socavacion

1. SOCAVACIÓN EN PUENTES
Tipos de socavación a considerar
en un puente

2. Tipos de socavación
1) Socavación a largo plazo y agradación
2) Socavación por migración lateral de la
corriente.
3) Socavación general por contracción y
otras causas.
4) Socavación local en pilas y estribos.

3. Se refiere a la tendencia a la
degradación que el lecho
presenta a lo largo del tiempo
debido a causas externas, ya
sean naturales o inducidas por el
hombre, pero sin tenerse en
cuenta eventos extremos o
crecientes.
Se considera de tipo permanente.
Socavación a largo plazo

4. Causas de la socavación a largo plazo
Corte natural o artificial de meandros
Canalizaciones
Cambios en el control aguas abajo
Extracción de materiales
Desviación de agua desde o hacia el cauce
Modificaciones en el uso del suelo de la cuenca de
drenaje

5. Corte de meandros

6. Degradación aguas abajo de presas

7. Si la degradación del cauce por ejemplo, es causada por la construcción de
una presa aguas arriba, el proceso de erosión es progresivo hacia aguas abajo,
lento y asintótico en el tiempo; pero si es causada por el corte súbito de un
meandro, la erosión progresiva hacia aguas abajo y regresiva hacia aguas
arriba y puede ser bastante mas rápida que la erosión progresiva porque
empieza con pendientes mayores. El efecto se puede sentir a lo largo de varios
kilómetros, alcanzar varios metros de profundidad y en tiempo variable.
Socavación progresiva o regresiva

8. Agradación del cauce
Sedimentación en
un tramo del río de
materiales erodados
del cauce o de la
cuenca.
Puente Jones

9. Degradación a largo plazo Migración lateral
Se presenta por la tendencia
de los ríos a moverse hacia la
parte externa y hacia aguas
abajo de las curvas.
Es de tipo permanente.
Ocurre principalmente en
las curvas del río en que
la capacidad de arrastre
de los sólidos es mayor
en la parte externa que
en la parte interna.

11. Migración lateral: problemas en pilas y estribos

12. Migración lateral

13. Cortesía: Ing. Jorge Molina R.

14. Degradación a largo plazo Socavación general
Migración lateral
Es el descenso generalizado
del fondo del río como
consecuencia de una mayor
capacidad de la corriente
para arrastrar y transportar
sedimentos del lecho
durante crecientes.
Puede ser de tipo
transitorio.
Se debe principalmente a la
contracción del cauce por
pilas, estribos y terraplenes
de aproximación al puente.
La socavación general
por contracción es
causada principalmente por
la disminución del ancho del
cauce, ya sea natural o
artificial.
Ésto ocasiona la aceleración
del flujo y aumenta la
capacidad de transporte de
sedimentos en la zona del
puente.

15. Socavación general por contracción
HEC-18. 1993

16. HEC-18. 1993

17. HEC-18. 1993

18. HEC-18. 1993

19. Socavación general por contracción
),,,,,,( 2121s wVhBBQQfD =

20. Socavación general por otras causas
Otras condiciones de socavación general
resultan de las características relacionadas
con la corriente (recta, meándrica o
entrenzada), controles variables del flujo
aguas abajo, flujo en codos, confluencias y
otros cambios que ocasionen degradación del
cauce.

21. Descenso del nivel de agua
Erosión en el tributario
Q
Controles variables del flujo

22. Socavación local en pilas
Es la remoción del
material que circunda
las pilas de un puente.
Está causada por el
cambio de dirección
de las líneas de
corriente, la
turbulencia, la
aceleración del flujo y
los vórtices
resultantes inducidos
por la obstrucción.
HEC-18. 1993

23. Cortesía: Ing. Jorge Molina R.

24. Cortesía: Ing. Jorge Molina R.

25. Factores que afectan la socavación local en pilas
d
a
f
V
gD
h
a
D
a
Fs
g=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
2
, , , , ,σ φ
B. W. Melville

26. Factores que afectan la
socavación local en pilas
Ancho y longitud de la pila
Angulo de ataque del flujo

28. Profundidad del agua
h/a
ds
3

29. ( b ) Pila redonda
l
Columna
Riostras
Acero o Madera
Pila en
Cabezal metálico
Cimentación
Pila en
Concreto
Cabezal
Cabezal
( d ) Pila puntuda
( a ) Pila cuadrada
a
Columna
Cimentación
Cabezal en martillo
Zapata
Cimentación
Cabezal
( e ) Grupo de cilindros
Pared de
la pila
Cabezal
( c ) Cilindro
(# de Pilas ) . ( a ) = l
a a
a a
l
l
Cuerpo
PILA CON COLUMNAS SEPARADAS
PILA SÓLIDA
PILAS CON COLUMNA Y ZAPATA CORRIDA
PILA EN ACERO O EN MADERA ABIERTA
PILA ABIERTA
PILA EN CANTILIVER O MARTILLOU. S. Department of Transportation. 1979.

30. Forma de la pila y
ángulo de ataque
Maza J. A. 1967.

31. Velocidad del flujo
Raudkivi, A. J. 1986.

32. Material del lecho
Raudkivi A. J. 1986.

33. Gradación del sedimento
Raudkivi A. J. 1986.

34. Tamaño y posición de la cimentación
Melville B. W. y Raudkivi A. J., 1996.

35. OTROS FACTORES
Estratificación o no del suelo
Formas del lecho
Hielo y material flotante
Tiempo

36. Socavación local en estribos
Se refiere a la remoción
del material que circunda
estribos, diques o
terraplenes de acceso a un
puente.
Vórtices
débiles
Vórtices
horizontales
HEC-18, (2001)
Esta obstrucción forma un
vórtice de eje horizontal que
empieza en la parte aguas
arriba y corre a lo largo de
la estructura y un vórtice de
eje vertical al final de la
misma.

37. Factores que afectan la socavación local en estribos
Estribos largos (L > 25h)
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
= GF
L
D
L
h
gD
V
f
L
d
g
s
,,,,,,
2
θσ
d
h
f
V
gD
L
h
D
h
F G
s
g=
⎛
⎝
⎜⎜
⎞
⎠
⎟⎟
2
, , , , , ,σ θ
Estribos cortos (L<h)

39. HEC-18, 1993.
Longitud del estribo
Profundidad del agua
L

40. Longitud del estribo
Profundidad del agua
Estribo corto
L < h
Estribo largo
L > 25h
Melville, W. B., 1992.

41. Forma del estribo
Melville B. W., 1992.

42. Forma del estribo

43. Velocidad de la corriente
Melville, W. B., 1992.

44. Angulo de ataque del flujo

45. Angulo de ataque del flujo

46. Geometría del cauce
Melville B. W. 1995

47. Material del lecho
Melville B. W. 1992

48. Dificultades y limitaciones

49. Modelo del Bureau of Public Roads. EUA.

51. CVC, 1974