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Losa de roca con concreto vs flujo y socavación

En vez de rocas sueltas, cubre todo el ancho del cauce (p. ej. 40 × 50 m) con una losa de concreto ciclópeo (concreto + piedra grande). Obtén el espesor que resiste el empuje del agua y la subpresión (Khosla), y la profundidad de la uña contra la socavación en los bordes (Lacey), con el metrado de concreto y piedra.

Flujo de agua
Losa de roca con concreto
Subpresión y seguridad
Socavación (Lacey)

1 · Empuje del agua vs peso de la losa

El agua arrastra la losa con el esfuerzo cortante τ0 = ρw·g·n²·V²/y^(1/3) (Manning) en toda su área. La losa resiste con su peso sumergido por la fricción con el suelo: R = μ·(ρm − ρw)·g·e·A. Como empuje y resistencia crecen ambos con el área, la losa grande no es más estable por ser grande: su ventaja es que ninguna piedra puede salir sola. Normalmente el espesor lo gobierna la subpresión (Khosla, 1936): e = FS·h/(G − 1).

2 · Socavación

El concreto no se socava, pero el lecho al borde de la losa sí. Por Lacey (1930): f = 1.76·√d50 y R = 1.35·(q²/f)^(1/3). La uña o dentellón debe bajar hasta la socavación de diseño (X·R bajo el nivel de agua); si no, el agua socava por debajo y la losa colapsa por el borde.

Recomendaciones

  • Concreto ciclópeo usual: f'c 140–175 kg/cm² + 25–40% de piedra grande (máx. ~10").
  • Divide la losa en paños con juntas y water-stop; coloca filtro y drenes para bajar la subpresión.
  • Uñas aguas arriba y aguas abajo, y un delantal de enrocado al pie de aguas abajo.
  • En el Perú verifica también la socavación con Lischtvan-Lebediev (Manual de Hidrología del MTC).

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