo: Puede ser la solucin de mayor coste y de mayor garanta. Recalce con pilotes (o micropilotes): Estos elementos en general no soportan bien los

esfuerzos horizontales que pueden inducirse en ellos con los desplazamientos horizontales.Puede ser necesario, o bien dar cierta inclinacin a los elementos de recalce, o sujetar suscabezas mediante anclajes. El recalce con jet-grouting puede ser adecuado en algunos casos. Renivelacin del puente: Cuando se pueda garantizar que los movimientos futuros vayan aser limitados, la solucin ms sencilla consiste en el izado del tablero y la preparacin denuevos apoyos al nivel conveniente. En cualquier caso, las operaciones de nivelacin puedenser necesarias en el contexto de las soluciones apuntadas anteriormente. Aumento de la longitud del puente: En ocasiones, los movimientos excesivos de losdurmientes se deben a una altura excesiva del terrapln, que hubiera resultado menorproyectando un puente de mayor longitud. En ocasiones, puede ser de inters aadir un vanoms a un puente cuyo estribo ha asentado notablemente.

En cualquier caso, junto con las operaciones de reparacin recin enunciadas, pueden sernecesarias otras labores complementarias tales como el recrecimiento de los terraplenes deacceso, la reparacin de muretes y/o impostas, barandillas, etc.

5.3. Proyecto de la solucinExaminadas las diferentes alternativas planteadas, debe seleccionarse la ms adecuada, yredactar un Proyecto constructivo donde se incluyan todos los detalles necesarios para sucorrecta ejecucin. Se recuerdan, a estos efectos, las recomendaciones de carcter generalindicadas en el epgrafe 1 de esta Gua, relativas a la seguridad de la obra tras su reparacin, yal necesario seguimiento de su evolucin y comportamiento a posteriori.

6. SOCAVACIN DE CIMIENTOSEl lecho de los cauces fluviales, cuando est formado por materiales sueltos (gravas, arenas,limos o arcillas no muy firmes), puede moverse en pocas de avenidas. El espesor de materialquepuede moverse define en principio la profundidad de socavacin. Para estimar lasprofundidadesde socavacin debe consultarse la literatura tcnica especfica.

Tras la avenida, el cauce puede quedar con su fondo situado a una cota diferente de laoriginal, normalmente el cauce queda a una cota ms baja.

Como consecuencia del poder erosivo del agua, pueden provocarse daos en lascimentaciones, el ms evidente de los cules, es la socavacin de las pilas de los puentes quecrucen cauces fluviales. Tambin existen otros fenmenos similares en cimientos, en zonascosteras, o en obras de drenaje, particularmente en las aletas de encauzamiento que sesuelen construir a su entrada y a su salida.

FIGURA 8.12.ESQUEMA DE EROSIN DE CIMIENTOS EN CAUCES

Normalmente el Proyecto debe haber previsto esta contingencia, y debe haber dispuesto lasmedidas necesarias para evitar los posibles daos causados por erosin. Es posible queocurran avenidas imprevistas (superiores a la avenida de proyecto), y tambin es posible quela respuesta de la obra como consecuencia de una avenida prevista, sea peor de lo esperado

en ambos casos se podra producir una situacin patolgica que, de ocurrir, motivara larealizacin de un estudio especfico del problema, y la definicin de las acciones a emprenderpara controlar la situacin.

El estudio de las patologas causadas por la socavacin, requerir informacin en el siguientesentido:
http://2.bp.blogspot.com/-IEbYB1aCvUU/UXVmAyfqhWI/AAAAAAAAILA/35mjqufMImA/s1600/5.jpg


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Datos hidrolgicos tanto de la avenida que caus el dao, como de las posibles avenidasfuturas, y del comportamiento general del tramo fluvial. Datos topogrficos del terreno y de la obra, antes y despus de la erosin. Caracterizacin geolgico-geotcnica del terreno. Interesa especialmente identificar elposible nivel del terreno, capaz de soportar las acciones erosivas del ro.

Las causas que han motivado la erosin deben en principio quedar patentes una vezestudiados estos datos. Puede ser necesario realizar clculos hidrulicos simulando lasavenidas para conocer las sobre-elevaciones de la lmina de agua y estimar las posiblesprofundidades de socavacin. Tales clculos o estimaciones, que deben existir en el Proyecto,deben ser revisados en caso de detectarse una situacin patolgica. Deben estudiarseespecialmente, posibles causas artificiales del rebajamiento del nivel de base del cauce tales

como la extraccin de ridos, u otras excavaciones, que pueden ser causa de erosionesposteriores no previstas.

Las soluciones a estas patologas pueden clasificarse segn se acte para reducir la capacidaderosiva del agua, o para aumentar la capacidad resistente de la cimentacin. Con frecuencia,se acu- de a soluciones mixtas.

La resistencia del cimiento frente a la erosin suele conseguirse mediante elementos deproteccin, o profundizando la cimentacin bajo la cota de base de la zona mvil, lo culpuede requerir, en cauces formados por materiales sueltos, la ejecucin de una cimentacinprofunda capaz de soportar los empujes del agua y del terreno mvil durante las avenidas.

En general, y particularmente para el caso de las erosiones locales en las entradas y lassalidas de las obras de drenaje, el mejor procedimiento para evitarlas es la profundizacin delos cimientos hasta cotas donde no se produzcan ya estos fenmenos, bien por la granprofundidad alcanzada, bien por apoyar sobre rocas competentes no erosionables.

7. ROTURA DE OBRAS DE FBRICA ENTERRADASLa presin vertical pv, que acta sobre las obras de fbrica enterradas, suele ser mayor que lacarga geosttica (peso de las tierras que gravitan sobre ella). La razn fundamental de dichoincremento de presin estriba en la rigidez vertical de la obra de fbrica, que suele ser mayorque la del terreno. Si en lugar de existir una obra de fbrica enterrada, el terrapln fuesehomogneo, las tensiones seran muy similares a las geostticas.

La introduccin de una obra de fbrica, generalmente ms rgida que el terreno al quedesplaza o sustituye, motiva que el asiento de la calzada pueda ser localmente menor sobre laobra enterrada y que, como consecuencia, los laterales transmitan rozamientos negativos queincrementen las tensiones verticales.

En algunos casos especiales, se puede evitar este efecto (denominado proyeccinnegativa), introduciendo elementos deformables sobre el techo de la obra enterrada,reduciendo la compactacin en esa zona, o mediante otros artificios similares. Este tipo desolucin no resulta adecuada cuando existe poca distancia entre el techo de la estructura y lasuperficie del pavimento, ya que puede conducir a asientos difcilmente controlables queperjudiquen la utilizacin de la calzada suprayacente.

En ocasiones, por error, se ha postulado que existe algn lmite fsico al valor de pv, en obrasenterradas a gran profundidad (teoras de arcos de descarga en tneles excavados). El errorque lleva a asimilar los falsos tneles (obras de fbrica enterradas) con los tneles reales, hasido causa, en varias ocasiones, de una patologa posterior importante.

Cuando las presiones verticales son claramente mayores que las de Proyecto, se puedenproducir agrietamientos visibles, como los indicados con los ns 1, 3 y 5 en la figura 8.13, ono visibles por encontrarse en el trasds de la obra de fbrica, como los indicados con los ns2 y 6 en esa misma figura, o encontrarse roturas por corte, n 7, e incluso pandeo porcompresin de la armadura comprimida, n4 en la referida figura.

El agotamiento estructural de la obra enterrada puede conducir incluso al colapso, o al cierreparcial o total del paso inferior. El diagnstico y el remedio de estos casos tiene unacomponente estructural evidente, que sale fuera del mbito de esta Gua.


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Categories: Carreteras, Cimentaciones

FIGURA 8.13. ESQUEMA DE UN PASO INFERIOR Y EJEMPLOS TPICOS DE AGRIETAMIENTO

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