1. Socavación en las pilas de puentes
1.1. Factores que afectan la socavación en pilas
1.1.1. Las propiedades del líquido: Densidad, viscosidad cinemática, aceleración de la gravedad.
1.1.2. Las propiedades del flujo: Profundidad, velocidad, ángulo de ataque
1.1.3. Las propiedades del material de fondo del cauce: Densidad y tamaño de las partículas
1.1.4. Las características de la pila: Ancho, forma, orientación
1.2. Métodos de cálculo
1.2.1. Método de la FHWA (HEC-18)
1.2.1.1. Esta fórmula fue desarrollada por Richardson y Davis (1995) y presentada como Norma de diseño por la Federal Highway Administration de los EE.UU
1.2.2. Método de Nueva Zelanda
1.2.2.1. Este método fue presentado por Melville y Sutherland (1988) y se basa en que la máxima posible socavación (z) que puede ocurrir en una pila cilíndrica es igual a 2.4 veces el diámetro de la pila d
1.2.3. Método de Laursen y Toch
1.2.3.1. La socavación alrededor de la pila de un puente según Laursen y Toch se puede calcular mediante una gráfica
1.2.4. Método del TRRL
1.2.4.1. El TRRL recomienda utilizar una gráfica multiplicada por un factor de tablas
1.3. Ancho de las fosas de socavación en pilas de puentes
1.3.1. es importante determinar el ancho de las fosas de socavación, especialmente cuando existe el riesgo de que las socavaciones de dos elementos de la estructura se traslapen
2. Socavación en espigones
2.1. Los espigones actúan como deflectoras del flujo, disminuyendo el ancho efectivo del cauce. Las velocidades se aumentan y se producen dos tipos de socavación, las cuales deben sumarse:
2.1.1. Socavación por contracción del cauce, la cual puede calcularse con los sistemas desarrollados para otro tipo de contracciones
2.1.2. Socavación local en la en la punta del espigón
3. Socavación en alcantarillas y box coulverts
3.1. Las alcantarillas y box-coulverts generan concentraciones de agua, las cuales producen varios fenómenos
3.1.1. Erosión aguas abajo de la estructura por chorros concentrados de agua a velocidades generalmente altas. Estos chorros pueden producir cárcavas de erosión de gran magnitud si la fuerza tractiva de la corriente es superior a la resistencia a la erosión. El chorro funciona como un disipador de energía concentrada por la alcantarilla
3.1.2. Sedimentación dentro de la estructura y aguas arriba de esta. La estructura genera por si misma un represamiento del flujo y/o puede ser obstruida por troncos de árboles o por bloques de roca
3.1.3. Socavación por flujo concentrado si el fondo de la estructura se encuentra descubierto. Este caso es común en alcantarillas metálicas de medio círculo. Los apoyos de la alcantarilla deben cimentarse por debajo de la profundidad de socavación
4. Socavación en el pie de un vertedero
4.1. Un aspecto muy importante en el diseño de vertederos es la predicción de la socavación local que va a ocurrir aguas abajo de la estructura de caída.
4.2. Los ingenieros deben diseñar estructuras que resistan la suma de la socavación general debida a la corriente y la socavación local ocasionada por la caída de agua.
5. Sistemas de control de la socavación
5.1. Construcción de estructuras para manejar el flujo disminuir la profundidad de socavación, tales como estructuras de caída para proteger el fondo aguas abajo de la estructura o revestimientos de la zona expuesta a socavación. Unas de las estructuras más populares son las estructuras guía para la protección de estribos de puentes
5.2. Recubrimiento del cauce El enrocado es el método más común y mejor documentado para el control de socavación en pilas de puentes. Las alternativas de enrocado varían en cuanto al tamaño, forma y masa, como también en su flexibilidad del diseño.
5.3. Construcción de cimentaciones profundas muy por debajo del nivel de socavación esperada.
5.4. Construcción de estructuras flexibles que se adapten a la socavación. Un ejemplo son las estructuras en gaviones o en enrocado
6. Fundamentos de la socavación
6.1. Componentes de la socavación
6.1.1. Socavación no recuperable
6.1.2. Socavación por aumento del caudal
6.1.3. Socavación por contracción del cauce
6.1.4. Socavación local en los estribos
6.1.5. Socavación local en las pilas
6.1.6. Inestabilidad geomorfológica de la corriente
6.2. Instrumentación de la socavación
6.2.1. Varillas medidoras
6.2.2. Varillas enterradas
6.2.3. Fatómetros
7. Socavación general
7.1. Cálculo de la socavación general
7.1.1. Líschtvan-Levediev propone dos expresiones para evaluar la socavación general
7.1.1.1. Para suelos granulares
7.1.1.2. Para suelos cohesivos
7.2. Socavación general en casos específicos
7.2.1. Una gran cantidad de ríos presentan trenzas o anaramificación de canales. La sección del río consiste en una serie de canales con profundidades y anchos diferentes. Por modificaciones en el caudal o por comportamiento natural, estos canales pueden no solamente profundizarse o socavarse, sino que también pueden moverse lateralmente. En la misma forma pueden formarse nuevos canales. Los ríos trenzados son por naturaleza inestables y la socavación puede alcanzar valores muy altos prácticamente imposibles de predecir.