Gaviones y espigones

TEMA
DISEÑO DE GAVION EN EL PUENTE DE JANGAS
ALUMNO
HUESA GRANADOSJHONATAN
PROFESOR: ING. FIDEL ROQUE APARICIO
CURSO: HIDRAULICA FLUVIAL
2014

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO
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I. INTRODUCCION
A través de los tiempos, los seres humanos se han ubicado en las cercanías de los
ríos, por lo que se hace necesario la construcción de defensas, las cuales son
estructuras creadas para prevenir inundaciones, causadas por los desbordamientos
de caudales en épocas de lluvia, y así poder proteger tanto a los habitantes como a
las infraestructuras que se encuentran en el riesgo hídrico.
Debido a la problemática que presentan las inundaciones, se deben colocar
protecciones en las márgenes de lo ríos. Para poder diseñar estas protecciones,
primero se deben realizar ciertos estudios preliminares como son: análisis
hidrológico, morfológico, topográfico y estudio de la situación actual, para que
estas puedan cumplir con eficiencia su objetivo y a su vez su vida útil, y poder así
estimar su altura y la distancia a la que se deben colocar.
El gavión es una estructura en forma de caja fabricada en Malla triple Torsión;
usado para construcción de espigones, muros de encauzamiento, Protección de
Ribera, protección de estribos, cabezal de alcantarillas , muros de
Contención, protección de Taludes , canalización de Ríos, diques Transversales,
etc.

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II. PROBLEMA
El rio Santa es muy caudaloso, En épocas de invierno aumenta su caudal debido a
las precipitaciones abundantes que pueden causar desbordamientos del mismo,
provocando daños a las poblaciones que habitan cerca de los alrededores del río,
ésta situación trae consecuencias socio económicas en la medida que afectan
centros de producción agrícola o industrial y a las estructuras sometidas al riesgo
hídrico como vías o edificaciones, por esta razón, para preservarlas, se hace
necesario la construcción de defensas para el control de sus aguas, que brinden
protección o reduzcan los riesgos de inundación tal es el caso de la rivera del rio
santa a la altura del puente de jangas.
III. JUSTIFICACION
La realización de este Trabajo surge como respuesta a un deseo de preservar la
rivera del rio santa a la altura del puente de jangas carretera huaraz-caraz y así
evitar problemas como erosión perdida de terreno inestabilidad de taludes.
IV. OBJETIVOS
 General
 Diseño de gavión para proteger estructuras cercanas al río santa en
el poblado de Jangas carretera huaraz – caraz al costado del puente
de jangas.
 Específicos
 Señalar los materiales adecuados a utilizar en las defensas.
 Aprender a diseñar defensas ribereñas
 Indicar a que distancia se deben colocar estas protecciones.

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V. LOCALIZACIÓN DEL SITIO DE PROYECTO
El sitio de proyecto se localiza en el puente JANGAS carretera Huaraz – Caraz
que se realiza el cruce sobre el río SANTA, en el municipio de JANGAS, en el
departamento de ANCASH.
La localización se observa en el Plano No. 1.
VI. MARCO TEORICO
DEFENSAS RIBEREÑAS.
Son estructuras construidas para proteger las áreas aledañas a los ríos, contra los
procesos de erosión de sus márgenes producto de la excesiva velocidad del agua,
que tiende arrastrar el material ribereño y el socavación que ejerce el río, debido al
Zona de
construcciónde
muro de gavión

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régimen de precipitaciones abundantes sobre todo en época de invierno, ya que
son causantes de la desestabilización del talud inferior y de la plataforma de la
carretera. Estas obras se colocan en puntos localizados, especialmente para
proteger algunas poblaciones y, singularmente, las vías de comunicación, estas
pueden ser efectivas para el área particular que se va a defender, pero cambian el
régimen natural del flujo y tienen efectos sobre áreas aledañas, los cuales deben
ser analizados antes de construir las obras.
Para llevar a cabo un proyecto de defensas fluviales es fundamental contar con
una serie de información preliminar o antecedentes que permitan diagnosticar el
problema que se quiere solucionar; como: hidrológicos, topográficos y
geomorfológicos. Así también se requerirá antecedentes sobre inundaciones
anteriores, daños provocados, zonas afectadas, etc.
a) Antecedentes Hidrológicos: Se debe contar con un estudio hidrológico del río,
con el fin de determinar los caudales de diseño, que definirán el
dimensionamiento apropiado de las obras. El estudio hidrológico tiene por objeto
obtener el mejor ajuste, con los datos existentes a esa fecha a través las funciones
de distribución más aceptadas que permitan conocer el margen de error disponible
de cada uno con el objeto último de brindar una herramienta a los tomadores de
decisión. Los estudios hidrológicos analizan alturas del pelo de agua y del caudal
de paso son elementos básicos para la determinación de las dimensiones y sitio de
traza más óptimos para diseñar defensas costeras en áreas de riesgo hídrico.
b) Antecedentes Topográficos y Geomorfológicos: Para esto se requiere de
estudios realizados de levantamiento aerofotogramétrico y planos topográficos. El
estudio geomorfológico caracteriza el suelo y determina su composición,

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granulometría y grado de compactación. Este estudio junto con el hidrológico,
permitirá determinar los principales parámetros de escurrimiento, velocidad y
niveles, para los diferentes caudales.
c) Áreas de Inundación: Las verificaciones hidráulicas teóricas, permiten
realizar el pronóstico de los ejes hidráulicos bajo diferentes condiciones de
caudales. Se deberá delimitar las posibles áreas de inundación en el sector de
interés, asociando los períodos de recurrencia de los eventos señalados en el
análisis hidrológico con las probabilidades de ocurrencia de éstos.
d) Diagnóstico: Basado en los antecedentes recopilados en la etapa anterior, se
deberá realizar un acabado diagnóstico de las condiciones actuales del cauce,
describiendo el origen del problema que se desea solucionar.
e) Optimización de la Situación Actual: Esta corresponde a pequeñas
inversiones o trabajos que eventualmente podrían mejorar la situación actual o sin
proyecto. En general, obras de limpieza y rectificación de cauces pueden
constituir un mejoramiento de la situación actual.
f) Alternativas de Proyectos: En función de los daños que se pretende evitar, se
debe plantear la mayor cantidad de alternativas técnicas que den solución al
problema. Se plantean soluciones para eliminar los puntos de estrechamiento de
cauces, regularización de riberas para mejorar su rugosidad, ampliación general
del lecho, construcción de defensas en sectores externos al cauce con el fin de
limitar las zonas de inundación, canalización, revestimiento de cauces, dar un
nuevo trazado al cauce para dar descarga en otros sectores posibilitando deprimir
el eje hidráulico, etc.

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g) Preselección de Alternativas: En general, corresponde en esta etapa utilizar
criterios técnicos que restrinjan la materialización física de algunas alternativas.
La construcción de defensas costeras es una estrategia recurrente para la
protección de obras civiles, bienes e infraestructura de servicios en áreas de riesgo
hídrico, sin embargo toda defensa en sí misma encierra una paradoja dado que al
incrementar la altura del terraplén se protege una mayor superficie, aunque ante
un eventual colapso la destrucción es proporcional a su altura. Definir la altura
más adecuada para una defensa costera puede resultar incompleta, si solo se
contemplan los componentes técnicos, físicos y de materiales de la obra. Un
aspecto relevante y significativo es el relacionado al ámbito de protección de la
estructura en términos productivos.
Las obras de defensa ribereña estarán sometidas a diferentes efectos en mayor o
menor grado según se presenten las condiciones hidráulicas y la naturaleza del
terreno de fundación. Estos efectos son:
• Deformabilidad y resistencia de la fundación.
• Posibilidad de la socavación de la base.
• Estabilidad.
• Efecto abrasivo por transporte de material de fondo.
Por otra parte, las obras además de ser eficientes, deben ser económicas, para lo
cual se considera los siguientes factores:
• Disponibilidad y costo de materiales de construcción.
• Costo de construcción

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• Costo de mantenimiento.
• Durabilidad de las obras.
• Condiciones constructivas.
• Correspondencia con obras colindantes.
La forma y el material empleado en su construcción varía, fundamentalmente en
función de:
• Los materiales disponibles localmente.
• El tipo de uso que se da a las áreas aledañas.
Generalmente en áreas rurales se usan diques de tierra, mientras que en las áreas
urbanas se utilizan diques de hormigón.
GAVIONES
El gavión es una estructura en forma de caja fabricada en Malla triple Torsión;
usado para construcción de espigones, muros de encauzamiento, Protección de
Ribera, protección de estribos, cabezal de alcantarillas , muros de Contención,
protección de Taludes , canalización de Ríos, diques Transversales, etc.
Podemos fabricar todos los tamaños de gaviones según requerimientos del cliente,
con ojo de 10 cm x 10 cm o de 7.5 cm x 7.5 cm; en alambre galvanizado o
recubierto de PVC en calibre No. 13 (BWG 2.413 mm) o en Calibre No. 12
(BWG 2.769 mm).

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Los gaviones pueden tener diferentes aspectos, es muy frecuente encontrarlos con
forma de cajas, que pueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4 m, un ancho de 1 m y una
altura de 0,5 ó 1,0 m
Tipos de Gaviones
Gavión Tipo Caja: Son
paralelepípedos regulares de
dimensiones variadas pero con alturas
de 1.0m a 0.50m; conformados por una
malla metálica tejida a doble torsión
para ser rellenados en obra con piedras
de dureza y peso apropiado, como se muestra en la siguiente
Gavión Tipo Colchón
Son aquellos cuya altura fluctúa entre 0,17m - 0,30m y de áreas variables. Son
construidos en forma aplanada para ser utilizados como revestimiento antierosivo,
antisocavante para uso hidráulico y como base-zócalo (Mejorador de capacidad
portante) en la conformación de muros y taludes.

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Gavión Tipo Saco
Son generalmente de forma cilíndrica siendo sus dimensiones variables ya que se
conforman para obras de emergencia o de aplicación en lugares de difícil acceso.
Se arman generalmente fuera de la obra y se deposita en su lugar mediante el uso
de maquinaria de izaje. A través de los bordes libres se inserta en las mallas un
alambre más grueso para reforzar las extremidades y permitir el ensamblaje del
elemento.
Ventajas:
 Presentan una amplia adaptabilidad a diversas condiciones, ya que son fáciles
de construir aun en zonas inundadas

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 Funcionan como presas filtrantes que permiten el flujo normal del agua y la
retención de azolves.
 Debido a que los cajones de gaviones forman una sola estructura tienen mayor
resistencia al volteo y al deslizamiento.
 Controlan eficientemente la erosión en cárcavas de diferentes tamaños.
 Tienen costos relativamente bajos, en comparación con las presas de
mampostería.
 Tienen una alta eficiencia y durabilidad (mayor a 5 años)
Usos:
 Muros de contención: los muros de gaviones están diseñados para mantener
una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un grupo
importante de elementos de soporte y protección cuando se localiza en lechos
de ríos.
 Conservación de suelos: la erosión hídrica acelerada es considerada
sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandes
superficies de suelos fértiles se pierden; ya que el material sólido que se
desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de
la infraestructura hidráulica, eléctrica, agrícola y de comunicaciones que existe
en la parte baja.
 Control de ríos: en ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce.
Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes,
además el gavión controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contra
inundaciones.

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ESPIGONES
Un espigón, rompeolas o escollera es una estructura no
lineal construida con bloques de roca de dimensiones
considerables, o con elementos prefabricados de hormigón,
(cubos, paralelepípedos, dolos y tetrápodos o
quadrípodos), son colocados dentro del agua,
en ríos, arroyos o próximos a la costa marítima, con la
intención de aumentar el flujo en varias direcciones determinadas, reducir el
oleaje o evitar la decantación de arena.
El comportamiento de los espigones en la costa marítima está influido por una
gran cantidad de factores, lo que hace que sea muy difícil predecir con buena
aproximación los efectos que éste pueda tener en la práctica. Por este motivo es
muy importante ensayar el comportamiento de este tipo de estructuras marinas
en modelos reducidos.

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Espigones al término de un río
Los espigones suelen colocarse al final de los ríos para evitar que se forme un
estuario el cual no quiere que se forme esto sirve para el encauzamiento del río
para que éste muera en la mar.
Espigones en los puertos
Se ponen espigones en los puertos para la preservación de los sargos y que no
sean arrastrados.
También suelen ponerse una especie de espigón en muelles comerciales como es
el caso del puerto comercial de Gibraltar en estos espigones, los buques atracan y
las personas son trasladadas a tierra por un ferry en este tipo de espigones, suelen
atracar para realizar descansos, hacer revisiones o inspecciones o realizar el
repostaje de carburantes
VII. METODOS Y MATERIALES
METODO.
El método usado para la realización de este informe es el observativo y practico
ya que se realizó una visita a JANGAS ubicada en la carretera HUARAZ –
CARAZ donde se hizo un levantamiento con gps
MATERIALES.
_Cámara fotografía
_Mapa cartográfico de Ancash
_GPS
_Computadora
_Materiales de escritorio

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VIII. RESULTADOS
 CAUDAL DE DISEÑO OBRAS DE PROTECCIÓN
El caudal de diseño que se tuvo en cuenta para el diseño de las obras de
protección, que se tratarán más adelante, es de 1668.1 m³/s, que corresponde a
un período de retorno de 100 años.

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CÁLCULOS DE DISEÑO
CASO 1: EMPUJE DE TIERRA + SOBRECARGA VEHICULAR
Para la determinación del peso del muro y el centro de gravedad, dividimos su
sección en tres figuras geométricas con propiedades conocidas, cuyos valores se
muestran a continuación en el Cuadro N°12
Peso Propio p.p.
Para un peso específico de relleno de gavión de 2500 Kg/m3, corresponde un peso
propio por metro de longitud de 15000 Kg/m.
p.p.= 15000 Kg/m
Centro de Gravedad.

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Sobrecarga q:
Se tomó una altura de relleno equivalente a una sobrecarga vehicular de 2 pies o
60 cm según la Norma AASTHO 2002.
q = y * Hs = 1700 Kg/m3 * 0.6 m = 1020 Kg/ m2
Peso Total de la Sobrecarga Ws:
Corresponde a la sobrecarga aplicada sobre el relleno del cuerpo inferior del
muro, en la cual para efectos de cálculo, 1.22 m es la dimensión en profundidad
(transversal al eje de la vía), de aplicación de la carga distribuida de 1140 Kg/m2
(ver sección gavión en plano del sitio W7).
Ws= q*L = 1020 Kg/ m2 * 1.22 m = 1244.4 Kg/m.
Peso del Relleno Wr:
Corresponde al relleno colocado contra la cara interna vertical del muro, el cual
tiene un volumen Vr =1.05 m3/m por metro de longitud, según el área de relleno
tras el gavión en su sección transversal más crítica, (ver sección gavión en plano
del sitio N°7).
Vr = 1.05 m3/m
Wr= 1.05 m3/m * 1700 Kg/m = 1785 Kg/m
Aplicado a 3.61 m del punto o.
Coeficiente de Empuje Activo Ka:
El cuerpo del muro en gavión tiene la posibilidad de desplazarse, por lo cual se
desarrolla un estado de Empuje Activo. Por medio del empleo de la Ecuación de
Rankine se calcula el Coeficiente de Empuje Activo como.

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Empuje Activo del suelo Ea:
Ea=1/2*(y * HA2)*Ka = (1/2 * 1700 Kg/m3 * (2 m) A2 ) * 0.295 = 962 Kg/m.
Aplicado a H/3 = 0.67 m desde la base del muro
Empuje de la sobrecarga Es:
Es = (y * Hs)*H*Ka = 1700 Kg/m3 * 0.60 m * 2 m * 0.295 = 577 Kg/m.
Aplicado a H/2 = 1.0 m desde la base del muro
Empuje Total Ea+s:
Se calculó como el empuje del suelo más el empuje de la sobrecarga de la
siguiente manera:
Ea+s = Ea+Es = 962 Kg/m + 577 Kg/m = 1539 Kg/m.
Resultante de las fuerzas verticales Rv:
Se calcula como la suma del peso propio, el peso del relleno y el peso total de la
sobrecarga.
Rv = p.p + Wr +Ws = 15000 Kg/m +1785 Kg/m + 1244.4 Kg/m = 18029.4 Kg/m.

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IX. CONCLUCIONES
 El muro de gavión, es uno del más apropiado, ya que es una obra construida
con materiales flexibles, que cumplen con las exigencias establecidas, y puede
adecuarse a deformaciones que puedan producirse una vez puesta en
funcionamiento.
 En muchos casos las estructuras de defensas ribereñas son dimensionas con
una falla conceptual, ya que quedan expuestas a la acción de la velocidad del
agua en su base, lo cual provoca socavamiento y erosión al pie de la obra. Una
solución adoptada para evitar este problema es la plataforma de deformación,
que es compuesta por gaviones tipo colchón, son elementos flexibles
posicionados en frente de la estructura, que al deformarse, acompañan la
erosión del fondo, evitando así que esta alcance la base de la estructura y la
destabilice.
X. RECOMENDACIONES
 Para evitar inundaciones se deben construir defensas cercanas a los cursos de
agua, sin desviar el cauce natural de un río, ni taponar caños o desagües.
 En periodos de invierno cuando ocurra alta pluviosidad se debe intensificar la
red de muestreo en las áreas críticas y equipar al Departamento de Hidrología
de instrumentos, materiales, vehículos y personal técnico capacitado.
 Realizar jornadas de limpieza y mantenimiento de las quebradas, arroyos y
drenajes, antes del periodo de lluvia.

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 No construir desarrollos habitacionales que constituyan alto potencial de
riesgo para desastres.
 Se propone la Aplicación de Gerencia para la construcción de Defensas
Ribereñas, por cuento permite llevar de una forma fácil y ordenada la
secuencia de operaciones según su ordenamiento cronológico constructivo, así
como también estimar el tiempo de inicio y culminación de las actividades y
la distribución de recursos, equipos y materiales.

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XI. BIBLIOGRAFIA
1. BADILLO J. y RODRIGUEZ. Mecánica de Suelos. Tomo II.
2. REIMBERT M y A. Muros de Contención. Tomo I. (1976).
3. LOPEZ CADENAS de Llano F. Diques para la Corrección de Cursos
Torrenciales y Métodos de Cálculo.
4. FELD Jacob. Biblioteca Internacional del Ingeniero Civil. Volumen III.
Ediciones Ciencia y Técnicas, S.A. (1988).
De Internet:
5. www.wikipedia.org/wiki/Defensa_ribereña.
6. www.todoarquitectura.com
7. http://documentos.arq.com.mx/Detalles/51760.html

21
XII. ANEXOS

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