puente colgante : autor ing. Daniel Cuevas Serna

Gobierno Regional DIRECCION REGIONAL DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES ICA- ICA

“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION

Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material

SOLICITA : GERENCIA SUB REGIONAL DE PISCO

PROYECTO : REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA.

UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI.

DISTRITO : HUMAY

PROVINCIA : PISCO

REGIÓN : ICA

1 INFORME TÉCNICO.

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Escudo_nacional_del_Per%C3%BA.png/150px-Escudo_nacional_del_Per%C3%BA.png&imgrefurl=http://es.wikipedia.org/wiki/Vicu%25C3%25B1a_(animal)&h=167&w=150&sz=46&tbnid=53kSMiQdU5AJ:&tbnh=93&tbnw=83&hl=es&start=1&prev=/images%3Fq%3DESCUDO%2BNACIONAL%2BDEL%2BPERU%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5



Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialCONTENIDO

1. ALCANCES DEL ESTUDIO

2. UBICACIÓN

2.1 CONDICIÓN CLIMATOLOGICAS

3. MORFOLOGÍA

4. GEOLOGÍA

5. HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA EN EL ÁREA DE EMPLAZAMIENTO

5.1 GEODINAMICA

5.2 HIDROLÓGIA

5.3 SISMICIDAD

6. INFORMACIÓN PREVIA6.1 DE LA OBRA A CIMENTAR

6.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA

6.3 DE LOS TERRENOS COLINDANTES

6.4 NUMERO DE PUNTOS A INVESTIGAR

6.5 TIPO DE MUESTRAS EXTRAIDAS

7 TRABAJOS EFECTUADOS

7.1 EXPLORACIÓN DE CAMPO

7.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Y CAMPO

7.3 DE LOS SONDEOS Y EXPLORACIONES

8. CLASIFICACIÓN DE SUELOS8.1. PERFIL ESTRATIGRAFICOS

8.2 CONFORMACIÓN DE SUBSUELOS

8.3 NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA

9. ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA9.1 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN

9.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

9.3 TIPO DE CIMENTACIÓN

9.4 ANÁLISIS POR MÉTODO DE CORTE

9.5 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

9.5.1 CAPACIDAD ADMISIBLE (qa)

9.5.2 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

9.5.3 CALCULO DE DE ASENTAMIENTO

9.5.4 SUELOS COLAPSABLES Y EXPANSIVOS

9.5.5 AGRESIVIDAD DE SUELO DE CIMENTACIÓN

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO

12. FOTOGRAFÍAS

13. ANEXOS

2 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material1. ALCANCES DEL ESTUDIO.

El presente informe técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado al

proyecto : REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA

LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS

LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA, por medio de

trabajos de campo a través de pozos de exploración o calicatas , sondeos, ensayos de

laboratorio estándar y especiales a fin de obtener las principales características físicas

mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y deformación y la agresividad química

de sus componentes, y valores de gabinete en base a los cuales se define los perfiles

estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante admisible,

asentamiento, y las recomendaciones generales para la cimentación. así como los

resultados y conclusiones obtenidos en el estudio de suelos, ejecutado conforme a las

normas vigentes de reglamento nacional de puente versión 4.0 aprobado por el Ministerio

de Transportes y Comunicaciones, de la especificaciones de la American Association of

State Highway and Transportación Offcials (AASHTO) siendo al Diseño y Construcción de

Puentes, con la finalidad de determinar la información requerida para el diseño de la

cimentación del proyecto: Instalación del puente Colgante para el huamay rio Pisco.

2. UBICACIÓN. El terreno materia del presente estudio, se encuentra Ubicado en -Distrito de

Humay- Provincia de Pisco - Región de Ica, a 410snm.

2.1 CONDICION CLIMATOLOGICAS

El clima de la provincia de pisco esta influenciado por la corriente peruana de Humboldt y la

cordillera de los andes; con escasa precipitación en la costa que da origen a un clima

desértico calido y seco, en el desierto de Pisco la insolación es alta, el clima andino es

templado – calido en el (distrito de Humay) y templado en la quechua (parte alta de

Huàncano). Los resultados de la estación meteorológica de pisco, arroja lo siguiente:

- La precipitación pluvial en el valle es casi nula, La zona donde se ubica el terreno es

Desértica, de clima semicalido, con presencia de lluvias en todas las estaciones del año,

Registrándose la precipitación más alta de 9.6 mm, en el periodo 1979-2000 (Febrero de

1982).

3 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material- La temperatura media mensual varia de 15.8 a 23.3 º C registrándose temperaturas

medias máximas de 28.9ºC y minima de 9.8º C en los meses de enero y agosto

respectivamente.

- Humedad relativa la media mensual, varia de 81 a 83 %, registrándose máxima de 87 % y

minima de 77% en los meses de junio y febrero respectivamente.

- Los vientos de sur y sur oeste son los mas frecuentes con velocidades medias de 8 km. Por

hora, es de especial importancia el viento “paracas” que se presenta al sur de pisco y

alcanza a veces excepcional velocidad.

3. MORFOLOGIA

En el Distrito de Humay, se encuentra ubicado entre la costa y sierra a una altura 994

m.s.n.m. latitud 13o35’57”- longitud 75o37’13”del meridiano de Greenwich. La zona

estudiada se encuentra localizada dentro de la cuenca de Ríos que llevan agua en épocas de

lluvias.

El valle de los Ríos esta conectado al Distrito cercano y a las principales poblaciones de la

Costa Oeste mediante la Carretera Libertadores y Panamericana, la más importante de la red

de carreteras del país. Esta carretera une las ciudades de ICA y Lima mediante un tramo

asfaltado de 245 km de longitud Fisiograficamente, este valle de esta constituido

principalmente por laderas de cerros ambos extremo al lado izquierdo del Río pisco, por sus

abanicos y paisajes material de depósitos aluviales, eólico.

La precipitación pluvial es abundante en la estación del próximo al litoral, registra un

promedio anual de 9.6 mm de precipitación. Es conveniente hacer notar que las

precipitaciones pluviales registradas, provienen principalmente de la condensación de las

neblinas invernales del lugar (Junio- Setiembre), procedentes del océano del pacifico La zona

estudiada se encuentra dentro de la formación pre-montano, que se extiende desde el

litoral, hasta los 2000 m de altitud, cubriendo una extensión de 905.14 km m2 Posee tres

sectores de uso:

-Área agrícola de quebrada

-Área Hidromorfica,

-Montañas pre –Áridas

4 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEn el Distrito de Humay, existen tierras con fuerte problemas de agua o con un buen

drenaje que requiere de inversiones relativamente elevadas para su explotación

como terreno de cultivos.

4. GEOLOGÍA.

Desde el punto de vista geológico, el área de la zona estudiada constituye una gran

cuenca de sedimentación, entre el río ambos lados del Norte y Sur se ubican de

laderas de cerro en donde se depositaron unidades litológicas de orígenes

cuaternaria y continentales, las que posteriormente fueron perturbadas por la

intrusión batolítica y por movimientos geológicos tanto del tipo orogénico como

epirogenetico, como lo testifican el levantamiento de los Andes y del desarrollo de

diversas estructuras geológicas, principalmente en el sector de la cuenca. Las rocas

que afloran en la región son sedimentarias, metamórficas e ígneas, Las primeras

están representadas por calizas, arenisticas, diatimita , lutitas , alternancias de

sedimentos finos con material volcánico.

Las segundas por ortocuarcitas, cuarcitas y mármol, y las ígneas están conformadas

principalmente por intrusiones de composición granitoide que forman parte del

batolito andino que aflora en esta región del país y por efusiones volcánicas que

cubren parcial o totalmente estructuras y rocas mas antiguas. La edad de estas rocas

comprende desde el jurasico superior hasta el cuaternario reciente.

5. HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DEL ÁREA DE EMPLAZAMIENTO

El presente capítulo comprende el análisis del régimen hídrico del río Pisco en el sector Playa

Lobería-Humay, que pertenece a la cuenca baja del río. Este es el único río que será

evaluado en el estudio ya que se ubica en el área de influencia directa de la zona de estudio.

El análisis permitió evaluar los aspectos hidrológicos, sus parámetros morfológicos e

hidrofisiográficos, a fin de contar con mayores elementos de juicio sobre el comportamiento

hidrológico del río Pisco. Se analizaron los caudales medios y se estimaron los caudales

máximos y para diferentes periodos de retorno (10, 20 50 y 10 años), a partir de la estación

Letrayoc (cuenca del río Pisco).

5 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEstación Río Latitud Longitud Altitud Caudal Medio

(m3/seg)

Letrayoc Pisco 13°40’ 75°45’ 640 25

Geodinámica

El cauce del río Pisco , que presenta un cauce definido; limitado en sus riberas por

terrazas los cuales se encuentran cubiertas de abundante piedra de canto rodado,

gravas, arenas y material pedregoso de grandes dimensiones y rocas. Tiene un

régimen estacional de descargas, lo cual se presenta especialmente en épocas de

avenidas, con procesos de socavación de su lecho. Motivando esto la profundización del

mismo.

5.2.1 Estimación del caudal de Diseño

El aporte hídrico de la cuenca del río en el sector Humay, y para fines de diseño del

presente proyecto, ha sido estimada teniendo en cuenta las formulaciones

establecidas por el método de Gumbel. Consecuentemente con la memoria de calculo

d e l c a u d a l d e diseño, se ha elegido para los fines del presente proyecto un

caudal de diseño a un periodo de retorno de cien años de 631.64 m3/seg, y para un

periodo de retorno de quinientos (500) años de 766.45 m3/seg.

5.2.3 Estimación de la Socavación y erosión del cauce

La socavación que se produce en un cauce determinado no puede ser calculada con

exactitud, solo estimada, pues son muchos los factores que intervienen en la ocurrencia

de este fenómeno. El calculo de la socavación y erosión general se basan en el

método de Lischtvan – Levediev. Que se fundamenta en el Equilibrio entre la

velocidad media en la corriente y la velocidad media del flujo que se requiere para

erosionar un material de diámetro y densidad conocidos. Considerando que el material

del lecho del río es heterogéneo y poco cohesivo, los cálculos de la socavación

general del cauce arrojan una profundidad de socavación potencial de 3.20 m. en la

zona de emplazamiento de los estribos.

(Ver memoria de Cálculo de la socavación). Al haberse obtenido la erosión local en los

estribos equivalente a 3.20 m. la cota de fundación Df, se proyecta a 3.50, como

mínimo.

6 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material5.3.- SISMICIDAD

5.3.1.- EFECTOS SÍSMICOS

La actividad sísmica de la zona es manifestación de tectonismo que se desarrolla a lo largo

del margen pacifico y oriental de la cordillera de los andes .

Según Gutenberg Richter los focos superficiales (0 - 62 km.) bordean la región costera y el

flanco occidental de la cordillera de los Andes, incrementándose con algunas de

profundidad intermedia (65 – 300 km). De acuerdo a la publicación del instituto de

geología y minería correspondientes al Dr. Enrique Silgado Ferró, las vibraciones

producidas por un sismo se transmiten a partir de su origen a través de las rocas de la

corteza terrestre.

En un lugar del pacifico, las vibraciones que llegan al basamento rocoso son a su vez

transmitidas hacia la superficie a través de los suelos existentes en el lugar. En el presente

estudio para determinar la sismicidad del lugar se han analizado las aceleraciones

procedentes de los mapas de aceleraciones máximas en la roca para periodos de

recurrencia sísmica de 30, 50, 100 años, propuestas por Casaverde y Vargas (1980) los

que indican que el terreno estudiado se encuentra en una zona de alta sismicidad.

Los sismos en la zona de estudio están asociados al fenómeno de subducción de la Placa

de Nazca con la placa sudamericana, originando sismos de profundidad epicentral de

naturaleza superficial e intermedia principalmente.

5.3.2.-CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS

Se clasifican los suelos en tres grupos por tipo de suelo de cimentación por el periodo

predominante Ts de la estratigrafía. Los que indican que el terreno estudiado de REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE

FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO

DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA . Se encuentra en una zona de sismicidad

muy severo definida como ZONA = 3 contando con un factor de zona Z=0.4.g

(aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50

años). De acuerdo al Reglamento Nacional de construcciones, Norma Técnicas de

Edificaciones E-0.30, Diseño sismorresistente, el área estudiada tiene las siguientes

características suelos intermedio de gran espesor, cuyas características sísmicas son:

CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE SUELOS DE CIMENTACIÓN

7 INFORME TÉCNICO.





PARÁMETRO DE SUELO VALORTipo de suelo S3

Factor de zona (Z) 0.40Periodo predominante que define la plataforma del espectro (Tp) 0.6Factor amplificación del suelo de acción sísmica (S) 1.2Norma E-0.30estructura Puente peatonal proyectado

Por lo expuesto podemos afirmar que en el presente caso dada la clasificación de suelo a

nivel de cimentación le corresponde un periodo de Ts =0.6 para efecto de diseño sismo.

5.3.3.-FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE

La fuerza horizontal o cortante en la base debido a la acción sísmica se determinara

mediante la siguiente expresión:

V = Z x V x S x C x P / Rd

Z = Factor de zona

U = Factor de uso

S = Factor de suelo

C = Coeficiente sísmico,

Rd = Factor de ductilidad,

P = Peso de la estructura

Los valores de aceleraciones máximas a nivel de roca platónica para la zona en

estudio considerando una excedencia de 10 % en un tiempo de vida útil de la

estructura de 50 y 100 años son 0.36 g y 0.42 g respectivamente, mientras que

los valores de aceleraciones efectivas , considerando un factor de reducción de

2/3, son de 0.28 g y 0.24 g .finalmente estimando la posible amplificación que

podrían sufrir las ondas sísmicas propagándose verticalmente a través del suelo

gravoso y rocosa rígida de gran potencia, los valores de aceleración máxima

superficial resultarían del orden de 0.50 g y 0.60 g para 50 y 100 años de vida

útil respectivamente.

VALORES DE ACELERACIÓN OBTENIDOS PARA LA ZONA EN ESTUDIO

Tiempo de vida util (años) Aceleración máxima

Aceleraciónefectiva

Aceleración superficialefectiva

8 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material50 0.46 0.31 0.50

100 0.52 0.35 0.60

9 INFORME TÉCNICO.





Figura 1.1. Zonificación sísmica del Perú(Reglamento Nacional de Construcciones, 1990)

10 INFORME TÉCNICO.

ÁREA DE ESTUDIO

ÁREA DE ESTUDIO





Figura 1.2. Mapa de Distribución de Máxima Intensidad Sísmica (Alva 1984)






Figura 1.3. Mapa de Iso aceleraciones para 475 años de Periodo de Retorno


ÁREA DE ESTUDIO






ÁREA DE ESTUDIO

ÁREA DE ESTUDIO





5.3.4.- POTENCIAL DE LICUACIÓN DE SUELOS






El fenómeno de licuación de suelos es un problema que en las condiciones actuales no es

posible que ocurra, debido a las condiciones del suelo denso.

6. INFORMACIÓN PREVIA

6.1 DE LA OBRA A CIMENTAR

El proyecto materia del presente estudio, se encuentra destinada para Uso Público,

lo cuál según la Norma E.030 es categorizado como “edificación esencial” cuya

función no debería interrumpirse inmediatamente después de que ocurra un sismo; el

coeficiente de uso e importancia (U) para la presente edificación es igual a 1.5. La

Clasificación, para los fines de la determinación del programa Mínimo de

exploración del EMS, de la Norma E-050, de acuerdo a la tabla Nº 2.1.2, es tipificada

como:

TIPO DEESTRUCTURA

DISTANCIA MAYOR ENTREAPOYOS

TIPO DEEDIFICACIÓN

Estructura especial Mayor a 10 m. A

Los tipos de edificación A, B y C, designan la importancia relativa de la Estructura desde

el punto de vista de la investigación de suelos necesaria para cada tipo, siendo el A más

exigente que el B y este que el C.

6.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA

Para la realización del estudio de suelos de la zona, las condiciones topográficas,

Evidencian efectos de Geodinámico externa, provenientes del río CC.PP. Pantayco en el

Km 36.5 de la via Libertadores Wari-D i s t r i t o d e H u m a y , por lo cual es visible una

segregación de los materiales finos principalmente, esto es causado por los efectos

fluvio aluviales mencionados, este material se halla con densidades medias a mas, de

acuerdo a la evaluación realizada (la evaluación de los suelos se han Hecho a través

de pozos de sondeo y ensayos de Penetración Ligera), el material subyacente esta

compuesto por un material normalmente consolidado.

6.3 DE LOS TERRENOS COLINDANTES

Se comprueba que las características del suelo son supuestamente iguales a las de los

terrenos colindantes ya construidos (puente colgante de estribos de concreto y





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialsuperestructuras de acero o concreto).

Asimismo, no existen infraestructuras cercanas que presenten anomalías como grietas o

desplomes originados por el terreno de cimentación. De lo cual puede deducirse que

el suelo es un material aceptable como terreno de fundación. En cuanto a las fallas

geológicas, estas de acuerdo al mapa geológico se encuentran ubicadas en forma

relativamente cercanas a la zona de estudio. En general toda esta zona es susceptible

de sufrir cambios geológicos importantes, debido al proceso dinámico de interacción

de las placas Sudamericana y Nazca, ya que existen en las zonas y terrenos colindantes.

Grandes irregularidades como afloramientos d e r o c a s , fallas geológicas, estratos

erráticos, etc. Lo cuál debe tenerse en cuenta en el cálculo de la estructura.

6.4 NUMERO “N” DE PUNTOS A INVESTIGAR

La cantidad y profundidad de los sondajes de acuerdo a las Normas del Reglamento

de Puentes es según a la magnitud y complejidad del proyecto. La profundidad de las

exploraciones y sondajes se ha definido considerando un predimensionamiento de la

cimentación y las condiciones locales del subsuelo. En el caso nuestro, al tratarse de la

fundación de un puente colgante 95.00 metros de Luz, se realizo la cantidad de 03 calicatas,

dentro de la zona de cimentación de cada uno de los estribos y 03 ensayos de penetración

Ligera – DPL.

UBICACIÓN DE CALICATAS DE PUENTE PEATONAL

UBICACIÓN Calicata SÍMBOLO

RIO ESTRIBO IZQUIERDO

CC.PP PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS

LIBERTADORES WARI

1

6.5 TIPO DE MUESTRAS EXTRAÍDAS

Para el presente estudio, se ha tomado en cada sondaje una muestra tipo Mab por

estrato, hasta el plano de apoyo de la cimentación prevista Df, y a partir de esta se ha

procedido a tomar una muestra tipo Mib, cada metro, hasta alcanzar la profundidad P.

Alternativamente se ha procedido a realizar dos ensayo “in situ”, en cada calicata

realizada.






7. TRABAJOS EFECTUADOS

Los trabajos relacionados al estudio, consistieron en la determinación de las

características geotécnicas de los materiales, así como de la capacidad portante en la

zona donde se proyecta la construcción de los estribos.

7.1 EXPLORACIÓN DE CAMPO

El reconocimiento del área de investigación consistió en observar la topografía y el

perímetro del área a edificar. Seguidamente se determinó la ubicación de la perforación a

realizar. Efectuándose las calicatas a una profundidad de 3.50 m aproximado de la

cimentación, contando a partir del fondo de la base.

EJECUCIÓN DE CALICATAS EN ÁREA DE ESTUDIO

UBICACIÓN DE ESTRIBO IZQUIERDO






CUADRO Nº 1 RESULTADOS DE LABORATORIO

SONDAJE

DPL

PROFUNDIDAD

(m)

Registros de

Golpes

N PDL

Golpes/ 10

cm

PENETRACIÓN

(cm)

S-1 2.60 – 2.70 18 18 10

S-2 2.70 – 2.80 16 16 10

S-3 2.80 – 2.90 22 22 10

S-4 2.90 - 3.50 22 22 10

7.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Y CAMPO

Se realizaron los trabajos de campo, conforme a las normas vigentes. En el laboratorio

se seleccionaron las muestras típicas, se verifico la clasificación visual de las

muestras y se procedió a ejecutar con ellas los ensayos (de campo y de laboratorio) que a

continuación se mencionan:

- Recolección de muestras ASTM 420

- Contenido de Humedad ASTM 2216

- Análisis granulométrico ASTM D 422

- Peso especifico ASTM D 854

- Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) ASTM D 2487 y D2488

- Limite Líquido ASTM D 4318

- Limite Plástico ASTM D 4318

- Densidad Relativa ASTM D 4253

ASTM D 425

- Ensayo de Penetración Standar ASTM D 1586






7.3 DE LOS SONDEOS Y EXPLORACIONES

Las calicatas se efectuaron en número de tres, uno en cada margen del río, cerca al

lugar donde se proyecta la ubicación de los estribos.

• 01 DPL en la margen Izquierda .

Con el análisis de la información recopilada tanto en el campo como en laboratorio, se

procedió a la determinación de la capacidad portante del terreno. Cabe mencionar que

cada estructura corresponde a una unidad de diseño con características de resistencia del

subsuelo y alternativas de cimentación particulares. De los sondeos y los resultados del

DPL correlacionados con el de Penetración Standar, podemos resumir las siguientes

características:

8. CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al sistema

unificado de clasificación de suelos (S.UC.S) y a las muestras restantes que no figuran en el

cuadro fueron clasificados por pruebas sencillas de campo, observación y comparación con

las muestras representativas ensayadas.

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

PUENTE

ESTRIBO IZQUIERDO

Calicata 1Muestra M-1

Profundidad(m) 00 - 3.50

% PASA MALLA Nº. 4 42.90

% PASA MALLA Nº. 200 10.56

LIMITE LIQUIDO 18.50Índice de plástico N.PContenido de humedad (%) 5.47

GRUPO AASHTO A-1-a(0)Clasificación de suelos SUSC GP






8.1.- PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

Con la información obtenida mediante los análisis estratigráficos, limites de atterberg y

observando los perfiles estratigráficos de las excavaciones se obtuvieron los siguientes

resultados. De la calicata realizada se evalúa y sintetiza la secuencia estratigráfica del suelo.

8.2.- CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO

Calicata 1 (C-1) ESTRIBO IZQUIERDO DEL RIO

Según la prospección efectuada en la C-1 de 3.50 m de profundidad y el análisis de la

muestra recuperada, el suelo de fundación esta constituido por una capa de suelo, la unica

capa a una profundidad de 0.00 – 3.50 m, es un estrato con piedra de canto rodado de

tamaño de 1 a 8“ en toda la superficie, el estrato de suelo aluvial, esta conformado por

gravas de canto rodado empacadas en una matriz de limo arenoso, con algunos de restos de

vegetales y color beigs claro , perteneciente en la clasificación SUCS que corresponde grava

mal graduado(GP).

8.3. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICAEl nivel de la Napa Freática varia de acuerdo a las épocas de avenidas, debido a lo cual

en el proceso de cálculo, se ha considerado la presencia “superficial” del nivel freático,

siendo este determinante en el cálculo de la capacidad de soporte del suelo, originando

una modificación de las características físico mecánicas de los suelos, como consecuencia

de los cambios en el contenido de humedad del suelo de fundación.

9.0.- ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA

La cota de cimentación de los estribos estará determinada al conjugar la información

proporcionada por los parámetros geotécnicos así como los proporcionados por las

restricciones de hidrología o hidráulicas. Considerando las condiciones físicas y

mecánicas de los suelos encontrados y la cota de desplante estimada en el proyecto.

Se determina que la profundidad mínima de desplante corresponderá a una cimentación

Superficial, se debe tener en cuenta que en lo posible se cimentara en los materiales

resistentes.

Se encontró presencia de napa freática filtración del río

9.1.- ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN 9.2.- PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialBasado en los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles y registros estratigráficos,

característica de la estructura del puente, se recomienda cimentar en la grava mal graduada

(GP), de estado de compacidad media, una profundidad de cimentación mínima de: Df =

3.50 m, para Cimientos Corridos con respecto a la cota de cimiento de la estructura

Correspondiente a construir, La estructura principal deberá repartir las cargas verticales

evitando las cargas concentradas.

Para nuestro caso el tipo de cimentación esta establecida a una base rectangular

proyectada por un estribo de gravedad. Las dimensiones tentativas para el caso mas

desfavorable de cimentación corresponden a 3.50 m. de base x longitud (ancho del puente,

de acuerdo al numero de vías), y una cota de fundación de 3.50 metros. Correspondiente a

construir.

9.3.- TIPO DE CIMENTACIÓN

Para la definición del tipo de cimentación, se debe tener en cuenta una secuencia de

estudios para la cimentación de las estructuras del puente a construir, en este caso se

trata del REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13

DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO

DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA, ello se tomo en cuenta las siguientes

consideraciones para definir el tipo de cimentación:

a) Profundidad de cimentación

b) Dimensión de los elementos de cimentación

c) Características físico mecánicas del suelo ubicado dentro de la zona activa

de cimentación.

d) Ubicación del nivel freático.

e) Probable modificación de las características físico mecánicas de los suelos,

como consecuencia de los cambios en el contenido de humedad.

f) Asentamiento tolerable de la estructura.

Asimismo, de acuerdo a la misma Norma, la presión Admisible será la menor de la que se

obtenga mediante:

• La aplicación de las ecuaciones de capacidad de carga por corte afectada por el factor de

seguridad correspondiente.

• La presión que cause el asentamiento admisible.






Debido a lo cuál se realizaran ambos análisis mencionados, considerando cimientos

continuos con su carga respectiva.

9.4.- ANÁLISIS POR MÉTODO CORTE

Existen varia teoría que se han desarrollado para determinar La capacidad admisible por

corte, como es VESIC, HANSEN, MEYEROF , TEREZAGHI , etc, para el presente estudio se toma la

desarrollada por el Dr. k TERZAGHI que han dado muy buenos resultados y presenta

distintas ecuaciones para los diversos tipos de cimentación. Partiendo de la citada

hipótesis de terzaghi.

Tomaremos sus ecuaciones y corregido por MEYEROF, tomando en cuenta los factores de

forma, de prefundida etc. y calcular la capacidad de carga critica (q`d ) para los suelos del

presente estudio Donde:

B= ancho de la faja cargada considerado, tipo de fundación por ser un suelo grava mal

graduado grava limosa B = 7.20 m.

C= cohesión del suelo C = 0.00

Nc , Nq , Ny , se llaman coeficiente de capacidad de carga que son numero sin dimensión

que depende solo del valor de Ф.

La profundidad de colocación de la cimentación corrida, que según el R.N.E exige no debe

ser menor a 0.8 mts. Y tomando una COTA DE FUNDACIÓN en este caso especial de

cimentación de zapatas a Df = 3.50 m, otros parámetro que faltan como el ángulo de

fricción interna, importante para la determinación de la capacidad admisible de suelos.

9.4.1.- DETERMINACIÓN DE “N” Y “Ф”

Esto parámetros son las que determina finalmente en la formula de hipótesis de Terzaghi-

Peck de los resultados a determinar con la tabla y los parámetros con que debe trabajarse.

9.4.2.- DENSIDAD RELATIVA

Este parámetro se obtiene teniendo tres datos importantes como: la densidad natural seca

(y d (in situ)). Densidad suelta seca (y d (mínimo)) y densidad en su estado mas compacto (y

d (Max)) los resultados de estos ensayos se Muestran en el (ANEXO 01). Obteniéndose con

ello la densidad relativa o compacidad relativa para materiales granulares o sueltas que se

muestra en el siguiente cuadro.





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialDENSIDAD O COMPACIDAD RELATIVA (TABLA: III)

Altura (m) calicata Y d (max.) Y d (in situ) Yd (mínimo) Dr. (%)ESTRIBO IZQUIERDO

0.00 – 3.50 C-1 1.85 gr/cc. 1.55 gr/cc. 1.30 gr/cc. 46.00

Promedio Dr 46.00

De acuerdo a los ensayos de laboratorio que se realizo la densidad o compacidad relativa

del suelo en estudio, arrojo un densidad Dr= 46 % en promedio en la base de cimentación

que se quiere proyectar las estructuras de cimentación en caso especifico del presente

estudio en la base de ZAPATA a una profundidad de 3.50 mt. Proyectada y de acuerdo con

los resultados de los ensayos de laboratorio, este resultado se encuentra en el rango de 35 -

65 de la tabla III que esta en la denominación medianamente densa y que le corresponde

al Nº de golpes entre 10- 30 para “N”, que se utilizara para hallar EL ANGULO DE FRICCIÓN

INTERNA “Ф” y para el presente estudio, tomaremos el valor con mucho criterio y

experiencia el valor conveniente del rango como N (cor) = 22 (numero de golpes). Ensayo

de DPL.

(Tabla : III) DE RELACIÓN ENTRE LOS VALORES N (CORREGIDOS) Y LA COMPACIDAD RELATIVA (Cr %) DE

LAS ARENAS (Terzaghi - Peck )

NUMERO DE GOLPES DEPENETRACIÓN

ESTANDAR N (corregido )DENOMINACIÓN COMPACIDAD RELATIVA

APROXIMADA, CR (%)

0 - 4 MUY SUELTA 0 - 15

4 - 10 SUELTA 15 -35

10 - 30 MEDIANAMENTE DENSA 35 - 65

30 - 35 DENSA O COMPACTA 65 - 85

MAYOR DE 50 MUY DENSA 85 - 100





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialDeterminando el valor de “N” N (corregido) 22 (Nº de golpes)

Como N = 22 entonces existirá la falta por DPL donde no tendrá que corregirse el Angulo

Ф pero por seguridad se corregirá. Después de aplicar la formula de HATANAKA Y UCHIDA

Determinan el valor de “ф” la correlación más reciente para suelos granulares es la

realizada por hatanaka y uchida (1996) aplicando la formula tenemos:

Ф =Ѵ (20N cor) + 20 = 41º

9.5.- CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE.

De acuerdo a los trabajadores de campo. Ensayos de laboratorio, descripción de los

perfiles estratigráficos, características del proyecto y al análisis efectuado; se concluyen

que la cimentación será:

ESTRIBOS IZQUIERDO.

Por medio de zapatas corrida desplantadas a la profundidad mínima de 3.50 m, en

material de grava mal graduada.

9.5.1.- CAPACIDAD ADMISIBLE (qa)

Con los resultados obtenidos, en el Ensayo de DPL remoldando (Φ= 41.0º y c = 0.000

kg/cm3) en la condición más desfavorable, se calcula la capacidad admisible del suelo de

cimentación se utilizara la teoría de Terzaghi-Peck y corroborado por Meyerhoff para

cimentaciones superficiales se tiene:

La siguiente ecuación:

Para zapatas corrida conectadas:

q ULT = ScC Nc + Sq Df 1ال Nq + 0.5 S 2ال ال B Nال

Siendo la capacidad admisible de carga:

q ad = q ult /FS, donde:

FS = Factor de Seguridad = 3

Nc, Nq , Nال = Factores de Capacidad de Carga.

Sc, Sq , Sال = Factores de Forma

Q = Presión de Sobrecarga (Ton/ m2) = 1 ال D f = 6.629

1 = peso unitario del suelo por encima del nivel de cimentación (Ton/ m2) = 1.894





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material 2 = peso unitario del suelo por debajo del nivel de cimentación = 1.980

Df = Profundidad de Cimentación (m) = 3.50

B = Ancho de la Cimentación (m) = 7.20

En la calicata C-1 de 0.00 a 3.50 m. de profundidad, se realizo el ensayo de DPL en

especimenes remodelados y saturados del estrato mas desfavorable encontrado en el área

en estudio del tipo material grava mal graduado(GP), plástica y de consistencia densa a

dura. De acuerdo a este ensayo, se obtuvieron los siguientes resultados:

- Angulo de fricción interna : Ф = 41.0º

- Cohesión (kg/cm2) c = 0.00 kg/cm2

- Densidad Húmeda Inicial kg/cm3) : 1.82

- Contenido de humedad Inicial (%) : 1.23

- Contenido de Humedad Final (%) : 1.20

Para el estado grava mal graduado. Del tipo (GP), plástico y de consistencia densa, se

estima la ocurrencia de una falla local.

Debido al estado de compacidad media del suelo de cimentación, se ha considerado la

reducción del coeficiente del Angulo de fricción, para considerar el efecto de una posible

falla local:

En este caso tomaremos un corrección del ángulo resultante que seria igual a 30º con este

ángulo corregido y finalmente con los siguientes parámetros obtenidos que se muestra a

continuación entraremos a la formula de k. terzagui corregido por meyerf para el calculo

de la capacidad portante del suelo objeto del presente estudio también carga de

hundimiento .

Ф = arc tag (2/3 tang Ф ) = 30º

ANGULO CORREGIDO Ѳ =30º

9.5.2- CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

Con resultados obtenidos, en el ensayo de penetración ligera (DPL) (ф = 30º y c = 0.00

kg/cm2 ) en la condición mas desfavorable y aplicando la teoría de terzaghi y corroborado

por meyerhoff para cimentaciones superficiales se tiene:

FALLA POR CORTE





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialConsiderando zapatas corrido conectadas de ancho B =7.20 m., los factores de forma

correspondiente.

a) CIMIENTO CORRIDO

C = 0.00 kg/cm2

= 30º

F.S. = 3.0

Nivel freático a la profundidad de la cimentación Al subir el nivel freático hasta la base de la zapata, Po’ no varía respecto al Caso anterior, pero la densidad efectiva bajo el cimiento se reduce : Po’ =apa · D , ’ = sat - w = 1.894 gr/cm3 - 1.00 gr/cm3 =0.894 gr/cm3

sat = densidad saturada.w = densidad del agua.

I.- DEFINICIÓN DE ÁREA EFECTIVA DE CALCULO-HIPÓTESIS DE

MEYERHOF

II.- COEFICIENTES DE

TERZAGUI-PECK (SEGUN

PRANDTL)

III. - COEFICIENTES DE

FORMA DE BEER

Df = 3.50 m. Nc = 30.14 Sc = 1.0

B = 7.20 m. N =22.40 S = 1.0

1 =0.894 gr/cm3 2 = 0.980 gr/cm3 Nq = 18.40 Sq = 1.0

De (1) se tiene:

IV.- CARGA DE HUNDIMIENTO

qul =CNc Sc + Df1 Nq Sq + 0.52 BNy Sy

q ult = 13.66 kg/cm2

La capacidad de carga admisible es:

q ad = q ult FSq ad =4.55 kg/cm2






FALLA POR ASENTAMIENTO

Se propone limitar el asentamiento de la cimentación a 1” (2.54 cm.) utilizado la ecuación

planteada por Terzaghi y Peck que se presenta a continuación:

ρ = Δ q B (1-μ 2 )Es

ρ : Asentamiento (cm) = 2.54

Δ q : Presión trasmitida a la cimentación (kg/cm2) =

B : Ancho de la cimentación (m) = 7.50

μ : Relación de Posición = 0.15

Es : Modulo de elasticidad (kg/cm2) = 800

If : Factor de Forma (cm/m) = 210

Para Zapatas corrida de ancho B = 7.20 m., la presión admisible será de:

Δ q = 2.54 x 800 = 1.375 kg/cm2

7.20 x 0.9775 x 210

Finalmente, consideramos el valor más desfavorable, obtenemos:

CAPACIDAD PORTANTE

Estribo izquierdoPROFUNDIDAD (m)

ANCHO CIMENTACIÓN

(m)

(kg/cm3) q adm(kg/cm2 )

C-1 3.50 7.20 1.849 1.375

El resultado obtenido para el Diseño estructural del puente es:

Promedio de la carga admisible del suelo es 1.375 Kg/cm2


qad = 1.375 kg / cm2




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material9.5.3.- CALCULO DE ASENTAMIENTO.

Se procederá a calcular el asentamiento diferencial con el método de la distorsión angular (α).

De la tabla Nº 3.2.0 de la Norma Técnica de Edificación E-050 Suelos y Cimentación,

consideramos el límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.

ASENTAMIENTO TOLERABLE - NORMA E.050 DE SUELOS Y CIMENTACIONES

DISTORSIÓN ANGULAR

θ=δ/L. DESCRIPCIÓN

1/150 Limite en el que se debe esperar daño estructural en edificios Convencionales.

1/250 Limite en que la perdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible.

1/300 Limite en el que se debe esperar dificultades con puentes grúas

1/300 Limites en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.

1/500 Limites seguro para edificios en los que no se permiten grietas.

1/500 Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de estructuras rígidas, alta y esbeltas

1/650 Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1.20 m.

1/750 Limite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos.

= /L = 1 / 500 = 0.002

Donde la distancia entre las columnas del pórtico (L) es igual a 3.00 m. (Datos

aproximado proporcionado por los responsables del diseño estructural del proyecto).

Despejando:

Δ=0.6 cm Asentamiento admisible < asentamiento estructural.





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEn caso de considerarse el uso de plateas o losas de cimentación, se descarta totalmente

la presencia de asentamiento diferenciales en las estructuras. Debido a que estos serán

anulados por los elementos estructurales indicados.

Por tanto el asentamiento admisible máximo para este tipo de estructura en esta zona

será de 0.6 cm, inferior a lo permisible que es 2.54 cm (1"), según la Norma E-0.50.

Entonces no se presentarán problemas por asentamiento.

El resultado obtenido para el Diseño estructural es:

qad = 1.375 Kg / cm2

Asentamiento permisible s = 0.6 cm < Asentamiento real.

9.5.4.- SUELOS COLAPSABLES Y EXPANSIVOS

Los suelos de baja densidad, estado húmedo y de naturaleza granular

preferentemente, poseen un potencial de colapso que debe siempre evaluarse y

considerarse. De los estudios de mecánica de suelos recopilados en esta zona,

se obtiene que el potencial de colapso se encuentra en el orden de 0.1 %,

considerándose a estos suelos con un grado de colapso equivalente a Bajo. Ver Tabla

10.1 Y 10.2

Tabla 10.1 - Grado de Colapso

Índice de Colapso Grado de Colapso

0 Ninguno

0.1 - 2.0 Leve Moderado

2.1 - 6.0 Moderadamente

6.1 - 10.00 Severo

Tabla 10.2 - Potencial de Expansión

Índice de Plasticidad Potencial de Hinchamiento

0 – 15 Bajo10 – 35 Medio

20 -- 55 Alto

35 o mas Muy Alto






CALICATA Índice de Plasticidad Potencial de Hinchamiento1 N.P BAJO

En cuanto al potencial de expansión, presentan un potencial que fluctúa en Bajo a

Medio ya que el presente suelo presenta un Índice Plástico.

9.5.5.- AGRESIVIDAD AL SUELO DE CIMENTACIÓN

Se concluye que el estrato de suelo que forma parte del contorno donde irá desplante

de la cimentación no contiene concentraciones de sulfatos sales solubles totales y

cloruros, que podrían atacar al concreto y la armadura de la cimentación. Por lo tanto

no se ha detectado la agresividad del suelo.

ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL SUELO

CALICATA Nº. 1

RESULTADOS DE LOS ENSAYOSEXCAVACIÓN Nº.

PROFUNDIDAD (m)

SUSTANCIA CONTENIDO

C-1 0.00 -3.50

PH 7.3Cloruros (CL NA ) 30.80 ppm 0.0030 %Sulfatos (SO4

-2 ) 82.00 ppm 0.0082 %Sales solubles totales 100.00 ppm 0.0100 %

TABLA: TOLERANCIAS ESTIPULADAS POR EL R.N.C. PARA EL CONCRETO EXPUESTO A

SOLUCIONES DE SULFATO PRESENTES EN EL SUELO.

Sulfatos solubles (SO4) %

Sulfatos en el suelo (SO4 ) (PP.m)

sulfato soluble en el agua (SO4 ) presente en el suelo, % en peso

Tipo de cemento Recomendable

insignificante 0-150 0.00 – 0.10 Sin limitaciónModerado 150-1500 0.10 – 0.20 Tipo IISevero 1500-10000 0.20 – 2.00 Tipo VMuy severo 10000 Mayor =2.00 Tipo V + puzolana

Se ha determinado que el suelo de la zona de proyecto contiene sales agresiva en

cantidades insignificante, es decir el contenido de sulfatos esta comprendidos entre 0 -

150 ppm, Se recomienda usar cemento sol Tipo I.






11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De la Geología y Geodinámico externaSegún las características geológicas del área en el cual se ha definido la ubicación del eje del

proyecto: REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA

LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS

LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA. se

concluye y recomienda lo siguiente:

En el área en el cual se ha definido la ubicación del futuro Puente colgante, se

presenta una potente secuela de suelos, definido por una intercalación de grava

mal graduada- grava limosa y conglomerados piedras, abundante cantidad de

bolones de piedra de tamaño grande, estos se encuentran en la secuencia del

perfil estratigráfico, en forma intercalada, otorgando mayor resistencia a estos

suelos.

Se recomienda

contemplar en el diseño, los apoyos intermedios (pilares). Los del río, En el caso

de puentes colgante simplemente apoyados, y categoría A, es necesario cumplir

con los requerimientos mínimos de longitud de soporte (Ls) par el diseño de los

apoyos y conexiones.

De la Geotecnia

El estrato donde van estar apoyados la estructura de la cimentación del proyecto,

esta formado por los siguientes tipos de suelos :

Estribo Izquierdo (C-1) E l suelo se presentan suelos Gravo mal graduado (GP) ,

con abundante presencia de p i e d r a d e t a m a ñ o 1 ” a 8 ” y partículas

finas de mediana n o plasticidad, se encuentran en estado de mediana a alta

densidad según se profundice, abundante presencia de trozos de piedras grandes

de aristas semi angulosas de coloración blanquizca granito.

S e encuentran en estado de mediana a alta densidad según se profundice,

abundante presencia de trozos de piedras grandes de aristas semi angulosas de

coloración blanquizca granito.

Esta zona presenta una estratigrafía casi uniforme, siendo el predominio de grava

mal graduada con contenido de arena y bolones de piedras el factor común,

constituyendo un conglomerado compacto denso.





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialLos suelos investigados se caracterizan de origen fluvio aluvial formado por la

depositación y transporte de suelos provenientes de las partes más altas de las

quebradas, en tal sentido se tratan de depósitos cuaternarios aluviales.

El estado de estos suelos va de medio a alta densidad (0 – 2.5 m.), aumentando

su compacidad hasta niveles de alta densidad a partir de los 3.00 m.

El nivel de la Napa Freática es estacional, en época de avenidas se encuentra en la

superficie, siendo la presencia del nivel freático, predominante, en la capacidad de

soporte del suelo.

En zona de estudio , los rangos de ataques por agresividad de suelos se catalogan

como despreciables o en todo caso se encuentran a una exposición definida como

“normal” ya que la cantidad de sulfatos y cloruros en el presente suelo esta por

debajo de los 1000 PPM. Sin embargo siempre es necesario recomendar un

cuidadoso proceso constructivo, con la finalidad de prever un eventual ataque

químico a la cimentación, ya que el agua es vehiculo de agentes que podrían

dañar al concreto, siendo recomendable el empleo de cemento Tipo I.

La profundidad de cimentación se encuentra determinada por las características

mecánicas del perfil del suelo y las restricciones hidráulicas, por lo cual se

recomienda cimentar a partir de los 3.50 m. de profundidad a partir del actual del

terreno en la zona de ubicación de los estribos, como mínimo, con lo cuál se estaría

dando un confinamiento al estribo, asegurando su estabilidad contra los procesos

morfológicos del río (erosión y socavación).

Definida la cota de fundación minima 3.50 m a este nivel se ha

evaluado la capacidad portante a admisible del suelo en estudio, encontrándose que

este valor se encuentra definido para el diseño estructural:

CAPACIDAD PORTANTE

PROFUNDIDAD (m)

ANCHO CIMENTACIÓN

(m)

(kg/cm3) q adm(kg/cm2 )

Estribo izquierdo 3.50 7.20 1.849 1.375

Superestructura, la sobrecarga HL93 (tren de cargas y sobrecarga equivalente) mas

el peso propio del estribo (La carga de diseño para el presente estudio se ha





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialbasado en las normas de la American Association of State Highway and

Transportation Officials –AASTHO- para puentes carrozables de concreto).

El valor de esta carga puede ser reajustado en función de la determinación exacta

de la luz del puente dimensiones y demás cargas actuantes, por el Ingeniero

estructural.

Cabe mencionar que el valor de la capacidad admisible del suelo, se encuentra

controlado por asentamiento.

Este valor puede mejorar según el tipo de cimentación o estructura (Estribos tipo

Celda, Cajón, etc. los cuales reducen el peso de la estructura) a emplear,

mejorándose este valor a mayores profundidades y cotas de fundación.

De los estudios realizados en la zona, se determina que es un suelo susceptible de

amplificación bajo condiciones de solicitación dinámica. Para las Normas de Diseño

Sismorresistente, se debe considerar al suelo con un factor Z = 0.4 g (aceleración

máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años), un

factor de suelo igual a 1.2 y con un período predominante de Ts = 0.6.

En el caso de Puentes simplemente apoyados, y categoría A, es necesario cumplir

con los requerimientos mínimos de longitud de soporte (Ls) para el diseño de los

apoyos y conexiones.

Se debe procurar no alterar los taludes que se encuentran en su correspondiente

ángulo de reposo. Durante el proceso constructivo se sugiere la presencia del

especialista que pudiera verificar las características de los materiales in situ.

Teniendo en cuenta las características particulares de la zona, toda extrapolación de

los datos recopilados y cambio de área de proyecto, será consultado por el

especialista en Geotecnia.

De la Hidrológica e Hidráulica

Los estudios de hidrológica y procesos morfológicos del río sin embargo han sido

realizados en forma somera, con la finalidad de obtener los datos necesarios para el

calculo de la presión admisible del suelo.

Tener presente que la UBICACIÓN del puente de un río no representa una modificación

artificial del equilibrio natural del río. Los estribos cuando son:

ubicados en el cauce mismo causan alteraciones locales del flujo y

estrechamiento del ancho del río; en este sentido los procesos morfológicos en ríos

son aspectos de primer orden a ser considerados en el diseño, ya que la mayoría de 34 INFORME TÉCNICO.




Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialfallas en puentes son debidas a la socavación de sus cimentaciones durante

avenidas. La gran cantidad de puentes caídos durante el último fenómeno del Niño

(1998) evidencia esta realidad.

El desarrollo y evolución de los procesos morfológicos depende de muchos factores:

descarga liquida, transporte de sedimentos, pendiente del río, características

geométricas de la sección, geología local, modificaciones artificiales en diversos

tramos, etc. Por lo que se debe tener sumo cuidado en no alterar estos factores,

cuidando y conservando el ancho natural del canal sin estrechar su cauce, de

manera tal que la posición del estribo no estorbe y no produzca mayores

alteraciones al flujo natural del caudal, caso contrario Podrían originarse el

colapso del puente, lo cual se originaria no Precisamente por un mal

comportamiento del terreno.

Estimación del caudal de Diseño

El aporte hídrico de la cuenca del río en el sector Humay, y para fines de diseño

del presente proyecto, ha sido estimada teniendo en cuenta las formulaciones

establecidas por el método de Gumbel. Consecuentemente con la memoria de

calculo d e l c a u d a l d e diseño, se ha elegido para los fines del presente

proyecto un caudal de diseño a un periodo de retorno de cien años de 631.64 m3/seg,

y para un periodo de retorno de quinientos (500) años de 766.45 m3/seg.

Considerando que el material del lecho del canal es homogéneo y cohesivo, los

cálculos de la socavación general del cauce arrojan una profundidad de socavación

potencial con respecto al cauce, del orden de 2.50 m. en el área de emplazamiento

de los estribos.

La construcción del puente, no debe considerara ningún apoyo intermedio debido

la inestabilidad de lo materiales del cauce por procesos de erosión del río.

Se recomienda así mismo la adecuada construcción y ubicación de las aletas de

protección, con la finalidad de controlar la socavación y erosión de los lados, así

mismo dar una mayor estabilidad a los estribos.

Finalmente, no olvidemos reflexionar sobre las fallas en las los cuáles no solo

dependen del mal comportamiento del suelo, o los eventos hidrológicos, sino

también de procesos constructivos inadecuados, mano de obra no calificada, falta de





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialun adecuado control de las Obras y materiales.

SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES

Las excavaciones verticales de mas de 2.0 m de profundidad, es necesario efectuar

los sostenimiento calzadura. La altura total de la calzadura no sera mayor que 8.0 m en

gravas arenosas densas. Los materiales procedentes de la excavación deberán ser

colocados a una distancia no menor de 3.50 m del borde de la excavación.

Constructivo de la calzadurasSe construirán paneles alternados, hasta construir una faja continua de

apuntalamiento.

Resumen De Las Condiciones De Cimentación

De acuerdo con la Norma E-050 “Suelos y Cimentaciones”, la siguiente información

deberá transcribirse en los planos de cimentación. Esta información no es

limitativa, y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente Estudio de

Suelos y en el Reglamento Nacional de Edificaciones.






TIPO DE CIMENTACIÓN:CIMIENTOS EN BASE A ESTRIBOS RECTANGULARES, ESTOS PUEDEN SER COMPUESTO POR CONCRETO ARMADO O CICLÓPEO DE ACUERDO AL DISEÑO Y CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL.

ESTRATO DE APOYO DE LA CIMENTACIÓN: CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE PEATONAL , Grava mal graduada – grava limosa, con abundante contenido de trozos de piedras de aristas semi redondeadas, conformando un conglomerado de tamaño.

Angulo de fricción 30ºPESO VOLUMÉTRICO 1.894 Gr/cm3

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: 3.50 m. (mínimo a partir del lecho del río)

ANCHO DE LA CIMENTACIÓN: 7 . 2 0 m. (esto de acuerdo a la carga y Luz del puente)

PRESIÓN ADMISIBLE DEL SUELO ESTRIBO IZQUIERDO 1.375 Kg/cm

2

AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACIÓN

RECOMENDACIONES ADICIONALES:

No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte, relleno sanitario o relleno

artificial y estos materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir

la estructura y ser reemplazados con materiales adecuados debidamente compactados. Se

debeexcavar hasta alcanzar directamente el suelo normalmente consolidado para el apoyo del

estribo, para de esta manera minimizar lo efectos de densificación y asentamiento de

suelos post-construcción.






ENSAYO DE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

MÉTODO ASTM D-422







PROYECTO :REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA

UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA

FECHA : 24-02-2012

CALICATA N°. 1 MUESTRA N°. 1 PROFUNDIDAD 0.00 – 3.50 mANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO

TAMIZ N°. GRS, RET % RETEN % QUE PASA % RET, AC. ESPECIF.

2.1/2”2” 100.0

1.1/2” 360 10.75 89.25

1” 325 9.70 79.55

¾” 135 4.03 75.52

½” 252 7.52 68.80

3/8” 127 3.79 64.21

¼” 332 9.91 54.30

N°. 4 172 5.13 49.17

N°. 8 538 16.06 33.11

N°.10 120 3.58 29.53

N°.16 242 7.22 22.31

N°.20 143 4.27 18.04

N°.30 172 3.34 14.70

N°.40 72 2.15 12.55

N°.60 70 2.09 10.46

N°.80 90 2.69 7.77

N°.100 150 4.48 3.29

N°.200 62 1.85 1.44

FONDO 48 1.44 0.00

LIMITE LIQUIDO 17.00% CLASIFICACION GRUPO A -1-a(0)

LIMITE PLASTICO 0.00 % PROCTOR MODIFICADO

ÍNDICE DE PLASTICIDAD N.P HUMEDAD OPTIMA

HUMEDAD NATURAL 5.47 % DENSIDAD RELATIVA MIN

PESO ESPECIFICO 2.64 gr/cm3 DENSIDAD RELATIVA MAX

PESO UNITARIO 1980 kg/m3 ENSAYO DE C.B.R

CLASIFICACIÓN SUCS GP % DE SALES SOLUBLES









FECHA : 24-02-2012

CALICATA Nº 1 MUESTRA Nº. 1 PROFUNDIDAD: 2.10 - 3.50 m. LIMITE LIQUIDO

Tara N° 2 3 4

Peso Tara + Suelo Húmedo 52.52 48.77 51.19

Peso Tara + Suelo Seco 49.57 46.55 49.24

Peso Tara 36.30 33.31 36.29

Peso Suelo Seco 13.27 12.74 12.95

Peso Agua 2.75 2.22 1.95

Contenido de Humedad % 20.72 17.43 15.06

Numero de Golpes 18 24 32

10 15 20 25 30 40 50 60 80 100

N° de Golpes

LIMITE PLASTICO

Tara Nº

Peso Tara + Suelo Húmedo

Peso Tara + Suelo Seco

Peso Tara

Peso Suelo Seco

Peso Agua

Contenido de Humedad %


17.00 %

0.00

N.P

21

19

17

15








FECHA : 24-02-2012

PERFIL ESTRATIGRÁFICOPROF.

(m)SÍMBOLO SUCS DESCRIPCIÓN MUESTRA

N°0.00

0.20

Piedras Conglomerado de piedras de de tamaño de 8” a 20”

0.90

GP

Grava mal graduado, de color beisg claro, en estado natural semicompacto, ligeramente húmedo, hasta la profundidad excavado, se encontró napa freática.

C1 - M1

3.50

GP

Grava mal graduado, de color beisg claro, en estado natural semicompacto, ligeramente húmedo, hasta la profundidad excavado, se encontró napa freática. C1 - M2






ANÁLISIS QUÍMICO DEL SUELO









FECHA : 24-02-2012

ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL SUELO

MATERIAL : calicata Nº. C-1 Suelos tipo GP)

CALICATA Nº 1

PROFUNDIDAD SUSTANCIA

CONTENIDO

0.0 - 3.50 m

PH 7.2Cloruros 41.00 P.p.m 0.0041 %Sulfatos 36.00 P.p.m 0.0036 %Sales solubles totales 78.00 P.p.m 0.0078 %

24 de Febrero del 2012

INFORMADO POR:






EJECUCIÓN DE CALICATA EN ELÁREA DE ESTUDIO





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialCALICATA Nº 1





Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialVISTA DEL AREA DE ESTUDIO






VISTA DEL AREA DE ESTUDIO






MAPA DE UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO

AREA DE ESTUDIO



puente colgante : autor ing. Daniel Cuevas Serna

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