SOCAVACIÓN EN PILAS Y ESTRIBOS CASO VIADUCTO DEL ENLACE METROPOLITANO DE MÉRIDA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS CONSTRUCCIÓN I PROFESOR: JOSÉ E. MORA INTEGRANTES: JESÚS MARIÑO VANESSA SIFUENTES MÉRIDA, MAYO

2 ¿QUE ES LA SOCAVACIÓN? Es la erosión o remoción del material de fondo y taludes de un cauce, provocada por la acción del flujo del agua. A la socavación se le atribuye la falla o colapso de muchos puentes en todas partes del mundo. GENERALIDADES SOBRE SOCAVACIÓN

3 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SOCAVACIÓN Los factores que la provocan se puede decir que son en principio, el aumento de la velocidad del agua y la turbulencia. Cuando estas aumentan, provocan socavación, así como también la colocación de estructuras que interfieren con el paso del agua, como lo son los puentes, muros y presas.

4 TIPOS DE SOCAVACIÓN  SOCAVACIÓN GENERAL POR AUMENTO DE CAUDAL  SOCAVACIÓN TRANSVERSAL POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE DEBIDA A UNA ESTRUCTURA  SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS Y ESTRIBOS DE PUENTES

5 Disminución generalizada del nivel del fondo como consecuencia del incremento de la capacidad del flujo para transportar material durante las avenidas. También se debe al desequilibrio ocasionado por la diferencia de capacidad de transporte entre dos secciones consecutivas que definen a un tramo; aquí las erosiones tienen lugar cuando el volumen de sedimento que sale por la sección de aguas abajo en un cierto periodo es mayor que el que entra al tramo por la sección aguas arriba en el mismo periodo. Este fenómeno es un proceso natural que puede ocurrir a todo lo largo del río y no es provocado por factores humanos. SOCAVACIÓN GENERAL

6 La reducción del ancho de la sección de un cauce ocasionada en forma natural o como consecuencia de una obra civil, es compensada con un incremento en la profundidad hasta el punto en el cual se alcanza la capacidad necesaria en la sección; este incremento de la profundidad del cauce se conoce como socavación transversal. SOCAVACIÓN TRANSVERSAL

7 Se presenta al pie de las estructuras interpuestas a las corrientes, sumergidas o que emergen de la superficie del agua, como resultado de la deflexión de la líneas de flujo, la turbulencia y la vorticidad provocada por la presencia del obstáculo. Como ejemplo se tienen las pilas, estribos, espigones, etcétera. Esta clase de erosión puede manifestarse en dos tipos de estructuras: en las rodeadas por el flujo, como es el caso de las pilas en un puente, y en estructuradas pegadas a la margen, como en el caso de estribos y espigones. SOCAVACIÓN EN ESTRIBOS Y PILAS

8 PROBLEMÁTICA DEL PUENTE ENLACE METROPOLITANO EN EL ESTADO MÉRIDA La socavación presentada por la estructura es local, a nivel de estribos y pilas y la misma se puede presentar por diversos factores. Tales como la modificación del cauce natural aguas debajo de la estructura. Así como también por una mala estimación del arrastre de sedimentos y socavación local en dichos elementos. CUANDO SE TIENE UN CASO ASI DE SEBERO PLANTEAR SOLUCIONES DE REABILITACION PUEDE SER UN POCO DIFICIL, ESTO POR EL PELIGRO QUE CONLLEVA LA NATURALZA DE LAS OBRAS CIVILES QUE SE REALIZARÍAN BAJO EL PUENTE EN ESTAS CONDICIONES.

9 REABILITACIÓN EN PUENTES Mantenimiento: Trabajo que se realiza para mantener el puente con su nivel de servicio actual Rehabilitación: Se trata de restablecer en el puente su nivel de servicio original Reparación: Es el aspecto técnico de la rehabilitación y es la acción en la que reparan daños y reforzamiento de los elementos del puente. Rigidización: Técnica que se utiliza para aumentar el nivel de servicio, aumentando la resistencia a deflexiones excesivas en elementos del puente. Así como también agrietamiento y vibración. Reforzamiento: Es el incremento de la capacidad de carga de un puente existente para llevarlo a un nivel de servicio mayor al que la estructura tiene previamente.

10 La ejecución de una reparación debe recoger cincos aspectos fundamentales:  Identificar el deterioro del puente.  Determinar las causas.  Evaluar la resistencia del puente y sus elementos en el estado actual.  Evaluar en detalle las reparaciones o actividades de mantenimientos a realizar.  Elegir un método de reparación.

11 ¿QUE ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ESTUDIO GEOTÉCNICO Para obtener las características del suelo se requiere extraer muestras de los distintos estratos que lo compone. Esto se realiza mediante calicatas, calas estudios geofísicos, etc. Según las características de la obra y su importancia. Para determinar las características del suelo, por inspección ocular, o para extraer muestras las cuales se ensayan en los laboratorios.

12 ¿QUE ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ESTUDIOS HIDROLÓGICOS Al realizarse inspecciones a un puente y detectarle daños en su infraestructura, cuya causa fundamental del deterioro está producida por la socavación, debida a cambios de avenidas que circulan por el rio que producen daños significativos en algunos de sus elementos, como estribos, cimentaciones, cauce, terraplenes de aproches, entre otros; poniendo en peligro la estabilidad de la estructura, se hace eminente un estudio hidrológico e hidráulico con el fin de poder buscar la solución más factible que resuelva de forma permanente los problemas, garantizando una seguridad vial. METODO RACIONAL =..

13 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? DISEÑO HIDRÁULICO Tiene como objetivo determinar las características de circulación de la corriente para el gasto obtenido en el estudio hidrológico. Con ello se determina el nivel de agua, o sea el nivel de crecida de diseño (NCD), que circula por el cauce en el lugar del cruce. FORMULA DE MANNING

14 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? CONSTRICCIÓN A LA CORRIENTE Es la disminución del área del espejo de agua en los valles de inundación por la construcción del puente, para que este no sea tan malo técnicamente, ni tan caro económicamente. La constricción a la corriente es un efecto que se produce cuando el terraplén de aproche penetra en el valle de inundación produciendo una obstrucción al paso del agua. RELACION DE APERTURA

15 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ALTURA DEL REMANSO Una de las perturbaciones que se originan por la presencia de una constricción a la corriente es la formación de un remanso aguas arriba del lugar de cruce del puente. El remanso es la elevación del agua sobre el nivel normal de circulación. El valor máximo del remanso lo denominaremos hr..

16 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ESTIMACIÓN DE LA SOCAVACIÓN GENERAL SUELOS COHESIVOS SUELOS NO COHESIVOS Lischtvan – Levediev Straud El método de Lischtvam y Lebediev permite determinar, además del valor de la socavación general: La socavación debida a contracción en secciones donde se reduce el área hidráulica. El criterio de Straub, se aplica en la socavación debida a contracciones.

17 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ESTIMACIÓN DE LA SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS LAURSEN Y TOCH YAROSLAVZTZIEV METODOS VALIDOS PARA RIOS DE LLANURA O PIE DE MONTE

18 ¿QUÉ ESTUDIOS SE DEBEN REALIZAR? ESTIMACION DE LA SOCAVACION LOCAL EN PILAS METODOS VALIDOS PARA RIOS DE MONTAÑA JAIN Y FISHER FORMULA DE LA ULA

19 ¿CÓMO SE PUEDE SOLUCIONAR? MUROS DE BLOQUES PREFABRICADOS

20 ¿CÓMO SE PUEDE SOLUCIONAR? MUROS DE TIERRA ARMADA

21 ¿CÓMO SE PUEDE SOLUCIONAR? BOLSA CRETO Y GAVIONES PARA ESTRIBOS GAVIONESBOLSA CRETO

22 ¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!