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OBRAS DE CONTROL FLUVIAL

MEMORIAS DE DISEÑO ESPOLONES

PRESENTADO A: INGENIERO JAVIER VALENCIA GALLEGO

PRESENTADO POR: EDITH LORENA NARVAEZ PAOLA MOSQUERA ARIAS YESICA JORDAN VIDAL YOVANA DANIELLA MORENO

ESPECIALIZACION EN INGENIERIA DE RECURSOS HIDRICOS FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DEL CAUCA

NOVIEMBRE DE 2017

OBRAS DE CONTROL FLUVIAL

TABLA DE CONTENIDO

1.

INTRODUCCION........................................................................................................................ 5

2.

OBJETIVOS ................................................................................................................................ 6

3.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................... 7

4.

MARCO TEORICO ..................................................................................................................... 8 4.1

Erosión .............................................................................................................................. 8

4.2 Espolones: ............................................................................................................................... 9 4.3 Socavación............................................................................................................................. 16 4.3.1 Socavación en Espolones ............................................................................................. 17 4.4 Informe hidráulico Rio Purnio ............................................................................................... 19 5.

METODOLOGIA DISEÑO DE ESPOLÓN ................................................................................... 20 5.1

Localización en planta..................................................................................................... 20

5.2

Longitud de los espolones .............................................................................................. 23

5.3

Separación entre espolones ........................................................................................... 23

5.4

Elevación y pendiente longitudinal ................................................................................ 23

5.5

Angulo de Orientación. ................................................................................................... 24

5.6

Permeabilidad:................................................................................................................ 24

5.7

Taludes Lateral y frontal ................................................................................................. 24

5.6

Socavación ...................................................................................................................... 26 5.6.1

Calculo del Diámetro medio de la muestra de Fondo .......................................... 26

5.8.2 Socavación General Método de Lischtvan - Levediev ................................................. 28 5.8.3 Socavación en Curva .................................................................................................... 30 5.7

Orden Constructivo......................................................................................................... 35

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5.8 6.

Obras de desviación........................................................................................................ 35 ESPECIFICACIONES TECNICAS ................................................................................................ 39

6.1

Campamento. ................................................................................................................. 39

6.2

Localización y replanteo ................................................................................................. 40

6.3

Obra de desviación ......................................................................................................... 42

6.4

Excavaciones mecánicas ................................................................................................. 43

6.5

Rellenos .......................................................................................................................... 44

6.6

Colchón anti socavación en gavión................................................................................. 46

6.7

Gavión tipo caja, espesor o altura: 1 m .......................................................................... 50

6.8

Concreto ......................................................................................................................... 53

6.9

Enrocados o pedraplenes ............................................................................................... 60

7

PRESUPUESTO ........................................................................................................................ 62

8

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................................. 63

9

BIBLIOGRAFIA......................................................................................................................... 65

10. ANEXOS ..................................................................................................................................... 66

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Lista de Figuras

Figura 1. Proceso de Erosión ................................................................................................ 8 Figura 2. Formas en Planta de Espolones. ......................................................................... 10 Figura 3. Espaciamiento entre espolones .......................................................................... 12 Figura 4. Proceso de Socavación ........................................................................................ 17 Figura 5. Trazado de arcos de corrección propuestos. Fuente: Propia. ............................ 21 Figura 6. Localización en Planta Espolones 1 y 2. Fuente: Propia...................................... 21 Figura 7. Localización en Planta Espolones 2 y 3. Fuente: Propia...................................... 22 Figura 8. Localización en Planta Espolones 3, 4 y 5. Fuente: Propia. ................................. 22 Figura 9. Localización en Planta Espolón No.3. Fuente: Propia. ........................................ 25 Figura 10. Perfil Longitudinal Espolón. Fuente: Propia. ..................................................... 25 Figura 11. Perfil trasversal Espolón .................................................................................... 26 Figura 12. Curva Granulométrica ....................................................................................... 28 Figura 13. Socavación general en sección 210 ................................................................... 30 Figura 14. Socavación general más socavación en curva en la sección 210 ...................... 33 Figura 15. Forma en Planta de Obra de desviación ........................................................... 36 Figura 16. Geobag. Fuente: geosistemas PAVCO ............................................................... 37

Lista de Tablas Tabla 1. Caudales usados en la modelación hidráulica. ................................................................. 19 Tabla 2. Longitud espolones de diseño .......................................................................................... 23 Tabla 3. Separación entre espolones.............................................................................................. 23 Tabla 4. Taludes Lateral y frontal ................................................................................................... 24 Tabla 5. Granulometría de la Muestra............................................................................................ 26 Tabla 6. Calculo del perfil de socavación general en sección 210 .................................................. 29 Tabla 7. Parámetros y cálculo para obtener la socavación local .................................................... 33 Tabla 8. Parámetros obra de desviación ........................................................................................ 35 Tabla 9. Calculo tirante normal ...................................................................................................... 36 Tabla 10. Especificaciones técnicas (pavco) ................................................................................... 37

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1. INTRODUCCION

De acuerdo con el libro Control de Erosión en Zonas Tropicales, “la erosión es uno de los procesos que mayor daño ha causado al medio ambiente tropical, la erosión y sedimentación de los ríos, las avalanchas producto del manejo del suelo, la desaparición acelerada de suelos orgánicos, producto de la deforestación amenazan con acabar la reserva ecológica más importante”. Los fenómenos de erosión se presentan en la totalidad de los Ríos, hasta en los más estables se da y como se conoce, en Colombia hay un índice muy alto de poblaciones cercanas a los Ríos, cuando se va perdiendo la orilla, la población se vuelve vulnerable ante una inundación, un torrente, derrumbes y demás; se pone en riesgo la vida de los residentes vecinos al rio, por lo cual es necesario realizar obras de ingeniería para controlar estos fenómenos y proteger el entorno. La socavación general es un proceso físico complejo, cuyas bases teóricas aún no se encuentran bien definidas y no es posible estimar con confianza los cambios en el lecho tras el tránsito de un flujo. Los factores que influyen en la socavación general se pueden agrupar en tres grupos: factores geomorfológicos, factores de transporte y el tipo de material que conforma el lecho; todos factores únicos para cada río, lo cual dificulta la existencia de una ley general (Melville & Coleman, 2000). Los espolones son elementos laterales que tratan de proteger la orilla, estas obras transversales fluviales tiene como finalidad desviar suavemente las líneas de corriente de las orillas y concentrar el flujo hacia adentro del lecho, logran una estabilización del cauce, estrechamientos del rio en tramos, migración de meandros entre otro beneficios. En el presente informe se describe el diseño de espolones realizado para mitigar el proceso de migración lateral generado por la morfo dinámica propia de la corriente del Rio Purnio en el municipio de La Dorada en el departamento de Caldas.

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2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General  De acuerdo a la teoría impartida en el curso de obras de control fluvial Diseñar una obra transversal para el control de orilla – Espolones. 2.2 Objetivos Específicos  De acuerdo al estudio de caso realizar el diseño de un espolón.  Detallar el análisis de precios unitarios (APU) de los materiales que se utilizaran en la obra y sus especificaciones técnicas.  Recomendar una obra de desviación durante el proceso de construcción.

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El río Purnio es un afluente directo del río Magdalena, el cual pertenece a la vertiente occidental de dicho rio, presentando su área de drenaje sobre la cordillera central en el departamento de Caldas. Se caracteriza por tener una baja pendiente en el lecho del canal, lo refleja velocidades bajas en la presencia de caudales medios, sin embargo al momento de crecientes extraordinarias, las velocidades aumentan significativamente generado múltiples focos de erosión, causados por los procesos de migración lateral del río. Aproximadamente a 5km de la desembocadura al rio Magdalena, el río Purnio presenta una curva con dirección hacia la margen izquierda de la corriente, la cual se caracteriza por un gran depósito de sedimentos sobre la orilla interna, situación que ha generado una playa de aproximadamente 230 m de largo por 120 m de ancho, zona que normalmente es ocupada por el río en las épocas de lluvias altas. El material de transporte de la corriente es de tipo arenas con algunas gravas, generando geoformas sobre el lecho de algunas dunas (ver fotografía 1). La migración lateral del cauce está poniendo en riesgo la estructura de la subestación eléctrica ubicada en la corona del talud de la curva. La orilla izquierda que se desea corregir tiene en promedio una altura de 8.0 m, y una longitud de 220 m. De acuerdo a la información descrita anteriormente se realizará el diseño de espolones, en donde se analizará cuantos y de que longitudes se deben construir, además de describir una obra de desviación mientras se construyen los mismos. Fotografías 1 y 2. Zona de Estudio.

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4. MARCO TEORICO

4.1 Erosión: la erosión comprende el desprendimiento, transporte y posterior depósito de materiales de suelo o roca por acción de la fuerza de un fluido en movimiento, la erosión según Ayres(1960) depende de cuatro variables principales (SUAREZ J. 2001) E = f ( R.G.S.V) E= Rata de erosión R= Factor que depende de la cantidad e intensidad de la lluvia G = Factor que depende de la pendiente y topografía del terreno S = Factor que depende de las propiedades físicas y químicas del suelo V= Factor que depende de las características de la cobertura vegetal En la figura 1 se observa el proceso de erosión, en donde en primer lugar el material o partículas se desprenden de la montaña, talud, orilla, entre otros, viaja por el medio (pueden ser agua, canales, cunetas y demás) hasta que llega a una zona de depósito o sedimentación. Figura 1. Proceso de Erosión

Fuente: Suarez J. 2001

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4.2 Espolones: De acuerdo al autor Jaime Suarez en su libro Control de Erosiones en Zona Tropicales se tiene que, los espolones son estructuras que se construyen dentro del cauce para disminuir la sección, con el objetivo de facilitar la navegación, separar las corrientes de la orilla y también se construye como medida de protección a lo largo de las orillas existentes. Se debe tener en cuenta que los espolones son estructuras vulnerables a la destrucción por efecto de la socavación. Es una estructura construida a un ángulo con la dirección de flujo, anclada en la orilla del canal y con una cabeza para el manejo del flujo en la punta. Los espolones pueden ser permeables o impermeables en el sentido que puedan permitir o no el paso del agua a través de ellos. Los espolones permeables son más efectivos en los ríos que tienen mayor cantidad de carga de fondo y altas concentraciones de sedimentos, debido a que estos espigones facilitan la sedimentación. Los espolones pueden clasificarse de acuerdo a su forma en planta así: 1. Espolón recto formando un ángulo con la orilla y que tiene una cabeza con un sistema de protección contra la socavación en la punta. 2. Espolón en forma de T, el ángulo a es generalmente de 90 grados y el dique en la punta es paralelo a la dirección del flujo. 3. Espolón en forma de L, que permite mayor espacio para sedimentación entre espigones y menos socavación en su cabeza y son más efectivos para facilitar la navegación. 4. Espolones en forma de jockey que poseen huecos los cuales son más extensivos en área que están en forma de T. En la figura 2. Se puede observar las formas en planta de los espolones existentes.

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Figura 2. Formas en Planta de Espolones.

Fuente: Suarez J. 2001

Las variables más importantes que se deben tener en cuenta al diseñar una protección basada en espolones según Maza, 1975 son: 



Localización en planta., longitud de las tangentes, Con el levantamiento topográfico, en planta y en una escala adecuada, se define la rectificación de una o de las dos orillas, partiendo del ancho normal del cauce entre tangencias y de la banca original o natural en la curva convexa. Radios de las curvas: Con el radio apropiado de curvatura se define el eje del rio en la curva a corregir o el arco que describirá el flujo en la curva cóncava. Conviene dentro de lo posible que los radios de curvatura a proponer en la rectificación, medidos hasta el eje del rio, este dentro del siguiente rango: 2.0B <=r<=8B



Donde B, es el ancho medio de la superficie libre en el tramo recto, para evitar relaciones radio/ancho estrechas que generan socavación alta en la curva y tendencia a migración del meandro. Ancho estable del rio: Con el ancho normal del cauce se definen los ejes paralelos de las nuevas orillas y a este arco en la curva cóncava es a donde deben llevarse a la punta de los espolones y la línea que une este arco con la orilla en cada sitio define la longitud de los espolones.

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

Espaciamiento entre espolones: la separación entre espolones se mide en la orilla entre los puntos de arranque de cada uno y depende primordialmente de la longitud del espolón de aguas arriba de su orientación y de la localización de la orilla. Para Calcularla se toma en cuenta la inclinación del espolón respectivo a la orilla de aguas abajo. El ángulo de expansión β está entre 9° a 14 °. Como regla general se toma 14° para fines conservadores o radios de curvatura un poco pequeños y 9° para fines económicos. A menos valor de β mayor separación de espolones. 9°<= β<=14° La distancia entre espolones también está relacionada con el ancho del rio, la longitud del espolón, velocidad del flujo, el ángulo a y la curvatura de la orilla, Generalmente, se construye primero el espolón localizado más aguas arriba y luego los espolones subsiguientes hacia aguas abajo, esto se hace con el objetivo de poder construir los espolones en aguas bajas y calmadas. Debe evitarse la construcción de un solo espolón, uno solo produce cambio brusco en la corriente y genera peligrosos remolinos y puede generar mayores problemas que el que se requiere solucionar. Los espolones deben colocarse a una distancia tal que la acción conjunta de ellos pueda separar el eje del flujo de la orilla, se debiliten las corrientes entre espigones y se promueva entonces, sedimentación entre ellos (Przedwojski 1995). Si los espolones están demasiado separados, las corrientes pueden atacar la orilla que se pretende proteger entre dos espolones, generando erosión o produciendo meandros. La construcción de espolones muy cerca unos de los otros, produce un sistema menos eficiente y más costoso. 

Espaciamiento en tramos rectos: Cuando los espolones se construyen en tramos rectos sin empotramiento en la margen, el espaciamiento puede ser: S=5Lt y si son empotrados S=6Lt



Espaciamiento en curvas: si la curva es regular y tiene un radio único, la distancia puede ser: S= (2.5 a 4)Lt. En curvas irregulares o con radios de curvaturas pequeños la separación entre espolones necesariamente debe hallarse gráficamente, al mismo tiempo que quedan definidas sus longitudes y ángulos de orientación.

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Cuando se requiera construir estructuras más económicas se pueden separar 8Lt en tramos rectos y 6Lt en curvas y en el estiaje siguiente insertar espolones aguas arriba de los amenazados. En la figura 3 se observa el espaciamiento entre espolones en curvas. Figura 3. Espaciamiento entre espolones

Fuente: Fuente: Suarez J. 2001 

Longitud de los espolones: la longitud total de un espolón se divide en la longitud de anclaje o empotramiento y longitud del trabajo. La primera es la que está dentro de la margen y la segunda la que está dentro de la corriente. La longitud de trabajo, medida sobra la corona, se selecciona independientemente y se ha comprobado que conviene que este dentro de los límites siguientes: h<=Lt<= B/4 Donde: h= Profundidad medial del flujo para la creciente de diseño B = ancho medio de la superficie libre en el tramo recto del rio durante el paso de la creciente de diseño. L= Longitud efectiva del espolón

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Los espolones se deben adosar a la banca y en casos especiales se deben empotrar en ella, es preferible empotrar el primero de aguas arriba y la longitud de empotramiento debe ser el 25% de la longitud de trabajo, Le=0.25Lt. Por economía se recomienda que la longitud de anclaje de los espolones sea la menor posible. Cuando se protege una sola curva o un tramo completo con una batería de espolones, los tres primeros de aguas arriba deben tener longitudes variables, siendo el primero el más corto (igual al tirante) y los demás irán aumentando la longitud hasta llegar al espolón con la longitud de diseño deseada. 

Elevación y pendiente longitudinal de la corona: los espolones se deben construir con una pendiente longitudinal de la orilla hacia el centro del canal y se debe iniciar a la altura de la orilla o de la lámina del gasto dominante. El extremo dentro del cauce (nariz) deberá tener alturas máximas de 50 cm por encima del piso o fondo del cauce actual. Con ello se logran pendientes de 0.05 hasta 0.25 que han dado resultados satisfactorios. El construir los espolones con pendientes tan grandes hacia adentro del cauce tiene las siguientes ventajas: o No existe prácticamente socavación local en la punta del espolón. o Si se construyen con paredes verticales (tablestacados), solo hay una ligera erosión en su cara de aguas arriba. o Si se construyen con paredes inclinadas (pedraplenes) y sus taludes son 1.5H:1.0V, se produce inmediatamente un depósito adyacente en su lado aguas abajo y que sirve de protección al espolón. o Si se hacen con pendiente grande desde la orilla hasta el extremo o punta, cada espolón necesita entre el 40 y el 70% de lo que requiere un espolón de corona horizontal. o El depósito de material arenoso entre espolones se efectúa más rápidamente que si se hace con corona horizontal. Los mayores ahorros se logran con espolones en enrocados o en gaviones. o Si se hacen con este ángulo grande de inclinación hacia adentro del cauce resisten separaciones hasta de 4 veces la longitud de trabajo en curvas suaves. o Para longitudes grandes de espolones es conveniente no tener una pendiente demasiado fuerte ya que quedarían altos en el empotramiento o habría que enterrarlos mucho en la punta. o Se recomienda ubicarlos con una pendiente entre el 5% y el 10%. Se puede dar una pendiente transicionada entre el primero y el cuarto, de manera que el primero tenga el 10%, el segundo el 8%, el tercero el 6% y el cuarto el 5%, los demás se llevan con el 5%.

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o

o



La acción de pendientarlos hacia adentro del cauce permite formar una transición más gradual entre el remolino y el flujo principal. El vórtice llega a ser menos pronunciado y su efecto socavante decrecerá. La pendiente debe ser menor para un espolón largo conectado a la orilla y más inclinado para un espolón corto y con banca alta

Angulo de orientación: La orientación de los espigones se mide por el ángulo que forma hacia aguas abajo, el eje longitudinal del mismo con la tangente a la orilla en el punto de arranque. Se debe analizar los espolones así: Espolones inclinados hacia aguas arriba (Angulo α >90°) Es el sistema más común, colocar los espolones inclinados hacia aguas arriba, se dice que cuando se direcciona en este sentido la formación de la orilla es más rápida mientras que hacia aguas abajo es más lenta. A estos espolones se les llama espolones deflectores porque según algunos autores repelen el flujo hacia el centro del cauce. La mayoría de las referencias en la literatura recomiendan inclinaciones entre 100° y 120° (Beckstead, 1975). Derrick (1998) recomienda limitar el ángulo de inclinación a 110°. (Suarez J. 2001) Espolones inclinados hacia aguas abajo (ángulo α <90°) Algunos autores no recomiendan estos espolones por que argumentan que atraen el flujo hacia la orilla y por lo tanto nunca deben colocarse en la parte cóncava de las orillas (Przedwojski,1995). Maza recomienda ángulos de inclinación de 70°, ya que según él, se disminuye la socavación en la cabeza del espolón. Según Maza en un tramo recto, en una curva regular, conviene que los espolones formen un ángulo de 70° con la dirección de la corriente. Si la curva es irregular y aún más si tiene un radio de curvatura menor de 2.5B, los ángulos de orientación serán menores de 70° y pueden alcanzar valores hasta de unos 30°. (Suarez J. 2001) Espolones ortogonales al flujo (ángulo α = 90°) Los espolones a 90° protege en forma similar los lados aguas abajo y arriba del espolón. Son espolones más cortos, pero posen menores ventajas de sedimentación que los inclinados hacia aguas arriba, son utilizados con frecuencia en los casos en los cuales se requiere controlar un canal navegable. (Suarez J. 2001)



Permeabilidad de los espolones: Los espolones permeables, llamados también retardadores, están formados por materiales que permiten vacíos entre ellos y tienen como función principal disminuir la velocidad de la corriente y acelerar la sedimentación y la erección natural del fondo y de la orilla y son particularmente eficaces en ríos lentos que transportan mucho material en suspensión

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Los materiales usados en la construcción de los espolones deben ser lo suficientemente resistentes para soportar el empuje de la corriente; pero, además, el empuje de los troncos, árboles y cuerpos flotantes que pueda arrastrar el río. Por esto último, generalmente son destruidos los espolones formados con troncos y ramas de árboles y se deben usar como temporales o como obras de desviación Los espolones macizos o impermeables, llamados también deflectores, destinados principalmente a estar permanentemente dentro del cauce principal para alejar la corriente lo más efectivamente posible de la orilla, modifican la dirección de la corriente, alejándola de la orilla y se utilizan de preferencia en los ríos que transportan más arenas y guijarros que sedimentos en suspensión, estos sedimentos gruesos ocasionan desgaste de las caras y espalda de los espolones y por lo tanto deben ser bien resistentes a la abrasión. También se usan para crear un canal más profundo en la punta de ellos para navegación. Estos espolones deben estar protegidos en los sitios de unión a la orilla para evitar ser atacados por una corriente lateral que se genera cuando hay sumergencia, lo que da lugar a un vórtice horizontal. Para evitar este fenómeno se puede forrar la orilla con revestimientos flexibles tipo colchagavión o colchacreto peinando el talud o con o con muros marginales, conservando el talud vertical. Los muros deben abatir la profundidad de socavación general. 

Taludes laterales de los espolones: Los espolones deben tener forma trapezoidal o piramidal y para mitigar la socavación que se genera por su presencia, tanto aguas arriba como aguas abajo y en la punta, se debe dar unos taludes o inclinaciones amplias. Para el talud aguas arriba se recomienda taludes 1.5H:1V, para el talud aguas abajo se recomienda talud 2H:1V y para la punta se recomienda un talud mucho más generoso, 3H:1V hasta 5H:1V. Para evitar confusión en el proceso constructivo y para dar mayor solidez al espolón lo mejor es manejar un talud único para aguas arriba y aguas abajo de 2H:1V.



Características y tamaño de los materiales para la construcción de los espolones Los espolones se pueden construir de materiales varios como madera, troncos, piedra, elementos prefabricados de concreto, acero, tubería metálica con rellenos de fajinas, geotubos, geocolchones, mixtos (gavión – bolsacreto), mixtos (gavión –concreto), mixtos (bolsacreto –rocacon tetrápodos o hexápodos), entre otros. Los más usuales son los construidos con table estacado y los de escollera, concreto ciclópeo o con gaviones.

•

Espolones en Gaviones: Son permeables y se usan para ríos con material en suspensión o de arenas y gravas siempre que se tenga el cuidado de evitar la abrasión mediante el uso

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•

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de un recubrimiento de por lo menos 0.15 m en concreto de una resistencia a los 28 días de 21 Mpa como mínimo. Su geometría es piramidal y se hace con módulos de 1x1x1, 2x1x1 o 3x1x1. Las canastas deben ser de alambre galvanizado y de triple torsión. En aguas servidas solo se pueden usar si son extrudados en PVC. Se deben llenar con piedras tipo canto rodado y de un diámetro medio no menor a la menor dimensión de la escuadría, que normalmente es de 8x10. Se deben empotrar tanto en la orilla para prevenir erosión por vórtices horizontales cuando no son sumergidos, como en el fondo para prevenir socavación por vórtices verticales. Las caras planas y alargadas de las piedras deben colocarse en las tapas y las caras en contacto de las canastas se deben coser en toda su longitud con alambre galvanizado del mismo calibre, mayor que el No 13. Se debe usar tensores verticales, horizontales y diagonales. Se debe usar formaleta para un mejor acabado o apariencia. La fundación empotrada en el piso se puede hacer con bolsacretos hasta el nivel del lecho, en casos donde los niveles de agua no permitan manipular los gaviones, esto aumenta un poco el costo de los materiales pero mejora mucho el rendimiento por la facilidad del vertimiento de las bolsas. Una vez se llegue al nivel de superficie del lecho se puede usar colchagaviones o colchacretos en voladizos alrededor del espolón para mayor protección y colocar encima de ellas los gaviones que conformarán el cuerpo. Esta colchagavión permite abatir niveles de socavación correspondientes a la longitud del voladizo, debido a su flexibilidad.

4.3 Socavación: La socavación consiste en la profundización del nivel del fondo del cauce de una corriente causada por el aumento del nivel del agua en las avenidas, modificaciones en la morfología del cauce o por la construcción de estructuras en el cauce con puentes. Comprende el levantamiento y transporte de los materiales del lecho del rio en el momento de una creciente o por la construcción de una obra dentro del cauce. La socavación está controlada por las características hidráulicas del cauce, las propiedades de los sedimentos del fondo y la forma y localización de los elementos que la inducen comprende el levantamiento y transporte de los materiales del lecho del rio. En la figura 4 se observa una contracción del ancho del cauce y al presentarse un aumento en los caudales de la corriente, el aumento de la velocidad y la turbulencia de la contracción generan niveles de socavación de varios metros.

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Figura 4. Proceso de Socavación

Fuente: Suarez J. 2001

4.3.1 Socavación en Espolones: Conocer la socavación alrededor de un espigón es determinante para establecer el diseño de la cimentación y la longitud del espolón. Se han desarrollado diferentes fórmulas para calcular la socavación alrededor de los espolones, la mayoría de las formulas son derivadas de experimentos en modelos hidráulicos de pequeña escala por lo cual se debe utilizar con cuidado. La socavación en los espigones depende de los siguientes factores:      

Numero de Froude de flujo antes del espigón Fr. Relación de contratación Angulo de inclinación del espolón con respecto a la corriente. Inclinación de los taludes o paredes del espolón Diámetro de las partículas del cauce Concentración de sedimentos en el flujo.

Socavación General Método de Lishtvan – Lebediev: Se basa en la condición de equilibrio entre la velocidad media del Flujo, UR y la velocidad media máxima necesaria para no erosionar el material del Fondo, UE. . La condición general de equilibrio se representa por la expresión UR = UE. Donde UR es la velocidad media real del flujo y UE es la velocidad media necesaria para que el flujo empiece a erosionar el fondo del canal. 

 = Coeficiente de sección dependiente de las características hidráulicas ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERIA DE RECURSOS HIDRICOS

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

 = coeficiente de frecuencia



 = Factor de corrección por forma de transporte de sedimentos



z= exponente variable en función del diámetro medio de la partícula.

Para hallar la profundidad de socavación total (Hs) para suelos granulares se utiliza la siguiente formula: 1

 H o 5 / 3  (1 Z ) Hs   0.28   0.68d m  

Socavación en Curvas Lischtvan-Lebediev, Maza Alvarez (1968): Propone la siguiente expresión para calcular la profundidad de socavación media en la curva, dc (m) la cual está basada en la profundidad del flujo en el tramo recto anterior a la curva.

Donde B(m) es el ancho actual de la sección, r(m) es el radio de curvatura y drm (m) es la profundidad máxima en el tramo recto aguas arriba de la curva. La profundidad máxima se halla con la fórmula de altunin que depende de la relación Br así:

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4.4 Informe hidráulico Rio Purnio

Mediante el estudio hidráulico del rio Purnio, se evaluó el comportamiento de las variables hidráulicas a través del canal, como la velocidad del flujo, la pendiente de la lámina de agua, la altura del agua, entre otras, para los diferentes caudales de diseño que se hallaron en el estudio hidrológico. Caudales de Diseño: Se cuenta con los caudales de diseño para el rio Purnio y para la quebrada afluente sobre la margen izquierda del río, los cuales fueron estimados mediante la hidrógrafa unitaria sintética de Williams y Hann para el río Purnio y a través del método racional para la quebrada afluente. Los caudales fueron determinados para los periodos de retorno de 2.33, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Estos resultados se presentan en la Tabla 1. Tabla 1. Caudales usados en la modelación hidráulica. TR

2.33 5 10 25 50 100

Caudal de Diseño (m3/s) Rio Purnio A. Arriba Afluente Rio Purnio A. Abajo 218.43 5.63 279.32 8.23 326.38 10.38 383.07 13.10 423.57 15.11 462.78 17.11 Fuente: Informe hidráulico.

224.05 287.56 336.77 396.18 438.69 479.89

Para la simulación hidráulica, se ingresó en la sección 10 (del plano), el valor para los caudales de diseño referenciados como Río Purnio aguas Arriba, y a partir de la sección 340 (del plano), una vez se presenta la confluencia de la quebrada afluente, se ingresan los caudales denominados Río Purnio Aguas Abajo. Topografía: Para el análisis hidráulico realizado se contó con un levantamiento topográfico de aproximadamente 560 m de longitud y secciones espaciadas en promedio cada 10 m, para un total de 52 secciones transversales, de las cuales dos se ubicaron 80 m aguas arriba del inicio de curva hasta 160 m aguas abajo de la confluencia de la quebrada afluente, aproximadamente. El levantamiento topográfico consistió en la descripción de la margen izquierda y el cauce en detalle, la margen derecha presenta una característica de playa, con una cota uniforme cercana a la 192 m.s.n.m.

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5. METODOLOGIA DISEÑO DE ESPOLÓN

5.1 Localización en planta: De acuerdo a la topografía y estudio hidráulico suministrados, se estima el ancho medio del rio y el radio de la curva de corrección propuesto. De acuerdo al informe hidráulico que se tiene del rio Purnio, para un Periodo de retorno Tr de 2.33 años y observando las secciones del mismo aguas arriba, se estimó un ancho medio del rio (Be) igual a 50 metros. Después de trazar varios radios por tanteos sucesivos, se seleccionó el arco entre las secciones 110 y 320, de tal forma que el arco quede retirado de la orilla de manera que el punto de contacto aguas arriba y abajo con la entre tangencia sea en las cotas bajas del piso con el fin de que la longitud del espolón no sea ni muy larga ni muy corta. Teniendo en cuenta lo anterior se trazó un Radio de la Curva (eje) : 156.67 m. En la figura 5, se muestra el trazado de los radios. Chequeando que la relación radio/ancho, sea mayor que 3, para minimizar la socavación en curva. Chequeo 1. (2B <= r<=8B) 2(50) <= 156.67 <= 8(50) 100m <= 156.67m <= 400m → Cumple Chequeo 2. R/B > 3 156.67 /50 > 3 3.13 > 3 → Cumple

Una vez seleccionados el radio, se procede a ubicar el primer espolón orientado normal a la tangente del arco (90°) para que no sea agresivo al sentido del flujo. Posteriormente se selecciona un ángulo de desviación de la corriente beta, de 14° para ubicar el segundo espolón, que sería aguas abajo. Teniendo en cuenta de desplazar este espolón un poco hacia aguas arriba para que esta línea de beta toque el eje del espolón 2 en el tercio final de la cola, previamente se dibuja el espolón 2 con un ángulo de orientación de 72° dirigidos hacia aguas arriba y así se procede sucesivamente hasta terminar con el tramo, teniendo en cuenta que en curva la suma de la longitud del espolón aguas arriba más del espolón de aguas abajo sea igual a la separación entre ellos.

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Figura 5. Trazado de arcos de corrección propuestos. Fuente: Propia.

En las figuras 6 a 8 se detalla la localización en planta de los espolones, con ángulos de orientación 72° y ángulo de desviación 14 y 10 grados. Figura 6. Localización en Planta Espolones 1 y 2. Fuente: Propia.

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Figura 7. Localización en Planta Espolones 2 y 3. Fuente: Propia.

Figura 8. Localización en Planta Espolones 3, 4 y 5. Fuente: Propia.

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5.2 Longitud de los espolones: En la tabla 2 se detalla las longitudes de los 5 espolones a diseñar. Tabla 2. Longitud espolones de diseño Espolon

Longitud Lt (m) Longitud Le (m)

Espolon 1 Espolon 2 Espolon 3

4.8 8.4 11.75

1.2 2.1 2.94

Espolon 4

10

2.5

Espolon 5

5

1.25

Secciones 170 190 210 220 240 250

Profundidad media del flujo (h) 3.67 3.65 3.83

Chequeo (h<=Lt<= B/4) Lt Chequea Lt Chequea Lt Chequea

6.07

Lt Chequea

4.2

Lt Chequea

5.3 Separación entre espolones La determinación de la separación entre espolones es el parámetro más importante a tener en cuenta debido a que de ella depende el costo y la funcionalidad de los mismos. Tabla 3. Separación entre espolones Angulo de Angulo de Chequeo angulo de Chequeo angulo de Distancia entre orientación () expansión () orientación expansión espolones (m) Espolon 1 90 Angulo Chequea 14 Angulo Chequea 20.31 Espolon 2 72 Angulo Chequea 14 Angulo Chequea 24.03 Espolon 3 72 Angulo Chequea 14 Angulo Chequea 22.48 Espolon 4 72 Angulo Chequea 10 Angulo Chequea 14.38 Espolon 5 72 Angulo Chequea Espolon

Tercio de Longitud de Chequeo Lt intersección con  interseccion 

2.80

2.31

Chequea

3.92

3.41

Chequea

3.33

1.61

Chequea

1.67

1.35

Chequea

5.4 Elevación y pendiente longitudinal Los espolones se deben construir con una pendiente longitudinal de la orilla hacia el centro del canal y se debe iniciar a altura de la orilla o de la lámina del gasto dominante. El extremo dentro del cauce (nariz) deberá tener alturas máximas de 50 cm por encima del piso o fondo del cauce actual. Con ello se logran pendientes de 0.05% hasta 0.25% que han dado resultados satisfactorios. De acuerdo a la literatura se recomienda una pendiente de entre 5 – 25 %. Para el espolón numero 3 a diseñar se seleccionó una pendiente del 7%.

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5.5 Angulo de Orientación. En el tramo del rio Purnio en donde se estudia la curva que genera problemas de socavación y sedimentación tiene forma cóncava por lo cual, y de acuerdo a la literatura investigada se ubican los espolones de forma inclinada direccionados hacia aguas arriba, buscando que se produzca un mejor efecto en lo que se refiere a sedimentación de materiales y a desvió de la corriente de la orilla. El ángulo de orientación de los espolones es de 72°, exceptuando el primer espolón el cual tiene un ángulo de 90° esto siguiendo las recomendaciones de la literatura relacionada y como se observa en las figuras 6 a 8. 5.6 Permeabilidad: Se propone la construcción de espolones permeables, con el fin de permitir vacíos, disminuir la velocidad y acelerar la sedimentación. El tipo de material en que se construirán es en Gaviones, se escoge gaviones por la disponibilidad de material en la zona, facilidad y rapidez de construcción, permitir la construcción en seco y en agua, flexibilidad, uso intensivo de mano de obra. Para evitar la abrasión se recomienda recubrir los espolones de una capa por lo menos 0.15 m en concreto de una resistencia de 21 Mpa a los 28 días. 5.7 Taludes Lateral y frontal Los espolones diseñados tienen forma piramidal, en la tabla 4 se detallan las inclinaciones las cuales fueron escogidas según recomendaciones de la literatura dada y notas de clase. Tabla 4. Taludes Lateral y frontal Talud aguas arriba

2H:1V

asumido

Talud aguas abajo

2H:1V

asumido

Inclinación en la Punta

3H:1V

asumido

En las figuras 9 a 11 se observa la localización en planta, el perfil longitudinal y transversal del espolón No. 3, el cual fue seleccionado para el diseño, en el plano anexo se detalla a mayor escala estas imágenes.

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Figura 9. Localización en Planta Espolón No.3. Fuente: Propia.

Figura 10. Perfil Longitudinal Espolón. Fuente: Propia.

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Figura 11. Perfil trasversal Espolón

5.6 Socavación 5.6.1

Calculo del Diámetro medio de la muestra de Fondo Tabla 5. Granulometría de la Muestra GRANULOMETRJÍA MUESTRA INTEGRADA

TAMIZ 3" 2-1/2" 2" 1-1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No. 4 No. 10 No. 20 No. 40 No. 80 No. 200

ABERTURA TAMIZ (mm)

PESO RETENIDO (gr)

76,2 63 50,8 37 25,4 19,05 12,7 9,53 4,76 2 0,85 0,43 0,18 0,074 FONDO

0 0 0 0 0 54,9 174,8 18,6 41,7 56,9 0,00 228,80 0,00 50,30

PESO TOTAL

626,00 gr

PORCENTAJE RETENIDO (%)

PORCENTAJE RETENIDO ACUMULADO (%)

PORCENTAJE PASA (%)

0 0 0 0 0 8,7 27,8 3 6,6 9,00 0,00 36,30 0,00 8,00 0,60

0 0 0 0 0 8,7 36,5 39,5 46,1 55,1 55,10 91,40 91,40 99,40 100,00

100 100 100 100 100 91,3 63,5 60,5 53,9 44,90 44,90 8,60 8,60 0,60

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% Finos = 0.60 → Es el porcentaje que pasa correspondiente al tamiz N. 200 % Granulares = 99,40 → 100 % - % Finos INTERPOLACIÓN PARA DIÁMETROS CARACTERÍSTICOS MUESTRA INTEGRADA Abertura del tamiz mayor (mm) 0.850 0.850 1.700 Abertura de tamiz menor (mm) 0.430 0.430 0.900 % buscado 10.00 16.000 50.00 % pasa tamiz menor 8.60 8.600 49.94 % pasa tamiz mayor 44.90 44.900 74.43 D10 (mm) -0.36 0.44

D30 (mm) -0.31 0.49

C.U = C.C =

1.12 0.06

D50 (mm) -0.05 3.56

9.530 4.760 60.00 53.90 60.50 D60 (mm) 0.96 9.04

Clasificación Unificada de Suelos U.S.C. Muestra Integrada: Arena Uniforme Mal Gradada con pocos finos – SP De acuerdo a lo anterior, se selecciona el diámetro D50, el cual significa que el 50 % del peso del material del cauce en estudio lo constituyen partículas cuyos tamaños son inferiores a 3.56 mm, para estimar el diámetro medio Dm. CALCULO DEL DIÁMETRO MEDIO (mm): Muestra :

15,842

De acuerdo a la Figura 12. Curva granulométrica se tiene que el material identificado en el fondo se caracteriza por ser una arena uniforme SP, de acuerdo a la U.S.C.

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Figura 12. Curva Granulométrica

5.8.2 Socavación General Método de Lischtvan - Levediev DATOS HIDRÁULICOS Caudal de diseño para Tr=100 años= 462,78 Diámetro medio (dm)= 15,8 Peso específico de la 1,05 mezcla (m)= Área Hidráulica = 291,51 Profundidad hidráulica media (Hm) 2,166 Ancho Efectivo (Be)= 134,56 coeficiente por contracción (µ)= 0,90 Periodo de retorno (Tr)= 100

OBSERVACIONES m3/s mm

Tomado de estudio Hidráulico, sección K0+210

g/cm3 m2

Valor asumido para arenas uniformes, por no contar con los volúmenes de sedimentos Tomado de estudio Hidráulico, sección K0+210

m m

Calculado con (Área/Be) Tomado de estudio Hidráulico, sección K0+210

años

Calculo de Coeficientes   

Coeficiente de seccion dependiendo de las caracteristicas hidraulicas : 1.05 Coeficiente de Frecuencia Factor de corrección por forma de transporte de sedimentos:

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

Exponente variable en función del diámetro medio de la partícula

Profundidad de Socavación total (Hs) para suelos granulares: Se usa la siguiente fórmula teniendo en cuenta que m>1.0 Ton/m3. 1

 H o 5 / 3  (1 Z ) Hs   0.28   0.68d m  

Tabla 6. Calculo del perfil de socavación general en sección 210

CALCULO DEL PERFIL DE SOCAVACIÓN GENERAL EN SECCIÓN 210 Perfil K0+210 Distancia

Cota

37.44 38.78 39.17 39.46 41.82 43.35 44.09 47.67 50.32 52.58 53.32 58.9 61.32 68.66 74.83 78.7 80

190.02 190.2 190.23 190.22 190.3 190.31 190.33 190.45 190.51 190.54 190.55 190.97 191.08 191.26 191.42 191.55 191.55

Ho=(Cota más alta-Cota perfil actual) 3.83 3.65 3.62 3.63 3.55 3.54 3.52 3.4 3.34 3.31 3.3 2.88 2.77 2.59 2.43 2.3 2.3

Hs

Ds=Hs-Ho

Cota perfil de socavación

4.21 3.96 3.92 3.94 3.83 3.82 3.79 3.63 3.55 3.51 3.49 2.95 2.81 2.58 2.38 2.22 2.22

0.38 0.31 0.30 0.31 0.28 0.28 0.27 0.23 0.21 0.20 0.19 0.07 0.04 -0.01 -0.05 -0.08 -0.08

189.64 189.89 189.93 189.91 190.02 190.03 190.06 190.22 190.30 190.34 190.36 190.90 191.04 191.26 191.42 191.55 191.55

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Figura 13. Socavación general en sección 210 SOCAVACIÓN GENERAL EN SECCIÓN 210 198 197 196 195 194

193 192 191 190 189

0

10

20

30 Perfil Actual

40 Perfil Socavación

50

60

70

80

90

NIVEL DEL AGUA Tr=100 AÑOS

5.8.3 Socavación en Curva Método de Altunin

Hs=Profundidad de socavación general medida desde la superficie del agua (m) Hm=Tirante de agua máximo durante la creciente en el tramo recto aguas arriba de la curva (m) B=Ancho de la superficie libre de agua rc=Radio curvatura centro rc Relación rc/B ε=Coeficiente que depende de la relación rc/B

Tomado de sección K0+110 para 3,22 Tr:100años Ancho de la superficie libre de 134,6 agua (m), para Tr=100 años 156,7 Medido al centro del cauce 1,164 3,0 (Ver Tabla 8.2)

Para estimar ɛ, se interpola de acuerdo a la tabla 8.2 detallada anteriormente, ε= 3,0

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Hs= 9,66 m Ds= Hs - Hm

Método de Lischtav Lebediev, Maza Alvarez (1968) 

B= Ancho de la sección Para un Tr= 100 años en la sección K0+210, se escogió un ancho de lámina de B= 50 m



Rc= radio al centro de la curva rc= 156,67 m



Re= radio exterior de la curva re= 181,67m



Ri= radio curvatura interior ri= 131,67 m



Profundidad media tramo recto Tirante de agua máximo durante la creciente en el tramo recto aguas arriba de la curva (m), tomado de sección K0+110 para Tr:100años drm= 3,22 m



Relación B/rc : 50/156,67 = 0.32 → Debe estar entre 0.0 y 0.05 → Cumple



Profundidad máxima agua (do max) Tirante de agua máximo durante la creciente en la curva (m), tomado de sección K0+210 para Tr:100años Do max= 3.83 m

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Profundidades de socavación Basado en las fórmulas de Lischtvan-Lebediev, Maza Alvarez (1968) propone la siguiente expresión para calcular la profundidad de socavación media en la curva dc (m), la cual está basada en la profundidad del flujo en el tramo recto anterior a la curva.

Con la anterior formula Obtenemos: dc media = 4,63 m Para hallar la profundidad máxima se halla con la fórmula de Altunin que depende de la relación B/r así,

Obteniendo: dc máxima = 8,18 Ls max = dcmax – do = 4,35 m

Por lo anterior obtenemos una profundidad de socavación total (General + Curva) = 4,73 m. En la figura 14 se muestra el detalla de la socavación general y socavación en curva calculada en la sección 210, donde se localizará el espolón No.3.

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Figura 14. Socavación general más socavación en curva en la sección 210 SOCAVACIÓN GENERAL Y EN CURVA EN SECCIÓN 210 198 196 194 192 190 188 186 184 0

10

20 Perfil Actual

30

40

Perfil Socavación General

50

60

NIVEL DEL AGUA Tr=100 AÑOS

70

80

90

Socavación en curva

Socavación Local en la Punta Método de Artamanov – Maza

En la tabla 7 se describe los parámetros utilizados y el cálculo de la socavación local (en punta). Tabla 7. Parámetros y cálculo para obtener la socavación local m3/s Periodo de retorno 100 años

Caudal

462.78

Ancho de la sección

134.56

m

do

8.56

m

α

72.00

Φ

26.57

Angulo del talud (2H:1V)

k

2.00

Pendiente lateral del talud en la parte extrema del espolón. K=cotΦ, en que Φ es el ángulo que forma el talud lateral del

Q/b

3.44

Longitud espolon.

11.75

Q1

40.41

de

9.59

Periodo de retorno 1:100años Sección 35 (210) Profundidad del flujo en las proximidades del espolón no afectada por la erosión local pero teniendo en cuenta socavación general, Angulo entre el eje longitudinal del espolón y de la dirección del flujo, medida hacia aguas abajo.

m2/s Caudal unitario Proyectada en un plano perpendicular a la dirección del flujo. Sección 210. Longitud de trabajo del Espolón. Q1: Caudal en m3/s que podría pasar por el área ocupada por el m3/s espolón. Para obtenerlo se obtiene el gasto unitario q=Q/b y se Profundidad de socavación en el extremo del espolon medida m desde la superficie. m

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Teniendo en cuenta la socavación estimada en la zona de localización del espolón, para tratamiento de la misma, se realizará un enrocado con una profundidad igual a la mitad de socavación general calculada y ancho igual al del último cuerpo del espolón. No se realiza hasta la profundidad máxima de socavación teniendo en cuenta que el espolón se encuentra empotrado L/3 y además se encuentra inclinado un 7% hacia el rio. Para la socavación local (en la punta) se dispondrá de un colchón de gavión con longitud igual a 1.5 veces la altura máxima de socavación estimada. (Suarez Diaz, 1987). Tamaño del Enrocado (Guevara, 2016) Para el enrocado propuesto como cimentación del espolón, se usará la expresión propuesta por Maza & García (Maza, 1989) para determinar el tamaño del enrocado para protección del cauce es:

Donde: D = diámetro de la roca. Conviene que sea D84 (m) V = velocidad media de la corriente (m/S) h = Profundidad del flujo (m) Gs = densidad relativa de la roca de protección. Generalmente Gs=2.65

La ecuación ha sido deducida para condiciones críticas de movimiento y por tanto se recomienda para efectos de diseño que el tamaño de la roca se incremente en un 20%. D84 diseño = 1.2D V = 2,5 m/s → Tomado del estudio Hidraulico h = 3,72 m → Tomado del estudio Hidraulico Gs= 2,65 → Asumido para arenas. (Valor típico) D= 0,045447 m D84 diseño = 0,054536205 m → 5,45 cm, se aproxima a 6 centímetros.

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5.7 Orden Constructivo Se propone iniciar la construcción de los espolones desde aguas arriba con el fin de que cada espolón que se construya sirva de protección a las siguientes estructuras; se recomienda hacer el proceso por fases en una primera etapa se pueden construir los espolones 1, 3 y 5 y en la ultima el 2 y el 4. La construcción de los espolones se recomienda en periodos de aguas bajas, la obra se protegerá con una ataguía que se elaborara con bolsas big-bag rellenas de material de rio (Arena uniforme mal gradada de acuerdo a estudio hidrológico), estas mega bolsas deben tener la resistencia o la tracción suficiente para que puedan ser colocadas suspendiendo del balde de una retroexcavadora. La ataguía debe tener una altura suficiente para que el caudal dominante la sobrepase. Esto se realiza con el fin de evitar que en las crecientes súbitas la corriente se lleve la obra en construcción.

5.8 Obras de desviación Como obra de desviación se plantea un diseño que permita desviar el caudal del periodo de retorno de 5 años 272.39 m3/s; hacia el costado derecho del rio en un canal de sección rectangular, con el talud que protege la obra revestido en mega bolsas de polipropileno rellenas con material del rio. (n = 0.024), talud derecho (n=0.033) y lecho (n=0.026). El desvió inicia en la sección 190 y termina en la sección 220; se propone un ancho de 40 m, el cual no afecta en más de cuarto (1/4) del ancho actual. Tabla 8. Parámetros obra de desviación Parámetro Caudal (Q) Tr Talud (Z) n Ancho del rio (sección 210)

Valor 279.32 5 0.5 0.028 50

Unidad m3/s años promedio m

Cota fondo inicial (sección 190)

190.23

m

Cota fondo final (sección 220)

189.95

m

Longitud (arco)

43.630

m

Pendiente

0.0007

Promedio de las secciones tomadas

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Tabla 9. Calculo tirante normal Parámetro

Ancho del rio 1/4 del ancho Ancho de la solera (no comprimir en más de un 1/4 del Ancho) Sección del canal

Valor Unidad 279.32 m3/s 0.0007 0.028 m 50 12.5 m 40 m Rectangular

Resultados yn T Fr Tipo de Flujo Radio Hidráulico Área hidráulica Perímetro velocidad

3.5 40 0.33 Supercrítico 3.01 141.77 47.0886 1.97

Q S0 n

m m

m m2 m/s

En la figura 15 se detalla la forma en planta de la ataguía a construir, el cual es un arco de cuarto de circunferencia el cual no se debe extender más allá del ancho comprimido permitido o recomendado del rio. Esta ataguía se ira implementando en cada espolón que se construya o máximo hasta construir los dos impares primeros de la serie, esto con el fin de evitar un estrechamiento del canal a lo largo de toda la obra proyectada ya que durante una creciente el rio podrá disponer de mayor área aguas abajo de la ataguía en donde la obra puede tener menos efectos destructivos. Figura 15. Forma en Planta de Obra de desviación

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Características de las bolsas big-bag a usar Se recomienda usar bolsas fabricadas con Geotextil Tejido de Polipropileno que al ser llenadas con el material del rio que se encuentra en la barra donde ubicada en la curva del estudio, permitan la conformación de una barrera de protección para la construcción del espolón. En la figura 16 se detalla los Geobag y en la tabla 11 se dan las especificaciones que debe tener cada bolsa. Figura 16. Geobag. Fuente: geosistemas PAVCO

Tabla 10. Especificaciones técnicas (pavco) Descripción

Unidad

Valor

Altura

cm

100

Ancho tapa inferior

cm

95

Largo tapa inferior

cm

95

Largo libre de reata

cm

60

Ancho tapa superior

cm

110

Largo tapa superior

cm

120

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En la ataguía de desviación para una altura de 3.5 m de lámina de agua en un periodo de retorno de 10 años y una longitud de 43.62 m, se requieren 288 geobag; distribuidos en filas de 72 bolsas por 4 formadas en columna. Una vez terminada la primera fase de espolones impares ya no es necesario el uso de la ataguía ya que la batería de los espolones ya construidos trabaja como obra de desviación y de sedimentación y en caso de necesitarse ya podrá ser de un tamaño menor.

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6. ESPECIFICACIONES TECNICAS 6.1 Campamento. Descripción: El Contratista levantará en el sitio de la obra un campamento el cual tendrá un área mínima de 18 metros cuadrados, que reúna adecuados requisitos de higiene, comodidad y ventilación, y que ofrezca protección y seguridad contra los agentes atmosféricos. Podrá también emplear construcciones existentes que se adapten cabalmente para este menester. La ubicación del campamento debe contar con la aprobación de la Interventoría. El campamento se ubicará en un sitio fácilmente drenable, donde no presente peligros de contaminación con aguas residuales, letrinas y demás desechos y contará con todos los servicios higiénicos debidamente conectados a los colectores de aguas residuales existentes en cercanías del campamento. Cuando ello no sea posible se construirá un pozo séptico y un campo de infiltración adecuada o de ser posible se alquilará el servicio de servicios sanitarios portátiles. Una vez terminada la obra, el campamento se retirará o demolerá si es del caso y se restituirán las condiciones que existían inmediatamente antes de iniciar las construcciones. Medida y pago: Los costos correspondientes a la instalación y posterior retiro del campamento serán gestionados y pagados por el Contratista y deberá tenerlos en cuenta como costos indirectos de administración al elaborar su propuesta, e incluyen: - La construcción o adecuación. - Los costos de alquiler, operación, vigilancia y administración. - Los permisos, primas, pólizas e impuestos requeridos. - La instalación y facturación por la utilización de los servicios públicos. - La demolición o retiro de las instalaciones temporales y la restitución de las condiciones anteriores a la construcción de la obra. - Construcción del pozo séptico si lo requiere. En los costos directos deberá incluirse la mano de obra, maquinaria, equipo y todos aquellos que sean necesarios para la ejecución de esta actividad. Ítem de pago Campamento, área = 18 m2

Unidad: UN

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6.2 Localización y replanteo Descripción: La localización, el replanteo y control topográfico de las obras, consiste en los trabajos topográficos requeridos para la ubicación, nivelación y control permanente de las obras por ejecutar, siguiendo las referencias, ejes y coordenadas que se encuentren en los informes y planos. Alcance: Para efectos del replanteo se debe tomar como referencia inicial las coordenadas y cotas de las placas de amarre materializadas durante el levantamiento topográfico utilizado para los diseños y las cuales están especificadas en los planos. A partir de esta ubicación, las obras se deben replantear de acuerdo con el diseño del proyecto. EL CONTRATISTA debe mantener en su organización el equipo y personal técnico necesario para localizar, replantear y referenciar las obras en cada momento que sea necesario. La localización y acotamiento de las obras se apoyará en los sistemas planimétricos y altimétricos indicados en los planos definitivos del proyecto que deben ser validados por EL INTERVENTOR. EL CONTRATISTA debe establecer y mantener en buen estado todas las referencias topográficas, estacas y marcas de referenciación que sean requeridas para la localización y adecuada ejecución de las excavaciones y demás obras requeridas para el cumplimiento del objeto del contrato. EL CONTRATISTA debe restituir las referencias topográficas que se dañen en el transcurso del proyecto. EL CONTRATISTA debe materializar en el terreno con mojón y placa de bronce, los puntos necesarios a partir de los cuales pueda iniciar el replanteo y la localización del proyecto. Procedimiento: Las carteras de campo de los trabajos correspondientes al replanteo deben ser presentadas por EL CONTRATISTA al INTERVENTOR para su revisión. Los planos, tablas de cálculos de coordenadas y nivelaciones, secciones transversales y toda la información topográfica se debe entregar al interventor debidamente digitalizada. La aprobación por parte de EL INTERVENTOR de los trabajos topográficos de replanteo y de control de las obras y los datos de localización dados en los planos de construcción, no releva al CONTRATISTA de su responsabilidad sobre los defectos de construcción o incrementos en cantidades de obra por efecto de errores topográficos de localización y replanteo de las obras. Al finalizar la construcción EL CONTRATISTA debe presentar los planos del proyecto total tal como quedó construido donde se indiquen claramente las modificaciones o adiciones al diseño inicial si las hubo (planos record). Los planos deben entregarse firmados por EL CONTRATISTA y EL INTERVENTOR.

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Equipo: EL CONTRATISTA debe suministrar los equipos mínimos básicos, asegurándose que sean los apropiados de acuerdo con los trabajos a realizar, tales como GPS de precisión geodésica, Estación Total y Nivel de Precisión, con todos sus accesorios, programas de computador y otros que quiera ofrecer para mejorar sus rendimientos, pero deben ser aprobados por EL INTERVENTOR. El equipo empleado para la localización, replanteo y control topográfico de las obras requiere aprobación previa de EL INTERVENTOR, teniendo en cuenta que su capacidad y eficiencia se ajusten al programa de ejecución de los trabajos y al cumplimiento de las exigencias de la presente especificación. Periódicamente se les realizarán inspecciones pre-operacionales, con el objeto de aprobar su utilización. El contratista debe presentar los certificados de calibración de los equipos. Materiales: EL CONTRATISTA debe suministrar todos los materiales básicos que sean los apropiados y necesarios para la realización de las actividades correspondientes a esta especificación, tales como: puntillas, pintura, estacas de madera, mojones de concreto, placas de bronce, carteras de topografía y de nivelación y todo lo que quiera ofrecer para mejorar sus rendimientos, con la debida aprobación de EL INTERVENTOR. Medida y pago: La medida para el pago por los conceptos de localización, replanteo y control topográfico de las obras será por día efectivo de comisión, conforme a lo estipulado en el formulario de cantidades y precios y el pago incluye el suministro de toda la planta, dirección, ingeniería, equipo, mano de obra y demás gastos requeridos para la localización y el replanteo de las obras a construirse. La programación de trabajo de la comisión de topografía deberá garantizar que se cumplan los objetivos del proyecto sin superar el número de días estimados en el formulario de cantidades de obra. Ítem de pago

Unidad

Localización y replanteo

DIA

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6.3 Obra de desviación Descripción: La construcción de los espolones se recomienda en periodos de aguas bajas, la obra se protegerá con una ataguía que se elaborara con bolsas big-bag rellenas de material de rio (Arena uniforme mal gradada de acuerdo a estudio hidrológico). Materiales: Material de rio: se recomienda usar material de rio del que se encuentre en la zona para hacer el llenado de las bolsas. Para el caso se propone el material que se ha depositado en las barras próximas a la curva de estudio. Mega Bolsas de polipropileno: Se recomienda usar bolsas fabricadas con Geotextil Tejido de Polipropileno que al ser llenadas con el material del rio que se encuentra en la barra donde ubicada en la curva del estudio, permitan la conformación de una barrera de protección para la construcción del espolón. Descripción

Unidad

Valor (cm)

Altura

cm

100

Ancho tapa inferior

cm

95

Largo tapa inferior

cm

95

Largo libre de reata

cm

60

Ancho tapa superior

cm

110

Largo tapa superior

cm

120

Procedimiento: con la ayuda de una retroexcavadora se deberá hacer el llenado de las bolsas, la ataguía de desviación será para una altura de 3.5 m de lámina de agua en un periodo de retorno de 10 años y una longitud de 43.62 m, se requieren 288 geobag; distribuidos en filas de 72 bolsas por 4 formadas en columna. Medida y pago: El pago se realizará por metro lineal. Para el pago se deberán tomar las respectivas medidas en campo aprobadas por el inteventor.

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Los precios unitarios para la ataguía deberán incluir todos los costos de las operaciones de transporte, llenado, compactación, cargue, colocación y conformación del material, así como de equipos y mano de obra. 6.4 Excavaciones mecánicas

Descripción: comprende el suministro de mano de obra y maquinaria necesaria para llevar a cabo las excavaciones requeridas en la obra, indicadas en los planos y secciones transversales del proyecto, con las modificaciones que sean aprobadas por el INTERVENTOR. Alcance: Las excavaciones se deberán realizar con maquinaria tipo retroexcavadora de orugas o similar, garantizando los rendimientos expuestos en los análisis de precios unitarios y que las superficies excavadas resulten uniformes y firmes, ajustadas a las dimensiones requeridas. EL INTERVENTOR puede modificar las líneas de excavación, ya que estas estarán determinadas por las características locales de los suelos que deben ser retirados, su cota y espesor. Durante la ejecución de la excavación para las obras del proyecto EL CONTRATISTA debe mantener, sin alteración, las referencias topográficas y las marcas especiales para limitar áreas de trabajo. El material producto de la excavación que no sea posteriormente utilizado en la obra será dispuesto en los sitios de botadero previamente aprobados por EL INTERVENTOR. El transporte hasta 500 metros del material producto de excavación, utilizable o no, debe estar incluido en el precio de excavación. Los materiales provenientes de las excavaciones y que se vayan a utilizar como rellenos, se deben apilar en los sitios designados por EL INTERVENTOR, de tal manera que no ofrezcan peligro para la obra, propiedades aledañas, ni a las personas. Bajo ninguna circunstancia, se permite la colocación del material excavado en sitios donde interfiera con el drenaje de aguas superficiales o subterráneas. El material proveniente de las excavaciones que no se utilice en la obra, se debe disponer en el sitio y en las condiciones que indique EL INTERVENTOR. Al terminar los trabajos de excavación y disposición de materiales, EL CONTRATISTA debe limpiar y conformar las zonas de trabajo y las que determine EL INTERVENTOR, las cuales podrán incluir partes de las zonas laterales que no fueron ocupadas por la construcción ni por materiales de desecho. Las superficies respectivas deberán ser parejas y tener las pendientes y cotas indicadas en los planos o definidas por EL INTERVENTOR.

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Medida y pago: Las excavaciones serán pagadas al CONTRATISTA de acuerdo con los precios del contrato para el ítem de excavaciones mecánicas y la medida de pago será por metro cúbico (m³), el pago incluye el suministro de toda la planta, dirección, ingeniería, equipo, herramientas, mano de obra y demás gastos requeridos. La forma de evaluar la cantidad de obra realizada será determinando, con el debido soporte topográfico, los niveles del terreno antes y después de ser intervenidos. El costo de la excavación debe incluir además de los costos señalados, el costo por la disposición temporal, cuidados durante ésta, cargue y acarreo del material para rellenos, para llenos en zanjas o brechas, etc. Igualmente, el costo debe incluir la adecuación del sitio de disposición temporal, la adecuación, emparejamiento, taludes, etc. del material depositado y el manejo de las aguas de escorrentía que interfieran o deterioren las excavaciones y el manejo de las aguas freáticas para mantener secas las excavaciones, etc. Ítem de pago

Unidad

Excavación en lecho del río

m3

Excavación en taludes

m3

6.5 Rellenos a. Con Material del Sitio

Descripción: Esta actividad consiste en el suministro del material, colocación de los rellenos necesarios de acuerdo con los planos de diseño, o las instrucciones de EL INTERVENTOR. Materiales: Los rellenos se deberán realizar con el material acumulado en las áreas aledañas a la obra y el cual es proveniente de los trabajos de excavación o retiro de sedimentos que periódicamente se han depositado. Sitios a rellenar: Este material existen tente en el sitio de los trabajos deberá utilizarse para los siguientes sitios: -

El espacio que queda entre la superficie de apoyo entre el enrocado y colchón anti socavación con la pendiente especificada en los planos y el perfil del talud existente al momento de ejecutar los trabajos.

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Compactación: Los rellenos con material del sitio deberán ser compactados con equipos “tipo rana” ó similar con el fin de propiciar su mejor acomodamiento y conformación, pero sin necesidad de cumplir con un grado de compactación específico. Medida y pago: El pago se realizará por metro cúbico. Los volúmenes de los rellenos se tomarán para efecto de pago, como el volumen medido en metros cúbicos del material colocado hasta las líneas, pendientes y dimensiones mostradas en los planos u ordenadas por el INTERVENTOR. Los precios unitarios para rellenos deberán incluir todos los costos de las operaciones de extracción, cargue, transporte, manejo del agua, colocación y conformación del material, así como de equipos y mano de obra. b. Con Material de Préstamo: Descripción: Esta actividad consiste en el suministro del material, colocación de los rellenos necesarios de acuerdo con los planos de diseño, o las instrucciones de EL INTERVENTOR. EL CONTRATISTA deberá suministrar el equipo, la mano de obra y los materiales que se requieran para efectuar dichas operaciones. Materiales Los rellenos se deberán realizar con material traído de cantera debidamente autorizada. Sitios a rellenar: Los sitios a rellenar serán: -

El espacio que queda entre la corona del espolón y el perfil del talud existente al momento de ejecutar los trabajos.

Compactación: Los rellenos con material del sitio deberán ser compactados con equipos “tipo rana” o similar con el fin de propiciar su mejor acomodamiento y conformación, pero sin necesidad de cumplir con un grado de compactación específico. Medida y pago: El pago se realizará por metro cúbico. Los volúmenes de los rellenos se tomarán para efecto de pago, como el volumen medido en metros cúbicos del material colocado hasta las líneas, pendientes y dimensiones mostradas en los planos u ordenadas por el INTERVENTOR. Los precios unitarios para rellenos deberán incluir todos los costos de las operaciones de extracción, cargue, transporte, manejo del agua, colocación y conformación del material, así como de equipos y mano de obra.

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El INTERVENTOR, en caso de requerirse, podrá exigir y a cargo del CONTRATISTA los ensayos de laboratorio y de campo para la clasificación de materiales, determinación de densidades y resistencias y los demás que a su juicio considere necesarios para garantizar un buen estrato de soporte a las estructuras gavionadas. 6.6 Colchón anti socavación en gavión Descripción: Este ítem se refiere a las obras que se deben realizar para la instalación de las colchonetas en gaviones plastificados, las que se realizarán de acuerdo con las presentes especificaciones y a los requisitos indicados en los planos. Materiales a. Colchones en gavión: El colchón en gavión es un elemento de forma prismática rectangular con una altura o espesor de 50 cms, constituido por una red de malla con abertura hexagonal (6 x 8 cms) de alambre de acero protegido con un recubrimiento de Zinc + Aluminio (NTC 2403) y revestido adicionalmente con PVC. La colchoneta se rellena con piedras de río de aproximadamente 10 cm de tamaño mínimo y 15 cm de tamaño máximo. El colchón en gavión estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios. Todos los bordes libres del colchón, inclusive el lado superior de los diafragmas, deberán estar reforzados con alambre de mayor diámetro al empleado para la red, alambre de borde. Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al alambre de borde de manera que las mallas no se desaten b. Red Metálica: Las características indispensables que deberá tener el tipo de red a utilizar son las siguientes: - No ser fácil de destejer o desmallar. - Poseer una elevada resistencia mecánica contra fenómenos de corrosión. - Facilidad de colocación.

La red será de malla hexagonal a triple torsión, obtenida entrelazando los alambres por tres medios giros. De esta manera se impedirá que la malla se desteja por rotura accidental de los alambres que la conforman. La abertura de la malla será de 6 cm x 8 cm para los colchones en gaviones. El alambre usado en la fabricación de las mallas y para las operaciones de amarre y atirantamiento durante la colocación en obra, deberá ser de acero dulce recocido con carga de rotura media superior a 3800 Kg/cm2 y un estiramiento no inferior al 12%.

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El alambre que conforma la malla de la colchoneta tendrá un diámetro de 2.2 mms y el alambre de borde será de 2.7 mms. Adicionalmente al galvanizado, el alambre usado para la fabricación de la malla tendrá un revestimiento por extrusión con PVC (polivinil cloruro), de manera de garantizar su durabilidad en el tiempo, y que no sea afectada por sustancias químicamente agresivas y corrosiones extremas. -

Peso específico entre 1300 y 1350 kg/m3, de acuerdo con la norma ASTM D 792-66 (79). Dureza entre 50 y 60 shore D, de acuerdo con la norma ASTM D 2240-75 (ISO 868-1978). Pérdida de peso por volatilidad a 105°C por 24 horas no mayor a 2% y a 105°C por 240 horas no mayor a 6%, de acuerdo con la norma ASTM D 1203-67 (74) (ISO 1761976) y la ASTMD 2287-78. Carga de rotura mayor a 210 kg/cm2 de acuerdo con la norma ASTM D 412-75. Estiramiento mayor que 200% y menor que 280%, de acuerdo con la norma ASTM D 41275. Módulo de elasticidad al 100% de estiramiento mayor que 190 kg/cm2, de acuerdo con la norma ASTM D 412-75. Pérdida de peso por abrasión menor que 190 mg, según la norma ASTM D 1242-56 (75). Temperatura de fragilidad, Cold Bend Temperature, menor que -30°C, de acuerdo con la norma BS 2782-104 A (1970), y Cold Flex Temperature menor que +15°C, de acuerdo con la norma BS 2782-150 B (1976).

La máxima penetración de la corrosión desde una extremidad del hilo cortado, deberá ser menor de 25 mm cuando la muestra fuera sumergida por 2,000 horas en una solución con 50% de HCl (ácido clorhídrico 12 Be). El diámetro del alambre de la malla será de 2.0 mm. Para los Colchones en gaviones. El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento será de 2.2 mm. c. Piedra: La piedra de relleno del colchón o colchoneta en gavión será de buena calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que afecten su estructura, libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e incrustaciones cuya posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la obra. El tamaño de la piedra deberá ser lo más regular posible, y tal que sus medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la malla y 2 veces dicho valor. El tamaño de piedra deseable estará entre 4” y 6” para el colchón en gavión, es decir, entre 0.10 m y 0.15 m, aproximadamente.

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Procedimiento: Antes de proceder a la ejecución de las obras con colchones en gaviones el CONTRATISTA deberá obtener la autorización escrita del INTERVENTOR, previa aprobación del tipo de red a utilizar. Cualquier modificación en las dimensiones o en la disposición de los colchones a utilizar deberá contar con la aprobación del INTERVENTOR. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que afecten la forma o la funcionalidad de la estructura. La base donde los colchones serán colocados deberá ser nivelada hasta obtener un terreno con la pendiente prevista. Los niveles de excavación deberán ser verificados por el INTERVENTOR antes de proceder a la colocación de los colchones; se constatará que el material de asiento sea el adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y, si el INTERVENTOR lo cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las condiciones adecuadas. Las operaciones de ensamblaje se realizarán en tierra, lo más cerca posible al lugar de instalación definitivo. Para facilitar los trabajos, el lugar donde serán ensamblados los colchones deberá ser plano, duro y con área mínima de 16 m2 y pendiente máxima del 5%. Las paredes de las canastas o colchones son dobladas y levantadas en posición vertical, así como los diafragmas. Las extremidades sobresalientes de las paredes menores son dobladas hasta formar una caja, en forma de paralelepípedo, abierta y amarradas a las paredes mayores usando los alambres de mayor diámetro que sobresalen en los ángulos. Las paredes longitudinales deben ser cosidas a los diafragmas, de tal manera que las partes dobladas de las paredes se adhieran a éstos. De esta forma el colchón quedará separado en celdas. Para cada arista de 1 metro de largo, son necesarios aproximadamente 1.4 m de alambre. Todas las tareas de cosido deben ser realizadas pasando a través de todas las mallas que forman los bordes, alternando una vuelta simple con una. De esta forma estará garantizada la unión resistente entre los colchones, de tal manera que podrá resistir fuerzas de tracción considerables. Los bordes deberán estar en contacto de tal manera que, aún bajo esfuerzos de tracción, no puedan verificarse movimientos relativos. Llenado y cierre: Deben ser colocados los tensores verticales amarrando la parte central de un alambre (cuya longitud sea de aproximadamente cuatro veces el espesor del colchón) a dos torsiones (cuatro alambres) de la base y dejando las extremidades en posición vertical.

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Durante el llenado se debe cuidar que los tensores verticales, que vinculan la base con la tapa, sobresalgan de las piedras para poder amarrarlos a las tapas. Por el mismo motivo se debe también tener cuidado que los diafragmas queden verticales. Para el llenado deben ser usadas piedras limpias, compactas, no friables y no solubles al agua, tales que puedan garantizar la resistencia de la obra. El tamaño deberá ser en todos los casos superior a la abertura de la malla de la red. Se recomienda un tamaño mínimo de 4” y un tamaño máximo de 6” de tal forma que puedan ser instaladas dos camadas de piedra dentro del espesor especificado. Las piedras deben ser colocadas apropiadamente para reducir al máximo el índice de vacíos hasta alcanzar la altura de aproximadamente una pulgada superior a la del colchón. Exceder esta altura puede dificultar el cierre de los colchones. El llenado puede ser manual o mediante el uso de maquinaria. Sin embargo, deberá contarse con una cuadrilla que reacomode los cantos depositados por la maquinaria. Una vez completado el llenado de los colchones deben ser traídas del lugar de almacenamiento las tapas (aún dobladas). Cada tapa es desdoblada y extendida sobre el respectivo colchón. La tapa debe ser tensada y cosida a lo largo de sus bordes a las paredes de la base. Son entonces amarrados a la tapa los diafragmas y los tensores verticales. Instalación: Se deben colocar los colchones en orden desde la obra de desviación hasta el lecho del rio. Luego de ser instalados, los colchones deberán ser anclados al lecho por medio de varillas de ¾”de diámetro y de 2.0 m de longitud en forma de U; estas varillas deberán disponerse cada dos metros como se especifica en los planos de diseño. Al final sobre la berma los colchones en gaviones se deben amarrar a las trincheras de anclaje conformadas por los gaviones caja que han sido previamente instalados. Medida y pago: Las obras con colchones en gaviones serán pagadas al CONTRATISTA de acuerdo con los precios del contrato para el ítem de suministro e instalación de los colchones en gavión y la medida de pago será por metro cuadrado (m2) y el pago incluye el suministro de toda la planta, dirección, ingeniería, equipo, herramientas, mano de obra y demás gastos requeridos. Ítem de pago

Unidad

Colchoneta gavionada, diám. Alambre 2.2 mms (plastificada)

m2

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6.7 Gavión tipo caja, espesor o altura: 1 m

Descripción: Este ítem se refiere a todas las obras ejecutadas con gaviones para la construcción del espolón y se realizará de acuerdo con las presentes especificaciones y los requisitos indicados en los planos. Materiales: El gavión tipo caja es un elemento de forma prismática rectangular, rellenado por piedras, las cuales son confinadas exteriormente por una red de alambre de acero protegido con un recubrimiento en Zinc de 260 gr/m2, clasificados, a su vez, como estilo 1, según la Norma Técnica Colombiana NTC 5333. El gavión tipo caja estará dividido en celdas mediante diafragmas intermedios, colocados cada metro. Todos los bordes libres del gavión, inclusive el lado superior de los diafragmas, deberán estar reforzados con alambre de mayor diámetro al empleado para la red, denominado alambre de borde. Todos los bordes libres de la malla deberán ser enrollados mecánicamente al alambre de borde de manera que las mallas no se desaten. a. Red Metálica: Las características indispensables que deberá tener el tipo de red del gavión a utilizar son las siguientes: -

No ser fácil de destejer o desmallar. Poseer una elevada resistencia mecánica y contra fenómenos de corrosión. Facilidad de colocación. La red será de malla hexagonal a triple torsión, obtenida entrelazando los alambres por dos medios giros, de esta manera se impedirá que la malla se desteja por rotura accidental de los alambres que la conforman. La abertura de la malla será de 6 cm x 8 cm, considerada entre torsiones paralelas colineales. D = 10 cm. El alambre usado en la fabricación de las mallas y para las operaciones de amarre y atirantamiento durante la colocación en obra, deberá ser de acero dulce recocido con carga de rotura media superior a 3,800 Kg/cm2 y un estiramiento no inferior al 12%, y debe tener un recubrimiento en zinc de 260 gr/m2. (Estilo 1 NTC 5333). El diámetro del alambre de la malla será de 2.20 mm. El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento será de 2.20 mm diámetro que facilita el proceso de amarre y costuras.

La especificación final para los gaviones internos es la siguiente: -

Abertura de la malla: 6 cm x 8 cm. Diámetro del alambre de la malla: 2.20 mm (G).

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-

Diámetro del alambre de borde: 2.70 mm (G). Recubrimiento del alambre: Zn–260gr/m2 (Estilo 1 NTC 5333).

El alambre para amarre y atirantamiento se proveerá en cantidad suficiente para asegurar la correcta vinculación entre los gaviones, el cierre de las mallas y la colocación del número adecuado de tensores. La cantidad estimada de alambre es de 8% para los gaviones de 1.0 m de altura, en relación a su peso. Dimensiones sugeridas: La dimensión del gavión tipo caja será de 1*1*1m, los triangulares serán de 1*1*2 m y de 1*1*3 m. Se adopta esta longitud de gavión, para obtener más rendimiento de obra, evitando procesos de amarre y costuras entre gaviones adyacentes. b. Piedra: El material de llenado de los gaviones puede ser cualquier material pétreo, siempre y cuando su peso y características satisfagan las especificaciones técnicas, funcionales y de durabilidad exigidas en el presente documento. Se especifican materiales pétreos como cantos rodados (material aluvial) o piedras trituradas (material de cantera), de alto peso específico y se descartarán piedras solubles, friables, de poca dureza, rápidamente alterables al contacto con el aire o el agua, que contengan óxido de hierro, con excesiva alcalinidad con compuestos salinos y con planos de discontinuidad y debilidad.

Procedimiento: Antes de proceder a la ejecución de las obras con gaviones tipo caja el CONTRATISTA deberá obtener la autorización escrita de la INTERVENTORÍA del tipo de red a utilizar conforme al numeral anterior. Cualquier modificación en la calidad, dimensiones o en la disposición de los gaviones a utilizar deberá contar con la aprobación de la INTERVENTORÍA, la cual a su vez debe sustentar técnicamente la aprobación de dichas modificaciones a las especificaciones originales. No podrán aprobarse aquellas modificaciones que afecten la forma o la funcionalidad de la estructura. La base donde los gaviones serán colocados deberá ser nivelada hasta obtener los niveles de excavación los cuales deberán ser verificados por la Interventoría antes de proceder a la colocación de los gaviones; se constatará que el material de asiento sea el adecuado para soportar las cargas a que estará sometido y si la Interventoría lo cree conveniente, las cotas podrán ser cambiadas hasta encontrar las condiciones adecuadas. El armado y colocación de los gaviones se realizará respetando las especificaciones del fabricante de los gaviones.

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Cada unidad de canasta o gavión será desdoblada sobre una superficie rígida y plana, levantados los paneles de lado y colocados los diafragmas en su posición vertical. Luego se amarrarán las cuatro aristas en contacto y los diafragmas con las paredes laterales. Antes de proceder al relleno deberá amarrarse cada gavión a los adyacentes a lo largo de las aristas en contacto, tanto horizontal como vertical. El amarre se efectuará utilizando el alambre provisto junto con los gaviones y se realizará de forma continua atravesando todas las mallas cada 10 cm con una y dos vueltas, en forma alternada. Los gaviones vacíos serán colocados en la trinchera previamente excavada para proceder a ser llenados. Para obtener un mejor acabado los gaviones podrán ser traccionados antes de ser llenados, según disponga la Interventoría. El relleno debe permitir la máxima deformabilidad de la estructura y dejar el mínimo porcentaje de vacíos, asegurando así un mayor peso. Durante la operación de relleno de los gaviones, deberán colocarse dos o más tirantes de alambre a cada tercio de la altura del gavión de 1.00 m. Estos tirantes unirán paredes opuestas con sus extremos atados alrededor de dos nudos de la malla. Después de completar el relleno de los gaviones, se procederá a cerrar el gavión bajando la tapa, la que será cosida firmemente a los bordes de las paredes verticales. Se deberá cuidar que el relleno del gavión sea el suficiente, de manera tal que la tapa quede tensada confinando la piedra. Medida y pago: Las obras con gaviones tipo caja para las trincheras de anclaje se medirán por metro cúbico (m3) de gavión ejecutado, y el pago incluye el suministro de toda la planta, dirección, ingeniería, equipo, herramientas, mano de obra y demás gastos requeridos. Ítem de pago Gavión tipo caja, espesor = 1.0 m

Unidad m3

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6.8 Concreto Descripción: El CONTRATISTA deberá fundir el concreto de 21 Mpa requerido para el recubrimiento del espolón para protegerlo contra la abrasión. El CONTRATISTA deberá suministrar la totalidad de materiales, equipo, transporte, formaletas y mano de obra de preparación, vaciado, curado y, en general, todo lo necesario para fundir las estructuras de acuerdo con los planos suministrados por el contratante y las instrucciones de la INTERVENTORÍA. Materiales Ensayo de Materiales: El CONTRATISTA hará a su costa los ensayos de laboratorio necesarios para comprobar la calidad de los materiales que se propone emplear en los concretos; estos ensayos se harán en muestras representativas de los materiales que ofrece de cada una de las fuentes y canteras de suministro. No podrán ser cambiadas las fuentes de suministro de materiales sin previa autorización del INTERVENTOR, quien podrá exigir nuevos ensayos de laboratorio y diseños. Cemento: El cemento será Portland Tipo I que cumpla la especificación ICONTEC 121. El cemento que el CONTRATISTA adquiera para las obras debe ser del mismo tipo y marca utilizada para el diseño de mezclas aprobada por la INTERVENTORÍA. El CONTRATISTA debe comunicar a la INTERVENTORÍA cualquier cambio de las características o de procedencia del cemento y ésta podrá exigir nuevos ensayos y diseños. El cemento almacenado debe ser protegido contra la humedad y el CONTRATISTA debe llevar registro detallado del período de almacenamiento de cada lote almacenado. No será admitido el uso de cemento con más de dos (2) meses de almacenamiento o que, en concepto de la INTERVENTORÍA, haya fraguado parcialmente. Agua: El agua a usar para concreto, mortero o lechadas de cemento, deberá ser limpia y libre de cantidades perjudiciales de ácidos, álcalis, limo y materias orgánicas y otras impurezas que en opinión del INTERVENTOR puedan afectar la resistencia, durabilidad y calidad del concreto o al refuerzo. No habrá pago separado por suministro de agua para concreto, por tratamientos que se requieran para este propósito o por transporte desde fuentes disponibles de la calidad requerida por la INTERVENTORÍA. Agregados: La arena y agregados gruesos para elaboración del concreto serán suministrados por el CONTRATISTA y deben cumplir la Norma ICONTEC 174. Los agregados que no cumplan con las especificaciones de esta Norma, pero hayan demostrado, mediante ensayos especiales o en

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servicio actual, que producen concreto con resistencia y durabilidad adecuadas, pueden ser utilizados cuando así lo autorice por escrito la INTERVENTORÍA. Los diversos agregados se obtendrán de fuentes aprobadas por el INTERVENTOR. El CONTRATISTA deberá obtener también aprobación de instalaciones para cargue, descargue, transporte y almacenamiento de los agregados. La INTERVENTORÍA podrá rechazar cualquier despacho de agregados y revocar la aprobación de la fuente, si a su juicio no corresponden a la calidad del material ensayado. La arena y el agregado grueso deberán ser almacenados separadamente. a) Arena: El término arena se usa para designar el agregado fino entre 150 micras (malla tamiz U. S. No. 100) y 4.75 mm (malla tamiz No. 4) constituido por granos duros, densos, durables, limpios, libres de polvo y materia orgánica, arcilla y cualquier otro material perjudicial. b) Agregado Grueso: se usa para designar aquel material de tamaño variable y bien gradado, entre 4.75 mm (malla U.S. No. 4) y 50 mm (2"). El agregado grueso consistirá en fragmentos de roca densos, durables y limpios. El agregado grueso debe estar libre de partículas cuya dimensión sea al menos cinco 5 veces mayor que la mínima. El agregado grueso debe estar compuesto por cascajos aluviales o roca triturada (preferiblemente diabasa), fuerte y libre de polvo, arcilla, material orgánico u otros elementos perjudiciales. Aditivos: El CONTRATISTA incluirá aditivos en el concreto en los sitios en que se indiquen en estas especificaciones o los ordenados por el INTERVENTOR. El CONTRATISTA podrá usar a su cargo aditivos que mejoren las características de mezcla, del fraguado o terminación del concreto, pero debe obtener con una semana de antelación la aprobación de la INTERVENTORÍA para lo cual deberá suministrar a la misma muestra con la información técnica del aditivo. La cantidad de cloruro de calcio no debe exceder del dos (2) por ciento en peso del cemento. La cantidad de cloruro de calcio debe determinarse por el método descrito en AASHTO T260. El CONTRATISTA incluirá aditivos para impermeabilizar los concretos que están en contacto con el agua, adicionando un producto aprobado por la INTERVENTORÍA y en la cantidad indicada por el fabricante. Manejo de Materiales: El cemento debe ser almacenado en depósitos o silos a prueba de humedad y de contaminación, de fácil revisión para determinación por parte del INTERVENTOR de fechas de llegada a la obra. Cuando el cemento haya estado almacenado en la obra por más de

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dos meses, no podrá ser utilizado. Las pilas de almacenamiento de agregados deben ser organizadas y utilizadas de manera que se evite segregación notoria, y previendo la contaminación con otros materiales o con otros tamaños de agregados similares. Para asegurar que se cumpla esta condición, la INTERVENTORÍA podrá exigir ensayos adicionales para determinar el cumplimiento de los requisitos de limpieza y gradación, sobre muestras de agregado tomadas en el sitio de mezclas. Antes de ser usada, las pilas de arena deben dejarse drenar hasta alcanzar un contenido de humedad apropiado; alternativamente se pueden realizar controles de humedad. Los aditivos deben ser almacenados de manera tal que se evite la contaminación, evaporación, daño o deterioro. Para aquellos utilizados en forma de suspensión o de soluciones no estables, debe proveerse un equipo de agitación, que asegure una distribución uniforme de los componentes. Los aditivos líquidos deben ser protegidos de cambios de temperatura que afecten adversamente sus características. Diseño de Mezclas: El CONTRATISTA deberá suministrar al INTERVENTOR, con suficiente anticipación a la construcción de las obras de concreto, un diseño de mezcla para su aprobación y posterior empleo del respectivo diseño. El concreto deberá tener una resistencia a la compresión de 210 kg/cm2 (3000 psi). Se prepararán tres cilindros para romper a los 7, 14 y 28 días bajo supervisión del INTERVENTOR. Todos los costos que ocasione tanto el diseño de la mezcla como los ensayos serán a cargo del CONTRATISTA; la aprobación de estos diseños no implica posterior aceptación de los concretos colocados en obra. EL CONTRATISTA deberá suministrar el equipo, la mano de obra y los materiales que se requieran para efectuar dichas operaciones. Preparación del Vaciado del Concreto Formaleta: El CONTRATISTA suministrará e instalará todas las formaletas necesarias. Las formaletas serán metálicas o de madera, o de cualquier otro material aprobado por el INTERVENTOR; así mismo deberán ser lo suficientemente rígidas para evitar deformaciones durante el proceso de vaciado y vibrado; deberán ser lisas, especialmente la cara que debe quedar expuesta a la vista. Las formaletas deberán ser recubiertas con material debidamente aprobado por el INTERVENTOR a fin de evitar adherencias del concreto; en el momento de su aplicación deberán estar libres de cualquier mancha. Para el concreto que va a quedar a la vista no se permitirá aplicar sustancias que manchen las formaletas.

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La remoción de la formaleta requiere previamente autorización por el INTERVENTOR y podrá ser rechazada para su reutilización si presenta daños y deformaciones. Mezcla: El concreto podrá ser preparado directamente en mezcladora en el sitio de la obra o adquirido en una central de premezclas o y la misma deberá ser aprobada por el INTERVENTOR. Después de que todos los materiales estén debidamente dosificados en el tambor, éstos serán mezclados durante un tiempo que variará entre 1.5 y 5 minutos. Solo se mezclará el concreto que será empleado de inmediato. No deberá ser usada la mezcla de concreto si ha transcurrido más de 40 minutos entre el tiempo de mezclado y la colocación en la obra. En caso de daño de la mezcladora, ésta deberá ser reemplazada de inmediato. Todos los equipos deberán estar en perfectas condiciones de servicio. Cualquier elemento que funcione deficientemente, en perjuicio de la uniformidad y calidad de la obra, deberá ser reparado o reemplazado. Para la construcción de estructuras que requieran vaciado continuo, el CONTRATISTA deberá proveer capacidad adicional o de reserva, en mezcladoras, vibradores u otros elementos, con el fin de garantizar la continuidad de la operación. Transporte y Vaciado del Concreto: Sólo previa aprobación por parte del INTERVENTOR de las actividades de encofrado, colocación del refuerzo y la limpieza del sitio donde va a ser vaciado el concreto, el CONTRATISTA podrá iniciar la labor de transporte y vaciado del concreto. Concreto Bajo Agua: Solamente puede colocarse concreto bajo agua con aprobación del INTERVENTOR y cuando sea prácticamente imposible hacerlo en condiciones secas. La colocación de concreto bajo agua debe hacerse por medio de un conducto tubular o trompa de elefante (tremie) con una válvula inferior que permita controlar la descarga del concreto, en forma tal que el nivel del concreto en el conducto no baje del nivel del agua exterior. En ninguna circunstancia el concreto puede ser colocado bajo agua sin el uso del conducto o trompa de elefante. El conducto debe ser impermeable y suficientemente grande para que permita el flujo del concreto. El fondo de la trompa de elefante debe colocarse lo más próximo posible a la superficie donde se vaya a vaciar el concreto y la trompa de elefante no puede ser levantada hasta que el concreto haya subido suficientemente y evite la entrada del agua por la trompa. La boca de descarga de la trompa debe dejarse sumergida en longitud suficiente dentro de la masa del concreto con el fin de mantener una barrera contra la entrada de agua durante el proceso de descarga del concreto.

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El vaciado del concreto de la fundición debe hacerse sin interrupción hasta que la colocación bajo el agua haya finalizado. A medida que avance la colocación de concreto bajo el agua, el CONTRATISTA debe extraer el agua desplazada por el concreto. Cuando el concreto colocado bajo el agua por medio de la trompa de elefante sobrepase el nivel del agua, el concreto puede continuarse colocando de acuerdo con lo indicado anteriormente. Compresión: Durante el vaciado de concreto en la obra, el CONTRATISTA deberá tomar, curar y ensayar en laboratorio aprobado por la INTERVENTORIA, un juego de por lo menos tres cilindros de concreto por cada día de fundida o por cada 10 m3. Para la toma de muestras y ensayos se deben seguir las normas ICONTEC 550 y 673. Inicialmente el CONTRATISTA ensayará dos cilindros de cada juego correspondiente a la misma mezcla y la resistencia a la compresión de los mismos a los veintiocho (28) días de vaciado; ambos resultados no deben ser menores que la resistencia mínima especificada para la respectiva clase de concreto. Si los dos resultados dieren menor que la especificada será motivo para rechazar el respectivo concreto; si el resultado resulta combinado, se ensayará la tercera muestra dejada como testigo. El resultado de este testigo definirá la calidad del concreto respectivo. Para la aceptación del concreto se requerirá que por lo menos, dos resultados del mismo vaciado superen el mínimo estipulado para cada clase. En caso de que no se cumpla con la calidad del concreto o que presenten defectos de construcción, acabado o desviaciones mayores que las admisibles, establecidas en las especificaciones y planos, el CONTRATISTA deberá remover y reconstruir a su costa las obras correspondientes. Consistencia: La cantidad de agua usada en el concreto será la mínima para asegurar buena consistencia y adecuado manejo de la mezcla, debiéndose considerar cualquier contenido de humedad de los agregados. No se admitirá adición alguna de agua para ablandar concreto que haya salido de la mezcladora. El asentamiento del concreto antes de ser colocado en la estructura, no será mayor de diez (10) centímetros. Dicho asentamiento será determinado por el método recomendado en la norma ICONTEC 396. Acabado de las Superficies del Concreto Generalidades: El CONTRATISTA debe durante todas las operaciones de la fundición del concreto, dar el acabado señalado en los planos, lo especificado a continuación o lo indicado por la INTERVENTORÍA.

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Todas las superficies de concreto deben quedar libres de hormigueros; las que queden a la vista además deben quedar lisas, regulares y libres de depresiones, protuberancias, manchas y otros defectos visuales o de alineamiento. Reparaciones: Las reparaciones en el concreto sólo podrán hacerse con aprobación de la INTERVENTORÍA y con personal experto en este trabajo. El CONTRATISTA debe corregir todas las imperfecciones que se presenten en el concreto antes de veinticuatro (24) horas a partir del momento de retiro de las formaletas. En donde el concreto haya sufrido daño, tenga hormigueros, o cualquier otro defecto o en donde sea necesario hacer rellenos debido a depresiones o vacíos apreciables, las superficies del concreto deben picarse hasta retirar totalmente el concreto imperfecto o hasta lo determine el INTERVENTOR y rellenarse con concreto o con mortero de resistencia seca hasta las líneas requeridas. Todos los rellenos en concreto deben adherirse totalmente a la superficie, para lo cual el CONTRATISTA debe usar adherentes aprobados por la INTERVENTORÍA Todos los costos de materiales equipos y mano de obra necesarios para hacer las reparaciones del concreto deben incluirse dentro de los precios unitarios totales estipulados para los diferentes tipos de cimentación. Curado y Protección del Concreto Generalidades: Inmediatamente después del vaciado, el concreto debe ser protegido de secado rápido, de temperaturas excesivamente altas o bajas, y de daño mecánico y deberá, por consiguiente, ser mantenido a temperatura relativamente constante con pérdida mínima de humedad, durante todo el período de hidratación del cemento y el consecuente endurecimiento del concreto. Conservación de la Humedad: El CONTRATISTA debe aplicar uno de los procedimientos siguientes a las superficies de concreto, inmediatamente después de completar el vaciado: -

-Humedecimiento o rociado continuo de agua; -Colocación de telas absorbentes de agua que se mantienen continuamente húmedas; -Colocación de arena mantenida continuamente húmeda; -Aplicación de algún cobertor aprobado que retenga la humedad -Aplicación de materiales laminares impermeables, a acuerdo con Especificaciones para Materiales Laminares Impermeables para curado de Concreto” (ASTM C 171). -Aplicación continúa de vapor de agua sin exceder de 66 grados centígrados.

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Deben ser minimizadas la pérdida de humedad de superficies de concreto en contacto con formaletas de madera o metálicas expuestas al sol, manteniendo húmedas dichas formaletas. Después de la remoción de las formaletas, debe continuarse con el curado como está prescrito. En donde el concreto haya sufrido daño, tenga hormigueros, o cualquier otro defecto o en donde sea necesario hacer rellenos debido a depresiones o vacíos apreciables, las superficies del concreto deben picarse hasta retirar totalmente el concreto imperfecto o hasta lo determine el INTERVENTOR y rellenarse con concreto o con mortero de resistencia seca hasta las líneas requeridas. Todos los rellenos en concreto deben adherirse totalmente a la superficie, para lo cual el CONTRATISTA debe usar adherentes aprobados por la INTERVENTORÍA Todos los costos de materiales equipos y mano de obra necesarios para hacer las reparaciones del concreto deben incluirse dentro de los precios unitarios totales estipulados para los diferentes tipos de cimentación. Curado y Protección del Concreto Generalidades: Inmediatamente después del vaciado, el concreto debe ser protegido de secado rápido, de temperaturas excesivamente altas o bajas, y de daño mecánico y deberá, por consiguiente, ser mantenido a temperatura relativamente constante con pérdida mínima de humedad, durante todo el período de hidratación del cemento y el consecuente endurecimiento del concreto. Conservación de la Humedad: El CONTRATISTA debe aplicar uno de los procedimientos siguientes a las superficies de concreto, inmediatamente después de completar el vaciado: -

-Humedecimiento o rociado continuo de agua; -Colocación de telas absorbentes de agua que se mantienen continuamente húmedas; -Colocación de arena mantenida continuamente húmeda; -Aplicación de algún cobertor aprobado que retenga la humedad -Aplicación de materiales laminares impermeables, a acuerdo con Especificaciones para Materiales Laminares Impermeables para curado de Concreto” (ASTM C 171). -Aplicación continúa de vapor de agua sin exceder de 66 grados centígrados.

Deben ser minimizadas la pérdida de humedad de superficies de concreto en contacto con formaletas de madera o metálicas expuestas al sol, manteniendo húmedas dichas formaletas. Después de la remoción de las formaletas, debe continuarse con el curado como está prescrito.

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Medida y forma de Pago: Para los diferentes tipos de concreto se medirá y pagará en metros cúbicos según dimensiones tomadas por los contornos netos mostrados en los planos. El concreto colocado por conveniencia o descuido del CONTRATISTA no será medido para el pago e incluirá el suministro de todos los materiales necesarios, herramientas, maquinaria y equipo; transporte y colocación de concreto; suministro, manejo y almacenamiento de las formaletas; suministro y erección de andamios y obras falsas; colocación y curación del concreto, material, preparación de muestras y ensayos de laboratorio. Los costos de las juntas de construcción y dilatación se deberán considerar dentro de los costos del concreto e incluirán todos los costos de materiales, herramientas, equipo y mano de obra requeridas para su total ejecución. El costo de los aditivos se considerará incluido en el precio unitario del concreto en la cantidad aprobada por la INTERVENTORÍA. Ítem de pago

Unidad

CONCRETO F’c = 210 Kg./cm2 (21 Mpa)

m3

6.9 Enrocados o pedraplenes Descripción: se distinguen tres partes constitutivas: transición, formada por la parte superior del pedraplen y con espesor igual a 1 m, salvo que las especificaciones modifiques dicha magnitud; núcleo que es la parte comprendida entre el cimiento y la transición y el cimiento que es l aparte inferior en contacto con el terreno. Materiales: Rocas: pueden proceder de la excavación de la explanación o de fuentes aprobadas y provendrán de cantos rodados o rocas sanas, compactas, resistentes y durables. Para el presente estudio se recomienda manejar diámetros de 6-10 cm. Geotextil: El Geotextil no tejido debe ser cortado en paños de dimensiones adecuadas y cosido a los colchones previo a su llenado. Se deberá utilizar el geotextil no tejido tipo NT-3000 con los siguientes valores típicos: Elongación > 50%, resistencia al punzonado mayor a 2225 KN (500 lbs), con AOS menor a 0.15 mm, permeabilidad mayor a 27 X 10-2 cm/seg., tasa de flujo no inferior a 5296 lts/min/pies2, permitividad mayor a 1.5 seg-1.

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Granulometria -

Tamaño maximo no superior a los dos tercios del espesor de la capa montada. El porcentaje en masa de particulas menores al tamiz de 25 mm (1”), sera inferior al 30%. El porcentaje en masa de particulas menores al tamiz de 75 mm (No.200), sera inferior al 10%. Resistencia a la abrasion: al ser sometido al desgaste en la maquina de los angeles no superar el 50% (INV E-219) Instalación: -

-

Excavación y explanación del lecho. El material se colocará en capas sensiblemente paralelas a la superficie de explanación, de espesor uniforme. El método que se pruebe para compactar las diferentes capas en que se construya el pedraplen deberá garantizar la obtención de las compacidades deseadas y para ello se debe determinar en la fase de experimentación la granulometría del material, el espesor de la capa. El equipo de compactación y su número de pasadas. La construcción de pedraplenes no se llevará a cabo en instantes de lluvia o cuando existan fundados temores de que ella ocurra.

Medida y pago: El pago se realizará por metro cúbico. Los volúmenes se tomarán para efecto de pago, como el volumen medido en metros cúbicos del material colocado hasta las líneas, pendientes y dimensiones mostradas en los planos u ordenadas por el INTERVENTOR.

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PRESUPUESTO

Presupuesto de obra para Espolón N. 3 ITEM

DESCRIPCIÓN

1

PRELIMINARES

2

4

VR TOTAL

1.1 CAMPAMENTO

UND

1

$1,318,239.0

$ 1,318,240.0

1.2 LOCALIZACIÓN Y REPLANTEO

DÍA

30

$455,606.0

$ 13,668,180.0

1.3 OBRA DE DESVIACIÓN

ML

45

$364,039.1

$ 16,381,760.0

M3

2296.08

$16,286.0

$ 37,393,960.0

3.1 RELLENO CON MATERIAL DE SITIO

M3

378.0

$14,523.0

$ 5,489,690.0

3.2 RELLENO CON MATERIAL DE PRESTAMO

M3

170.1

$24,823.0

$ 4,222,390.0

M3

477

$91,730.0

$ 43,755,210.0

M2

168

$119,310.0

$ 20,044,080.0

M3

594.6

$156,876.0

$ 93,278,470.0

M3

32.01

$670,602.0

$ 21,465,970.0

EXCAVACIONES MECÁNICAS 2.1 EXCAVACIONES EN LECHO Y TALUD

3

UNIDAD CANTIDAD VR UNITARIO

RELLENOS COMPACTADOS CON EQUIPO TIPO RANA

ENROCADO PARA CIMENTACIÓN INCLUYE: SUMINISTRO Y ARMADO CON PIEDRA DE RÍO TAMAÑO ENTRE 6 Y 10 CM (SUMINISTRO Y LLENADO), GEOTEXTIL NT 3000.

5

COLCHON ANTISOCAVACIÓN EN GAVIÓN

INCLUYE: SUMINISTRO, ARMADO Y ATIRANTADO DE MALLAS (ALAMBRE DIÁMETRO 2.2 MM), PIEDRA DE RÍO TAMAÑO ENTRE 10 Y 15 CM (SUMINISTRO Y LLENADO) Y ACERO DE 3/4 (VARILLA DE ANCLAJE CADA 2.0 METROS EN AMBAS DIRECCIONES). 6

GAVIÓN TIPO CAJA, ESPESOR O ALTURA: 1 M INCLUYE: SUMINISTRO, ARMADO Y ATIRANTADO DE MALLAS (ALAMBRE CALIBRE 13) Y PIEDRA DE RÍO TAMAÑO ENTRE 10 Y 15 CM (SUMINISTRO Y LLENADO).

7

REVESTIMIENTO DE ESPOLÓN EN CONCRETO DE 3000 PSI IMPERMEABILIZADO (incluye formaleta) REVESTIMIENTO DE ESPOLÓN EN CONCRETO DE 3000 PSI IMPERMEABILIZADO (INCLUYE FORMALETA)

TOTAL COSTOS INDIRECTOS

$ 257,017,950.0

COSTOS INDIRECTOS (25%) ADMINISTRACIÓN

10%

$ 25,701,800.0

IMPREVISTOS

5%

$ 12,850,900.0

UTILIDAD

10%

$ 25,701,800.0 $ 4,883,340.0

IVA (19% DE UTILIDAD) COSTO TOTAL

$ 326,155,790.0

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Como medida de control para la situación presentada en la curva del rio Purnio, se proyectan los espolones, los cuales se encargaran de alejar las líneas de corriente de la orilla, protegiendo las bancas atacadas y evitando el lavado de las partículas. Además, favorecen la depositación de los materiales que arrastra la corriente, fijando el nuevo alineamiento definido por la curva corregida. Considerando los problemas de socavación y sedimentación que se generan en la curva en estudio, los espolones se proyectaron de forma inclinante direccionados hacia aguas arriba, buscando un mejor efecto en lo que se refiere a sedimentación de materiales y a desvío de la corriente de la orilla. El ángulo de orientación de los espolones se encuentra entre 70° y 75°, exceptuando el primer espolón el cual se proyectó con un ángulo de 90°. La socavación general, en curva y local, fue calculada para la sección 210. Los resultados obtenidos fueron: La socavación general máxima obtenida por el método de Lischtvan-Levediev es de 0.38m, socavación en curva Lischtvan Lebediev, Maza Alvarez (1968) es de 4.35m y socavación Local 5.76m. Para la protección contra socavación general y local se realizará un enrocado, con una profundidad igual a la mitad de socavación general calculada y ancho igual al del último cuerpo del Espolón. No se realiza hasta la profundidad máxima de socavación teniendo en cuenta que el espolón se encuentra empotrado L/3 y además se encuentra inclinado un 7% hacia el río. Por otro lado, como medida de protección para la socavación local se dispondrá de un colchón de gavión con longitud igual a 1.5 veces la altura máxima de socavación estimada. (Suarez Días, 1987). Se recomienda que la construcción de los espolones se realice en periodos de aguas bajas. Como obra de desviación se proyecta una ataguía o dique, construida con material del mismo rio, la cual puede ser protegida a su vez con un sistema de big—bags (megabolsas de polipropileno) rellenas con material del mismo río y ubicadas en la cara externa, que va a estar en contacto directo con las líneas de corriente. La obra se proyecta para desviar un caudal de 272.39m3/s correspondiente a un periodo de retorno de 5 años, hacia la margen derecha del cauce, la ataguía debe tener la altura suficiente para evitar que éste caudal la sobrepase. Se recomienda iniciar la obra desde aguas arriba, para que cada espolón que se construya, sirva de escudo o resguardo a los espolones siguientes. Cuando se trate de una serie de espolones lo más conveniente es hacer la obra por fases, tanto en elevación como en área. En este caso lo mejor es construir los espolones impares primero y luego los pares para que la obra cuente con una protección mínima de una serie de espolones a mayor separación(los impares) hasta que se inicie la segunda fase de los espolones pares y así completar la serie con las separaciones indicadas.

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La construcción de los espolones además de actuar y corregir la curva en el punto de interés, generan un efecto en las líneas de corriente y en el cauce aguas arriba del primer espolón, por lo cual se espera que la orilla en este punto quede vulnerable y presente socavación, por lo anterior, se recomienda su protección con colchacretos, la cual es una formaleta textil diseñada para ser llenada con concreto hidráulico de agregado fino o mortero, está compuesta por dos capas de geotextil tejido entretejidas en sus bordes laterales y en puntos internos simétricamente distribuidos, de manera que cuando se llena adquiere forma de colchoneta y está dotado de tendones interiores longitudinales para el refuerzo del concreto. El presupuesto estimado para la realización del espolón No. 3, considera las actividades preliminares, excavaciones mecánicas y rellenos compactados con equipo tipo rana. El enrocado para cimentación tendrá un costo de $43.755.210, el colchón anti socavación en gavión tendrá un costo de $20.044.080 y se estima que el gavión tipo caja tendrá un costo de $93.278.470 con un revestimiento en concreto de 3000 psi por valor de $21.465.970. El presupuesto total de obra para el espolón No. 3 es de $326.155.790. Se recomienda efectuar un estricto control y vigilancia de las obras de protección una vez construidas, de tal manera que oportunamente se efectúen el mantenimiento, las reparaciones y/o ajustes necesarios para evitar el deterioro integral de las mismas. Se sugiere realizar mantenimiento después de cado período invernal.

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BIBLIOGRAFIA



Guevara, M.(2016). SOCAVACIÓN EN PUENTES. Universidad del Cauca



Suarez, J. (2001). CONTROL DE EROSION EN ZONAS TROPICALES.



Posada, L. (2002). CONTROL DE INUNDACIONES EN LA REGION DE LA MOJANA



Notas de Clase - Obras de Control Fluvial. Ingeniero Javier Valencia Gallego



Universidad del Valle (2015). Estudio y Diseño de las obras de protección contra la erosión en las estaciones de Tierra Blanca y Candelaria en el distrito de Riego Roldanillo – La Unión – Toro.

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10. ANEXOS  

Plano de localización en formato .dwg y en fomato .pdf (Archivo Espolones.dwg y Espolones.pdf). Hoja de cálculo Taller Espolones.xls., la cual contiene todos los cálculos realizados para el presente informe.

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