Cimentación de presas sobre suelos orgánicos

Abstract

La construcción de presas en nuestro tiempo y condiciones actuales plantea nuevos problemas, ya que muchos lugares de emplazamiento con geología local aceptable (estanqueidad del vaso, taludes estables al corte), buen aporte hídrico y canteras próximas presentan terrenos de fundación de suelos blandos. Muchos de estos materiales blandos son arcillas, limos o materiales orgánicos o altamente orgánicos como es la turba o una mezcla de éstos. La turba es un material altamente orgánico, con un contenido de materia orgánica superior al 35 % y que ha sido formada en lugares con poco drenaje, frecuentemente inundados y en un medio ácido. La turba presenta características bastante erráticas, en función de su contenido orgánico y degradación, pero en general son pésimas para su utilización como suelo de fundación de presas de tierra, a pesar de que existen técnicas para su utilización en terraplenes de caminos y/o carreteras. Su uso como fundación planteará un adecuado conocimiento de sus propiedades ingenieriles. En este punto es necesario identificar el tipo de suelo orgánico desde los puramente orgánicos hasta los suelos minerales con poco o nulo contenido orgánico, y para el caso de las turbas desde los poco descompuestos (turba fibrosa) hasta las que presentan un alto grado de humificación (amorfas). Todos estos tipos de turba tienen diferentes propiedades entre sí, y dado que los ensayos de laboratorio y de campo normalmente presentan ventajas y desventajas asociadas, es necesario discernir y elegir los ensayos que en conjunto disturben menos el suelo. Las técnicas actualmente disponibles para el diseño de presas de tierra se pueden agrupar en tres grandes grupos: Métodos de mejoramiento, métodos de reemplazo y métodos de desprecio del suelo blando. Los métodos de mejoramiento aprovechan ciertas propiedades y comportamiento del material, aunque por lo general requieren de tiempo considerable para llevarlo a cabo. El método de precarga o construcción por etapas mediante drenes verticales es uno de los métodos más confiables para el diseño de presas de tierra, ya que aprovecha el incremento de la resistencia del material orgánico ante la reducción de vacíos. La presa Coltani, emplazada sobre suelos orgánicos, tendrá dos alternativos: El de la excavación total del material orgánico y el del uso de drenes verticales y construcción por etapas.

Dam construction in our time have new problems because many places with acceptable geology (sealing vessel, stable slopes), water source and quarries close to dam site are constituted by soft soils. Many of these soils are clays, silts, peats, organics soils or a mixed of these. Peat is a highly organic soil with organic matter higher than 35% and which has been formed in places with poor drainage, frequently flooded and formed in an acid medium. Peat has features quite erratic, depending of their organic contents and degradation, but are generally very poor for their use as soil foundation of earth dams. Despite that there are techniques for their use in embankments of roads, its use as foundation lack sufficient knowledge about their engineering properties. At this point it is necessary to identify the type of organic soil from purely organic to mineral soils with a little or no organic content, and in the case of peats, from little decomposed (fibrous peat) to a high grade of decomposition (amorphous). All these types of peat have different properties each other, and because the testing laboratory and field usually have advantages and disadvantages, is necessary to discern and choose the test which disturb less the sample soil and provided best results. Currently available techniques for designing earth dams can be grouped into three major groups: improvement, replacement and avoiding methods of soft soils. Improvement methods can take advantage of certain properties and material behavior although usually require considerable time to carry it out. The method of preloading or construction by stages using vertical drains is one of the most reliable methods for the design of earth dams because it uses the increased resistance to organic material due to the reduction of voids in a process of consolidation. The Coltani dam, placed on organic soils, will have two alternatives of construction: The excavation of the total organic material and the use of vertical drains and construction stages.