Tema Tama 2.9.Presas y terreno U.P.M. Dpto. Ing. Morf. Terreno Tema 2.9 E.T.S.Ingenieros de Caminos, C y P. Las presas y el terreno Bibliografía J.A. Pérez Azuara. CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA GENERAL Y GEOLOGÍA DE ESPAÑA. Ed. Liteam (2006) J.M. López Marinas. GEOLOGÍA APLICADA A LAS OBRAS PÚBLICAS. Ed. Dossat, 2000. Fotografías: Ministerio de Medio Ambiente Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O.P. 1 Tema Tama 2.9. Presas y terreno U.P.M. Dpto. Ing. Morf. Terreno ALGUNAS CONSIDERACIONES GENERALES La mayor parte de las superficies que limitan un embalse están constituidas por el sustrato geológico. Cada sustrato da lugar a una forma de valle que condiciona el volumen embalsado. Hay sustratos que pierden agua y otros que la devuelven, de forma que los volúmenes deducidos de la topografía y de la medición de la cuenca hidrológica pueden no ser correctos. Llamamos cerrada al lugar donde se ubica la presa, normalmente allí donde las curvas de nivel de ambas márgenes se acercan, se “cierran”. Este sustrato caracteriza la forma de la cerrada lo que se traduce en dimensiones de presas diferentes. Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O.P. 2 E.T.S.Ingenieros de Caminos, C y P. 1 Tema Tama 2.9. Presas y terreno U.P.M. Dpto. Ing. Morf. Terreno TIPOS DE PRESAS De gravedad, rectas o en arco De fábrica De sillería De hormigón vibrado o compactado De materiales sueltos Homogéneas con o sin pantalla impermeable Zonificadas con núcleo impermeable o con pantalla impermeable Zonificadas con núcleo impermeable o con pantalla impermeable Bóveda, de hormigón vibrado Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O.P. 3 E.T.S.Ingenieros de Caminos, C y P. Tema Tama 2.9. Presas y terreno U.P.M. Dpto. Ing. Morf. Terreno TIPOS DE PRESAS Presa de Arriarán, recta de gravedad, de hormigón Presa de Cueva Foradada, arco gravedad. Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O.P. 4 E.T.S.Ingenieros de Caminos, C y P. 2 T.M. Presas y terreno U. de materiales sueltos con núcleo de arcilla Fernando Román y Moisés Rubín. Presas y terreno U. 3 . Terreno TIPOS DE PRESAS Presa de Urdalur.S. 6 E. Ing.P.M.P. Terreno TIPOS DE PRESAS Presa de Tous. Geología Aplicada a las O. recta de gravedad. Dpto.9. C y P.Tema Tama 2.S. Morf.9. de hormigón compactado Fernando Román y Moisés Rubín.P. 5 E. Morf.Ingenieros de Caminos.Ingenieros de Caminos. Geología Aplicada a las O. Dpto. C y P.T. Ing. Tema Tama 2.P. Morf. Presas y terreno U. 7 E. C y P.Ingenieros de Caminos. Dpto.P. Morf. Ing.P. C y P. 4 . Terreno Presa de El Limonero Fernando Román y Moisés Rubín. 8 E.S. Dpto. Ing. Geología Aplicada a las O. Terreno Presas del Conde de Guadalhorce y de Guadalteba Fernando Román y Moisés Rubín. Tema Tama 2.M.P.Ingenieros de Caminos.T. Presas y terreno U.9.9.S.Tema Tama 2. Geología Aplicada a las O.P.T.M. Ing. Terreno Presa de Rialp Fernando Román y Moisés Rubín.P. Morf. 10 E. Morf.S.T. Geología Aplicada a las O.P.T.M.9. Geología Aplicada a las O. Presas y terreno U.M. Terreno Presa de El Atazar Fernando Román y Moisés Rubín.S.9.P.P. 9 E.Ingenieros de Caminos. Ing.Tema Tama 2. Dpto. C y P.Ingenieros de Caminos. Presas y terreno U. C y P. Dpto. 5 . Tema Tama 2. M. C y P. Morf.Ingenieros de Caminos.T. Morf.S.T. Geología Aplicada a las O.P. Tema Tama 2. 12 E.Tema Tama 2. 11 E. Presas y terreno U.Ingenieros de Caminos. Geología Aplicada a las O. Terreno Presa Bóveda Fernando Román y Moisés Rubín.P. Ing.P.S. Ing.9.M. 6 . C y P. Terreno Presa de El Atazar Fernando Román y Moisés Rubín.P.9. Dpto. Dpto. Presas y terreno U. Presas y terreno U. Ing. Morf.P. Tema Tama 2.Ingenieros de Caminos.T.9. Ing. 7 .M.P. Presas y terreno U.S. Terreno Presa de Itoiz Fernando Román y Moisés Rubín.T. Geología Aplicada a las O.P.9. Geología Aplicada a las O.S. Dpto. C y P. Morf. 14 E. Terreno Presa de Contreras Fernando Román y Moisés Rubín.Tema Tama 2. Dpto.P. C y P. 13 E.M.Ingenieros de Caminos. 9.Ingenieros de Caminos. En las de materiales sueltos los empujes se reparten en anchos del orden de más de 4 veces la altura.9. Dpto.S. Morf.S. bóveda o gravedad. 8 . 15 E.P. 16 E.M.M. H: presión hidrostática S: subpresión W: peso de la presa (Tomado de Ingeniería Geológica. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Aparte de la estabilidad frente al vuelco. su cimiento (fondo y estribos) deben resistir sin romperse. Tema Tama 2. C y P.P. C y P. González de Vallejo) Fernando Román y Moisés Rubín.P. pues su anchura en los cimientos es reducida.T. Presas y terreno U. Los mayores esfuerzos se producen en las presas de hormigón. Ing. Dpto.P. Morf. Terreno Fuerzas actuantes en presas. Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O.Ingenieros de Caminos.Tema Tama 2.T. Presas y terreno U. Geología Aplicada a las O. Ing. P. Morf. Ing. Dpto. Fernando Román y Moisés Rubín.T.Tema Tama 2.S.P.P. 17 E. Geología Aplicada a las O. 9 . Mayores problemas en las presas de hormigón que apenas aceptan algún centímetro de asiento.Ingenieros de Caminos. Dpto.P. Puede no ser problema en las presas de materiales sueltos que pueden llegar a aceptar asientos de varios decímetros. C y P.Ingenieros de Caminos. Presas y terreno U. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Las deformaciones bajo el peso de la presa y los empujes deben ser admisibles. Tema Tama 2. Ing.T.M. Geología Aplicada a las O.9.9. Terreno Fernando Román y Moisés Rubín. 18 E. Morf. C y P.S.M. Presas y terreno U. P. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA La estabilidad frente al deslizamiento debe estar garantizada. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Si no hubiera agua en el contacto presacimiento Habiendo agua a presión en el contacto presa-cimiento Fernando Román y Moisés Rubín. Tema Tama 2. Dpto. 10 . Ing. Ing. C y P. Morf. Dpto. Las fuerzas estabilizadoras son las debidas a la cohesión y al ángulo de rozamiento.S. Recordemos lo que es ángulo de rozamiento El empuje del agua tiende a hacer deslizar la presa Fernando Román y Moisés Rubín.P.Tema Tama 2.M. 19 E.T.T. 20 E. Geología Aplicada a las O. Geología Aplicada a las O.P. C y P.S.9.P. Presas y terreno U.Ingenieros de Caminos. Presas y terreno U. Morf.M.Ingenieros de Caminos.9. Dpto.T.M.S.Tema Tama 2.S. Fernando Román y Moisés Rubín. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA La estabilidad al deslizamiento debe comprobarse con todas las juntas de discontinuidad que pueden ser desfavorables. 22 E. Morf. Presas y terreno U. González de Vallejo) El posible deslizamiento se establece en el contacto presa-cimiento o entre terreno y terreno del cimiento Fernando Román y Moisés Rubín. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Cimiento formado por suelos o rocas intensamente fracturadas (Tomado de Ingeniería Geológica.P.Ingenieros de Caminos. Dpto. Geología Aplicada a las O.Ingenieros de Caminos.9. 11 . Ing. C y P. C y P.M.P. Geología Aplicada a las O.P.9. 21 E. Tema Tama 2.T. Morf.P. Presas y terreno U. Ing. C y P.P.9. Presas y terreno U.Tema Tama 2. 12 . Geología Aplicada a las O. Ing. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA En una presa de materiales sueltos. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA La estabilidad al deslizamiento debe comprobarse con todas las juntas de discontinuidad que pueden ser desfavorables. 23 E.P. Ing.9. 24 E.S.P. Fernando Román y Moisés Rubín.S. Dpto. Dpto.M. Fernando Román y Moisés Rubín. Presas y terreno U. Morf. los taludes aguas arriba y aguas abajo deben ser estables por si mismo y frente a la acción del agua.Ingenieros de Caminos.Ingenieros de Caminos.P. Morf. Tema Tama 2. Geología Aplicada a las O.T. C y P.T.M. Dpto. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA En presas de materiales sueltos.P. C y P. éstos (ni el cimiento de la presa) no deben ofrecer problemas de erosionabilidad interna. Geología Aplicada a las O. Presas y terreno U. como en el caso de los limos. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Especialmente en las situaciones de desembalse en las que el agua en el espaldón puede no bajar o drenar tan rápidamente como baja el embalse. 13 . Morf. Ing.Tema Tama 2.9.Ingenieros de Caminos.P.P. Tema Tama 2.M.Ingenieros de Caminos.P. Dpto.M. 26 E. Teton Dam (before 1976) Fernando Román y Moisés Rubín. Ing.S.T. 25 E.T.S.9. Presas y terreno U. Morf. C y P. Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O. Presas y terreno U.T.P.P.P.Tema Tama 2.S. C y P. Fernando Román y Moisés Rubín.P.S.9. Tema Tama 2. fondo y estribos deben ser nulas o mínimas y siempre controladas En un entorno razonable debe haber materiales para la construcción de la presa. Geología Aplicada a las O. Presas y terreno U.M.Ingenieros de Caminos. 28 E.Ingenieros de Caminos. Terreno Teton Dam (1976 failure) Fernando Román y Moisés Rubín. C y P. 14 . 27 E. Ing.T. Ing.9. Dpto.M. Morf. Terreno ADMISIBILIDAD DE UNA PRESA Las filtraciones bajo la presa. Dpto. Morf. Geología Aplicada a las O. P. C y P. Terreno Vaiont Fernando Román y Moisés Rubín. Presas y terreno U.Ingenieros de Caminos. Que no hay contaminación del agua en embalses para abastecimiento por el sustrato. Morf. (Itoiz.Ingenieros de Caminos. Laderas poco erosionables. C y P. (Guadalhorce).P.T.P. Que la posible sismicidad inducida sea admisible. Ing. Morf.Tema Tama 2. Presas y terreno U. 30 E. Laderas estables. Dpto. Fernando Román y Moisés Rubín. comunicaciones u otras obras públicas no contempladas ex profeso.M. Terreno ADMISIBILIDAD DEL EMBALSE. Geología Aplicada a las O. las 3 Gargantas).9.S. fundamentalmente en los momentos de desembalse de forma que no se produzcan deslizamientos que afecten al vaso (Vaiont. 15 .P.T. Tema Tama 2. Vaso impermeable o con filtraciones mínimas. Geología Aplicada a las O.9.M. 29 E.S. Dpto. Ing. Arenós) o que afecten a poblaciones. Ingenieros de Caminos.T. Geología Aplicada a las O. 16 . C y P.Tema Tama 2. Dpto. 31 E. Dpto. 32 E. Ing.M.Ingenieros de Caminos.P.P. Terreno Presa de Arenós (Castellón).P. Morf.P.S.S.M.9. Terreno Presa de Arenós (Castellón). C y P. Presas y terreno U.9. Ing. Vaso en terrenos arcillosos con laderas inestables (Cortesía de Iberinsa) Fernando Román y Moisés Rubín. Geología Aplicada a las O. Vaso en terrenos arcillosos con laderas inestables (Cortesía de Iberinsa) Fernando Román y Moisés Rubín. Tema Tama 2. Presas y terreno U.T. Morf. S. Presas y terreno U. tanto por las características de la matriz como por las características de las juntas.P.9. Nuestra cimentación deberá ir a una profundidad tal que eliminemos: la zona meteorizada de menor resistencia y mayor permeabilidad. Morf. pizarras.Ingenieros de Caminos.P. 33 E. tanto en el cimiento como en las laderas. areniscas.Ingenieros de Caminos. 17 . calizas. Dpto. Terreno TIPOLOGIA Y CIMIENTO En las cerradas estrechas que normalmente están asociadas a un sustrato rocoso competente se construyen presas de fábrica.S. En las de materiales sueltos preocupa una excesiva deformabilidad del cimiento y la amplitud de la zona con subpresiones. Geología Aplicada a las O. se construyen presas de gravedad de materiales sueltos. cuarcitas. Dpto. Morf.P. Rocas de mediana resistencia tales como margas. generalmente asociadas a peores terrenos.Tema Tama 2.M. Ing. Ing. Terreno TIPOLOGIA Y CIMIENTO Rocas resistentes tales como granitos. Presas de gravedad de hormigón o de materiales sueltos. arenas. Fernando Román y Moisés Rubín. C y P. Tema Tama 2. Cada tipo de presa tiene su estudio. Presas de gravedad o bóveda. En las presas bóveda los empujes se concentran en un área relativamente pequeña ocasionado presiones altas. Presas y terreno U. basaltos. 34 E. gravas. limos. En las cerradas anchas. abiertas por decompresión o meteorización. En las de fábrica preocupa más la resistencia del cimiento (en el fondo) y la existencia de superficies de debilidad por las que pueda deslizar. Geología Aplicada a las O. conglomerados. de gravedad o de bóveda.T.9. Fernando Román y Moisés Rubín. esquistos. Presas de gravedad de materiales sueltos. arcosas. Rocas de baja resistencia tales como arcillas. yesos.P.T. C y P.M. Fernando Román y Moisés Rubín. Presas y terreno U. 35 E.T.M. fundamentalmente Generalmente se cuenta con un tratamiento de inyecciones. Terreno Compromiso inyecciones. Presas y terreno U.S. Fernando Román y Moisés Rubín.9. abiertas por decompresión o meteorización.P. Tema Tama 2.Tema Tama 2. C y P. Geología Aplicada a las O. 36 E. al tiempo que disminuye la permeabilidad. 18 .M.S. Geología Aplicada a las O.P.P. Dpto.Ingenieros de Caminos. Ing. Morf. Ing.Ingenieros de Caminos. C y P. Dpto. entre profundidad y posibles tratamientos. Terreno Cimentación a una profundidad tal que eliminemos: la zona meteorizada de menor resistencia y mayor permeabilidad tanto por las características de la matriz como por las características de las juntas.T.9.P. de consolidación y cierre de juntas para incrementar módulo de deformación y resistencia. Morf. Ing. Ing.P.P.M.M.Tema Tama 2. Presas y terreno U.T. Fernando Román y Moisés Rubín. Dpto. Tema Tama 2.P. Morf.Ingenieros de Caminos. C y P.S.9. 38 E. Dpto. para evitar o disminuir la subpresión. C y P. 37 E.T. Geología Aplicada a las O. con una cortina de drenaje detrás.S. Geología Aplicada a las O. Morf. Presas y terreno U.Ingenieros de Caminos. 19 .P. Terreno También se cuenta generalmente con una cortina o pantalla de inyecciones de impermeabilización y. Terreno Si comparamos con el caso de ausencia de pantalla de impermeabilización…. Fernando Román y Moisés Rubín.9. Dpto. C y P. 20 . Ing. sobre cimiento permeable: Pantalla de cemento-bentonita bajo el núcleo Fernando Román y Moisés Rubín. Presas y terreno U.P. Geología Aplicada a las O. 39 E. 40 E. Geología Aplicada a las O. C y P.Ingenieros de Caminos. Dpto. Presas y terreno U. Ing.Ingenieros de Caminos.T.M.9.P. Terreno En presas de materiales sueltos con núcleo impermeable.Tema Tama 2.T. Tema Tama 2.M.P.S. Morf.P.9. Terreno Presa La Loteta sobre yesos estratificados Fernando Román y Moisés Rubín.S. Morf. C y P. por ejemplo.9.Ingenieros de Caminos.Ingenieros de Caminos. 42 E.9. Ing.T.P.T. Geología Aplicada a las O. Ing. Presas y terreno U. Dpto. Fernando Román y Moisés Rubín. a partir de algunos reconocimientos geológicos. 41 E.600 a 2. la cimentación de una presa de gravedad en granitos.M. Presas y terreno U.P.Tema Tama 2. Morf. Terreno Veamos.500 m/s Fernando Román y Moisés Rubín. C y P.S.500 a 3.M.S.P. Terreno Detalle del perfil anterior con sondeos y diferentes velocidades de ondas sísmicas S-4 S-5 400 a 800 m/s 1. Geología Aplicada a las O. Tema Tama 2. 21 .P. Dpto. S-11 S-2 S-3 S-4 S-5 S-6 S-7 S-9 S-8 S-10 S-1 Perfil por la coronación de una presa con sondeos y zonas de diferente meteorización halladas con sísmica de refracción en una cerrada en Orense. Morf.500 m/s 2. 000 TOMA DE DATOS EN AFLORAMIENTOS ROCOSOS MO DIF IC AN PROGRAMACION Y REALIZACION DE PROSPECCIONES NUEVA TOMA DE DATOS EN AFLORAMIENTOS ROCOSOS MODIFICAN NUEVA PROGRAMACIÓN Y REALIZACIÓN DE PROSPECCIONES E.9. Morf.P. Ing.9. Dpto. 43 E.T. Tema Tama 2.Tema Tama 2. Dpto.P.P.1000 PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN Fernando Román y Moisés Rubín. Terreno ESTUDIO Y RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO GENERAL A ESCALA 1: 50.Ingenieros de Caminos. 44 FOTOGEOLOGÍA 1:5. ESTUDIO DE ALERNATIVAS ESTUDIO GEOLOGICO A ESCALA 1:5. 22 . Ing.P. Geología Aplicada a las O.000 VIABILIDAD DE LA OBRA.000 VISITA DE CAMPO MODIFICA FOTOGEOLOGÍA 1:33. Geología Aplicada a las O.000 DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA ANTEPROYECTO ESTUDIO GEOLÓGICO Y GEOTÉCNICO DE DETALLE. Terreno Cuáles serían los pasos de un estudio Geológico para una presa? Adoptando el mismo esquema de flujo que para cualquier otra obra…………. Presas y terreno U.M.S.S.Ingenieros de Caminos. Fernando Román y Moisés Rubín. ESCALAS < 1:1.T. Morf. Presas y terreno U.M. C y P. C y P.