CURSO PRACTICO SOBRE LAGUNAS DE ESTABILIZACION: TEORIA, PRACTICA, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Transcripción

1 CURSO PRACTICO SOBRE LAGUNAS DE ESTABILIZACION: TEORIA, PRACTICA, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ORGANIZADO POR: ASOCIACION ECUATORIANA DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL, AEISA Y LA UNIVERSIDAD LAICA VICENTE ROCAFUERTE DE GUAYAQUIL 12 al 24 de Mayo 2003 Guayaquil, Ecuador

2 SEMINARIO SOBRE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS Fabian Yanez, Ph.D. CONSULTOR

3 MOVIMIENTO DE TIERRAS Movimiento de tierras y diseño de los diques requiere asesoría de Geotécnicos o Ingenieros de Mecánica de suelos Se requieren perforaciones y muestreos para caracterizar el tipo de suelo Taludes de diques, tipo de material a emplearse y forma de impermeabilización, debe ser efectuado después de las correspondientes pruebas de mecánica de suelos Cuidadoso estudio para manejo de los estratos y el balance entre corte y relleno: 80% del costo de la obra

4 ESTUDIOS NECESARIOS PARA EL MOVIMIENTO DE TIERRAS (1) TOPOGRAFIA DETALLADA, UBICACIÓN Y GEOLOGÍA ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS Lagunas conformadas sólo en excavación (enterradas) Lagunas conformadas en excavación y terraplenes (semienterradas) Lagunas conformadas con diques en terraplén MINIMIZACION DEL VOLUMEN DE SUELOS A MANEJARSE Manejo de estratos y mezclas Balance de volúmenes de corte, terraplenes compactados y material para impermeabilización

5 NIVEL DEL TERRENO LAGUNA ENTERRADA

6 NIVEL DEL TERRENO LAGUNA SEMI ENTERRADA CON BALANCE DE CORTE Y RRELLENO

7 NIVEL DEL TERRENO LAGUNA CON DIQUES EN TERRAPLEN TODO EL MATERIAL DE DIQUES ES IMPORTADO

8 VOLUMEN DE DIQUES COMPACTADOS m E+05 2E+05 5E+05 CON CORTE SIN CORTE POBLACION DE DISEÑO

9 ALTURA DE CORTE PARA BALANCE DE MOVIMIENTO DE TIERRAS ALTURA DE CORTE, m E+05 2E+05 5E+05 CORTE POBLACION DE DISEÑO

10 ESTUDIOS NECESARIOS PARA EL MOVIMIENTO DE TIERRAS (2) ESTABILIDAD GEOTECNICA Resistencia física y mecánica de taludes Tubificación, Oleaje, Pendiente mínima (resistencia al corte), asentamiento Resistencia física y mecánica del fondo Tubificación, Falla de capacidad portante (suelos saturados) ESTANQUEIDAD Suelos impermeables Geosintéticos

11 COMPONENTES DEL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS TRABAJOS DE CAMPO Profundidad de la investigación Tipo de muestreo TRABAJOS DE LABORATORIO Ensayos de clasificación Ensayos de resistencia (compresión simple penetración estándar) Ensayos de permeabilidad (en campo y laboratorio)

12 PRUEBAS DEL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Perforación con muestreo y ensayo de penetración estándar (o pozos a cielo abierto) Toma de muestras inalteradas con tubo Shelby Granulometría, límite plástico y límite líquido Límite de contracción Compactación Peso específico Presión de expansión (controlada) Permeabilidad en material compactado Triaxial U.U. Contenido de agua Informe y recomendaciones

13 COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD TIPO DE SUELO m/s mm/día Para 1.50 m Arcilla < 10-9 < días Arcilla arenosa días Limo días Turba días Arena fina días Arena Gruesa días Arena gravosa horas Grava > 10-2 > <25 minutos

14 ESTABILIDAD GEOTECNICA Diseño de los taludes Los taludes, su máxima pendiente Los taludes y su estabilidad a la acción directa de las aguas Los taludes y su estabilidad a la tubificación Su estabilidad a los agrietamientos Su deslizamiento orginado por su peso y las fuerzas de filtración Su estabilidad a la licuefacción Los terraplenes y su estabilidad a los asentamientos Los taludes y terraplenes en su concepción constructiva: las especificaciones

15 EL FLUJO DE AGUA Que se debe considerar El caudal de infiltración a través de la zona de fluijo La influencia del flujo de agua sobre la estabilidad general de la masa del suelo a través de la que ocurre Las posibilidades del agua de infiltración de producir arrastres de material sólido, erosiones, tubificación, etc.

16 RESISTENCIA DE LOS SUELOS A LA TUBIFICACIÓN RESISTENCIA TIPO DE SUELO Indice de Plasticidad Gran resistencia Arcillas plásticas muy bien compactadas Ip > 15 a la tubificación Arcillas plásticas con compactación diferente Ip > 15 Resistencia media Arenas bien gradeadas o mezcla de arena y grava, con contenido de arcilla de plasticidad media bien Ip > 8 compactada Arenas bien gradeadas o mezcla de arena y grava, a la tubificación con contenido de arcilla de plasticidad media Ip > 8 Baja resistencia deficientemente compactadas Mezclas no plásticas bien gradeadas o deficientemente compactadas, de grava, arena y limo Ip < 6 Mezclas no plásticas bien gradeadas y deficientemente compactadas de grava, arena y limo Ip < 6 Arenas limpias, finas y uniformes deficientemente a la tubificación compactadas Ip < 6 Arenas limpias, finas y uniformes bien compactadas Ip < 6

17 FLUJO DE AGUA A TRAVES DE LOS TERRAPLENES

18 PROTECCION CONTRA FALLAS MAS FRECUENTES EN LOS TERRAPLENES ACCION DIRECTA DE LAS AGUAS Utilizar una berma suficiente Utilizar una cobertura adecuada en los taludes TUBIFICACION Diseño adecuado del terraplén Utilizar suelos con resistencia adecuada a la tubificación AGRIETAMIENTOS Uso de suelos con buena resistencia a los agrietamientos Limos IP < 10, LL < 30% Arcillas IP < 15 DESLIZAMIENTO DE TALUDES Diseñar con un factos de deslizamiento > 3

19 PROTECCION CONTRA FALLAS MAS FRECUENTES EN LOS TERRAPLENES LICUEFACCION No utilizar limos con IP < 6 ni arenas finas uniformes ASENTAMIENTOS Proveer una sobre altura para compensar el asentamiento MATERIALES DE CONSTRUCCION Utilizar suelos adecuados CONSTRUCCION El fiscalizador debe asegurar que se cumplan los requisitos de diseño

20 LOS GEOSINTETICOS El porqué de su uso Son frecuentemente necesarios Son rápidamente instalados Generalmente reemplazan a materiales de la naturaleza Facilitan el diseño Su uso es muy apropiado cuando se intensifica en el mundo la protección al medio ambiente

21 LOS GEOSINTETICOS Y LAS GEOMEMBRANAS El uso de geotextiles por agujas colocados sobre el suelo excavado provee los siguientes beneficios a la geomembrana y obra en general: Area de trabajo limpia Aumento en la resistencia al punzonamiento Mayor resistencia a la fricción entre geomembrana y suelo La selección adecuada del geotextil permitirá el drenaje de agua ascendente o gases que se generan debajo de la geomembrana. En estos casos se requieren gotextiles no tejidos punzonados por agujas, georedes o geocompuestos

22 LAS GEOMEMBRANAS: revestimiento flexible o barrera flexible de muy baja permeabilidad CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS: Permeabilidad (K) entre 1E-10 a 0.5E-13 cm/s Espesor entre 0.5 mm (20 mils) y 2.5 mm (100 mils) Resistencia al ozono y rayos ultravioleta Compatibilidad química Resistencia a la tensión, al rasgado, impacto, punzonamiento Fricción entre el suelo y geomembrana Estabilidad al ataque biológico Comportamiento adecuado frente a cambios térmicos

23 ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS Son imprescindibles para un adecuado diseño Estudios geotécnicos son complicados Necesario contratar a un Ingeniero de Suelos

24 FIN DE LA PRESENTACION Gracias por su atención Preguntas por Favor