4. revestimientos de gaviones cismid
TRANSCRIPT
![Page 2: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Revestimiento de Talud Río Ica (ICA)
![Page 3: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Vista del alambre del gavión tipo colchón, nótese forma de la cocada y el revestimiento de PVC del alambre
![Page 4: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/4.jpg)
4
El revestimiento tiene por objetivo proteger el material de las riberas contra los efectos de la erosión.
El revestimiento se apoya sobre un talud estable.
Se realiza con los gabiones tipo “Colchon”, tambien conocidos como “Reno”
![Page 5: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Procedimiento de Diseño1.-Predimensionamiento de colchones.2.- Verificación de arrastre de colchones por
velocidades.3.- Verificación de arrastre de colchones por esfuerzos
cortantes.4.- Verificación de deformaciones en el colchón.5.- Verificación de estabilidad de material base por
flujo en espacio colchon-filtro.6.- Diseño de protección de pie de talud.7.- Abertura de Malla8.- Recubrimiento9.- Zonificación10.-Talud y Anclajes
1.- PREDIMENSIONAMIENTO DE COLCHONES
- Se deben estimar dimensiones iniciales de las protecciones en funcion de las solicitaciones a resisitir. Se determinan asi: Longitud (L), ancho (B), espesor (t),calibres (ϕ) y diametros medios de las piedras (dm).
- Se predimensiona tomando encuenta la velocidad media de lacorriente y criterios de estabilidad.
![Page 6: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/6.jpg)
6
1.1.- Determinación de velocidades actuantes:
- Si se justifica se puede asumir un flujo uniforme yutilizar formulas de Manning o Chezy.
- En caso contrario se deben adoptar metodos apropiados en funcion del problema (Modelos 1D, 2D y eventualmente 3D)
Flujo Uniforme: F. Manning
V = R 2/3.S 1/2/n
donde:V = Velocidad MediaR = Radio HidráulicoS = Pendiente de fondon = Coef. De Rugosidad de Manning
![Page 7: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Velocidad Crítica: Velocidad que puede soportarse sin inicio de movimiento de piedras en colchon.
Velocidad Límite: Velocidad que puede soportarse admitiendo modestas deformacionesdebido al movimiento de piedras en colchon
1.2.- Predimensionamiento de espesores y tamaño de relleno
TABLA 1
1.3.- Predimensionamiento de colchones:
TABLA 2
![Page 8: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/8.jpg)
8
2.- VERIFICACION DE ARRASTRE DE COLCHONES POR VELOCIDADES
- Se debe evitar que los colchones sean arrastrados por la corriente.
- Se debe verificar que las velocidades actuantes (va) no superen a las velocidadesde iniciacion de movimiento de las piedras contenidas en el colchon (vc).
2.1- Determinación de Velocidad Crítica (vc)
– Se Calcula el numero de Froude (Fr) mediante:
Fr = v/(g.d)1/2
donde:
V= velocidad media de la corrienteg = aceleracion de la gravedad d = Profundidad Hidraulica Media = Area Mojada / Ancho Superficial.
– Con el diámetro medio del material de relleno de los gaviones (dm), el espesor del colchón y el Numero de Froude (Fr) se obtiene el valor de la velocidad crítica de las figuras a y b.
![Page 9: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Fig 1. a Velocidad Crítica Vc1 que causa el movimiento de laspartículas en función de su tamaño. Fuente: MACAFERRI
Fig 1.b Velocidad Crítica Vc2 que causa el movimiento de laspartículas en función del espesor del colchón. Fuente: MACAFERRI
![Page 10: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Elegir como Velocidad Critica (Vc) la menor de Vc1 y Vc2.
2.2.- Verificación:
Si Va > Vc habrá arrastre de colchones,
- Se debe incrementar diametros de las piedrasdel cholchón.
- Se debe incrementar espesor del colchon.
![Page 11: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/11.jpg)
11
3.- VERIFICACION DE ARRASTRE DE MATERIAL DE COLCHONES POR ESFUERZOS CORTANTES
Se debe evitar que los esfuerzos cortantes sobre elfondo y las paredes ocasionen el lavado del material.
Se debe verificar que los esfuerzos cortantes actuantes sobre los taludes y el lecho (τat y τal) nosuperen a los esfuerzos cortantes criticos en elfondo y paredes (τct y τcl) respectivamente.
![Page 12: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/12.jpg)
12
A.- Determinación de esfuerzos cortantes actuantesen los taludes:τa= K1.γ.h.S
donde:τa: Esfuerzo cortante máximoγ :Peso específico del Aguah: Tirante máximoK1: Coeficiente que depende del talud.(≅ 0.75)
3.1- VERIFICACION DE ARRASTRE DE MATERIAL DE COLCHONES POR ESFUERZOS CORTANTES EN LOS TALUDES
B.- Determinación de Esfuerzos Cortantes Críticossobre taludes:
τc=C’*.(γs- γ w)dm .K2donde:
τ c: Esfuerzo Cortante Crítico en la orilla (kg/m2)C’* : Coeficiente de Shields (≅ 0.10)γ s : Peso Específico de la piedra del colchón (≅ 2500 kg/m3)γ w: Peso Específico del agua(1000 kg/m3)dm: Diámetro Medio de la piedra del colchón (m)K2 = (1-sen2θ/sen2ϕ)1/2
donde:θ: Angulo que forma el talud con la horizontalϕ: Angulo de reposo de la piedra del colchon ( ≅ 41o)
![Page 13: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/13.jpg)
13
C.- Verificación.
Si: τa > τc las piedras del revestimiento se moveran.
Chequear:
Si: 1.2 τc >τa > τc efectuar control de deformaciones.
Si: τa > 1.2τc
- Incrementar diametro de la piedra.- Incrementar espesor del colchón.
A.- Determinación de esfuerzos cortante maximoactuante en el lecho :
τa= γ.h.S
donde:τa: Esfuerzo cortante máximoγ :Peso específico del Aguah: Tirante máximo
3.2- VERIFICACION DE ARRASTRE DE MATERIAL DE COLCHONES POR ESFUERZOS CORTANTES EN EL LECHO
![Page 14: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/14.jpg)
14
B.- Determinación de Esfuerzos Cortantes Críticossobre el lecho:
τc=C’*.(γs- γ w)dm donde:
τ c: Esfuerzo Cortante Crítico en la orilla (kg/m2)C’* : Coeficiente de Shields (≅ 0.10)γ s : Peso Específico de la piedra del colchón (≅ 2500 kg/m3)γ w: Peso Específico del agua(1000 kg/m3)dm: Diámetro Medio de la piedra del colchón (m)
C.- Verificación.
Si: τa > τc las piedras del revestimiento se moveran.
Chequear:
Si: 1.2 τc >τa > τc efectuar control de deformaciones.
Si: τa > 1.2τc
- Incrementar diametro de la piedra.- Incrementar espesor del colchón.
![Page 15: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/15.jpg)
15
4.- CONTROL DE DEFORMACIONES EN EL COLCHON
Fig 2. Esquema del movimiento de las piedras en el interior de los colchones. Fuente: MACAFERRI
Fuente: MACAFERRI
![Page 16: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/16.jpg)
16
- Se debe evitar que el fondo del colchon quede descubierto.
- Se recomienda que el espesor minimo sea mayor que el diametro medio de las piedrasdel colchon (Emín >dm)
A.- Determinación de determinación de espesor mínimo (Emin) luego de la deformación.
Emín = t-∆t t: espesor del colchón
∆t : deformación del colchón
![Page 17: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/17.jpg)
17
B.- Determinación de deformación máximaproducida(∆t)
∆t es obtenida de la figura 3, ingresando el valor del coeficiente de Shields Eficaz definido por C’* = (τa-τc)/[(γs - γ m).dm]
donde:τc: Esfuerzo Cortante Crítico en la orilla (kg/m2)τa: Esfuerzo cortante actuante máximo (kg/m2) dm : diámetro medio de las piedras de relleno
Fig. 3. Relación entre Parámetro de deformación y Coeficiente EficazDe Shields. Fuente: MACAFERRI
![Page 18: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/18.jpg)
18
C.- Verificación:
Si Emín < dm, habrá peligro en material base.
- Se debe incrementar espesor de colchón (t).- Incrementar diametro (dm) de piedras.
5.- VERIFICACION DE EROSION EN EL ESPACIO ENTRE COLCHON YMATERIAL BASE
Fig. 4.a. Flujo entre colchones y material base.Fuente: MACAFERRI
![Page 19: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Se debe evitar que el material base sealavado por la corriente.
Se procura que la velocidad del agua en elespacio entre el colchon y el material base (va) sea menor que la velocidad critica dearrastre del material base (ve).
A.- Determinación de Velocidad en el espacio entre colchón y material base.
Va = (dm/2)2/3.S1/2/nfdonde:Va: velocidad del agua entre el colchón y el fondo.dm: diámetro medio de piedras en colchón.S: pendiente del canal.nf: rugosidad del fondo (0.020 si hay filtro geotextil o no
hay filtro, 0.025 si hay filtro de grava)
![Page 20: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/20.jpg)
20
B.- Determinación de velocidad que puede soportar el suelo sin ser erosionado (Ve).
- En terrenos no cohesivos:Ve=16.1.d1/2,
donde:d100: diámetro de partículas del suelo base (m)
- En terrenos cohesivos: Usar fig. 4 ingresando el tipo de suelo y el porcentaje de vacíos del suelo.
Fig. 4. Velocidades Máximas Permisibles en Suelos CohesivosFuente: MACAFERRI
![Page 21: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/21.jpg)
21
C. Verificación:
Si Va > Ve habrá erosión
Se recomienda usar un filtro geotextil o un filtro de grava.
D.- Filtro Geotextil.
Si se usa filtro geotextil: Va1 ≅ Va/4 a Va/2 Verificar Va1 > Ve, sino cumple usar filtro de grava.
![Page 22: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/22.jpg)
22
E.- Filtro de Grava
Espesor (S):
0.15 m < S < 0.20 m y
S > (dv/f).[1-(ve/va)2], donde dv=df50/5 y f = 0.05
Granulometría:
df50/ds50 < 40; 5 < df15/ds15 <40; df15/ds85 <5
6.- Protección de pie de talud.Tipo 1:
Para pequeñas profundidades de erosión general ∆z < 1.5 m, se profundiza el pie de talud en un valor mínimo de ∆ z .
![Page 23: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Tipo 2:Para grandes profundidades de erosión general ∆z >1.5 m, extender horizontalmente protección de pie de talud en una longitud ) x > 1.5 ∆ z.
7.- Abertura de Malla y Calibres.
Pequeñas Aberturas de Malla proporcionan mejores caracteristicas de resistenciamecánica.(Compresión, Tracción y Abrasión)
Calibres grandes proporcionan mejores caracteristicas de resistencia mecánica. (Compresión, Tracción y Abrasión)
![Page 24: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/24.jpg)
24
EFECTO DE ABRASION
UBICACION EFECTO
FUERTE PENDIENTE (S > 0.5 %)PENDIENTES MEDIAS (0.1 %<S<0.5 %)
BAJAS PENDIENTES ( S<0.1 %)
ALTA ABRASIONMODERADA ABRASIONPEQUENA ABRASION
8.- Recubrimientos
El recubrimiento del alambre ya sea con unacapa de triple Zn o con la aleación Zn + Al, mejora la resistencia a la corrosión, con respecto a un galvanizado simple.
En condiciones severas de corrosión se debe proteger con PVC.
![Page 25: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/25.jpg)
25
EFECTO DE CORROSION
UBICACION EFECTO
AMBIENTE RURALAMBIENTE URBANO
AMBIENTE MARITIMOAMBIENTE INDUSTRIAL
BAJA CORROSIONMODERADA CORROSION
ALTA CORRROSIONMAYOR CORROSION
9.- Zonificación Vertical
Es posible zonificar verticalmente los colchones de tal manera de obtener mejores resistencias en las zonas más esforzadas.
La zonificación se da en función de las dimensiones de malla y los calibres.P. Ejemplo:
Especificar mallas de menores cocadas y mayor calibre en las partes inferiores de un revestimiento previene desgastes por abrasión.
![Page 26: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Fuente: ANDEX
Fuente: ANDEX
![Page 27: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/27.jpg)
27
10.- Disposición en talud
Normalmente los taludes de apoyo son perfilados con pendiente de 1:1.5 y 1:2 según el tipo de terreno.
– 1:1.5 para terrenos vegetales de mediana consistencia.
– 1:2 para terrenos arenososos finos incoherentes.
![Page 28: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Para taludes más empinados se recomienda el uso de estacas.
11.- Anclajes en extremos.
A fin de evitar fallas por los bordes se recomienda anclar los colchones al inicio y al final del tramo a proteger.
![Page 29: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Normatividad
El Perú no tiene una norma técnica para la especificación de Gaviones.
En el mundo existen normatividades diversas:– ASTM 975-97, ASTM A-641.– BS 1052, BS443
Se debe exigir al proveedor garantías del producto.
![Page 30: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/30.jpg)
30
PROCESO CONSTRUCTIVO
FUENTE: MACCAFERRI
![Page 31: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/31.jpg)
31
FUENTE: MACCAFERRI
FUENTE: MACCAFERRI
![Page 32: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/32.jpg)
32
FUENTE: MACCAFERRI
FUENTE: MACCAFERRI
![Page 33: 4. Revestimientos de Gaviones Cismid](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022012403/54dc9c734a79595c498b4830/html5/thumbnails/33.jpg)
33
FUENTE: MACCAFERRI