ESTUDIOS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO DE PUENTES GENERALIDADES:
Los puentes son probablemente de las estructuras más antiguas de las que se tiene noticia. Tienen como finalidad el salvar un obstáculo, tal como un valle, río o carretera, con el fin de comunicar dos puntos, permitiendo el paso de personas, vehículos o trenes. La principal función de un puente, es la de unir dos puntos alejados, con un margen adecuado de seguridad, por medio de una serie de elementos estructurales que pueden ser de diversos materiales, tales como: madera, piedra, ladrillo, concreto simple, concreto reforzado, acero estructural o mixtos.
La estructura de un puente está formada por la súper-estructura, la sub-estructura y la infraestructura. La súper-estructura
Está constituida por un sistema de piso y por elementos estructurales necesarios para resistir las distintas cargas a las que se encontrará sujeta la estructura La sub- estructura o cimentación
Consta de una serie de pilas que a manera de columnas, se desplantan a un nivel de terreno capaz de desarrollar las reacciones r eacciones supuestas en el proyecto. En algunos casos los apoyos extremos además de transmitir fuerzas verticales, tendrán que diseñarse como muros de retención La infra-estructura
Es la transmite las cargas de la cimentación a los estratos de suelo resistentes, por lo que se encuentra por debajo de la cimentación, y está constituida por pilotes, cajones de cimentación, por citar algunas. ESTUDIOS BÁSICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES
Antes de proceder con el diseño del proyecto de un puente, es indispensable realizar los estudios básicos que permitan tomar conocimiento pleno de la zona, que redunde en la generación de información básica necesaria y suficiente que concluya en el planteamiento de soluciones satisfactorias plasmadas primero en anteproyectos y luego en proyectos definitivos reales, y ejecutables. 1.3. Geología.
Estudio geotécnico con sondeos geofísicos y perforación de pozos en los ejes de los probables emplazamientos de la infraestructura, traducidos en perfiles geológicos con identificación de capas, espesores, tipos de suelos, clasificación, tamaño medio de sus partículas, dureza, profundidad de ubicación de la roca roca madre y todas sus sus características mecánicas. Igualmente deberá incorporarse incorporarse el material predominante del lecho del río, su tamaño medio, la variabilidad del lecho del río, la
cota mas baja de este, sus tendencias de socavación, y finalmente un informe en el que debe recomendarse la cota y tipo de fundación.
ESTUDIOS PRELIMINARES
Los estudios preliminares son todos aquellos que sirven para obtener los datos necesarios para la elaboración de los anteproyectos y proyecto de un puente Los estudios que pueden ser necesarios dependiendo de la magnitud y complejidad de la obra son:
Estudios topográficos Estudios Hidrológicos e Hidráulicos Estudios Geológicos y Geotécnicos Estudios de Riesgo sísmico Estudios de Impacto Ambiental Estudios de trafico Estudios Complementarios Estudios de trazos de vía
ESTUDIOS GEOLÓGICOS Los objetivos de los estudios geológicos son establecer las características geológicas, tanto local como general de las diferentes formaciones geológicas que se encuentran identificando tanto su distribución como sus características geotécnicas correspondientes. El programa de estudios deberá considerar exploraciones de campo, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto. Los estudios geológicos comprenderán:
Descripción geomorfológica Zonificación geológica de la zona Identificación y características de fallas geológicas Definición de zonas de deslizamientos, huéyancos y aluviones sucedidos en el pasado y de potencial ocurrencia en el futuro
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS Los objetivos de estos estudios son establecer las características geotécnicas, es decir, la estratigrafía, la identificación y las propiedades físicas y mecánicas de los suelos pa ra el diseño de cimentaciones estables. El estudio debe considerar exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, cuya cantidad será determinada con base a la envergadura del proyecto en términos de su longitud y las condiciones del suelo. Los estudios deberán comprender la zona de ubicación del puente, estribos, pilares y accesos Los estudios geotécnicos deberán comprender lo siguiente:
Ensayos de campo en suelos y/o rocas Ensayos de laboratorio en muestras de suelo y/o roca extraídas en la zona Descripción de las condiciones del suelo, estratigrafía e identificación de los estratos de suelo o base rocosa Definición de tipos y profundidades de cimentación adecuada, así como parámetros geotécnicos preliminares para el diseño del puente al nivel de anteproyecto Presentación de los resultados y recomendaciones sobre espe cificaciones constructivas y obras de protección.
ENSAYOS IN-SITU Y LABORATORIO
Para obtener muestras alteradas e inalteradas para los análisis de campo y de laboratorio e interpretar los resultados.
ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT
OBTENCION DE MUESTRAS
ENSAYOS DE CARGA INSITU
ENSAYO DE REFRACCION SISMICA
ENSAYOS DE LABORATORIO Se efectuaran ensayos especiales de laboratorio con carácter de obligatorio, según corresponda al tipo de roca y/o suelo: ensayos triaxiales, resistencia a la compresión simple, corte directo, consolidación, etc.
Qué es un informe geotécnico ?
Un informe geotécnico es el resultado de los trabajos de inspección y caracterización del subsuelo afectado por una obra de ingeniería, motivados por la necesidad de conocer el comportamiento del terreno ante la influencia de la misma, y que además de comprender los aspectos descriptivos formales del terreno, acostumbra a incluir ciertas recomendaciones para el proyecto de la obra, en aquellas facetas en la que la misma “interacciona” con el terreno.
¿Quién realiza un estudio geotécnico?
En sí, la geotecnia es una línea del conocimiento propio de la ingeniería en la que confluyen múltiples disciplinas: desde las vertientes teóricas de las ciencias (geología, física, e incluso química) a los desarrollos en la aplicación de las mismas (hidrología, diseño de estructuras, cartografía, mecánica de suelos...). Es deseable, pues, que un estudio geotécnico sea realizado por un técnico o grupo de técnicos con formación y experiencia en todos aquellos campos de relevancia para el estudio que se lleva a cabo.
¿Cuándo se realiza un informe geotécnico?
La realización del informe geotécnico puede llevarse a cabo en diferentes estados de la vida del Proyecto, bien sea cuando las necesidades de información se plantean durante la realización del proyecto, o bien cuando las mismas aparecen mientras se ejecuta el mismo. Aún más, durante la vida útil de la obra pueden aparecer elementos que conlleven la necesidad de realizar un estudio del terreno “a posteriori”, por cambios en el uso o dedicación, o en último caso, por aparición de
patologías relacionadas con los aspectos geologicos.
Por qué realizar un estudio geotécnico?
No solo por la obligatoriedad de la Norma E 0.50, se debe realizar un estudio geotécnico, sino por la sencilla razón de que representa una forma de asegurar la viabilidad del proyecto, definiendo y en todo caso optimizando los costos del mismo. No cabe en cualquier concepción racional de un proyecto, la idea de diseñar una estructura sin prever la respuesta de la misma frente a las solicitaciones a que va a ser sometida. El terreno, finalmente, no deja de ser un elemento estructural del proyecto, cuyo comportamiento requiere ser previsto. Sin un estudio geotécnico, la resolución de los problemas que debe encarar el proyecto en su relación con el terreno acostumbra a requerir márgenes de confianza amplísimos, derivados de la falta de conocimiento exacto sobre el comportamiento del suelo, a consecuencia de los cuales los
costos de la obra se multiplican por su innecesario sobredimensionado (en cimientos, estructuras de contención, taludes provisionales o definitivos, etc), e incluso llegando a comprometer su seguridad.
Dónde se realiza un estudio geotécnico?
Evidentemente en el terreno objeto de estudio, pudiendo ser el mismo desde un pequeño solar objeto de una construcción como una vivienda, una alcantarilla, una red de agua potable, etc., hasta todo un entorno regional, zona o área en el cual se proyecte la construcción de grandes infraestructuras, como urbanizaciones, ciudades, puentes, etc.
……………………………………………….
3.1
ESTUDIOS GEOLOGICOS
3.1.1 GEOLOGIA ESTRUCTURAL DE LA CUENCA DE ILAVE ESTUDIOS GEOTECNICOS
3.2.1
GENERALIDADES
Se tiene como objetivo, establecer las características geotécnicas, es decir, la estratigrafía, la identificación y las propiedades físicas y mecánicas de los suelos para el diseño de cimentaciones estables. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2003).
Los estudios de suelos para carreteras deben suministrar datos suficientes del subsuelo que permitan definir las propiedades geotécnicas más importantes de los suelos y materiales por los que atraviesa el proyecto y señalar las unidades geomorfológicas a las que pertenecen. Para ello se tiene que llevar a cabo la investigación sistemática de los terrenos del trazado de la vía; junto con un estudio, más detallado, de los particular.
3.1.1 TRABAJOS DE CAMPO Los trabajos de campo se realizaron de acuerdo al tipo de estrato predominante y de acuerdo a la naturaleza de los depósitos subyacentes, los cuales se identificaron en el estudio geológico. 3.1.1.1
ENSAYOS PRELIMINAES
Ensayo de sacudimiento.- el cual por medio de una serie de golpes horizontales de un pasta de suelo en la palma de l mano, se a determinado que el suelo tiene contenido de limo. Ensayo de plasticidad.- el cual a través de una serie de amasados y rollizos formados sobre una superficie plana, ha determinado que el suelo es de baja plasticidad. 3.1.1.2
ENSAYOS DE CAMPO Específicamente el ensayo que se realizó en campo fue el Ensayo de Penetración Estándar (SPT), el cual se ha elegido porque su uso es ampliamente difundido, es recomendable para suelos granulares especialmente arenas y permite tomar muestras conforme se va penetrando en el suelo. Este ensayo es un método de investigación profunda, es un sondeo del tipo dinámico y permite obtener los parámetros de resistencia y deformación de los suelos de cimentación, así como el perfil estratigráfico.
El SPT tiene la ventaja de proporcionar, además de la información de la naturaleza de las capas atravesadas, gracias a la muestra que extrae.
Sin embargo, sus resultados son discontinuos en capas de débil espesor pueden escapar a este reconocimiento.
La profundidad de las exploraciones y sondajes estará definida considerando un predimensionamiento de la cimentación y las condiciones locales del subsuelo. Si las condiciones locales del subsuelo lo requieren, se requerirá extender la profundidad de los sondajes, por debajo del nivel de cimentación, de 2 a 3 veces el ancho previsto delas zapatas o 2 metros bajo el nivel inferior de las cimentaciones profundas. En el caso de macizos rocosos, se requerirá extender la profundidad de los sondajes de 1 a 3 metros por debajo del nivel estimado de cimentación. Así mismo se planteó la profundidad de sondeo de exploración mediante el ensayo SPT, según la norma técnica peruana en el ítem 2.3.2.c nos indica que “La profundidad de socavación + Profundidad 1.5 (base)”
PROYECTO SOLICITANTE UBICACIÓN CALICATA
:
ESTUDIO GEOTECNICO DEL PUENTE ILAVE
:
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
:
PUNO - PUNO - PUNO
:
C-01
FECHA 06 DE JUNIO DEL 2016 PROFUNDIDAD 10m
ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR (ASTM - D1586) P R O F U N D I D A D ( M )
E S P E S O R E S T R A T O ( M
M U E S T R A
)
S I M B O L O G R Á F I C O
DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR N° 01 (SPT 01) - P01
PRUEBAS DE CAMPO
Ensayo d e Penetración Estandar
CLAS. SUCS
Nivel Freático: 1.60m D.N. (gr/cc)
H.N. (%)
N°Golpes / 30 cm. 0
10
20
30
40
0.50
1.00 2.60
M1
ARENA MAL GRADUADA, DE FORMA SOBREDONDEADA, LIGERA HUMEDA NO PLASTICA, PRESENTA BOLEOS DISCONTINUOS
M2
GRAV A POBREMENTE GRADADA CON ARENA SUELTA, SUMERGIDA NO PLASTICA, PRESENTA BOLEOS DISCONTINUOS
1.50
SP
2.00
2.50
3.00
0.90
5 GP
3.50
3 3
4.00
8
4.50 2.55
M3
ARENA POBREMENTE GRADADA COLOR GRIS PARDUSCO, SUMERGIDO NO PLASTICA SUETA
8 SP
5.00 9
5.50
19
9.00
10.00
0.75
M4
Nota: La calicata fue realizado por el solicitante El ensayo fue realizado en presencia del solicitante
SC
34
50
Se realizaron los siguientes ensayos para la identificación, obtención de sus propiedades físicas y mecánicas de las muestras extraídas en el ensayo SPT de acuerdo a sus normas: Según el manual de puentes de la MTC recomienda: a) Ensayos en Suelos: • Contenido de humedad • Gravedad específica • Distribución granulométrica • Determinación del límite liquido y límite plástico • Ensayo de corte directo • Ensayo de compresión no-confinada • Ensayo triaxial no consolidado - no drenado • Ensayo triaxial consolidado - no drenado • Ensayo de consolidación • Ensayo de permeabilidad • Ensayo Proctor Modificado y CBR
………………………… Estudio geológico
Geología general Geomorfología Estratigrafía
Características geológicas estructurales Geodinámica externa Fenómenos de geodinámica externa
Geodinámica interna (sismicidad y riesgo sismico) Historia sísmica de la zona Análisis del riesgo sísmico Probabilidad de ocurrencia de una cierta magnitud
Estabilidad de taludes Taludes de relleno
Rellenos en zonas planos
Clasificación de materiales
Geotecnia
INVESTIGACIONES GEOTECNICAS Y ENSAYOS DE LABORATORIO o EXPLORACIONES DE CAMPO SONDAJES DIAMANTINOS CALICATAS o ENSAYOS DE LABORATORIO SUELOS ROCAS
ZONIFICACION INGENIERO-GEOLOGICA
PARAMETROS GEOTECNICOS
FUENTE PARA GEOTECNIA : aliaga _cm|
