rd 16-2012-mtc 14 publicacion seccion geologia y...
Post on 05-Feb-2018
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PROYECTO
TRANSPORTES Y COMUNICACIONES
Proyecto de la Sección “Geología y Geotecnia” del Manual de Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos, que contiene criterios de ingeniería, metodologías y recomendaciones para proyectar adecuadamente los elementos de estabilidad de una carretera y garantizar su correcto funcionamiento y duración para el periodo previsto.
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través de la Dirección General de Caminos y Ferrocarriles, pone a consideración del público interesado el contenido del Proyecto de la Sección “Geología y Geotecnia” del Manual de Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos, a fin de que remitan sus opiniones y sugerencias por escrito a la Dirección General de Caminos y Ferrocarriles, Jr. Zorritos 1203 Cercado de Lima, vía fax al N° 6157841 o vía correo electrónico a proyectonormas@mintc.gob.pe dentro del plazo de cuarenta y cinco (45) días hábiles, de acuerdo al formato siguiente:
Sección “Geología y Geotecnia” del Manual de Suelos, Geología y Pavimentos
Capítulo/Numeral Comentarios(*)
1º
2º
Comentarios Generales:
(*)Adjunte los documentos sustentatorios de sus comentarios de ser pertinente.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
MANUAL DE SUELOS, GEOLOGÍA,
GEOTECNIA Y PAVIMENTOS
SECCION
GEOLOGIA Y GEOTECNIA
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
MANUAL DE SUELOS, GEOLOGÍA, GEOTECNIA Y PAVIMENTOS
SECCION: GEOLOGIA Y GEOTECNIA
INDICE
CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1 Introducción
1.2 Objetivos
1.3 Alcances
1.4 Fundamentos
CAPÍTULO II: REVISION DE INFORMACION Y ANTECEDENTES EXISTENTES
2.1 Informes geológicos
2.2 Interpretación de fotografías aéreas
2.2.1 Drenaje Superficial.
2.2.2 Textura
2.2.3 Alturas y pendientes
2.3.4 Humedad
2.3 Planos topográficos
2.4 Informes geotécnicos existentes
CAPÍTULO III: ESTUDIOS EN TERRENO
3.1 Reconocimiento de superficie
3.1.1 Medios de reconocimiento
3.1.2 Presentación de la información
3.2 Reconocimiento de procesos geodinámicos
3.2.1 Procesos de geodinámica externa
3.2.2 Procesos de geodinámica interna
3.3 Reconocimiento del perfil estratigráfico
3.3.1 Calicatas y trincheras
3.3.2 Métodos de excavación
3.3.3 Estratigrafía Visual
3.3.4 Muestreo
a) Muestras alteradas
b) Muestras inalteradas
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
3.3.5 Ensayo in-situ
3.3.6 Perforación en suelos
a) Método de perforación y equipo
b) Ensayos dentro de la perforación
c) Toma de muestras
d) Presentación del informe
· Antecedentes de perforación
· Antecedente de muestreo
· Descripción de los suelos perforados
3.3.7 Presentación del informe
3.3.8 Perforación en roca
a) Métodos de perforación y equipamiento
b) Ensayo dentro de la perforación
c) Toma de muestra
d) Presentación del informe
3.4 Ejecución del ensayo de campo
3.4.1 Ensayo de cono dinámico
3.4.2 Relación de soporte CBR
3.4.3 Permeabilidad in-situ
3.4.4 Ensayos especiales en el campo
a) Refracción sísmica
· Equipamiento
· Presentación de la información
b) Granulometría mayor
CAPÍTULO IV: ENSAYOS DE LABORATORIO
4.1 Normas de procedimiento
4.2 Propiedades índice
4.2.1 Granulometría
a) Análisis granulométrico
b) Análisis granulométrico del agregado fino y global
4.2.2 Límite de consistencia
4.2.3 Peso específico y absorción del agregado
a) Método de ensayo normalizado para peso específico y
absorción del agregado grueso
b) Método de ensayo normalizado para peso específico y
absorción del agregado fino
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
4.2.4 Densidad natural
4.2.5 Contenido de humedad y grado de saturación
4.2.6 Clasificación de suelos
4.3 Densificación
4.3.1 Relación humedad/densidad (ensayo próctor)
4.3.2 Densidad relativa
4.4 Propiedades mecánicas e hidráulica
4.4.1 Capacidad de soporte C.B.R
4.4.2 Consolidación
4.4.3 Resistencia a la compresión simple
4.4.4 Corte directo
4.4.5 Ensayo triaxial
a) Ensayo Q
b) Ensayo R
c) Ensayo S
4.4.6 Expansividad
4.4.7 Permeabilidad
4.5 Cantidades de muestras
CAPÍTULO V: ESTUDIOS GEOLOGICOS - ESTUDIOS GEOTÉCNICOS ESPECIALES
5.1 Canteras
5.1.1 Ubicación
5.1.2 Descripción
5.1.3 Clasificación de las canteras
a) Canteras aluviales
b) Canteras de cerro
5.1.4 Trabajo de campo
5.1.5 Ensayo de laboratorio
5.1.6 Rendimiento y cubicación
5.1.7 Toma de muestras
5.1.8 Método de explotación de la cantera
5.1.9 Características de diseño de una cantera
5.1.10 Informe
5.2 Fuentes de agua
5.2.1 Ubicación
5.2.2 Trabajo de campo
5.2.3 Ensayo sobre las muestras
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.2.4 Informe
5.3 Puentes
5.3.1 Estudios geotécnicos
5.3.2 Exploración de campo
a) Exploración directa
b) Exploración indirecta
5.3.3 Número mínimo y profundidad de exploración
5.3.4 Ensayos de campo
a) Ensayos en suelos
b) Ensayos en roca
5.3.5 Ensayos de laboratorio
a) Ensayo en suelo
b) Ensayo en roca
5.3.6 Interrelación con los estudios hidrológicos
5.3.7 Contenido del informe
5.4 Obras de arte
5.5 Taludes
5.5.1 Ocurrencia de fenómenos presentes en los taludes
5.5.2 Factores que influencian en la estabilidad de los taludes
a) Geología del área de interés
b) Topografía y estabilidad
c) Efecto de la resistencia del suelo y la pendiente del talud
d) Climáticos
e) Erosión
f) Licuefacción debido a acciones sísmicas
5.5.3 Caracterización del talud mediante ensayos
a) Ensayo de campo
b) Ensayo de laboratorio, donde se incluirán al menos
c) Ensayo de resistencia
d) Muestreo
e) Ensayo de refracción sísmica
f) Instrumentación
5.5.4 Evaluación de la estabilidad de taludes
a) Aumentar la resistencia del suelo
b) Disminuir los esfuerzos actuantes en el talud
c) Aumentar los refuerzos de confinamiento (s3) del talud
d) Métodos exactos
e) Métodos no exactos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
f) Métodos aproximados
g) Métodos precisos o completos
5.5.5 Soluciones para la estabilidad de taludes
a) Cambio de la geometría
b) Drenaje
· Drenajes sub-horizontales
· Drenajes verticales
· Drenajes transversales o interceptores
· Drenaje de contrafuerte
c) Soluciones estructurales
· Muros de gravedad
- Muros en concreto ciclópeo
- Muros en concreto armado
- Muros en gaviones
- Muros de mampostería y otros
· Pantallas
· Pernos de anclajes
· Hincado de pilotes de concreto simple o armado
d) Otras soluciones
5.5.6 Corte y relleno de taludes
a) Taludes de corte
b) Taludes de relleno
5.6 Túneles
5.6.1 Aspectos generales
a) Clasificación de túneles
· Según su ubicación se clasifican en:
- Rurales
- Urbanos
b) Según características constructivas
· Según clima y altitud
· Según flujo vehicular
5.6.2 Estudio de ingeniería básica
a) Reconocimiento topográfico
b) Reconocimiento geológico
· Investigación geológica general
· Investigación geológica de detalle
- Estudio fotogeológico
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Investigación del terreno
c) Geotecnia de túneles y prospecciones
· Perforaciones
· Calicatas
· Prospecciones geofísicas
d) Hidrogeología
· Para diseño de túneles
· Para diseño de taludes
· Cortes en otras regiones
e) Análisis de riesgos geológicos
· Inundaciones
· Deslizamientos
· Aludes o avalanchas
· Vulcanismo
· Sismicidad
f) Catastro de propiedades mineras
5.6.3 Consideraciones de diseño para túneles
a) Clasificación geotécnica
b) Clasificación geomecánica RMR
c) Sistema Q
d) Correlación entre los índices RMR y Q
e) Estimación del sotenimiento a partir de las clasificaciones
geomecánicas
f) Presiones sobre el revestimiento
· Clasificación de Terzaghi
· Índice RMR
· Índice Q
g) Estimación de la longitud de avance sin soporte
h) Sostenimiento estimado a partir de RMR
i) Fortificaciones y Sostenimientos Estimados a partir de Q
· Criterios empíricos
· Sostenimiento del hormigón
· Pernos
· Hormigón proyectado
5.6.4 Portales de excavación y excavaciones exteriores
5.6.5 Túneles falsos
5.6.6 Trincheras cubiertas
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.6.7 Control de infiltraciones
5.6.8 Revestimiento
5.7 Geotextiles
5.7.1 Función de los Geotextiles
a) Geotextiles usados para separación
b) Criterios de aplicación del geotextil en la función de
separación
c) Geotextiles usados para filtración y subdrenaje
d) Geotextiles usados para protección
e) Geotextiles usados para pavimentos
f) Geotextiles usados para defensas temporales
g) Geotextiles usados para estabilización
h) Geotextiles usados en control permanente de erosión
5.7.2 Aplicación de los geotextiles
a) Vías
b) Repavimentación
c) Sub-drenes
d) Tratamiento de muros
5.7.3 Ventaja en el uso de los geotextiles
5.7.4 Lineamientos de instalación del geotextil
a) Geotextiles no tejidos
b) Geotextiles tejidos
5.7.5 Control de calidad del geotextil
5.7.6 Equipo
5.7.7 Forma de pago
5.7.8 Unidad de medida
5.7.9 Recepción
5.7.10 Certificación de garantía
5.7.11 Aspectos a tener en consideración
CAPÍTULO VI: ANEXOS
6.1 Bibliografía
6.2 Glosario de términos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
SECCION: GEOLOGIA Y GEOTECNIA
CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1. Introducción
El Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial aprobado
mediante Decreto Supremo Nº 034 – 2008 – MTC, dispone entre otros la
implementación del Manual de Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos.
La DGCF encarga a la Dirección de Estudios Especiales, el desarrollo de la
Sección de Geología y Geotecnia.
La presente sección trata temas relacionados a las especialidades de
geología y geotecnia, en la cual se presentan criterios técnicos,
recomendaciones generales y actividades necesarias para la ejecución de
diseños adecuados que formarán parte de los estudios definitivos de
carreteras. Integrando aspectos relacionados a Geología de los dos
Manuales de Bajo Volumen de Tránsito, unificando criterios para ser
utilizados en estudios y proyectos de la competencia del MTC.
La descripción de actividades y recomendaciones generales indicadas en
esta Sección del Manual de Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos no
reemplaza los principios básicos de la ingeniería ni los adecuados criterios
profesionales, cuando se trate de buscar soluciones a problemas específicos
que se presenten en el desarrollo de los estudios y su ejecución.
1.2. Objetivos
· Describir actividades necesarias, criterios ingenieriles, metodologías y
recomendaciones generales relacionadas a las especialidades de
suelos, geología, geotecnia y pavimentos para la ejecución de diseños
de carreteras de primer orden.
· Obtener soluciones adecuadas de acuerdo a las características de la
zona en estudio, tales como; aspectos geológicos, aspectos
geomorfológicos, aspectos de naturaleza geodinámica y aspectos del
suelo de fundación sobre la cual se desarrollará el trazo del eje de la
carretera.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Permitir al especialista o usuario obtener diseños de manera
secuencial y consistente.
1.3. ALCANCES
En el Manual el tópico de Geología trata temas relacionados a la presencia o
no de problemas geológicos presentes en la zona de estudio donde se
desarrollará el trazo del eje de la carretera y que de alguna manera puedan
afectar la estabilidad de la infraestructura vial, manifestándose mediante
inestabilidad de taludes, fallas locales, presencia de afloramientos de agua
subterránea, erosiones de los terrenos adyacentes, zonas de caídas de
rocas y otros problemas de origen geodinámico que afecten la carretera y
zonas aledañas. Asimismo, se darán recomendaciones generales para la
determinación de las características de las fuentes de materiales (canteras)
a ser usadas en la construcción de infraestructura vial.
En el tópico de Geotecnia se describen aspectos relacionados a las
investigaciones geotécnicas y ensayos de laboratorio del suelo y rocas de la
zona de estudio que ayuden al especialista o usuario a determinar las
propiedades de los materiales para el diseño de las estructuras que
formarán parte de la infraestructura vial, tales como cimentaciones puentes,
cimentaciones de muros de contención y túneles.
En la sección de suelos y pavimentos se tratan temas relacionados a la
caracterización del suelo de fundación y criterios técnicos para el
mejoramiento y diseños de pavimentos, que no están indicados en esta
sección
1.4. FUNDAMENTO
La Sección de Geología y Geotecnia es parte integrante del Manual de
Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos; dicho manual deviene como
respuesta a lo establecido por el Reglamento Nacional de Gestión de
infraestructura Vial aprobado por el Decreto Supremo N° 034-2008-MTC del
24 de octubre de 2008.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
CAPÍTULO II: REVISIÓN DE INFORMACIÓN Y ANTECEDENTES EXISTENTES
2.1 Informes geológicos
Como primer antecedente a estudiar para la realización de un estudio
geológico y geotécnico deben considerarse los estudios geológicos
realizados en el área. En general, a partir de estos antecedentes, es posible
deducir las unidades geológicas más destacadas tanto de rocas como de
suelos y en algunos casos, ciertas características mecánicas o hidráulicas
de las mismas.
Como fuentes de información deben considerarse, entre otras.
El documento de mayor cobertura es el Mapa Geológico del Perú, en escala
1:1.000.000, preparado por el Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico
(INGEMMET). En dicho mapa se inserta un recuadro en el cual se muestra
la cartografía utilizada para su preparación, que va desde levantamientos en
escala 1:25.000 a 1:250.000. Dichos levantamientos parciales pueden ser
de circulación restringida o pública.
Documentos de investigación geológica y/o relacionados a la geotécnica
emitidos entidades como la Sociedad Geológica del Perú, Instituto
Geofísico del Perú, Petroperú entre otras, que además de una descripción
de la geología regional de la zona de estudio, harán referencia a la
geomorfología, estratigrafía, litología, tectónica, hidrogeología, sismicidad
así como problemas especiales, que podrían proporcionar información en el
área de influencia de estudios viales a proyectar.
2.2 Interpretación de fotografías aéreas
A excepción de aquellas zonas cubiertas por bosques o vegetación
abundante, la fotografía aérea es un excelente documento para estudiar los
detalles de la superficie terrestre. Como ayuda indispensable para estudiar
las fotografías, se debe contar con estereoscopios ópticos que van desde
sencillos lentes portátiles hasta restituidores aerofotogramétricos. Mediante
estos instrumentos, la observación de un par fotográfico (fotografías
contiguas que tienen un traslape del orden un 60%, permite apreciar en
forma tridimensional el relieve del terreno y de los objetos sobre ella.
El gran tamaño de las áreas registradas permite percibir relaciones entre
objetos y sus alrededores. Cuando las fotografías son de buena calidad y de
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
una escala apropiada para los fines del proyecto, los detalles finos no se ven
sacrificados.
A partir de la fotointerpretación es posible obtener información importante
como las que se anotan a continuación:
2.2.1 Drenaje Superficial.
La disposición y frecuencia de los cauces superficiales dan pautas
cualitativas sobre las características del sistema de drenaje. A manera de
ejemplo, puede anotarse que una malla finamente dividida en zonas de alta
pluviometría es evidencia de que los suelos son impermeables.
2.2.2 Textura.
La textura o granulometría de los suelos superficiales queda bien reflejada
en los trazos de erosión expuestas. El análisis de las formas de la sección,
inclinación de las paredes y longitud, permite definir cualitativamente la
textura.
2.2.3 Alturas y pendientes.
La percepción de las formas del relieve facilita la tarea del intérprete en la
detención e identificación de objetos importantes y lo habilita a medir alturas
y estimar pendientes.
2.2.4 Humedad.
La humedad natural de los suelos se relaciona básicamente con dos
aspectos que se observan en las fotos. El primero de ello dice relación con
los tonos de negro, que en el caso de tonalidades ligeras (gris suave) se
asocian con suelos granulares bien drenados en que la napa de agua está
por debajo de la superficie; en el caso de tonalidades fuertes (gris oscuro)
normalmente se trata de depósitos de suelos finos impermeables con napa
de agua casi en superficie. El segundo aspecto dice relación con la densidad
y dimensiones de la vegetación, lo que constituye un buen indicador de la
cantidad de agua presente en el subsuelo.
2.3 Planos topográficos
El levantamiento topográfico permitirá precisar en muchos casos, rasgos
morfológicos, geológicos y de drenaje del área.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Se recomienda iniciar los estudios sobre la base de las cartas del Instituto
Geográfico Nacional (IGN) a escalas 1:100.000, 1:50,000 y seguir con
escalas más detalladas.
Los planos topográficos para proyectos definitivos de gran magnitud
deberán estar referidos a los controles terrestres de la cartografía oficial,
tanto en ubicación geográfica como elevación, para lo cual deberá señalarse
en el plano el hito, Dátum o BM tomado como referencia.
El trazado deberá ser referido a las coordenadas señaladas en el plano,
mostrando en las tangentes y el azimut geográfico.
El levantamiento topográfico puede hacerse usualmente en dos formas
alternativas.
La más común resulta ser el levantamiento ejecutado en una estrecha franja
del territorio, a lo largo de la localización proyectada para la carretera y su
Derecho de Vía. La alternativa es hacer levantamientos topográficos sobre
un área más amplia que permitirá el estudio en gabinete de variantes en el
trazo para optimizar el diseño y minimizar los costos.
En el caso del levantamiento restringido a prácticamente el Derecho de Vía
de la carretera, el trabajo se realizará simultáneamente con el estacado
preliminar en el terreno y seguramente definitivo. Este trazado constituye lo
que se denomina el “trazado directo”. El sistema alternativo se denomina
“trazado indirecto”.
En los diseños de estudios definitivos se recomienda utilizar planos en
planta horizontales en el rango de 1:500 y 1:1000 para áreas urbanas; y de
1:1000 y 1:2000 para áreas rurales; y curvas de nivel a intervalos de 0.5 m.
a 1.0 m. de altura, en áreas rurales y a intervalos de 0.5 m. en áreas
urbanas.
2.4 Informes geotécnicos existentes
Como información relacionada con geotecnia a considerar en las etapas de
estudios en gabinete, deberá tenerse en cuenta todos los estudios
geotécnicos existentes realizados, tanto por la Dirección General de
Caminos y Ferrocarriles o por otras instituciones en el área del proyecto.
Existen otros antecedentes que pueden aportar información geotécnica a la
luz de una adecuada interpretación. Entre ellos podrá tomarse en cuenta:
fotografías aéreas, imágenes satelitales, imágenes de radar lateral, estudios
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
geofísicos (refracción sísmica, gravimetría, magnetometría, etc.) y estudios
hidrogeológicos.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
CAPÍTULO III: ESTUDIOS EN TERRENO
3.1 Reconocimiento de superficie
En general, todo estudio geotécnico deberá iniciarse con un reconocimiento
detallado del terreno. El especialista responsable de este reconocimiento
deberá ser geólogo, ingeniero geólogo ó ingeniero civil con reconocida
experiencia en geotecnia.
El objetivo principal de este reconocimiento será comprobar y complementar
los antecedentes geotécnicos obtenidos en estudios previos, para identificar
las condiciones del terreno en la etapa de anteproyecto y posibilitar una
mejor programación de la exploración que se realizará en etapas
posteriores.
Para obtener la información máxima del proyecto, será conveniente disponer
de los planos topográficos pertinentes y de ser el caso, la ubicación
aproximada de los posibles ejes asociados a diversas rutas, en lo posible
con kilometrajes de referencia, que permita individualizar las dimensiones
verdaderas los principales problemas del trazado.
Especial importancia deberá darse en esta etapa, la identificación de zonas
poco recomendables para emplazar un trazado, tales como zonas de
deslizamientos activos, de estructuras tectónicas activas, zonas de laderas
rocosas con manifestación de discontinuidades severas, según planos
paralelos a las superficies de los cortes, zonas pantanosas difíciles de
drenar, zonas expuestas e inundaciones. Es importante además en este
reconocimiento del terreno donde se pretende desarrollar el proyecto,
identificar zonas vedadas como la existencia de restos arqueológicos en el
trazo o muy próximos a los mismos; asimismo tomar conocimiento respecto
a áreas naturales protegidas como: zonas intangibles, zonas de uso
controlado y zonas reservadas.
3.1.1 Medios de reconocimiento.
Dependiendo del grado de detalle que se quiera obtener en estas visitas de
reconocimiento y las características de transitabilidad del terreno, podrá
optarse por alguno de los medios siguientes:
· Visita por vía terrestre (vehículo motorizado, caballo o a pie).
· Visita por vía aérea (avión o helicóptero).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Para casos muy particulares por vía acuática (bote, lancha,
deslizador).
3.1.2 Presentación de la información.
La información geotécnica recogida en el reconocimiento de campo, deberá
ser presentada de preferencia en forma gráfica sobre planos topográficos en
escalas proporcionales a la densidad de antecedentes obtenidos.
Como elementos de gran ayuda para presentar esta información, se
considerarán las fotografías a color, debidamente identificadas (kilometraje,
punto desde el cual se tomó y dirección del objetivo enfocado, etc.).
3.2 Reconocimiento de procesos geodinámicos
El reconocimiento de los procesos de Geodinámica será importante dentro
del estudio del terreno para las obras viales. Dentro de los procesos
geodinámicos serán considerados la geodinámica externa y geodinámica
interna.
3.2.1 Procesos de geodinámica externa
Deben ser identificados en el terreno, los procesos de geodinámica que
pudieran ocurrir en el trazo de la vía o en el área de influencia del proyecto.
Los procesos a tener en consideración serán los siguientes: derrumbes,
deslizamientos (rotacional y/o traslacional), reptación de suelos,
asentamientos, desprendimiento de rocas, caída de rocas, huaycos ó flujos,
inundaciones, erosión de ribera.
3.2.2 Procesos de geodinámica interna.
Considerando la ubicación de nuestro país, en la confluencia de la Placa de
Nazca y la Placa Sudamericana, de deberá tener en cuenta la potencialidad
de ocurrencia de eventos endógenos que afecten la superficie del terreno en
el área de estudio.
Dentro de esta categoría se halla la sismicidad y el vulcanismo. Para los
estudios de obras viales se deberá considerar el tema de la sismicidad.
Para analizar la sismicidad en el Perú, se deberá considerar la sismicidad
histórica con los parámetros sísmicos en el área de influencia. Se tendrá en
cuenta los mapas de peligro sísmico y de zonificación de sismos en
profundidad en el país.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
3.3 Reconocimiento del perfil estratigráfico
El reconocimiento del perfil estratigráfico se realizará por tres razones, para
determinar las distintos estratos conformantes de los suelos o roca
existentes en las áreas de fundación o macizo rocoso que interesan ser
estudiados; para precisar las dimensiones de los diferentes estratos o
depósitos; y para conocer las propiedades geotécnicas que presentan los
diferentes suelos o rocas que forman el perfil estratigráfico.
Deberá realizarse una adecuada exploración, que conduzca al
reconocimiento del perfil estratigráfico, luego de haber efectuado los
estudios de gabinete respectivos y el reconocimiento detallado de la zona en
estudio.
La exploración deberá tener la suficiente flexibilidad para poder adaptarse a
los imprevistos geotécnicos que se presentan con frecuencia. Debe tenerse
siempre presente que no existe un método de reconocimiento o exploración
universal para todos los tipos de suelo o rocas existentes y para todas las
estructuras u obras que suelen estudiarse; por tanto, con frecuencia, debe
recurrirse al uso de más de un procedimiento de exploración de
subsuperficie.
En todo caso, en una exploración deben considerarse las siguientes pautas
generales:
· Ubicar puntos de prospección a distancias aproximadamente iguales,
para luego densificar la exploración si se estima conveniente.
· Prospectar aquellas zonas en que se tienen cortes de importancia,
ubicando los puntos de cambio de la rasante de corte a terraplén para
conocer el material a nivel de la subrasante.
· Prospectar aquellos sectores que soportarán rellenos o terraplenes
de importancia y aquellos en que la rasante se ubica muy próxima al
terreno natural (h < 0.6m).
3.3.1 Calicatas y trincheras
Las calicatas y trincheras permiten la inspección directa del suelo que se
desea investigar, es el método de exploración que normalmente entrega la
información más confiable y completa. Las trincheras de reconocimiento son
de uso poco frecuente y se reservan al estudio de laderas.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Los métodos de exploración directa son los más recomendables cuando lo
permite el espesor de la sobrecarga, el nivel freático y el costo. En suelos
con grava es el único método de exploración que puede entregar
información confiable.
La profundidad de las calicatas y trincheras estará determinada por los
requerimientos de la investigación, pero usualmente puede quedar
determinada por la posición de la napa freática. En este último caso, el costo
de una calicata puede subir a causa de la necesidad de realizar entibados,
por lo que será preferible adoptar otro método de exploración.
3.3.2 Métodos de excavación.
Las calicatas y trincheras pueden realizarse ya sea mediante excavación
manual o mecanizada. El método que se utilice debe dejar en la perforación
dimensiones mínimas en planta no inferiores a 0,8 x 1,0 m. a fin de permitir
una adecuada inspección de las paredes. En una excavación mecanizada
deberá dejarse al menos una de las paredes lo menos cubierta y
contaminada posible, de modo que represente fielmente el perfil
estratigráfico real del pozo.
Si las paredes de la excavación se presentaran inestables, situación que se
da con frecuencia en los suelos granulares, debe recurrirse a entibaciones
confiables que aseguran la integridad del personal que trabaje en el interior
de la calicata o trinchera. Para el caso de excavaciones profundas es
recomendable entibar al menos los 0.5 m. superiores, aún en el caso de que
éstas comprometan suelos cohesivos, a fin e retener los desprendimientos
de suelos superficiales que son frecuentes.
3.3.3 Estratigrafía Visual.
En cada calicata o trinchera deberá realizarse una descripción visual o
registro de la estratigrafía expuesta. Labor que será realiza por personal
técnico de experiencia, orientado por el especialista responsable del estudio.
Se estima recomendable utilizar como pauta las definiciones y
recomendaciones contenidas en la norma ASTM D2488, denominada
“Descripción de Suelos (Procedimiento Visual-Manual)”.
Estas descripciones visuales deberán contener como mínimo los siguientes
antecedentes:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Identificación de la calicata o trinchera mediante un número,
especificando, su ubicación respecto a la progresiva del eje o sus
coordenadas, nombre del proyecto y fecha de la inspección.
· Profundidad total
· Profundidad de la napa de agua, referida al nivel del terreno natural y
fecha de observación.
· Profundidades del estrato a describir, referidas al nivel de terreno
natural.
· Descripción del suelo empleando la terminología, según se trate de
suelos gruesos o finos, respectivamente.
· Cantidad y tipo de las muestras tomadas en la calicata.
· Observaciones y otras características relevantes.
3.3.4 Muestreo.
Desde las paredes y piso de las calicatas y trincheras deben obtenerse las
muestras que serán llevadas al laboratorio.
Todas las muestras que se obtengan deberán ser perfectamente
identificadas, incluyendo por lo menos los siguientes datos: identificación de
la calicata o trinchera, profundidad a la que fue tomada, nombre del proyecto
y fecha de obtención.
Se distinguen dos tipos de muestras a obtener:
a) Muestras alteradas.
Se obtienen de las paredes de los pozos y comprometen a estratos
determinados o bien la suma de algunos de ellos, como es el caso de la
investigación de canteras. Estas muestras deben guardarse en bolsas o
sacos impermeables y de resistencia adecuada. Cada bolsa o saco debe
identificarse en forma clara y con marcador indeleble.
b) Muestras inalteradas.
Para la obtención de este tipo de muestra se extrae de las paredes de las
calicatas o trincheras, comprometiendo a estratos bien definidos. Después
de cortadas deben revestirse con una capa de parafina sólida aplicada con
brocha.
Si la consistencia de la muestra es relativamente blanda debe rodearse de
gasa y recubrir una vez más con parafina sólida. Una vez dado el
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
tratamiento anterior debe colocarse en cajas de madera con aserrín u otro
producto que actúa como amortiguador de golpes.
Las muestras inalteradas deberán tomarse apenas excavadas las calicatas
o trincheras, en especial cuando se trate de suelos cuya estructura se ve
afectada por los cambios de humedad. En todo caso, al tomar una muestra
inalterada debe elegirse la pared de la calicata menos expuesta al sol y
debe excavarse el espesor superficial que haya sido afectado por los
cambios de humedad.
Debe efectuarse un embalaje adecuado de las muestras, a fin de conservar
los especímenes de la mejor manera, dado que al ser maltratados llevaría a
resultados erróneos.
3.3.5 Ensayos in-situ.
En las calicatas, incluso en las trincheras, es posible realizar ensayos in-situ
tales como pruebas de carga con placa, CBR, permeabilidades, medidas de
densidad, etc. Las pruebas de carga pueden realizarse contra el fondo de la
calicata o contra las paredes de la misma.
Las pruebas de permeabilidad pueden ser de dos tipos: de agotamiento
cuando la calicata tiene su fondo bajo el nivel estático de la napa freática; y
de infiltración, si el nivel del fondo de la calicata está por sobre la napa
freática.
Cada vez que sea necesario realizar un ensayo in-situ en una calicata o
trinchera, la excavación deberá realizarse considerando este hecho, dado
que este tipo de prueba obliga a tomar medidas especiales que determinan
la forma de la excavación. Es así como la toma de densidades in-situ obliga
a realizar éstas a medida que la excavación se realiza.
Otros tipos de ensayos que también pueden clasificarse como “in-situ”, son
los que se realizan con los instrumentos manuales conocidos bajo el nombre
de “penetrómetro de bolsillo” y “veleta”. Estos instrumentos son de uso
sencillo y se aplican exclusivamente a suelos finos. El primero de ellos
indica exclusivamente en los suelos finos aproximadamente la resistencia a
la compresión no confinada y el segundo, aproximadamente la cohesión.
Los resultados obtenidos deben considerarse como cualitativos y pueden
ser correlacionados con valores obtenidos sobre muestras inalteradas en el
laboratorio.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
3.3.6 Perforación de suelos
Este método de exploración debe usarse en aquellos casos donde el
reconocimiento del perfil estratigráfico necesario a estudiar, no pueda ser
efectuado mediante calicatas, ya sea porque se requiere reconocer el perfil
en una profundidad importante o bien por presencia de napa de agua. En los
estudios viales, este tipo de exploración se limita generalmente al estudio de
fundaciones de estructuras principales y al estudio de estratos de
compresibilidad importante situados bajo el nivel de la napa.
Los suelos finos, exentos de gravas, pueden ser bien estudiados mediante
sondajes. La información que puede obtenerse de sondajes realizados en
suelos con gravas es generalmente incompleta y deficiente, pero en
determinados casos resulta ser la única posible de realizar.
a) Métodos de perforación y equipos.
En general se consideran como sistemas de perforación los métodos por
rotación, percusión, roto percusión y los que hacen uso de posteadoras
manuales.
La elección del método de perforación a emplear quedará limitada por una
parte, por la necesidad de no alterar los suelos que se pretende muestrear, y
por otra al asegurarse que se podrán alcanzar las profundidades previstas.
Otro factor que incide en la elección del método de perforación, son los
ensayos in-situ que se prevea realizar. Es así como un ensayo de
permeabilidad mediante bombeo requiere de una perforación de diámetro
relativamente grande, que obliga a efectuarlo por el método de percusión.
Por otra parte la necesidad de tomar muestras poco perturbadas de suelos
cementados obliga a recurrir a muestreadotes de doble tubo tipo Denison, lo
que hace aconsejable realizar la perforación mediante el método de
rotación.
El uso de lodo bentonítico para mantener las paredes de la perforación sin
tener que recurrir a revestimiento es aceptable y recomendable en todas las
situaciones, salvo cuando se contemple realizar ensayos de permeabilidad
en el interior de la perforación.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
b) Ensayos dentro de la perforación.
En la perforación de un suelo es habitual realizar ensayos de penetración y
ensayos de permeabilidad.
Los ensayos de penetración persiguen determinar las características
mecánicas de los suelos conformantes. El ensayo de penetración más
usado es el de penetración estándar (cuchara normal o “SPT”), que se
encuentra descrito por la norma AASHTO T 206, y que permite además
obtener una muestra alterada del suelo conformante. Este ensayo que es
aplicable a suelos exentos de grava, está desarrollado especialmente para
ser usado en arenas, dado que hay buenas correlaciones entre la densidad
relativa de éstas y los resultados de la prueba. Las correlaciones existentes
entre este ensayo y los suelos finos o arcillas, presentan dispersiones
importantes que obligan a usar sus resultados con cautela.
Los ensayos de permeabilidad que se realizan en los sondajes pueden ser
tanto de agotamiento como de infiltración.
El ensayo de agotamiento o prueba de bombeo presenta ventajas evidentes
frente al de infiltración, dado que en él no se produce el fenómeno de
colmatación o bloqueo de las paredes de la perforación afectada por el
escurrimiento, fenómeno que se da con frecuencia en los ensayos de
infiltración. En estos ensayos es fundamental hacer uso de aguas limpias.
c) Toma de muestras.
En una exploración en base a perforaciones que comprometan suelos, debe
tenerse presente que sólo es posible obtener muestras inalteradas o
parcialmente alteradas en suelos finos cohesivos de consistencia media o
blanda. Muestras alteradas se podrán obtener en suelos exentos de gravas
o con escasa gravilla o grava fina. Las muestras que puedan obtenerse de
suelos con grava son francamente alteradas.
El muestreo en una perforación se realizará en la medida que avanza la
misma, extrayendo testigos de los horizontes según lo determine el
especialista. Para tener un buen registro del perfil estratigráfico, será
suficiente extraer una muestra cada metro de profundidad o cada vez que
cambie el tipo de suelo que se está perforando.
En los suelos finos cohesivos de consistencia blanda o media, el muestreo
se acostumbra a realizar hincando tubo de pared delgada, denominados
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
tubos “Shelby”, del mayor diámetro disponible para que la muestra que se
tome sea lo menos perturbada posible; mientras mayor sea la razón entre el
diámetro del tubo y el espesor de pared, tanto menor será la perturbación de
la muestra. El procedimiento de toma de muestras mediante tubos de pared
delgada deberá realizarse ajustándose a la norma ASHTO T 207.
Para el caso de arenas y suelos cohesivos de consistencia firme, en los
cuales no sea posible hincar tubos de pared delgada, el muestreo se
realizará mediante el hincado controlado de la cuchara normal, trabajo que
se realizará ajustándose a la norma AASHTO T 206. Este ensayo, además
de entregar una muestra alterada, permite en la mayoría de los casos
formarse una idea de tipo cualitativo de las propiedades mecánicas de los
suelos conformantes.
El muestreo de suelos cementados, en los que no penetra la cuchara
normal, se acostumbra a realizar con muestreadores giratorios de doble
tubo, tipo Denison o similar.
d) Presentación del informe.
Para cada perforación que se realice, se deberá efectuar un registro que
incluya al menos, los siguientes antecedentes:
· Antecedentes de Perforación:
Máquina o perforadora diamantina
Tipo de herramienta empleada en el avance
Pérdidas de fluido de perforación (agua o lodo bentonítico)
Niveles de agua en el interior de la perforación al iniciar el turno de
perforación.
Diámetro de perforación
Revestimiento de la perforación.
· Antecedentes de Muestreo:
Horizontes de muestreo
Equipo usado en el muestreo
Recuperación de muestra
· Descripción de los suelos perforados, la que deberá ser hecha por el
especialista (geólogo, ingeniero geólogo o ingeniero civil con
experiencia en geotecnia).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Como base de este registro, deberá tenerse la información que entregará el
contratista o ejecutor de las perforaciones, quien deberá efectuar
oportunamente la entrega de la información requerida.
Deberán incluirse los resultados que se obtengan de los ensayos realizados
en el interior de la perforación. Si estos antecedentes no pudieran quedar
incorporados en su totalidad al registro, ellos deberán adjuntarse al mismo
como anexo.
3.3.7 Presentación de la información.
A cada calicata o trinchera deberá realizársele un registro adecuado que
pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción visual de los
diferentes estratos se presentará en el formato y deberá contener, como
mínimo, toda la información que allí se solicita.
La totalidad de los resultados de los ensayos de laboratorio y de los ensayos
in-situ debe incluirse en anexos complementarios, consignando toda la
información que se obtiene y en conformidad con lo solicitado.
3.3.8 Perforación en roca
Las perforaciones en roca se consideran particularmente para conocer las
características de la roca en profundidad, cuando éstas interesan al proyecto
y se requerirá precisar la estratigrafía y propiedades geotécnicas a
diferentes horizontes. En los estudios viales este tipo de exploración se
considera fundamentalmente, para el estudio de fundaciones de obra de
arte, estabilidad de taludes de cortes y túneles.
a) Métodos de perforación y equipamiento.
La perforación en roca puede hacerse por rotación, percusión o roto
percusión. En el caso de que se exija muestreo, sólo podrá realizarse por el
método de rotación.
Los equipos que se utilicen deberán garantizar que alcancen las
profundidades requeridas con los diámetros especificados.
Como fluido de perforación podrá usarse lodo bentonítico, salvo en los
casos en que se contemple realizar pruebas de agua en la perforación.
Los equipos de perforación y accesorios que se usen deben estar en buenas
condiciones mecánicas. El uso de equipos en mal estado y con desgaste
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
excesivo se traduce en bajos rendimientos y en la obtención de testigos
alterados o fracturados artificialmente.
Las perforaciones en roca normalmente se realizarán con diámetros que van
desde 57mm (BQ) a 100mm (H).
Para los sondajes por rotación se debe tener presente la norma AASHTO T-
225.
b) Ensayos dentro de la perforación.
En las perforaciones en roca frecuentemente se realizan ensayos de
permeabilidad e infiltrando agua a presión.
El ensayo de permeabilidad que se usa con más frecuencia es el ensayo
Lugeón, el que se realiza sobre un tramo de perforación no mayor de 5m,
inyectando agua a presiones que alcanzan a 10 kg/cm2 y midiendo el caudal
de agua que admite la roca. Una unidad Lugeón corresponde a la admisión
de 1 lt. de agua por minuto en un metro lineal de perforación, a la presión de
10 kg/cm2.
El ensayo Lugeón, además de cuantificar la permeabilidad de la roca, da
una idea de tipo cualitativa de su grado y tipo de fracturamiento.
c) Toma de Muestras.
A las profundidades en que se especifica muestreo, éste se hace obteniendo
testigo corrido de la roca que se corta mediante corona de diamante.
La obtención de muestras debe hacerse con barrenos de doble o triple tubo.
No es recomendable usar barrenos de tubo simple.
Los diámetros de testigo que suelen cortarse van desde 36 a 68mm
(diámetro BQ a H). De ser posible deben tomarse sólo testigos de un
diámetro próximo a los 50mm (diámetros N y NQ), dado que la mayoría de
las relaciones que existen entre las propiedades del macizo rocoso y la
información que se obtiene de los testigos de roca extraídos, están
correlacionadas para dicho diámetro.
En general, se obtienen muestras de mejor calidad cuando se usan
perforadoras equipadas con el sistema “wire line”. Cuando se trata de
perforaciones profundas, este sistema presenta ventajas tanto técnicas
como económicas frente al sistema convencional.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Los testigos de roca deben almacenarse en cajas metálicas o de madera,
debidamente identificadas. Es usual utilizar cajas de 1.00m de largo.
d) Presentación del informe.
Para cada sondaje que se realice, se deberá efectuar un registro que
incluya, al menos, los siguientes antecedentes:
· Descripción litológica de la roca, la que debe ser realizada por un
geólogo ó ingeniero geólogo.
· Porcentaje de recuperación de testigo en las zonas en que se
muestree la roca, expresado como la relación entre la suma de todos
los trozos de roca recuperados y la longitud total perforada.
· R.Q.D. (“Rock Quality Designation”) de los testigos recuperados,
expresado como la relación entre la suma de los trozos de roca de
mayores de 10 cm. de largo y la longitud total perforada.
· Equipo de perforación usado y diámetro de la perforación.
· Es deseable incluir el Índice de Calidad Q (Clasificación de Barton).
Además, en los casos que se hayan efectuado pruebas de permeabilidad,
deberán incluirse la totalidad de los antecedentes que éstas entreguen, ya
sea en el mismo registro o en un anexo. En igual forma debe procederse en
los casos en que se hayan efectuado ensayos de laboratorio.
Como base de este registro, deberá tenerse la información que entregará el
contratista o ejecutor de los sondajes, al que se le impondrá que entregue
oportunamente toda la información requerida.
3.4 Ejecución de ensayos de campo
3.4.1 Ensayo de cono dinámico.
El ensayo de cono dinámico, consiste en el hincado controlado de un cono
mediante golpes, de una masa de peso determinado, que cae libremente de
una altura preestablecida, es usado para tener una idea cualitativa de la
compacidad o consistencia de un suelo, o para extrapolar en forma confiable
la información que pueda obtenerse de una perforación convencional.
Es frecuente realizar estos ensayos con conos de 50 mm, de diámetro y un
ángulo de 60° en la punta, seguido por un cilindro o fuste del mismo
diámetro y 10 mm. de altura, contabilizando el número de golpes necesarios
para hincar el cono en 30 cm. La masa es de 140 lbs. de peso y cae
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
libremente desde 75 cm. de altura. El registro que se lleva es de carácter
continuo.
Es conveniente, en la mayoría de los casos, calibrar este ensayo con el
ensayo de penetración estándar, definido por la norma AASHTO T 206,
realizando, en un punto convenientemente elegido de manera tal que sea
representativo del conjunto, un ensayo de penetración con cono tan cerca
como sea posible de un ensayo de penetración estándar. En general este
procedimiento permite establecer correlaciones de relativa confiabilidad.
3.4.2 Relación de soporte CBR.
La resistencia a la penetración o capacidad de soporte de un suelo depende
de numerosos factores, la mayoría de los cuales quedan bien representados
por el ensayo de laboratorio. Hay otros factores, tales como:
preconsolidación natural, estructura del suelo, cementación natural,
estratificación, etc., que no pueden reproducirse con muestras remoldeadas
de suelo ni con muestras supuestamente inalteradas que se ensayen en
laboratorio. Para estos casos, el ensayo de CBR in-situ puede dar una
valiosa información, siempre que en el terreno natural, al momento de
realizar la prueba, se den las condiciones más críticas de saturación que se
puedan producir durante la vida útil de la obra.
El procedimiento que se sigue en esta prueba es similar al establecido para
la prueba que se realiza en laboratorio, con la diferencia que, en este caso,
la muestra no está confinada en un molde.
Es condición que en el lugar que se realice el ensayo no existan partículas
superiores al tamiz 20 mm. (3/4”). La preparación del terreno requiere
enrasar y nivelar un área de 30 cm. de diámetro, para posteriormente
colocar las sobrecargas estipuladas.
El informe final de la prueba deberá incluir, además del CBR determinado, la
curva presión-penetración, la humead, peso específico y densidad natural
del suelo ensayado, antecedentes que pueden obtenerse del suelo
inmediatamente vecino al que afectó el ensayo CBR.
3.4.3 Permeabilidad in-situ.
Cada vez que se requiera cuantificar con relativa precisión el coeficiente de
permeabilidad del terreno natural, debe recurrirse a la realización de
“pruebas de permeabilidad in-situ”, salvo que los suelos a ensayar sean
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
suelos homogéneos de los que puedan obtenerse muestras inalteradas,
representativas para ensayos de laboratorio. Debe tenerse en cuenta que,
desde el punto de vista de permeabilidad, los suelos tienen tendencia a
presentar heterogeneidades importantes que afectan en forma significativa
la permeabilidad del conjunto.
Este tipo de pruebas debe realizarse cada vez que sea necesario efectuar
excavaciones bajo la napa freática, que requieran ensayos de agotamientos
importantes, tales como fundaciones, estribos de puente, como también
para el diseño de sistemas de drenaje que permitan deprimir o captar la
napa, en los que sea necesario cuantificar con precisión los caudales de
agua que deben evacuarse.
Las pruebas de permeabilidad in-situ pueden ser pruebas de agotamiento de
infiltración, pudiendo efectuarlas en calicatas o perforaciones.
En los casos donde el suelo a ensayar quede bajo el nivel estático de la
napa freática se recomienda recurrir a pruebas de agotamiento, dado que
éstas se realizan extrayendo agua de la calicata o perforación, lo que
elimina el peligro de colmatación de la zona filtrante que es la principal
fuente de error de las pruebas de infiltración.
En perforaciones de suelo es frecuente recurrir a pruebas de infiltración a
medida que avanza la perforación. En los casos de obras muy importantes,
en que se requiera conocer con gran precisión el coeficiente de
permeabilidad, puede ser necesario recurrir a pruebas de agotamiento o
bombeo en perforaciones realizadas con ese objetivo.
Por razones de facilidad de interpretación es conveniente que, tanto las
pruebas de agotamiento (bombeo) como de infiltración se realicen a gasto
constante.
La interpretación de estas pruebas está muy influencia por las condiciones
de borde existente, por lo que no cabe la posibilidad de establecer un
procedimiento o método único de obtención del coeficiente de permeabilidad
del acuífero afectado, a partir del gasto de agua bombeado o inyectado y del
nivel que alcanza el agua en la perforación. Cada prueba realizada debe ser
analizada por separado, considerando las condiciones de borde que le son
propias y usando los métodos o procedimientos de interpretación que se
entregan en la literatura especializada.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
3.4.4 Ensayos especiales en el campo
a) Refracción sísmica.
Los trabajos geofísicos ejecutados por el método de “refracción sísmica”
están orientados a determinar los espesores de los diferentes estratos del
subsuelo que pueden presentarse en profundidad, midiendo la velocidad de
propagación de las ondas sísmicas compresionales en los diferentes
horizontes.
Para su correcta interpretación, es necesario que los estratos de suelo
superiores presenten velocidades de propagación de ondas inferiores a las
que tengan los estratos que le subyacen. Además es necesario que los
perfiles se desarrollen según líneas de cota similar y que los estratos sean
relativamente paralelos entre sí.
Los perfiles de refracción sísmica sirven para extrapolar información
obtenida de perforaciones o calicatas. Tiene gran importancia en la
prospección de túneles y definición de excavabilidad de suelos y rocas. La
información que se recoja de un perfil sísmico y que se use para determinar
el perfil estratigráfico, debe complementarse con la que se obtenga de
calicatas o perforaciones. La exploración en base a perfiles sísmicos sirve
de base para tener aproximaciones de la composición del substrato o
macizo rocoso.
· Equipamiento.
Los perfiles que se realicen deben tener al menos una longitud del orden de
4 veces la profundidad del estrato más profundo que se quiere estudiar.
Para investigar estratos superficiales (10 a 20 m. de espesor), se deberá
disponer con geófonos separados entre sí entre 5 a 10 m. Para la
investigación de estratos de mayor profundidad la separación entre
geófonos será de mayor distanciamiento.
Los disparos se harán con fulminantes eléctricos, debiendo registrarse el
momento de la explosión.
Se deben hacer por lo menos dos disparos, uno en cada extremo del
tendido sísmico, a fin de poder determinar velocidades de los estratos a
estudiar. Para perfiles sísmicos de pequeña longitud y poca penetración se
pude reemplazar los disparos por golpes de martillo.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Es habitual estacar en el terreno, previo a la ejecución del perfil, la ubicación
de los geóponos y los puntos en que se ubicarán los disparos.
· Presentación de la Información.
La presentación de los resultados de la exploración se hace en forma de
cortes o secciones a los largo del perfil, en los que se indican los límites y
velocidades de los diferentes estratos identificados. Además se estila incluir
un plano de planta donde se ubican todos los perfiles de una zona.
La interpretación del perfil que se incluya deberá ser hecha por un geofísico,
geólogo ó ingeniero geólogo, usando informaciones adicionales existentes
en el área de estudio, tales como: perforaciones, calicatas, mapas
geológicos, etc.
En el informe final es conveniente incluir también gráficos con los registros
de ondas de llegada, las dromocrónicas y los perfiles sísmicos.
b) Granulometría Mayor.
Los ensayos granulométricos que se realizan en laboratorio, afectan a la
fracción del suelo con tamaño de partículas inferiores al tamiz 80 mm. (3”).
También hay situaciones en las que se requiere conocer la distribución
granulométrica de las partículas de suelos que superan el tamiz 80 mm. o el
porcentaje de partículas que superan un determinado tamaño. Situaciones
de esta naturaleza se dan en aquellos casos cuando se necesita conocer la
granulometría del material del lecho de un río, a fin de estudiar los
problemas de socavación; cuando se precise cuantificar el porcentaje de
rechazo que puede derivarse de la explotación de una cantera que presente
tamaño demasiado grande, etc.
Las granulometrías mayores deben comprometer un volumen de suelo que
será función del tamaño máximo del material que se analiza.
En el terreno el material deberá separarse con el tamiz de 80 mm. (3”),
pesando tanto la fracción de suelo que queda retenida sobre dicho tamiz
como también la que lo pasa. La fracción que pasa el tamiz de 80 mm. (3”)
será cuarteada in-situ para proceder a la obtención de una muestra de al
menos 30 kg. de peso, la que será enviada a laboratorio a fin de hacerle
ensayo granulométrico y de humedad.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
A la totalidad del suelo retenida en el tamiz 80 mm. (3”), se le hará una
granulometría en sitio separando las piedras en diferentes fracciones. Es
frecuente hacer las separaciones en 150 mm (6”), 300 mm (12”) y 600 mm
(24”). Para los efectos de separar las piedras por tamaño, se recurre con
frecuencia al uso de marcos metálicos que presentan la abertura
correspondiente y que sirven para ir midiendo partícula por partícula, con lo
que se consigue clasificarlas en la fracción correspondiente.
El peso de las piedras mayores, que no pueden levantarse manualmente,
suele determinarse mediante el uso de un trípode o tecle.
El informe final de resultados debe entregar la curva granulométrica total,
que englobe los resultados de los ensayos de laboratorio y los efectuados
in-situ, convenientemente corregidos en lo que a humedad se refiere, a fin
de considerar los resultados los pesos del suelo seco. Es normal considerar
que la fracción de suelo sobre el tamiz 80mm (3”), tiene una humedad
despreciable, no sucede lo mismo con la fracción de suelo que pasa dicho
tamiz, para la que debe determinarse la humedad.
En el informe debe indicarse claramente el peso total de la muestra
analizada.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
CAPÍTULO IV: ENSAYOS DE LABORATORIO
4.1 Normas de procedimiento
Todos los ensayos de laboratorio a realizar sobre muestras de suelo, deben
efectuarse de acuerdo a la Norma Técnica Peruana. En el caso en el que,
para un determinado ensayo no exista norma, se deberá adoptar la norma
AASHTO (American Association of State Highway and Transportation
Officials). En el caso que en estas últimas no exista la norma, se deberán
utilizar las normas ASTM (American Society for Testing Matrials).
Cuando para un ensayo determinado el procedimiento de ejecución no se
encuentre establecido en ninguna de las tres normas antes anotadas o en
alguna otra de reconocido prestigio, el proyectista o el ingeniero especialista
que solicita el ensayo debe señalar el procedimiento del ensayo, el
equipamiento que éste requiere y la forma como debe entregarse la
información. En todo caso debe considerarse que estas situaciones son de
excepción.
Las normas, AASHTO y ASTM que se empleen, deben corresponder a la
última versión vigente, en caso contrario se deberá justificar técnicamente.
4.2 Propiedades índice
4.2.1 Granulometría.
El ensayo granulométrico, es el más frecuente practicado para las obras
viales, es el que determinará la graduación del suelo a través de su
distribución.
a) Análisis granulométrico de suelos
Para suelos, se usará la Norma Técnica Peruana NTP 339.128 la que
establece el método para el análisis granulométrico por tamizado y por
sedimentación, pudiendo efectuarse en forma combinada con uno de los
métodos indicados.
El principio del método consiste en la determinación cuantitativa de la
distribución de tamaños de partículas de los suelos. La clasificación de las
partículas mayores que 75 µm (retenido en el tamiz N° 200) se efectúa por
tamizado, en tanto que la determinación de las partículas menores que 75
µm se realiza mediante un proceso de sedimentación basado en la ley de
Stokes utilizando un densímetro adecuado.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Para el análisis granulométrico de suelos, también se aplica la Norma ASTM
D-422, la Norma AASHTO T-88, y las Normas MTC E 107 y el MTC E 109.
b) Análisis granulométrico del agregado fino, grueso y global.
En agregados, la Norma Técnica Peruana NTP 400.012 establece el método
para la determinación de la distribución por tamaño de partículas del
agregado fino, grueso y global por tamizado.
Los valores indicados en el Sistema Internacional deben ser considerados
como estándares. La ASTM E-11 designa los tamices en pulgadas, para
esta NTP, se designan en unidades del Sistema Internacional exactamente
equivalentes.
La aplicación de esta NTP se aplicará para determinar la gradación de
materiales propuestos para su uso como agregados o los que están siendo
utilizados como tales. Los resultados serán utilizados para determinar el
cumplimiento de la distribución del tamaño de partículas con los requisitos
que exige la especificación técnica de la obra y proporcionar los datos
necesarios para el control de la producción de agregados. Los datos
también pueden ser utilizados para correlacionar el esponjamiento.
La determinación exacta del material más fino que la malla de 75 µm (N°
200) no puede ser obtenida por esta NTP. Se utilizará la NTP 400.018.
Es aplicable al método el ASTM C-136, el AASHTO T-27 y el MTC E 204.
4.2.2 Límite de Consistencia.
Los “límites de consistencia” de suelos de grano fino que en ingeniería se
usan frecuentemente es el límite líquido, el límite plástico, y en algunas
referencias el límite de contracción.
La Norma Técnica Peruana NTP 339.129 establece los métodos de ensayo
para determinar el límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de
una muestra de suelo. El método de ensayo a la muestra se realiza a
cualquier material retenido en el tamiz 425 µm. (N° 40).
El límite líquido, el límite plástico, y el índice de plasticidad de suelos son
extensamente usados, tanto individual como en conjunto, con otras
propiedades de suelo para correlacionarlos con su comportamiento ingenieril
tal como la compresibilidad, permeabilidad, compactabilidad, contracción-
expansión y resistencia al corte.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
El límite plástico determina el contenido de humedad del suelo en el límite
entre los estados semi-sólidos y plástico. El contenido de humedad del suelo
en este punto se reporta como el límite plástico.
El índice de plasticidad se calcula como la diferencia entre el límite líquido y
el límite plástico.
Para determinar el límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de
suelos, también se usa la Norma ASTM D-4318, La Norma AASHTO T-89,
la Norma AASHTO T-90, la Norma MTC E110 y la Norma MTC E 111.
4.2.3 Peso específico y absorción del agregado.
Se determina del agregado grueso y del agregado fino:
a) Método de ensayo normalizado para peso específico y absorción del
agregado grueso.
Está basada en la Norma Técnica Peruana NTP 400.021, establece un
procedimiento para determinar el peso específico seco, el peso específico
saturado con superficie seca, el peso específico aparente y la absorción del
agregado grueso.
Esta norma se aplica para determinar el peso específico seco, el peso
específico seco, el peso específico aparente y la absorción del agregado
grueso, a fin de usar estos valores tanto en el cálculo y corrección de
diseños de mezclas, como en el control de uniformidad de sus
características físicas.
Se usa también en para estos ensayos de laboratorio las normas ASTM C-
127, el AASHTO T-85 y el MTC E-206.
b) Método de ensayo normalizado para peso específico y absorción del
agregado fino.
Método basado en la Norma Técnica Peruana NTP 400.022, la cual
establece el procedimiento para determinar el peso específico seco, el peso
específico saturado con superficie seca, el peso específico aparente y la
absorción del agregado fino.
Esta norma se aplica para determinar el peso específico seco, el peso
específico saturado con superficie seca, el peso específico aparente y la
absorción de agregado fino, a fin de usar estos valores tanto en el cálculo y
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
corrección de diseños de mezclas, como en el control de uniformidad de sus
características físicas.
Se usa también en los ensayos de laboratorio las normas ASTM C-128, el
AASHTO T-84 y el MTC E-205
4.2.4 Densidad natural.
En general, la densidad de tamaños, entre su diámetro nominal máximo y
0,074mm (Tamiz 0,080mm.
El procedimiento que se usa en este caso vine descrito en la norma, la que
debe aplicarse en conjunto con el, de la forma siguiente:
· Se corta el suelo en el tamiz 5 mm.
· Se lava la fracción retenida en el tamiz 5mm., se seca y se tamiza.
· Se toma una muestra representativa de la fracción bajo l tamiz 5mm.,
de 0,50 kg, como mínimo, se lava en el tamiz 0,080 mm., se seca y se
tamiza, para luego ponderar respecto a la muestra original.
En los casos que se necesite conocer la distribución o tamaño de las
partículas que pasa el tamiz 0.080mm, el procedimiento que debe usarse
vine descrito en la norma AASHTO T88, la que contempla, además del
tamizado, un análisis hidrométrico.
Lo normal es realizar el ensayo granulométrico a la fracción de suelo que
pasa bajo l tamiz 80mm, usando una muestra de peso no inferior al mínimo
que exige la norma, el que depende del tamaño máximo del material.
La serie mínima de tamices a considerar en un ensayo granulométrico es la
siguiente:
Natural de un suelo debe determinarse en sitio siguiendo un procedimiento
como el fijado por la norma (Método Cono de Arena).
En el caso de suelos cohesivos, en que puedan recortarse muestras sin que
éstas se deterioren, es posible determinar la densidad de la muestra sin
perturbar siguiendo el procedimiento de la norma AASHTO T233,
protegiendo el suelo con parafina sólida a fin de que no varíe su humedad al
sumergirlo en agua. Este procedimiento obliga a corregir los resultados para
tener en cuenta el efecto de la parafina sólida, haciendo necesario además
determinar la humedad del material a fin de expresar los resultados como
densidad seca.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
La densidad natural debe expresarse siempre como densidad seca. En
caso de entregarse el resultado como densidad húmeda, deberá indicarse la
humedad del material.
Para medidas de densidad en sitio y, en especial, en control de grado de
compactación, podrán usarse los métodos “Rubber Balloon” (AASHTO
T205) y “Nuclear” (AASHTO T238).
4.2.5 Contenido de humedad y grado de saturación.
La determinación del contenido de humedad de un suelo, que corresponde a
la razón entre el peso del agua contenida en el suelo y el peso seco del
mismo, se hace frecuentemente secando la muestra al horno a una
temperatura de 110° C, siguiendo un procedimiento como el establecido en
la norma.
El grado de saturación, que corresponde a la razón entre el volumen de
agua contenido en el suelo y el volumen de huecos que éste representa, se
calcula una vez conocida la humedad del suelo, su densidad de partículas
sólidas y su densidad natural seca haciendo uso de la expresión:
=Sr
sdrr
w
10001000-
En donde:
Sr = grado de saturación (%)
w = contenido de humedad del suelo (%)
rd = densidad natural seca (kg/m3)
rs = densidad de partículas sólidas (kg/m3)
4.2.6 Clasificación de Suelos.
Para clasificar un suelo se requiere realizar previamente un ensayo
granulométrico y uno de límites de consistencia del mismo.
Las clasificaciones de suelo que se usan con más frecuencia y de uso más
universal corresponden a las definidas por las siguientes normas:
· AASHTO M 145 “The Classification of Soil Aggregate Mixtures for
Highway Construction Purposes”.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· ASTM D 2487 “Classification of Soils for Engineering Purposes”.
La primera de estas clasificaciones divide a los suelos en 7 grupos
generales, mientras que la segunda lo hace en 15. La clasificación definida
por la norma ASTM (USCS), está orientada a cualquier tipo de obra y se
utilizará para informar la estratigrafía visual de pozos de reconocimiento. La
norma AASHTO está reservada, preferentemente, para obras viales y se
utilizará para informar la clasificación efectuada a partir de los ensayos de
suelos.
4.3 Densificación
4.3.1 Relación humedad/densidad (Ensayo próctor).
Este ensayo tiene por finalidad determinar la densidad máxima y la
humedad óptima que puede alcanzar un suelo cuando se compacta con una
energía por unidad de volumen determinada.
Los procedimientos más usados corresponden a los ensayos de
compactación por impacto, conocidos con el nombre de ensayos Proctor, los
que se encuentran descritos por las normas:
· Relaciones Humedad-Densidad Método de Compactación con pisón
de 2,5 kg y 305mm de caída (Proctor Normal).
· Relaciones Humedad-Densidad Método de Compactación con pisón
de 4,5 kg y 460mm de caída (Proctor Modificado).
La preparación de las muestras a ensayar requiere un especial cuidado, en
particular en lo que a los ajustes de humedad se refiere. En suelos finos de
alta o mediana plasticidad, en los que suele ser difícil homogeneizar la
humedad del suelo, se puede llegar a afectar la estructura del mismo si la
muestra se somete a un secado considerable, aún cuando éste se realice al
aire. Para estos suelos sensibles, es conveniente trabajar las muestras con
humedades que no sean inferiores a las que presenta el suelo en su estado
natural y no someterse a secados prolongados.
4.3.2 Densidad relativa.
Este ensayo es aplicable a suelos granulares de libre drenaje, en los que
suele sugerirse una máxima densidad cuando se compactan totalmente
saturados.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
La densidad relativa es el mejor índice para estimar la compacidad de un
suelo granular no cohesivo.
La norma define la forma de realizar este ensayo y como presentar sus
resultados.
El ensayo obliga a determinar la densidad del suelo en sitio, para lo cual
puede usarse el procedimiento que fija la norma o los métodos que mejor
se adapten a las condiciones del terreno. En laboratorio se determinan las
densidades máxima y mínima del suelo remoldeado. La densidad relativa
queda dada por la expresión:
DR ( ) ( )[ ] 100/....xxx
mínmáxdmíndmáxrrrrrr --=
En donde:
DR = densidad relativa (%)
rd = densidad natural seca en sitio (kg/m3)
rmáx. = densidad máxima de laboratorio (kg/m3)
rmín. = densidad mínima de laboratorio (kg/m3)
4.4 Propiedades mecánicas e hidráulicas
4.4.1 Capacidad de soporte C.B.R.
Para estimar la capacidad de soporte de un suelo, mediante la
determinación de su resistencia a la penetración, se recurre con frecuencia
al ensayo C. B. R. (“The California Bearin Ratio”), el que aparece descrito en
la norma, la que se ha desarrollado para ensayar una muestra de suelo que
se ha compactado previamente en un molde metálico. Sin sacar la muestra
del molde y después de haberla saturado durante un tiempo bien definido,
se procede a su penetración mediante un pistón y una prensa adecuada.
Se debe informar la razón de soporte (C. B. R) para penetraciones de 2,5;
5,0 y 7,5mm, para cada una de las tres compactaciones realizadas, así
como el valor de la razón de soporte para el grado de compactación o
densidad que el proyectista empleará. Se informará además el grado de
saturación de cada una de las probetas ensayadas.
Se podrá considerar una razón de soporte o C. B. R. como representativa de
un grupo de muestras, siempre que se cumplan las siguientes tolerancias y
exigencias:
· Las muestras correspondan a un mismo sector o zona
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Tengan la misma clasificación general
· Pertenezcan a uno de los siguientes rangos de índice de grupo (IG);
entre 0 y 2,3 y 7,8 y 15, 16 y 25 y sobre 25.
· La comparación de sus granulometrías no presente discrepancias
superiores a:
Tamiz 20mm (3/4” U. S.) : ± 12%
Tamiz 5mm (# 4 U. S.) : ± 8%
Tamiz 2mm (# 10 U. S.) : ± 6%
Tamiz 0.08mm (# 200 U. S.) : ± 4%, si pasa menos que un 35%
± 6%, si pasa Más que un 35%
· El índice de plasticidad no debe discrepar más de:
Si IP £ 10 : ± 2
Si 10 < IP £ 20 : ± 3
Si IP > 20 : ± 4
Este ensayo también puede aplicarse a muestras inalteradas, siempre que
se cuide de colocarlas en el molde sin perturbarlas y que, además, se
rellene con parafina sólida u otro material similar el espacio que quede entre
la muestra y las paredes del molde. Hay suelos en que este trabajo
presenta dificultades insalvables, lo que hace necesario recurrir a la
realización de un ensayo de C. B. R. en sitio. El suelo ensayado no debe
contener partículas mayores que el tamiz 20mm.
4.4.2 Consolidación.
Cada vez que se necesite cuantificar con precisión la compresibilidad total o
la deformabilidad en el tiempo de un suelo fino, debe recurrirse a ensayos
de consolidación o de compresión confinada. La norma AASHTO T 216
describe la forma de realizar, calcular e informar este ensayo. En estos
ensayos es conveniente hacer uso de probetas del mayor diámetro posible,
él que, en ningún caso, podrá ser inferior a 50mm.
4.4.3 Resistencia a la compresión simple.
El principal objetivo de este ensayo es obtener un valor cuantitativo, de
carácter aproximado, de la resistencia a la compresión uniaxial de suelos
que poseen suficiente cohesión para permitir ensayarlos sin confinamiento
lateral. A partir de la resistencia medida es posible inferir la cohesión del
suelo.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Este ensayo da resultados seguros y confiables en suelos finos de carácter
arcilloso, con un grado de saturación próximo al 100%, cuando se pretende
cuantificar la resistencia al corte del suelo en condiciones no drenadas. Es
fundamental que la muestra que se ensaye sea homogénea y no presente
planos de debilidad. Su uso en arcillas fisuradas carece de todo sentido.
La resistencia a la compresión simple se suele utilizar como medida de la
sensibilidad de la estructura del suelo, comparando los valores obtenidos en
los estados inalterados y remoldeado para un mismo suelo. La pérdida de
resistencia entre ambos estados, expresada como el cuociente entre la
resistencia de la muestra inalterada y la remoldeada se denomina
“Sensibilidad” (St).
La norma AASHTO T 208 describe la forma de realizar el ensayo:
4.4.4 Corte directo.
El ensayo de corte directo sirve para determinar la resistencia al corte en
suelos bajo condiciones drenadas. No es posible realizar ensayos de corte
directo confiables bajo condiciones sin drenaje.
No es recomendable usar este ensayo en suelos muy densos o firmes, dado
que en éstos la falla que se desarrolla podría ser progresiva, lo que
subestimaría su resistencia al corte.
La norma AASHTO T 236 describe la forma de realizar e informar el ensayo.
4.4.5 Ensayos triaxial.
Los ensayos triaxiales se usan para estimar la resistencia al corte y para
establecer relaciones tensión-deformación de suelos bajo diferentes
condiciones de drenaje.
En líneas generales los ensayos triaxiales se pueden dividir en tres grupos:
a) Ensayos Q (sin considerar y sin drenaje)
En estos ensayos tanto la presión de confinamiento como el esfuerzo
desviador se aplican sin permitir el drenaje de la muestra. Se usan
para estimar las propiedades mecánicas de suelos relativamente
impermeables, que puedan verse sometidos a cargas o esfuerzos
aplicados en forma rápida.
b) Ensayos R (consolidado y sin drenaje).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
En estos ensayos, después de haber consolidado la muestra bajo la
presión de confinamiento, se aplica el esfuerzo desviador sin permitir
el drenaje de la muestra. Estos ensayos se realizan frecuentemente
con medida de presión de poros, lo que permite determinar presiones
efectivas, hecho que los hace muy adecuados para estimar
parámetros de corte en suelos relativamente impermeables.
c) Ensayos S (consolidación y drenado).
En estos ensayos, la muestra se consolida previamente con la presión
de confinamiento y luego se aplica el esfuerzo desviador con una
velocidad tal, que en la muestra no se desarrollen presiones de poro.
Con estos ensayos se obtienen parámetros de corte efectivos, que
representan bien la resistencia al corte de un suelo a largo plazo. Se
reservan para suelos relativamente permeables, ya que sólo en éstos
el ensayo tiene una duración aceptable. En suelos impermeables el
ensayo puede durar varios días. Es usual medir la variación de
volumen que experimenta la probeta durante el ensayo.
Los ensayos triaxiales deben ser hechos por laboratorios que dispongan del
equipo adecuado y el personal entrenando en este tipo de pruebas. Los
procedimientos de ensayos que se unen deben ajustarse a las
recomendaciones que dan las publicaciones especializadas. Se aconseja
recurrir a procedimientos como los indicados en la publicación “The Triaxial
Test” de Bishop y Henkel.
4.4.6 Expansividad.
Cada vez que se prevea que un suelo pueda ser de carácter expansivo y
dicha característica pueda tener influencia en la o las estructuras a
proyectar, deben realizarse ensayos de expansividad, los que se pueden
efectuar ajustándose a la norma AASHTO T 258. Un criterio que permite
tener una primera idea de la expansividad de un suelo se incluye en la Tabla
N° 01, que hace de los siguientes parámetros: límite líquido (Lw), índice de
plasticidad (IP) e índice de contracción (S. I. = Límite Líquido – Límite de
Contracción).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 01: Criterio de idea de Expansividad
GRADO DE EXPANSIVIDAD IP S.I. Lw
Bajo
Medio
Alto
Muy Alto
Extraordinariamente Alto
< 12
12 – 23
23 – 32
> 32
> 32
< 15
15 – 30
30 – 60
> 60
> 60
20 – 35
35 – 50
50 – 70
70 – 90
> 90
4.4.7 Permeabilidad.
Los ensayos de permeabilidad en laboratorio se reservan para estimar el
coeficiente de permeabilidad de suelos naturales muy homogéneos y de
rellenos compactados. La norma AASHTO T 215 describe un ensayo de
permeabilidad a carga constante que es aplicable a suelos granulares con
un porcentaje de fino que no supere el 10% y que, por lo tanto, son
relativamente permeables.
Para suelos más permeables es conveniente recurrir a ensayos de
permeabilidad de carga variable, los que permiten una mejor estimación del
coeficiente de permeabilidad cuando los gastos que escurren a través de la
muestra son pequeños.
También es posible determinar coeficientes de permeabilidad a partir de los
registros deformación versus tiempo, obtenidos en ensayos de
consolidación.
4.5 Cantidades de muestras
Con el objeto de precisar las cantidades de muestras que deben ser
tomadas en terreno para realizar los ensayos de laboratorio, debe recurrirse
a lo indicado en cada unas de las normas pertinentes en cuanto a dimensión
de la probeta. A manera de ejemplo, se anotan a continuación los
requerimientos de cantidades de muestra expresados en peso de suelo seco
para los ensayos más usuales (Tabla N° 02).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 02: Cantidades de muestras para ensayos
ENSAYO
PESO DE
MUESTRA
(Kg)
OBSERVACIÓN
- Granulometría
f Máximo menor que tamiz 80mm.
f Máximo menor que tamiz 25mm.
f Máximo menor que tamiz 10mm.
- Límites de Consistencia
- Densidad de Partículas Sólidas.
Fracción mayor que tamiz 5 mm.
Fracción menor que tamiz 5mm
- Proctor Modificado
- CBR
32
10
4
0.15
4
8
20
0,03
15
30
50
Fracción menor que tamiz 0,5mm.
Si f máx. = 40mm
Si f máx. = 50mm
Si f máx. = 80mm
Métodos A y C
Métodos B y D
Para suelo con tamaño máximo menor
que tamiz 20mm.
Para definir el tamaño de las muestras de suelo a tomar en terreno
destinadas a ser ensayadas en laboratorio, se deberá tener en cuenta lo que
se indica a continuación:
· Ensayos que se han programado ejecutar
· Tamaño máximas de las partículas
· Reutilización de las muestras en ensayos de compactación.
A manera informativa se anotan a continuación los tamaños de muestra
requeridos para diferentes casos en la Tabla N° 03.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 03: Tamaño de muestras requeridas
Ensayos Dimensión Observaciones
- Clasificación
- Clasificación
- Clasificación
- CBR, incluida Compactación
- Proctor
- Consolidación
- Compresión simple
35,0 kg
12,0 kg
2,0 kg
75,0 kg
50,0 kg
Cubo de 20 cm de arista
Cubo de 20 cm de arista
Tamaño máximo = 80mm
Tamaño máximo = 25mm
Tamaño máximo = 5mm
Tamaño máximo = 80mm
Tamaño máximo = 20mm
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
CAPÍTULO V: ESTUDIOS GEOLOGICOS – ESTUDIOS GEOTÉCNICOS
ESPECIALES
5.1 Canteras
En todo proyecto que considere la realización de rellenos, ya sea de
terraplenes, sub-bases y bases, y pavimentos, deberá efectuarse un estudio
de las canteras que se requieran.
Las canteras se constituyen en la fuente principal de abastecimiento de
materiales pétreos (bloques, bolones, gravas, gravillas, hormigón, arenas,
arcillas, etc). Su identificación, selección, explotación y uso serán necesarios
para la obtención de materiales para la construcción de las obras viales a
nivel nacional.
Se deberá proporcionar el valor geotécnico a las canteras con componentes
pétreos que garanticen la calidad y volumen adecuado de estos recursos
para su utilización en las redes viales, tanto de carreteras pavimentadas,
como no pavimentadas, así como su uso a nivel de conservación,
rehabilitación y mantenimiento periódico de las carreteras en el país.
5.1.1 Ubicación
Se tendrá en cuenta la ubicación de cada una de las canteras detectadas,
sobre un plano a escala apropiada y referenciada en coordenadas UTM; se
levantará un croquis con el esquema de acceso a ella.
5.1.2 Descripción
De cada una de las canteras se hará su descripción y se indicará la litología
del posible material a extraer y una valoración de las reservas estimadas. Se
comprobará si está en explotación y se indicará, en este caso, la
capacidad de producción de dicha cantera.
En el caso de ser necesaria la explotación de una cantera nueva,
detallar especialmente el acceso a las mismas, para su explotación, para
poder disponer de los accesos necesarios durante la ejecución de las obras.
5.1.3 Clasificación de las canteras
Las canteras se podrán clasificar dependiendo del material que se desea
explotar y según su origen, de esta manera tenemos:
a) Canteras aluviales.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Depósitos naturales ubicados en terrenos compuestos por suelos pétreos,
depositados por las aguas fluviales y marinas, después de haberlos
arrancado de otro lugar y transportado hasta aquel lugar donde quedaron
detenidos. Mayormente se las encuentran en los lechos de los ríos del cual
se extraen material fino, grueso, hormigón para uso constructivo.
b) Canteras de cerro.
Cantera cuya extracción se realizará por medio de voladuras y los productos
pétreos, serán usados como agregados para diferentes fases de
construcción de obras viales. Se requiere del uso de equipo especial para
chancar y/o triturar la roca y separar los diferentes tamaños de material.
5.1.4 Trabajo de campo
Definida la ubicación de la cantera se caracterizarán las zonas que serán
evaluadas para la producción de agregados, en seguida se procederá a
realizar exploraciones por medio de calicatas y trincheras a profundidades
especificadas en el apartado 2.2.3 (1) de la presente sección.
De acuerdo a la zona se deberá adaptar métodos apropiados de exploración
y explotación de las Canteras, considerando la ubicación, accesibilidad y
estabilidad del área establecida.
Se realizará un levantamiento topográfico determinándose el área de
explotación, distancia de los accesos desde el eje de la carretera hacia el
centro de la misma; procediéndose de acuerdo a las consideraciones del
Manual para el Diseño de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de
Tránsito 2008 y de las Especificaciones Técnicas Generales para
Construcción de Carreteras (EG-2000).
5.1.5 Ensayos de laboratorio
Se realizarán los ensayos previstos en las especificaciones técnicas
correspondientes, considerados en el Manual de Ensayos de Materiales
para Carreteras del MTC. Teniendo en cuenta el tipo de materiales se podrá
efectuar los siguientes ensayos:
· Análisis Granulométrico por tamizado · Contenido de Humedad natural · Límite Atterberg (LL, LP e IP) · Equivalente de Arena · Partículas chatas y alargadas
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Caras fracturadas · Durabilidad con sulfato de sodio · Ensayo Riedel Weber · Adherencia del Agregado Grueso · Sales solubles · Abrasión · Proctor modificado · Ensayo C.B.R. (California Bearing Ratio) · Peso volumétrico y peso específico. · Ensayo petrográfico macroscópico de la roca · Carga Puntual · Comprensión Simple de la Roca
El laboratorio donde se efectúe los ensayos de las muestras, deberá contar
con acreditación y Certificación de Calidad.
5.1.6 Rendimiento y cubicación
Para calcular volúmenes de explotación de las canteras, se realizará un
levantamiento topográfico con secciones cada 10 m. Se adjuntará el cálculo
de la potencia de las canteras levantadas, el cual sería el volumen bruto a
explotarse. Deberá detallarse:
· Potencia · Tipo de material granular (con bolonería, rodado, grava, grava sub
angulosa, arena limosa, arena arcillosa, etc.). · Capacidad de rendimiento de la cantera. · Disponibilidad de abastecimiento de material de acuerdo a las
exigencias técnicas de la obra. · Justificación del cálculo.
Se determinará el volumen a explotar con un resguardo mínimo del 15 por
ciento con respecto a las necesidades de obra.
5.1.7 Toma de muestras
A fin de obtener las muestras requeridas se realizarán prospecciones, con
una densidad y profundidad tales que garanticen la obtención de muestras
representativas para los ensayos, y una adecuada estimación del volumen
disponible y el rendimiento de la cantera.
Se tomarán muestras de cada material encontrado y no menos de una por
metro y medio (1,50 m) de profundidad.
La cantidad de muestra a ser extraída deberá ser lo suficiente como para
realizar todos los ensayos requeridos sin reutilizar el material.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.1.8 Método de explotación de la cantera
Las canteras deberán ser explotadas a cielo abierto; para el caso de
aquellas constituidas dentro del macizo rocoso, deberá efectuarse con
arranque de las rocas mediante trabajos de voladuras, donde los bancos
tendrán altura entre 10 a 15 m, dependiendo de las características de los
materiales, buzamiento del talud, intemperismo entre otros.
Sí la explotación se realizara en suelos, se efectuarán en varias etapas
(Bancos), la cantera simultáneamente debe adquirir la forma escalonada. Se
recomienda hacer un estudio de las características estructurales del terreno
que permitan el mejorar control de los taludes y mejorar la productividad y
seguridad del desarrollo de las actividades.
5.1.9 Características de diseño de una cantera
Las características principales para diseño del tajo de cantera deben contemplar:
· Bancos de explotación (10 a 15m de altura). · Rampas de acceso de 8% de pendiente (máxima). · Ángulo del talud de aproximadamente 53%. · Distancia promedio de acarreo 1,500 m, ya sea de cantera a
chancadora como a botadero (según geomorfología del área).
5.1.10 Informe
El informe geotécnico para la explotación de canteras deberá incluir, como
mínimo, los siguientes aspectos:
· Plano de ubicación de cantera a escala adecuada. · Datos de ubicación geográfica referidas en coordenadas UTM · Croquis a escala adecuada de la ruta de acceso más directa. · Distancia media de transporte hacia los diferentes sectores de
utilización. · Nombre de la cantera. · Tipo de explotación. · Periodo de duración de la explotación y/o vida útil. · Datos del dominio y catastro. · Detalle de las tareas necesarias de desbroce y limpieza del terreno, y
la separación de la capa orgánica. · Naturaleza y espesor de la capa orgánica de retiro prevista y su
posible utilización en alguna de las etapas constructivas. · Niveles mínimos y máximos de napas freáticas, filtraciones de
laderas y otros. · Se indicarán detalles de homogeneidad de la cantera, la clase de
material predominante, el estado del material, su grado de alteración, origen de la roca.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Informe sobre las condiciones previstas para su explotación y rendimiento estimado de los equipos. Estos datos servirán de base para el estudio de los análisis de precios unitarios correspondientes.
· Clasificación del material. · Planillas de ensayos de las mezclas y estabilizaciones estudiadas · Informe sobre el material, sus valores cualitativos adoptados para el
diseño y su aplicación prevista. · Rendimiento de la cantera y cubicación. · Fotografías actual de la cantera, calicatas y/o perforaciones. · Manifestación expresa de cumplimiento de las exigencias
medioambientales y paisajísticas.
5.2 Fuentes de agua
Las fuentes de agua son lugares puntuales con calidad y cantidad suficiente
que dotará de agua a los diversos procesos que se utilizarán en la
construcción de obras viales.
5.2.1 Ubicación
Se incluirá la ubicación de cada una de las fuentes de provisión de agua,
sobre el plano y referenciada en coordenadas UTM, se levantará un croquis
con el esquema de ubicación y su accesibilidad hacia ella.
5.2.2 Trabajo de campo
Los estudios de campo, deberán conducir al logro de fuentes de provisión de
agua, que además de cumplir con las exigencias de estándares de calidad
requeridas, provean del caudal acorde con las necesidades de la
construcción de las obras dentro de los plazos establecidos. De ser
necesario se realizará el respectivo proceso de tratamiento para su uso.
Localizadas las posibles fuentes de provisión de agua, deberán extraerse
muestras, de las cuales se realizarán ensayos de calidad de acuerdo a la
normativa vigente, verificando su aptitud para los usos previstos en la obra.
Deberá procederse de acuerdo a la Sección 905 del (EG-2000).
5.2.3 Ensayos sobre las muestras
El muestreo es el primer paso para la determinación de la calidad de una
fuente de agua, por lo cual la muestra deberá ser representativa y deberá
ser debidamente preservada, evitando sea contaminada antes de ser
ensayada.
Las muestras obtenidas serán analizadas en laboratorio y dependiendo el
uso a darse deberá practicarse como mínimo los siguientes ensayos:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Contenido de sulfatos · Contenido de cloruros · Sólidos en suspensión · Materia Orgánica · Grado de acidez del agua (pH) · Alcalinidad
Se debe tener presente los aspectos químicos del agua a fin de establecer
el grado de afectación de estos sobre el concreto, de acuerdo lo establecido
como tolerancia permitida para uso del agua en los procesos constructivos
de obras viales, indicadas en la Tabla N° 4.
Tabla N° 04: Tolerancia máxima permitida para el uso del agua en concreto
Ensayos Tolerancia Sólidos en suspensión (ppm) 5000 máx.
Materia orgánica (ppm) 3,00 máx. Alcalinidad NaHco3 (ppm) 1000 máx. Sulfatos como ión Cl (ppm) 1000 máx.
pH 5,5 a 8
De acuerdo a los resultados de los ensayos practicados a las muestras de
agua, deberá compararse con los estándares permitidos y sugerir su uso o
desestimarla, de conformidad con lo establecido en las Especificaciones
Técnicas Generales para Construcción de Carreteras (EG-2000).
5.2.4 Informe
Deberá prepararse informe individualizado, para cada fuente de provisión de
agua, que además de los datos relativos a la ubicación, ensayos y
accesibilidad hacia la fuente, deberá contener la aptitud para su utilización
en los usos previstos en la obra. Como mínimo contará con la siguiente
información:
· Ubicación de las fuentes de agua, con relación al eje de la vía en construcción.
· Se presentará un plano de fuentes de agua · El consultor deberá determinar las condiciones y ubicación de las
fuentes de agua. · Se contará con la información de las precipitaciones anuales,
mínimas relacionadas a la fuente de abastecimiento. · Distancia de fuente a la planta de mezclas. · Indicar el tipo y características del funcionamiento de la planta donde
se realizarán las mezclas correspondientes. · Resultados de las investigaciones de campo y laboratorio.
5.3 Puentes
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Para los estudios de puentes se deberá considerar el Manual de Diseño de
Puentes del MTC (2003).
En todo proyecto que se contemple la realización de puentes, se deberán
establecer las características geológicas, regionales y locales de las
diferentes unidades litoestratigráficas que tengan incidencia directa con el
proyecto y permitan determinar las características geotécnicas de los
materiales para definir el programa de exploración de campo.
Los estudios geológicos y geotécnicos para puentes deberán considerar
exploraciones y evaluaciones de campo, cuya cantidad será
determinada en base a la envergadura del proyecto; se tendrá en
consideración los siguientes aspectos:
· Revisión de información existente relacionada con la geología
regional y local disponible de la zona de interés del proyecto.
· Descripción geomorfológica.
· Descripción geológica del área de interés.
· Identificación del aspecto tectónico-estructural y caracterización de
fallas geológicas.
· Definición de las propiedades físicas y mecánicas de suelos y/o
rocas.
· Identificación de los procesos geodinámicos externos que se
manifiestan en la zona de influencia del proyecto, analizando episodios
pasados y potencial de ocurrencia.
· Se hará la recomendación de canteras y fuentes de agua para la
obra.
5.3.1 Estudios geotécnicos
El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio
incluyendo las perforaciones, cuya cantidad será determinada en base a la
envergadura del proyecto, en términos de su longitud y las condiciones del
suelo. Los estudios deberán comprender la zona de ubicación del puente,
estribos, pilares y accesos, con el propósito de obtener los parámetros de
diseño y efectuar el análisis de las condiciones de cimentación de los
apoyos del puente,
En estos estudios se deberán considerar las exploraciones directas e
indirectas, a fin de evaluar las propiedades geomecánicas de los materiales
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
de fundación, apoyados en los ensayos de laboratorio, que permitan
determinar los parámetros geotécnicos de la zona de ubicación del puente,
apoyos y accesos. Los estudios geotécnicos comprenderán:
· Ensayos de campo en suelos y/o rocas.
· Ensayos de laboratorio en muestras de suelo y/o roca extraídas de la
zona.
· Descripción de las condiciones de las condiciones geotécnicas del
subsuelo, estratigrafía e identificación de los estratos de suelo o
basamento rocoso.
· Definición de tipos y profundidades de cimentaciones adecuadas, así
como parámetros geotécnicos para el diseño del puente.
· De acuerdo a la envergadura del proyecto y al tipo de suelo, se
efectuarán perforaciones diamantinas; de ser el caso se
complementará con ensayos de refracción sísmica y excavaciones de
verificación.
· Propiedades físico mecánicas del subsuelo, en calidad y cantidad
suficiente para el cálculo de la resistencia de los materiales, con fines
del diseño de cimentación.
· Presentación de los resultados y recomendaciones sobre
especificaciones constructivas y obras de protección.
5.3.2 Exploración de campo
Las exploraciones de campo será definido por el especialista, en base a la
revisión de los estudios existentes disponibles referidos al proyecto y a la
inspección efectuada a la zona de interés. Las exploraciones deberán
realizarse mediante métodos directos y complementados por métodos
indirectos.
a) Exploración directa
Este método contempla las perforaciones diamantinas y/o las exploraciones
abiertas (calicatas, trincheras)
El muestreo continuo de este método permitirá registrar el perfil
estratigráfico del subsuelo que determinará el espesor de los estratos en
cada cambio litológico de suelos o basamento rocoso.
b) Exploración indirecta
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Este método contempla los estudios de prospecciones geofísicas
(Refracción sísmica, sondajes eléctricos verticales, georadar, etc.)
Las prospecciones geofísicas permitirán obtener la información del subsuelo
y/o basamento rocoso de manera aproximada, identificando su variación en
función de la propagación de las ondas y el grado de compacidad de los
materiales de fundación.
5.3.3 Número mínimo y profundidad de exploración
La cantidad y profundidad de las exploraciones deberán ser definidas en
función de la magnitud y complejidad del proyecto, de acuerdo a las
condiciones locales del suelo, derivados del estudio geológico e información
existente. Se podrá determinar la cantidad y tipo de exploración para cada
una de las estructuras a proyectar, pudiendo presentarse los siguientes
casos:
- Para puentes menores a 11 m. de luz entre ejes de apoyos, se deberá
efectuar exploraciones directas, mediante una perforación diamantina
en uno de los apoyos, complementado con una calicata de 3 a 5 m. de
profundidad en el otro apoyo.
- Para puentes menores a 21 m. de luz entre ejes de apoyos, se deberá
efectuar una perforación diamantina por punto de apoyo. De ser el caso
y dependiendo del conocimiento de las características del terreno, se
podrá considerar 01 perforación diamantina complementada por
exploraciones geofísicas en cada punto de apoyo.
- Para puentes con luces entre ejes de apoyo mayor a 21 m, se deberá
efectuar una perforación diamantina por punto de apoyo; deberá
tomarse en cuenta la variabilidad de las condiciones del material a lo
largo del eje del puente, de ser el caso será complementado con
prospecciones geofísicas tanto longitudinal, como transversal a los
estribos y apoyos intermedios.
Cuando el material de la zona de emplazamiento de los puntos de apoyo
está constituido por roca, la profundidad de la perforación diamantina será
definida de acuerdo a la evaluación de las propiedades geomecánicas del
macizo rocoso.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Para el caso de rocas duras aflorantes (granito, andesita, cuarcitas, calizas,
etc.), la profundidad de perforación será como mínimo de 3 m. por debajo de
la superficie hallada.
Para el caso de rocas blandas aflorantes (lutitas, limolitas, pizarras, tobas,
etc.), la profundidad de perforación será como mínimo de 10 m. Si de
acuerdo a información existente en el área de estudio, la columna
estratigráfica presentara horizontes de rocas muy blandas, la profundidad
mínima exigida de perforación será de 15 m.
Para el caso de suelos cohesivos, la profundidad mínima de perforación
será de 25 m. ó cuando a una profundidad de 12 m. al efectuarse el ensayo
de penetración estándar (SPT) este ofreciera rechazo y las condiciones
geomecánicas del material mostraran continuidad de consistencia dura, se
continuará con la perforación 6 m. por debajo de esta, para garantizar en
efecto esta continuidad.
Para el caso de suelos granulares con matriz arenosa o limosa, la
profundidad mínima de perforación será de 5 m. por debajo del nivel de
socavación.
5.3.4 Ensayos de campo
Los ensayos de campo serán realizados para obtener los parámetros de
resistencia y deformación de los suelos o rocas de fundación, así como el
perfil estratigráfico, mediante perforaciones y/o excavaciones abiertas,
realizadas en función de la longitud de los puentes y el número de apoyos.
Los métodos de ensayos realizados en campo deben estar claramente
referidos a prácticas establecidas y normas técnicas especializadas
relacionadas con los ensayos respectivos. Para cada caso en particular, de
acuerdo a las características de los materiales se optar por los siguientes
ensayos:
a) Ensayos en suelos:
- Ensayo de Penetración Estándar (SPT)
- Ensayo de Cono Estático (CPT)
- Ensayo de Veleta de Campo
- Ensayo de Presurometría
- Ensayo de Placa Estático
- Ensayo de Permeabilidad
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Ensayo de Refracción Sísmica
b) Ensayos en rocas:
- Ensayo de Compresión Uniaxial en Roca débil
- Determinación de la Resistencia al Corte Directo, en
discontinuidades de roca
- Ensayo de Carga en Placa Flexible
- Ensayo de Carga en Placa Rígida
- Ensayo con el Método de Fracturamiento Hidráulico
5.3.5 Ensayos de laboratorio
Los ensayos de laboratorio serán realizados conforme a normas técnicas
especializadas relacionadas con los ensayos respectivos.
Dependiendo de cada caso particular se efectuarán los ensayos que sean
aplicables según el tipo de material, entre lo que se considera los siguientes:
a) Ensayos en suelos:
- Contenido de humedad.
- Gravedad específica.
- Distribución granulométrica.
- Límite Líquido y Límite Plástico.
- Ensayo de corte directo.
- Ensayo de compresión no-confinada.
- Ensayo triaxial no consolidado - no drenado.
- Ensayo triaxial consolidado - no drenado.
- Ensayo de consolidación.
- Ensayo de permeabilidad.
- Ensayo de Proctor Modificado y CBR
b) Ensayos en rocas:
- Determinación del módulo elástico
- Ensayo de compresión triaxial
- Ensayo de compresión no confinada
- Ensayo de resistencia a la rotura
- Determinación Petrográfica Macroscópica
5.3.6 Interrelación con los estudios hidrológicos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
En caso de puentes sobre cursos de agua, la información sobre la
geomorfología y las condiciones del subsuelo del cauce y alrededores son
complementarias, con aquella obtenida de los estudios hidrológicos. El
diseño de los elementos de la subestructura se realizará tomando en cuenta
además la influencia de la socavación y la subpresión en el diseño. El nivel
de cimentación deberá estar por debajo de la profundidad de socavación
máxima estimada.
5.3.7 Contenido del informe
Los estudios deberán ser documentados mediante un informe que contendrá
como mínimo lo siguiente:
- Estudio geológico con los respectivos planos, indicando la
ubicación de las perforaciones.
- Exploración geotécnica, con la descripción de las perforaciones,
ensayos de campo y de laboratorio realizados. Se indicarán las
normas de referencia usadas para la ejecución de los ensayos.
Los resultados de las perforaciones efectuadas deberán ser
presentados con descripciones precisas de los estratos de suelo
y/o basamento rocoso, así como su clasificación y propiedades
físicas; se indicarán además el nivel freático hallado y los
resultados de ensayos de campo practicados.
- Descripción precisa en los registros de perforación de los estratos
de suelos y/o basamento rocoso, determinando su clasificación y
propiedades físicas, indicando el nivel freático y cota del terreno.
- A partir de los resultados de ensayos de campo y de laboratorio
practicados, para el caso de suelos, como mínimo se deberán
establecer los siguientes parámetros: peso volumétrico,
resistencia al corte, compresibilidad, potencial de expansión o de
colapso y potencial de licuación; para el caso de rocas se deberán
establecer: dureza, compacidad, resistencia al intemperismo,
índice de calidad y resistencia a la compresión.
- Tipos y profundidades de cimentación recomendadas.
- Normas de referencia establecidas para los ensayos.
- Canteras para materiales de construcción y fuentes de agua,
detallando las características de los mismos.
- Zonas de deslizamientos, huaycos y aluviones pasados.
- Conclusiones y recomendaciones.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.4 Obras de arte
El estudio geotécnico de toda obra de arte, de mediana a gran importancia,
debe realizarse apoyándose en una exploración de subsuperficie adecuada.
La programación de la exploración dependerá del tipo de obra que se
estudie y el suelo que la soportará. Cada obra debe ser analizada por
separado.
La exploración debe cubrir la totalidad del espesor de suelo que se verá
afectado por la obra. Para ello suele recurrirse a la realización de calicatas
y/o perforaciones, de los que se extraen muestras para análisis de
laboratorio o se realizan ensayos in-situ. Es usual considerar que la
investigación alcance una profundidad de 1,5 veces el ancho de fundación,
medido desde el nivel de apoyo de la fundación.
El informe geotécnico que se realice para cada obra de arte, debe entregar
todos los antecedentes geotécnicos necesarios para el proyecto estructural
de la obra. Como mínimo debe incluirse la cota de fundación, presiones de
contacto admisibles entre suelo y fundación, asentamientos probables del
subsuelo comprometido, empujes sobre estructuras enterradas, etc.
5.5 Taludes
El estudio geotécnico de taludes deberá contemplar al detalle la geología,
geomorfología, geodinámica externa, sismicidad, zonificación en términos de
riesgo, análisis de estabilidad de taludes, también se incluirán ensayos de
campo y laboratorio y presentación de alternativas de solución para la
estabilización de los taludes.
5.5.1 Ocurrencia de fenómenos presentes en los taludes
Estos fenómenos ocurren de muchas maneras y existe cierto grado de
incertidumbre en su predicción. Sin embargo, conocer antecedentes en el
área de interés constituye un buen punto de partida para la detección y
evaluación de su potencialidad en el futuro, debiendo reconocerse los
siguientes fenómenos:
- Deslizamientos.
- Derrumbes.
- Avalanchas.
- Flujo de escombros (huaycos).
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Movimiento de flujo (solifluxión y reptación).
5.5.2 Factores que influencian en la estabilidad de los taludes
Se tendrá presente la influencia de los siguientes factores:
a) Geología del área de interés.
Se considerará la geomorfología, las estructuraras (concentración de
fracturas), litología y la estratigrafía. Se pondrá de relieve los, como
también áreas de concentración de drenaje y filtración:
b) Topografía y estabilidad.
Se contemplarán las características topográficas, curvas de nivel
onduladas y movimientos menores o irregularidades en zonas de
pendientes empinadas.
c) Efecto de La resistencia del suelo y la pendiente del talud
Se determinará el comportamiento de suelos granulares y cohesivos,
mediante ensayos.
d) Climáticos.
Elementos que se consideran de importancia como: temperatura,
precipitaciones fluviales, zonas frígidas y semiáridas, tropicales.
e) Erosión
Factor que genera desestabilidad al pie de los taludes
f) Licuefacción debido a acciones sísmicas
Los parámetros más relevantes a tener en cuenta en la evaluación del
potencial de licuefacción serán: la granulometría (tamaño, gradación y
forma de granos) y la densidad relativa del suelo.
5.5.3 Caracterización del talud mediante ensayos
Para su caracterización se deberá establecer las siguientes fases; en la
primera fase se debe recopilar la información disponible (oral y escrita); la
segunda fase corresponde a trabajos de campo, ejecutándose ensayos
in-situ y la tercera fase consistirá en efectuar trabajos de laboratorio. Se
caracterizarán los taludes mediante:
a) Ensayos de campo:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Prueba de penetración estándar - SPT.
- Prueba de penetraci6n de cono- CPT.
b) Ensayos de laboratorio, donde se incluirán al menos:
- Ensayos de clasificación.
- Granulometría por tamizado.
- Límites de Atterberg.
- Peso unitario.
- Gravedad específica.
c) Ensayo de resistencia.
Mediante ensayos no drenados con y sin confinamiento en cámara
Triaxial; para el caso de suelos granulares se realizará la resistencia
drenada y ensayo de corte directo.
d) Muestreo:
- Se realizarán con muestreadores de penetración percusiva:
cuchara partida como la del SPT.
- Muestreadores de penetración por presión aplicada: muestreador
de pistón y el tubo Shelby.
- Muestreadores de penetración rotacional: tales como el tubo doble
Dennison.
e) Ensayos de refracción sísmica.
Los perfiles de refracción sísmica suelen ser, en algunos casos, una
herramienta valiosa en este tipo de estudios de los taludes; permite
extrapolar una exploración hecha en base a calicatas y perforaciones,
dando una idea de carácter cualitativo de las dificultades de excavación
que pueda presentar el suelo o roca del talud.
f) Instrumentación.
Se investigará ciertas características de los suelos mediante:
- Inclinómetros: para establecer la posición de la superficie de la
falla
- Piezómetros: usado para medir la presión de agua intersticial que
hay en un determinado nivel del subsuelo.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.5.4 Evaluación de la estabilidad de taludes
De comprobar que existe riesgo de estabilidad en un determinado talud, se
deberá buscar la mejor solución y considerar principalmente aspectos de
costo. Existen tres grandes grupos de soluciones para lograr la estabilidad
de un talud.
a) Aumentar la resistencia del suelo.
Solución en la que se aplicará drenaje al suelo para bajar el nivel freático o
se inyectará substancias para aumentar la resistencia del suelo, tales como
el cemento u otro conglomerante.
b) Disminuir los esfuerzos actuantes en el talud.
Mediante el cambio de la geometría del talud a través del corte parcial de
este a un ángulo menor.
c) Aumentar los esfuerzos de confinamiento (σ3) del talud.
Se podrá lograr la estabilización de un talud mediante obras como los
muros de gravedad, las pantallas atirantadas o las bermas hechas del
mismo suelo.
Existen métodos para analizar la estabilidad de los taludes, estos podrán ser
clasificados en dos grandes grupos: método de cálculo en deformaciones y
método de equilibrio límite.
En método de cálculo para deformaciones, deberá estudiarse aplicando el
método de los elementos finitos u otros métodos numéricos.
Para el caso del método del equilibrio límite, pueden clasificar a su vez en
dos grupos: métodos exactos y métodos no exactos.
d) Métodos exactos.
Este método proporciona una solución exacta del problema. Esto sólo es
posible en taludes de geometría sencilla, como por ejemplo la rotura planar y
la rotura por cuñas.
e) Métodos no exactos.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Se pueden considerar los métodos de las dovelas o rebanadas, que
consideran a la masa deslizante dividida en una serie de fajas verticales.
Los métodos de las dovelas o rebanas pueden clasificarse en dos grupos:
f) Métodos aproximados, pudiéndose usar los siguientes: Fellenius,
Janbu y Bishop simplificado.
g) Métodos precisos o completos, pudiéndole usar los siguientes:
Morgenstern-Price, Spercer y Bishop riguroso.
5.5.5 Soluciones para la estabilidad de taludes
Para controlar o corregir un deslizamiento, se debe tomar las siguientes
mediadas: geométricas, de drenaje, estructurales y otras.
a) Cambio de la geometría.
Solución contemplada mediante la disminución de la pendiente (Figura N°
01) a un ángulo menor, la reducción de la altura (especialmente en suelos
con comportamiento cohesivo) y la colocación de material el pie del talud.
b) Drenaje.
La presencia de agua es el principal factor de inestabilidad en la gran
mayoría de las pendientes de suelo o de rocas con mediano a alto grado de
meteorización. Por lo tanto, se han establecido diversos tipos de drenaje
con diferentes objetivos (Figura N° 2). Los tipos de drenaje más usados para
estabilizar taludes son:
· Drenajes sub horizontales.
Método efectivo para mejorar la estabilidad de taludes inestables o
fallados.
· Drenajes verticales.
Se utilizarán para drenar las aguas en estratos impermeables, que
atraviesen completamente y conduzcan el agua por gravedad hasta el
estrato más permeable, aliviando el exceso de presión de los poros a través
de su estructura.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 02.- Estabilización mediante sistemas de drenaje
· Drenajes transversales o interceptores.
Se colocarán en la superficie del talud para proporcionar una salida del
agua que pueda infiltrarse en la estructura del talud, pudiéndose ubicar a
diferentes alturas del perfil del talud para drenar los flujos a un colector.
· Drenajes de contrafuerte:
Solución a través de zanjas verticales de 30 a 60 cm de ancho en la
dirección de la pendiente del talud, rellenarlas con material granular
altamente permeable y con un alto ángulo de fricci6n (>35°). La profundidad
alcanzada deberá ser mayor que la profundidad a la que se encuentra
la superficie de falla para lograr el aumento de la resistencia del suelo.
c) Soluciones Estructurales
Como soluciones para la estabilidad de taludes se podrán usar las
siguientes:
· Muros de gravedad
La estabilidad de taludes se podrá realizar mediante muro de gravedad
como los que indican a continuación:
- Muros en concreto ciclópeo
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Las soluciones de este tipo son antieconómicas porque el material
de construcción se usa solamente por su peso muerto.
- Muros en concreto armado
Es una solución más económica porque el material de relleno aporta
la mayor parte del peso muerto requerido.
- Muros en gaviones.
Estos muros además de ser comparativamente económicos, tienen
la ventaja de tolerar grandes deformaciones sin perder resistencia,
además de permitir el paso de agua a través del mismo.
- Muros de mampostería y otros
Estructuras de contención formadas por enrocado suelto (muros
secos), muros de tierra estabilizada mecánicamente (sistema de
tierra reforzada o tierra armada).
· Pantallas:
Solución consistente de una malla metálica sobre la cual se proyecta
concreto (shotcrete) recubriendo toda la cara del talud. Es común
"atirantar" esta corteza de concreto armado mediante anclajes que
atraviesan completamente la superficie de falla para posteriormente ser
tensados y ejercer un empuje activo en dirección opuesta al movimiento
de la masa de suelo.
· Pernos o anclajes en las rocas.
Solución usada para estabilizar taludes de rocas con discontinuidades
que buzan a favor de la pendiente del talud.
· Hincado de pilotes de concreto simple o armado.
Se usará cuando el basamento sea resistente, capaz de soportar la masa
del suelo en movimiento.
d) Otras soluciones.
Para la estabilización de taludes pueden ser consideradas soluciones
biotécnicas, las que serán planteadas como resultado del estudio
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
geotécnico; contemplándose el diseño de capas de vegetación o mantas con
semillas (biomantas).
Finalmente, cuando el fenómeno es incontrolable, se recomienda efectuar
variantes del trazo de la carretera.
Las Figuras de 03 a 12 ilustran diversas formas de tratamiento para la
estabilización de taludes y protección de la plataforma de la carretera, donde
se presentan secciones, perfiles y gráficos típicos de muros de concreto
ciclópeo, muros de sostenimiento de mampostería de piedra, entre otros,
expuestos en el Manual para Diseño de Carreteras Pavimentadas de Bajo
Volumen de Tránsito del MTC.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 03.- Corte y relleno en ladera empinada
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 04.- Opciones de diseño de secciones típicas
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 05.- Sección transversal y taludes típicos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 06.- Canteras de préstamo natural
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 07.- Muros de sostenimiento de mampostería en piedra
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 08 Sección típica de terraplén en terreno plano
Figura N° 09.- Sección típica de terraplén a media ladera
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 10.- Muros de sostenimiento de concreto ciclópeo
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 11.- Tipos de muros de sostenimiento usuales
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.5.6 Corte y relleno de taludes
Los estudios geotécnicos de taludes en obras viales, establecerán zonas
corte y de relleno, con el propósito de lograr un ancho adecuado de la vía.
Dependiendo del tipo de materiales donde se realizarán las excavaciones y
las dificultades que éstos presentarán, propiedades mecánicas de los suelos
o rocas conformantes de los taludes del corte, se podrán definir la pendiente
que éstos deberán tener.
a) Taludes de corte
Se deberán identificarán los taludes críticos o susceptibles de inestabilidad.
Para determinar la inclinación de los taludes se hará uso de la relación de
dimensiones H : V de diseño, en base los parámetros obtenidos de los
ensayos y los cálculos efectuados; se podrá también establecer la
inclinación del talud en base al comportamiento de los taludes de corte in -
situ, y/o ejecutados en rocas o suelos de naturaleza con características
geológicas, geotécnicas similares, que se mantienen estables ante
condiciones ambientales semejantes.
Figura N° 12.- Explanación de tierra armada.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 05: Parámetros para taludes de corte
CLASE DE TERRENO TALUD (V:H)
H < 5 5 < H < 10 H > 10 Roca fija 10:1 (*) (*) Roca suelta 6:1 – 4:1 (*) (*) Conglomerados cementados 4:1 (*) (*) Suelos consolidados compactados
4:1 (*) (*)
Conglomerados comunes 3:1 (*) (*) Tierra compacta 2:1 – 1:1 (*) (*) Tierra suelta 1:1 (*) (*) Arenas sueltas 2:1 (*) (*)
Zonas blandas con abundante arcilla o zonas
1:2 hasta 1:3 (*) (*)
(*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad
Para los taludes de corte, podrán utilizarse de modo referencial, las
relaciones que adoptará el talud, mediante la Tabla N° 05, cuyos parámetros
son considerados apropiados para la clase del terreno existente en la zona
de estudio.
b) Taludes de relleno
Los taludes de relleno estarán en función de los materiales empleados para
su ejecución, pudiendo utilizarse como inclinación de dichos taludes los datos
presentados de manera referencial, en la Tabla N° 06.
Tabla N° 06: Parámetros para taludes de relleno
MATERIALES TALUDES (V:H)
H < 5 5 < H < 10 H > 10 Enrocado 10:1 (*) (*) Suelos diversos compactados (mayoría de suelos)
10:1.5 (*) (*)
Arena compactada 1:2 (*) (*) (*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad
El propósito de los estudios geológicos y geotécnicos es diseñar taludes
adecuados en sectores inestables con soluciones apropiadas, donde el
proyectista evaluará y definirá dichas alternativas de acuerdo a la magnitud
del proyecto y al tipo de vía a proyectar.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
5.6 Túneles
5.6.1 Aspectos Generales
Los túneles viales son conductos subterráneos construidos con el propósito
que el tránsito vehicular pueda superar con mayor facilidad áreas de relieve
especialmente abrupto. Son obras de uso público que normalmente
disponen de un importante equipamiento complementario destinado a
garantizar la seguridad de los usuarios.
La ejecución de proyectos de túneles carreteros hoy en día va teniendo gran
importancia, en concordancia con el desarrollo del país y los avances de la
tecnología en el mundo en construcciones de obras de viabilidad asociadas
a la tunelería, apoyándose en la mecánica de rocas y suelos, así como de la
geología aplicada a la ingeniería.
a) Clasificación de túneles
Para los efectos de clasificar un túnel se establecerán los siguientes criterios
generales:
· Según su ubicación se clasificarán en:
- Rurales: aquellos ubicados fuera del entorno urbano, destinados a
atravesar obstáculos físicos como montañas o cuerpos de agua.
- Urbanos: aquellos que se emplazan dentro de los límites de una
ciudad.
b) Según características constructivas
Pueden ser definidos como:
- Túneles en roca
- Túneles en suelo
- Túneles falsos
- Trincheras cubiertas
- Cobertizos
· Según clima y altitud
Es de especial importancia la ubicación geográfica, fundamentalmente
la altitud en donde se ubique la obra y el clima del sector.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Según flujo vehicular.
Deberá considerarse las condiciones de tránsito medio diario anual, tipo
de vehículos que circulen y la longitud del túnel, según las
características del camino.
5.6.2 Estudio de ingeniería básica
Para el diseño de un túnel, será importante tener presente estudios de
ingeniería básica con las investigaciones geológicas y geotécnicas, a partir
de los cuales habrá un criterio diferente para la investigación de cada etapa
de diseño.
a) Reconocimiento topográfico.
En la actualidad, además de los métodos tradicionales, para la localización
de un túnel, se emplean la fotografía aérea y la modelación digital del
terreno, así como los modelos de elevaciones. En estos casos siempre es
necesario un reconocimiento detallado previo. Los levantamientos estarán
apoyados mediante instrumentaciones topográficas de tecnología moderna.
b) Reconocimiento geológico.
En esta parte se deberá realizar una investigación geológica general y de
detalle.
· Investigación geológica general.
Esta investigación, deberá incluir la información siguiente:
- Recolección y evaluación de toda la información disponible
- Estudio Fotogeológico
- Geomorfología
- Unidades geológicas mayores
- Disposiciones estructurales
- Análisis de zonas de riesgos geológicos
- Redes de drenaje
- Estructuras mayores
- Zonas de alteración
· Investigación geológica de detalle.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Basado en el informe de la etapa se decidirá la necesidad de realizar las
siguientes investigaciones:
- Estudios fotogeológicos
- Investigación del terreno.
Esta investigación normalmente debe incluir la siguiente
información:
- Tipos de rocas y suelos
- Contacto entre unidades geológicas
- Discontinuidades (fallas, diaclasas)
- Hidrogeología
- Lineamientos
- Riesgos(deslizamientos, otros)
- Grado y profundidad de meteorización
- Materiales de canteras, tipos y volúmenes
La escala de levantamiento geológico dependerá de la longitud del
túnel, complejidad geológica, altura de sobrecarga y otros factores.
c) Geotecnia de túneles y prospecciones
Se procederá a efectuar las investigaciones del terreno en el área del
proyecto. Estas investigaciones serán dirigidas y evaluadas por
profesionales especializados y experiencia comprobada, para asegurar el
máximo resultado de ellas.
Las prospecciones corresponderán básicamente a las definidas de acuerdo
a los estudios geológicos de superficie. Las principales prospecciones son
las que se efectúan con métodos tales como: perforaciones, calicatas y
prospecciones geofísicas
· Perforaciones
Las perforaciones requeridos para evaluar un túnel serán localizados de
acuerdo a los estudios geológicos y básicamente tendrán como objetivo
definir espesores y características de sobrecarga y calidad geotécnica
del macizo rocoso. Los sondajes tendrán por lo menos las siguientes
características:
- Recuperación continua de testigos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Diámetro mínimo NQ
- Longitud tal que pase 5 m. bajo la cota de rasante del túnel
proyectado
- Ejecución de pruebas de permeabilidad.
- Medición de RQD.
- Estimación de resistencia a la compresión.
- Estimación de grado de meteorización.
Las perforaciones deberán ser ejecutadas y procesadas de acuerdo a la
NTP.
· Calicatas
Las calicatas se realizarán para el reconocimiento geológico-geotécnico
de los sectores de zonas de préstamo, y tendrán profundidades
variables entre 2 a 5 m. Se hará una descripción estratigráfica de ellas
y un registro fotográfico de sus paredes. En algunos casos se
ejecutarán ensayos geotécnicos in-situ, o bien, se obtendrán muestras
para ensayos en laboratorio.
· Prospecciones geofísicas
Esta técnica corresponde principalmente a la sísmica de refracción, la
cual será usada para el estudio de interpretación de las condiciones por
debajo de la superficie, en el desarrollo de un proyecto de túnel. De ser
posible esta técnica deberá realizarse como una herramienta previa a la
ejecución de perforaciones.
Adicionalmente, pueden considerarse otras prospecciones geofísicas
como sondeos eléctricos verticales, que se apliquen a problemas
geológicos específicos.
d) Hidrogeología
· Para diseño de túneles
Para el diseño de un túnel deberá considerarse los aspectos hidrogeológicos
de la excavación a desarrollar. Su importancia es mayor en aquellas obras
localizadas sobre el nivel freático del área, o bien, expuestas a bajas
temperaturas debido a la altura en la que se encuentra el proyecto. Así
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
mismo, es importante determinar las condiciones de túneles bajo ríos o
glaciares.
Deberá realizarse estudios hidrogeológicos acompañados de un análisis de
la hidrología de la zona del proyecto, para identificar las condiciones
hidrogeológicas del área.
El conocimiento de la hidrogeología debe así mismo obtenerse de estudio
de sectores aledaños o en todo caso de obras paralelas. Debe considerarse
el análisis de vertientes y cursos de agua. La caracterización de los
acuíferos y la localización de los niveles de agua subterránea permitirán
definir la estrategia de construcción, entregando al contratista valores de
infiltraciones esperables durante la construcción y dando al proyectista el
valor de caudal necesario de evacuar durante la operación del túnel por el
sistema de drenaje que se proyecte.
· Para diseño de taludes
En los taludes de carretera los principales causantes de inestabilidad es la gravedad, el grado de saturación y los cambios de temperatura que son controlados por los materiales, el ambiente climático y la geología estructural del área. Siendo la mayor causante el nivel del agua freática
Cuyas soluciones pueden determinarse por medio de varios métodos, tales como: perforaciones, resistividad eléctrica y ensayos de laboratorio, y que de acuerdo a cada falla debe seleccionarse y ejecutar un tipo particular reconocimiento oportuno al propósito.
· Cortes en otras regiones
Las fallas de taludes en regiones de sierra y frígidas generalmente ocurren intensas lluvias, por escorrentía del deshielo y/o avalanchas; para ello deben reconocerse los lugares donde se han generado las avalanchas, deben definirse las condiciones del agua superficial y agua freático durante la estación de deshielo, para reflejar estos detalles en el diseño.
Así mismo las fallas de los taludes de relleno ocurren más frecuentemente en suelos cohesivos que en suelos arenosos, y que su causa es la disminución de la resistencia en el contenido de la humedad, la erosión y la ocurrencia de presiones de poros debido a la heterogeneidad en la compactación y materiales. Para reducir en número de fallas es importante realizar el trabajo en “capas horizontales delgadas y compactadas”, donde primero se tiende una capa horizontal delgada para facilidad de drenaje del agua de lluvia. La capa luego se compacta para reducir su coeficiente de permeabilidad; para
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
taludes grandes es importante emplear una estructura de relleno capaz de drenar completamente el agua de infiltración (instalación de capa horizontal de drenaje, etc.) y ejecutar drenaje temporal durante el trabajo de excavación. En un talud grande es preferible prevenir la erosión, protegiendo el talud con vegetación o geotextil comenzando desde la parte terminada del talud, siguiendo por etapas. Durante la ejecución del trabajo se requiere encontrar el lugar donde se concentre el agua en la superficie, en base a los elementos horizontales y verticales, realizando las correcciones de los detalles de diseño. Las condiciones de acabado del talud deben investigarse durante la construcción. Cualquier porción de la superficie del talud que está sujeta al agua de infiltración y de lluvia es susceptible de colapso, debe ser parcialmente reforzada. En muchos casos los suelos y las condiciones del agua de infiltración no son uniforme en el talud, de modo que deben seleccionarse método de construcción razonable y ser aplicados a estas condiciones. En este caso los esquemas de drenaje del agua de infiltración en taludes de relleno deben considerarse. Los taludes con agua de infiltración deben reforzarse con estructuras, sistemas de vegetación y/o colocado de geotextiles de protección de taludes.
Para diseño de taludes en regiones de selva los parámetros hidrogeológicos debe contemplarse en base a la relación de la proporcionalidad de los taludes y debe tenerse en cuenta los factores endógenos para la ejecución de estructuras adecuadas para soportar los incrementos de caudales.
e) Análisis de riesgos geológicos
El estudio de fotografías aéreas en combinación con planos topográficos,
generará un detallado conocimiento de los riesgos geológicos naturales que
existen en el área del túnel como de los accesos.
El estudio fotogeológico permitirán definir preliminarmente los tipos de
riesgos geológicos relacionadas al área del proyecto.
Los principales factores de riesgo que deben ser analizados, son los que se
indican a continuación:
· Inundaciones
Podrán ser originadas por de crecidas de cauces naturales, avalanchas,
represamientos y otros.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
· Deslizamientos
Incluye los deslizamientos, desprendimientos reptaciones, flujo de detritos
y flujo de barro corridos en las cercanías del proyecto.
· Aludes o avalanchas
Deberán definirse las avalanchas pasadas, su extensión, procedencia y
capacidad de ocurrencia en el mismo sitio o del entorno.
· Volcanismo
En estos casos particulares, se deberá indicar la distribución de los
centros volcánicos cercanos a la obra proyectada, cuando estos se
encuentren en un radio aproximado menor a 50 Km. del proyecto.
· Sismicidad
Se deberán proporcionar un plano indicando la localización de los sismos
ocurridos en un radio mínimo de 100 Km del área del proyecto. Se
entregará información de localización, profundidad y magnitud de cada
evento sísmico registrado.
f) Catastro de propiedades mineras
Este estudio además deberá incluir un plano actualizado del catastro de
propiedades mineras vigente en el área. Se considerará en el estudio la
siguiente información:
- Propiedades mineras, información que será obtenida del Ministerio
de Energía y Minas.
- Datos del propietario de la concesión, petitorio o prospecto minero.
- Fecha de petición de la propiedad.
Este estudio debe ser ejecutado por un especialista en el tema y su
presentación debe estar actualizada.
5.6.3 Consideraciones de diseño para túneles
A partir de los resultados obtenidos en la ingeniería básica y los ensayos de
laboratorio efectuado sobre los testigos de rocas recuperadas se establecen
los criterios de diseño estructural.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
a) Clasificación geotécnica
Todos los estudios geológicos se orientarán a la evaluación geotécnica de
los macizos rocosos donde se planificará la excavación subterránea;
teniendo por finalidad establecer lo siguiente:
- Método de construcción
- Tiempos involucrados
- Sostenimiento requeridos
La evaluación geotécnica se realiza aplicando algunas de las clasificaciones
geomecánicas actualmente en uso (métodos de Bieniawski – Barton y
otros), los que contemplan múltiples variables del macizo rocoso de difícil
cuantificación.
Las clasificaciones geomecánicas permiten evaluar el comportamiento
geomecánico de los macizos rocosos, estimando los parámetros
geotécnicos de diseño y el tipo de sostenimiento de un túnel.
Se podrán considerar las clasificaciones de Bieniawski, Terzagui, Kauffer,
Deer y Barton. Las dos últimas proporcionan procedimientos cuantitativos
aplicables a los sistemas de sostenimiento y de construcción de túneles.
Dichos métodos parten de la combinación de alguno de los siguientes
parámetros del macizo rocoso:
- Resistencia del material rocoso
- RQD
- Espaciado de discontinuidades
- Orientación de discontinuidades
- Condiciones de las discontinuidades (continuidad, separación,
rugosidad, meteorización y relleno).
- Estructuras geológicas y fallas individualizadas
- Infiltración
- Estado tensional
La utilización generalizada de las clasificaciones geomecánicas se debe a
las evidentes ventajas, tanto por su facilidad de aplicación, como por la
sencillez de la obtención de los parámetros que intervienen.
No pueden aplicarse a formaciones geológicas, tales como rocas salinas,
evaporitas, rocas demasiados karstificadas.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
b) Clasificación geomecánica RMR
Desarrollada por Bieniawki, permite relacionar índices de calidad con los
parámetros de diseño y sostenimiento. Esta clasificación tiene en cuenta los
siguientes parámetros geomecánicos:
- Resistencia uniaxial de la roca.
- Grado de fracturación en términos de RQD.
- Espaciamiento de las discontinuidades.
- Condiciones de las discontinuidades.
- Condiciones hidrogeológicas.
- Orientación de las discontinuidades respecto de la excavación.
La incidencia de este parámetro en el comportamiento de la excavación se
expresa por medio de un índice de calidad denominado RMR con valores
variables de 0 a 100.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 07: Clasificación Geomecánica de Bieniawski, Parámetros de Clasificación
1
Resistencia de
roca
sana
Ensayo de
carga
puntual
(MPa)
> 10
4 -10
2 – 4
1 - 2
En valores bajo se prefiere
ensayos a compresión
uniaxial
Compresión
simple
(MPa)
> 250
100-259
50-100
25-50
5 -25
1-5
< 1
Valoración 15 12 7 4 2 1 0
2
RQD
90-100
75-90
50-75
25-50
< 25
Valoración 20 17 13 6 3
3
Separación entre diaclasas (m)
> 2
0.6-2
0.2-0.6
0.06-.02
< 0.06
Valoración 20 15 10 8 5
4
Estado de las diaclasas
Muy rugosas
discontinuas sin
separaciones borde
sanos y duros
Ligeramente rugosas
abertura
< 1mm bordes
duros
Ligeramente rugosas
abertura < 1mm borde
blandos
Espejos d´
falla o con
relleno < 5mm
abiertas 1-5mm
diaclasas
continuas
Relleno blando > 5mm o
abertura > 5mm
diaclasas continuas
Valoración 30 25 20 10 0
5
Agua
freática
Caudal por 10 m de
túnel (l/min)
Nulo
< 10
10-25
25-125
> 125
Relación presión
agua tensión Principal
mayor
0
0.0-0.1
0.1-0.2
0.2-0,5
> 0.5
Estado
general
Seco Ligeramente húmedo
Húmedo goteos Flujos
Valoración 15 10 7 4 0
El significado geotécnico se presenta mediante las Tablas N° 07: (A), (B), (C) y
(D), donde se indica la estabilidad expresa como tiempo estimado de auto soporte
para determinada longitud de excavación, la cohesión y el razonamiento interno.
Tabla N° 07 (A): Corrección por la orientación de las diaclasas
Direccion y buzamiento Muy
favorable Favorable Media Desfavorable
Muy
desfavorable
Variación
para
Túneles 0 -2 -5 -10 -12
Cimentaciones 0 -2 -7 -15 -25
Taludes 0 -5 -25 -50 -60
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 07 (B): Orientación de las diaclasas
Dirección perpendicular al eje del túnel
Dirección paralela al eje del
túnel
buzamiento
0º - 20º
Cualquier
dirección Excavación a favor de
buzamiento Excavación contra buzamiento
Buz. 45º - 90º
Buz. 20º-
45º
Buz. 45º-
90º
Buz. 20 º- 45º
Buz. 45º - 90º
Buz. 20º-
45º
Muy favorable
Favorable
Medio
Desfavorable
Muy
desfavorable
Media Desfavorable
Tabla N° 07 (C): Clasificación de las rocas CLASE I II III IV V
Calidad
Muy buena
Buena
Media
Media
Muy mala
Valoración
100 - 81
80 – 61
60 - 41
40 – 21
< 20
Tabla N° 07 (D): Características geotécnicas CLASE I II III IV V
TIEMPO DE
MANTENIMIENTO
ESTIMADO Y LONGITUD
10 años con 5
metros de vano
6 meses con
8 metros de
vano
1 semana con
5 metros de
vano
10 horas con
2.5 metros de
vano
30 min. Con un
metro de vano
COHESIÓN (k Pa) > 400 300 – 400 200 – 300 100 – 200 < 100
ANGULO DE
ROSAMIENTO
> 45º 35º - 45º 25º a 35º 15º a 25º 15º
c) Sistema Q
Desarrollada por Barton, constituye un sistema de clasificación de macizos
que permite establecer sistemas de sostenimientos para túneles y cavernas.
El sistema Q está basado en una evaluación numérica de seis parámetros
que definen el índice representado por la siguiente expresión:
Q = RQD x Jn x Jw
Jn Ja SRF
Donde:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
RQD : Rock Quality Designation, obtenida de los sondajes
Jn : Indice de diaclasas que indica la cuantía de la fracturación.
Jr : Indice de rugosidad
Ja : Índice de alteración que indica la alteración de las juntas
Jw : Coeficiente reductor por la presencia del agua
SRF : Stress Reduction Factor, es un coeficiente que tiene en
cuenta la influencia del estado tensional en el macizo
rocoso.
Los tres grupos formados con estos parámetros son:
El rango de variación de los parámetros es el siguiente:
RQD : entre 0 y 100
Jn : entre 0.5 y 20
Jr : entre 0.5 y 4
Ja : entre 075 y 20
Jw : entre 0.05 y 1
SRF : entre 0.5 y 20
El índice Q varía entre 0.001 y 1000, ofreciendo una clasificación cualitativa
(Tabla N° 08) y una valoración (Tabla N° 09): (A), (B) y (C).
h) Representa el tamaño de los bloques = RQD
Jn
i) Representa la resistencia al corte de los bloques = Jr
Ja
j) Representa la influencia del estado tensional = Jw
SRF
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 08: Clasificación cualitativa
VALOR DE Q CLASIFICACIÓN
Entre 0.001 y 0.01
Entre 0.01 y 0.1
Entre 0.1 y 1
Entre 1 y 4
Entre 4 y 10
Entre 10 y 40
Entre 40 y 100
Entre 100 y 400
Entre 400 y 1000
Roca excepcionalmente mala
Roca extremadamente mala
Roca muy mala
Roca mala
Roca media
Roca buena
Roca muy buena
Roca extremadamente buena
Roca excepcionalmente buena
Tabla N° 08 (A): Estimación de parámetros que intervienen en el índice Q
Tabla N° 08 (B): Estimación de parámetros que intervienen en el índice Q
INDICE DIACLASADO
Jn (*) VALOR
INDICE DE RUGOSIDAD
Jr VALOR
Roca masiva
Una familia de diaclasas
Id. Con otras diaclasas ocasionales
Dos familias de diaclasas
Id con otras diaclasas ocasionales
Tres familias de diaclasas
Id. Con otras diaclasas ocasionales
Cuatro o más familias, roca muy fracturada
Roca triturada
0.5 – 1.0
2
3
4
5
9
12
15
20
Diaclasas rellenas
Diaclasas limpias (*)
- Discontinuidades
- Onduladas, rugosas
- Onduladas, lisas
- Planas, rugosas
- Planas, lisas
Lisas o espejos de fallas
- Onduladas
- Plana
1
4
3
2
1.5
1.0
1.5
0.5
(*) En portales 2 x Jn (*) O cuyas caras entran en
contacto bajo la solicitación
INDICE DE ALTERACIÓN Ja VALOR
COEFICIENTE REDUCTOR POR LA
PRESENCIA DE AGUA
Jw
VALOR
PRESIÓN
DE AGUA
(kg/cm2)
Diaclasas de paredes sanas
Ligera alteración
Alteraciones arcillosas
Con detritus arenosos
Con detritus arcillosos
preconsolidados
Id. Poco consolidado
Id expansivo
Milonitas de roca y arcilla
Milonitas de arcilla limosa
Milonitas arcillosas gruesas
0.75 – 1.0
2.0
4.0
4.0
6.0
8.0
8 – 12
6 – 12
5
10 – 20
Excavaciones secas o con < 5 1/ min
localmente
Afluencia media con lavado de
algunas diaclasas
Afluencia importante por diaclasas
limpias
Idem con lavadas de diaclasas
Afluencia excepcional inicial,
decreciente con el tiempo
Idem mantenida en el tiempo
1
0.66
0.5
0.33
0.2 – 0.1
0.1–0.05
< 1
1 - 2.5
2.5 – 10
2.5 – 10
> 10
> 10
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 08 (C): Estimación de parámetros que intervienen en el índice
PARÁMETRO SRF VALOR
Zonas débiles:
Multitud de zonas débiles o milonitas
Zonas débiles aisladas, con arcilla o roca descompuesta (cobertura < 50m)
Idem con cobertura > 50 m
Abundantes Zonas débiles en roca competente
Zonas débiles aisladas en roca competente (cobertura < 50 m)
Idem con cobertura > 50 m
Terreno en bloques muy fracturado
Roca competente:
Pequeña cobertura
Cobertura media
Gran cobertura
Terreno expansivo:
Con presión de hinchamiento moderado
Con presión de hinchamiento alta
10.0
5.0
2.0
7.5
5.0
2.5
5.0
2.5
1.0
0.5 – 2.0
5 – 10
10 – 15
d) Correlación entre los índices RMR y Q
Se han propuesto distintas correlaciones empíricas para RMR y Q
(Tabla N° 09) Estudios probabilísticos establecen una relación según la
expresión:
RMR = 8.5 Ln Q + 35
Tabla N° 09: Equivalencia aproximada de las clasificaciones
CLASES
RMR
VALORES
RMR
CLASES
Q
VALORES
Q
I
II
III
IV
V
90 + 10 Muy buena
70 + 10 Buena
50 + 10 regular
30 + 10 Mala
10 + muy mala
Extremadamente buena
Buena a muy buena
Muy mala a buena
Extremadamente mala
Excepcionalmente mala
> 200
20 – 200
0.3 – 20
0.003 – 0.3
< 0.003
e) Estimación del sostenimiento a partir de las clasificaciones geomecánicas
El sostenimiento de una excavación subterránea podrá ser estimado
utilizando las clasificaciones geomecánicas, considerando las siguientes
limitaciones:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- No se cuantifica el factor de seguridad.
- Diferentes parámetros pueden dar lugar al mismo índice RMR o Q,
procedentes de casos que precisaron distintos sostenimientos.
- Es conveniente estudiar el sostenimiento del túnel en función de la
clasificación elegida.
f) Presiones sobre el revestimiento
Uno de los parámetros básicos para el diseño de un túnel es la carga o
presión transmitida por el macizo rocoso hacia los elementos de
sostenimiento. Para su evaluación pueden aplicarse los índices de
clasificación geomecánicas que han sido relacionados con la presión sobre
el revestimiento de una excavación. Los métodos más utilizados son:
Clasificación de Terzaghi, Índice RMR e Índice Q.
· Clasificación de Terzaghi
Desarrollada para evaluar la carga de rocas sobre el revestimiento,
especialmente sobre cerchas y hormigones. Su principal campo de
aplicación es en túnel de tamaño medio, del orden de 8 metros de ancho o
menor. No se debe aplicar en terrenos de comportamiento plástico y no es
recomendable para sistemas de sostenimiento modernos como hormigón
proyectado y pernos.
La distribución de carga para el dimensionado del sostenimiento es la
siguiente:
- Presión uniforme vertical sobre la bóveda: Pm = ᵧ.Hr
- Presión uniforme sobre los muros: Ph > 0.3 Pm
- Presión uniforme sobre la solera, en su caso: Ps > 0. 5 Pm
Donde:
ᵧ = Densidad de la roca.
Hr = Carga de roca (m) deducida de la (Tabla N° 10), con B y H
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 10: Cargas para dimensionar el sostenimiento: Clasificación de Terzagui.
Clase Terreno Tipo de terreno
Carga de roca Hr (m) Observaciones
Inicial Final
1
2
3
4
5
6
Roca
Roca
Roca
Roca
Roca
Roca
Dura y sana
Dura;
estratificada o
esquistosa.
Masiva;
moderadamente
diaclasada.
Moderadamente
fracturada;
bloques y lajas
Muy fracturada
Completamente
fracturada, pero
sin meteorizar
-
-
-
-
0 a 0.6
(B+H)
_
-
0 a .05 B
0 a 2.5 B
0.25B a 0.35
(B+H)
(0.35 a1.1)
(B+H)
1.1 (B+H)
Revestimiento solo hay
caídas de bloques
Depende de
buzamiento. Caída de
bloques probable
Caída de bloques
probable, empuje
lateral si hay estratos
inclinados.
Necesita estabilización
rápida. Empuje lateral
pequeño
Entibación inmediata.
Empuje lateral
pequeño.
Entibación continua.
Empuje lateral
considerable
6`
6”
Grava o
arena
Densa
Suelta
(0.54 a
1.2) (B+H)
(.094 a
1.2) (B+H)
(0.62 a
1.38) (B+H)
(1.08 a1.38)
(B+H)
Los valores más altos
corresponden a
grandes deformaciones
que aflojan el terreno
Empuje lateral:
Ph = 0.3 ᵧ (Hr.w.0.5)
7
8
Suelo
cohesivo
Profundidad
moderada
Profundidad
grande
(1.1 a 2.1)
(B+H)
(2.1 a 4.5)
(B+H)
Fuerte empuje lateral.
En libación continua
con cierre en la base
9 Suelo o
Roca
expansiva
Expansivo Hasta 90 m.
sea cual sea
(H+B)
Entibación continua y
circular y deformable
en casos extremos.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Observaciones:
B = Ancho del túnel
H = Alto del túnel
Expresiones válidas para profundidades mayor que 1.5 (B+H)
En las clases: 4, 5, 6, 6` y 6”, reducir la carga a la mitad por encima del nivel
freático.
· Índice RMR
La carga sobre el sostenimiento podrá estimarse según la expresión:
P = 100 – RMR . ᵧ . B = ᵧ . ht
100
Donde:
ht = 100 – RMR . B
100
Siendo:
RMR = Rock Mass Rating
ht = Altura de la carga de rocas (m)
B = Ancho del túnel (m)
ᵧ = Densidad de la roca (kg/m3)
· Índice Q
La presión en la clave en Kg/m2 (Pr) está dado por:
Pr = 2 . Jn1/2
. Q1/3
3 . Jr
Donde:
Pr = Presión en la clave
Jn = Índice de diaclasamiento que indica la cuantía de la fracturación
Q = Índice de Borton
Jr = Índice de rugosidad
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Para tres familias de discontinuidades (Jn = 9) la expresión anterior sería:
Pr = 2 . Q1/3
Jr
Fig. N° 13.- Presiones sobre el sostenimiento (Barton)
La presión sobre los muros se obtiene con la misma expresión utilizada para
la clave, pero modificándole valor de Q, por considerar que en los muros la
presión (en rocas a partir de una cierta calidad) es menor que en la clave.
Por esta razón para poder aplicar la misma expresión, se considera una
mejora ficticia de la calidad de la roca a efectos del cálculo.
La modificación de Q se hace de la siguiente forma:
Para Q > 10 se emplea el valor de 5Q
Para 0.1 < Q < 10 se emplea valor de 2.5Q
Para Q < 0.1 se emplea el valor Q
Esta fórmula se representa gráficamente en la (Fig. N° 13), en función a Q y
Jr, estando dentro de la zona achurada los casos utilizados para la
elaboración del estudio.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
g) Estimación de la longitud de avance sin soporte
A partir del índice RMR (Fig. N° 13), se presenta la longitud de avance sin
soporte y el tiempo de permanencia sin soporte (Fig. N° 14). Para ello de
procederá con los siguientes pasos, por ejemplo un RMR de 60:
Fig. N° 14.- Relación entre longitudes de tramos de túneles y tiempos de permanencia estable
sin soporte (Bieniawski)
- Longitud de excavación auto soportante (longitud de avance) = 2 m
(intersección de RMR = 60 con límite inferior y lectura en longitud
libre).
- Máxima luz = 12m. (intersección con una curva del límite superior, a
partir de la cual se produce el colapso).
- Tiempo de permanencia sin soporte para un avance de 6 m y 25 días
(intersección de 6 m con RMR = 60 y lecturas en tiempos).
h) Sostenimiento estimado a partir de RMR
La Tabla N° 11 presentada, indica los sostenimientos propuestos por
Biniaswki, en función al índice RMR.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 11: Sostenimientos propuestos por Bieniawski, aplicada a túneles de sección en
herradura.
CLASE
ROCA
RMR
EXCAVACIÓN
(avance mínimo)
SOSTENIMIENTO PRIMARIO
PERNOS (longitudes,
túneles de 10m de luz)
HORMIGON
PROYECTADO
CERCHAS
I
81 - 100
A sección completa
Avances de 3 m
Innecesario, salvo algún perno ocasional
II
61 - 80
Plena sección avances
de 1 – 1.5m
Apernado local en
bóveda, con longitudes de
2-3m y separación de 2-
2.5m, eventualmente con
malla
5 cm en bóveda
para
impermeabilización.
No
III
41 - 40
Galería en la clave.
Avance de 1.5 a 3m en
la galería
Apernado sistemático de
3-4m con separaciones de
1.5 a 2m en bóveda y
muros. Malla en bóveda
5 a 10 com en la
bóveda y 3 cm en
muros.
No
IV
21 - 40
Galería en la clave.
Avances de 1 a 1.5m
en la galería.
Apernado sistemático de
4-5m con separaciones de
1 a 1.5m en bóveda y
muros. Uso de malla.
10-15 cm en
bóveda, 10 cm en
muros. Aplicación
según avanza la
excavación
Entibación
ligera
ocasional.
Con
separaciones
de 1.5- 1.0m
V
< 20
Galerías múltiples.
Avances de 0.5-1m en
la galería de clave.
Apernado sistemático de
5-6 m con separaciones
de 1-1.5m en bóveda y
muros uso de malla
15-20 cm en
bóveda, 15 cm en
muros y 5 cm en el
frente. Aplicación
inmediata después
de cada voladura
Cerchas
separadas
0.75 – 1.0m
con blindaje
de chapas, y
cerradas en
piso
(eventual).
i) Fortificaciones y Sostenimientos Estimados a partir de Q
· Criterios empíricos
Se definen diversos tipos de sostenimientos, que constituyen el criterio
básico del sostenimiento dado por índice Q (Figura N° 14).
De = _ B_
ESR
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Donde:
B = Diámetro, ancho o alto del túnel (m)
ESR = (Excavación Support Ratio), parámetro que depende del tipo de
excavación, cuyos valores se indican en la (Tabla N° 12).
En los casos de túneles sin sostenimiento, observaron que en ninguno de
ellos había más de tres familias de fracturas, estando estas inalteradas y en
excavaciones secas.
En los túneles en los que se coloque un sostenimiento provisional, el tipo a
elegir para el definitivo se obtendrá considerando un aumento de Q y ESR,
con lo que se obtendrá un tipo de sostenimiento menor que si no existiese
el provisional. Los valores que utilizarán en caso de existir sostenimiento
provisional, son:
Para Q, el valor 5 Q
Para ESR, el valor 1.5 ESR
Tabla N° 12: Valores ESR para distintos tipos de excavación Tipo de excavación ESR Nº DE CASOS
A Minas abiertas temporalmente, etc
B Pozos verticales
1) Sección circular
2) Sección rectangular
C Minas abiertas permanentemente, túneles
hidroeléctricos, túneles pilotos y galería de
avance para grandes excavaciones
D Cavernas de almacenamiento, plantas de
tratamiento de aguas, túneles pequeños de
carretera y ferrocarril, túneles de acceso
E Centrales eléctricas subterráneas, túneles
grandes de carretera y ferrocarril, cavernas de
defensa civil, intersecciones.
F Centrales nucleares subterráneas, estaciones
de ferrocarril, pabellones deportivos y de
servicio, etc.
3 – 5
2.5
2.0
1.6
1.3
1.0
0.8
2
83
25
73
2
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Índice de calidad del túnel (Q) Figura N° 15.- Zona del Grafico Sostenimiento Recomendado
Zona “A” Sostenimiento no requerido
Zona “B” Pernos puntuales a 1.5 - 3 m
Zona “C” Pernos instalados sistemáticamente a 1.0 - 1.5 m
Zona “D” Pernos y Shotcrete, Pernos a 1 m
Zona “E” Pernos y Shotcrete con Fibras, Pernos a 0.5 - 1.0 m
Zona “F” Arcos de Acero, Shotcrete con Fibras > 15 cm, Pernos 0.5 – 1.0 m
Zona “G” Arcos de Acero y Concreto
· Sostenimiento de hormigón
Se calcula el espesor de este a partir de la siguiente expresión:
t = P . R
σc
Donde:
t = Espesor del hormigón revestimiento (cm)
P = Presión aplicada (Kg/cm2)
R = Radio interior del revestimiento (cm)
σc = Resistencia a compresión del hormigón (kg/cm2)
· Pernos
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
El espaciado se calcula a partir de de la presión y la carga de trabajo en
cada perno.
Bóveda: L = 2 + 0.15B
ESR
Muros: L = 2 + 0.15H
ESR
Donde:
L = Longitud después del perno (m)
B = Ancho de excavación (m)
H = Altura de excavación (m)
ESR = Parámetro que depende del tipo de excavación, ver Tabla N° 13
- Reglas prácticas para el dimensionamiento de los pernos
Longitud mínima de perno (L):
L > 2 . espaciado perno
L > 3 . ancho crítico de cuñas potencialmente inestables
Para luces menores de 6 m:
L > 1.5 luz
Para luces de 18 a 30 m:
L > 0.25 luz
Para luces de 6 a 18 m:
L interpolar entre 3 y 5 m de longitud.
Para luces mayores de 18 m:
L en muros = 1/5 . altura de la excavación
Máximo espaciado de pernos (S)
S > 1.5 L
S > 1.5 ancho crítico de cuñas inestables
Mínimo espaciado de pernos
S > 0.9m
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
La orientación de los pernos depende de la disposición de las cuñas
inestables. En el caso de sostenimientos puntuales la orientación de los
pernos depende de la disposición de los planos de las discontinuidades. Se
procurará conseguir un cocido lo más regular posible, cuando sea ésta la
función de los pernos. La longitud de los pernos para ajuste sistemático
depende de la siguiente ecuación:
L = 1.4 + 0.184 x B
Donde:
L = Es la longitud de los pernos
B = Alto o ancho de la excavación
ESR = Excavación support ratio
Ejemplo.
Un túnel carretero en condiciones normales de construcción tendrá un ESR
de 1, mientras que un túnel en condiciones de agua tendrá un ESR de 1.6.
· Hormigón proyectado.
No se indica una expresión para el cálculo del espesor de éste. Se
considera que en pequeñas capas (3-5cm) su función es evitar la alteración
de la roca, especialmente en las fracturas.
El hormigón proyectado como elemento soportante definitivo se considera
para una obra vial en espesores mínimos de 10 cm. Este factor corresponde
a la sumatoria de los espesores puestos durante las etapas de construcción
y de instalación de soporte definitivo.
Para un mejor resultado de soporte puede considerarse el uso de hormigón
proyectado mezclado con fibra de acero o juntos a malla electro soldada. El
uso de los diferentes sistemas será definido de acuerdo a las condiciones
geotécnicas del macizo rocoso.
5.6.4 Portales de excavación y excavaciones exteriores
Se define como portal de excavación el sector de los extremos de la obra
subterránea; es decir, entrada y salida de un túnel durante su etapa de
excavación (Figura N° 15). En este sector se suele diseñar una estructura
exterior especial que se desarrolla al inicio o término de la excavación
subterránea. Denominándose esta estructura túnel falso.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Figura N° 16.- Partes básicas de un portal
Básicamente, un portal plantea dos problemas. Por un lado, es necesario
analizar la estabilidad de los taludes a ejecutar para penetra suficientemente
en la ladera y comenzar a excavar el túnel con suficiente seguridad. Por otro
lado, es necesario resolver la construcción del túnel en sus primeras fases.
5.6.5 Túneles falsos
Su propósito puntual corresponde a diseñar una zona de protección y
contención en el sector de acceso, así como generar una sección
arquitectónica acorde con el entorno que lo rodea.
En forma general esta estructura lleva un recubrimiento de tierra que sirve
de amortiguador al impacto de bloques o deslizamientos que eventualmente
se produzcan en el corte de acceso al área tanto lateral como frontalmente.
Esta estructura deberá ser adecuada al terreno y su forma interior
corresponderá exactamente a la forma interior del túnel, no existiendo
diferencia entre ambas.
Se requerirá de diseños armónicos, coherentes y adecuados al medio
exterior. Todo diseño de este tipo de estructura deberá ser ejecutada por
arquitectos especialistas y deben ser evaluados desde el punto de vista
ecológico y de impacto ambiental. Los requerimientos que debe cumplir el
túnel falso.
Adecuada transición entre una estructura artificial y el medio natural. Diseño
tal que proteja a personas y vehículos de eventos tales como caídas de
rocas, agua, hielo, etc.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
El camino exterior del portal, en ambos extremos, debe tener una pista
lateral adicional al lado derecho, o salida, que actúe como pista de
seguridad y permita el estacionamiento de vehículos que presenten algún
grado de dificultad mecánica, permitiendo así el tráfico libre y seguro.
Esta pista debe tener un ancho de 4 m. y un desarrollo de 150 m. Sólo en
condiciones especiales se podrá obviar esta condición de diseño.
5.6.6 Trincheras cubiertas
Las trincheras cubiertas corresponden a túneles, en general de carácter
urbano, que son excavados como un corte abierto o trinchera en donde se
funda una obra de concreto que corresponde al túnel y que luego se cubre
restituyendo el nivel del terreno superficial. El diseño debe considerar los
aspectos básicos de fundación sobre un terreno normalmente conformado
por suelos y debe considerar la carga tanto lateral como superior de los
rellenos con que deberá cubrir la obra.
Durante los trabajos de construcción un elemento importante es evitar
riesgos que corresponde al diseño de las excavaciones, las cuales deberán
ser suficientemente estables para ejecutar la obra y evitar de esta manera el
colapso de paredes que ocasionen daños en propiedades o vías laterales.
Para tal propósito el diseño podrás considerar tablaestacas, taludes
protegidos u otros métodos. Adicionalmente, se deben considerar
saneamientos superficiales para eventuales aguas de lluvias u otras que
puedan fluir hacia los taludes saturándolos y contribuyendo a su colapso.
5.6.7 Control de infiltraciones
El estudio hidrogeológico deberá anticipar las condiciones de infiltraciones
que se encontrarán durante la construcción de la obra y su posterior
operación.
Se deberá establecer un método de control de infiltraciones para evitar el
descubrimiento directo sobre las pistas de rodadura. Para esto el proyectista
deberá diseñar métodos de control de infiltraciones y su posterior
saneamiento o evacuación.
El control de infiltraciones puede efectuarse mediante revestimientos
impermeables, ya sea a la vista o dentro del concreto de revestimiento. Así
mismo puede considerarse tomas directas de chorros específicos a fin de
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
ser conducidas por medio de tuberías o canaletas de drenaje y la aplicación
de geotextiles.
El control de las infiltraciones se realizará por medio de drenajes o canaletas
laterales ya sea a ambos lados del túnel o en un solo lado. Estos sistemas
pueden ser cubiertos por una acera o enterrados y deben ser
dimensionados para los caudales que resulten de un estudio de evaluación
hidrogeológica.
Las zanjas de drenaje tendrán un mínimo de 0.5 m de profundidad y un
ancho de 0.5 m en la base. Usualmente una zanja de drenaje continua, en
un costado del túnel es suficiente como obra de control.
5.6.8 Revestimiento
Este revestimiento corresponde al diseño final de las paredes del túnel
proyectado. Este diseño final debe estar definido en forma anticipada a la
obra y su concepto de acabado estará de acuerdo a aspectos de estética y
arquitectura especial que se quiera dar a la obra.
Este criterio se deberá establecer al inicio del proyecto, considerando su
impacto en el sostenimiento que se aplicará en la fase de construcción, dado
que este puede ser parte del revestimiento final.
5.7 Geotextiles.
Material de gran importancia con propiedades para solucionar dificultades
geotécnicas, que podrá usarse en construcción de obras viales, vinculados
con la permeabilidad, drenaje, estabilidad, control permanente de erosión,
defensas temporales en control de finos, en pavimentación para atenuar la
reflexión de grietas, refuerzo de suelos y otros, cuyas características y
procedimiento se hallan expresadas en el EG-2000 del MTC.
Se recomiendan los geotextiles tejidos para el control de sedimentos, por
ejemplo cortinas de retención, para estabilizar caminos, etc. Estos
geotextiles no deben usarse en el drenaje de sub suelos y en control de
erosión.
Los geotextiles no tejidos se utilizarán para el drenaje de sub suelos y para
el control de la erosión, como para la estabilización de terraplenes y taludes
en suelos húmedos y/o saturados.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Los geotextiles usados en los trabajos especificados en este apartado
deberán cumplir los requerimientos que se presentan en la Tabla N° 13-1.
Tabla N° 13-1: Geotextiles Requerimientos de Supervivencia Propiedad
Ensayo
Unid
Requerimiento Geotextil (MARV)* Clase 1 Clase 2 Clase 3
E <50% E >50% E <50% E >50% E <50% E >50% Resistencia grab
ASTM D4632
N 1400 900 1100 700 800 500
Resistencia al rasgado trapezoidal
ASTM D4533
N 500 350 400 250 300 180
Resistencia al punzonamiento
ASTM D4833
N 500 350 400 250 300 180
Resistencia “Burst”
ASTM D3786
Kpa 3500 1700 2700 1300 2100 950
Resistencia a la costura
ASTM D4632
N 12600 810 990 630 720 450
* Newton (Kg.m/s2). (1) El valor mínimo promedio por rollo(“Minimun Average Roll Value (MARV)” (2) La elongación < 50% hace referencia a los geotextiles tejidos, medida según ensayo (ASTM D-4632) (3) La elongación > 50% hace referencia a los geotextiles no tejidos, medida según ensayo (ASTM D-4632) (4) El valor (VMPR) para la resistencia al rasgado trapezoidal de los geotextiles tejidos monofilamento es de 250 N.
5.7.1 Función de los geotextiles
Actualmente, puede encontrarse diversa gama de geotextiles, en función de sus propiedades, características y necesidad pueden ser utilizados para cumplir las siguientes tareas:
a) Geotextiles usados para separación
Esta especificación implica separar la mezcla entre los suelos de subrasante y agregados o materiales seleccionados para conformar sub bases, bases, los que se colocaran sobre el geotextil de acuerdo a un espesor de diseño y valores de compactación establecidos, en los sitios señalados por los planos del proyecto o los indicados por el Ente Contratante. Las propiedades del geotextil para la separación deben estar en función de la gradación del material granular, de las condiciones geomecánicas del suelo de subrasante y de las cargas impuestas durante la ejecución de los trabajos, permitiendo en todo momento el libre paso del agua. Para esta especificación deben emplearse geotextiles Tejidos y/o No cuyas características deben cumplir las propiedades mecánicas e hidráulicas y ensayos ASTM referidas en la Tabla N° 13-2.
Tabla N° 13-2: Geotextiles para Separación - Requerimiento Propiedad Ensayo Unid. Requerimiento (MARV)**
Clase de geotextil - - Clase 2 de la Tabla 13-1 Permitividad ASTM D4491 Seg-1 0.02 Abertura aparente ASTM D4751 Mm 0.60 Resistencia retenida ASTM D4355 % 50% después de 500 horas en exposic. ** kiloPascal (N/m2)
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Para evitar la mezcla de materiales debe soportar las cargas estáticas y dinámicas del material de aporte y del tráfico durante su colocación, así como también la retención de finos.
b) Criterios de aplicación del geotextil en la función de separación:
- El geotextil crea una barrera permeable entre suelos de distinta
composición y textura. De manera que estos materiales diferentes
quedan separados por lo cual conservan inalterables sus
propiedades hidráulicas y mecánicas, mientras puede fluir el agua a
través de los mismos.
- Debe elegirse un geotextil resistente a posibles daños mecánicos
durante su colocación, si el material se desgarra o se rompe pierde
su función de separación, debe ser resistente a la tracción y al
punzonamiento.
- El geotextil de separación es llamado anticontaminante y debe
retener las partículas finas de cierta granulometría sometida a carga
estática o dinámica.
- La durabilidad del geotextil es de fundamental importancia de
acuerdo al terreno donde se coloca.
En general los geotextiles usados en tierra reforzada deberán cumplir lo establecido en la Tabla N°13-3.
Se pueden considerar dos tipos de refuerzos:
- Refuerzo en la tracción, eliminando las fuerzas de vuelco. Por ej.: en muros de contención, por intercalación del geotextil hacia el interior del muro.
- Estabilización del suelo mediante confinamiento de partículas evacuando por supresión el agua contenida.
En esta función de refuerzo deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:
- Curva de deformación - Resistencia mecánica a la tracción, punzonamiento y desgarro - Fluencia, fatiga y fricción contra el terreno. Además ayuda a
mejorar la calidad de soporte del suelo.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 13-3: Requisitos para Refuerzo Propiedad Ensayo Unidad Requerimiento
Clase de geotextil - - Clase 1 de la tabla 13-1 Permitividad ASTM D4491 Seg-1 0.05 Abertura aparente* ASTM D4751 mm 0.43 Resistencia UV ASTM D4355 % 50% después de 500 horas de
exposición
c) Geotextiles usados para filtración y subdrenaje
Las características del geotextil para el cumplimiento de esta función deben reunir propiedades de retención de un material de ciertas partículas sometidas a fuerzas hidrodinámicas al tiempo que permita el pasaje de fluidos. La función de filtro deberá garantizar su estabilidad hidráulica.
Así mismo debe retener las partículas de grano fino del suelo, evitando el desarrollo de la presión de poros intersticiales en la masa del suelo en consideración, de acuerdo a los requerimientos del diseño. Los geotextiles usados para filtración y sub drenaje deberán cumplir lo establecido en la Tabla N° 13-4. · Criterios a aplicar el geotextil en la función de Filtración:
El geotextil se coloca entre el suelo y el material drenante, siempre que cumpla con ciertos requisitos de retención de partículas y de permeabilidad, se debe tener presente los siguientes criterios:
- El material geotextil filtra las partículas del suelo permitiendo así que el
agua llegue al sistema de drenaje.
- El tamaño de los poros es un parámetro importante ya que el geotextil
filtrante se elige por su abertura de filtración y por su permisividad.
- La permeabilidad del geotextil debe ser mayor que la propia
permeabilidad del terreno que deberá filtrar. Su lámina filtrante debe
retener finos ya que de lo contrario una estructura de ingeniería
hidráulica puede llegar a colapsar. Además el geotextil debe tener un
diseño tal que impida la acumulación de finos a fin de evitar la
colmatación del sistema por la granulometría del suelo.
- Debe ser un material resistente a la perforación, a la acción de
productos químicos ya la putrefacción.
En el caso de impermeabilización, los traslapos de los rollos no se colocarán
sino que se unirán por medio de ligantes.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N° 13-4: Geotextiles para Sub Drenaje
Propiedad
Ensayo
Unidad
Requerimiento (MAVR)**
Porcentaje de suelo a retener que pasa la malla 0.075min (N° 200)
< 15 15 – 50 > 50
Clase de geotextil - - Clase 2 de la 13- 1 Permitividad ASTM D4491 Seg - 1 0.5 0.2 0.1 Abertura aparente ASTM D4751 Mm 0.43 0.25 0.22 Resistencia retenida UV ASTM D4355 % 50% después de 500 horas de exposición
d) Geotextiles usados para protección
Para esta actividad el geotextil, debe estar diseñado para que el sistema geotécnico no sea deteriorado. Debiendo colocarse de una forma tal que no produzcan daños mecánicos de abrasión y/o punzonamiento tanto al geotextil como a la infraestructura vial que se desea proteger.
En esta función de protección deben tenerse en consideración los siguientes aspectos:
- Resistencia al punzonamiento - Perforación dinámica por caída libre de cono - Espesor (efecto colchón para protección de la geomembrana)
Para ello al menos deberán cumplir los requerimientos mostrados en la Tabla N° 13-5
Tabla N° 13-5: Geotextiles para control permanente de erosión (protección)-
Requerimiento
Propiedad
Ensayo
Unid
Requerimiento (MARV)** Porcentaje de suelo a retener que pasa la malla 0.075min. (N° 200)
< 15 15 - 50 > 50
Clase de geotextil - - · Tejidos de
monofilamento - - Clase 2 de la tabla N° 13-1
· Los otros geotextiles - - Clase 1 de la tabla N° 13-1 Permitividad ASTM D4491 seg-1 0.7 0.2 0.1 Abertura aparente (AOS)* ASTM D4751 mm 0.43 0.25 0.22 Resistencia retenida UV ASTM D4355 % 70% después de 500 horas de exposición
e) Geotextiles usados para Pavimentos
Para aplicación de geotextiles en contacto con capas de concreto asfáltico, para disminuir la posibilidad de grietas en refuerzo de pavimentos antiguos, se deberán cumplir los requerimientos que se muestran en la Tabla 13- 6.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Tabla N°13- 6: Geotextil para pavimentación (MARV*)
Propiedad Ensayo Unidad Requerimiento Resistencia Grab. ASTM D4632 N 450 450 Masa por unidad de área ASTM D776 gm/m 2 140 Deformación última ASTM D4632 % 350 Retención asfalto Texas DOT ítem 3099 l/m2 Certificación del fabricante Punto de fusión ASTM D276 °C 150
* MARV = Promedio-2 (Desviación Estándar). No se permite el uso de valores típicos o promedios.
f) Geotextiles usados para defensas temporales
Los geotextiles que se use temporalmente durante construcción para proteger los causes naturales y las obras de drenaje de materiales finos transportados por agua de escorrentía, deberán cumplir los requisitos expresado en la Tabla N° 13-7
Tabla N°13-7: Geotextiles usados en defensas temporales-Requerimientos
Propiedad
Ensayo
Unidad
Requerimiento (MARV)* Defensa soportad
a
Defensa no soportada
E > = 50% E < 50% Espaciamiento máximo entre postes
- m 1.20 1.20 2.00
Resistencia grab. ASTM D4632 N · En la dirección de
máquina - N 400 550
· En la dirección transversal
- N 400 450
Permitividad ASTM D4632 seg-1 0.05 Abertura aparente ASMT D4632 Mm 0.60 Resistencia retenida ASTM D4632 % 70% después de 500 horas de
exposición
g) Geotextiles usados para estabilización
Cuando se usen geotextiles para estabilizar materiales, fundamentalmente para incrementar su resistencia al corte y a la deformación, deberán cumplir como mínimo los requerimientos que que se muestran en la tabla N° 13-4
h) Geotextiles usados en control permanente de erosión
Los geotextiles usados directamente para control de erosión superficial e indirectamente, bajo enrocados de protección (tipo rip – rap), debe cumplir los requerimientos que se muestran en la Tabla N° 13-5.
Los límites por cumplir en cada una de las funciones dependerán del uso previsto del geotextil y estarán definidos en las respectivas especificaciones y en los planos de cada proyecto.
5.7.2 Aplicaciones de los geotextiles
Los geotextiles podrán aplicarse en las tareas siguientes:
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
a) Vías
En la construcción de vías pavimentadas y no pavimentadas, los geotextiles mejoran la capacidad portante del terreno, al permitir una mejor distribución de las cargas producidas por el tráfico. Actúan como separador entre la sub-base y la sub rasante evitando el ascenso de finos debido a cargas repetitivas, debiendo identificarse las bondades de cada geotextiles.
- Permiten la construcción de vías sobre suelos blandos y saturados. - Crean una condición drenada en el relleno mejorando las propiedades
de resistencia del material. - Disminuyen los espesores iniciales de la base y sub-base. - Actúan como filtro impidiendo el arrastre del material durante el flujo del
agua. - Logran un mejor confinamiento de los agregados. - Mejoran la superficie de rodadura. - Evitan el desarrollo de baches o hundimientos. - Incrementan la vida útil del pavimento. - Reducen el programa de mantenimiento de la vía.
b) Repavimentación
El elevado grado de saturación en ciertos tramos de construcción de las vías, es la causa principal del deterioro de los pavimentos. Para ello debe colocarse el geotextil entre la capa vieja y la capa nueva del asfalto, actuando como una barrera impermeable que impide la infiltración del agua a la sub-estructura del pavimento. Con la aplicación del geotextil se lograra:
- Retardar la propagación de grietas del pavimento antiguo a la nueva
superficie. - Mejoran las condiciones de estabilidad del pavimento.
c) Sub drenes
Los Geotextiles a utilizarse deben cumplir la función de separadores permeables en la construcción de sistemas de drenaje. Permiten el paso del agua filtrando los materiales finos y evitando la formación de cavernas debido a la erosión. Con el uso de geotextil para estas aplicaciones se logra:
- No requieren la conformación de suelos con gradación determinada
para filtro. - Evitan la colmatación del sistema de drenaje. - Aumentan los rendimientos de la construcción. - Incrementar la vida útil de las estructuras de drenaje. - Muros de contención. - Los geotextiles cumplen una función de refuerzo. Permitiendo la
estabilidad de taludes con pendientes más inclinadas - Disminuyen el costo total de la obra comparativamente con técnicas
convencionales.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- Reducen el tiempo de construcción. - No requieren de mano de obra especializada para su construcción.
d) Tratamiento de muros
Para la aplicación de tratamiento de muros de contención, con el fin de resguardar y mejorar las condiciones de fundación del mismo se logra:
- Evitar filtraciones en los perfiles de los ríos. - Disipan la presión hidrostática contra el muro de ampliación de
plataforma de carreteras. - Evitan la contaminación del material de relleno con el suelo natural.
En fin el campo de aplicación de los geotextiles es bastante amplio que de acuerdo a la capacidad portante del terreno también puede utilizarse en: Terraplenes, Gaviones, en ferrocarriles, etc.
5.7.3 Ventajas en el uso de los geotextiles
Por su versatilidad y comodidad, los geotextiles presentan una serie de ventajas, frente a otras estructuras, los cuales son las causas del espectacular incremento de su empleo, destacando las siguientes:
- Facilidad de puesta en obra. - Permiten ahorros de tiempo de ejecución. - Posibilitan soluciones geotécnicas y medioambientales correctas. - Ofrece muchas variantes y posibilidad de uso. - Aumenta la vida útil del pavimento. - Disminuye los costos de mantenimiento. - Presentan una alternativa más económica comparada con métodos
constructivos tradicionales. - Son versátiles, flexibles, resistentes y se adaptan a las irregularidades
de las superficies y condiciones del clima donde se colocan. - Son de fácil manejo y no requieren de personal y equipo especializado
para su instalación.
5.7.4 Lineamientos de instalación del geotextil
Para la instalación de los geotextiles se deberá tener presente el siguiente procedimiento:
a) Geotextil no tejido
- Aplicar el geotextil no tejido sobre superficies lisas, libres de objetos que puedan dañar al geotextil.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
- El geotextil puede desarrollarse a mano o utilizando algún equipo adaptado para esta función, evitando en lo posible las arrugas.
- La unión o traslape no debe ser menos de sesenta centímetros (0.60m) o la indicada por las especificaciones de diseño, también pueden usar uniones cosidas o grapadas.
- El geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o broches, ó piedras lisas.
- El material no debe ser pisado directamente por equipos de construcción. Debe existir una capa de 20 o 30 centímetros de relleno para proteger el material de estos equipos y proporcionar confinamiento.
b) Geotextil tejido
- El geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o broches, o piedras lisas.
- El material no debe ser pisado directamente por equipos de construcción, debe existir una capa de 20 o 30 centímetros de relleno para proteger el material de estos equipos y proporcionar confinamiento.
- Es recomendable no tener expuesto el material geotextil al sol por más de 15 días.
- El geotextil debe ser totalmente cubierto por la carpeta asfáltica.
En caso de que el geotextil se dañe durante cualquier etapa de su instalación, la sección dañada deberá ser reparada por el Constructor, a su coste. La reparación se podrá efectuar cortando un trozo de geotextil suficientemente grande para cubrir el área dañada.
Todas las arrugas que se formen durante la colocación de la tela o del material suprayacente, se doblarán y alisarán.
El geotextil sobrante de esta operación deberá ser retirado por el constructor y dispuesto en la forma y en los sitios apruebe el interventor.
En el traslapo del comienzo del segundo rollo del geotextil se colocará debajo del final del primero, asegurándolo por métodos por el fabricante
5.7.5 Control de Calidad del geotextil
El contratista someterá a la aprobación de la supervisión, el geotextil que utilizará en la obra, de acuerdo con las aplicaciones y lo exigido en estas especificaciones.
Todos los geotextiles deben llegar a la obra perfectamente referenciados y el contratista exigirá a su proveedor, el envío de los resultados correspondiente a cada rollo.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
No se permitirá valores de catálogo, verificando que se encuentre entre las especificaciones. Por cada 1,500m2 de un geotextil del mismo tipo, el contratista enviará a un laboratorio especializado, muestras para verificación de resultados. Este laboratorio debe ser diferente del que posee el proveedor o el productor. Las muestras serán tomadas en presencia del supervisor, de acuerdo con los procedimientos de muestreo solicitados en la Norma AASHTO-D4354.
El contratista, de acuerdo con lo establecido rechazará el geotextil si este
incumpla una o más exigencias de las pruebas.
Por ningún motivo se aceptarán geotextiles rasgados, agujereado y/o con
indicios de haber sido usados.
5.7.6 Equipo
Los geotextiles podrán colocarse manualmente o por medios mecánicos;
cuando los traslapos deben ser cosidos, se deberá disponer de los elementos
para efectuar las costuras
Para ello se deberá contar en la obra con un equipo que posea un mecanismo
apropiado para su instalación. También deberá tener un estampador que
garantice la adherencia del geotextil a la carpeta existente con el adecuado
riego de liga.
5.7.7 Forma de pago
El pago de los geotextiles para las aplicaciones indicadas en esta sección se pagará de acuerdo a los precios unitarios respectivos pactados en el contrato, los que incluirán todas las exploraciones para suministrar, transportar, colocar en el punto de aplicación, control de calidad y todo costo relacionado con la correcta ejecución de cada trabajo aceptado, a satisfacción del supervisor.
5.7.8 Unidad de medida
Para todas la aplicaciones de geotextiles la unidad de medida será el metro cuadrado (M2), aproximado al décimo de metro cuadrado, de geotextil realmente suministrado y colocado en obra, sin considerar los traslape, debidamente aceptado por el supervisor.
5.7.9 Recepción
Se controlará en la Recepción que el material recibido sea el pedido, comprobando espesor y gramaje del geotextil, que esté sano, sin desgarros ni roturas y verificar que la protección de plástico esté completa.
5.7.10 Certificado de Garantía
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Exige al fabricante el Certificado de Garantía, lo cual indica que el material ha sido sometido a los ensayos correspondientes y que cumple con lo especificado por la norma.
Cada despacho deberá venir acompañado de una certificación del fabricante
que garantice que el producto satisfaga las exigencias de calidad indicadas
en los documentos del proyecto y en esta especificación.
5.7.11 Aspectos a tener en consideración
Los geotextiles deben extenderse sobre superficies libres y exentas de
materiales con puntas, bordes cortantes o punzantes.
No colocar geotextiles durante lluvias o cuando la temperatura ambiente sea
menor a 2º C.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
CAPÍTULO VI:
ANEXOS
6.1 BIBLIOGRAFÍA
(Autor) (1980) Mecánica de Suelos en la Práctica de la Geología Aplicada a la Ingenieria (509). (Autor) (2002). “Geología Aplicada a la Ingenieria Civil (509). (Autor) (2003). “La Ingenieria de Suelos en las Vías Terrestres (Carreteras, Ferrocarriles y Aeropuertos”. Volumen I. (Autor) (2003). “Mecánica de Suelos y Cimentaciones”. (Autor) 2ª Edición (1975). “Geotecnia y Cimentaciones I Propiedades de los Suelos y
de Las Rocas”.
(Autor) 2ª Edición (1991). “Geotecnia y Cimientos II Mecánica de Suelos y de las
Rocas”.
(Autor)Fundamentos de Ingenieria Geotécnica (1985).
(Editorial) José Antonio Jiménez Salas, Primera Parte (1980) “Geotecnia y Cimientos
III”.
(Editorial) José Antonio Jiménez Salas, Segunda Parte (1980) “Geotecnia y Cimientos
III”.
Asociación de Carreteras de Japón (1984). “Manual de Protección de Taludes”.
Braja M. Das, 4ta. Edición (2001). “Principio de Ingeniería de Cimentaciones”.
Carlos López Jimeno (2004). “Manual de Estabilización y Revegetación de Taludes”.
Carlos López Jimeno (2006). “Manual de Túneles y Obras Subterráneas”.
Carlos López Jimeno (2007). “Ingeotúneles”.
Francisco Anguita Virella y Fernando Moreno Serrano (1993). Procesos Geológicos Externos y Geología Ambiental. Francisco Ayala Caicedo. Editorial Instituto Tecnológico Geominero Madrid (2006).
Manual De Ingenieria de Taludes.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
Galabru Paul. Editorial Reverte (2004) “Cimentaciones y Túneles”.
Gianfranco Perri. (1992). “Evolución de los criterios y métodos para el análisis y diseño geotécnico-estructural de los túneles del Metro de Caracas”. Guía para la Ejecución de Diseños Viales de la Corporación Andina de Fomento –CAF
(2008).
Jorge Dávila Burga (1995). Diccionario Geológico Segunda Edición.
José A. Jiménez Salas. Editorial Omega S.A (1975) “Curso Práctico de Mecánica de
Suelos”.
Josep Suriol - Antoni Lloret (2005). “Geotecnia Reconocimiento del terreno”.
Juárez Badillo E., Rico Rodríguez A. (1992). “Mecánica de Suelos”. Tomo III. Editorial
Limusa.
Luis González de Vallejo, Editorial Isabel Capella (2002). “Ingeniería Geológica”.
Ministerio de Obras Públicas de Chile, (2002). “Manual de Carreteras”.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2000). Especificaciones Técnicas
Generales para Construcción de Carreteras (EG-2000) Tomo I.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2000). Especificaciones Técnicas
Generales para Construcción de Carreteras (EG-2000) Tomo II.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones, (2003). “Manual de Diseño de Puentes”.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones, (2008). “Manuales para el Diseño de
Carreteras de Bajo Volumen de Tránsito”.
Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción, (2001). “Manual
de Diseño Geométrico de Carreteras”.
Ramón Irles. Publicaciones de la universidad de Alicante (2004) “Mecánica de Medios
Continuos para Ingenieros Geólogos”.
Universidad de los Andes Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Geológica
Geotecnia, Prof. Norly Belandria.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
6.2 GLOSARIO DE TÉRMINOS
1. AGREGADOS: Es el conjunto de partículas inorgánico de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la NTP 400.11 y se dividen en agregados finos y agregados grueso.
2. ÁRIDOS: Se define áridos a los materiales rocosos, formados por agregados de uno o más minerales, que son utilizados principalmente en procesos de la construcción y obras públicas. Según su origen existen tres tipos de áridos:
- Áridos de canteras naturales.- Es proceso de labores de un
yacimiento que ha sido sometido únicamente a procesos mecánicos, pueden ser de forma redondeadas y de forma angulosa.
- Áridos de cantera artificial.- Es el que procede de un proceso
industrial y ha sido sometido a alguna modificación físico – químico.
- Áridos reciclados.- Es el resultado del reciclaje y/o recuperación de
residuos de demoliciones de construcciones y escombros. En este caso, hablamos de recuperar rocas duras, para clasificarlas y transformarlas en arena, ripio, hormigón, material de base y sub base para la construcción de infraestructuras vial y/o lugar donde se extrae piedras y otros materiales usados en la construcción.
3. AFLORAMIENTO: Parte de un terreno visible en la superficie de la tierra.
4. AGUAS SUBTERRÁNEAS: Flujo de aguas por debajo la superficie de un terreno. 5. CALICATA: Exploración vertical que se hace en un determinado terreno para
determinar, identificar, y clasificar los materiales constituyentes de los suelos de fundación a través de su estratigrafía y ensayos.
6. CANTERA: Es una explotación minera, generalmente a cielo abierto, en la que se obtienen rocas industriales, ornamentales o áridos. Las canteras suelen ser explotaciones de pequeño tamaño.
7. CBR: (Razón de Soporte de California), es la relación expresada en porcentaje, entre la presión necesaria para hacer penetrar un pistón de 50mm de diámetro en una masa de suelo compactada en un molde cilíndrico de acero a una velocidad de 1.27mm/min. Para producir deformaciones de hasta 12.7mm (1/2”) y la que se
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
requieren para producir las mismas deformaciones de un material chancado normalizado, al cual de le asigna un valor al 100%.
8. COMPRESIÓN: Esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la acción de dos
fuerzas opuestas que tienden a disminuir su volumen.
9. EROSIÓN: Desgaste producido por el agua en la superficie de rodadura o en otros elementos de la carretera.
10. ESTABILIZACIÓN DE SUELOS: Mejoramiento de las propiedades físicas de un suelo a través de procedimientos mecánicos e incorporación de productos químicos, naturales o sintéticos. Tales estabilizaciones, por lo general se realizan en las superficies de rodadura o capas inferiores de la carretera, y son conocidas como suelo cemento, suelo cal y otros diversos.
11. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD: Documento técnico que contiene el diseño preliminar del proyecto con la finalidad de obtener la valoración de los beneficios y costos de la alternativa seleccionada.
12. ESTUDIO DE PERFIL: Documento técnico que comprende la estimación inicial tanto de aspectos técnicos como de beneficios y costos de un conjunto de alternativas.
13. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD: Documento técnico que comprende el análisis preliminar de diferentes alternativas, con el objeto de seleccionar la más conveniente en función del costo y beneficio del proyecto.
14. ESTUDIO DE PREINVERSIÓN: Documento técnico que se realiza con la finalidad de obtener la declaración de viabilidad de un proyecto de inversión pública, comprendiendo etapas a nivel de perfil, pre factibilidad y factibilidad.
15. ESTUDIO DE SUELOS: Documento técnico que engloba el conjunto de exploraciones e investigaciones de campo, ensayos de laboratorio y análisis de gabinete que tiene por objeto estudiar el comportamiento de los suelos y sus respuestas ante las solicitaciones de carga.
16. ESTUDIO DEFINITIVO: Documento Técnico donde se establecen los detalles de diseño de ingeniería de los elementos que constituyen el proyecto vial y que contiene como mínimo lo siguiente: i) Resumen ejecutivo, ii) Memoria descriptiva, iii) Metrados, iv) Análisis de precios unitarios, v) Presupuesto, vi) Formulas polinómicas (según corresponda), vii) Cronogramas, viii) Especificaciones Técnicas, ix) Estudios básicos, x) Diseños, xi) Plan de mantenimiento, xii) Impacto Ambiental, xiii) Planos.
17. ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA: Documento técnico que forma parte del estudio definitivo y contiene como mínimo lo siguiente: tráfico; topografía; suelos; canteras y fuentes de agua; hidrología y drenaje; geología y geotecnia.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
18. FACTOR DE SEGURIDAD: Relación entre las fuerzas que ayudan a la estabilidad
del terreno y las que producen su inestabilidad. 19. FALLA ACTIVA: Es una falla que ha tenido desplazamientos en la superficie del
terreno durante el Holoceno (aproximadamente los últimos 11.000 años) y por lo tanto, existe la amenaza de afectar las estructuras que se construyen sobre ella.
20. FINOS: Porción del agregado fino o suelo que pasa la malla Nº 200 (0,074 mm).
21. FISURA: Fractura fina, de varios orígenes, con un ancho igual o menor a 3 milímetros.
22. GÁLIBO: Distancia libre entre el fondo de la superestructura del puente y el nivel de aguas máximas del río.
23. GAVIONES: Tipo de muro de diversos usos conformado por lo general de malla metálicas rellenadas por material pétreo según diseño.
24. GEODINÁMICA EXTERNA: Conjunto de factores geológicos de carácter dinámico, que actúan sobre el terreno materia del estudio geológico y geotécnico.
25. GEOTEXTIL: Material de construcción sintético u orgánico que existe en grandes variedades y tienen una amplia gama de aplicaciones en obras viales.
26. GPS (SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL): Es un instrumento de medición tridimensional utilizada en topografía para establecer puntos de control mediante coordenadas así como para definir posiciones exactas en cualquier lugar del mundo durante las 24 horas del día.
27. GRANULOMETRÍA: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado mediante el tamizado según especificaciones técnicas.
28. GRAVA: Agregado grueso, obtenido mediante proceso natural o artificial de los materiales pétreos.
29. GRIETA: Fractura, de variados orígenes, con un ancho mayor a 3 milímetros, pudiendo ser en forma transversal o longitudinal al eje de la vía.
30. INESTABILIDAD: Proceso en el cual los materiales geológicos como el suelo o rocas representan baja capacidad de resistencia a esfuerzos externos e incluso a su propio peso, como consecuencia de saturación por agua, presión de poros u otros agentes que disminuyen su resistencia.
31. INUNDACIÓN: Son todos los procesos en los cuales una corriente permanente ó no, se sale de su cauce normal, afectando los predios adyacentes, hasta un determinado nivel. La amenaza por este proceso la constituye un fenómeno mismo
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
de la inundación producida por agua y/o material de arrastre, y/o la erosión producida por el socavamiento de los taludes laterales del cauce.
32. LICUEFACCIÓN O LICUACIÓN: Fenómeno causado por la vibración de los sistemas en los suelos granulares saturados y que produce el incremento de la presión del agua dentro del suelo con la consecuente reducción de la tensión efectiva. Dependiendo del estado del suelo granular saturado al ocurrir la licuación se produce el hundimiento y colapso de las estructuras cimentadas sobre dicho
suelo.
33. LIMO: Suelo de grano fino con poca o ninguna plasticidad que en estado seco apenas tiene la cohesión necesaria para formar terrones fácilmente fiables. El tamaño de sus partículas está comprendida entre 0.005mm y 0.08mm.
34. MAPA DE ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA: Mapa de las áreas que de acuerdo a los estudios técnicos realizados poseen determinadas limitaciones de origen geológico, geotécnico o hidrológico.
35. MUESTRA INALTERADA: Muestra extraída sin alterar las condiciones naturales del suelo.
36. NIVEL FREÁTICO: Nivel superior del agua subterránea en el momento de la exploración. El nivel se puede dar respecto a la superficie del terreno o a una cota de referencia.
37. OBRAS DE ARTE: Diseño de ejecución de obras geotécnicas y protección de taludes en vías y locaciones rurales, con afectación de de inestabilidad estructural del suelo. Aplicaciones técnicas a estabilidad de suelos y movimiento intersticial del agua, para disminución de la carga vertical y horizontal en suelos que ejercen soportes de obras de infraestructura o de locación, construcción de filtros, muros, gaviones en concreto simple y estructural, alcantarillas, pozos, cunetas, refuerzo con geomembranas sintética.
38. PENDIENTE DEL TALUD: Identifica el ángulo o nivel de conformación del talud natural o artificial con respecto a la horizontal; se puede medir en grados, ángulo, porcentaje o relación horizontal/vertical.
39. PERMEABILIDAD: Factor que mide la resistencia de los materiales al libre flujo del agua, y puede definir el régimen de aguas subterráneas, concentración de corrientes, etc.
40. PIE DEL TALUD: Corresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior del talud. Un talud puede tener varios puntos de pié. Los criterios de las presentes normas deben cumplirse para todos y cada uno de los puntos de pié de talud identificados.
41. PIEZÓMETRO: Equipos instalados para medir las fluctuaciones del nivel freático de un acuífero en una localidad determinada.
“Decenio de las Personas con Discapacidad en el Perú” "Año de la integración Nacional y Reconocimiento de Nuestra Diversidad"
42. PRESIÓN ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO: Presión que al ser aplicada por la cimentación adyacente a una estructura, ocasiona un asentamiento diferencial igual al asentamiento admisible.
43. PROFESIONAL RESPONSABLE: Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el Colegio de Ingenieros del Perú.
44. RELLENO: Proceso de instalación y conformación de un depósito de terraplén de tierra, grava u otro material, el cual debe cumplir con ciertas condiciones mínimas de compactación.
45. REPTACIÓN: Movimientos superficiales extremadamente relentizados y prácticamente imperceptibles, salvo después de largos periodos de medidas; movimientos que suelen ocurrir en unos materiales ricos en arcillas, que con una cierta periocidad se embeben de agua. La relentización puede verse precedida por una intervención estructural del substrato buzante a contra pendiente.
46. SOCAVACIÓN: Degradación y descenso del fondo del cauce por efecto de altas velocidades erosionantes, generalmente cuando se presentan avenidas y crecientes.
47. SOLIFLUXIÓN: Movimiento relativamente rápido, donde toman identidad la presión del agua intersticial y la plasticidad de los materiales se desarrollan en depósitos de acumulación y en formaciones limosas o arcillosas susceptibles de formarse.
48. SONDEO: Excavación profunda de forma circular realizada con equipos mecánicos, con el objeto de recuperar muestras de suelo y/o roca o conocer las propiedades de estos materiales.
49. SUELOS COLAPSABLES: Suelos que al ser humedecidos sufren un asentamiento o colapso relativamente rápido, que pone en peligro a las estructuras cimentadas sobre ellos.
50. TALUD: Es una superficie inclinada del terreno. Las pendientes con ángulo superior a 30º con la horizontal y de altura total acumulada superior a tres metros se consideran como talud.
51. TOPOGRAFIA: Representación gráfica de la superficie de la tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales sobre una superficie plana.
top related