Trabajo de Presas de Tierra

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA EN EL SECTOR

HUACOTO DISTRITO DE ORURILLO

CURSO: PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO

PRESENTADO POR: CÓDIGO:

Danny Alberto ANCHAPURI UGARTE 062280

Darwin Marx TURPO CAYO 095026

SEMESTRE: VII

DOCENTE: ING. TANIA ZAPATA

PUNO - PERU

2014

Escuela Profesional Ingeniería civil UNA - PUNO

Presas de Tierra y Enrocamiento Página 2

CONTENIDO MEMORIA DESCRIPTIVA .................................................................................................................................................................. 4

ANTECEDENTES .................................................................................................................................................................. 4

OBJETIVOS ......................................................................................................................................................................... 4

UBICACIÓN ......................................................................................................................................................................... 5

LONGITUD Y ÁREA. ............................................................................................................................................................. 5

POBLACIÓN BENEFICIADA .................................................................................................................................................. 5

INFRAESTRUCTURA URBANO SOCIAL EXISTENTE ............................................................................................................... 5

VIAS DE ACCESO ................................................................................................................................................................ 5

DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL. .................................................................................................................................. 5

RESÚMEN DEL PROYECTO Y CONSIDERACIONES PARA SU DISEÑO. .................................................................................. 6

ESTUDIOS PRELIMINARES .................................................................................................................................................. 7

GEOLOGÍA ....................................................................................................................................................................... 7

HIDROLOGÍA ................................................................................................................................................................... 7

TOPOGRAFÍA ................................................................................................................................................................... 7

ESTUDIO DE SUELOS ...................................................................................................................................................... 8

ESTUDIOS DEFINITIVOS ...................................................................................................................................................... 8

ZONA DE EMBALSE ......................................................................................................................................................... 8

REPRESA ........................................................................................................................................................................ 8

CANAL DE EXCEDENCIAS ................................................................................................................................................ 8

CAPTACION Y DISTRIBUCION .......................................................................................................................................... 9

ESTUDIOS GEOTECNICOS ................................................................................................................................................................ 9

INTRODUCCION. ................................................................................................................................................................. 9

REVISION Y COMENTARIOS DEL EXPEDIENTE TECNICO. ..................................................................................................... 9

OBJETIVO. ......................................................................................................................................................................... 10

OBJETIVOS ESPECIFICOS. ................................................................................................................................................. 10

METODOLOGÍA DE TRABAJO. ............................................................................................................................................ 11

Programa de campo. ..................................................................................................................................................... 11



Ensayos de laboratorio ................................................................................................................................................... 11

GEOTECNIA DE LA PRESA ................................................................................................................................................. 11

DESCRIPCION DE PERFILES ESTRATIGRAFICOS ................................................................................................................ 11

CARACTERÍSTICAS FISICO MECANICAS ............................................................................................................................ 12

ENSAYO DE CORTE DIRECTO. ........................................................................................................................................... 12

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD - CARGA VARIABLE. .................................................................................................... 13

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD IN-SITU .................................................................................................................. 14

Discusión ...................................................................................................................................................................... 14

PERFIL GEOTECNICO DEL EJE DE LA PRESA. .................................................................................................................... 15

SONDAJES ELECTRICOS VERTICALES. .............................................................................................................................. 15

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................................................... 16



MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO: “Construcción de la Represa en el sector Huacoto - Distrito Orurillo”

ANTECEDENTES

El distrito de Orurillo se encuentra en la Provincia de Melgar del Departamento de Puno; a una altitud promedio de 4000

m.s.n.m. es una zona dedicada prioritariamente a la crianza ganadera y cultivo de especies aptas para esa zona, cuenta con

extensos campos para el desarrollo de estas actividades, El presente proyecto está referido a la construcción de una represa

que permita el almacenamiento de agua en época de lluvias y luego sea distribuída en las áreas de cultivo durante la época de

secas.

OBJETIVOS

Los objetivos que se pretende alcanzar con el proyecto son los siguientes:

Θ Mejorar la cantidad de agua para riego durante la temporada de secas.

Θ Mejorar indirectamente la actividad agrícola y pecuaria al mejorar los sistemas de acumulación de agua.

Θ Incrementar las posibilidades económicas de los pobladores beneficiarios del proyecto.

Θ Incrementar las expectativas de desarrollo del Distrito.

Θ Posibilitar la mejora de los sistemas de riego al tener fuentes de abastecimiento mayores y más duraderas.

Θ Brindar trabajo directo a los pobladores de la zona mientras duren la ejecución de la obra.

Θ Posibilitar la creación de puestos de trabajo durante toda la vida útil de la represa por efectos del mantenimiento y

administración del sistema.



UBICACIÓN

La obra se encuentra ubicada en el Distrito de Orurillo perteneciente a la Provincia de Melgar de la Región Puno, a una altitud

de 4055 m.s.n.m.

LONGITUD Y ÁREA.

Longitud del tramo (medida en el eje de la quebrada) : 340.00 ml

Longitud de la corona de la represa : 85.00 ml

Longitud del canal de excedencias : 332.00 ml

Ancho de la corona : 6.00 ml

Área de embalse : 19,848.00 m2

Área de la base de la represa : 5,157.00 m2

Área de canal de excendencias : 664.00 m2

Área de compuertas y captación : 8.88 m2

POBLACIÓN BENEFICIADA

La población directamente beneficiada pertenece al Distrito de Orurillo y en especial a los habitantes del sector de Huacoto en

las comunidades de Quisuni (1500 habitantes), Santa Cruz (1900 habitantes) y Carmi (750 habitantes) e indirectamente a los

productores y comerciantes de las zonas aledañas (Ayaviri).

INFRAESTRUCTURA URBANO SOCIAL EXISTENTE

En el Distrito se cuenta con los servicios básicos de salud y educación, parte de la zona cuenta con los servicios de

saneamiento básico. En la zona donde se ubica la represa existe sólo una trocha carrozable que comunica al centro minero con

la capital del Distrito.

VIAS DE ACCESO

Para llegar a la zona donde se ubica el proyecto se parte de Ayaviri que es la capital de la Provincia de Melgar, por una trocha

carrozable amplia y en regular estado de conservación, el tiempo aproximado de viaje es de 45 minutos, hasta llegar a la

capital del Distrito Orurillo luego se toma hacia el nor-oeste una trocha carrozable en mal estado de conservación que se dirige

hacia la mina en estado de exploración, el tiempo aproximado de viaje es de 15 minutos.

DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL.

La quebrada donde se emplazará la represa presenta un riachuelo al lado derecho (en el sentido del eje considerado para el

proyecto), los taludes de ese lado están erosionados mostrando el material que lo compone, el cual presenta restos rocosos y

arcillosos en proporciones similares para toda su longitud. Al lado izquierdo se observa la presencia de roca, en la parte

inferior se encuentra una via carrozable en mal estado de conservación. En la parte alta de la quebrada existen unas parcelas

sembradas y la mayor parte presenta pastos propios de la zona. En la época de secas se puede apreciar que el riachuelo



presenta muy poco caudal, sin embargo por los rastros que se observan en los taludes adyacentes la altura del mismo sube

considerablemente.

RESÚMEN DEL PROYECTO Y CONSIDERACIONES PARA SU DISEÑO.

El presente proyecto consiste en el almacenamiento de agua en época de lluvias para su posterior uso en la época de secas;

con el objetivo de irrigar las zonas de cultivo de la quebrada ubicada en la parte inferior de la zona en estudio. Para ello se ha

propuesto una represa de suelo mejorado con núcleo central de material arcilloso, revestida con geomembrana impermeable y

capas de enrocado en los taludes expuestos para protección de la estructura.

El talud considerado para las caras laterales de la represa tiene una inclinación de 2:1 (H:V), la altura máxima en el centro de la

repesa es de 21.00 metros, sin embargo se hace notar que esta altura corresponde a un área pequeña (sólo al centro) siendo

en realidad la altura promedio para el resto de la represa de 19.00 metros lo que permite dar mayor estabilidad a la estructura

propuesta. La base se asienta sobre un estrato rocoso impermeable, por lo que al hacer las excavaciones de la cimentación se

debe llegar a ese estrato, para los costados se considera que al lado izquierdo (según la dirección propuesta para el eje del

proyecto) se debe llegar al estrato rocoso impermeable y para el lado derecho se deberá llegar al material que ofrezca la mayor

resistencia e impermebilización según lo indica el estudio de suelos. Las excavaciones de los costados de la represa se

recomienda se hagan en forma de banquetas o escalones de un ancho no menor de tres metros. Para la impermeabilización de

la estructura se ha considerado el colocado de una pantalla de geomembrana tipo HDPE de 1.5 mm. rodeada por dos capas (en

la parte exterior e interior) de geotextil no tejido para evitar el punzonamiento del material. Además de la pantalla sobre el talud

del represa que da hacia el embalse, se ha considerado la impermeabilización del talud del lado derecho (según el eje del

proyecto) con el mismo sistema de la geomembrana.

La protección de los taludes se hará con empedrado en ambas caras y en la parte delantera de la represa (hacia el embalse) se

ha considerado un mayor altura de excavación y empotramiento de la geomembrana para impermeabilizar un mayor área y

proteger a la estructura del agua de filtración subterránea, igualmente en esa zona se mejorará la impermeabilización del suelo

con la adición de arcilla.

La zona de embalse recibirá el siguiente tratamiento: se eliminará la capa superficial del terreno y se aumentará la zona de

embalse retirando el material permeable hasta llegar al estrato arcilloso o rocoso según sea el caso, los taludes se mejorarán

por medio de banquetas o pendientes más suaves. La superficie final será compactada de manera que se disminuya aún más el

grado de permeabilidad del suelo.

Para controlar las aguas en demasía que se pudieran almacenar, sobre todo en época de lluvias, de ha considerado la

construcción de un canal de excendencias que está ubicado antes de la estructura principal y conduce las aguas por una

quebrada lateral hacia el mismo riachuelo aguas abajo.

La distribución del agua colectada se hará por medio de tres tuberías que atraviesan el cuerpo de la represa, la principal es de

12” y las secundarias de 10”, una de ellas servirá como tubería de seguridad para efecto de mantenimiento rutinario del

sistema.



La característica principal de la represa es que almacena agua en época de lluvias y la distribuye en forma controlada en época

de secas. Se ha calculado que en época de lluvias la zona de embalse se llenará de agua en nueve días por lo que se

recomienda que al terminar ese periodo se abra la compuerta principal durante un periodo de 8 horas consecutivas durante

cuatro días para regular el caudal almacenado. Este proceso se dará durante los meses de octubre a marzo, distanciando el

proceso de apertura a medida que se aproximan los meses de marzo y abril. Durante la época de secas (abril a setiembre) se

abrirá la compuerta principal por un periodo de 8 horas consecutivas durante dos días y se esperará el periodo de recuperación

del volúmen de llenado durante dos semanas (considerando sólo el aporte del riachuelo).

La estructura principal de la represa estará conformada por suelo mejorado (compactado y de mejor calidad que el suelo

natural de la zona) para ello se ha considerado la utilización del material que existe en la zona del embalse y las área laterales

del mismo según las indicaciones del estudio de suelos.

La arcilla a ser usada también proviene de los estratos ubicados en la zona del embalse y los taludes laterales de acuerdo a lo

que indica el estudio de suelos.

Los trabajos a realizar durante la ejecución de la obra de manera general son:

Θ Mejoramiento de la zona de embalse

Θ Construcción de caminos de acceso

Θ Desvío del cauce del río

Θ Excavación de la base de la represa

Θ Construcción del cuerpo de la represa

Θ Reforzamiento e impermeabilización de los taludes de la represa y zonas aledañas.

Θ Construcción del canal de excedencias y obras complementarias

Θ Construcción de la zona de captación y distribución de agua

ESTUDIOS PRELIMINARES

GEOLOGÍA

La zona donde se emplaza la estructura pertenece a la formación Muni y Chagrapi – SD, con la presencia de estratos fluvio

glaciales y fluvio aluviales y una cobertura superficial cuaternaria y coluvial. Mayores datos se tienen en el estudio respectivo.

HIDROLOGÍA

La zona en estudio se encuentra dentro de la Región Puno, por lo que para el sustento de las obras hidráulicas nos basamos

en datos proporcionados por la estación metereológica de Llally. Los datos usados van desde el año 1965 hasta el 2002;

observándose que la máxima intensidad es de 29.01 mm/hr y promedio de 11.8 mm/hr (dependiendo del tiempo de

concentración); con esos datos se ha calculado que al punto más bajo de la quebrada llega un caudal de 7.011 m3/seg y el

coeficiente de escorrentía es de 0.35 mayores datos se encuentran en el anexo de estudio hidrológico.

TOPOGRAFÍA



Los datos topográficos utilizados se ciñen estrictamente a los obtenidos y luego procesados en gabinete.

Dentro de los trabajos realizados se considera, el estacado, la señalización y determinación altimétrica y planimétrica de los

puntos, secciones transversales y registro de todas las observaciones realizadas en campo.

En los trabajos de gabinete se fijó el eje y la rasante de la estructura en base a los elementos topográficos existentes. La zona

de estudio presenta pendientes que varían entre 4 % y 80%

ESTUDIO DE SUELOS

Se adjunta un anexo con el estudio de suelos correspondiente, el cual nos da para efectos de diseño suelos tipo GC, GM, GP,

SC. Los suelos encontrados corresponden a grava, arenas, arcillas y combinaciones.

Mayores detalles se adjuntan en el estudio de suelos respectivo.

ESTUDIOS DEFINITIVOS

ZONA DE EMBALSE

Se debe retirar todo el material superficial orgánico y mejorar el área y la superficie de embalse mediante la compactación de

toda el área. El material arcilloso que existe en esa zona permitirá mejorar las condiciones impermeables requeridas y también

se puede usar para las partes de la represa que requieran este material. Los taludes laterales serán mejorados mediante

banquetas de 3.00 de ancho como mínimo y mejorando las pendientes en aquellos tramos que así lo requieran.

REPRESA

La represa está constituida por un cuerpo de suelo mejorado con el núcleo central de material arcilloso, el material a ser usado

se encuentra en el área de embalse al lado derecho (según la dirección del eje del proyecto) y en las áreas aledañas según se

indica en el estudio de suelos. El grado de compactación para este material será del 95% Se colocará en capas no mayores a

30 centímetros y se compactará usando el equipo mecánico apropiado, recomendándose que para la capa arcillosa se use

rodillos tipo pata de cabra. Se debe dar la inclinación adecuada del talud según se muestra en los planos y para reforzar la

estructura se proveerá de una capa de enrocado exterior con una inclinación adecuada 1:2.3 la corona de la represa tiene seis

metros de ancho y una inclinación transversal del centro a los costados de 3%, la superficie final deberá ser compactada al

100%

Los costados de la represa colindantes con los cerros se construirán a manera de banquetas o andenes y se llegará hasta el

estrato rocoso impermeable.

La cara que da hacia el embalse se protegerá con geomembrana impermeable, igualmente parte del talud del lado derecho

seguirá el mismo tratamiento.

CANAL DE EXCEDENCIAS

En la quebrada antes de llegar al cuerpo de la represa se construirá un canal de excedencias de forma trapezoidal de 1.20 m.

de base y una corona de 2.00 m. la altura estimada es de 1.00 m., el canal será construido sobre el terreno natural y para

efectos de protección e impermeabilización se colocará una capa arcillosa y un revestimiento de piedras. La pendiente mínima



que debe tener ese canal es de 1 % y la máxima de 5% para pendientes superiores considerar la construcción del canal en

forma de gradas o disipadores de energía.

Para el ingreso del agua de excedencias se ha planteado una estructura de concreto que permitirá encausar las aguas hacia el

canal en forma adecuada.

CAPTACION Y DISTRIBUCION

La captación se hará por medio de dos zonas adosadas al talud frontal de la represa; una de ellas será para el uso cotidiano del

sistema con dos tuberías de colección, una de ellas de 12” y la otra de 10” y la segunda zona será de emergencia o para darle

mantenimiento al sistema principal. La pendiente mínima de las tuberías será de 2% y la máxima de 4%

Las tuberías serán de material resistente al peso del cuerpo de la represa y serán aseguradas mediante anclajes de concreto

espaciados convenientemente. La salida del agua se hará en forma controlada por medio de válvulas de cierre (dos en cada

tubería para efectos de seguridad) Las válvulas se ubicarán dentro de una caseta de control desde donde se operarán los

equipos. La salida del agua hacia el riachuelo se hará mediante estructuras simples de concreto que disminuyan la fuerza o el

impacto de las aguas colectadas.

ESTUDIOS GEOTECNICOS

INTRODUCCION.

El presente estudio sirve como parte del expediente Técnico del diseño de la Presa del Proyecto “construcción de la represa

Huacoto en el distrito de Orurillo”, con la finalidad de obtener la información geotécnica a partir de la evaluación del

comportamiento físico-mecánico de los materiales, y del comportamiento geológico del basamento rocoso que permitirá

diseñar las estructuras previstas en el proyecto.

REVISION Y COMENTARIOS DEL EXPEDIENTE TECNICO.

De la revisión del expediente técnico se desprende lo siguiente:

El dique de la represa estaría conformado por un sistema de Terramesh, que es un sistema de paneles de malla hexagonal de

doble torsión producida con alambres de bajo contenido de carbono revestido con Galfan y adicionalmente protegido por una

camada continua de material plástico recubierta por geotextil para la protección de la geomembrana HDP 1.5 mm, el que

estaría recubierta por geonet y nuevamente una geomembrana.

.En lo que respecta a los estudios geotécnicos se indica que se han excavado dos calicatas de 3, 50 m de profundidad,

aunque en el perfil mostrado aparece con 4,50 m con una descripción de roca esquistosa (anexos de INGEOLAB).

Se reporta en hojas anexas ensayos hechos en la Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco, resultados de

granulometría, límites de consistencia, corte directo y permeabilidad de un pozo de 6 m de profundidad, que probablemente

sea el excavado en la margen izquierda en la parte alta del eje de la presa, cuya clasificación GC puede corresponder a esta

calicata; pero que no se indica en las conclusiones del estudio.



El ensayo de corte directo por el resultado obtenido puede pertenecer al pozo de la margen derecha, el que tampoco se

especifica su ubicación.

El ensayo de permeabilidad, no se indica a que pozo pertenece, indicándose como M01, 02 y 03 respectivamente, con

coeficientes de permeabilidad de 0.0035 cm/s cuyo coeficiente consideramos muy elevado para garantizar la estanqueidad y

talvez la estabilidad de la presa, No es muy claro en qué lugares han sido determinados estos coeficientes de permeabilidad

los que han debido precisarse en un plano o indicadas textualmente, lo cual no está indicado.

La profundidad del basamento rocoso no es conocida y se indica sin ninguna prospección confiable que estaría a unos 3,50 m

de profundidad; lo cual ha debido establecerse mediante prospección directa (calicatas) o indirecta (métodos geofísicos), lo

cual no figura en ninguna parte del expediente técnico planteado. Esta profundidad es esencial para determinar el diseño final

de la pantalla impermeabilizante de la presa y/o el anclaje a la roca.

La profundidad de desplante, no está especificada. Teniendo un material coluvión aluvial de la margen izquierda con este

coeficiente de permeabilidad es altamente probable una erosión interna.

La estanqueidad del vaso no está indicada en ninguno de los párrafos del expediente, lo cual ha debido definirse para garantizar

el represamiento de los volúmenes calculados durante el tiempo previsto para el periodo de riego, el que deberá contrastarse

con los estudios hidrológicos correspondientes.

La ubicación de los ensayos de corte directo no han sido precisados, sin embargo se puede inferir que éstos corresponde a

una de las calicatas, muy probablemente a la del margen derecho, por lo que faltaría del margen izquierdo (material coluvio-

aluvional) y de la parte central (material fluvio- aluvial hasta los 1.70 m).

La propuesta del material de dique sea de terramesh, se puede decir que este sistema es óptimo para contenciones debido a

que es económico, de fácil ejecución, flexibilidad y permeabilidad, y se puede adaptar a diferentes ambientes, pudiendo ser

empleado en contención de taludes, canalizaciones, defensas ribereñas, marinas y protección de rellenos de encuentro de

puentes, pero para Presas no es recomendado por sus fabricantes (Macaferri).

En el diseño propuesto para el caso del dique aguas arriba incluye capas de geomallas, geotextil y geomembrana, sin embargo

no indica la cantera de material de préstamo ni las características físico mecánicas de éstas para el relleno respectivo,

Será necesario efectuar estudios geofísicos para determinar el perfil geológico del eje de la presa y del vaso, ya que mediante

calicatas por el nivel freático es difícil conocer este detalle, con esta prospección se determinará la profundidad del macizo

rocoso.

OBJETIVO.

Definir las características físicas y mecánicas de los materiales de la zona del eje del dique de la presa y del vaso para el

rediseño del dique de la presa.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Θ Determinar su granulometría, límites de consistencia, densidad máxima.

Θ Determinar la cohesión y ángulo de fricción interna.

Θ Determinar la permeabilidad en el eje y el vaso de la presa.



Θ Evaluar los espesores de materiales cuaternarios en el eje y vaso de la presa.

METODOLOGÍA DE TRABAJO.

Programa de campo.

Θ Inspecciones de campo consistente en el recorrido de los alrededores del vaso y de la zona del eje del dique de la

presa en los que se ha realizado la cartografía correspondiente en el estudio geológico.

Θ Ubicación de calicatas y trincheras para su respectiva excavación en los diferentes puntos de la presa.

Θ Levantamiento de perfiles estratigráficos de las calicatas y trincheras , y perfiles laterales

Θ Toma de muestras alteradas e inalteradas

Θ Ensayo de permeabilidad in situ.

Ensayos de laboratorio

De acuerdo al nivel de estudio requerido, las muestras obtenidas en campo se remitieron a los laboratorios de LAMESC para la

realización de ensayos y análisis de las muestras siguiendo las normas y procedimientos de la American Society For Testing

and Materials (A.S.T.M) siguientes:

Análisis granulométrico por tamizado

Límite Plástico

Contenido de Humedad

Densidad Máxima del terreno

Corte directo a densidad natural

Corte directo a densidad máxima

Coeficiente de permeabilidad

Los resultados de los diferentes ensayos, se adjuntan en los formatos correspondientes, los mismos que se han resumido

debidamente.

GEOTECNIA DE LA PRESA

DESCRIPCION DE PERFILES ESTRATIGRAFICOS

Para la descripción de los perfiles estratigráficos y el muestreo correspondiente se ha excavado calicatas, trincheras y canales

que han permitido describir la disposición estratigráfica de los suelos evaluados.

La descripción de las características físicas y mecánicas se ha hecho en base a los resultados obtenidos en los ensayos de

laboratorio, que posteriormente fueron observados a la lupa para determinar las características granulométricas y litológicas de

los fragmentos de los suelos lavados

La forma de describir de los resultados es por cada por cada calicata y trinchera, separadamente su granulometría y los índices

de consistencia, para en cada caso exponer a manera de conclusiones y alternativas en el ítem de discusión.



CARACTERÍSTICAS FISICO MECANICAS

Se ha procedido a extraer muestras de las diferentes calicatas y trincheras para los diversos ensayos, éstos han sido resumidos

en la siguiente tabla:

ENSAYO DE CORTE DIRECTO.

Estos ensayos han sido realizados en los laboratorios, cuyos resultados se adjuntan en el siguiente cuadro:

ENSAYOS DE CORTE DIRECTO ZONA EJE Nivel superior

Ubicación Cohesión kg/cm2 Angulo de fricción (º)

Trinchera 01 Nv 02 0,68 23,9º ZONA EJE Nivel inferior Calicata 01 Nv 03 0,38 13,8º ZONA ESPALDON Nivel inferior TRINCHERA 01 Nv 02 0,29 14,9º TRINCHERA 02 Nv 02 0,42 14,0º

CLASIF.

UBICAC. GRAVA ( %) ARENAS (%) FINOS (%) LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTINDICE DEPLAST.

SUCS CONT. HUM.DENSID NATgr/cm3

DENS SECAgr/cm3

RELACION DEVACIOS

INDICE DECONSIS.

NIVEL 1

NIVEL 2 0 42,2 57,8 22,7 17,52 5,25 CL-ML 8,51 2,173 2,003 0,27 1,295

NIVEL 1

Nivel 02 49 43 8 24,94 18,77 6,17 GP -GC 8,46 2,07 1,903 0,34 1,324

NIVEL 1

NIVEL 2 44,2 41,4 14,4 23,88 18,96 4,92 GC-GM 10,16 2,097 1,903 0,34 1,254

NIVEL 1

NIVEL 2 18,8 63,4 17,8 24,22 17,7 6,52 SC-SM 8,16 2,077 1,92 0,33 1,364

CALICATA 1

REPRESA HUACOTOGRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA DENSIDAD

ZONA DEL EJE NIVEL SUPER IOR (MARGEN DERECHO)

TRINCHERA 2

SUELO EDAFICO

SUELO EDAFICO

ZONA DEL EJE NIVEL INFER IOR (MARGEN IZQUIERDO) 02 A

SUELO EDAFICO

ZONA DEL ESPALDON (Nivel in ferior)

TRINCHERA 01

SUELO EDAFICO



COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD - CARGA VARIABLE.

Los ensayos del coeficiente de permeabilidad por el método de carga variable han sido realizados en muestra inalterada las

muestras del eje nivel superior y del espaldón nivel inferior de la trinchera 01, las de la zona del eje nivel inferior y de la

trinchera 02 han sido remoldeadas a su densidad natural.

Los valores obtenidos están en el rango de arcillas y limos arcillosos Según Braja M. Das, y de acuerdo a Lambe y R. Whitman

estos valores corresponden a permeabilidades bajas de acuerdo a las siguientes tablas.

TIPO DE SUELO

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD k (cm/s)

Grava media a gruesa

Arena gruesa a fina

Arena fina , arena limosa

Limo, Limo arcillosos, arcilla

limosa

Arcillas

Mayor que 10-1

10-1 a 10-3

10-3 a 10-5

10-4 a 10-6

10-7 o menor

Valores del coeficiente de permeabilidad para varios tipos de suelo (según Braja M. Das)

GRADO DE PERMEABILIDAD VALOR DE k (cm/s)

Elevada

Media

Baja

Muy baja

Prácticamente impermeable

Superior a 10-1

10-1 a 10-3

10-3 a 10-5

10-5 a 10-7

Menor de 10-7

Clasificación de suelos según sus coeficientes de permeabilidad según Terzaghy y Peck , 1967- ( tomado de Lambe y

Whitman)

ENSAYOS DE COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD METODO DE CARGA VARIABLE REPRESA HUACOTO

ZONA EJE

Densidad seca máx (gr/cm3)

contenido de Humedad (%)

Permeabilidad Kt (cm/s)

Permeabilidad K20 (cm/s)

NIVEL SUPERIOR DERECHO

TRINCHERA 2,037 8,51 5,02E-05 6,53E-05



NIVEL INFERIOR

CALICATA 01 2,213 8,85 1,04E-04 1,33E-04

ZONA ESPALDON

NIVEL INFERIOR

TRINCHERA 01 2,127 10,38 1,55E-04 1,97E-04

TRINCHERA 02 2,08 8,15 1,26E-04 1,61E-04

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD IN-SITU

Se han realizado pruebas de permeabilidad in situ en el eje de la presa en ambos márgenes, así como en el vaso, estas

permeabilidades están en el rango de media a baja permeabilidad. Estos han sido resumidos en el siguiente cuadro.

PERMEABILIDAD IN SITU

SONDAJE ALTURA DE CARGA(Cm)

PROF DE PRUEBA (m)

COEF DE PERM(cm/s)

SD 01 100 0,3 2,20E-03

SD 02 100 0,8 2,37E-02

SD 03 150 1,3 4,19E-02

SD 04 150 1,5 1,04E-04

SD 05 100 1,5 2,70E-03

SD 06 58 1,5 6,71E-04

SD 07 11 1,1 2,67E-03

Discusión

La permeabilidad a la temperatura T (KT =10º C) reducida a k 20 por la viscosidad del agua ha incrementado la

permeabilidad. Estos valores en la zona de la presa por las características y altura a la que encuentra la presa muy pocas veces

podrá superar esta temperatura por lo que los valores siempre estarán por debajo de estas, es decir muy cercanas a la

temperatura T.



Estos coeficientes de permeabilidad bajas que han dado en laboratorio han sido contrastadas con los obtenidos en situ, y las

obtenidas son de media a baja permeabilidad.

Esta ligera discrepancia de resultados es por el remoldeo a que fueron sometidas las muestras, y la ausencia del factor

fracturamiento, sin embargo nos confirman los rangos con los que se debe proyectar el diseño de la presa en función a la

generación de caudales y los requerimientos para el embalse y las filtraciones que ocurran en caso que no se utilice

geomembranas en el delantal y los flancos de la presa.

PERFIL GEOTECNICO DEL EJE DE LA PRESA.

El perfil geotécnico del eje de la presa se ha obtenido correlacionando la información de las calicatas excavadas, los sondajes

eléctricos verticales (SEV) y la cartografía geológica realizada a partir de los afloramientos en la zona motivo de estudio. De

acuerdo a este perfil el basamento rocoso esta 3 m en el eje, por tanto el desplante deberá efectuarse en este nivel.

Hacia el vaso los depósitos fluviales tienen mayor espesor, en esta zona cercana a la base en el espaldon será recomendable

compactar arcilla para evitar filtraciones, ya que estos depósitos son bastantes permeables y erosionables.

La margen izquierda tiene un espesor de depósitos cuaternarios con un coeficiente de permeabilidad media a elevada que,

requiere de un tratamiento adecuado de diseño de la presa, en el que se debe considerar impermeabilización, sin embargo se

debe tener presente que su cohesión y compacidad es buena por tanto no será necesario su remosión en la zona del eje.

SONDAJES ELECTRICOS VERTICALES.

Para confirmar la profundidad del basamento rocoso en la parte media del eje, es decir en el lecho del río y en la zona de la

margen izquierda se ha solicitado la realización de estudios geofísicos, que por su costo han sido los sondaje eléctricos

verticales, ya que se requería saber la profundidad de las rocas y su comportamiento hidrogeológico en profundidad. Para cuyo

efecto se han realizado 22 sondajes.

En su informe el geofísico Dayno Alarcón dentro de sus conclusiones que:

En la parte central del eje el, basamento rocoso se localiza a 3.0m aproximadamente, debajo de un deposito acuífero con

materiales de buena permeabilidad. Las resistividades del basamento entre 100 y 110 ohm-m se le relaciona a roca

competente y sana.

Estas roca de acuerdo al perfil proyectado en el plano Nº 03, corresponden a las lutitas y cuarcitas que se encuentran

alternadas verticalmente, aunque no ha determinado exactamente a diferencia en las secciones geofísicas, nos permite

establecer como un basamento rocoso del eje de la presa, por tanto ésta se encontraría a 3,30 m aproximadamente de la

superficie del río.

La margen izquierda, en la sección indicada como nor este encima del basamento rocoso sobreyacen los depósitos fluvio

glaciares y coluvio aluviales en la parte más externa. El espesor de estos materiales en la vertical tienen un promedio de 17 m

y perpendicular a la superficie 15 m. Estas rocas tienen un coeficiente de permeabilidad entre 2,20E-03 y

4,19E-02 cm/s y que requiere de un tratamiento para su impermeabilización sea ésta mediante material sintético o arcillas,

recomendándose que sean las arcillas con más prioridad.



La margen derecha tiene permeabilidades que oscilan entre 1,04E-04 y 2,70E-03, por las lutitas fracturas y las areniscas.

El basamento rocoso en la zona del vaso, de acuerdo a las interpretaciones geofísicas se observa amanera de una cuenca

cuyos depósitos están siendo interpretados como lacustres es decir se incrementa desde los 6 m hasta más de 50 m de

profundidad, si esto fuera así, las cantidades de materiales arcillosos, limos y arenas son considerables. Esta presencia de este

depósito estaría confirmando la evidencia de la existencia de un represamiento antiguo contemporáneo a un periodo glaciario.

Es posible que de no presentarse estos depósitos éste sea el basamento de lutitas que afloran en la base del riachuelo lateral.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Θ La sección del eje de la presa es la más adecuada de acuerdo a los ensayos geofísicos, y geotécnicos así como de la

conformación geomorfológica y topográfica.

Θ En la margen derecha el basamento rocoso se encuentra aflorando debajo de una cobertura vegetal (suelos edáfico)

de 0.40 m de espesor.

Θ El basamento rocoso está constituida por lutitas, areniscas y cuarcitas alternadas y se encuentran dispuestas

verticalmente,

Θ El basamento rocoso en la margen izquierda se encuentra debajo de sedimentos fluvio glaciares y coluvio aluviales a

una profundidad de 17 m en la vertical desde la superficie. En estos sedimentos los coeficientes de permeabilidad

está entre 2,20E-03 y 4,19E-02 cm/s.

Θ En la zona central, es decir en el lecho del río la profundidad del basamento está a 3, 30 m debajo de sedimentos

fluvio aluviales muy permeables, por lo que es preciso excavar hasta esa profundidad para la cimentación de la presa.

Θ La cobertura edáfica en la margen derecha e izquierda tienen un espesor de 0.40 m en promedio, mientras que en la

zona central estos depósitos alcanzan hasta los 0.80 m en promedio.

Θ Los Índices de Plasticidad indican valores que los suelos son ligeramente plásticos, y sugieren poca cantidad de

material arcilloso, lo que también puede influir en los bajos coeficientes de permeabilidad.

Θ Los ensayos de permeabilidad por el método de carga variable arrojan valores en el rango de limos y arenas Según

Braja M. Das, y de acuerdo a W.Lambe y R. Whitman estos valores corresponden a permeabilidades bajas. Estos

ensayos han sido realizados en muestras remoldeadas a su densidad máxima, y también de pruebas in-situ.

Θ En el flanco derecho (basamento rocosos alterado) la permeabilidad in situ ha dado un coeficiente de permeabilidad

entre 1,04E-04 y 2,70E-03 cm/s, y en laboratorio se ha obtenido 6,53E-05 cm/s. lo que significa que el material

alterado de este basamento se comporta con distintos coeficientes de permeabilidad debido al fracturamiento de

estas rocas, y el resultado de laboratorio con un coeficiente más alto puede deberse a que no entra como factor el

grado de fracturamiento. sin embargo nos confirman los rangos con los que se debe proyectar el diseño de la presa

en función a la generación de caudales y los requerimientos para el embalse y las filtraciones que ocurran en caso

que no se utilice geomembranas en el espaldon y los flancos de la presa.

Θ El coeficiente de permeabilidad en el flanco izquierdo, es decir en los depósitos cuaternarios es más elevada que en

el flanco derecho, éstas tienen entre 4,19E-02 y 2,20E-03 cm/s en prueba in situ, y entre 1,33E-04 y 1,97E-04 cm/s



en laboratorio, por lo tanto es preciso considerar estos coeficientes para el diseño de la presa. Es recomendable

considerar la impermeabilización de estos depósitos cuaternarios con arcilla compactada y/o con geosintéticos de

manera que se evite las filtraciones lateral izquierda principalmente.

Θ El incremento de la permeabilidad por el incremento de temperatura del agua está descartada por la altitud y las

temperaturas frías de la zona.

Θ El basamento rocoso esta debajo de suelos cuaternarios, lo que implica la limpieza de la cobertura superficial, es

decir el suelo orgánico o edáfico, para que pueda ser utilizado en las afueras de la zona de inundación.

Θ El basamento rocoso en la zona del vaso, detrás del espaldón del eje de la presa tiene una forma de cuenca que se

hace más profundo hacia el nor oeste del vaso, rellenado con depósitos fluviales y aluviales, por lo que será preciso

llegar al basamento rocoso en el eje, para lo que recomienda que el diseño de la presa sea una con núcleo de arcilla,

es decir una presa mixta, con lo que se evitaría problemas de filtraciones y erosión interna, que son muy proclives

estos sedimentos fluvio aluviales.

Θ La relación de vacíos y los índices de consistencia de los materiales cuaternarios y de la formación Chagrapi en el

eje y del espaldon nos indican en general que son duras, es decir, tienen buena consistencia y son compactos ya

que la relación de vacíos esta entre 0.34 a 0.47 . por tanto será recomendable no removilizar este material y

considerarlo como parte del terraplén.

Documents

Trabajo de Presas de Tierra