En términos generales, las obras proyectadas en el Río Limarí, consisten en la construcción de una defensa fluvial, lo cual implicará rectificar el curso del río en algunos sectores, de tal forma de evitar potenciales inundaciones ante una crecida.
Se define como obra de defensa fluvial a toda obra destinada a dirigir o a regularizar la corriente en un cauce con el fin de proteger estructuras implantadas en él, o bien defender sus riberas y planicies adyacentes donde existan asentamientos humanos, terrenos agrícolas e instalaciones industriales o de otro tipo que pudiesen ser dañadas por el agua.
Existen diversos tipos de protecciones, los más utilizados son los muros guías para pilotes de puentes y el enrocado como protección de ribera. En este caso se contempla la construcción de obras de enrocado constituido por material granular del lecho, protegido por una capa de roca de cantera de un tamaño y peso adecuado para soportar las tensiones hidromecánicas.
Por debajo de la roca se proyecta la colocación de una capa de geotextil cuya función es impedir el arrastre del material de apoyo del enrocado.
Los enrocados son elementos ampliamente usados en la construcción de obras de defensa fluvial. Su uso ha sido destinado principalmente a la materialización de corazas o armaduras de taludes y a protecciones de fondo al pie de obras disipadoras o de descarga.
Los enrocados presentan las siguientes ventajas:
- Ser elementos versátiles que permiten la construcción de estructuras flexibles, las que aceptan mejor los asentamientos.
- Ser más fácilmente reparables frente a daños locales.
- Ser más fáciles de construir, salvo excepciones.
- Su apariencia y el crecimiento de vegetación entre las rocas ayuda a su apariencia natural y consolidación, por lo cual no altera el paisaje en forma significativa.
La construcción de este tipo de defensa, requiere de las siguientes actividades:
i) Fundación
Corresponde a la base de apoyo de la defensa que se ubica bajo el lecho. La profundidad que deberá alcanzar dicha fundación queda determinada por la socavación total (general más local cuando corresponda) que ocurriría en eventos de crecidas.
ii) Coronamiento
Se designa con este nombre a la parte más alta con la cual culmina superiormente una obra de defensa fluvial.
Los principales parámetros que definen el coronamiento son su cota y su ancho. La cota de coronamiento dependerá de la función y objetivo que cumpla la obra de defensa.
Una vez definida la altura mínima de la defensa correspondiente a la altura del nivel de escurrimiento para el caudal de diseño, es necesario considerar una “revancha” que de mayor seguridad a la obra. No existe una norma en cuanto al valor que debe tener la revancha en una obra de defensa fluvial, no obstante se considera 1 m. de revancha para esta defensa.
iii) Talud
Corresponde a la cara perfilada de la ribera de un cauce o de ambos lados de un pretil o terraplén, que conforma la estructura de apoyo de las obras de defensa.
En el caso de esta defensa longitudinal conformada por enrocados se usan taludes con inclinaciones H:V = 2:1 o mayores.
La inclinación del talud tiene una importante incidencia en el tamaño de éste, puesto que mientras más vertical es el talud, mayor será el tamaño del enrocado requerido.
Por debajo de la roca (enrocado) se proyecta la colocación de una capa de geotextil cuya función es impedir el arrastre del material de apoyo del enrocado.
La sección transversal del dique presenta un talud de 1.5 (H):1(V) hacia el lado de las aguas, con lo cual se pretende darle suficiente estabilidad a la roca. El ancho del puede ser menor en los sectores en que las altas riberas sirven como apoyo para la capa de enrocados.
El revestimiento de enrocado se coloca sobre la superficie exterior del núcleo central, el que debe estar separado de la fibra de geotextil por una capa de 10 cm. de espesor, compuesta por el mismo material del núcleo.
Para el diseño de las obras de protección de enrocados se consideraron las siguientes características en la memoria de cálculo:
Ø Peso Mínimo de Roca.
Ø Profundidad de fundación.
Ø Altura de coronamiento de protección.
Ø Espesor de la capa de protección de enrocado.
Ø Ángulo de inclinación de la capa de protección.
Como caudal de diseño se ha adoptado el correspondiente a período de retorno de 100 años. Con este caudal se utilizará las condiciones a que está sometido en la situación con proyecto el cauce, para el diseño de las obras. Con estos parámetros se determinan las cotas de coronamiento, cotas de fundación y se realizan los cálculos de dimensionamiento de las obras de defensa.
Respecto a la altura total de las obras, así como la pendiente será uniforme en toda su longitud. Por esto se contara con la menor altura de obra posible, cumpliendo con las restricciones de altura de eje hidráulico, altura de revancha y profundidad de fundación de enrocados. Por lo tanto, cómo cota de coronamiento se considerará la cota del eje hidráulico más una revancha de 0.50 m. Mientras que la cota de fundación de la roca es función de la socavación total (general más local, cuando corresponda).
El peso del enrocado, fue calculado a través de la fórmula empírica propuesta por la California División of Highway Studys.
Peso de Revestimiento de Enrocado.
| Sector | V (m/seg) | Ss | q | f | WminCalculado (Kg.) | eCalculado (m.) |
| Costanera | 3,83 | 2,5 | 70 | 33,69 | 127,24 | 0,66 |
Para la velocidad adoptada de escurrimiento, se ha adoptado un rango de peso de roca entre 300 y 500 kilogramos para la parte superior del enrocado y de 500 a 1.000 kg, para la parte inferior de la capa de protección de enrocado.
Por otro lado, considerando un peso de roca de 1.000 kg, se obtiene un espesor de 1.322 m., por lo cual se adopta un ancho de coronamiento de 2.40 m.
En anexo Nº 2, se incluye perfil longitudinal de la defensa fluvial, el cual contiene:
§ Cota coronamiento
§ Cota de fundación
§ Cota de terreno
§ Cota de aguas máximas
§ Cota de socavación
En relación, al ángulo de reposo del enrocado depende principalmente de su trabazón. En este caso se ha considerado un ángulo de 70º que corresponde a un enrocado colocado con maquinaria, roca a roca, lo cual le da una trabazón adecuada.
Se adoptó un talud H:V=1.5:1, talud adecuado para una buena estabilidad del enrocado.
En base a todo lo descrito, se tienen las siguientes cubicaciones, para el proyecto de defensa:
Excavación en T.C.N. (m3)
Total 173.154,95 m3
Geotextil para control de erosión (m2)
Total 87.038,34 m2
Construcción de pretiles (m3)
Total 137.401,79 m3
Material de respaldo (m3)
Total 8.588,11 m3
Enrocados de protección (m3)
Botadero (m3)
Total 35.753 m3
Tanto el material de excavación como de construcción de pretiles, es material que será removido y movilizado respectivamente, dentro del mismo cauce. Se estima la compensación de estos materiales, es decir, parte del material excavado será utilizado para la construcción del pretil donde se apoya el enrocado.
Los materiales externos son el de enrocado y el material de respaldo, los que serán extraídos de empréstitos de cantera y de pozos que presenten las características técnicas necesarias para la construcción de la defensa.
El material de botadero, será mínimo, correspondiente...
