2.5 PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• La socavación es el resultado de la acción erosiva del flujo del agua sobre el terreno, de

manera que se arranca y acarrea material.

• En el lecho de un río, de no haber intercepciones (como obras hidráulicas), el material que

es “arrancado”, se reemplaza, se mantiene un perfil relativamente estable.

• Pero en el caso de caudales intermitentes, por efectos de crecidas o drenajes temporales,

este material no se reemplaza.

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• Si en el flujo del agua se encuentra una estructura de cimentación, la erosión puede

conducir a que se pierda la estabilidad de la misma, ocasionándose daños.

• El caso de mayor interés, aunque relativamente reciente, es el de la socavación en pilas de

puente (trabajos de Laursen, en 1949).

• La estimación de la profundidad de socavación es uno de los parámetros de mayor

importancia en el diseño.

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• 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.

• Los puentes y otras estructuras representan 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 en la contracción puede generar niveles de socavación de varios metros

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• Alrededor de los pilares o estructuras en

la mitad de un cauce se forman sistemas

de remolinos o vórtices, debido a la

interferencia que el pilar causa en el flujo,

estos remolinos hacen que el nivel del río

descienda especialmente junto a estas

estructuras, es decir, generan

socavación.

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• Generalmente se genera un remolino en herradura y un remolino de estela o perturbación

dinámica del flujo.

• El mecanismo de socavación depende principalmente del remolino en herradura.

• Los sedimentos son levantados y sacados del hueco de socavación por este gran remolino

en combinación con el remolino de estela.

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• La profundidad máxima de socavación depende de varios factores:

– Densidad del agua.

– Velocidad de aproximación del flujo.

– Profundidad de flujo.

– Diámetro medio de los sedimento.

– Ancho efectivo de la pila.

– Aceleración de la gravedad.

– Viscosidad cinemática del fluido.

– Gravedad específica del material del lecho.

– Desviación estándar de la gradación del material.

– Forma de la pila.

– Alineamiento de la pila con la dirección del flujo

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

• Algunos métodos de cálculo:

• Método del FHWA (U.S. Federal Highway Administration, software HEC-18)

• TRRL (U.K. Transport Research Laboratory)

• Laursen

• Yaroslavtziev

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

Método de Laursen: Supone un límite máximo de socavación local que

depende del calado, del ancho y de la orientación de la pila. La

socavación máxima es:

PROBLEMAS DE SOCAVACIÓN

– e = Socavación local máxima a partir del

fondo.

– b* = b cos α + L sen α, siendo α el ángulo

agudo que forma el lado mayor de la pila

con la dirección de la corriente. Es decir b*

es el (ancho proyectado) de la pila en la

dirección de la corriente.

– H = Calado máximo después de producida

la socavación general.

– K1 = Coeficiente de calor 1 cuando el

ángulo α es distinto de cero.

• Control de la socavación de cimentaciones:

• Actuación en la superficie: revestimiento (enrocado, adoquines, etc.)

• Cota de cimentación a mayor profundidad que la cota dada por la

profundidad de socavación.

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