Estudio de diseño de canales en zonas que presentan características geotécnicas críticas

Abstract

La presente Tesis titulada "Diseño de Canales en zonas que presentan características Geotécnicas críticas" trata sobre el estudio de los problemas que en forma continua se presentan en la construcción de canales debido al terreno, conociendo sus mecanismos de funcionamiento, formas de reconocimiento práctico y principales características que estos suelos problemas ofrecen para la estabilidad y seguridad de los canales. Presenta a su vez diferentes alternativas de solución para superar los efectos perjudiciales de los suelos, incidiendo en aquellos que son más dañinos. El presente trabajo abarca 5 capítulos principales. En el capítulo I llamado GENERALIDADES, se trata sobre los antecedentes y estudios básicos, que son desarrollados para el conocimiento del suelo y las consideraciones que son tomadas en cuenta en lo referido al proceso constructivo de canales que en forma resumida trata sobre las partidas que involucra una obra hidráulica de conducción incidiendo en la construcción de canales. En el capítulo II llamado GEOTECNIA Y CARACTERISTICAS DE ZONAS CRITICAS, se realiza el estudio de algunos suelos que presentan serios problemas para la ejecución de una obra de Ingeniería Civil, específicamente en canales como son los Suelos expansivos, Suelos arenosos, con probable ocurrencia del fenómeno de licuefacción, Suelos Colapsables, Suelos Blandos como pueden ser Bofedales y pantanos, así como se presenta en forma sucinta el efecto perjudicial de algunos suelos al concreto. En este capítulo se realiza el estudio del comportamiento de los suelos especiales, su forma de identificación, así como sus principales características de una manera detallada que nos permitirá tener una herramienta para poder conocer al suelo y poder determinar el efecto perjudicial que produciría a un canal, para posteriormente realizar un diseño adecuado que lo proteja frente a estos daños. En el capítulo III, llamado ASPECTOS HIDRAULICOS EN EL DISEÑO DE CANALES, se trata de dar una visión global, de lo que es el diseño de canales en su parte hidráulica, los principios aplicados a canales, criterios de diseño hidráulico, factores que se deben tener en cuenta, etc. También se estudia los canales de tierra y los canales con hierba, valores del coeficiente de rugosidad y los problemas que involucra un canal con estas características; así como un estudio de los diversos tipos de revestimientos de canales y las ventajas que ofrece cada uno de ellos para poder realizar la elección de acuerdo a cada circunstancia. En el capítulo IV definido como DISEÑO ESTRUCTURAL Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE CANALES EN ZONAS CRITICAS, se dan recomendaciones específicas, las posibles soluciones estructurales, así como el mejoramiento del terreno de fundación, para eliminar las condiciones que los hacen críticas y permitir al canal una prolongada vida útil. Tratamos en primer lugar el problema de los Suelos expansivos, los sistemas de cimentación posibles en ellos, también presentamos el tratamiento químico de las arcillas expansivas de tal manera de quitarles la plasticidad y eliminar su efecto expansivo. Así mismo, vemos la posibilidad del reemplazo o cambio del material de cimentación, en una profundidad que está en relación a las características e importancia de la obra como a las características expansivas del suelo. De esta manera se dan alternativas de solución para el caso específico de canales con problemas de arcillas expansivas, así como una contribución que a nivel Mundial se han dado en Nagakar-lndia, 5'° Congreso Mundial sobre suelos expansivos (1987), sobre el estudio realizado en Canales de la India dando valores recomendables del espesor de reemplazo. También se estudian y se dan soluciones para el caso de cimentaciones sobre suelos arenosos con susceptibilidad al fenómeno de licuefacción, colapsabilidad y los movimientos de las arenas producidos por los fuertes vientos produciendo una invasión progresiva al canal llamado Arenamiento. Así mismo los suelos blandos de poca capacidad portante y soluciones para poder atravesar con una estructura de canal estos suelos. También se presentan los problemas que los climas severos pueden producir en el concreto, así como las formas y medidas a tomar para prevenirlos. En el capítulo V llamado ANALISIS DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN ALGUNOS CANALES DEL PERU se trata los problemas presentados en algunos proyectos del país como es el caso de los Proyectos Chira-Piura, Chavimochic y Pasto Grande siendo éste último donde se realizó el estudio de las zonas críticas. La aridez típica de la zona del sur del país se expresa drásticamente en el ámbito del Proyecto Especial Pasto Grande. Es allí donde podemos encontrar reunidas la mayoría de las características de los suelos que ofrecen problemas que sumadas a las condiciones de clima frío otorgan una característica especial al diseño y solución de los canales. La presencia de suelos especiales puede hacer peligrar la estabilidad de ciertos tramos del canal Pasto Grande; motivo por el cual, el presente estudio incluye la exploración geotécnica de campo y ensayos de laboratorio realizados lo cual permitirá determinar la naturaleza y potencial de los suelos especiales, lo que finalmente Permitirá un adecuado diseño de las cimentaciones del canal en los tramos de suelos especiales.