Transferencia lateral de cargas de presas arco en cerradas con zona central (o cauce) deformable

Abstract

Es conocido que una presa debe poder seguir las deformaciones del cimiento, sin pérdida de las características estructurales y funcionales. Así, la tipología más adecuada de una presa suele ser aquélla que cumple, entre otras, la anterior condición. En cerradas con características geotécnicas no uniformes se plantea la disyuntiva de diseñar toda la presa en función de la parte de cimiento más deformable, o pensar en un tipo de presa para ésta, y otro para el cimiento más rígido. En este caso, es necesario resolver el problema del contacto entre ambas tipologías, difícil sin duda ante los diferentes asientos esperables. A veces se ha planteado mejorar el cimiento, transformándolo en el adecuado para la tipología de presa que, por algún otro motivo, se haya previsto. Esta actuación no resulta económica cuando hay que acometerla a gran escala. Un caso típico de cerradas no uniformes, desde el punto de vista geotécnico, son aquellas que presentan en el cauce, o zona central, un material mucho más deformable que las laderas rocosas. Se muestran varios ejemplos de cerradas con zona central diferente a las laderas y se establece como paradigma un caso real de cerrada en la que la anchura de la zona central deformable es del orden de magnitud de la altura de la presa y las laderas están formadas por roca mucho más rígida que el cauce. Se estudia la problemática que surgiría si una presa arco, de hormigón, se cimentara en toda la cerrada, cauce deformable y laderas rígidas, y se plantean las alternativas posibles de actuación: modificación de la zona deformable y transferencia de las cargas a las laderas, es decir, sólo cimentar sobre ellas y no sobre el cauce. Se selecciona como solución la alternativa de diseñar la base de la presa como un zócalo abovedado con doble curvatura, en planta según la geometría de la presa y en alzado según el arco de descarga. Este zócalo se dota de una anchura superior a la de la presa, resultando un ensanchamiento de la misma. Las dimensiones diseñadas para la presa y su zócalo se han comprobado con cálculos elásticos lineales. Las tensiones y desplazamientos obtenidos son admisibles, demostrando que el zócalo es suficientemente rígido, incluso a torsión. Se demuestra, que la actuación con gatos hidráulicos de gran carrera durante la construcción ofrece las posibilidades de controlar el estado tensional de la presa, contrarrestando las tracciones indeseables que de otro modo se producirían, y anticipar los asientos irreversibles del cimiento. De este modo, cuando se llene el embalse la deformación del cimiento sería elástica. La idea que se defiende en este trabajo es la viabilidad de cimentar una presa arco exclusivamente en las laderas rocosas, como si de un puente se tratara, siempre y cuando se cumplan las siguientes condiciones: - Viabilidad del diseño de la presa arco si la zona central fuera tan rígida como las laderas. - Proporcionalidad entre las dimensiones principales para el diseño. - Comportamiento elástico de la cimentación, que únicamente está formada por las laderas, para lo que en su caso sería necesario un tratamiento previo. - Necesidad de dotar a la zona central deformable de impermeabilidad y resistencia a la erosión interna suficientes para la máxima carga hidráulica prevista para el embalse, teniendo en cuenta que al no actuar esta zona central como cimiento de la presa, no tendrá un estado de compresión adicional. - Necesidad del diseño y cálculo del sistema presa-cimiento teniendo en cuenta las fases constructivas.