Apuntes de Fundaciones y Muros ( Agosto 2016 )

I.U.P “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MATURÍN ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

APUNTES DE FUNDACIONES Y MUROS

ING. JOSÉ MARÍA VILLACRECES AUTORES: Mata, Roseline.

C.I: 25.385.072

Pietrini, María D. C.I: 22.700.318 Agosto de 2016

FUNDACIONES Y MUROS.

UNIDAD I. EXPLORACION DEL SUELO

Tipos de Sondeos Toma de Muestras Pruebas de Penetración Exploración Geosísmica

UNIDAD II. CAPACIDAD DE CARGA DE LAS FUNDACIONES.

Fundaciones Superficiales. Capacidad de carga Tipos de Fundaciones Superficiales Fundaciones superficiales en arenas Fundaciones superficiales en arcillas Fundaciones sometidas a cargas excéntricas Fundaciones sometidas a cargas inclinadas

UNIDAD III. DISEÑO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS.

Zapatas de Cargas Concéntricas Zapatas Aisladas sujetas a momento Zapatas Combinadas rectangulares Zapatas Combinadas trapezoidales

UNIDAD IV. LOSAS DE FUNDACIONES Ventajas de las losas de fundación 1

Capacidad de carga Asentamiento Reacción del suelo bajo la losa Método rígido y método elástico simplificado

UNIDAD V. DISEÑO ESTRUCTURAL DE CABEZALES Y PILOTES.

Diseño de cabezales Métodos de las bielas comprimidas Método ACI Detalles constructivos Fundaciones profundas. Pilotes Capacidad de carga Cargas admisibles Grupo de pilotes Grupos de pilotes de fricción Grupos de pilotes de punta Diseño de pilotes.

UNIDAD VI. MUROS DE CONTENCIÓN.

Definición Fuerzas que intervienen en el cálculo del muro Calculo del empuje de tierra. Teoría de Rankine. Teoría de Coulomb Estabilidad del muro Diseño estructural del muro

2

Unidad I Exploración del Suelo

3

SONDEO

Sondear un suelo implica horadar, taladrar, perforar, fresar o barrenar el terreno para abrir cavidades en él de modo de proceder a realizar la toma de muestras, observando las características y espesor de los estratos. Una adecuada planificación de los sondeos y toma de muestras del suelo depende el éxito de la exploración para obtener una información exacta y detallada de las condiciones y naturaleza del subsuelo. Los tipos de sondeos más usuales son los siguientes: a.

Excavación de pozos.

b.

Sondeos barrenados.

c.

Por inyección de agua.

d.

Perforaciones con taladros.

4

TIPOS DE SONDEO

Excavación de pozos. Generalmente estos se excavan a mano, con picos, palas, si bien hay también equipos para su realización en forma mecánica. Este sistema de reconocimiento se emplea generalmente para los estratos superiores del suelo, con profundidades limitadas, no mayores a los 5 metros y en pozos con dimensiones tales que pueda trabajar con comodidad el operador y su equipo. En suelos permeables, la excavación alcanza el nivel freático y si se desea continuar con la operación, se debe recurrir a técnicas de drenaje. En suelos secos cohesivos, la excavación de pozos permite obtener grandes trozos inalterados o con un mínimo de alteración, para su análisis en el laboratorio, y observar directamente el perfil del terreno en su estado natural.

Sondeos barrenados. Un barreno es una herramienta sencilla que puede coordinarse a mano o mecánicamente y en suelos cohesivos permite hacer huecos permite hacer huecos profundos y estrechos sin necesidad de entubado para contener las paredes, antes de alcanzar el nivel freático. Están provistas de un mango de un metro de altura y una manija en la parte superior, que permite girar la herramienta a medida que penetra. Para profundidades mayores, se van agregando barras adicionales de extensión, pudiendo alcanzar así los 8 metros de profundidad. La extracción de muestras mediante barrenos, sin embargo, se dificulta si el estrato es de arcilla blanda o de grava gruesa, o si se alcanza el nivel freático. Como las muestras obtenidas mediante sondeos barrenados resultan muy alteradas, dan poca información acerca de las características del suelo en su estado natural.

5

Sondeo por inyección de agua. Se les conoce también como sondeos lavados, pues simultáneamente a la inyección del suelo se le van aplicando inyecciones de agua a presión. Para ello se usa una broca a cincel cónico que lleva en su interior una barra de sondeo hueca. La broca va protegida con un tubo de entubación que se inca en el terreno mediante un equipo formado por un trípode, cabrestante, martillo de hinca y demás accesorios. Los tubos de entubación tienes longitudes de 1 a 1,5 metros y se acoplan roscándolos entre sí. El número de golpes para in hundiendo la broca en los diferentes estratos de idea de su respectiva dureza, si bien la penetración se dificulta mucho en suelos muy duros. En estos casos, las inyecciones de agua ablandan el suelo. Para ello se utiliza una bomba que impulsa constantemente el agua a presión por la barra de sondeo hueca y la eyecta a través de las aberturas inferiores de la broca. De esta manera, el suelo se va aflojando y desmenuzando a medida que la broca penetra en el terreno y el suelo lavado es arrastrado hasta la superficie, elevándose por el espacio que queda entre la broca y el tubo de entubación.

1.

ETAPA I. Hincado de la broca

2.

ETAPA II. Lavado del suelo y deposito en batea colectora.

Perforación con taladros. Para perforar suelos muy duros, como las rocas, se usan los sondeos rotatorios con taladros de broca de diamantes. Corrientemente se usan diamantes

negros.

Para

facilitar

la

penetración

se

inyecta

agua

simultáneamente a alta presión por el tubo inferior de la broca a medida que se realiza el sondeo. El funcionamiento del taladro dentro de la roca es similar al que se lleva a cabo en cualquier taller mecánico, obteniéndose muestras 6

cilíndricas con alturas que se pueden oscilar en los 50 centímetros con diámetros variables de 5 a 20 centímetros. En algunos casos especiales se han logrado taladrar huecos de 75 centímetros de diámetro por donde los expertos penetran para observar el perfil rocoso natural en la altura de la perforación. Si en un terreno donde se está realizando un sondeo normal de suelo se produce un rechazo en la penetración del barreno o la broca, significa que se alcanzó un manto rocoso o bien que una piedra de gran tamaño entorpece el descenso. En este caso se debe continuar la operación con un taladro hasta verificar la profundidad del manto o las dimensiones de la piedra, para constatar si debajo, el suelo presenta características similares a las anteriores.

1.

Brocas de diamantes

2.

Tubo para toma de muestras.

ESPACIAMIENTO Y PROFUNDIDAD DE LOS SONDEOS. Una vez que se ha decidido el tipo de sondeo que se realizara en el suelo cuyas propiedades se quieren determinas, se debe definir:



El espaciamiento entre sondeos.



La profundidad de los mismos.

La determinación entre espaciamientos no se rige por reglas fijas, sino que depende de varios factores, tales como el tipo y destino de la construcción, la magnitud de las cargas, las propiedades del suelo de fundación, el perfil del subsuelo que se obtiene de los sondeos iniciales, entre otros. En ciertos países existen normas de zonificación para sondeos, que determinan el espaciamiento mínimo exigido en cada región. Como

7

espaciamiento preliminar aproximado se pueden tomar las distancias indicadas en la tabla. Si el suelo resulta muy uniforme en los primeros sondeos, el espaciamiento puede aumentarse, pero en el caso en que las condiciones del subsuelo resulte erráticas, se le debe disminuir. Además, en áreas donde se producían notables concentraciones de carga, es conveniente limitar el espaciamiento a la mitad del valor indicado en la tabla. Con respecto a la profundidad que deben alcanzar los sondeos, existe una antigua regla que aconseja llevarlos a una altura igual al doble del ancho del edificio. Sin embargo, esta dimensión resulta excesiva en algunos casos, como por ejemplo en edificios industriales bajos y extendidos, o escasa para edificios esbeltos de gran altura y reducida área en planta. En edificios elevados tipo torre o en puentes donde se imponen grandes esfuerzos al suelo de fundación, es conveniente sondear hasta alcanzar la roca firme. TABLA ESPACIAMIENTO

Y

PROFUNDIDAD

RECOMENDABLE

PARA

LOS

SONDEOS.

TIPOS DE CONSTRUCCION

ESPACIAMIENTO

PROFUNDIDAD

6 a 9 m debajo del nivel Edificios de una planta.

15 a 30 m

de

fundaciones con

las un

mínimo de un sondeo profundo para verificar si

hay

depósitos

débiles debajo.

8

Para estructuras muy cargadas

se

realizar Edificios de varios pisos.

12 a 15 m

deben sondeos

profundos

a

altura

doble del ancho del edificio

o

hasta

alcanzar la roca firme. (El

menor

de

los

valores).

12 a 15 m mínimo o 3 Presas de tierra, diques.

30 a 60 m

m dentro de la roca firme. (El

menor

de

los

valores).

1 a 1,5 m mínimo bajo Autopistas.

150 a 300 m

el subrasante.

En construcciones de tamaño normal, el primer sondeo debe exceder la profundidad para la cual los esfuerzos debidos a las cargas del edificio pueden causar excesivos asentamientos. Por el contrario, en edificios de viviendas de una sola planta, basta extender el sondeo hasta un estrato resistente. Sin embargo, si el estrato es superficial, conviene realizar al menos uno o dos sondeos adicionales a mayor 9

profundidad, para asegurarse que no existan suelos débiles subyacentes que afecten la resistencia y estabilidad de la construcción, o el buen funcionamiento de sus instalaciones. Si se encuentran suelos débiles o comprensibles en algunos de los sondeos, se debe extender la exploración hasta un estrato firme y consolidado, como mínimo a 5 m debajo del último suelo débil. La tabla indica las profundidades recomendadas en los diferentes casos.

TOMA DE MUESTRAS.

La toma de muestras se refiere a extraer el suelo de las excavaciones o perforaciones realizadas en los sondeos, a fin de enviarlas al laboratorio para determinar sus propiedades y características resistentes, entre las cuales se pueden mencionar:

La capacidad portante La compresibilidad La permeabilidad La retracción o expansión Las muestras obtenidas en los sondeos son de dos tipos: Disturbadas No disturbadas Las muestras disturbadas son las obtenidas mediante los métodos de sondeos

barrenados

o

mediante

inyecciones

de

agua

mencionados

anteriormente, en las cuales el suelo se ve considerablemente alteradas y aumenta su contenido de humedad. Estas muestras se colocan en recipientes especiales, etiquetados con los datos del lugar, fecha, método de sondeo y profundidad alcanzada en la penetración.

10

El grado de alteración de una muestra depende también de la forma como se manipule al penetrar en tubo toma muestras en el suelo. Las muestras alteradas sirven principalmente para determinar la granulometría del suelo, el peso específico, sus características de compactación y los límites de Atterberg en las arcillas. Para determinar otras propiedades, tales como la capacidad resistente, la compresibilidad o la permeabilidad, es necesario obtener muestras no disturbadas. Las muestras no disturbadas se refieren a las tomadas especiales precauciones para minimizar la alteración del suelo y poder presentarlo en su estado natural de consolidación. Generalmente son difíciles de obtener, por más cuidados que se observen siempre se produce una cierta modificación del suelo, la cual impide que la muestra se extraiga intacta, como se encontraba antes del sondeo. Los métodos usuales de obtener muestras no alteradas son: a) Excavación de pozos en suelos cohesivos b) Perforación con taladros en rocas c) Empleando el tubo Shelby d) Utilizando el tubo delgado sueco

La excavación de pozos en suelos cohesivos y la perforación de rocas mediante taladros en sondeos rotatorios. Los métodos usuales de obtener muestras no disturbadas de suelos consisten en hacer penetrar en el suelo un toma muestras en forma de tubo de paredes delgadas y punta afilada para facilitar la penetración y luego retirarlo con la muestra que ha quedado retenida dentro del tubo. Como ejemplo se definirán los tubos Shelby y el delgado sueco.

11

Tubo shelby. Este tubo consiste en un cilindro sin costuras y paredes delgadas para disminuir la perturbación producida en el terreno, que se debe empujar con rapidez para que penetre en el suelo, presionando a mano, sin hacerlo girar o vibrar, ni utilizando percusión, y alcanza una profundidad aproximada de 15 metros. El tubo se fabrica en latón o acero. El latón ofrece mayor resistencia a la corrosión y se puede manejar y cortar fácilmente, mientras que el acero presenta un mejor comportamiento a pandeo por tener mayor espesor de paredes. Normalmente los tubos son de 4 tamaños: 50, 70, 85 y 120 mm de diámetro interno y longitudes variables entre 45 y 75 cm. Para reducir el rozamiento entre la muestra de suelo que penetra en el tubo y la pared interior de este, se disminuye ligeramente el diámetro del extremo inferior lo cual no impide sin embargo una cierta expansión posterior del suelo dentro del toma muestras.

12

Luego que el tubo ha penetrado hasta la profundidad deseada, se extrae cerrando su extremo inferior mediante una válvula esférica accionada desde arriba, para impedir la caída del material por gravedad. Además, la muestra de suelo se adhiere rápidamente a las paredes del tubo colaborando a que la extracción resulte inalterada. Para cortar el suelo por el extremo inferior del toma muestras suele ser suficiente una vuelta del tubo. Apenas obtenida la muestra, los extremos deben sellarse con parafinas y tapas metálicas, antes de enviarla al laboratorio, manipulándola con sumo cuidado mediante el transporte para que no se sacuda o trepide. Cuando la muestra debe guardarse un periodo de tiempo prolongado, es conveniente mantenerla en atmosfera húmeda. Para sacarla del toma muestras se le eyecta por su parte superior, ayudando con un pistón, que la empuja en el mismo sentido en que penetro, para no forzarla por el extremo inferior, de menor diámetro. La figura presentada muestra un dispositivo usado para la hinca progresiva de los toma muestras de pared delgada, como los tipo Shelby o el modelo sueco. Los mejores resultados se obtienen con la hinca continua, y no con la intermitente. Luego que finaliza la toma de la muestra, el hueco que queda en el terreno se cubre con una madera para evitar accidentes y se lo identifica convenientemente. Al día siguiente se verifica la altura que alcanza el nivel freático y por último se lo rellena de tierra por razones de seguridad. Una de las grandes limitaciones que presenta el tubo Shelby para la obtención de muestras no disturbadas es la longitud de las mínimas, ya que los extremos del suelo dentro del tubo deben eliminarse, pues generalmente se hallan distorsionados por la fricción y adherencia que se produce entre la muestra y la paredes interiores del tubo. Se ha intentado usar tubos de longitud de 1,5 m pero se ha comprobado que se aumenta la alteración de las muestras por la fricción producida. Cuando se deben tomar sucesivas muestras en profundidad con el tubo Shelby, se perforan agujeros de sondeos que se estabilizan con lodo bentónico y luego se van extrayendo las muestras hasta la profundidad necesaria.

13

Tubo delgado sueco.

Este tubo es un toma muestras de pistón estacionario especialmente diseñado para anular la fricción entre la muestra del suelo y las paredes internas del tubo, elimina el movimiento relativo entre ambos. Esto se logra disponiendo una serie de hojas metálicas muy delgadas en forma de espiral que van unidas a su parte superior a un pistón flotante en la cabeza del toma muestras. El pistón y los espirales permanecen fijos en su lugar a medida que él toma muestras penetra en el suelo por presión estática y sus paredes van deslizando dentro de los espirales, estirándolos. Los toma muestras de pistón estacionario se utilizaron por primera vez en Suecia (de ahí proviene su nombre) en 1949. En ese país el suelo es blando y ofrece baja resistencia al corte (aproximadamente 0,2 kg/cm²). Su empleo no está indicado sin embargo en arenas ni gravas, pues estos tubos fueron diseñados especialmente para arcillas y limos blandos. El tubo se introduce hasta la profundidad deseada y se usan preferiblemente tubos largos, para poder utilizar la parte central de la muestra únicamente, que no sufre desplazamientos ni alteraciones. Las muestras se extraen a cada 1,5 m de profundidad en suelos homogéneos, pero si se advierten cambios de coloración o comportamiento del suelo, se deben obtener nuevas muestras.

14

TOMA DE MUESTRAS EN SUELOS GRANULARES.

Los métodos y procedimientos detallados precedentemente para obtener muestras inalteradas de suelos, son aplicables únicamente a aquellos suelos cohesivos que pueden mantener su forma bajo el peso propio. Pero en suelos no cohesivos como las arenas o las gravas, para extraer muestras no disturbadas es necesario aprobar previamente algún tratamiento artificial que les provea cohesión temporal. Para ello se pueden usar dos métodos:

Congelar el suelo alrededor de la muestra. Inyectar un sellador de poros temporal.

Congelar el agua de los vacíos del suelo es en esencia simple, pero el equipo que se necesita para ello puede resultar costoso y poco práctico. Más sencillo resulta inyectar un líquido gelatinoso en los poros de los suelos granulares, que reemplace el agua contenida en ellos. Se usan para estos derivados pesados del petróleo, asfalto, entre otros. Luego pueden ser removidos en el laboratorio empleando solventes adecuados. La operación, sin embargo, es algo delicada. Hay diferentes productos químicos que cumplen la función de sellar o rellenar los poros de los suelos no cohesivos, la exactitud de los resultados que se obtienen no ha sido comprobada fehacientemente. Para los suelos granulares, la única información adicional que brinda una muestra no disturbada en relación a otra disturbada, es la densidad del suelo, dato que resulta de gran importancia para permitir predecir el comportamiento de las arenas y gravas bajo las cargas.

15

TOMA DE MUESTRAS EN EL FONDO DEL MAR.

La investigación de la plataforma submarina exige nuevas técnicas para la extracción de muestras en el fondo del mar.

La construcción de puertos,

escolleras, espigones, aeropistas sobre el mar, entre otros. Está demandando en la actualidad avances en los métodos a emplear para determinar las características del suelo donde apoyaran sus fundaciones. Las técnicas de pilotajes usualmente empleadas en estructuras costeras son similares a las de tierra firme, pero cuando las muestras deben tomarse mar afuera, se emplean equipos montados sobre grandes lanchas con taladros o barrenos dentro de tubos que descienden hasta el fondo de las aguas y toman las muestras en el lecho marino. En aguas profundas se usan técnicas mas sofisticadas, tales como proyectiles teledirigidos, con cargas explosivas que facilitan la penetración en el suelo. También se han usado cajones neumáticos que se hacen descender hasta la superficie de la plataforma submarina, con juntas flexibles que permiten resistir mejor el movimiento de las olas y de las corrientes marinas, sobre los cuales se instalan centros de observación. Otros métodos empleados son los electrónicos de refracción sísmica. Uno de los inconvenientes que presentan las muestras extraídas del fondo del mar se debe a la variación de presión hidrostática, lo cual incrementa la formación de burbujas de aire dentro de la toma muestras, variando así la variación inicial de varios del suelo natural. En todos los casos, las muestras deben ser extraídas y manipuladas con extrema precaución, ya que por la diferencia de presión existente entre la superficie y el fondo del mar, pueden explotar al ser retiradas. Cuando las estructuras marinas se fundan sobre pilotes, esto se hinca hasta el rechazo, y usualmente se adoptan capacidades portantes del suelo afectadas de factores de minoración, para mayor seguridad. Muchos experimentos se han empleado en el Golfo de México y las costas del pacifico, con pruebas de penetración, veletas y presurometros, cuando la profundidad 16

del lecho marino no es excesiva. El número de muestras que se deben extraer en el fondo del mar es por lo general mayor a las necesarias en tierra firme, por la mayor dispersión obtenida en los resultados. Usualmente se extraen pruebas a cada 60 cm y a profundidades que puedan alcanzar el fondo del mar hasta los 1.000 m. Los diferentes métodos que se pueden utilizar para la extracción de muestras en la plataforma submarina se describen en las normas ASTM (1971).

PRUEBAS DE PENETRACION.

Las pruebas de penetración es el método más usado para la explotación del subsuelo y la obtención de datos acerca de la profundidad de los estratos, composición del suelo, resistencia, compacidad, entre otros. El procedimiento es rápido y económico, aplicable a la mayoría de los suelos. Las pruebas de penetración resultan especialmente indicadas para determinar la consistencia de los depósitos cohesivos y la densidad relativa de los granulares, para los cuales la obtención de las muestras no disturbadas se vuelve a menudo complicada. La resistencia que opone un suelo a ser penetrado se determina mediante aparatos que se denominan penetrómetros, cuya aplicación es relativamente simple. Existen dos técnicas diferentes para introducir un penetrómetro en el terreno, conocidas como pruebas de: Penetración estática Penetración dinámica

17

Penetración estática.

Las pruebas de penetración estática están reservadas para los suelos cohesivos y los depósitos arcillosos blandos y limosos, en los cuales los golpes o impactos pueden alterar las condiciones naturales del suelo. Para ello se usan penetómetros con una punta cónica unida a una barra de diámetro reducido que se va haciendo penetrar en el suelo a velocidad regulada. La fuerza producida para producir el movimiento se va midiendo con un pistón neumático. La prueba estática es muy sensible a los cambios de consistencia del suelo y la velocidad de penetración que puede desarrollar es limitada, variando entre 10 a 20 mm/seg. El cono Holandés es el más popular de los pentámetros estáticos y presenta un ángulo en la punta de 60°. Además, lleva un mango independiente unido a la parte superior del cono. La resistencia que opone el penetrómetro a introducirse en el suelo es la suma de la fricción del cono y la del mango con el suelo, y se pueden medir simultáneamente. Por lo general la resistencia del cono a la penetración se relaciona con la capacidad del suelo a corte en condiciones no drenadas. Además, en los suelos cohesivos, la resistencia a la fricción en el mango es mayor que la del cono, mientras que en los suelos granulares tiende a igualarse. También hay otros modelos de penetrómetros estáticos, con puntas variables entre 45° y 90°. En proyección horizontal, el diámetro de la cabeza de los conos varía entre 3 y 5 cm. Todos se operan en forma similar a pilotes en miniatura, forzando el suelo a su paso con una compleja distribución de esfuerzos cortantes a lo largo de su fuste. Esta prueba resulta de gran utilidad en depósitos marinos blandos y homogéneos, mientras que en las gravas los resultados obtenidos son aleatorios.

18

Penetración dinámica. Esta prueba de penetración es aplicable a una amplia variedad de suelos, especialmente los arenosos, las gravas y las rocas blandas, para los cuales la prueba de penetración estática puede resultar difícil de realizar. El ensayo de penetración dinámica se utiliza en diferentes formas. Una de ellas es mediante los conos y puntas en sus tipos liviano, mediano y pesado, que se hincan con golpes de maza o martinetes. Por ejemplo el del esquema a) presenta una punta cónica de acero no recuperable, con ángulo de 60° y diámetro de 3,5 cm, que se hace penetrar a golpes de maza de 65 kg con 75 cm de caída libre. El número de golpes N necesarios para hacer que penetre los últimos 30 cm en el terreno corresponde al de la resistencia en la prueba de penetración standard.

19

Prueba de penetración standard. La prueba de penetración dinámica es la más usada comúnmente para explorar las características del subsuelo es la llamada prueba de penetración standard (PPS) que sirve para todo tipo de suelos. Esta prueba se realiza en dos etapas sucesivas que son:

Perforar un hueco en el suelo. Extraer la muestra. Para la primera parte de la prueba se debe perforar un hueco mediante cualquier método mencionado anteriormente, empleando barrenos, inyección de agua, sondeos rotativos, entre otros. Si el terreno es firme, mantiene la forma luego de retirado el equipo de perforación utilizado, pero si es blando o se desmorona con facilidad, se deben colocar tubos o camisas de entubación para evitar que las caídas de las paredes lo obstruya, o bien llenarlo de lodo bentónico. Cuando se ha alcanzado la profundidad deseada en el sondeo, se retira el equipo de perforación y se hace descender hasta el fondo del hueco un toma muestras como el indicado en la figura que se verá a continuación, conocido como tubo partido, puede abrirse longitudinalmente. La parte inferior del toma muestras tiene un anillo filoso y la parte superior, una válvula conectada a una barra de sondeo. Al igual que en los casos anteriormente mencionados, este tomamuestras se hinca con golpes de maza o martinete de 65 kg de peso y caída libre desde una altura de 75 cm. Primero se le hace penetrar al suelo unos 45 cm para que se asiente en el estrato y luego se cuenta el número de golpes necesarios para hincarlo 3 tramos de 15 cm por vez.

20

N resulta el número de golpes que se deben aplicar para hacerlo penetrar los últimos 30 cm. Luego se retira el equipo, extrayendo él toma muestras con la muestra del suelo dentro, la cual se halla disturbada. Primero se examina en el campo y luego se envía al laboratorio. En estas muestras se puede apreciar el grado de humedad del suelo, la composición, la estratificación, la consistencia, entre otros.

Prueba de la veleta. La prueba de la veleta es un método sencillo y útil para determinar en el lugar la resistencia a corte de las arcillas blandas, los depósitos de limos o los suelos de granos muy fino no drenado y libre de partículas de arena o grava, sin necesidad de tomar muestras no disturbadas. La figura que se muestra a continuación muestra algunas veletas de ensayo. El esquema a) corresponde a una típica, con una altura L= 2D, siendo D el ancho total de las aspas. Una barra central de soporte vertical conecta las aspas con el mecanismo superior que las hace girar y mide las fuerzas que se ejercen. La veleta se introduce forzándola en el suelo, en el fondo de un pozo previamente cavado en el lugar y a una profundidad entre 2D y 5D, y luego se aplica un momento torsor a la barra de soporte.

21

22

UNIDAD II CAPACIDAD DE CARGA DE LAS FUNDACIONES

23

FUNDACION

Las fundaciones son la base de soporte de estructuras y constituyen la interfaz a través de la cual se transmiten las cargas al suelo subyacente. La interacción suelo - estructura, depende de: Naturaleza del suelo Forma y tamaño de la fundación Flexibilidad

de

la

estructura (criterio de funcionamiento)

FUNDACIONES SUPERFICIALES. CAPACIDAD DE CARGA Para comportarse fundamentales: en forma satisfactoria las fundaciones deben tener dos características debe poseer una seguridad adecuada a la falla por corte general del suelo que la soporta. Debe experimentar asentamientos o deformaciones dentro del rango de compatibilidad con la funcionalidad de la estructura. Ambos aspectos deben ser verificados al realizar el diseño de la fundación.

FUNDACIONES SUPERFICALES EN ARCILLA La cimentación sobre terrenos fangosos, es de especial interés, ya que muchas veces es necesario afrontarla en labores portuarias. Estos terrenos 24

tienen asientos enormes y a veces verdaderos hundimientos, tales como un dique que se construyó en La Spezia (Italia) el cual se apoyaba en un lecho de fango y el que, al término de 4 años, descendía 18 metros en algunos puntos. Estos hundimientos de fundaciones pueden aminorarse interponiendo entre el fango y el cemento una gruesa capa de arena que oscile entre los 2'50 y 3 metros de altura. Sistema del que quedó prácticamente demostrada la eficacia, pues en el mismo terreno del puerto de La Spezia se construyó después en esta forma y en los 16 años de terminada la construcción sólo se nota un asiento de 80 centímetros como máximo. Pero el sistema más generalizado, es el que se ejecuta mediante el emparrillado, el cual es una construcción de largueros de madera de encina dispuestos en sentido horizontal y transversal sobre los cuales se establece una plataforma del mismo material. El emparrillado debería tener una superficie algo mayor que la del edificio pero en la práctica se limita la construcción del emparrillado a la superficie ocupada por muros, aunque con mucha más anchura para mejor repartir su carga. Entre los emparrillados se coloca tierra apisonada, a la vez que se unen por medio de largueros. Los travesaños van debajo y son de 20 a 30 cm de espesor. En la unión de cimientos de dos alas contiguas, los largueros de una de ellas se prolongan por encima de las otras.

FUNDACIONES SOMETIDAS A CARGAS EXCENTRICAS

En varias situaciones, como en la base de un muro de retención, las cimentaciones son sometidas a momentos además de la carga vertical, en tales casos, la distribución de presión por la cimentación sobre el suelo no es uniforme.

25

FUNDACIONES SOMETIDAS A CARGAS INCLINADAS Cuando las cargas que transmite la superestructura, tienen componentes inclinados se deben combinar las fundaciones que en este caso serían los pilotes verticales e inclinados para poder soportar las solicitaciones impuestas. Existen diferentes métodos para determinar la magnitud de las cargas que actúan en los pilotes con diferentes inclinaciones, conectados a un mismo cabezal. Por efecto de las fuerzas exteriores aplicadas en cualquier dirección sobre el cabezal, este tiende a girar como un cuerpo rígido, alrededor de su centro de rotación cuya posición puede determinarse gráficamente. Usualmente los pilotes se colocan inclinados en una o dos direcciones, en estos casos y cuando no hay más de tres grupos de pilotes en un mismo cabezal, con tres inclinaciones diferentes, la solución puede hallarse aplicando el método de Culmann, que consiste en descomponer gráficamente la resultante de las cargas exteriores, en las tres direcciones mencionadas.

26

UNIDAD III DISEÑO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS

27

ZAPATAS Las zapatas son fundaciones o cimentaciones superficiales o directas, que deben garantizar, de forma permanente, la estabilidad de la estructura que soporta. Estas fundaciones se apoyan en toda el área de la base del terreno, en estratos hasta aproximadamente 5 metros de profundidad, medido desde el nivel de la superficie, donde exista la suficiente capacidad portante del suelo para soportar las cargas a las que está sometida. Existen distintos tipos de fundaciones directas, y se clasifican de la siguiente manera: Su forma de trabajar: 

Aisladas



Combinadas



Continuas o corridas



Losas de fundación

Su forma física: 

Cuadradas



Rectangulares



Circulares

ZAPATAS DE CARGAS CONCENTRICAS S considera una zapata con carga concéntrica, aquella cuya excentricidad de carga es menor o igual al 10% de la dimensión de la columna o placa en la dirección del análisis.

28

ZAPATAS AISLADAS SUJETAS O MOMENTO Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción.

ZAPATAS COMBINADAS RECTANGULAR En varios casos, la carga soporta por una columna y la capacidad de carga del suelo son tales que el diseño estándar de una zapata aislada requerirá una extensión de la cimentación de la columna más allá del límite del precio. En tal caso, una sola cimentación rectangular soporta dos o más.

ZAPATAS COMBINDAS TRAPEZOIDAL Se usa a veces como una cimentación aislada para una columna que soporta una gran carga donde el espacio es reducido. El tamaño de la cimentación que distribuirá uniformemente la presión sobre el suelo.

ZAPATA EN VOLADIZO Este tipo de cimentación es una zapata combinada usa una contratable para conectar una cimentación de columnas excéntricamente cargada con la cimentación de una columna interior. Las zapatas en voladizo se usan en vez de las zapatas combinadas trapezoidales o rectangulares cuando la capacidad de apoyo admisible del suelo es alta y las distancia ente las columnas más grandes.

29

UNIDAD IV LOSA DE FUNDACION

30

LOSA DE FUNDACION Una placa de fundación es una losa armada en dos direcciones ortogonales, de grandes dimensiones, que sirve de cimiento a un grupo de columnas o muros, o soporta estructuras tales como silos, estanques de agua, depósitos, chimeneas, torres de alta tensión, etc. En general, en las estructuras usuales de edificios, resulta más económico fundarlas diferentes columnas y muros en bases aisladas o corridas, con armadura únicamente en la cara inferior de las zapatas, como se detalla en los capítulos precedentes. En las placas, por el contrario, el volumen de concreto es considerable y por lo general se las arma junto a los bordes superior e inferior, lo cual encarece su costo.

VENTAJAS DE LAS LOSAS DE FUNDACION Las ventajas que ofrecen de una mayor rigidez de conjunto y un mejor comportamiento estructural, especialmente en los siguientes casos: 

Cuando el suelo de fundación ofrece una limitada capacidad portante.



Para evitar asentamientos considerables si el subsuelo presenta zonas débiles o defectos.



Si existe la posibilidad de ascenso del nivel freático, con una supresión que puede levantar las bases aisladas poco cargadas.



Como apoyo de muros y columnas muy cargados, cuya bases independientes exigen un área en planta que supera el 50% del área del predio.

Desde el punto de vista estructural, las placas de fundación son similares a entrepisos invertidos, donde las cargas distribuidas resultan las reacciones del suelo, actuando de abajo hacia arriba, y las columnas y muros actúan como apoyos puntuales o lineales.

31

CAPACIDAD DE CARGA Se puede definir como capacidad de carga, a la carga por unidad de área bajo la fundación bajo la cual se produce la falla por corte, es decir, es la mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico. Al cargar un suelo de fundación su superficie sufre asentamientos que se pueden graficar en función de la carga unitaria o presión media. La falla de la fundación supone asientos importantes, giro y vuelco de la estructura, según la estructura y el tipo de suelo la falla puede producirse de tres formas: a.

Por rotura general: Se produce una superficie de rotura continua que

arranca en la basé de la zapata y aflora a un lado de la misma a puesta distancia. Esta es la rotura típica de arenas densas y arcillas blancas en condiciones de cargas rápidas sin drenaje. b. Por punzonamiento: La cimentación se hunde cortando el terreno en su periferia con un desplazamiento aproximadamente verilea. Esto se da en materiales muy compresibles y poco resistentes. c. Por rotura local: Se plastifica el suelo en los bordes de la zapata y bajo la misma, sin que lleguen a formarse superficies continuas de rotura hasta la superficie. Esto es típico en arcillas y limos blandos y en arenas medias a sueltas.

32

ASENTAMIENTO Todo suelo que soporta una carga experimenta un asentamiento, cuya magnitud depende de la intensidad de la carga y de la compresibilidad del suelo en general los asentamientos han sido siempre motivo de preocupación para los profesionales de la construcción , ya que obras de gran envergadura e incalculable valor histórico, han sufrido deterioro y ruina por su causa. Generalmente los asentamientos se producen de forma paulatina comienzan por afectar los muros de mampostería, los cielorrasos o enlucidos, con aparición lenta de fisuras y desprendimientos de revoques. Asentamientos producidos por cargas exteriores: Los materiales granulares como la grava y la arena gruesa y mediana que alcanza generalmente su máximo asentamiento bajo las cargas tan pronto como estas son aplicadas y mantienen ese asentamiento sin que el mismo se incremente en un largo periodo de tiempo. Los limos y la arena fina alcanza generalmente la mayor parte de su asentamiento al aplicar las cargas, si bien se pueden producir nuevos hundimientos a lo largo de prolongados periodos de tiempo a la disminución del contenido de agua en el suelo. Las arcillas sufren parte de su asentamiento cuando se aplican las cargas, pero siendo plásticas continúan consolidándose lentamente y en forma decreciente por largos periodos de tiempo, a medida que expulsan el agua de sus poros. El lodo o los suelos orgánicos resultan desastrosos suelos de fundación, y aun pequeñas diferencias en las presiones producidas por las cargas exteriores dan lugar a grandes asentamientos. Las cargas temporales, tales como el viento, las cargas vivas de persona o de tránsito automotor de corta duración, no ofrecen por lo general efectos acumulativos de importancia.

Los asentamientos que se producen por cargas exteriores se deben a las siguientes causas: Asentamiento inicial o inmediato. 33

Compresión inicial o inmediata. Compresión o consolidación primaria. Compresión o consolidación secundaria. Creep.

En general de estas cinco causas de asentamientos enumeradas, las cuatros primeras pueden ser evaluadas independientemente y luego sumados sus resultados parciales. El creep, sin embargo es más difícil de predecir, especialmente en comportamientos a largo plazo de taludes o presas de arcillas blandas. Sin embargo, en la mayoría de los problemas de precarga, el creep no asume importancia debido a la corta duración de la sobrecarga aplicada.

ASENTAMIENTOS CALCULADOS Se ha establecido un sistema de pruebas y cálculos para estimar los asentamientos para una cimentación dada.

Cuando una carga se sitúa sobre una cimentación, dicha carga se transfiere hacia abajo a cada uno de los estratos del suelo en que se apoyan los cimientos. En la figura 15.1 se ilustra esta distribución de presiones. Inmediatamente debajo de las zapatas, la presión del suelo aumenta hasta alcanzar casi la capacidad total de presión de carga. A profundidades de 10 ó

34

20 pies (3 ó 6 metros) por debajo de la superficie del terreno, la carga se distribuye entonces y el aumento de presión es pequeño.

ASENTAMIENTOS MEDIDOS Los asentamientos se miden con frecuencia. Dichas mediciones pueden hacerse con mayor facilidad y presión, si se hacen marcas en las columnas, en las primeras fases de la construcción. Si no se hacen esas marcas de referencia, las observaciones de asentamientos se comparan de nuevo con las elevaciones

“construidas” para las cimentaciones o las losas de pisos

apoyadas. Esos registros suelen ser muchos menos exactos.

ASENTAMIENTOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN Algunos suelos, como las arenas Y los materiales de drenaje libre, se asientan con rapidez cundo se someten a las cargas.

Casi todo

el

asentamiento suele producirse durante el periodo de construcción; por tanto, una vez concluida la construcción, prácticamente no se producirá ningún asentamiento. Al contrario, los suelos limosos y arcillosos tienen un drenaje lento. Por consiguiente, durante la construcción se producirán asentamientos que proseguirán durante varios años, después de que se ha terminado la construcción. Durante las pruebas de consolidación el laboratorio, se puede medir la velocidad con que se comprimen las muestras de suelos. Esto da una buena indicación del tiempo que puede tomar el asentamiento de las cimentaciones. Se ha establecido un método de cálculo para estimar cuanto tiempo se requiera para que se produzca la mayor parte de los asentamientos. El drenaje de un estrato de suelo depende de su velocidad de drenaje y el espesor del 35

estrato. Cuando sea analizada una muestra dado de un estrato de suelo, se puede estimar el tiempo necesario para consolidación, comparado el espesor de la muestra de prueba con el del estrato del suelo, en el terreno. En general, se considera que una capa de suelo está libre para drenarse, si hay capas de arena por encima o por debajo de ella. Con frecuencia, los suelos arcillosos se entremezclan con estratos de arena. En ese caso, los estratos de arena actúan como capas de drenaje, haciendo que los asentamientos se produzcan con mayor rapidez que en el caso de un cuerpo de limo o arcilla, sin estratos arenosos.

ASENTAMIENTOS ADMISIBLES El asentamiento de un edificio se puede medir como el asentamiento total de la estructura, o bien, como el asentamiento diferencial entre zapatas adyacentes o entre el centro y las esquinas de un edificio. En general, si los asentamientos totales son uniformes se pueden tolerar sin grandes dificultades. Si todas las cimentaciones de un edificio se asientan 3 pulgadas, el único problema será el de acomodo de las instalaciones de servicio público que llegan al edificio y el nivel de las aceras o banquetas y las zonas de estacionamiento de vehículos. Si el asentamiento de los cimientos es desigual, por ejemplo, en el caso de que la zapata de una columna se asiente 1 pulgada (2.54 cm), mientras que una zapata adyacente se asiente 2 pulgadas (5 cm), esto puede hacer que el edificio se distorsione y que las paredes se agrien. Este tipo de asentamiento es mucho más difícil de tolerar. Por consiguiente, los asentamientos diferenciales tienen una importancia mucho mayor que los totales. Algunos tipos de estructura, como las de almacenes grandes llegan a asentarse varios pies, y a pesar de ello se ha tenido pocas dificultades para mantenerlos en funcionamiento. A menudo, los grandes tanques de almacenamiento de petróleo se construyen suponiendo que el asentamiento 36

sea de un pie (30 cm). Lo más importante es que el casco del depósito se asiente de manera uniforme en todas sus partes. En las estructuras comerciales más importantes, es común limitar los asentamientos diferenciales permisibles entre columnas adyacentes a

de

pulgada o menos. Los asentamientos entre columnas adyacentes pueden ser aceptables para estructuras de madera o edificios industriales de estructura ligera de acero. Los asentamientos pueden reducir mediante un cambio en el diseño de las cimentaciones, que puede consistir en hacer cimientos más grandes o más profundos. Asimismo los asentamientos se pueden reducir, si el sitio se carga previamente o se sobrecarga antes del construir el edificio, o bien, efectuando una compactación previa del suelo. Si durante la construcción y al aplicar las cargas iniciales los asentamientos se producen con rapidez, estos se podrán corregir y no constituirán un problema cuando se entregue el edificio al propietario. Es posible acelerar el asentamiento, mejorando el drenaje de los suelos comprensible. REACCION DEL SUELO BAJO LA LOSA La losa puede apoyarse en pilotes, lo que ayuda a reducir el asentamiento de una estructura constituido sobre suelo altamente comprensible. Si el nivel freático es alto frecuentemente se colocan las losas sobre pilotes para controlar la flotación.

La imagen muestra la diferencia entre la profundidad t el ancho de las zapatas aisladas y las losas de fundación.

37

METODO RIGIDO El diseño estructural de las losas de fundación se realiza asumiendo una distribución de presiones uniforme en la base de la platea o lasa de fundación. Esto proporciona una estimación conservadora de los momentos de flexión. Si las cargas de las columnas no están distribuidas uniformemente en la losa, puede requerirse juntas que se asentaran de diferente modo. En el método de diseño rígido convencional, la losa se supone infinitamente rígida, además la presión del suelo se distribuyen linealmente y el centroide de la presión del suelo coincide con la línea de acción de las cargas resultantes de las columnas.

METODO ELASTICO SIMPLIFICADO En el método rígido convencional de diseño, la los se supone infinitamente rígida. Además, la presión del suelo se distribuye en línea recta y el centroide de la presión del suelo coincide con la línea de acción de las cargas resultantes de las columnas. En el método flexible aproximado de diseño, el suelo se supone equivalente a un número infinito de resortes elásticos, se denomina a veces como cimentación Winkler. La constante elástica de esos resortes supuestos se denomina el coeficiente k de reacción del subsuelo.

38

UNIDAD V DISEÑO ESTRUCTURAL CABEZALES Y MUROS

39

1. DISEÑO DE CABEZALES Los cabezales son elementos estructurales de concreto armado, de considerable volumen y rigidez, que cumplen la función de conectar las cabezas de los pilotes, transfiriéndoles las cargas de la superestructura.

METODO DE LAS BIELAS COMPRIMIDOS

El método de bielas y tirantes tiene su fundamento en la teoría de la plasticidad. En general, esta teoría supone que el material tiene un comportamiento rígido plástico, es decir, no se deforma hasta que llega a una tensión (tensión de fluencia) a partir de la cual se deforma sin incremento de tensión. También guarda relación con dos principios:

Principio de Saint Venant (1797-1886) A cierta distancia de la sección donde actúa un sistema de fuerzas, la distribución de tensiones es prácticamente independiente de la distribución del sistema de fuerzas, siempre que su resultante y el momento resultante sean iguales. Principio de Santiago Bernoulli (1654 – 1705) Se refiere a que las secciones transversales de una barra que se deforma por flexión permanecen planas y normales a las fibras deformadas. Las secciones planas sometidas a flexión, se mantienen planas durante la deformación.

En estructuras de hormigón armado es posible diferenciar dos tipos de regiones dependiendo de la distribución de los esfuerzos en cada una de ellas. En las regiones es posible aplicar el principio de Bernoulli relativo a las secciones planas de la teoría de flexión. Fuera de ellas, se identifican regiones (con discontinuidades) donde no es posible aceptar que las secciones permanecerán planas. Estas últimas se relacionan con la existencia de fuerzas concentradas (cargas o apoyos) o con variaciones bruscas en la geometría de la estructuras.

40

Discontinuidades geométricas:

Son aquellas zonas estructurales que sufren un cambio brusco de sección. En la Figura FIG 2.2.2 se recogen diversas regiones D en las que se aprecia este tipo de discontinuidad.

Discontinuidades estáticas:

Las discontinuidades estáticas son aquellas zonas en las que se aplica una carga puntual o concentrada. El flujo de tensiones de dicha carga no responde a la hipótesis de Bernoulli-Navier, sino que tiene un flujo con distribución de tensiones y de formaciones compleja.

Discontinuidades generalizadas:

Son casos en los que no aplican a una zona determinada, si no a todo un elemento estructural, ya que influyen varios factores.

Planteamiento del método de bielas y tirantes

Identificación de las regiones

El primer paso es analizar la estructura, identificando los límites de la región D a estudiar y estableciendo los esfuerzos o acciones que lindan con ella.

Creación del modelo

Se debe substituir la estructura, o parte de ella, por una estructura de barras articuladas, plano o espacial, que represente el comportamiento de la estructura. Siempre debe tenderse hacia modelos simples, que representen con la mayor claridad posible el comportamiento de la estructura. 41

El primer paso para la creación del modelo es dotar a la estructura de un sistema capaz de soportar los casos de carga a los que se va a ver sometida. Debido a esto, podemos deducir que el sistema no es único, sin embargo, el sistema que consigue un modelo óptimo, es aquel que minimiza la energía de la deformación. Para aquellos casos de cargas complicadas, podemos valernos del principio de superposición, estudiando independientemente casos más sencillos.

Elementos del modelo

Como se ha expuesto antes, el modelo está compuesto por una serie de barras articuladas en sus extremos. Las barras que trabajan a compresión se denominan bielas, a tracción tirantes y las uniones serán los nudos. Bielas

Son los elementos resistentes sometidos a compresión. Por regla general, y debido a las características resistentes de los materiales, se suelen materializar en hormigón. Sin embargo, también hay bielas que pueden contar con armaduras comprimidas para poder aumentar su resistencia. Analicemos los tipos existentes y la capacidad resistente de las mismas.

Tipología. Biela prismática:

Se encuentran en los casos en que existe una limitación física o mecánica a la disposición de las compresiones.

42

Biela en abanico:

Se producen cuando hay posibilidad de dispersión de los campos de Compresiones. Por ejemplo el caso de apoyo extremo de una viga.

Biela en botella:

Se produce al existir posibilidad de dispersión bidimensional de las compresiones, como en las cargas sobre macizos.

Capacidad resistente

La capacidad resistente viene determinada por el área de hormigón y la Resistencia del mismo La EHE, recoge diferentes tipos de bielas con unos valores determinados para la compresión del hormigón:

Bielas de hormigón en zonas con estados de compresión uniaxial en estos casos, limitamos el valor de la tensión máxima del hormigón comprimido. Bielas de hormigón con fisuración oblicua o paralela a la biela son aquellos casos en los que el campo de compresiones que constituye la biela, puede presentar fisuración oblicua o paralela a la dirección de la misma, o la dirección de compresiones, con lo cual, debido al estado en que se encuentra, la capacidad resistente del hormigón se disminuye de manera considerable. Esta disminución se verá afectada en función del estado en que se encuentre:

Bielas con fisuración paralela a la biela y armadura transversal suficientemente anclada o Bielas que transmiten compresiones a través de

fisuras

de

abertura

controlada

y

armadura

transversal

suficientemente anclada o Bielas que transmiten compresiones a través 43

de fisuras de gran abertura y armadura transversal suficientemente anclada. Bielas de hormigón con armaduras comprimidas en el caso que la armadura se encuentre en interior del campo de compresiones y en posición paralela a las mismas, con armado transversal suficiente para evitar el pandeo, se podrán considerar como una contribución a la capacidad resistente de las bielas. Cuando sea posible establecer condiciones de compatibilidad, la tensión máxima del acero comprimido se

considerara,

Cuando

no

se

establezcan

condiciones

de

compatibilidad explicitas, En estos casos, el incremento de la capacidad resistente de la biela será: Bielas de hormigón confinado: Debido al diferente comportamiento del hormigón dependiendo de su estado de compresión, se puede plantear el aumento de la capacidad resistente de las bielas debido a confinar el hormigón que las compone. Este se consigue atando las barras de acero que delimitan geométricamente la biela, por medio de cercos transversales perfectamente anclados.

2. FUNDACIONES PROFUNDAS.

PILOTES Cuando los estratos superficiales del suelo de fundación no son lo suficientemente resistentes para soportar las cargas impuestas por las bases directas de la superestructura, se puede producir: Asentamientos locales excesivos e inadmisibles. Falla del suelo, al superar su capacidad portante. Para solucionar este problema, se deben buscar estratos profundos más firmes, de modo de transmitir a ellos las cargas actuantes, mediante fundaciones indirectas o profundas, las cuales se pueden clasificar en:

44

a) Pilotines b) Pilotes c) Pilas Entre las funciones básicas que cumplen las fundaciones indirectas se pueden mencionar: 1) Transmitir, trabajando por punta, como una columna, las cargas de la superestructura, hasta un estrato firme del subsuelo. 2) Distribuir cargas concentradas de gran magnitud, por adherencia o fricción, en suelos homogéneos de espesor considerable. 3) Densificar y compactar suelos sueltos sin cohesión, incrementando su resistencia. 4) Resistir cargas horizontales o inclinadas, debidas al viento, sismo, o empujes actuando sobre la superestructura. 5) Anclar estructuras, evitando que se inclinen o vuelen. 6) Controlar los asentamientos, cuando los suelos son compresibles o expansivos. 7) Transmitir las cargas de las estructuras marítimas o fluviales hasta el suelo firme por debajo del nivel de aguas. 8) Proteger la cimentación de los daños producidos por la socavación en el lecho de lagos, ríos o mares. 9) Formar pantallas impermeables, colocados en fila, en contacto entre sí, o tablestacas para resistir el empuje lateral de tierras o del agua, actuando como muros de contención o presas temporales. 10) Estabilizar taludes, evitando el deslizamiento de laderas y controlar los movimientos del terreno. 11) Drenar los suelos arcillosos, para consolidarlos, e incrementar su capacidad portante. El análisis y diseño de fundaciones profundas debe cumplir con los siguientes requisitos: Asegurar la estabilidad y funcionalidad de las fundaciones durante toda la vida útil de la superestructura. Obtener una solución razonablemente económica. 45

Logar una forma sencilla de ejecución, en un plazo lo más breve posible. Cuando las condiciones del suelo son tales que es necesario el uso de pilotes, la elección más adecuada delos mismos involucra tomar en consideración factores, tales como las características del subsuelo, las profundidad necesaria, la magnitud de las cargas impuestas, el espaciamiento , método de ejecución, dimensiones, etc. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el análisis de las fundaciones, conjuntamente con el principio de la mecánica de suelos, no se ajusta a reglas fijas ni ecuaciones matemáticas exactas, sino aproximadas, y que el terreno es un medio elástico heterogéneo, del cual se obtiene sólo datos cercanos a la realidad y variables con el tiempo. El análisis y diseño de los pilotes que se detalla en este presente capitulo se aplica a unidades aisladas, pero en la práctica se agrupan en cabezales conectados entre sí mediante vigas de riostra o centradoras, lo cual forma un conjunto cuya efectividad varia en relación a la del pilote único.

CARGA ADMISIBLE Carga máxima de fatiga admisible de un pilote que proporciona seguridad ante un posible movimiento de tal magnitud que podría poner en peligro la estructura soportada por éste.

PILOTES En terrenos de escasa resistencia, en los que la zona para recibir las cargas esa a gran profundidad o cuando el terreno esta empapado de agua, se recurre al sistema de pilotaje. Tiene por misión transmitir las cargas que gravitarían sobre un estrato del terreno a otro de mayor resistencia, ahorrando la total excavación para la búsqueda del mismo y el mayor volumen de cimentación

46

CLASIFICACION DE LOS PILOTES

DESMOCHADO DE PILOTES El desmochado de los pilotes consiste en cortarlos a nivel de la rasante del terreno. COLOCACION DE PILOTES Los pilotes se colocan al tresbolillo o formando otra figuras semejantes. De entre ellos se retira la tierra removida, cuyos huecos se rellenan con hormigón. Posteriormente se forma enmarcándolos a todos un emparrillado de madera chapada, sobre la que se apoya toda la construcción o edificio. Para mayor facilidad de hincar el pilotaje oblicuamente, se usan pilotes de tornillo, que son los que, en vez de una punta característica, tienen un tornillo. Si la longitud o la profundidad que hay que alcanzar es tal que no es posible contar con pilotes de madera de una sola pieza, pueden empalmarse dos, 47

uniéndolas primero sólidamente con varillas de hierro y luego recubriéndolas de hormigón.

GRUPO DE PILOTES Como corrientemente debajo de las cimentaciones los pilotes se colocan en grupo, relativamente con poca separación entre ellos, es necesario considerar la acción del grupo de pilotes. Esto es esencialmente importante cuando se usan pilotes de pura "fricción" y cuando los suelos subyacentes al estrato resistente, en que descansan las puntas de los pilotes resistentes por la punta, son más compresibles.

Pilotes Verticales Un pilote vertical cargado lateralmente se flexiona como una viga en voladizo parcialmente empotrada. Si las cargas son pequeñas, la resistencia del suelo es bastante elástica. Esto se puede representar aproximadamente, suponiendo que el suelo reacciona como una serie de resortes horizontales, cuya rigidez se puede expresar como un módulo de reacción k.

48

Pilotes Inclinados En Grupos Los pilotes inclinados combinados con pilotes verticales son la disposición más efectiva para resistir fuerzas horizontales. Se ha comprobado que el anclaje de muelles y mamparos que combinan pilotes verticales en tracción e inclinados en compresión, como puede verse en la figura, es una solución ajustada y económica. Pilotes inclinados combinados con pilotes verticales se han utilizado para soportar muros de sostenimiento de tierras y estructura similares en las que se producen cargas horizontales.

Asentamiento Del Grupo De Pilotes El asentamiento de un grupo de pilotes se produce por la consolidación de los estratos de suelo situados debajo de las puntas de los pilotes. Este asentamiento excederá al de un pilote aislado que soporta la misma carga que cada uno de los del grupo, a menos que los pilotes se apoyen en roca o en un estrato grueso de suelo incompresible. El asentamiento del grupo se puede calcular suponiendo también que el grupo representa una cimentación gigantesca. Cuando los pilotes son de resistencia por la punta, la base del cimiento imaginario se supone que está al nivel de las puntas de los pilotes, y los esfuerzos se calculan sobre esa base. Cuando los pilotes se sustentan por fricción, los esfuerzos por debajo del cimiento se calculan suponiendo que la carga del grupo entero se introduce en el suelo a una profundidad que varía entre la mitad y las dos terceras partes de la longitud de los pilotes. La carga se distribuye a este nivel en el área total que ocupan el grupo de pilotes. El 49

asentamiento de los estratos de suelo situados debajo de las puntas de los pilotes se calcula partiendo de estos esfuerzos.

GRUPO DE PILOTES DE FRICCION Pilotes de fricción porque la mayor parte de la resistencia se deriva de la fricción superficial. Sin embargo, el término pilote de fricción no es muy apropiado, aunque se usa con frecuencia en la literatura técnica; en suelos arcillosos, la resistencia a la carga aplicada también es generada por adhesión.

Se clasifican en: Pilote de fricción, flotante: transmite cargas a un cierto espesor de suelo relativamente blando mediante fricción desarrollada sobre la superficie lateral del pilote, a lo largo de la longitud del mismo. Es aplicable cuando, dentro de profundidades alcanzables, no se encuentran estratos que provean soporte significativo en la punta Pilote de fricción, compactación: compacta suelos granulares relativamente suelos incrementando su compacidad y, en consecuencia, su capacidad de carga por fricción (también, una parte significativa por punta)

50

La capacidad de los pilotes de fricción depende de las características del material que rodea al pilote. Por lo tanto, como regla general, la resistencia estructural de un pilote de fricción cargado axialmente no gobierna su proyecto. Si un pilote de fricción tiene lados paralelos, la carga se transmite del pilote al suelo exclusivamente por corte. Si el pilote tiene conicidad, una porción de la carga se transmite por apoyo directo, pero todavía la mayor parte se transmite por corte. Si los pilotes se hincan en arcilla blanda, la fuerza cortante proviene principalmente de adherencia, y la diferencia de capacidad de carga entre los pilotes de costados paralelos y los cónicos es relativamente pequeña. Sin embargo, en los suelos que tiene una resistencia apreciable, como las arenas, limos y arcillas que contengan aire, el efecto de cuña de un pilote cónico, aumenta la presión lateral y aumenta la resistencia esfuerzo al cortante correspondiente.

GRUPO DE PILOTES DE PUNTA Los pilotes de punta obtienen casi toda su capacidad de carga de la roca o suelo que está cerca de la punta, y muy poca del suelo que rodea su fuste. A los pilotes de punta rodeados de suelo, algunas veces se les considera erróneamente como columnas libremente apoyadas sin que el suelo que las rodea les de apoyo lateral. Sin embargo, tanto la experiencia como la teoría han demostrado ampliamente que no existe peligro de flexión transversal en un pilote de punta de las dimensiones convencionales, cargado axialmente por soporte lateral inadecuado, aunque este rodeado por los suelos más blandos. Por lo tanto los esfuerzos en estos pilotes, bajo las cargas de trabajo, pueden tomarse como la de los materiales de que están hechos cundo se sujetan a compresión directa. En los pilotes cuya sección disminuye con la profundidad, la sección critica está en la punta.

51

Los pilotes de punta acampada son más útiles en los materiales granulares sueltos; son también adecuados, si el estrato resistente es muy firme pero tan delgado que los pilotes de pequeño diámetro pueden atravesarlo.

Se utilizan cuando el estrato del suelo superficial es blando y comprensible, y cundo el peso y cargas de la superestructura son importantes. Una ventaja de los pilotes radica en que se puede acampanar su base, aumentando así su carga útil. Para incrementar la capacidad de carga de pilas y pilotes se pueden empotrar una cierta profundidad E en el estrato resistente. Par pilotes se recomienda hacerlo a una profundidad de 4 a 10 veces su dimensión horizontal (D) dependiendo de la compacidad relativa del material de empotramiento y de la capacidad del equipo disponible, y en pilas la distancia que sea posible constructivamente.

52

3. DISEÑO DE PILOTES

Según el material Pilotes de acero Los pilotes de acero son generalmente a base de tubos o de perfiles H laminados. Los pilotes de tubo se hincan en el terreno con sus extremos abiertos o cerrados. Las vigas de acero de patín ancho y de sección I también se usan; sin embargo se prefieren los perfiles H porque los espesores de sus almas y patines son iguales. Debido a su alta resistencia y ductilidad, los pilotes de acero pueden hincarse en suelos duros y soportar grandes cargas. También su resistencia en tracción es más alta que cualquier otro tipo de pilote, por ello, son esencialmente apropiados para aplicaciones con grandes cargas de tracción. Los pilotes de acero son sencillos de unir, por consiguiente, constituyen una buena opción cuando la longitud requerida es mayor que 18m. El constructor simplemente hinca la primera sección, luego suelda con la siguiente sección y continúa hincando. Existen ciertos empalmes especiales de acero que agilizan esta operación. 5 Los pilotes de acero tienen la desventaja de que son costosos y ruidosos cuando se hincan. En ciertos medios, pueden estar sujetos a corrosión.

Pilotes de concreto Los pilotes de concreto son elementos de concreto reforzado prefabricado o vaciados in situ. Usualmente tienen una sección transversal cuadrada u octogonal y soportan cargas axiales de trabajo de 450 a 3500 KN. Actualmente los pilotes pretensados son una buena alternativa,

éstos

tiene

mayor

resistencia

en

flexión

y

son

consecuentemente menos susceptibles a dañarse durante su manipuleo e hincado. Usualmente, el pretensado es una mejor opción que el 53

postensado porque permite el corte de los pilotes, si fuera necesario, sin afectar la fuerza del pretensado. Los pilotes de concreto no toleran condiciones difíciles de hincado como los de acero, y tienen una mayor probabilidad de dañarse. Sin embargo, los pilotes de concreto son muy populares porque son más baratos que los pilotes de acero y su capacidad de carga es importante.

Pilotes de madera Los pilotes de madera son troncos de árboles cuyas ramas y corteza fueron cuidadosamente recortadas. La longitud máxima de la mayoría de pilotes de madera es de entre 10 y 20 m. Para calificar como pilote, la madera debe ser recta, sana y sin defectos. El Manual of practice, Nº. 17 de la American Society of Civil Engineers lo divide en tres clases: • Pilotes clase A que soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo del fuste debe ser de (356 mm). • Pilotes clase B que se usan para tomar cargas medias. El diámetro mínimo del fuste debe ser de entre (305 – 330 mm). • Pilotes clase C que se usan en trabajos provisionales de construcción. Estos se usan permanentemente para estructuras cuando todo el pilote está debajo del nivel freático. El diámetro mínimo del fuste debe ser de 305 mm. Los pilotes de madera no resisten altos esfuerzos al hincarse; por lo tanto, su capacidad se limita a aproximadamente 25 – 30 ton. Se deben usar elementos de acero para evitar daños en la punta del pilote. La parte superior de los pilotes de madera también podría dañarse al ser hincados, para evitarlo se usa una banda metálica o un capuchón o cabezal. Los pilotes de madera permanecerán indefinidamente sin daño si están rodeados de suelo saturado. Sin embargo, en un ambiente marino, están sometidos al ataque de varios organismos y pueden ser dañados considerablemente en pocos meses. Cuando se localizan arriba del nivel freático, los pilotes son atacados por insectos. Su vida se incrementará tratándolos con preservadores como la creosota. 54

Pilotes compuestos Las porciones superior e inferior de los pilotes compuestos están hechos de diferentes materiales, por ejemplo; se fabrican de acero y concreto o de madera y concreto. Los pilotes de acero y concreto consisten en una porción inferior de acero y en una porción superior de concreto colado en el lugar. Este tipo es el usado cuando la longitud del pilote requerido para un apoyo adecuado, excede la capacidad de los pilotes simples de concreto colados en el lugar. Los de madera y concreto consisten en una porción inferior de pilote de madera debajo del nivel permanente de agua y en una porción superior de concreto. En cualquier caso, la formación de juntas apropiadas entre dos materiales es difícil y por eso, los pilotes compuestos no son muy usados. Existen también los pilotes compuestos de acero y plástico, consisten en un corazón tubular de acero rodeado por una cubierta de plástico. La cubierta de plástico está conformada por material reciclado. Este tipo de pilote ha sido usado exitosamente en aplicaciones en contacto con el agua, donde su resistencia a la acción de organismos marinos, putrefacción y abrasión, además de su mayor resistencia, los convierte en pilotes superiores que los de madera. Aunque el costo de los materiales de estos pilotes es mayor, su largo período de vida útil y buen estado de conservación los convierte en una alternativa más atractiva que los pilotes de madera.

Según el sistema de construcción

Según el sistema de construcción, los pilotes pueden ser:

55

Pilotes hincados

Consisten en unidades prefabricadas, usualmente de madera, concreto o acero, hincados hacia el suelo mediante martillos a vapor, neumáticos, diesel, o vibratorios.

1.1Pilotes hincados y vaciados formados hincando un tubo con una orilla cerrada hacia el suelo y llenando el tubo con concreto. El tubo, llamado también camiseta, puede ser o no removido.

1.2 Pilotes de gato Unidades de acero o concreto hincadas en el suelo mediante gato hidráulico usados generalmente para, refuerzo y recalce de edificios y estructuras y obras de diferente naturaleza, en las que las soluciones convencionales resultan de difícil o imposible aplicación. Permiten trabajar en lugares angostos o de baja altura y en proximidad de instalaciones en funcionamiento, evitándose la interrupción de actividades industriales, desalojo de vecinos o cualesquiera otras perturbaciones que, con los procedimientos convencionales, resultan frecuentemente inevitables.

1.3 Pilotes perforados y vaciados in situ Son pilotes formados perforando un orificio en el suelo y llenándolo con concreto.

1.4 Pilotes mixtos Combinaciones de dos o más de los tipos anteriores, o combinaciones de diferentes materiales en el mismo tipo de pilote. Los primeros tres tipos de pilotes son llamados a veces pilotes de desplazamiento, ya que el suelo es desplazado al tiempo que se hunde el pilote en él. En todas las formas de pilotes perforados, y en algunas de pilotes compuestos, se remueve primero el suelo perforando un orificio en el cual se coloca el concreto o los diversos tipos de concreto precolado u otras unidades apropiadas. Esta diferencia básica entre el desplazamiento y el no desplazamiento requiere de 56

un seguimiento diferente para los problemas en el cálculo de la capacidad de soporte, por tanto, los dos tipos serán tratados en forma separada.

1.5 Cajones de cimentación (Caissons) Estructuras que se hunden a través del suelo o del agua con el propósito de excavar y colocar la cimentación a la profundidad prescrita y que subsecuentemente viene a ser una parte integral de trabajo permanente. Cajón de excavación cerrado: Es un cajón que es cerrado en el fondo pero abierto a la atmósfera en su extremo superior. Cajón de excavación abierto: Es un cajón abierto por ambos lados, tanto en el fondo como en su extremo superior. Cajón de excavación neumático: Cajón con una cámara de trabajo en la que el aire se mantiene sobre la presión atmosférica para prevenir la entrada de agua a la excavación.

Monolítico: Cajón abierto de concreto denso y pesado o de construcción de mampostería, que contiene uno o más pozos para la excavación.

Consideraciones a tener en cuenta en la elección del tipo de pilote.

Pilotes hincados Ventajas

El material del pilote puede ser inspeccionado antes de introducirlo en el suelo. Es estable en suelo exprimible. No se daña con el levantamiento del terreno ocasionado por el hundimiento de pilotes adyacentes. El procedimiento de construcción no se ve afectado por el agua subterránea. Pueden ser llevados fácilmente por encima del nivel del terreno, especialmente en estructuras marítimas. 57

Pueden ser hundidos en longitudes muy largas. Desventajas Se pueden romper durante hundimientos difíciles, o peor aún pueden sufrir daños mayores no visibles en condiciones difíciles de hundimiento. No son económicos si la cantidad de material en el pilote depende de los esfuerzos de manejo y hundimiento más que de los esfuerzos de la carga permanente. El ruido y la vibración durante el hundimiento pueden causar molestias o daños. El desplazamiento de suelo durante el hundimiento de pilotes en grupo puede dañar estructuras adyacentes o causar levantamiento de pilotes adyacentes al levantar el suelo. No pueden ser hundidos en diámetros muy grandes. No se pueden hundir en condiciones de poco espacio.

Pilotes hincados y vaciados Ventajas

La longitud se puede ajustar fácilmente hasta alcanzar niveles variables en el estrato de carga. El tubo se hunde con un extremo cerrado, evitando el paso del agua subterránea. Es posible formar una base agrandada en la mayoría de los tipos. El material del pilote no está determinado por los esfuerzos de manejo o hundimiento. El ruido y la vibración se pueden reducir en algunos tipos. Desventajas Puede ocurrir un desgaste o estrechamiento en el suelo a menos que se tenga mucho cuidado al colar con concreto el cuerpo del pilote. El fuste de concreto se puede debilitar si hay un gran flujo de agua artesiana hacia el exterior de éste. El concreto no puede ser inspeccionado después de terminado. Existen limitaciones en la longitud de hundimiento en la mayoría de los tipos. El desplazamiento del concreto puede dañar el concreto de pilotes adyacentes o causar levantamiento de los mismos al levantar el suelo. 58

El ruido, la vibración y el desplazamiento del suelo pueden causar molestias o daños a estructuras adyacentes. No pueden ser utilizados en estructuras de ríos o mares sin adaptaciones especiales. No se pueden hundir en diámetros muy grandes. No se pueden hacer ampliaciones muy grandes en los extremos. No pueden ser hundidos en condiciones de poco espacio. 9

Pilotes perforados y vaciados Ventajas

La longitud puede ser variada fácilmente para adaptarse a las diversas condiciones del suelo. El suelo removido durante la perforación puede ser inspeccionado, de ser necesario, se puede muestrear o realizar pruebas in situ. Se pueden instalar en diámetros muy grandes. Son posibles alargamientos de hasta dos o tres diámetros en arcillas. El material del pilote no depende de las condiciones de manejo o hundimiento. Se pueden instalar en grandes longitudes. Se pueden colocar sin ruido, ni vibración apreciables. Se pueden instalar en condiciones de poca altura libre. No existe el riesgo de levantamiento del suelo. Desventajas Son susceptibles a desgaste o “estrechamiento” en tierra “exprimible”. El concreto no se instala en condiciones ideales y no puede ser inspeccionado luego. El agua bajo presión artesiana puede empujar el cuerpo del pilote lavando el cemento. No se pueden formar extremos alargados en materiales no cohesivos. No

se

pueden

extender fácilmente

sobre

el

nivel del

suelo,

especialmente en estructuras de ríos y mares. Los métodos de perforación pueden aflojar suelos arenosos o gravosos.

59

En algunos casos se deberán emplear lodos bentoníticos para estabilizar el suelo.

PILOTES CARGADOS AXIALMENTE A los pilotes de punta rodeados de suelo, algunas veces se les considera erróneamente como columnas libremente apoyadas sin que el suelo que las rodea les dé apoyo lateral. Sin embargo, tanto la experiencia como la teoría han demostrado ampliamente que no existe peligro de flexión trasversal en un pilote de punta, de las dimensiones convencionales, cargado axialmente por soporte lateral inadecuado, aunque esté rodeado por los suelos más blandos. Por lo tanto, los esfuerzos en esos pilotes, bajo las cargas de trabajo, pueden tomarse como las de los materiales de que están hechos cuando se sujetan a compresión directa. En los pilotes cuya sección disminuye con la profundidad, la sección crítica está en la punta. Los esfuerzos de trabajo en el concreto colado en el lugar, no deben exceder de 0.25 a 0.33 fc’ siendo fc’ la resistencia a la compresión simple del concreto a los 28 días, medida en cilindros. La parte inferior del intervalo de valores debe usarse en los pilotes en los cuales el colado del concreto sea difícil; es decir, cuando la punta sea de diámetro pequeño, las paredes laterales del forro contengan irregularidades, se requiera refuerzo, o el pilote sea inclinado. En los pilotes preesforzados debe dejarse un margen para la cantidad de preesfuerzo.

PILOTES CARGADOS LATERALMENTE

Las fallas estructurales en general se producen por exceso de deflexión, por lo cual se considera más acertado el empleo de criterios de deformación.

El diseño de pilotes sometidos a esfuerzos horizontales generalmente se realiza en base a dos criterios, que conducen a metodologías de cálculo diferentes. Estas alternativas consisten en determinar la Resistencia lateral 60

última (Rowe 1956, Brinch Hansen 1961, Broms 1964a, Broms 1964b, Slack y Walker 1970, Shen y The 2004, entre otros) y el cálculo de la carga de servicio para una deformación aceptable (Matlock y Reese 1960, Matlock 1970, Poulos 1971, Reese et al. 1974, Reese y Welch 1975, Duncan et al. 1994, Hsiung y Chen 1997, Hsiung 2003).

Las fallas estructurales en general se producen por exceso de deflexión, por lo cual se considera más acertado el empleo de criterios de deformación.

SOLUCIÓN ELÁSTICA

Gran parte de estos métodos se basan en la formulación desarrollada por Timoshenko (1930), quien en base al modelo de Winkler (1867) establece la solución al problema de la viga sobre fundación elástica que resulta ser la base de las formulaciones en pilotes sometidos a esfuerzos laterales; un medio elástico (suelo en este caso) es reemplazado por una serie de resortes elásticos independientes infinitamente cercanos entre sí. Se considera al pilote como un elemento de viga y se asume que las secciones se mantienen planas y normales al eje longitudinal durante las deformaciones por flexión. A partir de la ecuación de la elástica se define el momento (M), el esfuerzo de corte (Q) y la carga de reacción lateral del suelo sobre el pilote (p) como: En la siguiente imagen se muestra un pilote sometido a carga vertical, lateral y momento con cabezal libre

61

Donde y = deflexión del pilote y x = profundidad. Considerando una viga prismática apoyada sobre un medio elástico durante las deformaciones, la reacción del suelo es una función de la deflexión la cual a su vez depende del módulo de reacción del suelo (k). Para bajas deformaciones donde el comportamiento del suelo puede asumirse lineal elástico, resulta

62

UNIDAD VI MUROS DE CONTENCIÓN

63

MUROS DE CONTENCIÓN Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales o empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la deben fundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre su fundación. Los muros de contención se comportan básicamente como voladizos empotrados en su base. Designamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados. Hasta finales del siglo XIX, se construían muros de mampostería y piedra, a partir del siglo XX se comenzó a construir muros de concreto en masa y de concreto armado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormente utilizados. Para proyectar muros de sostenimiento es necesario determinar la magnitud, dirección y punto de aplicación de las presiones que el suelo ejercerá sobre el muro. El proyecto de los muros de contención consiste en: a- Selección del tipo de muro y dimensiones. b- Análisis de la estabilidad del muro frente a las fuerzas que lo solicitan. En caso que la estructura seleccionada no sea satisfactoria, se modifican las dimensiones y se efectúan nuevos cálculos hasta lograr la estabilidad y resistencia según las condiciones mínimas establecidas. c- Diseño de los elementos o partes del muro. El análisis de la estructura contempla la determinación de las fuerzas que actúan por encima de la base de fundación, tales como empuje de tierras, peso propio, peso de la tierra, cargas y sobrecargas con la finalidad de estudiar la estabilidad al volcamiento, deslizamiento, presiones de contacto suelo-muro y resistencia mínima requerida por los elementos que conforman el muro.

64

TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN Los muros de contención de uso más frecuente son:

a) Muros de gravedad. Son muros con gran masa que resisten el empuje mediante su propio peso y con el peso del suelo que se apoya en ellos; suelen ser económicos para alturas moderadas, menores de 5 m, son muros con dimensiones generosas, que no requieren de refuerzo. Los muros de gravedad pueden ser de concreto ciclópeo, mampostería, piedra o gaviones. La estabilidad se logra con su peso propio, por lo que requiere grandes dimensiones dependiendo del empuje. La dimensión de la base de estos muros oscila alrededor de 0,4 a 0,7 de la altura. Por economía, la base debe ser lo más angosta posible, pero debe ser lo suficientemente ancha para proporcionar estabilidad contra el volcamiento y deslizamiento, y para originar presiones de contacto no mayores que las máximas permisibles.

b) Muros en voladizo o en ménsula. Este tipo de muro resiste el empuje de tierra por medio de la acción en voladizo de una pantalla vertical empotrada en una losa horizontal (zapata), ambos adecuadamente reforzados para resistir los momentos y fuerzas cortantes a que están sujetos. Estos muros por lo general son económicos para alturas menores de 10 metros, para alturas mayores, los muros con contrafuertes suelen ser más económicos. La forma más usual es la llamada T, que logra su estabilidad por el ancho de la zapata, de tal manera que la tierra colocada en la parte posterior de ella, ayuda a impedir el volcamiento y lastra el muro aumentando la fricción suelomuro en la base, mejorando de esta forma la seguridad del muro al deslizamiento.

65

c) Muros con contrafuertes. Los contrafuertes son uniones entre la pantalla vertical del muro y la base. La pantalla de estos muros resiste los empujes trabajando como losa continua apoyada en los contrafuertes, es decir, el refuerzo principal en el muro se coloca horizontalmente, son muros de concreto armado, económicos para alturas mayores a 10 metros.

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL CÁLCULO DEL MURO Las fuerzas principales que actúan sobre un muro de contención. Son: la presión de la tierra (Ea) contra el plano vertical ab a través del talón, otra fuerza es la presión de la tierra pasiva (Ep) contra el plano vertical cd a través del pie: la presión del suelo que actúa verticalmente sobre la base del muro y las fuerzas cortantes a lo largo de la misma. Los pesos de las partes que integran el muro y los rellenos de tierra arriba de la base; también es necesario incluir la presión o empuje producido por el efecto del sismo.

66

CALCULO DEL EMPUJE DE TIERRA La teoría de coulomb de empuje de tierras incluye el efecto de fricción del suelo con el parámetro del muro y puede aplicarse a cualquier inclinación del parámetro o del relleno. A través de numerosas observaciones, Coulomb concluyo que el muro gira o se desplaza hacia fuera hasta que el empuje de tierras se reduce a un mínimo, que es estado activo del relleno.

TEORIA DE RANKINE En el año 1857, el escocés W. J. Macquorn Rankine realizó una serie de investigaciones y propuso una expresión mucho más sencilla que la de Coulomb. Su teoría se basó en las siguientes hipótesis: 1. El suelo es una masa homogénea e isotrópica. 2. No existe fricción entre el suelo y el muro. 3. La cara interna del muro es vertical (ψ = 90˚). 4. La resultante del empuje de tierras está ubicada en el extremo del tercio inferior de la altura.

67

5. El empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la superficie del terreno, es decir, forma un ángulo β con la horizontal. En la teoría de Rankine, se supone que la cara interna del muro es vertical (ψ = 90˚), y que el empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la superficie del terreno, es decir, forma un ángulo β con la horizontal, es este sentido, esta fuerza no es siempre horizontal.

TEORIA DE COULONB En el año 1773 el francés Coulomb publicó la primera teoría racional para calcular empujes de tierra y mecanismos de falla de masas de suelo, cuya validez se mantiene hasta hoy día, el trabajo se tituló: “Ensayo sobre una aplicación de las reglas de máximos y mínimos a algunos problemas de Estática, relativos a la Arquitectura”. La teoría supone que el empuje se debe a una cuña de suelo limitada por la cara interna del muro, la superficie de relleno y una superficie de falla que se origina dentro del relleno que se supone plana. La teoría de Coulomb se fundamenta en una serie de hipótesis que se enuncian a continuación: 1. El suelo es una masa homogénea e isotrópica y se encuentra adecuadamente drenado como para no considerar presiones intersticiales en él. 2. La superficie de falla es plana. 3. El suelo posee fricción, siendo φ el ángulo de fricción interna del suelo, la fricción interna se distribuye uniformemente a lo largo del plano de falla. 4. La cuña de falla se comporta como un cuerpo rígido. 5. La falla es un problema de deformación plana (bidimensional), y se considera una longitud unitaria de un muro infinitamente largo. 68

6. La cuña de falla se mueve a lo largo de la pared interna del muro, produciendo fricción entre éste y el suelo, δ es el ángulo de fricción entre el suelo y el muro. 7. La reacción

de la pared interna del muro sobre el terreno, formará un

ángulo δ con la normal al muro, que es el ángulo de rozamiento entre el muro y el terreno, si la pared interna del muro es muy lisa (δ = 0°), el empuje activo actúa perpendicular a ella. 8. La reacción de la masa de suelo sobre la cuña forma un ángulo φ con la normal al plano de falla. La teoría de Coulomb no permite conocer la distribución de presiones sobre el muro, porque la cuña de tierra que empuja se considera un cuerpo rígido sujeto a fuerzas concentradas, resultantes de esfuerzos actuantes en áreas, de cuya distribución no hay especificación ninguna, por lo que no se puede decir nada dentro de la teoría respecto al punto de aplicación del empuje activo. Coulomb supuso que todo punto de la cara interior del muro representa el pie de una superficie potencial de deslizamiento, pudiéndose calcular el empuje sobre cualquier porción superior del muro, para cualquier cantidad de segmentos de altura de muro.

ESTABILIDAD DEL MURO El análisis de la estructura contempla la determinación de las fuerzas que actúan por encima de la base de fundación, tales como empuje de tierra, peso propio, peso de la tierra de relleno, cargas y sobrecargas con la finalidad de estudiar la estabilidad al volcamiento y deslizamiento, así como el valor de las presiones de contacto. El peso propio del muro: esta fuerza actúa en el centro de gravedad de la sección, y puede calcularse de manera fácil subdividiendo la sección del muro en áreas parciales sencillas y de propiedades geométricas conocidas.

69

La presión que la tierra ejerce sobre el muro que la contiene mantiene una relación directa con el desplazamiento del conjunto, en el estado natural si el muro no se mueve se dice que existe presión de reposo; si el muro se mueve alejándose de la tierra o cede, la presión disminuye hasta una condición mínima denominada presión activa. Si el muro se desplaza contra la tierra, la presión sube hasta un máximo denominado presión pasiva.

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL MURO El diseño suele empezar con la selección de dimensiones tentativas para luego verificar la estabilidad de esa configuración. Por conveniencia, cuando el muro es de altura constante, puede analizarse un muro de longitud unitaria, de no resultar la estructura seleccionada satisfactoria, se modifican las dimensiones y se efectúan nuevas verificaciones hasta lograr la estabilidad y la resistencia requerida. En un muro pueden fallar las partes individuales por no ser suficientemente fuertes para resistir las fuerzas que actúan, para diseñar contra esta posibilidad se requiere la determinación de espesores y refuerzos necesarios para resistir los momentos y cortantes. En el caso de muros de contención de concreto armado, se puede emplear los procedimientos comúnmente utilizados para dimensionar y reforzar, que son estipulados por el Código ACI, o por la Norma Venezolana 1753-2006 para el proyecto y construcción de obras en concreto estructural.

70

GLOSARIO GENERAL DE INGENIERIA CIVIL.

A

ABRASIÓN: Desgaste mecánico de agregados y rocas resultante de la fricción y/o impacto. ABRASIVO: Cualquier roca, mineral u otra sustancia que debido a su superior dureza, tenacidad, consistencia u otra propiedad, es apropiado para moler, afilar, cortar, frotar u otro uso similar. ABSORCIÓN: Fluido que es retenido en cualquier material después de un cierto tiempo de exposición (suelo, rocas, maderas, entre otros). ACANTILADO: Pendiente escarpada que retrocede o es erosionada por efecto de las olas marinas, corriente fluviales u otros elementos relativos a la intemperie. ACARREO: Transporte de materiales a diferentes distancias en el área de la obra.

ACCESO: Ingreso y/o salida a una instalación u obra de infraestructura vial.

ACCIDENTE DE TRABAJO: Lesión o muerte de trabajadores que se presenta de manera imprevista y súbita dentro del área de trabajo. ACCIDENTE DE TRÁNSITO: Cualquier hecho fortuito u ocurrencia entre uno o más vehículos en una vía pública o privada.

ACERA: Parte de una vía urbana o de un puente destinada exclusivamente al tránsito de peatones. También se denomina vereda.

71

ADITIVO: Producto químico ó mineral que modifica una ó más propiedades de un material ó mezcla de éstas.

ADITIVO ACELERADOR DE FRAGUA: Producto funcional que acelera el tiempo de fraguado del mortero y concreto Portland.

ADOQUÍN: Piedra labrada, concreto u otro material en forma de un prisma para uso en pavimentos. ADOQUINADO: Tipo de pavimento cuya superficie de rodadura está formada por adoquines. AFIRMADO: Capa compactada de material granular natural ó procesado con gradación específica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del tránsito. Debe poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener aglutinadas las partículas. Funciona como superficie de rodadura en carreteras y trochas carrozables.

AGLOMERANTE: Material capaz de unir partículas de material inerte por efectos físicos o transformaciones químicas o ambas. AGRADACIÓN: Crecimiento o elevación general y progresiva del perfil longitudinal del lecho de un cauce como resultado de la deposición de sedimentos. AGREGADO: Material granular de composición mineralógica como arena, grava, escoria, o roca triturada, usado para ser mezclado en diferentes tamaños. AGREGADO ANGULAR: Agregados que poseen bordes bien definidos formados por la intersección de caras planas rugosas.

72

AGREGADO BIEN GRADUADO: Agregado cuya gradación va desde el tamaño máximo hasta el de un relleno mineral y que se encuentra centrado a una curva granulométrica “huso” especificada.

AGREGADO DE GRADACIÓN ABIERTA: Agregado que contiene poco o ningún relleno mineral, y donde los espacios de vacíos en el agregado compactado son relativamente grandes. AGREGADO FINO: Material proveniente de la desintegración natural o artificial de partículas cuya granulometría es determinada por las especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general pasa la malla N° 4 (4,75 mm) y contiene finos. AGREGADO GRUESO: Material proveniente de la desintegración natural o artificial

de

partículas

cuya

granulometría

es

determinada

por

las

especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general es retenida en la malla N°4 (4,75 mm).

AGREGADO REACTIVO: Material que contiene sustancias capaces de reaccionar químicamente con los productos de solución o hidratación del cemento Pórtland en morteros y/o concretos bajo condiciones ordinarias de exposición, dando como resultado en algunos casos expansión perjudicial, rajaduras o manchado. AGREGADO

RECICLADO: Material

graduado

según

especificaciones

resultante del procesamiento de materiales de construcción recuperados y complementados con otros faltantes. AGUAS ABAJO: Curso de agua visto en el sentido de la corriente.

AGUAS ARRIBA: Curso de agua visto en el sentido contrario a la corriente.

AGUJAS DE GILLMORE: Instrumento que se utiliza para determinar los tiempos de fraguado del cemento hidráulico. 73

AHUELLAMIENTO: Surcos o huellas que se presentan en la superficie de rodadura de una carretera pavimentada o no pavimentada y que son el resultado de la consolidación o movimiento lateral de los materiales por efectos del tránsito.

AIRE INCORPORADO: Burbujas microscópicas de aire intencionalmente incorporadas por un aditivo en morteros o concretos durante el mezclado, generalmente mediante el uso de un agente activo de superficie; típicamente burbujas entre 10 µm (0,01 mm) y 1 000 µm (1 mm), de forma esférica o aproximadamente esférica. ALCANTARILLA: Elemento del sistema de drenaje superficial de una carretera, construido en forma transversal al eje ó siguiendo la orientación del curso de agua; puede ser de madera, piedra, concreto, metálicas y otros. Por lo general se ubica en quebradas, cursos de agua y en zonas que se requiere para el alivio de cunetas.

ALTITUD: Altura o distancia vertical de un punto superficial del terreno respecto al nivel del mar. Generalmente se identifica con la sigla “msnm” (metros sobre el nivel del mar).

ALTIMETRÍA: Conjunto de operaciones necesarias para definir y representar, numérica o gráficamente, las cotas de puntos del terreno. ALTÍMETRO: Instrumento que indica la diferencia de altitud entre el punto donde se encuentra localizado y un punto de referencia; habitualmente se utiliza para conocer la altura sobre el nivel del mar de un punto. ALUD: Gran masa de nieve, agua y piedras, que se desliza por la ladera de una montaña.

ALUVIAL: Suelo sedimentado a través del tiempo, que ha sido transportado en suspensión del agua y luego depositado. 74

ALUVIONAL: Suelo transportado a través de aluviones o huaicos y luego depositado. ANÁLISIS COSTO BENEFICIO: Metodología de evaluación de un Proyecto de Inversión Pública (PIP) que consiste en identificar, cuantificar y valorar monetariamente los costos y beneficios generados por el PIP durante su vida útil, con el objeto de emitir un juicio sobre la conveniencia de su ejecución en lugar de otra alternativa.

ANÁLISIS

GRANULOMÉTRICO

O

MECÁNICO:

Procedimiento

para

determinar la granulometría de un material ó la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños.

APLICACIÓN ASFÁLTICA: Utilización del material asfáltico en sus distintas formas con o sin agregados. ARCILLAS: Partículas finas con tamaño de grano menor a 2 µm (0,002 mm) provenientes de la alteración física y química de rocas y minerales. ÁREAS DE ACCESO RESTRINGIDO: Son aquellos tramos o partes de la carretera en donde la autoridad competente ha impuesto restricciones de acceso al tránsito y/o transporte para aislar externalidades negativas generadas por las actividades relacionadas con el transporte y tránsito. Dichas restricciones pueden ser aplicadas en forma permanente, temporal o periódica.

ARENA: Partículas de roca que pasan la malla Nº 4 (4,75 mm.) y son retenidas por la malla Nº 200. ARENA MOVEDIZA: (Quicksand): Condición en la cual el agua fluye hacia arriba a través de un suelo con velocidad suficiente como para reducir significativamente su capacidad de soporte con un decrecimiento de su presión intergranular.

75

ARISTA EXTERIOR DE LA EXPLANACIÓN: Es la intersección del talud del desmonte o terraplén con el terreno natural. Cuando el terreno natural circundante está al mismo nivel que la carretera, la arista exterior de la explanación es el borde exterior de la cuneta. ASENTAMIENTO: Desplazamiento vertical o hundimiento de cualquier elemento de la vía. ASENTAMIENTO DIFERENCIAL: Diferencia de nivel como consecuencia del desplazamiento vertical o hundimiento de cualquier elemento de la vía.

ASFÁLTENOS: La fracción de hidrocarburo de alto peso molecular, en el asfalto, que es precipitada por medio de un solvente parafínico de nafta, usando una proporción específica de solvente-asfalto.

ASFALTO: Material cementante, de color marrón oscuro a negro, constituido principalmente por betunes de origen natural u obtenidos por refinación del petróleo. El asfalto se encuentra en proporciones variables en la mayoría del crudo de petróleo. ASFALTO DE CURADO LENTO (SC): Asfalto diluido compuesto de cemento asfáltico y aceites de baja volatilidad.

ASFALTO DE CURADO MEDIO (MC): Asfalto diluido compuesto de cemento asfáltico y un diluyente tipo kerosene de volatilidad media.

ASFALTO DE CURADO RÁPIDO (RC): Asfalto diluido compuesto de cemento asfáltico y un diluyente tipo nafta o gasolina de alta volatilidad. ASFALTO DE IMPRIMACIÓN: Asfalto fluido de baja viscosidad (muy líquido) que por aplicación penetra en una superficie no bituminosa.

ASFALTO DILUIDO: Cemento asfáltico que ha sido licuado al mezclarlo con solventes de petróleo (también llamados diluyentes). De acuerdo con el tiempo 76

de curado determinado por la naturaleza del diluyente utilizado, el asfalto diluido se clasifica en: RC, MC, SC. Los diluyentes se evaporan una vez expuestos a las condiciones atmosféricas, permitiendo así que el cemento asfáltico realice su función. ASFALTO EN PELÍCULA DELGADA: Asfalto sometido a proceso de calentamiento para determinar el efecto del calor y del aire sobre una película del mismo. El envejecimiento puede efectuarse en horno TFOT ó RTFOT. ASFALTO MODIFICADO: Producto de la incorporación de un polímero u otro modificador en el asfalto para mejorar sus propiedades físicas y geológicas como la disminución de la susceptibilidad a la temperatura y a la humedad. AUTOCLAVE: Aparato que se usa para determinar la expansión y contracción de los morteros de cemento sometidos a presión y temperatura determinadas. AUTORIDAD COMPETENTE: Entidad pública encargada de la administración y gestión de la infraestructura vial pública.

B

BACHE: Depresión que se forma en la superficie de rodadura producto del desgaste originado por el tránsito vehicular y la desintegración localizada. BACHEO: Actividad de mantenimiento rutinario que consiste en rellenar y compactar los baches o depresiones que pudieran presentarse en la superficie de rodadura.

BADÉN: Estructura construida con piedra y/o concreto para permitir el paso vehicular sobre quebradas de flujo estacional o de flujos de agua menores. A 77

su vez, permiten el paso de agua, materiales y de otros elementos sobre la superficie de rodadura.

BANCO DE GRAVA: Material que se encuentra en depósitos naturales y usualmente mezclado en mayor ó menor cantidad con material fino (arenas, arcillas) que da lugar a bancos de gravas arcillosas, gravas arenosas.

BANCO DE PROYECTOS: Es un aplicativo informático que sirve para almacenar,

actualizar,

publicar

y

consultar

información

resumida

y

estandarizada de los Proyectos de Inversión Pública (PIP) en su fase de preinversión (fase anterior a la ejecución). BANQUETA: Obra de estabilización de taludes consistente en la construcción de una o más terrazas sucesivas en el talud. También se usa el término banqueta para construir una terraza en el talud aledaño a la carretera destinada a que se cumpla el requisito de la distancia mínima de visibilidad de parada del vehículo.

BARRENO: Instrumento en forma de espiral, con un elemento helicoidal, para taladrar o hacer agujeros. BARRERA DE SEGURIDAD VIAL: Sistema de contención de vehículos instalados en los márgenes o en el separador central de la carretera y en los bordes de los puentes. BARRERA O TRANQUERA: Obstáculo colocado para desvio de tráfico vehicular.

BASE: Capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de una súbase o de la subrasante y la capa de rodadura. Esta capa puede ser también de mezcla asfáltica o con tratamientos según diseños. La base es parte de la estructura de un pavimento.

BASE DE TRIANGULACIÓN: Distancia entre dos puntos permanentes, cuya medida sirve de base para definir una red de puntos de triangulación de apoyo 78

topográfico. BENCH MARK (BM): Referencia topográfica de coordenada y altimetría de un punto marcado en el terreno, destinado a servir como control de la elaboración y replanteo de los planos de un proyecto vial. BASE DE LICITACIÓN: Documento que contiene todas las disposiciones, condiciones y procedimientos para efectuar una licitación y para el control administrativo de la obra durante su ejecución y hasta su liquidación final. BERMA: Franja longitudinal, paralela y adyacente a la superficie de rodadura de la carretera, que sirve de confinamiento de la capa de rodadura y se utiliza como zona de seguridad para estacionamiento de vehículos en caso de emergencia. BIFURCACIÓN: División de una vía en ramales, uno de los cuales cuando menos se aparta de la dirección primitiva. BITUMEN: Un tipo de sustancia cementante de color negro u oscuro (sólida, semi-sólida, o viscosa), natural o fabricada, compuesta principalmente de hidrocarburos de alto peso molecular, siendo típicos los asfaltos, las breas (o alquitranes), los betunes y las asfaltitas. BM: Es un punto topográfico de elevación fija que sirve de control para la construcción de carreteras de acuerdo a los niveles de proyecto. Generalmente está constituido por un hito o monumento. BOLONERÍA:

Fragmento

rocoso,

usualmente

redondeadas

por

el

intemperismo o la abrasión, con una dimensión promedio de más de 12” (305mm). BOMBEO: Inclinación transversal que se construye en las zonas en tangente a cada lado del eje de la plataforma de una carretera con la finalidad de facilitar el drenaje lateral de la vía.

79

BOTADERO: Lugar elegido para depositar desechos de forma tal que no afecte el medio ambiente.

BUENA PRO: El aviso escrito por el contratante, de la aceptación de la oferta de aquel proponente que haya obtenido éxito en su presentación.

BUZAMIENTO: Inclinación de una capa de terreno o filón.

C

CABEZAL DE ALCANTARILLA: Estructura terminal a la boca de entrada y salida de una alcantarilla, construida con la finalidad de encauzar y evitar la erosión del agua, así como ajustarse a la superficie del talud del terreno.

CABEZAL PARA PILOTES: Bloque de madera, rollo de mecate, o ambos, que se colocan sobre la cabeza del pilote con fines de protección, y sirven para amortiguar y repartir el golpe del mazo de un martinete. CAISSÓN: Tipo de cimentación. Se utiliza cuando los suelos no son adecuados para cimentaciones superficiales, por ser blandos; frecuentemente se emplea para cimentar pilares de puentes en el cauce de los ríos. Su particularidad consiste en que se va construyendo a medida que se va hundiendo en el terreno y su sección transversal puede ser redonda, cuadrada, rectangular

o elíptica.

CAJA COLECTORA: Estructura que recoge las aguas de una cuneta para encauzar a una alcantarilla.

CALENDARIO DE AVANCE DE LA OBRA (CAO): Documento en el que consta la programación mensual valorizada para la ejecución de una obra.

80

CALICATA: Excavación superficial que se realiza en un terreno, con la finalidad de permitir la observación de los estratos del suelo a diferentes profundidades y eventualmente obtener muestras generalmente disturbadas. CALIZA: Roca de origen sedimentario compuesta esencialmente de carbonato de calcio (calcita) proveniente de acumulación mecánica de fragmentos de este mineral, por precipitación química. CALZADA: Sector de la carretera que sirve para la circulación de los vehículos.

CAMBIO DE ESTÁNDAR: Modificación de las características de una vía, ya sea en forma integral o progresiva para alcanzar niveles de servicio adecuados.

CAMINO: Vía terrestre para el tránsito de vehículos motorizados y no motorizados, peatones y animales, con excepción de las vías férreas.

CAMINO DE HERRADURA: Vía terrestre para el tránsito de peatones y animales. CANAL: Es una zanja construida para recibir y encauzar medianas o pequeñas cantidades de agua provenientes del terreno natural o de otras obras de drenaje. CANTERA: Deposito natural de material apropiado para ser utilizado en la construcción, rehabilitación, mejoramiento y/o mantenimiento de las carreteras. CANTO RODADO: Fragmento de roca que al ser transportado a lo largo del tiempo por el flujo de agua ha adquirido formas no angulares y superficie lisa.

CAPA ASFÁLTICA DE FRICCIÓN DE GRADACIÓN ABIERTA: Una capa superficial de pavimento que consiste de una mezcla de planta con muchos vacíos, y que permite el drenaje rápido de aguas de lluvia a través de la capa y 81

hacia la berma. La mezcla se caracteriza por un alto porcentaje de agregado grueso de un solo tamaño. Este tipo de capa evita el hidroplaneo, y proporciona una superficie resistente al desgaste. CAPA ASFÁLTICA NIVELANTE: Una capa (mezcla de asfalto y agregado) de espesor variable usada para eliminar irregularidades en el contorno de una superficie existente, antes de un tratamiento o de una construcción. CAPACIDAD DE CARGA DEL TERRENO: Es la resistencia admisible del suelo de cimentación considerando factores de seguridad apropiados al análisis que se efectúa. CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA DEL TERRENO: Es la presión requerida para producir la falla del terreno, sin considerar factores de seguridad.

CARRETERA: Camino para el tránsito de vehículos motorizados, de por lo menos dos ejes, con características geométricas definidas de acuerdo a las normas técnicas vigentes en el Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

CARRETERA AFIRMADA: Carretera cuya superficie de rodadura está constituida por una o más capas de AFIRMADO.

CARRETERA NO PAVIMENTADA: Carretera cuya superficie de rodadura está conformada por gravas o afirmado, suelos estabilizados o terreno natural. CARRETERA PAVIMENTADA: Carretera cuya superficie de rodadura está conformada por mezcla bituminosa (flexible) o de concreto Pórtland (rígida). CARRETERA SIN AFIRMAR: Carretera a nivel de subrasante ó aquella donde la superficie de rodadura ha perdido el AFIRMADO.

CARRIL: Parte de la calzada destinada a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito.

82

CARRIL ADICIONAL PARA CIRCULACIÓN LENTA: Carril adicional situado a la derecha de los principales, que permite desviarse a los vehículos que circulan con menor velocidad para permitir el calentamiento de vehículos más rápidos. CARRIL DE CAMBIO DE VELOCIDAD: Carril destinado a incrementar o reducir la velocidad, desde los elementos de un acceso a la de la calzada principal de la carretera, o

viceversa.

CAUCE: Lecho de ríos, quebradas y arroyos. CBR (California BearingRatio): Valor relativo de soporte de un suelo o material, que se mide por la penetración de una fuerza

dentro

de una masa

de suelo.

CEMENTO ASFÁLTICO: Un asfalto con flujo o sin flujo, especialmente preparado en cuanto a calidad o consistencia para ser usado directamente en la construcción de pavimentos asfálticos. CEMENTO PORTLAND: Es un producto obtenido por la pulverización del clinker Pórtland con la adición eventual de yeso natural. CEMENTO PORTLAND TIPOS: a) Tipo I: Para usos generales en la construcción, donde no se requiere tenga propiedades especiales; b) Tipo II: Para uso general y donde se requiere resistencia moderada a la acción de los sulfatos y un moderado calor de hidratación; c) Tipo III: Para uso en obras donde se requiera una alta resistencia inicial; d) Tipo IV: Para uso en obras donde se requiere un bajo calor de hidratación; y e) Tipo V: Para uso en obras donde se requiere una alta resistencia a los sulfatos. CERTIFICADO DE CONTROL DE CALIDAD: Documento que permite conocer los resultados de ensayos de laboratorio o de campo, durante el proceso constructivo de una carretera.

83

CHANCADO (Triturado): La porción total sin tamizar que resulta de un triturador de piedra.

CIMENTACIÓN: Parte de una estructura que transmite cargas al terreno de fundación.

CLASIFICADOR DE RUTAS: Documento oficial del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC), clasificadas en Red Vial Nacional, Red Vial Departamental o Regional y Red Vial Vecinal o Rural. Incluye las carreteras existentes y en proyecto, el Código de Ruta y su definición según puntos o lugares principales que conecta. CLOTOIDE: Es una curva plana del tipo espiral que se utiliza como curva de transición en el diseño geométrico de vías.

CÓDIGO DE RUTA: Identificación simplificada de una vía del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).

COHESIÓN: La resistencia al corte de un suelo, a una tensión normal.

COLMATACIÓN: Acumulación de material o de residuos sólidos que afecta la capacidad hidráulica de las estructuras de drenaje de la carretera.

COLOIDALES (partículas): Tamaño tan pequeños que ejercen una actividad superficial apreciable sobre las propiedades del agregado.

COMPACTACIÓN: Proceso manual o mecánico que tiende a reducir el volumen total de vacíos de suelos, mezclas bituminosas, morteros y concretos frescos de cemento Pórtland. CONCEDENTE: El que otorga en concesión la ejecución y explotación de determinadas obras de infraestructura o la prestación de determinados servicios por un plazo establecido.

84

CONCESIÓN: Otorgamiento de la ejecución y explotación de determinadas obras de infraestructura o la prestación de determinados servicios por un plazo establecido. CONCESIONARIO: El que suscribe el Contrato de Concesión con el Concedente.

CONCRETO: Mezcla de material aglomerante y agregados fino y grueso. En algunos casos se agrega aditivos para proporcionarle cualidades que no poseen y en otros para mejorar los que poseen.

CONCRETO ASFÁLTICO: Mezcla procesada, compuesta por agregados gruesos y finos, material bituminoso y de ser el caso aditivos de acuerdo a diseño y especificaciones técnicas. Es utilizada como capa de base o de rodadura y forma parte de la estructura del pavimento. CONCRETO CICLÓPEO: Concreto Portland al que se adiciona piedra grande o mediana en porcentajes según diseño. Por lo general se utiliza en estructuras de gran volumen. CONCRETO PORTLAND: Mezcla de material aglomerante (cemento Portland y agua) y agregados fino y grueso. Pueden contener aditivos para darle cualidades de que carecen o para mejorar las que poseen. CONCRETO PRE- MEZCLADO: Concreto dosificado en planta y transportado a obra por camiones mezcladores o agitadores.

CONCURSO P ÚBLICO: Proceso de selección que se convoca para la contratación de servicios de toda naturaleza, incluyendo consultorías y arrendamientos.

CONFLUENCIA: Tramo en que convergen flujos de tráfico similares o cursos de agua.

85

CONGLOMERADO: Roca sedimentaria clástica, compuesta de cantos rodados cementados en una matriz fina que puede ser calcárea o silicosa.

CONO DE ABRAMS: Molde con forma de cono trunco constituido de un metal no atacable por la pasta de cemento, que se usa para medir la consistencia de la mezcla de concreto fresco. Se conoce también como cono de asentamiento o SLUMP. CONSOLIDACIÓN: Reducción gradual en volumen de un suelo, como resultado de un incremento de las tensiones de compresión. Puede haber: i) Consolidación Inicial (comprensión inicial), ii) Consolidación Primaria, iii) Consolidación Secundaria. CONSTRUCCIÓN: Ejecución de obras de una vía nueva con características geométricas acorde a las normas de diseño y construcción vigentes. CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO: Es el contenido de humedad al cual un suelo ó material granular al ser compactado utilizando un esfuerzo especificado proporciona una máxima densidad seca. El esfuerzo puede ser estándar ó modificado. CONTENIDO DE HUMEDAD: Volumen de agua de un material determinado bajo ciertas condiciones y expresado como porcentaje de la masa del elemento húmedo, es decir, la masa original incluyendo la sustancia seca y cualquier humedad presente.

CONTRACCIÓN: Esfuerzo volumétrico asociado con un decrecimiento en sus dimensiones. CONTRATISTA: Proveedor que celebra contrato con Entidad Licitante o Contratante

CONTRATO DE CONCESIÓN: Instrumento jurídico de derecho público que se establece entre el concedente y el concesionario, otorgando la ejecución y 86

explotación de determinadas obras de infraestructura o la prestación de servicios por un plazo establecido.

CONTROL DE CALIDAD: Pruebas técnicas para comprobar la correcta ejecución de las diferentes etapas o fases de un trabajo con relación a las especificaciones técnicas o requisitos específicos establecidos.

COORDENADAS DE REFERENCIA: Referencias ortogonales Norte-Sur adoptadas para elaborar los planos de topografía y de diseño del proyecto.

CORREDOR VIAL: Conjunto de dos o más rutas continúas que se conforman con una finalidad específica. CORROSIÓN: Destrucción paulatina de las estructuras metálicas por acción de agentes externos. CORTE (directo): Ensayo según el cual un suelo sometido a una carga normal falla al moverse una sección con respecto a otra.

CORTE A MEDIA LADERA: Sección transversal de la carretera que se desarrolla en zona de corte abierto o combinada con el terraplén.

CORTE CERRADO: Sección transversal de la carretera que se desarrolla en zona de corte COTA: Altura de un punto sobre un plano horizontal de referencia.

COTA DE RASANTE: Valor numérico de un punto topográfico que representa el nivel terminado o rasante referido a un BENCH MARK (BM). COTA DE TERRENO: Valor numérico de un punto topográfico del terreno referido a un BENCH MARK (BM).

87

CUADERNO DE OBRA: Documento que, debidamente foliado, se abre al inicio de toda obra y en el que el Inspector o Supervisor y el residente de obra anotan las ocurrencias, órdenes, consultas y las respuestas a las consultas. CUARTEADORES MECÁNICOS: Aparatos diseñados para dividir la muestra original en partes representativas y reducir su tamaño a cantidades apropiadas para los ensayos. CUARTEO: Procedimiento de reducción del tamaño de una muestra. CUBICACIÓN: Medición de los volúmenes de movimiento de tierras (excavaciones, terraplenes o rellenos). CUNETA DE CORONACIÓN: Cuneta construida en la parte alta de una ladera, para alejar las aguas que pudieran llegar a la carretera.

CUNETAS: Canales abiertos construidos lateralmente a lo largo de la carretera, con el propósito de conducir los escurrimientos superficiales y subsuperficiales procedentes de la plataforma vial, taludes y áreas adyacentes a fin de proteger la estructura del pavimento. CURADO DE CONCRETO: Proceso que consiste en controlar las condiciones ambientales (especialmente temperatura y humedad) durante el fraguado y/o endurecimiento del concreto o mortero. CURVA COMPUESTA: Dos o más arcos concurrentes de radios diferentes y curvatura de igual sentido, con o sin interposición de curva de transición.

CURVA DE COMPACTACIÓN (curva de Proctor): Representación gráfica que relaciona el peso unitario seco (densidad) y el contenido de agua del suelo para un determinado esfuerzo de compactación. CURVA DE NIVEL: Línea definida por la intersección del terreno con un plano horizontal estableciéndose una cota determinada, la curva de nivel une puntos de igual cota.

88

CURVA DE TRANSICIÓN: Curva en planta que facilita el tránsito gradual desde una trayectoria rectilínea a una curva circular, o entre dos circulares de radio diferente. CURVA GRANULOMÉTRICA: Representación gráfica de la granulometría y proporciona una visión objetiva de la distribución de tamaños del agregado. Se obtiene llevando en abscisas los logaritmos de las aberturas de los tamices y en las ordenadas los porcentajes que pasan o sus complementos a 100, que son los retenidos acumulados.

CURVA HORIZONTAL: Curva circular que une los tramos rectos de una carretera en el plano horizontal. CURVA HORIZONTAL DE TRANSICIÓN: Trazo de una línea curva de radio variable en planta, que facilita el tránsito gradual desde una trayectoria rectilínea a una curva circular o entre dos curvas circulares de radio diferente. CURVA VERTICAL: Curva en elevación que enlaza dos rasantes con diferente pendiente.

D

DEGRADACIÓN: Descenso general y progresivo del perfil longitudinal del lecho de un cauce como resultado de la erosión a largo plazo.

DEFENSA RIBEREÑA: Estructura construida para proteger las obras de infraestructura de las crecidas de los ríos.

DEMULSIBILIDAD (emulsiones): Procedimiento para el ensayo de estabilidad de las emulsiones asfálticas aniónicas y catiónicas de rotura rápida. DENSIDAD: Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. 89

DENSIDAD EN EL SITIO: Procedimiento para determinar el peso unitario de los suelos en el terreno. DERECHO DE VÍA: Faja de terreno de ancho variable dentro del cual se encuentra comprendida la carretera, sus obras complementarias, servicios, áreas previstas para futuras obras de ensanche o mejoramiento, y zonas de seguridad para el usuario. Su ancho se establece mediante resolución del titular de la autoridad competente respectiva.

DERRUMBE: Desprendimiento y precipitación de masas de tierra y piedra, obstaculizando el libre tránsito de vehículos por la carretera. DESBROCE: Acción de cortar y eliminar todo arbusto, hierba, maleza, vegetación que crezca en los costados de la carretera y que impida su visibilidad. DESINTEGRACIÓN: Separación progresiva de partículas de agregado en el pavimento, desde la superficie hacia abajo o desde los bordes hacia el interior. La desintegración puede ser causada por falta de compactación, construcción de una capa muy delgada en periodos fríos, agregado sucio o desintegrable, muy poco asfalto en la mezcla, o sobrecalentamiento de la mezcla asfáltica.

DESQUINCHE: Acción de eliminar toda piedra, roca o material ubicado en el talud que presente signos de inestabilidad, evitando la caída de dichos elementos hacia las cunetas o superficie de rodadura.

DESTILACIÓN (de emulsiones): Procedimiento de separación del residuo, aceite destilado. También hay de asfaltos líquidos. DÍA CALENDARIO: Cada día de la semana, incluyendo domingos y feriados (legales)

90

DIAGRAMA DE MASAS: Metodología de cómputo de transporte de materiales provenientes de movimiento de tierras que se utilizan para optimizar la inversión en costo de transporte. DIAGRAMAS VIALES: Documentos oficiales que grafican, de modo simple, el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC) dentro de la demarcación política de cada departamento, identificando y diferenciando las vías según la clasificación del SINAC, con indicación de características generales de superficie de rodadura, principales puentes, accidentes topográficos importantes (abras, ríos, etc.); así como, centros poblados y otros puntos de referencia por los que discurren las vías. DISPOSITIVOS DE CONTROL DE TRÁNSITO: Señales, marcas, semáforos y dispositivos auxiliares que tienen la función de facilitar al conductor la observancia estricta de las reglas que gobiernan la circulación vehicular, tanto en carreteras como en las calles de la ciudad. DISTANCIA DE ADELANTAMIENTO: Distancia necesaria para que, en condiciones de seguridad, un vehículo pueda adelantar a otro que circula a menor velocidad, en presencia de un tercero que circula en sentido opuesto. En el caso más general es la suma de las distancias recorridas durante la maniobra

de

adelantamiento

propiamente

dicha,

la

maniobra

de

reincorporación a su carril delante del vehículo adelantado, y la distancia recorrida por el vehículo que circula en sentido opuesto. DISTANCIA DE CRUCE: Longitud de carretera que debe ser vista por el conductor de un vehículo que pretende atravesar dicha carretera (vía preferencial). DISTANCIA DE PARADA: Distancia total recorrida por un vehículo obligado a detenerse tan rápidamente como le sea posible, medida desde su situación en el momento de aparecer el objeto u obstáculo que motiva la detención. Comprende la distancia recorrida durante los tiempos de percepción, reacción y frenado. 91

DISTANCIA DE TRANSPORTE: Distancia pagada de transporte de materiales para una obra, que se computa desde los bancos, canteras o donde termina la distancia libre de transporte (explanaciones), hasta el lugar de su utilización. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE ADELANTAMIENTO: Distancia mínima de visibilidad necesaria para que en condiciones de seguridad un vehículo pueda adelantar a otro. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE CRUCE: Distancia mínima de visibilidad a lo largo de una carretera en ambas direcciones, que requiere observar el conductor de que pretende atravesar una carretera. DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA: Distancia mínima que necesita ver el conductor de un vehículo, delante de su vehículo, para detenerlo al observar un obstáculo ubicado en su carril, para evitar impactarlo. DISTANCIA LIBRE DE TRANSPORTE: Distancia máxima a la que es transportado un material de explanaciones sin pago de distancia de acarreo. DOCUMENTOS TÉCNICOS REFERENCIALES: Estudios y documentación técnica que se encuentra disponible para los participantes de un proceso en particular. DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO: Proceso de medición por peso o por volumen de los ingredientes y su introducción en la mezcladora para una cantidad de concreto y mortero. DUCTILIDAD: Propiedad de una sustancia de ser estirada o estrechada en forma delgada. Aún cuando la ductilidad se considera como una característica importante del cemento asfáltico en muchas de sus aplicaciones, la presencia o ausencia de ductilidad es generalmente considerada más importante que el mismo grado de ductilidad.

92

DURABILIDAD: Propiedad de un material o mezcla para resistir desintegración por efectos mecánicos, ambientales o de tráfico.

DURABILIDAD DEL CONCRETO ASFÁLTICO: Propiedad de una mezcla asfáltica de pavimentación para resistir desintegración por efectos ambientales o de tráfico. Los efectos ambientales incluyen cambios en las características del asfalto, tales como oxidación y/o volatilización y en el agregado debido a la acción del agua, incluyendo congelamiento y deshielo. DUREZA: Resistencia superficial que presentan los materiales a ser rayados.

E

ECUACIÓN DE EMPALME: Expresión algebraica usada para corregir la progresiva en una sección específica de una vía, como resultado de variantes o cambios de progresivas. EJE DE LA CARRETERA: Línea longitudinal que define el trazado en planta, el mismo que está ubicado en el eje de simetría de la calzada. Para el caso de autopistas y carreteras duales el eje se ubica en el centro del separador central. EJES

LONGITUDINALES

DEL

SINAC:

Carreteras

que

recorren

longitudinalmente al país, uniendo el territorio nacional desde la frontera norte hasta la frontera sur. EJES TRANSVERSALES DEL SINAC: Carreteras transversales o de penetración, que básicamente unen la costa con el interior del país.

ELASTICIDAD: Propiedad de un material que hace que retorne a su forma original después que la fuerza aplicada se mueve o cesa.

93

ELEMENTOS VIALES: Conjunto de componentes físicos de la vía, tales como superficie de rodadura, bermas, cunetas, obras de drenaje, elementos de seguridad vial. EMERGENCIA VIAL: Daño imprevisto que experimenta la vía por causa de las fuerzas de la naturaleza o de la intervención humana, y que obstaculiza o impide la circulación de los usuarios de la vía. EMPALME: Conexión de una carretera con otras, acondicionada para el tránsito vehicular.

EMULSIFICANTE: Sustancia que modifica la tensión superficial de gotas microscópicas (coloidales).

EMULSIÓN ASFÁLTICA: Una emulsión de cemento asfáltico y agua que contiene una pequeña cantidad de agente emulsivo. EMULSIÓN SELLANTE: Mezcla semifluida de una emulsión asfáltica y un árido fino. ENCAUZAMIENTO: Acción de dirigir una corriente de agua hacia un cauce determinado.

ENCALAMINADO: Ondulaciones u hondas en la superficie de rodadura de una vía, producto de un tipo de movimiento plástico en sentido longitudinal. ENCOFRADO: Apoyos temporales para mantener el concreto fresco en el lugar hasta que se endurezca en tal grado que se pueda auto soportar (cuando la estructura es capaz de soportar sus cargas muertas). ENROCADO: Colocación de piedras grandes en forma ordenada para fundación de cimentación o protección de taludes.

ENSANCHE DE PLATAFORMA: Obra de una carretera que amplía su sección transversal, utilizando parte de la plataforma existente.

94

ENSAYO DE COMPRESIÓN: Ensayo para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión.

ENSAYO DE LA MANCHA (Oliensis): Procedimiento que permite comprobar si un asfalto ha sufrido un recalentamiento en su proceso de obtención.

ENSAYO DE PENETRACIÓN (Sonda de Windsor): Medidor de dureza. El aparato consiste en una pistola activada por pólvora que clava una sonda de aleación dentro del concreto. Se mide la longitud expuesta de la sonda y se la relaciona con una tabla de calibración para obtener la resistencia a compresión del concreto. ENSAYO MARSHALL: Procedimiento para obtener el contenido de asfalto y diferentes parámetros de calidad de una mezcla bituminosa.

ENSAYO SPT (Standard PenetrationTest): Medida de la resistencia de un suelo al ser hincado en el terreno, un muestreador ó instrumento.

ENTIDAD LICITANTE: Es la entidad pública que somete a licitación de acuerdo a las leyes del Perú, la ejecución de una determinada obra. EQUIVALENTE DE ARENA: Proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo (sucio) ó material arcilloso en los suelos ó agregados finos. EROSIÓN:Desgaste producido por el agua en la superficie de rodadura o en otros elementos de la carretera.

ESCLERÓMETRO (Martillo de rebote Schmidt): Medidor de dureza de la superficie que proporciona un medio rápido y sencillo para verificar la uniformidad del concreto. Mide el rebote de un émbolo cargado con un resorte después de golpear una superficie lisa de concreto.

ESCORRENTÍA: Agua de lluvia que discurre por la superficie del terreno.

95

ESPECIFICACIONES: Recopilación de disposiciones y requisitos para la ejecución de una obra.

ESPECIFICACIONES ESPECIALES: Adiciones, revisiones y complementos a las Especificaciones Generales, que se generan para una obra específica individual y son aplicables solo a ella. El proyectista es el autor y responsable de la emisión de estas especificaciones especiales. ESPECIFICACIONES

GENERALES:

Definen

las

diferentes

partidas

susceptibles a considerar en un proyecto de infraestructura vial, incluyendo aspectos tales como descripción de las actividades, procedimientos o métodos de construcción, recursos de personal, equipo y materiales a emplear, requisitos técnicos, control de calidad, métodos de medición y forma de pago.

ESTABILIDAD: Propiedad de una mezcla asfáltica de pavimentación de resistir deformación bajo las cargas impuestas. La estabilidad es una función de la cohesión y la fricción interna del material.

ESTABILIDAD BAJO AGUA: Capacidad del suelo de conservar sus propiedades volumétricas y/o de soporte bajo condición de inmersión en agua. ESTABILIZACIÓN DE SUELOS: Mejoramiento de las propiedades físicas de un suelo a través de procedimientos mecánicos e incorporación de productos químicos, naturales o sintéticos. Tales estabilizaciones, por lo general se realizan en las superficies de rodadura o capas inferiores de la carretera, y son conocidas como suelo cemento, suelo cal y otros diversos.

ESTACA: Elemento de madera, metal u otro con punta en un extremo, que se hinca en el terreno para marcar un punto. ESTACADO: Puntos señalados en el terreno mediante estacas que indican posiciones.

96

ESTACIÓN: Punto del terreno en el cual se ubica el aparato topográfico para efectuar la medición correspondiente.

ESTACIÓN TOTAL: Instrumentos topográfico que combina un teodolito electrónico y un medidor electrónico de distancias con su correspondiente microprocesador.

ESTADÍA: Medición indirecta de distancia.

ESTADO LÍMITE: Condición más allá de la cual el puente o elemento estructural deja de satisfacer los requisitos para los cuales fue diseñado. ESTIAJE: Nivel más bajo de las aguas de un río en un período determinado.

ESTRATO TÍPICO: Estrato de suelo con características tales que puede ser representativo de otros iguales o similares en un terreno dado. ESTRIBOS: Apoyos extremos de un puente, que tienen por finalidad principal soportar la superestructura, transmitir las cargas al terreno y sostener el relleno de los accesos. ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA: Documento técnico que forma parte del estudio definitivo y contiene como mínimo lo siguiente: tráfico; topografía; suelos; canteras y fuentes de agua; hidrología y drenaje; geología y geotecnia. ESTUDIO DEFINITIVO: Documento Técnico donde se establecen los detalles de diseño de ingeniería de los elementos que constituyen el proyecto vial y que contiene como mínimo lo siguiente: i) Resumen ejecutivo, ii) Memoria descriptiva, iii) Metrados, iv) Análisis de precios unitarios, v) Presupuesto, vi) Formulas

polinómicas

(según

corresponda),

vii)

Cronogramas,

viii)

Especificaciones Técnicas, ix) Estudios básicos, x) Diseños, xi) Plan de mantenimiento, xii) Impacto Ambiental, xiii) Planos.

97

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD: Documento técnico que contiene el diseño preliminar del proyecto con la finalidad de obtener la valoración de los beneficios y costos de la alternativa seleccionada. ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA): Documento técnico que contiene el plan de manejo socio-ambiental de los proyectos de infraestructura vial según su grado de riesgo, para las diferentes fases de estudios, ejecución de obras, mantenimiento y operación, incluyendo los sistemas de supervisión y control en concordancia con los dispositivos legales sobre la materia. Además incluye las normas, guías y procedimientos relativos al Reasentamiento Involuntario y temas relacionados con el desarrollo de pueblos indígenas y arqueología del área de trabajo. ESTUDIO DE PERFIL: Documento técnico que comprende la estimación inicial tanto de aspectos técnicos como de beneficios y costos de un conjunto de alternativas. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD: Documento técnico que comprende el análisis preliminar de diferentes alternativas, con el objeto de seleccionar la más conveniente en función del costo y beneficio del proyecto. ESTUDIO DE PREINVERSIÓN: Documento técnico que se realiza con la finalidad de obtener la declaración de viabilidad de un proyecto de inversión pública, comprendiendo etapas a nivel de perfil, prefactibilidad y factibilidad. ESTUDIO DE INVERSIÓN: Documento técnico a nivel de ejecución de obra de un proyecto de inversión pública. ESTUDIO DE SUELOS: Documento técnico que engloba el conjunto de exploraciones e investigaciones de campo, ensayos de laboratorio y análisis de gabinete que tiene por objeto estudiar el comportamiento de los suelos y sus respuestas ante las solicitaciones de carga

98

EXPEDIENTE DE CONTRATACIÓN: Conjunto de documentos en el que aparecen todas las actuaciones referidas a una determinada adquisición o contratación, desde la decisión de adquirir o contratar hasta la culminación del contrato, incluyendo la información previa referida a las características técnicas, valor referencial, la disponibilidad presupuestal y su fuente de financiamiento.

EXPEDIENTE TÉCNICO DE LICITACIÓN: Conjunto De documentos por la entidad licitante conformado por el proyecto, al cual se anexan el contrato, cronogramas de ejecución actualizados, consulta de los postores, sus respuestas, aclaraciones y otros. Es el documento contractual para la ejecución y control de la obra. EXPEDIENTE TÉCNICO DE OBRA: Conjunto de documentos que comprende: memoria descriptiva, especificaciones técnicas, planos de ejecución de obra, metrados, presupuesto, valor referencial, análisis de precios, calendario de avance, fórmulas polinómicas y, si el caso lo requiere, estudio de suelos, estudio geológico, de impacto ambiental u otros complementarios.

EXPLANACIÓN: Movimiento de tierra para obtener la plataforma de la carretera (calzada o superficie de rodadura, bermas y cunetas).

EXTERNALIDAD NEGATIVA: Influencia negativa, medida en costos sobre la sociedad, generada por las funciones de transporte y tránsito. EXUDACIÓN DEL ASFALTO: Flujo de asfalto hacia arriba en un pavimento asfáltico, resultando en una película de asfalto sobre la superficie. FARALLÓN: Roca alta y aislada que sobresale en el mar o en tierra firme.

F

99

FASES DE LOS PROYECTOS DE INVERSIÓN PÚBLICA: Preinversión, Inversión y Post inversión.

FATIGA: Reducción gradual de la resistencia de un material debido a solicitaciones repetidas.

FIANZA DE EJECUCIÓN DE LA OBRA: La fianza de garantía que debe suministrar el contratista, para asegurara que la obra será ejecutada de acuerdo con las cláusulas del contrato.

FIANZA DE PAGO: La fianza de garantía que debe suministrar el contratista, para asegurar el pago del trabajo y los materiales suministrados durante la ejecución de la obra.

FILLER: Material proveniente por lo general de la caliza pulverizada, polvos de roca, cal hidratada, cemento Pórtland, y ciertos depósitos naturales de material fino, empleado en la fabricación de mezclas asfálticas en caliente como relleno de vacíos, espesante de la mezcla ó como mejorador de adherencia.

FINOS: Porción del agregado fino o suelo que pasa la malla Nº 200 (0,074 mm).

FISURA: Fractura fina, de varios orígenes, con un ancho igual o menor a 3 milímetros. FLEXIBILIDAD: Propiedad de un pavimento asfáltico para ajustarse a asentamientos en la fundación. Generalmente, un alto contenido de asfalto mejora la flexibilidad de una mezcla. FLUIDEZ DE MORTEROS (en la mesa de flujo): Se utiliza en morteros, según el ensayo MTC E617.

FLUJO DE TRÁNSITO: Movimiento de vehículos que se desplazan por una sección dada de una vía, en un tiempo determinado. 100

FRAGUADO: Proceso de una mezcla de concreto o mortero para alcanzar progresivamente la resistencia de diseño.

G

GÁLIBO: Distancia libre entre el fondo de la superestructura del puente y el nivel de aguas máximas del río. GAVIONES: Tipo de muro de diversos usos conformado por lo general de malla metálicas rellenadas por material pétreo según diseño.

GEODINÁMICA EXTERNA: Conjunto de factores geológicos de carácter dinámico, que actúan sobre el terreno materia del estudio geológico y geotécnico.

GEOTEXTIL: Material de construcción sintético u orgánico que existe en grandes variedades y tienen una amplia gama de aplicaciones en obras viales. GPS (SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL): Es un instrumento de medición tridimensional utilizada en topografía para establecer puntos de control mediante coordenadas así como para definir posiciones exactas en cualquier lugar del mundo durante las 24 horas del día. GRADOS DE PENETRACIÓN: Sistema de Clasificación de los cementos asfálticos basado en la penetración a una temperatura de 25ºC. Existen grados patrones de clasificación tales: 40-50, 60-70, 85-100, 120-150 y 200-300. GRADOS DE VISCOSIDAD: Sistema de clasificación de cementos asfálticos basado en rangos de viscosidad a una temperatura de 60ºC (140ºF). Usualmente también se especifica una viscosidad mínima a 135ºC (275ºF). El propósito es de establecer valores límites de consistencia a estas dos temperaturas. Los 60ºC (140ºF) se aproximan a la máxima temperatura de 101

servicio de la superficie del pavimento asfáltico. Los 135ºC (275ºF) se aproximan a la temperatura de mezclado y colocación de pavimentos de mezclas en caliente. Existen cinco grados de cemento asfáltico basado en la viscosidad del asfalto original a 60ºC (140ºF). GRANULOMETRÍA: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado mediante el tamizado según especificaciones técnicas. GRAVA: Agregado grueso, obtenido mediante proceso natural o artificial de los materiales pétreos.

GRAVEDAD ESPECIFICA DEL SUELO: Determina el Peso Específico de un suelo con el Picnómetro, siendo la relación entre el peso en el aire de un cierto volumen de sólidos a una temperatura dada.

GRIETA: Fractura, de variados orígenes, con un ancho mayor a 3 milímetros, pudiendo ser en forma transversal o longitudinal al eje de la vía.

H

HDM: Modelo de transportes del Banco Mundial para la evaluación técnica y económica de inversiones y mantenimiento de carreteras. HIDRATACIÓN: Formación de un compuesto por combinación de agua en otras sustancias.

HIDRÓMETRO: Instrumento de laboratorio que permite determinar el porcentaje de partículas de suelo dispersado que permanecen en suspensión en un determinado tiempo.

HITOS KILOMÉTRICOS O DE KILOMETRAJE: Elementos de diversos materiales que sirven únicamente para indicar la progresiva de la carretera. Generalmente se ubican cada 1 000 m. 102

HORIZONTE (suelo): Una de las capas de un perfil de suelos.

HUAICO: Gran masa de material compuesta de suelos, rocas, vegetaciones, etc. movilizadas abruptamente de las partes altas debido a diversos fenómenos naturales. Esta masa así movilizada, en su recorrido, adquiere la consistencia de un lodo aluviónico pesado y destructor que, al llegar a un río próximo se disipa. Este fenómeno, en términos internacionales corresponde a la definición de flujo aluviónico o simplemente aluvión, siendo una característica típica de ciertas rocas blandas (arcillas, margas) o de ciertas rocas duras con un alto grado de alteración.

I

IMPACTO AMBIENTAL: Alteración o modificación del medio ambiente ocasionada por la acción del hombre o de la naturaleza, que incluye los impactos socio ambientales. IMPERMEABILIDAD: Capacidad de un pavimento asfáltico de resistir el paso de aire y agua dentro o a través del mismo.

IMPRIMACIÓN: Aplicación de un material bituminoso, de baja viscosidad, para recubrir y aglutinar las partículas minerales, previamente a la colocación de una capa de mezcla asfáltica.

IMPRIMACIÓN REFORZADA: Imprimación de una o más capas con inclusión de agregado fino (arena). ÍNDICE DE FORMA (agregados): Permite medir las características de forma y textura.

103

ÍNDICE MEDIO DIARIO ANUAL (IMDA): Volumen promedio del tránsito de vehículos en ambos sentidos durante 24 horas de una muestra vehicular (conteo vehicular), para un período anual. INERTE: Que no participa en alguna forma en una reacción química.

INESTABILIDAD: Pérdida de resistencia a las fuerzas que tienden a ocasionar movimiento o distorsión de una estructura del pavimento. INFLAMACIÓN (Punto de): Temperatura a la cual los vapores de un material bituminoso producen ignición (inflamación) al contacto directo con una llama. Puede hacerse con la copa abierta TAG. INFRAESTRUCTURA VIAL DE CARRETERAS: Toda carretera que conforma o no el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC). INFRAESTRUCTURA VIAL PÚBLICA: Todo camino, arteria, calle o vía férrea, incluidas sus obras complementarias, de carácter rural o urbano de dominio y uso público. INGENIERO RESIDENTE O SUPERINTENDENTE: Representante Autorizado del contratista, con la autoridad para actuar por él en la dirección de la obra.

INSPECTOR:Funcionario de la entidad licitante en quien se ha delegado la responsabilidad de administrar un determinado proyecto.

INTEMPERISMO:Efectos producidos por la intemperie (a cielo descubierto, sin techo). INTERCAMBIO VIAL: Zona en la que dos o mas carreteras se cruzan a distinto nivel para el desarrollo de todo los movimientos posibles de cambio de dirección de una carretera a otra sin interrupciones del tráfico vehicular.

INTERSECCIÓN: Caso en que dos o más vías se interceptan a nivel o desnivel. 104

INVENTARIO VIAL: Registro ordenado, sistemático y actualizado de todas las carreteras existentes, especificando su ubicación, características físicas y estado operativo. IRI: Sigla que corresponde al Índice de Rugosidad Internacional.

ITINERARIO: Dirección y descripción de una carretera con indicación de sus puntos notables.

J

JERARQUIZACIÓN VIAL: Ordenamiento de las carreteras que conforman el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC) en niveles de jerarquía, debidamente agrupadas en tres redes viales (Red Vial Nacional, Red Vial Departamental o Regional y Red Vial Vecinal o Rural), sobre la base de su funcionalidad e importancia. JUNTA: Separación establecida entre dos partes contiguas de una obra, para permitir su expansión o retracción por causa de las temperaturas ambientes.

L

LADERA: Terreno de mediana o fuerte inclinación donde se asienta la carretera.

LECHO: Curso de un río o quebrada por donde corren las aguas en crecientes y estiajes.

105

LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO: Conjunto de operaciones de medidas efectuadas en el terreno para obtener los elementos necesarios y elaborar su representación gráfica. LICITANTE: Una persona, compañía o consorcio que presenta una oferta de una licitación pública.

LICITACIÓN PÚBLICA: Proceso de selección que se convoca para la contratación de obras y adquisición de bienes y suministros.

LÍMITE LÍQUIDO: Contenido de agua del suelo entre el estado plástico y el líquido de un suelo. LÍMITE PLÁSTICO: Contenido de agua de un suelo entre el estado plástico y el semi-sólido. LIMOS: Partículas de roca o minerales cuyas dimensiones están entre 0,02 y 0,002 mm.

LÍNEA DE GRADIENTE: Procedimiento de trazado directo de una poligonal estacada en el campo, como eje preliminar con cotas que configuran una pendiente constante, hasta alcanzar un punto referencial de destino en un trazo nuevo. LICUEFACCIÓN: Proceso de transformación del suelo del estado sólido al estado líquido.

LONGITUD DE PUENTE: Distancia longitudinal entre las juntas de dilatación extremas de la superestructura de un puente. LUZ DEL PUENTE: Distancia longitudinal entre los ejes de apoyo de la superestructura de un puente.

106

LUZ

LIBRE:

Distancia longitudinal

horizontal

de

una

estructura

sin

obstrucciones.

M

MALLA: Abertura cuadrada de un tamiz.

MANTENIMIENTO PERIÓDICO: Conjunto de actividades programables cada cierto periodo, que se realizan en las vías para conservar sus niveles de servicio. Estas actividades pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a: i) reposición de capas de rodadura, colocación de capas nivelantes y sello, ii) reparación o reconstrucción puntual de capas inferiores del pavimento, iii) reparación o reconstrucción puntual de túneles, muros, obras de drenaje, elementos de seguridad vial y señalización, iv) reparación o reconstrucción puntual de la plataforma de carretera y v) reparación o reconstrucción puntual de los componentes de los puentes tanto de la superestructura como de la subestructura. MANTENIMIENTO RUTINARIO: Conjunto de actividades que se realizan en las vías con carácter permanente para conservar sus niveles de servicio. Estas actividades pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a labores de limpieza, bacheo, perfilado, roce, eliminación de derrumbes de pequeña magnitud; así como, limpieza o reparación de juntas de dilatación, elementos de apoyo, pintura y drenaje en la superestructura y subestructura de los puentes. MANTENIMIENTO VIAL: Conjunto de actividades técnicas destinadas a preservar en forma continua y sostenida el buen estado de la infraestructura vial, de modo que se garantice un servicio óptimo al usuario, puede ser de naturaleza rutinaria o periódica.

107

MAPAS VIALES: Diagramas viales a escala y con coordenadas geográficas. Pueden ser de carácter nacional, departamental o provincial.

MARCAS EN EL PAVIMENTO: Líneas y símbolos que se utilizan con el objeto de reglamentar el movimiento de vehículos e incrementar la seguridad en su operación. Sirve, en algunos casos, como suplemento a las señales y semáforos en el control del tránsito; en otros constituye un único medio, desempeñando un factor de suma importancia en la regulación de la operación del vehículo en la vía.

MARGEN DERECHA: Orilla o borde derecho de curso de agua visto en sentido AGUAS ABAJO. MARGEN IZQUIERDA: Orilla o borde izquierdo de curso de agua visto en sentido AGUAS ABAJO. MATERIA ORGÁNICA: Son compuestos carbonáceos existentes en el suelo, tales como turba, lodos orgánicos y suelos que contengan materia vegetal.

MATERIAL DE CANTERA: Material de características apropiadas para su utilización en las diferentes partidas de construcción de obra, que deben estar económicamente cercanas a las obras y en los volúmenes significativos de necesidad de la misma. MATERIAL DE PRÉSTAMO COMPENSADO: Es aquel que corresponde a compensaciones de materiales adecuados para su uso en las explanaciones, de cortes con rellenos, dentro de la distancia denominada “libre de transporte”. MATERIAL DE PRÉSTAMO LATERAL: Material de características apropiadas para su uso en la construcción de las explanaciones, que provienen de bancos y canteras naturales adyacentes a la explanada de la carretera.

108

MATERIAL

DE

PRÉSTAMO

PROPIO:

Material

adecuado

para

las

explanaciones, proveniente de los cortes para ser utilizado en rellenos, transportado fuera de la distancia denominada “libre de transporte”. MÁXIMA DENSIDAD SECA: Máximo valor de densidad seca definido por la curva de compactación para un esfuerzo especificado (estándar ó modificado). MEJORAMIENTO: Ejecución de las obras necesarias para elevar el estándar de la vía mediante actividades que implican la modificación sustancial de la geometría y de la estructura del pavimento; así como la construcción y/o adecuación de los puentes, túneles, obras de drenaje, muros, y señalizaciones necesarias. MÉTODOS NUCLEARES: Procedimientos utilizados para la determinación de densidades y/o humedades en los terraplenes, bases y superficies utilizando equipos nucleares. METRADO: Cuantificación detallada por partidas de las actividades por ejecutar o ejecutadas en una obra.

MISCIBILIDAD (con agua): Fenómeno de coagulación cuando se diluye la emulsión en agua.

MEZCLA ASFÁLTICA EN FRÍO: Es una mezcla en frío procesada en planta u otros medios, compuesta por agregados gruesos y finos, material bituminoso y de ser el caso aditivos de acuerdo a diseño y especificaciones técnicas. Es utilizada como capa de rodadura y forma parte de la estructura del pavimento.

MINERAL: Material inorgánico de origen natural con una composición química definida. MÓDULO RESILIENTE (Suelos): Esfuerzo repetido axial de desviación de magnitud, duración y frecuencias fijas, aplicado a un espécimen de prueba apropiadamente preparado y acondicionado.

109

MORTERO: Conglomerado o masa constituida por arena, conglomerante (bituminoso o cemento Pórtland), agua y puede contener aditivos.

MORTERO ASFÁLTICO: Mezcla de agregados pétreos, agua, emulsión asfáltica, polvo mineral y, eventualmente aditivos que se aplica sobre la superficie de una vía de acuerdo con las especificaciones.

MUESTRAS DE CAMPO: Materiales obtenidos de un yacimiento, de un horizonte de suelo y que se reduce a tamaños, cantidades representativos y más pequeñas según procedimientos establecidos.

MUESTREO: Investigación de suelos, materiales, asfalto, agua etc., con la finalidad de definir sus características y/o establecer su mejor empleo y utilización.

MURO: Estructura destinada a garantizar la estabilidad de los elementos que constituye la vía, según su función, se denominan: de contención, sostenimiento, encauzamiento y otros.

N

NAPA FREÁTICA: Nivel superior del agua subterránea en el momento de la exploración. El nivel se puede dar respecto a la superficie del terreno o a una cota de referencia. NIVELES DE SERVICIO: Indicadores que califican y cuantifican el estado de servicio de una vía, y que normalmente se utilizan como límites admisibles hasta los cuales pueden evolucionar su condición superficial, funcional, estructural, y de seguridad. Los indicadores son propios a cada vía y varían de acuerdo a factores técnicos y económicos dentro de un esquema general de

110

satisfacción del usuario (comodidad, oportunidad, seguridad y economía) y rentabilidad de los recursos disponibles.

O

OBRA: Infraestructura vial ejecutada en un ÁREA DE TRABAJO, teniendo como base un Expediente Técnico aprobado, empleando generalmente recursos: mano de obra, materiales y equipo. OBRA ADICIONAL: Aquella no considerada en el expediente técnico, ni en el contrato, cuya realización resulta indispensable y/o necesaria para dar cumplimiento a la meta prevista de la obra principal. OBRAS DE DRENAJE: Conjunto de obras que tienen por fin controlar y/o reducir el efecto nocivo de las aguas superficiales y subterráneas sobre la vía, tales como: alcantarillas, cunetas, badenes, subdrenes, zanjas de coronación y otras de encauzamientos. OBRAS DE PUESTA A PUNTO: Intervenciones de mantenimiento vial extraordinario que se ejecuta con la finalidad de recuperar los niveles de servicio. OBRA PÚBLICA: Obra que ejecuta en forma directa o indirecta una entidad del Estado con la finalidad de servir al público.

OPERACIÓN VIAL: Conjunto de actividades que se inician al término de una intervención de la vía y tienen por finalidad mantener un nivel de servicio adecuado. Estas están referidas al cuidado y vigilancia de los elementos confortantes de la vía incluyendo la preservación de la integridad física del Derecho de Vía, el control de cargas y pesos vehiculares, los servicios complementarios, medidas de seguridad vial así como la prevención y atención de emergencias viales. 111

ÓVALO O ROTONDA: Intersección dispuesta en forma de anillo (circular u oval) al que acceden, o del que parten, tramos de carretera, siendo único el sentido de circulación en el anillo.

P

PASIVO AMBIENTAL: Daño ambiental o impacto no mitigado. Este pasivo es considerado cuando afecta de manera perceptible y cuantificable elementos ambientales naturales (físicos y bióticos) y humanos e incluso bienes públicos (infraestructura) como parques y sitios arqueológicos.

PASO A DESNIVEL: Cruce a diferentes niveles entre dos o más carreteras o líneas férreas o la combinación de estas, se conoce también como BYPASS. PASO A NIVEL: Cruce a la misma cota entre una carretera y una línea de ferrocarril o entre dos carreteras. PASO DE PEATONES: Zona transversal al eje de una vía, destinada al cruce de peatones mediante regulación de la prioridad de paso.

PATRIMONIO VIAL: Conjunto de caminos, arterias, calles o vías férreas, incluidas sus obras complementarias, que con su respectivo derecho de vía conforman la estructura vial de uso y dominio público susceptible de valorización.

PAVIMENTO: Estructura construida sobre la subrasante de la vía, para resistir y distribuir los esfuerzos originados por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el tránsito. Por lo general está conformada por las siguientes capas: subbase, base y rodadura.

112

PAVIMENTO ASFÁLTICO RECICLADO: Pavimento asfáltico resultante de la mezcla asfáltica antigua recuperada mediante fresado y con adición de asfalto, agregados y de ser el caso aditivos, según diseño. PAVIMENTO FLEXIBLE: Constituido con materiales bituminosos como aglomerantes, agregados y de ser el caso aditivos.

PAVIMENTO RÍGIDO: Constituido por cemento Pórtland como aglomerante, agregados y de ser el caso aditivos.

PEAJE: Tasa que paga el usuario, por el derecho de utilizar la infraestructura vial pública. PENDIENTE DE LA CARRETERA: Inclinación del eje de la carretera, en el sentido de avance. PERFIL LONGITUDINAL: Trazado del eje longitudinal de la carretera con indicación de cotas y distancias que determina las pendientes de la carretera.

PERALTE: Inclinación transversal de la carretera en los tramos de curva, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo.

PERMEABILIDAD: Capacidad de un material para permitir que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. PESO ESPECÍFICO (productos asfálticos): Sólidos y semisólidos. Relación del peso de un volumen dado de material a 25ºC y el peso de un volumen aquel de agua a la temperatura indicada. pH:Medida del estado de acidez o basicidad de una solución. Los valores extremos del pH son 0 y 14; y el valor medio 7 indica que la solución es neutra.

PILARES: Apoyos intermedios de un puente, que tienen por finalidad principal soportar la superestructura y transmitir las cargas al terreno. 113

PILOTE: Elemento de cimentación profunda de madera, acero o concreto. Transmiten la carga por punta o fricción del cuerpo con el suelo que lo circunda o por ambas. PLAN DE MANEJO AMBIENTAL (PMA): Conjunto de obras diseñadas para mitigar o evitar los impactos negativos de las obras de la carretera, sobre la comunidad y el medio ambiente. Las obras PMA deben formar parte del proyecto de la carretera y de su presupuesto de inversión.

PLANO TOPOGRÁFICO: Representación gráfica pormenorizada a escala de una extensión de terreno. PLANOS DEL PROYECTO: Representación conceptual de una obra vial constituido

por

plantas,

perfiles,

secciones

transversales

y

dibujos

complementarios de ejecución. Los planos muestran la ubicación, naturaleza, dimensiones y detalles del trabajo a ejecutar.

PLANOS TIPO: Documentos aprobados que se elaboran en base a especificaciones técnicas y que se usan en obras estándar de uso frecuente. PLATAFORMA: Superficie superior de una carretera, incluye calzada, bermas y cunetas. PLAZOLETA DE CRUCE: Sección ensanchada de una carretera de un solo carril, destinada a facilitar el adelantamiento o el volteo del tránsito.

PONTÓN: Denominación utilizada para referirse a puentes de longitud menor a 10 m. POLÍMERO: Aditivo modificador del asfalto.

POROSIDAD: Propiedad de un cuerpo que se caracteriza por la presencia de vacíos en su estructura.

114

PRESIÓN ADMISIBLE: Máxima presión que la cimentación puede transmitir al terreno sin que ocurran asentamientos mayores a lo admisible, según lo especifique la norma del diseño respectiva. PRECALIFICACIÓN: La selección de las personas, compañías o consorcio mejor calificado para ejecutar la obra que será puesta en licitación, sobre la base de la presentación por parte de los interesados de: a) un balance legalizado de su organización, b) lista de equipos disponible para la obra con detalles del estado y ubicación del equipo, c) detalles sobre su experiencia así como de su personal en la ejecución de obras semejantes a la obra que será puesta en ejecución. PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: Es la cota o estrato del terreno de fundación de la estructura de una obra.

PROGRAMA DE EJECUCIÓN: Documento en el que consta la programación por periodos determinados de tiempo para la ejecución de un estudio u obra.

PROPIEDAD RESTRINGIDA: Faja de terreno lateral y colindante al Derecho de Vía, donde está prohibido ejecutar construcciones permanentes que puedan afectar a la seguridad vial, a la visibilidad, o dificulten posibles ensanches. Su ancho se establece por resolución del titular de la autoridad competente respectiva. PROYECTO: Conjunto de documentos, Planos, Memoria descriptiva, Bases de licitación, Especificaciones generales, Especificaciones Especiales, Precios unitarios, Metrados, Presupuestos, Cronograma de ejecución, Equipo mínimo, anexos, y otros a los que debe ajustarse la ejecución de una obra. El proyecto aprobado por la entidad licitante se convierte en el Expediente Técnico de Licitación. El proyecto debe incluir también los estudios y plan de Reasentamiento Involuntario y el Plan de Conservación Ambiental.

PROYECTO DE INVERSIÓN PÚBLICA (PIP): Toda intervención limitada en el tiempo que utiliza total o parcialmente recursos públicos, con el fin de crear, 115

ampliar, mejorar, modernizar, o restablecer la capacidad productora de bienes o servicios; cuyos beneficios se generen durante la vida útil del proyecto y éstos sean independientes de los de otros proyectos. PROYECTISTA: Persona natural o jurídica, que la Entidad encarga o contrata para la elaboración de los documentos relativos a un proyecto.

PROVEEDOR: Persona natural o jurídica que vende o arrienda bienes, presta servicios generales o de consultoría o ejecuta obras.

PUENTE: Estructura requerida para atravesar un accidente geográfico o un obstáculo natural o artificial. PUESTO EN OBRA: Se dice de los materiales y/o equipos colocados dentro de el. PUNTO DE ABLANDAMIENTO (anillo y bola): Temperatura de referencia a la cual los asfaltos tienen la misma viscosidad o penetración (aproximadamente 800 dmm); es decir, cuando se tornan fluidos debido a que son materiales viscoelásticos. PUNTO DE INTERSECCIÓN: Punto en que se cortan las prolongaciones de dos tangentes sucesivas, conocido como PI. PUNTO DE TANGENCIA: Punto donde termina la tangente y comienza la curva, conocido como PT.

PUNTO NOTABLE: Sitio o lugar importante en el itinerario de una ruta, tales como puentes, ciudades, centros poblados, abras, túneles, entre otros.

R

116

RAMAL: Bifurcación de una carretera que tiene un punto de inicio fijo, siendo que su punto final no se conecta necesariamente con otra vía similar o de mayo rango vial RAMPA: Ramal de intercambio con pendiente, destinado a empalmar una vía con otra a niveles diferentes.

RASANTE: Nivel terminado de la superficie de rodadura. La línea de rasante se ubica en el eje de la vía.

REACTIVIDAD (agregado/álcali del cemento): Método para medir la posible reactividad de los agregados con los álcalis del aglomerante. REASENTAMIENTO INVOLUNTARIO: Reasentamiento que es el resultado de una causa externa: desastres naturales, problemas sociales, proyectos de desarrollo. En este último caso posibilita ser planificado e incluido en el Plan de Reasentamiento Involuntario que forma parte del Expediente Técnico. RECAPEO ASFÁLTICO: Colocación de una o más capas de mezcla asfáltica sobre la superficie de rodadura de un pavimento existente con fines de mantenimiento ó rehabilitación. En caso se especifique incluye una capa nivelante para corregir el perfil del pavimento antiguo.

RECONSTRUCCIÓN: Renovación completa de una obra de infraestructura vial, previa demolición parcial o completa de la existente, pudiendo modificarse sus características originales.

RECUPERACIÓN (elástica): Sirve para determinar el grado de elasticidad de los asfaltos modificados. RED VIAL: Conjunto de carreteras que pertenecen a la misma clasificación funcional (Nacional, Departamental o Regional y Vecinal o Rural)

117

RED VIAL DEPARTAMENTAL O REGIONAL: Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita al ámbito de un Gobierno Regional. Articula básicamente a la Red Vial Nacional con la Red Vial Vecinal o Rural. RED VIAL NACIONAL: Corresponde a las carreteras de interés nacional conformada por los principales ejes longitudinales y transversales, que constituyen la base del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC). Sirve como elemento receptor de las carreteras Departamentales o Regionales y de las carreteras Vecinales o Rurales.

RED VIAL VECINAL O RURAL: Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita al ámbito local, cuya función es articular las capitales de provincia con capitales de distrito, éstas entre sí, con centros poblados ó zonas de influencia local y con las redes viales nacional y departamental o regional REFORESTACIÓN: Consiste en sembrar vegetación con la finalidad de estabilización de taludes, arenamiento y protección del medio ambiente.

REHABILITACIÓN: Ejecución de las obras necesarias para devolver a la infraestructura vial sus características originales y adecuarla a su nuevo periodo de servicio; las cuales están referidas principalmente a reparación y/o ejecución de pavimentos, puentes, túneles, obras de drenaje, de ser el caso movimiento de tierras en zonas puntuales y otros. REPLANTEO TOPOGRÁFICO: Acción de trazar y/o controlar en el terreno un proyecto antes, durante y después de su ejecución y cuantas veces sea necesario. RESISTENCIA A COMPRESIÓN: Ensayo de resistencia a la compresión que se realiza colocando una muestra cilíndrica en una prensa al que se le aplica una fuerza hasta la rotura de la muestra o testigo.

118

RESISTENCIA AL

DESLIZAMIENTO:

Propiedad de la superficie del

pavimento, particularmente cuando esta mojado, para resistir el deslizamiento o resbalamiento de las ruedas de los vehículos. RIEGO DE LIGA: Aplicación delgada y uniforme de material asfáltico sobre una superficie existente de asfalto o de concreto hidráulico, con la finalidad de asegurar la adherencia entre la capa de rodadura existente y la de cobertura. RIEGO PULVERIZADO: Aplicación de emulsión asfáltica diluida en forma ligera, que tiene por objeto renovar viejas superficies asfálticas, sellar pequeñas fisuras y vacíos en la superficie. ROCA: Material formado por diversos minerales unidos por fuerzas cohesivas permanentes.

ROCA FIJA: Masas de rocas medianas o fuertemente litificadas que, debido a su cohesión y consolidación, requieren necesariamente el empleo sistemático de explosivos para su disgregación.

ROCA SUELTA: Masas de rocas cuyos grados de fracturamiento, cohesión y consolidación, necesiten el uso de maquinaria y/o requieran explosivos, siendo el empleo de este último en menor proporción que para el caso de roca fija.

ROCE: Consiste en el corte y eliminación de la vegetación con fines de ejecución o mantenimiento de la carretera.

ROTURA DE EMULSIÓN: Fenómeno de separación del agua y el asfalto, comenzado el proceso de curado. La velocidad de rotura está controlada principalmente por el agente emulsivo. RUGOSIDAD (PAVIMENTO): Parámetro del estado más característico de la condición funcional de la capa de superficie de rodadura de un pavimento. Se expresa mediante el Índice de Rugosidad Internacional (IRI).

119

RUTA: Carretera definido entre dos puntos determinados, con origen, itinerario y destino debidamente identificados.

S

SARDINEL: Encintado de concreto, piedra u otros materiales, que sirve para delimitar o confinar la calzada o la plataforma de la vía. También se utiliza en puentes para advertir al usuario y como defensa de la estructura contra los impactos que puede originar un vehículo. SECCIÓN TRANSVERSAL: Representación gráfica de una sección de la carretera en forma transversal al eje y a distancias específicas.

SECTOR: Parte continúa de un tramo.

SEDIMENTACIÓN: Proceso por el cual un material sólido se deposita en los cauces de los ríos, quebradas, alcantarillas, cunetas o canales, por efecto del transporte de corrientes de agua. SEGURIDAD VIAL: Conjunto de acciones orientadas a prevenir o evitar los riesgos de accidentes de los usuarios de las vías y reducir los impactos sociales negativos por causa de la accidentalidad. SELLOS ASFÁLTICOS: Trabajos consistentes en la aplicación de un material bituminoso sobre la superficie de un pavimento existente y cubierto por agregado fino de diferente graduación según diseño. SEÑALIZACIÓN VIAL: Dispositivos que se colocan en la vía, con la finalidad de prevenir e informar a los usuarios y regular el tránsito, a efecto de contribuir con la seguridad del usuario. SEPARADOR: Espacio o dispositivo estrecho y ligeramente saliente, distinto de una franja o línea pintada, situado longitudinalmente para separar el tránsito 120

de la misma o distinta dirección y dispuesto de tal forma que intimide e impida el paso de vehículos entre calzadas o carriles.

SERVICIOS COMPLEMENTARIOS: Conjunto de servicios de carácter opcional que la autoridad competente autoriza mediante contrato, en beneficio de la seguridad y la comodidad de los usuarios, dentro del Derecho de Vía.

SISTEMA DE PEAJE ABIERTO: Es aquel donde el usuario abona la tasa en el ingreso de la carretera afectada a este sistema, independientemente del kilometraje recorrido.

SISTEMA DE PEAJE CERRADO: Consiste en mantener controles de acceso a la carretera y tasas proporcionales a las distancias recorridas, en módulos establecidos, efectuándose el pago en cada salida.

SLUMP.- MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO CON EL CONO DE ABRAMS: Establece la determinación del asentamiento del concreto fresco tanto en el laboratorio como en el campo. Este método consiste en colocar una muestra de concreto fresco en un molde con forma de cono trunco, según las características y procedimientos que establezcan las especificaciones técnicas correspondientes.

SOBREANCHO: Ancho adicional de la superficie de rodadura de la vía, en los tramos en curva para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos. SOCAVAR: Erosión de la cimentación de una estructura u otro elemento de la vía por la acción del agua.

SOLUBILIDAD: Es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. SUBBASE: Capa que forma parte de la estructura de un pavimento que se encuentra inmediatamente por debajo de la capa de Base.

121

SUB-CONTRATISTA: Cualquier persona, compañía o consorcio a los cuales el contratista haya cedido cualquier parte del contrato con consentimiento escrito de la Dirección. SUB DREN: Obra de drenaje que tiene por finalidad deprimir la napa freática que afecta la vía por efectos de capilaridad.

SUBESTRUCTURA:

Componente

estructural

donde

se

apoya

la

superestructura y que trasmite al terreno de cimentación las cargas aplicadas al puente, entre ellos los estribos y pilares.

SUBRASANTE: Superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte o relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado.

SUELO ARCILLOSO: Conformado por arcillas o con predominancia de éstas. Por lo general, no es adecuado para el tránsito vehicular.

SUELO ARENOSO: Conformado por arena o con predominancia de ésta. Por lo general, no es adecuado para el tránsito vehicular. SUELOS EXPANSIVOS: Suelos que al ser humedecidos sufren una expansión que pone en peligro a las estructuras cimentadas sobre ellos. SUELOS INALTERADOS (No disturbados): Generalmente son cohesivos que conservan su estructura y humedad.

SUPERINTENDENTE: El Director ejecutivo del contratista quien supervisará y dirigirá la obra y quien tendrá plena autoridad para actuar como su agente con respecto de la misma.

SUPERESTRUCTURA: Componente estructural que recibe en forma directa las cargas vehiculares que circulan por el puente; conformada por diferentes tipos de elementos metálicos, de concreto, madera y otros. 122

SUPERFICIE DE RODADURA: Parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos compuesta por uno o más carriles, no incluye la berma. SUPERFICIE DE RODADURA DE UN PUENTE: Parte de la superestructura destinada a la circulación de vehículos compuesta por uno o más carriles. Estructuralmente representa la superficie de desgaste del tablero de un puente.

SUPERVISOR DE OBRA: Persona natural o jurídica que presta el servicio de supervisión en un estudio u obra

T

TALUD: Inclinación de diseño dada al terreno lateral de la carretera, tanto en zonas de corte como en terraplenes.

TAMIZ: Aparato, en un laboratorio, usado para separar tamaños de material, y donde las aberturas son cuadradas. TASA: Tributo cuya obligación tiene como hecho generador la prestación efectiva por el Estado de un servicio público individualizado en el contribuyente.

TENSIÓN: Ensayo que se practica en barras y alambres de acero, determinando parámetros que hacen a la calidad del producto, como son: alargamiento, área y su reducción, carga máxima, carga final, entre otros.

TENSIÓN DE COMPRESIÓN: Esfuerzo normal que tiende a acortar el cuerpo en la dirección en la que actúa.

TERCERIZACIÓN: Término que se usa para identificar las actividades de gestión de la infraestructura que se realiza mediante contratación con terceros.

123

TÉRMINOS

DE

REFERENCIA:

Contratante,

con

la

finalidad

de

Documento establecer

que los

elabora la objetivos,

Entidad alcances,

características técnicas, productos esperados y demás condiciones requeridas para la prestación de un servicio de consultoría a contratar. TERRAPLÉN: Parte de la EXPLANACIÓN situada sobre el terreno original. También se le conoce como relleno. TESTIGO: Una muestra cilíndrica de concreto endurecido, de mezcla bituminosa compactada y endurecido usualmente obtenida por medio de una broca diamantina de una máquina extractora. TRABAJABILIDAD: La facilidad con que las mezclas de pavimentación y de otras obras de infraestructura vial pueden ser colocadas y compactadas.

TRAMO: Parte continúa de una carretera.

TRÁNSITO: Actividad de personas y vehículos que circulan por una vía

TRANSICIÓN DEL PERALTE: Es la traza del borde de la calzada, en la que se desarrolla el cambio gradual de la pendiente del borde de la calzada, entre la que corresponde a la zona tangente, y el que corresponde a la zona peraltada de la curva. TRANSICIÓN DE SOBREANCHO: Traza del borde de la calzada, en la que se modifica gradualmente el ancho de la calzada hasta alcanzar el máximo ancho de la sección requerida en la curva. TRANSITABILIDAD: Nivel de servicio de la infraestructura vial que asegura un estado tal de la misma que permite un flujo vehicular regular durante un determinado periodo.

TRATAMIENTO SUPERFICIAL: Aplicación de una o más capas conformadas por riegos asfálticos que pueden incluir aditivos y agregados cuyas 124

características son definidas según especificaciones técnicas. Por lo general son de una, dos y tres capas (monocapa y bicapa)

TROCHA CARROZABLE: Vía transitable que no alcanza las características geométricas de una carretera.

U

USUARIO:Persona natural o jurídica, pública o privada que utiliza la infraestructura vial pública.

V

VALORIZACIÓN: Cuantificación económica de un avance físico en la ejecución de la Obra o prestación de servicios realizada en un período determinado.

VARIANTE: Bifurcación de una carretera en el que se fija su punto de inicio, siendo su punto final, necesariamente, otro punto de la misma carretera. VEHICULO: Cualquier componente del tránsito cuyas ruedas no están confinadas dentro de rieles. VEHICULO LIVIANO DE USO PRIVADO (Ligero): Vehículo automotor de peso bruto hasta 1,5 t. VEHICULO LIVIANO: Vehículo automotor de peso bruto mayor a 1,5 t hasta 3,5 t VEHICULO PESADO: Vehículo automotor de peso bruto mayor a 3,5 t. 125

VELOCIDAD DE DISEÑO: Máxima velocidad con que se diseña una vía en función a un tipo de vehículo y factores relacionados a: topografía, entorno ambiental, usos de suelos adyacentes, características del tráfico y tipo de pavimento previsto.

VELOCIDAD

DE

OPERACIÓN: Máxima

velocidad

autorizada

para

la

circulación vehicular en un tramo o sector de la carretera. VÍA: Camino, arteria o calle.

VÍA DE EVITAMIENTO: Vía que se construye para evitar atravesar una zona urbana.

VÍA DE SERVICIO: Vía sensiblemente paralelo a una carretera, respecto de la cual tiene carácter secundario, conectado a ésta solamente en algunos puntos y que sirve a las propiedades o edificios contiguos. Puede ser con sentido único o doble sentido de circulación.

VÍA URBANA: Arterias o calles que conforman un centro poblado, que no integran el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).

VIDA ÚTIL: Lapso de tiempo previsto en la etapa de diseño de una obra vial, en el cual debe operar o prestar servicios en condiciones adecuadas bajo un programa de mantenimiento establecido.

VIADUCTO: Vías rápidas de tránsito continuo, elevadas o no.

VIABILIDAD DE UN PROYECTO DE INVERSIÓN PÚBLICA: Condición atribuida expresamente a un Proyecto de Inversión Pública (PIP) que demuestra ser rentable, sostenible y compatible con las políticas sectoriales.

VIGA BENKELMAN: Instrumento que se usa para determinar la deflexión de un pavimento flexible producido por una carga estática. 126

VISCOSIDAD: Medida de la resistencia al flujo. Es un método usado para medir la consistencia del asfalto. VISCOSIDAD ABSOLUTA: Método usado para medir viscosidad usando el poise como la unidad de medida. Este método hace uso de un vacío parcial para inducir flujo en el viscosímetro. VISCOSIDAD CINEMÁTICA: Método usado para medir viscosidad, usando el STOKE como la unidad de medida. VISCOSÍMETRO: Aparato (Tubo capilar) de vidrio adecuado para el ensayo a viscosidad capilar de vacío, cuando se requiere este ensayo. VOLUMEN DE VACÍOS: Cantidad total de espacios vacíos en una mezcla compactada.

Z

ZANJA DE CORONACIÓN: Canal abierto en terreno natural, encima de un talud de corte, destinado a captar y conducir las aguas de escorrentía y evitar la erosión del talud.

SIGLAS Y ABREVIATURAS

AASHTO : Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte (American Association of State Highway and Transportation Officials) ACI: American Concrete Instituteo Instituto Americano del Concreto. 127

AI: The Asphalt Institute o Instituto del Asfalto.

ASTM: Asociación

Americana

para

el

Ensayo

de

Materiales

(American Societyfor Testing Materials)

BID: Banco Interamericano de Desarrollo.

BM : Banco Mundial

BIRF: Banco Internacional de Reconstrucción y Fomento

CONSUCODE: Consejo Superior de Contrataciones y Adquisiciones del Estado.

CGR: Contraloría General de la República

DGCET: Dirección General de Concesiones en Transportes

DGASA: Dirección General de Asuntos Socio-Ambientales

DGCF: Dirección General de Caminos y Ferrocarriles

DGTT: Dirección General de Transporte Terrestre DRTC: Dirección Regional de Transportes y Comunicaciones

DC: Dirección de Caminos

DEE: Dirección de Estudios Especiales

DEM: Dirección de Equipo Mecánico

DFV: Dirección de Fiscalización Vial

128

DNV: Dirección de Normatividad Vial

EE: Epecificaciones Especiales para Construcción de carreteras de un proyecto específico.

129