DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS Y … · El Comité Técnico es el encargado de realizar el estudio y...

MINISTERIO DE COMERCIO E INDUSTRIAS DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS Y TECNOLOGÍA INDUSTRIAL

PROYECTO

NORMA TÉCNICA DGNTI-COPANIT 510-2017

DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS Y TECNOLOGÍA INDUSTRIAL (DGNTI) COMISIÓN PANAMEÑA DE NORMAS INDUSTRIALES Y TÉCNICAS (COPANIT) Apartado Postal 9658 Zona 4, Rep. de Panamá E-mail: [email protected]

Prohibida su reproducción

PLÁSTICO

PROCEDIMIENTO PARA LA

INSTALACIÓN SUBTERRÁNEA DE

TUBERÍA TERMOPLÁSTICA PARA

ALCANTARILLADO Y OTRAS

APLICACIONES DE FLUJO POR

GRAVEDAD

Correspondencia: La presente norma es una adaptación de la norma ASTM D2321–14ε1 Práctica estándar para instalación subterránea de tubería termoplástica para drenajes y otras aplicaciones de flujo por gravedad I.C.S.: 23.040.20

PREFACIO La Dirección General de Normas y Tecnología Industrial (DGNTI), del Ministerio de Comercio e Industrias (MICI); es el Organismo Nacional de Normalización encargado por el Estado del proceso de Normalización Técnica, Evaluación de la Conformidad, Certificación de Calidad, Metrología y Conversión al Sistema Internacional de Unidades (SI). El Comité Técnico es el encargado de realizar el estudio y revisión de las normas y reglamentos técnicos, está integrado por representantes del sector público y privado. Esta Norma Técnica en su etapa de proyecto, ha sido sometida a un período de discusión pública de sesenta (60) días, durante el cual los sectores interesados emitieron sus observaciones y recomendaciones. La Norma Técnica DGNTI – COPANIT ISO/IEC 510:2017 ha sido oficializada por el Ministerio de Comercio e Industrias (MICI) mediante Resolución Nº ________ de ________ de ________, y publicada en Gaceta Oficial Nº ________ del ________ de ________.

MIEMBROS PARTICIPANTES

COORDINADOR

ÍNDICE

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN _______________________________________ 1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS ____________________________________________ 1

3. DEFINICIONES Y TÉRMINOS _____________________________________________ 3

4. MATERIALES _________________________________________________________ 5

5. EXCAVACIÓN DE LA ZANJA _____________________________________________ 8

6. INSTALACIÓN _______________________________________________________ 10

7. INSPECCIÓN, MANEJO Y ALMACENAMIENTO ______________________________ 15

ANEXO A _______________________________________________________________ 16

ANEXO B _______________________________________________________________ 22

PROYECTO NORMA TÉCNICA DGNTI-COPANIT 510-2017 pág. 1

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma provee recomendaciones para los procedimientos de instalación de tuberías termoplásticas enterradas utilizadas en alcantarillados y otras aplicaciones de flujo por gravedad. Estas recomendaciones pretenden asegurar la estabilidad del entorno subterráneo en donde se instalará la tubería termoplástica bajo una amplia gama de condiciones de servicio. Sin embargo, a causa de la variedad de tubos de plástico flexibles disponibles y la inherente variabilidad de las condiciones naturales del suelo, garantizar un funcionamiento satisfactorio de cualquier producto puede requerir de modificaciones a las especificaciones aquí contenidas para satisfacer los requisitos específicos de un proyecto determinado. El objetivo de esta norma necesariamente excluye criterios de desempeño del producto, tales como rigidez mínima del tubo, máxima deflexión en servicio o resistencia a largo plazo. Por lo tanto, es responsabilidad del fabricante del producto, el diseñador o el ingeniero de proyecto verificar y asegurar que la tubería especificada para una determinada aplicación, cuando se instala según los procedimientos indicados en esta norma, proveerá en el largo plazo, un funcionamiento satisfactorio de acuerdo a los criterios de uso establecidos. Otros factores importantes para una instalación satisfactoria se establecen en el Anexo A. NOTA 1 –En el contenido de esta norma se hace referencia a párrafos específicos del anexo con fines informativos. NOTA 2 –Las siguientes normas ASTM pueden ser útiles en combinación con esta norma: ASTM D420, ASTM D1556, ASTM D2216, ASTM D2235, ASTM D2412, ASTM D2564, ASTM D2657, ASTM D2855, ASTM D2922, ASTM D3017, ASTM F402, ASTM F477, ASTM F545, ASTM F913. NOTA 3 –La mayor parte de los códigos de plomería y algunos códigos de edificación contienen condiciones para la instalación de alcantarillados y drenajes subterráneos de edificios. Véanse dichas referencias para el caso de tubos para instalaciones de plomería.

Esta norma no pretende resolver todas las cuestiones de seguridad asociadas con su uso, si los hubiere. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas de seguridad e higiene adecuadas y determinar aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso. Esta norma está destinada para el uso por parte de diseñadores, especificadores, contratistas de instalación, organismos regulatorios, propietarios y organizaciones de inspección involucrados en la construcción de alcantarillados y en otras aplicaciones para flujo por gravedad que utilizan tubería termoplástica flexible. Al igual que con cualquier práctica normalizada, pueden requerirse modificaciones para condiciones de proyecto específicos o para condiciones especiales locales o regionales. En el Anexo B, se ofrecen recomendaciones para la inclusión de esta norma en documentos contractuales para un proyecto específico. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la correcta aplicación de esta norma panameña. Debe utilizarse la última edición vigente del documento normativo referenciado (incluida cualquier enmienda)

Normas ASTM:

ASTM D8 Terminology RelatingTo Material For Roads And Pavements (Terminología relacionada con materiales para carreteras y aceras)

ASTM D420 Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes (Withdrawn 2011) (Guía para la caracterización de campo con fines de Diseño de ingeniería y Construcción (Retirada en 2011))


ASTM D653 Terminology Relating To Soil, Rock, And Contained Fluids (Terminología relacionada con suelo, roca y fluidos contenidos)

ASTM D698 Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Effort (12 400 ft-lbf/ft3 [600 kN-m/m3]) (Métodos de prueba para las características de compactación del suelo en laboratorio usando esfuerzo estándar (12 400 ft-lbf/ft3 [600 kN-mlm3]))

ASTM D1556 Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by Sand-Cone Method (Método de prueba para determinar la densidad y el peso específico del suelo en campo mediante el método del cono de arena)

ASTM D2216 Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock byMass (Métodos de prueba para la determinación en laboratorio del contenido de agua (humedad) de suelos y rocas por masa)

ASTM D2235 Specification for Solvent Cement for Acrylonitrile – Butadiene - Styrene (ABS) Plastic Pipe and Fittings (Especificación para cemento solvente para tuberías y accesorios de plástico de Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS))

ASTM D2412 Test Method for Determination of External Loading Characteristics of Plastic Pipe by Parallel - Plate Loading (Método de prueba para determinar las características de carga externa en una tubería plástica mediante la carga con placas paralelas)

ASTM D2487 Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System (Práctica para la clasificación de suelos con fines de Ingeniería (sistema de clasificación de suelos unificado))

ASTM D2488 Practice For Description And Identification Of Soils (Visual-Manual Procedure) (Práctica para la descripción e identificación de suelos (Procedimiento visual-manual))

ASTM D2564 Specification for Solvent Cements for Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Plastic Piping Systems (Especificación para cementos solventes para sistemas de tuberías de plástico de poli(cloruro de vinilo) (PVC))

ASTM D2657 Practice for Heat Fusion Joining of Polyolefin Pipe and Fittings (Práctica para la unión de tuberías y accesorios de poliolefinas mediante la fusión por calor)

ASTM D2855 Practice for Making Solvent – Cemented Joints with Poly (Vinyl Chloride) (PVC) Pipe and Fittings (Práctica para la creación de juntas de cemento solvente con tuberías y accesorios de Poli(cloruro de vinilo) (PVC))

ASTM D2922 Test Methods for Density of Soil and Soil - Aggregate in Place by Nuclear Methods (ShallowDepth) (Withdrawn 2007) (Métodos de prueba para la medición en el campo de la densidad del suelo y de suelo-agregados con métodos nucleares (a poca profundidad) (Retirada en 2007))

ASTM D3017 Test Method for Water Content of Soil and Rock in Place by Nuclear Methods (ShallowDepth) (Método de prueba para la medición en el campo del contenido de agua en el suelo y la roca con métodos nucleares (a poca profundidad))

ASTM D3839 Guide for Underground Installation of “Fiberglass” (Glass-Fiber Reinforced Thermosetting - Resin) Pipe (Guía para la instalación subterránea de tuberías de "fibra de vidrio" (resinas termoestables reforzadas con fibra de vidrio))

ASTM D4318 Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and PlasticityIndex of Soils (Métodos de prueba para la determinación del límite líquido,


límite plástico e índice de plasticidad de suelos)

ASTM F402 Practice for Safe Handling of Solvent Cements, Primers, and Cleaners Used for Joining Thermoplastic Pipe and Fittings (Práctica para el manejo seguro de cementos solventes, irnprimadores y limpiadores utilizados para unir tuberías y accesorios termoplásticos)

ASTM F412 Terminology Relating to Plastic Piping Systems (Terminología relacionada con sistemas de tuberías plásticas

ASTM F477 Specification for Elastomeric Seals (Gaskets) for Joining Plastic Pipe (Especificación para sellos elastoméricos (empaques) para unir tubos de plástico)

ASTM F545 Specification for PVC and ABS Injected Solvent Cemented Plastic Pipe Joints (Withdrawn 2001) (Especificación para juntas de tuberías de plástico con cemento solvente inyectado para PVC y ABS (Retirada en 2001))

ASTM F913 Specification for Thermoplastic Elastomeric Seals (Gaskets) for Joining Plastic Pipe (especificación para sellos elastoméricos termoplásticos (empaques) para unir tubos de plástico)

ASTM F1668 Guide for Construction Procedures for Buried Plastic Pipe (Guía de procedimientos de construcción para tuberías plásticas enterradas)

AASHTO M145 Classification of Soils and Soil Aggregate Mixtures (Clasificación

de suelos y mezclas de suelos y agregados) 3. DEFINICIONES Y TÉRMINOS

Las definiciones utilizadas en esta norma están de acuerdo con las definiciones encontradas en las normas ASTM F412, ASTM D8, ASTM D653, a menos que se indique otra cosa. 3.1 Definiciones: 3.1.1. Curva de compactación (curva Proctor) (curva humedad-densidad)

Es la curva que muestra la relación entre el peso específico seco (densidad) y el contenido de agua de un suelo para un esfuerzo de compactación determinado. 3.1.2. Peso específico máximo

El peso específico seco definido por el pico de la curva de compactación. 3.1.3. Contenido de humedad óptimo

Es el contenido de humedad al cual el suelo puede ser compactado hasta su máximo peso específico seco mediante un esfuerzo de compactación determinado. 3.1.4. Porcentaje de compactación

Es la relación, expresada como un porcentaje, de: (1) el peso específico seco de un suelo, y (2) el máximo peso específico obtenido en un ensayo de compactación en un laboratorio. 3.2. Definiciones de términos específicos de esta norma

3.2.1. Agregado


Material granular de composición mineral tal como la arena, grava, gravilla, capa base, escoriao piedra triturada (ver norma ASTM D8). 3.2.2. Deflexión

Cualquier cambio en el diámetro interno del tubo como resultado de la instalación y de las cargas aplicadas. La deflexión puede ser vertical u horizontal y se expresa generalmente como un porcentaje del diámetro interno base (no deflectado) del tubo. 3.2.3. Ingeniero

Es el ingeniero responsable encargado de la obra o su representante debidamente reconocido o autorizado. 3.2.4. Fundación, encamado, acostillado, relleno inicial, relleno final, zona del

tubo, ancho de zanja excavada

Ver la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. para significados y límites y la terminología relacionada con las partes de la zanja.

3.2.5. Agregados manufacturados

Agregados tales como la escoria que son productos o subproductos de un proceso de manufactura, o agregados naturales que son reducidos a su forma final por un proceso mecánico como la trituración. 3.2.6. Módulo de reacción del suelo (E’)

Es un valor empírico utilizado en la fórmula de deflexión de Iowa que define la rigidez del suelo que rodea a un tubo enterrado. 3.2.7. Agregado de granulometría abierta

Figura 1 Sección transversal de una zanja

*Ver numeral 6.6, Cobertura mínima


Agregado que tiene una distribución de tamaños de las partículas tal que, cuando es compactado, los vacíos entre las partículas de los agregados, expresados como un porcentaje del espacio total ocupado por el material, es relativamente grande. 3.2.8. Agregados procesados

Agregados que se tamizan, lavan, mezclan o combinan para lograr una distribución específica del tamaño de las partículas. 3.2.9. Módulo de suelo secante restringido (Ms)

Es un valor para la rigidez del suelo determinado como la pendiente secante de la curva esfuerzo-deformación de un ensayo de compresión unidimensional; Ms se puede utilizar en lugar de E’ en la fórmula de deflexión de Iowa. 3.2.10. Densidad Proctor Estándar

Es el peso específico seco máximo que se obtiene del suelo compactado al contenido óptimo de humedad, obtenido mediante el ensayo de laboratorio conforme a la norma ASTM D698. 4. MATERIALES

4.1. Clasificación

Los tipos de suelos que se utilizan o se encuentran al enterrar tuberías incluyen aquellos clasificados en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. y los agregados naturales, manufacturados y procesados. Los suelos clasificados en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se encuentran agrupados por clases en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. tomando como base la rigidez típica del suelo al ser compactado. La Clase I indica un suelo que generalmente provee la más alta rigidez a cualquier porcentaje de compactación, así como una rigidez determinada con el menor esfuerzo de compactación. A medida que aumenta el número de clase del suelo disminuye su rigidez a un determinado nivel de compactación y requiere un mayor esfuerzo de compactación proveer un determinado nivel de rigidez de suelo. NOTA 4 – Ver las normas ASTM D2487 y D2488 para los procedimientos manuales y visuales de identificación de suelos en laboratorio o en campo. NOTA 5 – Los materiales procesados producidos para la construcción de carreteras, incluyendo agregados gruesos, material de base, sub-base y materiales para superficies de rodamiento, cuando se usen para fundaciones, encamado y relleno deben clasificarse de acuerdo con este numeral y la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.según el tamaño de la partículay la granulometría.

4.2. Instalación y uso

En la Tabla 3 se ofrecen recomendaciones para la instalación y el uso de acuerdo con la clasificación del suelo y ubicación dentro de la zanja. Los suelos Clases I ala IV deben ser utilizados conforme a las recomendaciones de la Tabla 3. Los suelos Clase V, incluyendo arcillas y limos con límites líquidos superiores a 50 y los suelos orgánicos deben estar excluidos de la zona de confinamiento de la tubería. 4.2.1. Clase I

Los materiales de Clase I proporcionan la máxima estabilidad y soporte a la tubería para un determinado porcentaje de compactación debido a su bajo contenido de arena y finos. Con un mínimo esfuerzo, estos materiales se pueden instalar a rigideces relativamente altas dentro de un amplio rango de contenidos de humedad. Además, la alta permeabilidad de los materiales de Clase I puede ayudar a controlar el agua, y estos materiales a menudo son deseables para el confinamiento en cortes en rocas durante las cuales frecuentemente se encuentra


agua. Sin embargo, cuando se prevea el flujo de agua subterránea, se debe considerar el potencial de migración de finos de los materiales adyacentes hacia los materiales de Clase I de granulometría abierta. (Ver A.8.) 4.2.2. Clase II

Cuando se han compactado correctamente, los materiales de Clase II ofrecen un nivel relativamente alto de soporte de la tubería, sin embargo, los grupos de granulometría abierta pueden permitir migración de finos y se recomienda verificar la compatibilidad de los tamaños de partícula con los materiales adyacentes. (Ver A.8.) 4.2.3. Clase III

Los materiales de Clase III proveen menos soporte para un determinado porcentaje de compactación que los materiales de Clase I o Clase II. Se requieren niveles de esfuerzo de compactación más altos y el contenido de humedad debe estar cercano al óptimo para minimizar el esfuerzo de compactación y alcanzar el porcentaje requerido. Una vez que se logra el porcentaje de compactación adecuado, estos materiales pueden brindar niveles de soporte razonables para la tubería. 4.2.4. Clase IV

Los materiales de Clase IV requieren de una evaluación geotécnica previa a su utilización. EI contenido de humedad debe estar cercano al óptimo para minimizar el esfuerzo de compactación y alcanzar el porcentaje requerido. Si se colocan y compactan de modo adecuado, los materiales de Clase IV pueden brindar niveles de apoyo razonables a las tuberías; sin embargo, estos materiales pueden no ser apropiados bajo rellenos altos, cargas vehiculares aplicadas sobre la superficie, o bajo compactadoras y apisonadoras vibratorias con altos niveles de energía. Estos materiales no deben usarse cuando la presencia de agua en la zanja pueda causar inestabilidad e impedir la apropiada colocación y compactación. NOTA 6 – El término "compactadoras y apisonadoras vibratorias con alto nivel de energía'', se refiere a equipos de compactación que podrían deflectar o distorsionar la tubería más de lo permitido por las especificaciones o por el fabricante.

4.2.5. Clase V

Los materiales de Clase V se deben excluir de la zona de confinamiento del tubo.

Tabla 1 Clasificación de suelos (ver clasificación en norma ASTM D2487)

Criterios para asignar símbolos y nombres de grupo usando ensayos de laboratorio

A

Clasificación de suelo

Símbolo del grupo

Nombre del grupo

B

Suelos de grano grueso: Más de 50% retenido en un tamiz N° 200

grava gravas limpias Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3C GW

grava bien graduada

D

más de 50% de fracción gruesa retenida en un tamiz N° 4

menos de 5% de finos

E

Cu < 4 y/o 1 >Cc> 3C GP

grava mal graduada

D

gravas con más de 12% de finos

E

finos clasificados como ML o MH

GM grava limosaD, F, G

finos clasificados como CL o CH GC grava arcillosa

D, F,

G

arenas 50% o más de fracción gruesa pasa por tamiz N° 4

arenas limpias menos de 5% de finos

Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3C SW

arena bien graduada

H

Cu < 6 y/o 1 >Cc> 3C SP

arena mal graduada

H

arenas con finos más de 12% de finos

finos clasificados como ML o MH

SM arena limosaF, G, H

finos clasificados como CL o CH SC arena arcillosa

F, G,

H

Suelos de grano fino: 50% o más pasa por un tamiz N° 200

limos y arcillas límite líquido menor que 50

inorgánicos

IP > 7 y trazo en o sobre la línea “A”

J

CL arcilla magraK ,L, M

IP < 4 y trazo por debajo de la línea “A”

J

ML limoK, L, M

orgánicos límite líquido-secado en horno < OL arcilla orgánicaK, L,


0,75 M, N

límite líquido-sin secado < 0,75

limo orgánicoK, L, M,

O

limos y arcillas límite líquido 50 o mayor

inorgánicos

el trazo del IP sobre o por encima de la línea “A”

CH arcilla gruesaK, L, M

el trazo del IP bajo la línea “A” MH limo elásticoK, L, M

orgánicos

límite líquido-secado en horno < 0,75

OH

arcilla orgánicaK, L,

M, P

límite líquido-sin secado < 0,75 limo orgánico

K, L, M,

Q

Suelos altamente orgánicos

Materia principalmente orgánica, de color oscuro y olor orgánico PT turba

A

En base a que el material pase un tamiz de 75 mm. B

Si la muestra de campo contiene guijarros o piedras, o ambos, se debe añadir, “con guijarros o piedras, o ambos” al nombre del grupo. C

𝐶𝑢 = 𝐷60/𝐷10

𝐶𝑐 =(𝐷30)

2

𝐷10𝑥𝐷10

D Si el contenido de arena del suelo es ≥ 15 %, agregar “con arena” al nombre del grupo.

E Las gravas con 5 a 12 % de finos requieren símbolos dobles:

GW-GM grava bien graduada con limo GW-GC grava bien graduada con arcilla GP-GM grava mal graduada con limo GP-GC grava mal graduada con arcilla F Si los finos se clasifican como CL-CM, usar símbolos dobles GC-GM o SC-SM

G Si los finos son orgánicos, agregar “con finos orgánicos” al nombre del grupo

H Si el contenido de grava del suelo es ≥ 15 %, agregar “con grava” al nombre del grupo

I Las arenas con 5 % a 12 % de finos requieren símbolos dobles: SW-SM arena bien graduada con limo SW-SC arena bien graduada con arcilla SP- SM arena mal graduada con limo SP-SC arena mal graduada con arcilla J Si los límites de Atterberg se grafican en el área sombreada, el suelo es un CL-ML, arcilla limosa

(ver norma ASTM D4318). K Si el suelo contiene 15 % a 29 % de material retenido en el tamiz N° 200, añadir “con arena” o

“con grava”, según la que predomine. L Si el suelo contiene una cantidad ≥ 30 % de material retenido en el tamiz N° 200,

predominantemente arena, añadir “arenoso” al nombre del grupo. M Si el suelo contiene una cantidad ≥ 30 % de material retenido en el tamiz N° 200,

predominantemente grava, añadir “con grava” al nombre del grupo. N IP ≥ 4 y trazo en o sobre la línea “A”.

O IP < 4 o trazo por debajo de la línea “A”.

P IP con trazo en o sobre la línea “A”.

Q IP con trazo por debajo de la línea “A”.

4.3. Contenido de humedad en el material de confinamiento

El contenido de humedad de los materiales de confinamiento debe ser controlado a fin de permitir la colocación y compactación a los niveles requeridos. Para suelos poco permeables, (tales como los de Clase III y IV, y algunos en el límite de la Clase II), el contenido de humedad normalmente está controlado a ± 3 % del óptimo (ver norma ASTM D698). La factibilidad de obtener y mantener los límites requeridos de contenido de humedad constituye un criterio importante en la selección de los materiales, ya que el no alcanzar el porcentaje de compactación requerido, especialmente en la zona de confinamiento del tubo, puede resultar en una deflexión excesiva. 4.4. Tamaño máximo de las partículas

El tamaño máximo de las partículas para el confinamiento del tubo se limita a un material que pase por un tamiz de 37,5 mm (1,5 pulg) (ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.). Para mejorar la colocación alrededor de una tubería de diámetro pequeño y para evitar que la pared de la tubería sufra daños, puede ser necesario un tamaño máximo más pequeño (ver A.9). Cuando el relleno final contiene rocas, cantos, etc., el ingeniero puede requerir mayores niveles de cobertura de relleno inicial (ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.).


5. EXCAVACIÓN DE LA ZANJA

5.1. Generalidades

En este numeral se definen los procedimientos de excavación de zanjas de especial relevancia en la instalación de tubería termoplástica flexible. 5.1.1. Excavación

Debe asegurarse la estabilidad de las paredes de la excavación bajo cualquier condición de trabajo. Inclinar las paredes de la zanja o proveer soportes en conformidad con las normas de seguridad locales, nacionales, y lo establecido por la legislación vigente. Solamente se debe excavar la longitud de zanja que pueda ser mantenida con seguridad por el equipo disponible. Rellenar todas las zanjas tan pronto como sea posible, y no dejarlas abiertas más allá de la jornada de trabajo.

5.2. Control de aguas

No se deben colocar o recubrir tuberías mientras exista agua en la zanja. Se debe prevenir, en todo momento, el ingreso de aguas de escorrentía o superficiales en la zanja. 5.2.1. Aguas subterráneas

Cuando se presenten aguas subterráneas o freáticas en el área de trabajo, éstas deberán ser desalojadas para mantener la estabilidad de los materiales nativos e importados. El nivel de agua debe mantenerse por debajo del encamado y de la fundación de la tubería para proveer un fondo de zanja estable. Utilizar, según corresponda, bombas de sumidero, pozos de succión, pozos profundos, geotextiles, tubos colectores perforados o mantos de roca de espesor suficiente para remover y controlar el agua en la zanja. Cuando se esté excavando mientras se deprime el manto freático, procurar que el nivel de agua se mantenga por debajo del fondo de la excavación en todo momento para evitar la erosión detrás de los entibados o el desprendimiento de las paredes expuestas de la zanja. Se debe mantener el control del agua en la zanja antes, durante y después de la instalación de la tubería y hasta que el confinamiento del tubo esté completo y se haya colocado suficiente relleno para prevenir que la tubería flote. Para no perder el soporte del suelo, se deben emplear métodos de desagüe que minimicen la migración de partículas finas y la creación de vacíos en los materiales de la zanja.

5.2.2. Aguas de escorrentía

Se debe controlar el agua de escorrentía procedente de drenajes superficiales o del subsuelo, para evitar la socavación del fondo de la zanja o las paredes, la fundación u otras zonas del área de confinamiento del tubo. Para evitar el flujo de agua a lo largo del fondo de la zanja, se deben hacer diques, cortes u otras barreras en la zanja durante la instalación. Se deben rellenar todas las zanjas una vez instalada la tubería para prevenir daños en ésta o en el confinamiento.

Grupo de sueloA, B

Clase de suelo

Grupos de sueloC

American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO)

Roca triturada, angularD:

100% pasa el tamiz de 38 mm, ≤ 15 % pasa el tamiz N° 4, ≤ 25 % pasa el tamiz de 9,5 mm y ≤ 12 % pasa el tamiz N° 200

Clase I …

Suelos limpios de grano grueso: SW, SP, GW o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos que contenga ≤ 12% que pase por el tamiz N° 200

E, F

Clase II A1, A3

Suelos de grano grueso con finos: Clase III Suelos A-2-4, A-2-5, A-


GM, GC, SM, SC o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos que contenga más de 12 % que pasa el tamiz N°200; suelos arenosos o con grava de grano fino: CL, ML o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos, con ≥ 30 % de material retenido en el tamiz N° 200

2-6 o A-4 o A-6 con más de 30 % de material retenido en el tamiz N° 200

Suelos de grano fino: CL, ML o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos con menos de 30 % de material retenido en el tamiz N° 200

Clase IV

Suelos A-2-7 o A-4 o A-6 con 30% o menos de material retenido en el tamiz N° 200

MH, CH, OL, OH, PT

Clase V No deben ser usados para confinamiento

A5, A7

A Ver la clasificación de la norma ASTM D2487, Clasificación estándar de suelos con fines de

ingeniería (Sistema unificado de clasificación de suelos). B Pueden imponerse límites sobre el grupo de suelo para cumplir con los requisitos locales o del

proyecto si el suelo especificado permanece dentro del grupo. Por ejemplo, ciertas aplicaciones en proyectos requieren un material Clase I con una mínima cantidad de finos para considerar condiciones estructurales o hidráulicas específicas y la especificación puede decir “Usar suelos Clase I con un máximo de 5 % del material pasando el tamiz N° 200”. C AASHTO M145, Clasificación de suelos y de mezclas de suelos y agregados.

D Todas las caras de las partículas deben ser fracturadas.

E Materiales tales como el coral quebrado, conchas y concreto reciclado con un máximo de 12 %

del material pasando el tamiz N° 200, son considerados como materiales de Clase II. Estos materiales sólo deberían ser utilizados luego de ser evaluados y aprobados por el Ingeniero. F Las arenas finas uniformes (SP) con más de un 50 % del material pasando un tamiz N° 100 (0,15

mm) son muy sensibles a la humedad y no deben ser usadas como material de relleno a menos que estén específicamente permitidas en los documentos contractuales. Si se permite el uso de estos materiales, los procedimientos de compactación y manipulación deberán seguir las directrices correspondientes a los materiales de Clase III.

5.2.3. Materiales para el control del agua

Deben utilizarse materiales bien graduados en la fundación y el encamado o como capas de drenaje para transportar las corrientes de agua al foso de succión u otros drenajes. Se deben utilizar materiales bien graduados junto con sub-drenes perforados para mejorar la conducción de las aguas de escorrentía según se requiera. Se debe seleccionar la graduación de los materiales de drenaje a fin de minimizar la migración de partículas finas de los materiales adyacentes. (Ver A.8). 5.3. Ancho mínimo de la zanja

Cuando las paredes de la zanja son estables o están entibadas, se debe proveer un ancho suficiente, pero no mayor que el necesario, para garantizar el espacio de trabajo que permita, en forma segura y apropiada, colocar y compactar los materiales del acostillado y otros materiales de confinamiento. El espacio entre la tubería y las paredes de la zanja debe ser lo suficientemente amplio de modo que permita el uso del equipo de compactación en la zona de la tubería. El ancho mínimo no debe ser inferior al diámetro externo del tubo más 400 mm o 1,25 veces el diámetro externo del tubo más 300 mm, el que sea mayor. Adicionalmente a las condiciones de seguridad, el ancho de la zanja en suelos inestables no entibados dependerá del diámetro y la rigidez de la tubería, la rigidez del suelo de confinamiento y del suelo natural y de la profundidad de cobertura (ver A.10). Equipos especialmente diseñados pueden permitir la correcta instalación y confinamiento del tubo en zanjas más angostas que las especificadas anteriormente. Si se determina que el uso de tales equipos provee una instalación consistente con los requisitos de esta norma, los anchos mínimos de la zanja pueden ser reducidos, según aprobación del ingeniero.

5.4. Entibado de las paredes de la zanja

Cuando se usen sistemas de sostenimiento tales como placas de entibado de zanja, gatas, apuntalamientos, tablestacados o formaletas de entibar, se debe asegurar que se mantendrá el soporte al tubo y su material de confinamiento durante la instalación. Deberá asegurarse que el entibado esté lo suficientemente ajustado para prevenir la erosión de las paredes de la zanja detrás del entibado.


Se debe proporcionar un soporte firme de las paredes de la zanja debajo de viaductos, servicios públicos existentes u otras obstrucciones que restrinjan la colocación de los entibados. 5.4.1. Soportes dejados en el sitio

A menos que el ingeniero decida lo contrario, las estructuras utilizadas como soportes dentro o debajo de la zona de tubería deben ser dejadas en su posición para evitar la pérdida de soporte del material de la fundación o del confinamiento. En este caso, cuando se requiere cortar la parte superior del entibado, se debe hacer a 0,5 m o más arriba de la corona del tubo. Se deben dejar en su lugar los largueros de entibado, riostras y otros elementos de soporte y apuntalamiento según se requieran para soportar el corte en el entibado y las paredes de la zanja en la zona de la tubería. Los entibados de madera que vayan a dejarse en el lugar se consideran como miembros estructurales permanentes y deben ser tratados contra la degradación biológica (por ejemplo, ataques de insectos u otras formas biológicas) según sea necesario, y contra la descomposición si se hallasen por encima del nivel de agua freática. NOTA 7 – Ciertos compuestos de preservación y protección pueden reaccionar en forma adversa con algunos tipos de termoplásticos y su uso debe evitarse en las proximidades del material del tubo.

5.4.2. Soportes móviles para las paredes de la zanja

Cuando se utilicen formaletas de entibar o armaduras móviles de zanja, éstas no deberán perturbar a la tubería instalada y su confinamiento. Los soportes móviles no deben ser usados por debajo de la parte superior de la zona del tubo a menos que se utilicen métodos aprobados para mantener la integridad del material de confinamiento. Antes de remover los soportes se debe colocar y compactar el confinamiento hasta profundidades suficientes que aseguren la protección de la tubería. A medida que se van retirando los soportes, se debe finalizar la colocación y compactación del material de confinamiento. 5.4.3. Remoción de soportes para paredes de zanja

Si el ingeniero permite el uso de entibados u otros sistemas de soporte de las paredes de la zanja por debajo de la zona del tubo, debe asegurarse que el material del mismo, de la fundación y del confinamiento no sea alterado al retirar los entibados. Llenar los vacíos dejados por los entibados removidos y compactar todo el material a la densidad requerida. 5.5. Rocas o material altamente rígido en el fondo de la zanja

Si en el fondo de la zanja se encontraran salientes de roca, capas de suelo duro, esquistos u otros tipos de materiales altamente rígidos, cantos, escombros o detritos, rocas o piedras mayores a 40 mm, se debe excavar una profundidad mínima de 150 mm por debajo del fondo de la tubería y sustituir con material de encamado apropiado (ver numeral 6.2.1). 6. INSTALACIÓN

6.1. Generalidades

En la Tabla 3 se proporcionan recomendaciones para el uso de los varios tipos de materiales clasificados en el numeral 4 y en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. para fundaciones, encamados, acostillados y rellenos. NOTA 8 – La instalación de tuberías en áreas donde pueda anticiparse un asentamiento importante, tales como rellenos adyacentes a fundaciones de edificios y rellenos sanitarios u otros suelos con alta inestabilidad, requieren de procedimientos de ingeniería especiales que están fuera del alcance de esta norma.

6.2. Fondo de la zanja


Instalar la fundación (en caso de requerirse) y el encamado como lo requiera el ingeniero de acuerdo a las condiciones existentes en el fondo de la zanja. Se debe proveer un encamado firme, estable y uniforme para el cuerpo de la tubería y cualquier característica del sistema de unión. Proporcionar un mínimo de 100 mm de encamado a menos que se especifique de otra manera. 6.2.1. Rocas y materiales duros

Cuando se encuentren roca y materiales muy duros en el fondo de la zanja, se debe instalar una cama de amortiguación de un espesor mínimo de 150 mm, por debajo del tubo. 6.2.2. Fondo de zanja inestable

Donde el fondo de la zanja sea inestable o presente una tendencia “movediza”, se debe excavar a una profundidad de acuerdo a lo indicado por el ingeniero y reemplazar por una fundación de material Clase I o Clase II. En el caso en que las condiciones de la zanja puedan generar una migración de finos y pérdida de soporte al tubo, utilizar materiales graduados adecuadamente (ver A.8). Colocar y compactar el material de acuerdo a lo indicado en la Tabla 3. Para condiciones severas, el ingeniero puede requerir una fundación especial, tales como pilotes o entibados recubiertos con una capa de concreto. El control de fondos de zanja con condiciones inestables o movedizas puede lograrse mediante el uso de geosintéticos apropiados

Tabla 1 Recomendaciones para la instalación y el uso de suelos y agregados para la fundación y el confinamiento de la zona de la tubería

Clase de sueloA

Clase IB

Clase II Clase III Clase IV

Recomendaciones generales y restricciones

Aceptable y común cuando la migración de finos no es probable o cuando se combinen con un medio filtrante geotextil. Apropiado para ser usado como manto drenante y bajo drenes en donde el material adyacente está adecuadamente graduado o cuando se usa con una tela de filtración geotextil (ver A.8.1)

Cuando exista un gradiente hidráulico, verificar la gradación a fin de minimizar la migración de finos. Los grupos limpios son aptos para ser usados como mantos de drenaje y sub-drenes (ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.). Las arenas finas uniformes (SP) con más de 50% del material pasando por un tamiz N° 100 (0,15 mm) se comportan como limos y deben tratarse como suelos de Clase III.

No debe utilizarse cuando las condiciones de agua en la zanja impidan una colocación y compactación adecuadas. No se recomienda su uso con tubos con rigideces de 62 kPa o inferiores.

Difícil para alcanzar una alta rigidez de suelo. No debe utilizarse en donde las condiciones de agua en la zanja impidan una colocación y compactación adecuadas. No se recomienda su uso con tubos con rigideces de 62 kPa o inferiores.


Fundación Apropiado para fundación y para reemplazar los fondos de zanjas sobre-excavadas e inestables con las restricciones indicadas arriba.

Apropiado para fundación y para reemplazar los fondos de zanjas sobre-excavadas e inestables con las restricciones indicadas arriba. Instalar y compactar en capas de un máximo de 300 mm.

Apropiado para reemplazar los fondos de zanjas sobre-excavadas con las restricciones indicadas arriba. Instalar y compactar en capas de un máximo de 150 mm.

Apropiado para reemplazar los fondos de zanjas sobre-excavadas hasta profundidades de 300 mm con las restricciones indicadas arriba. Utilizar solamente cuando pueda mantenerse un soporte longitudinal uniforme del tubo, según lo aprobado por el ingeniero. Instalar y compactar en capas de un máximo de 150 mm.

Zona de confinamiento de la tubería

Apropiado según las restricciones indicadas arriba.

Apropiado según las restricciones indicadas arriba. Trabajar el material ubicado debajo del tubo a fin de proveer un soporte de acostillado uniforme.

Apropiado según las restricciones indicadas arriba. Difícil de colocar y compactar en la zona de acostillado.

Apropiado según las restricciones indicadas arriba. Difícil de colocar y compactar en la zona de acostillado.

Porcentaje de compactación mínimo recomendado, DPD

D

Ver NotaC

85% (suelos SW y SP) Para suelos GW y GP ver Nota

E

90% 95%

Esfuerzo relativo de compactación requerido para lograr el mínimo porcentaje de compactación

Bajo Moderado Alto Muy alto

Métodos de compactación

Vibración o impacto

Vibración o impacto

Impacto Impacto

Control de humedad requerido

Ninguno Ninguno Mantener cerca del óptimo para minimizar el esfuerzo de compactación

Mantener cerca del óptimo para minimizar el esfuerzo de compactación

A

Los materiales de Clase V no son aptos para confinamiento. Se pueden usar como relleno final si el ingeniero lo permite. B Los materiales de Clase I tienen una rigidez más alta que los de Clase II, pero en este momento

no hay datos disponibles sobre los valores de rigidez de suelos específicos. Hasta que esos datos estén disponibles, la rigidez de suelo de los materiales de Clase I colocados sin compactación, puede ser considerada como equivalente a la de los materiales de Clase II compactados al 95 % de la densidad Proctor estándar máxima (SPD95), mientras que la rigidez de suelo de los materiales de Clase I compactados puede ser considerada como equivalente a aquélla de los materiales de Clase II compactados al 100 % de la densidad Proctor estándar máxima (SPD100). Aun cuando sean instalados sin compactar (es decir, volcados), los materiales de Clase I deberán ser insertados y trabajados en la zona de zona del acostillado para asegurar un relleno completo. C Por lo general se logra una compactación adecuada mediante la colocación por volcado (es decir,

sin compactación, pero insertando el material en la zona de acostillado para asegurar un relleno completo). D SPD es la densidad Proctor estándar según se determina en la norma ASTM D698.

E Colocar y compactar los suelos GW y GP con por lo menos dos pasadas del equipo de

compactación.

6.2.3. Cargas puntuales


Se deben minimizar las cargas concentradas y los asentamientos diferenciales cuando la tubería cruce otras redes de servicios públicos o estructuras subterráneas, o cuando existen fundaciones especiales, tales como pilotes con cabezales de concreto o entibados. Se debe proveer un material que amortigüe las cargas entre la tubería y cualquier punto de carga concentrada. 6.2.4. Sub excavación

Si el fondo de la zanja es sub excavado por debajo de la profundidad proyectada, se debe rellenar la sub excavación con material compatible de fundación o encamado y compactarlo como se recomienda en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. 6.2.5. Desprendimientos

Si las paredes de la zanja sufren desprendimientos durante cualquier parte del proceso de excavación, deben removerse todos los materiales desprendidos o sueltos que hayan caído a la zanja. 6.3. Ubicación y alineamiento

La tubería y accesorios deben ser colocados en la zanja con la solera del tubo (intradós) ubicada en conformidad con las cotas, pendientes y alineación requeridos. Proveer huecos para las campanas de acople en el encamado que no sean mayores que lo necesario, a fin de asegurar un soporte uniforme de la tubería. Deben llenarse todos los vacíos bajo la campana insertando y compactando adecuadamente el material de encamado. En casos especiales donde la tubería esté instalada con una alineación en curva, mantener las desviaciones angulares de las uniones (alineamiento axial) o el radio de curvatura del eje de la tubería, o ambos, dentro de los límites de diseño aceptables. 6.4. Juntas

Se debe cumplir con las recomendaciones del fabricante para el ensamble de los componentes de las juntas, la lubricación y el proceso de ensamble. Cuando el tendido de la tubería se interrumpe, se debe asegurar la misma contra movimientos y sellar los extremos, para prevenir la entrada de agua, lodo o materiales extraños. 6.4.1. Juntas con sello elastomérico

Los sellos elastoméricos deben estar protegidos de sustancias dañinas como el polvo y la arena, los solventes y grasas y aceites a base de petróleo. Los sellos elastoméricos no deben almacenarse en proximidad de equipos eléctricos que produzcan ozono. Algunos sellos pueden requerir ser protegidos de la luz solar (consultar con el fabricante). Se debe marcar, o verificar que las espigas de la tubería estén marcadas, para indicar la posición final de la inserción y asegurar que el tubo es insertado en la campana del tubo o accesorio hasta esta marca. Se deben insertar las espigas dentro de la campana usando los métodos recomendados por el fabricante, manteniendo la tubería alineada horizontal y verticalmente. Se debe proteger el extremo de la tubería mientras se introduce la espiga en la campana y no se debe usar fuerza excesiva que pueda hacer que 6.4.2. Juntas con pegamento

Cuando se realicen juntas con pegamento, se deben seguir las recomendaciones del fabricante de la tubería y del pegamento. Si no se logra una inserción completa, se debe desensamblar o remover y reemplazar la junta. Se debe esperar hasta que las juntas fragüen antes de mover, enterrar o perturbar de algún modo la tubería. 6.4.3. Juntas por termo fusión


Este tipo de juntas por termo fusión debe hacerse en conformidad con las recomendaciones del fabricante de la tubería. La tubería puede ser unida sobre la superficie del terreno, bajándola luego a su posición, proveyendo el soporte y manipulación adecuados para no causarle daño. 6.5. Colocación y compactación del confinamiento de la tubería

El material del confinamiento debe colocarse usando métodos que no perturben o dañen la tubería. Se debe colocar y apisonar el material de acostillado en el área entre el encamado y la parte inferior del tubo antes de colocar y compactar el resto del confinamiento en la zona del tubo. Asegurar que el material de confinamiento se distribuya y compacte uniformemente a ambos lados de la tubería. Seguir las recomendaciones de compactación dadas en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. No se debe permitir que el equipo de compactación entre en contacto o dañe la tubería. Se deben usar equipos de compactación y técnicas que sean compatibles con los materiales usados y su ubicación en la zanja (ver A.7). Antes de usar equipos pesados de compactación o construcción directamente sobre la tubería, colocar suficiente material de relleno para prevenir daños, deflexiones excesivas o cualquier otra perturbación a la tubería. Ver el numeral 6.6 para la cobertura mínima.

6.5.1. Porcentaje de compactación del confinamiento

La clase de suelo (de la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.) y el porcentaje de compactación del confinamiento requerido, deben ser establecidos por el ingeniero en base a una evaluación de las condiciones específicas del proyecto (ver A.6.2). La información contenida en la Tabla 3 proporcionará una rigidez del confinamiento satisfactoria y está basada en lograr un módulo promedio de reacción del suelo, E’, de 6,9 MPa (o un módulo apropiado restringido equivalente, MS). 6.5.2. Consolidación hidráulica

La consolidación hidráulica (a chorro o por inundación) de materiales no cohesivos sólo debe hacerse bajo condiciones controladas y cuando lo apruebe el ingeniero. En todo momento se deben tener en cuenta los espesores de las capas y los requisitos de compactación dados en la Tabla 3. 6.6. Cobertura mínima

Para evitar daños a la tubería y perturbaciones al confinamiento de la misma, debe mantenerse una profundidad mínima de relleno sobre la tubería antes de permitir la circulación sobre la zanja del tubo de vehículos o de equipos pesados de construcción. La profundidad mínima de cobertura debe ser establecida por el ingeniero en base a una evaluación de las condiciones específicas del proyecto. En la ausencia de esta evaluación, deben emplearse los siguientes requisitos de cobertura mínima: para materiales de confinamiento instalados de acuerdo con la Tabla 3, se debe proveer una cobertura (es decir, profundidad del relleno por encima de la corona del tubo) de al menos 0,6 m o de un diámetro de tubo (el que sea mayor) para material de confinamiento Clase I, y una cubierta de al menos 0,9 m o un diámetro de tubo (el que sea mayor) para materiales de confinamiento Clases II, III y IV, antes de permitir la circulación de vehículos o equipos de construcción sobre la superficie de la zanja, y por lo menos 1,2 m de cobertura antes de utilizar un martillo hidráulico para la compactación. Los martillos hidráulicos de compactación no deben usarse a menos que lo apruebe el ingeniero. En casos en los que las cargas de construcción puedan ser excesivas (por ejemplo, grúas, equipos para movimiento de suelos, etc.), la cobertura mínima deberá ser incrementada según lo determine el ingeniero.

6.7. Tuberías verticales

Se debe proveer soporte a las tuberías verticales que comúnmente se encuentran en las conexiones de servicio, bocas de limpieza y cámaras con caída para evitar


movimientos verticales o laterales. Se debe prevenir la transferencia directa del empuje provocado por las cargas superficiales y asentamientos, y asegurar soportes adecuados en los puntos de conexión a las líneas principales de las tuberías. 6.8. Remoción del relleno sobre tubería existente para conexiones de servicio

Cuando se excave para hacer una conexión de servicio, se debe remover primero el material que se encuentra sobre la corona del tubo principal existente, antes de remover el material de los costados del tubo. Los materiales y el porcentaje de compactación del confinamiento de las líneas de servicio, deben cumplir con las especificaciones de la línea existente o con las de esta norma, las que sean más estrictas. NOTA 9 - Cuando se instale más de un tubo en la misma zanja o en una zanja adyacente, se requieren técnicas de construcción y consideraciones especiales, para asegurar que se mantenga la integridad del material de confinamiento.

6.9. Tapas y tapones de tubería

Asegurar las tapas y tapones al tubo a fin de prevenir el movimiento y las fugas resultantes bajo las presiones de ensayo y servicio. 6.10. Conexiones a cámaras de inspección

Utilizar conectores estancos flexibles, conexiones elásticas u otros sistemas flexibles aprobados por el ingeniero, para lograr conexiones herméticas a las cámaras de inspección y otras estructuras. 6.11. Controles de campo

El ingeniero debe controlar el cumplimiento de lo estipulado en los documentos contractuales en cuanto a la instalación de la tubería, incluyendo la profundidad y pendiente de la zanja, las condiciones de agua, materiales de fundación, confinamiento y relleno, así como las juntas, densidad de los materiales en el sitio y seguridad con una frecuencia adecuada a los requisitos del proyecto. Las especificaciones para ensayos de hermeticidad, si bien no están dentro del alcance de esta norma, deben formar parte de las especificaciones para la instalación de tuberías termoplásticas, cuando corresponda. 7. INSPECCIÓN, MANEJO Y ALMACENAMIENTO

7.1. Inspección

Luego de su recepción, cada entrega de tuberías y accesorios debe ser inspeccionada a fin de verificar su conformidad con las especificaciones del producto y los documentos contractuales y detectar la existencia de daños. Se deben rechazar y retirar de la obra aquellos tubos o accesorios que no estén conformes o estén dañados. 7.2. Manejo y almacenamiento

Los tubos y accesorios deben manipularse y almacenarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.


ANEXO A

(Informativo)

COMENTARIOS

A.1 Las personas interesadas en el desempeño en servicio de una tubería flexible enterrada deben comprender los factores que pueden afectar este desempeño. Por consiguiente, en este Anexo se proporcionan las consideraciones fundamentales en cuanto al diseño y la ejecución de una instalación satisfactoria de tubería termoplástica flexible enterrada que sirvieron como base para el desarrollo de esta norma.

A.2 General

Las condiciones del subsuelo deben investigarse adecuadamente antes de la construcción, de acuerdo con la norma ASTM D420, para establecer los requisitos de los materiales usados en la fundación, confinamiento y relleno, así como los métodos de construcción. El tipo de tubo seleccionado debe ser el apropiado para las condiciones de la obra.

A.3 Desempeño carga/deflexión Las tuberías termoplásticas consideradas en esta norma están clasificadas como conductos flexibles ya que al soportar cargas se deforman (se deflectan) para desarrollar soporte por parte del material de confinamiento circundante. Esta interacción del tubo y el suelo proporciona una estructura suelo-tubo capaz de soportar rellenos de tierra y cargas vivas superficiales de una magnitud considerable. El diseño, la especificación y la construcción de un sistema enterrado de tubería flexible debe tomar en cuenta que los materiales escogidos para el confinamiento deben ser seleccionados, colocados y compactados de modo que el sistema suelo-tubo actúe conjuntamente para transmitir las cargas aplicadas sin deformaciones excesivas causadas por deflexiones o distorsiones locales en la pared de la tubería. A.4 Deflexión de la tubería La deflexión de la tubería es el cambio diametral del sistema suelo-tubo como resultado de los procesos de instalación de la tubería (deflexiones durante la construcción), cargas estáticas y dinámicas aplicadas sobre la tubería (deflexión inducida por carga) y la respuesta tiempo dependiente del suelo (deflexión diferida). Las deflexiones inducidas por la construcción y las cargas constituyen juntas la deflexión inicial de una tubería. Las deflexiones adicionales dependientes del tiempo son atribuidas principalmente a cambios en el confinamiento y el suelo natural y al asentamiento de la zanja. La suma de la deflexión inicial y de las dependientes del tiempo constituye la deflexión total. A.4.1 Deflexión de construcción Estas deflexiones son inducidas durante el proceso de instalación y confinamiento de la tubería flexible aún antes de que se apliquen cargas del suelo y superficiales significativas. La magnitud de las deflexiones de construcción depende de factores tales como el método y grado de compactación de los materiales de confinamiento, del tipo de confinamiento, de las condiciones de agua en la zanja, de la rigidez de la tubería, de la uniformidad del soporte del confinamiento, de la ovalidad de la tubería y de la calidad de la instalación en general. Estas deflexiones pueden ser mayores que las inducidas subsecuentemente por las cargas. La compactación del relleno lateral puede dar como resultado una deflexión vertical negativa (es decir, incremento del diámetro vertical y disminución del diámetro horizontal de la tubería).


A.4.2 Deflexión inducida por carga Las deflexiones inducidas por cargas son el resultado de las cargas del material de relleno y otras sobrecargas impuestas que son aplicadas al tubo después de que ha sido confinado. Tradicionalmente, las ecuaciones típicas de la interacción suelo-tubo tales como la “fórmula de Iowa”, atribuida a Spangler, u otros métodos han sido utilizados para calcular las deflexiones resultantes de estas cargas. A.4.3 Deflexión inicial La deflexión inicial es la deflexión en la tubería instalada y rellenada. Es la sumatoria de las deflexiones por construcción y las inducidas por las cargas. A.4.4 Factores dependientes del tiempo Estos factores incluyen cambios en la rigidez del suelo en la zona de confinamiento de la tubería y del suelo natural de la zanja, así como los cambios de carga generados por asentamientos en la zanja (consolidación) a través del tiempo. Estos cambios comúnmente se suman a las deflexiones iniciales. Este tiempo puede variar de unos pocos días a varios años dependiendo de los tipos de suelos, su colocación y la compactación inicial. Los factores dependientes del tiempo son tradicionalmente considerados mediante el ajuste de las deflexiones inducidas por la carga por un factor de deflexión diferida. La selección de un factor de deflexión diferida es considerada en las guías de diseño para tuberías flexibles enterradas. A.4.5 Deflexión final La deflexión final es la deflexión total de la tubería a largo plazo. Consiste en la deflexión inicial ajustada por los factores dependientes del tiempo. A.5 Criterios de deflexión Estos criterios son a menudo establecidos como límites de diseño y aceptación de la instalación de tubería flexible enterrada. Los límites de deflexión para sistemas de tuberías específicos pueden derivarse de consideraciones estructurales y prácticas. Las consideraciones estructurales incluyen fisuras en las tuberías, fluencia, resistencia, deformación y distorsión local. Las consideraciones prácticas incluyen factores tales como requisitos de flujo, espacio libre para la inspección y limpieza y el mantenimiento de los sellos de las juntas. Los límites de deflexión inicial y final deben basarse en las propiedades estructurales disponibles con la aplicación de factores de seguridad adecuados. Nota A.1 – Algunas normas ASTM para tubos termoplásticos, tales como las ASTM D3034, F679, F714 y F949, proveen límites recomendados de deflexiones de instalación. Nota A.2 – Las deflexiones no son necesariamente indicadores de niveles de deformación provenientes de distorsiones locales causadas por falta de uniformidad en la rigidez del confinamiento o cargas concentradas. Cuando las distorsiones locales son significativas, el ingeniero necesitará establecer los métodos para el control y monitoreo de los niveles de distorsión.

A.6 Control de deflexión Los materiales para el confinamiento deben ser seleccionados, colocados y compactados a fin de minimizar las deflexiones totales y mantener, bajo cualquier circunstancia, las deflexiones por instalación dentro de los límites especificados. Los métodos de colocación, compactación y control de humedad deben ser seleccionados en base a los tipos de suelo dados en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. y ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. y en las recomendaciones de la Tabla 3. El total de deflexión inducida por las cargas es, principalmente, una función de la rigidez de la tubería y del sistema de confinamiento del suelo. Otros factores importantes para el control de la deflexión se describen a continuación.


A.6.1 Confinamiento en la zona del acostillado La falta de una adecuada compactación del material de confinamiento en la zona del acostillado puede resultar en una deflexión excesiva, puesto que este material es el que soporta las cargas verticales aplicadas a la tubería. Un objetivo clave durante la instalación de tuberías termoplásticas flexibles (o cualquier otro tipo de tubería), es insertar y compactar el material de confinamiento en la zona de acostillado de la tubería para asegurar un contacto completo con la parte inferior de la misma y rellenar los vacíos debajo de ella. A.6.2 Compactación del confinamiento Los requisitos de compactación del confinamiento deben ser determinados por el ingeniero en base a los límites de deflexión establecidos para la tubería, la rigidez de la misma y el control de calidad de la instalación, así como también las características de los materiales de confinamiento utilizados. Los requisitos de compactación proporcionados en la Tabla 3 están basadas en la obtención de un módulo promedio de reacción del suelo (E’) de 6,9 MPa, (o un módulo restringido equivalente adecuado, MS), que establece una relación entre la rigidez del suelo con el tipo y grado de compactación del mismo. Para instalaciones especiales, el ingeniero debe verificar que el porcentaje de compactación especificado cumpla con los requisitos de desempeño. A.7 Métodos de compactación Lograr la densidad deseada para un material específico depende de los métodos usados para aplicar la energía de compactación. Los materiales limpios de graduación gruesa, como la piedra triturada, gravas y arenas, son más fáciles de compactar usando equipos vibratorios, mientras que los materiales finos con alta plasticidad requieren de un mayor apisonamiento y fuerza de impacto junto con un contenido de agua controlado para lograr una compactación aceptable (ver numeral 4.3). En las zanjas se requieren compactadores pequeños, manuales o planchas compactadoras, no solo para prevenir daños en la tubería, sino también, para asegurar la compactación completa en áreas confinadas alrededor de la tubería o a lo largo de las paredes de la zanja. A manera de ejemplo, las apisonadoras de planchas vibratorias trabajan bien con materiales granulares de Clases I y II, mientras que los apisonadores manuales o neumáticos (“bailarines”, “saltarines” o “sapos”) son convenientes para los grupos de materiales plásticos de grano fino de Clases III y IV. Los equipos saltadores propulsados con gasolina o diésel o los rodillos vibratorios pequeños proveen vibración y apisonamiento o fuerza de impacto y, por lo tanto, son útiles para la mayoría de las clases de materiales de confinamiento y relleno. A.8 Migración Cuando se coloca material grueso y de granulometría abierta junto a un material más fino, estos últimos pueden migrar dentro del material más grueso bajo la acción del gradiente hidráulico del agua freática. Gradientes hidráulicos significativos pueden presentarse en la zanja durante la construcción cuando los niveles de agua están siendo controlados por varios métodos de bombeo o pozos de succión, o después de la construcción, cuando los materiales permeables utilizados en el encamado y el confinamiento se comportan como un drenaje "francés" bajo la acción de niveles altos de aguas freáticas. La experiencia de campo demuestra que la migración puede resultar en una pérdida significativa de soporte para la tubería y en deflexiones continuadas que pueden exceder los límites de diseño. La graduación y el tamaño relativo del confinamiento y los materiales adyacentes deben ser compatibles para minimizar la migración (ver A.8.1). En general, cuando se prevean flujos importantes de agua freática, debe evitarse la colocación de material Clase I grueso y de granulometría abierta sobre, debajo o adyacente a materiales más finos, a menos que se empleen métodos para impedir la migración, como el uso de un filtro de piedra o un geotextil apropiados a lo largo dellímite de separación con los materiales incompatibles.


Para evitar la pérdida de soporte de la tubería a causa de la migración de partículas finas provenientes de las paredes de la zanja al interior de los materiales de confinamiento de granulometría abierta, es suficiente seguir las directivas sobre el ancho mínimo de confinamiento del numeral A.10. A.8.1 Los siguientes criterios de graduación de filtros pueden ser utilizados para restringir la migración de partículas finas dentro de los vacíos del material más grueso debido al gradiente hidráulico: A.8.1.1 D15/d85< 5, donde D15 es el tamaño de abertura del tamiz que permite el paso del 15% en peso del material más grueso y d85 es el tamaño de abertura del tamiz que permite el paso del 85% en peso del material más fino. A.8.1.2 D50/d50< 25, donde D50 es el tamaño de abertura del tamiz que permite el paso del 50% en peso del material más grueso y d50 es el tamaño de abertura del tamiz que permite el paso del 50% en peso de material más fino. Este criterio no necesita ser aplicado si el material más grueso está bien graduado (ver la norma ASTM D2487). A.8.1.3 Si el material más fino es un suelo de granos finos (CL, CH, ML o MH), los siguientes criterios deben ser usados en lugar de A.8.1.1: D15< 0,5 mm, donde D15 es el tamaño de abertura del tamiz que permite el paso del 15% en peso del material más grueso. Nota A.3 – Los materiales seleccionados para usarse basados en los criterios de graduación de filtros, como en el numeral A.8.1, deben ser manipulados y colocados de manera tal que minimicen la segregación.

A.9 Tamaño máximo de la partícula Limitando el tamaño de partícula a 20 mm o menos del material de confinamiento mejora la colocación del material de confinamiento para tuberías de tamaño nominal de 200 mm a 380 mm. Para tuberías más pequeñas, se recomienda un tamaño de partícula de aproximadamente un 10 % del diámetro nominal de la tubería. A.10 Ancho del confinamiento para un soporte adecuado En ciertas condiciones, se requiere un ancho mínimo del material de confinamiento para asegurar la obtención de una adecuada rigidez del mismo para soportar la tubería. Estas condiciones se presentan donde la resistencia lateral del suelo nativo es insignificante, tales como en los casos de suelo naturales muy pobres o a lo largo de terraplenes de carreteras. Ejemplos de suelos nativos pobres incluyen los suelos mal compactados con 5 golpes o menos, turbas, suelos orgánicos o suelos altamente expansivos. Bajo estas condiciones, si el suelo nativo es capaz de soportar un corte vertical, el ancho mínimo del confinamiento deberá ser de 0,5 veces el diámetro de la tubería a cada lado de la misma como se muestra en la Fig. A. 1. Bajo estas condiciones, si el suelo nativo no es capaz de soportar un corte vertical, el ancho mínimo de confinamiento deberá ser de un diámetro de tubería a cada lado de la misma como se muestra en la Fig. A. 2. En cualquier caso, el material de confinamiento puede ser material granular Clase II o piedra triturada Clase I como se especifica en el Capítulo 4 de esta norma. Si se utilizan otros materiales de confinamiento, el ingeniero debe establecer el ancho mínimo de confinamiento basado en una evaluación de parámetros como la rigidez de la tubería y del material de confinamiento, la naturaleza del suelo nativo y la magnitud de las cargas de construcción y de servicio. Independientemente del ancho de zanja requerido para un soporte adecuado, la zanja debe ser lo suficientemente ancha para colocar adecuadamente el material de confinamiento de acuerdo al numeral 6.5. Nota A.4 – La instalación bajo condiciones de suelo muy pobres puede requerir un tratamiento adicional como, por ejemplo, la estabilización del suelo o entibados permanentes.


Nota A.5 – El confinamiento sobre la parte superior de la tubería como se muestra en las Figuras A.1 y A.2 representa la cobertura mínima para protección contra impacto, no para soporte del tubo. A pesar de la cobertura mínima mostrada, se debe cumplir con los requisitos del numeral 6.6.

Nota A.6 – Referirse al numeral A.6 para los requisitos del material de relleno y los requisitos de compactación para controlar la deflexión.

A.11 Grumos, terrones y cantos Los materiales de relleno deben estar libres de grumos, terrones, cantos y escombros. La presencia de dichos materiales en el confinamiento puede impedir una compactación uniforme y dar como resultado deflexiones localizadas excesivas. A.12 Otros criterios de diseño y construcción El diseño y la construcción del sistema de tubería deben considerar las condiciones que puedan inducir esfuerzos excesivos de corte, flexión longitudinal o carga de compresión en la tubería. Las cargas vivas aplicadas por los tráficos de construcción y de servicio pueden resultar en deflexiones de la tubería grandes y acumuladas si la misma es instalada con un confinamiento de baja densidad y poca cobertura. Otras fuentes de carga sobre las tuberías enterradas son: aumento y disminución del nivel freático, presión hidrostática debida al nivel freático y cargas localizadas por asentamientos diferenciales que ocurren cerca de estructuras tales como cámaras de inspección o cimientos. Donde se prevea que las cargas externas sean excesivas, la tubería debe ser instalada dentro de un tubo camisa o algún otro tipo de estructura limitante de cargas. A.13 Ensayos de deflexión Para asegurar que los límites especificados de deflexión no sean excedidos, el ingeniero puede requerir la realización de ensayos de deflexión de la tubería utilizando aparatos de medición específicos. Los ensayos de deflexión se deben realizar, como mínimo, 30 días después de la instalación para permitir que la estabilidad del sistema suelo-tubo se haya alcanzado. Sin embargo, como una medida de control de calidad, pueden realizarse verificaciones periódicas de deflexión durante la instalación.

Fig. A. 1. Ancho mínimo de confinamiento cuando la zanja y el suelo nativo pueden soportar un corte vertical


Fig. A. 2. Ancho mínimo del confinamiento cuando el suelo nativo no puede soportar un corte vertical o cuando se instala en condiciones de terraplén

A.13.1Entre los aparatos opcionales para los ensayos de deflexión se encuentran los deflectómetros electrónicos, las cámaras de video calibradas y los mandriles "pasa, no pasa" del tamaño apropiado. Las mediciones de deflexión pueden ser hechas directamente con reglas de extensión o cintas de medición en aquellos tramos que permitan un acceso seguro a las tuberías. Para asegurar la precisión en las mediciones, se debe limpiar las líneas antes de hacer los ensayos.

A.14 Información adicional de instalación

Se puede encontrar información suplementaria para la instalación de tuberías enterradas en la norma ASTM F1668.


ANEXO B

(Informativo)

Recomendaciones para incorporar esta norma en documentos de contratación

B.1 Esta norma puede ser incorporada, como referencia, en los documentos contractuales para un proyecto específico a fin de cubrir los requisitos de instalación de tuberías termoplásticas flexibles para alcantarillado y otras aplicaciones de flujo por gravedad. La aplicación a un proyecto en particular debe ser realizada mediante una lista de requisitos suplementarios. A continuación se detallan las modificaciones sugeridas para secciones específicas (la numeración de la lista concuerda con los numerales de esta norma): B.2 Numerales 4.1, 4.2 y Tabla 3 Restricciones adicionales en el uso de las clases de materiales de confinamiento y relleno.

B.3 Numeral 4

Graduaciones específicas de materiales de confinamiento para resistencia a la migración de finos.

B.4 Numeral 4.3

Tamaño máximo de partículas, si difiere de las presentadas en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia..

B.5 Numeral 5.2 Restricciones en cuanto al modo de desagüe; diseño de sub-drenajes.

B.6 Numeral 5.3 Requisitos para el ancho mínimo de zanja.

B.7 Numeral 5.4

Restricciones o detalles para el soporte de las paredes de las zanjas.

B.8 Numeral 6.5

Restricciones específicas para los métodos de compactación.

B.9 Numeral 6.5.1 y Tabla 3

Porcentaje mínimo de compactación del confinamiento si difiere de estas recomendaciones; requisitos específicos para materiales de relleno (por ejemplo, para la sub-rasante del pavimento).

B.10 Numeral 6.6

Requisitos mínimos de cobertura si difieren de los de este párrafo.

B.11 Numeral 6.7 Requisitos detallados para el soporte de conexiones verticales, hidrantes, y pilas para acomodar movimientos relativos previstos entre la tubería y los accesorios. Detalles para acomodar movimientos térmicos, particularmente en tubos verticales.


B.12 Numeral 6.10

Requisitos detallados para conexiones a cámaras de inspección.

B.13 Numeral 6.11

Requisitos sobre métodos de ensayo para medir compactación y fugas.

B.14 Numeral A.13

Requisitos sobre deflexiones y medición de las mismas, incluyendo los métodos y el momento de los ensayos.

DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS Y … · El Comité Técnico es el encargado de realizar el estudio y...

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