UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ ESCUELA DE POSTGRADO

CONSIDERACIONES ESPECIALES DE DISEO

Durante la etapa de diseo, se establecen las diferentes actividades a realizar en el marco de la construccin, rehabilitacin, mejoramiento y mantenimiento de la va.

El Diseo del proyecto se orienta a la realizacin de los estudios de ingeniera requeridos para las etapas posteriores, los cuales incluyen: geometra de la va, planos de construccin, eleccin y estudio de canteras, ubicacin de depsitos de material excedente, metrados, presupuestos, unidades ejecutoras, coordinacin institucional. Se debern tomar en cuenta las recomendaciones de manejo ambiental para proyectos viales. Adems el diseo debe contemplar los siguientes componentes especficos:

5.4.1. Canteras

Se consideran canteras o yacimientos a los lugares con potencial de material para su uso en las obras de ingeniera, las canteras pueden ser:

Canteras Aluviales, son aquellas que se ubican en terrenos constituidos por materiales depositados por las aguas fluviales o marinas, despus de haberlos arrancado de otro lugar y transportado desde este hasta aquel en que quedaron detenidos. Estas mayormente se ubican en los lechos del ri, del cual se extrae material fino, grueso y/o hormign.

Canteras de Cerro o coluvios, son aquellas, en que la extraccin se realiza por medio de voladuras y la produccin de piedra partida se logra con una trituradora, obteniendo los materiales para hormign, mezclas asflticas o riegos bituminosos. Se requiere del uso de equipo especial para triturar la roca y separar los diferentes tamaos de material, en algunos casos tambin es necesario el uso de explosivos a fin de fracturar la roca.

Especficamente, para la eleccin de los sitios de explotacin de canteras, se debern considerar las siguientes medidas de carcter obligatorio:

Para seleccionar y aprobar un lugar de prstamo adems de los requerim- ientos tcnicos, debe verificarse que el lugar no corresponde a un sector de alto valor paisajstico, cultural, arqueolgico o si pertenece a alguna rea protegida o zona considerar de alto riesgo ambiental. Si ste es el caso se deber evaluar la posibilidad de cambiar el yacimiento o disear medidas ambientales efectivas y eficientes.

Es necesario tener en cuenta que no todas las reas desde las que se real- izan prstamos de materiales, corresponden al derecho de va o al dominio fiscal, por el contrario la gran mayora de terrenos corresponden a terrenos comunales o privados, por esto se debe requerir los permisos de los propi- etarios antes de iniciar cualquier actividad extractiva o realizar el trmite de expropiacin correspondiente.

Las actividades extractivas deben contar con los permisos estipulados en la legislacin ambiental correspondiente.

La eleccin de sitios de material de prstamo debe estar de acuerdo con es- tudios previos y la extraccin debe responder a un programa general para la explotacin y un programa especfico para la recuperacin o restau- racin posterior del rea afectada. Se deber especificar grficamente los lmites de los depsitos a extraer, as como, la naturaleza del material y las cantidades especficas a extraer.

Se debe evitar la extraccin de lechos hmedos de ros y arroyos. Si el uso de material ribereo es inevitable se debe minimizar el rea afectada y evitar:

- Las zonas mas sensibles ecolgicamente,

- Daos a la vegetacin riberea.

- Deslizamientos de los mrgenes de ros y arroyos

Las reas de explotacin en lo posible no podrn ubicarse a menos de

1.000 metros de zonas pobladas.

Las reas de extraccin de material de prstamo no podrn ser localizadas en reas Protegidas, o sensibles.

Para explotacin de material de prstamo en cauces, se deber contar con la autorizacin del municipio correspondiente...

Se deben evitar acciones en los cauces del agua y efectuar estudios sobre la geomorfologa del ro para determinar que los impactos sobre el mismo sean mnimos y no afecten el sistema fluvial.

La instalacin de maquinaria pesada (chancadora) se realizar lo ms ale- jada posible del curso de agua permanente, en el extremo externo de las terrazas aluviales.

En la planta trituradora o chancadora relacionada a esta actividad se debern adoptar medidas ambientales especiales para evitar la alteracin de las propiedades fsicas del ro, tales como la instalacin de piscinas de sedimentacin de partculas.

La maquinaria pesada de acarreo se movilizar lo menos posible sobre las terrazas aluviales y siempre por las rutas previamente establecidas. Se reducir al mnimo indispensable el cruce de esta maquinaria por el curso de agua de los ros.

En el caso de banco de prstamo de materiales no aluviales, se recomienda lo siguiente:

El desbroce de la vegetacin se realizar antes de iniciar la excavacin y se acumular o acopiar para su posterior utilizacin. El desbroce se limitar exclusivamente al rea de explotacin.

La explotacin debe seguir normas que eviten la desestabilizacin de los terrenos, por tanto se evitar en lo posible explotar en reas de pendi- ente mayor a 25 %, la profundidad de la explotacin no debe superar la establecida por la supervisin de acuerdo a las caractersticas del lugar, la ubicacin de la napa fretica. No se explotar en superficies de soporte inferior de material superior susceptible de deslizarse.

En las canteras rocosas, se deben seguir todas las normas de seguridad sobre explosivos y slo se extraer el material estrictamente necesario.

Si se trata de reas planas y si la profundidad de la excavacin sobrepasa los 0,5 m, se rellenar con material excedente de las reas de corte en la parte inferior y con material de la zona en la parte superior.

En reas de pendientes, la extraccin se realizar de forma tal que se mantenga un pendiente menor a 25 %, que ser terraceada al final de la explotacin.

En canteras no dejarn abandonadas rocas que eventualmente puedan deslizarse y precipitarse.

5.4.2. Depsitos de Material Excedente (DME)

Los depsitos de Material Excedente son utilizados para depositar el ma- terial que se genera por accin de los diferentes trabajos propios del proceso constructivo como: ampliacin de la plataforma, cortes de talud, excavaciones, obras de arte, demoliciones y en general por las actividades derivadas del proce- so de explanaciones. De acuerdo a lo expresado todo el material debe colocarse en los DME, para lo cual deben tener caractersticas especificas las mismas que se mencionan a continuacin:

El lugar o espacio para la disposicin de los DME debe ser seleccionado cuidadosamente, evitando zonas inestables o reas de importancia ambi- ental como humedales, reas sensibles o de alta productividad agrcola. Evitando as mismo, zonas que puedan interrumpir drenajes naturales.

Para la ubicacin de los DME se debe considerar la morfologa del terreno, tratando en primera instancia de utilizar depresiones o reas desiguales, donde la conformacin de material excedente a depositar podra recuperar las caractersticas del paisaje. Para tales fines, deber realizarse el levan- tamiento topogrfico del lugar identificado, a fin de elaborar el diseo adecuado. Se identificarn georeferencialmente cada uno de los vrtices del depsito elegido.

Los DME deben ubicarse sobre suelos pobres, en lo posible, con poca o escasa cobertura vegetal, de ser posible sin uso aparente, evitando zonas inestables o reas de alta importancia ambiental.

Utilizar como DME nicamente lugares no aptos para actividades agr- colas o de pastoreo

El manejo de drenaje es de suma importancia en el botadero para evitar su posterior erosin, por lo cual, si se hace necesario, se colocarn filtros de desage para permitir el paso del agua

Cuando se rellenan ciertas depresiones, suele ser necesario conformar el relleno en forma de terrazas y colocar un muro de pata en gavin, so- bre todo en zonas donde debido al nivel de precipitaciones el material es susceptible a saturarse con facilidad

Al depositar materiales altamente contaminantes (restos de asfalto, mate- riales residuales, entre otros), previamente en el fondo del depsito deber colocarse una capa de material arcilloso que servir de capa impermeable, de alrededor de 0.50 m de espesor. Antes de colocar la capa de materia orgnica, se colocar una nueva capa de material arcilloso similar a la recomendada a fin de encapsular el producto contaminante

Para el relleno, se retirar la capa orgnica del suelo, la cual ser almace- nada para su posterior utilizacin en las labores de revegetalizacin. Para el cuidado de la capa del suelo se deber tener en cuenta las caractersticas del ecosistema, por cuanto en lugares de altas precipitaciones el material acumulado puede ser lavado fcilmente.

Los lugares propuestos como DME, (volmenes a depositar, reas a inter- venir, procesos constructivos y medidas de control de erosin propuestos por la contratista) sern revisados y aprobados por la supervisin.

Las reas destinadas al depsito de excedentes debern rellenarse con ca- pas horizontales que no se elevarn por encima de la cota del terreno natural. Se deber asegurar un drenaje adecuado y se impedir la erosin de los suelos all acumulados.

La colocacin del material excedente deber realizarse en capas de aprox- imadamente un espesor de 0.50 m, siendo cada capa compactada con diez (10) pasadas de rodillo, a fin de disminuir la densidad y compactar, de- bindose llegar a un ndice de 60 % de Compactacin como mnimo.

Los materiales gruesos debern recubrirse con suelos finos. Los taludes lat- erales no debern se menos inclinados que 3:2 (H-V) y se debern recubrir de suelos orgnicos, pastos u otra vegetacin natural de la zona.

Los terraplenes deben ser estables o estabilizados y protegidos para evitar procesos de deslizamiento y erosin. El acondicionamiento en aquellos pun- tos susceptibles de erosin debe realizarse con la utilizacin de suelo pasto y en taludes mediante revegetalizacin y usos de mantas biodegradables.

Posterior al depsito del material excedente, y luego de haber ejecutado la compactacin correspondiente capa por capa, se proceder a colocar la capa de materia orgnica (Top soil), de manera que sobre ella se ejecute la revegetalizacin con las especies vegetales nativas correspondientes, sean arbreas, arbustivas herbceas, de ser el caso, combinaciones de las mismas.

Taludes y Control de Erosin

Uno de los problemas mas frecuentes en las carreteras, es el relacionado con la inestabilidad de la va, por las acciones que genera y que afecta directamente la transitabilidad y consecuentemente las condiciones socioeconmicas del entorno. En tal sentido el manejo de los taludes y el control de la erosin es un aspecto de vital importancia para la gestin de la va

En la mayor parte de los trabajos de excavacin y de construccin de ter- raplenes, mediante taludes relativamente tendidos, una buena compactacin y la dotacin del drenaje necesario podrn eliminar en trminos generales la mayora de los problemas rutinarios de inestabilidad. Una vez ocurrida una falla, la me- dida de estabilizacin ms apropiada depender de las condiciones particulares del sitio tales como la magnitud del deslizamiento, el tipo de suelo, el uso del camino, las restricciones de alineamiento, y la causa de la falla. En tal sentido es necesario tener presente los conceptos bsicos de la geotecnia.

Tipos de Suelos Para efectos geotcnicos, se distinguen tres grupos bsicos de suelos: suelos granulares, compuestos por arenas o grava, suelos de grano fino, compuestos por limos y arcillas y suelos orgnicos, que incluyen turba, limos orgnicos y afines (Garca, 1973).

Por lo tanto, los trminos: gravas, arenas, limos y arcillas, seguidos de al- gunos adjetivos, clasificaran los suelos identificando el material predominante, complementndolos con calificativos que describirn sus caractersticas.

a) Suelos Granulares Son suelos compuestos de gravas (partculas may- ores de 2mm) y arenas (partculas entre 0,1 y 2mm.).

Poseen en general buena capacidad portante, drenan con rapidez y no estn sujetos a cambios de volumen o resistencia debido a cambios en las condiciones de humedad; son relativamente incompresibles cuando se les aplica cargas es- tticas, pero sufren una considerable reduccin de volumen cuando se someten a cargas vibratorias.

Las propiedades de estos suelos para el uso en construccin dependen en buena parte de los tamaos de las partculas que los componen.

b) Suelos de Grano Fino Son aquellos cuyas partculas no pueden dis- tinguirse a simple vista y estn compuestos por limos y arcillas.

Las arcillas tienen menor capacidad de soporte que los suelos granulares, son altamente impermeables, se comprimen bajo la accin de cargas permanentes y sufren cambios de volumen y resistencia ante los cambios en el contenido de humedad, siendo muy resistentes cuando se secan.

Los limos tienen mejor capacidad de soporte, son menos compresibles y ms permeables, no cambiando apreciablemente su volumen por los cambios de humedad y no adquieren resistencia apreciable cuando se secan al aire.

Los suelos finos consisten en general de una combinacin de arcillas y limos en diferentes proporciones, de las que resultan las caractersticas ingenieriles de dicho suelo.

c) Suelos Orgnicos Son los suelos que contienen materia vegetal o ani- mal en diferentes grados de descomposicin. Todos los suelos orgnicos debern ser usados muy restrictivamente en labores de fundacin o construccin. Estos suelos suelen encontrarse en zonas de turba, en el fondo de antiguas lagunas y bajos.

La Erosin El trmino erosin define el fenmeno de separacin, transporte y depsito de los materiales de los suelos, siendo producido por el clima (agua, viento) y la fuerza de gravedad.

Existen dos tipos bsicos de erosin: La natural, que corresponde al desgaste del suelo en su medio, por los factores arriba mencionados, sin la intervencin del hombre y la erosin acelerada o antrpica, causada por el hombre, por la apli- cacin de tcnicas agropecuarias equivocadas o por la tala masiva de bosques, lo que facilita la accin de los agentes naturales erosivos.

En las obras lineales, como las carreteras, la erosin hdrica es la que ms afecta. Por lo general se acepta que este tipo de erosin comienza con el lavado superficial de las partculas de suelo, o erosin laminar, seguida por la formacin de pequeos canales o surcos y se agrava a zanjas, y posteriormente crcavas.

El volumen removido de una etapa a otra aumenta en forma geomtrica, lo cual hace deseable que se tomen medidas preventivas, o si deben ser correctivas, se debe intervenir en el proceso en la etapa ms temprana posible, mediante captacin de aguas, interposicin de barreras de vegetacin y estructuras de ingeniera.

Taludes La alteracin de los taludes por factores naturales y/o antropicos, establece condiciones de riesgo para los deslizamientos de material y la inter- rupcin de vas La erosin puede contribuir o activar fenmenos de movimiento y remocin en masa o fallas de taludes.

A continuacin se presenta una gama de opciones tpicas para estabilizacin de taludes adecuadas para el caso de caminos de bajo volumen de trnsito, las cuales se presentan en trminos generales desde las ms sencillas hasta las ms complejas y caras, a saber:

Recomendaciones para el diseo de taludes

Utilizar una construccin balanceada de corte y relleno en la mayora de los terrenos para minimizar los movimientos de tierra.

En terrenos abruptos (ms de 60 %) considerar un sistema constructivo a base de terrazas.

Construya taludes en corte en la mayor parte de los suelos usando una relacin de talud en corte de 3/4:1 a 1:1 (horizontal a vertical). Deje taludes en corte ms tendidos en suelos granulares gruesos y en suelos no consolidados, en zonas hmedas y en suelos blandos o muy arcillosos. Use taludes en corte relativamente planos (2:1 o ms tendidos) en cortes de baja altura (