1

DISEDISEÑÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓÓN N PARA LA AMPLIACIPARA LA AMPLIACIÓÓN DE LA SUB ESTACIN DE LA SUB ESTACIÓÓN N

AGUAYTIAAGUAYTIA

Dr. Jorge E. Alva HurtadoIng. Roberto Tello BarbaránIng. Deycy Tellez Monzón

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

SECCIÓN DE POST GRADO

2VISTA PANORÁMICA DE LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA

3

ÍÍNDICENDICEINTRODUCCIÓN

INVESTIGACIÓN DE CAMPO

ENSAYOS DE LABORATORIO

PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

Sistema TerrameshTendido del Talud Sistema de Drenaje Revegetación

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4

INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

Se ejecutó la ampliación de la Subestación Eléctrica Aguaytía que consiste en estructuras de pórticos de llegada de línea, instalación de equipos y la construcción de una vía perimetral de circulación interna.

Los sectores oeste y sur de la Subestación se ubican sobre taludes inestables, por lo que se analizó la estabilidad de estos taludes y se diseñó una estabilización mediante estructuras de contención, tendido del talud, drenaje y revegetación.

5

INVESTIGACIINVESTIGACIÓÓN DE CAMPON DE CAMPO

- Levantamiento topográfico

- Ejecución de ensayos de penetración estándar y Cono Peck (7)

- Ejecución de calicatas de exploración (5)

- Ejecución de ensayos de Cono Sowers (10)

- Obtención de muestras alteradas e inalteradas

6

N

CS-9

SPT-6

CS-2

SPT-7CS-3

C-1

SPT-1

CS-7

SPT-2

SPT-3

C-5

CS-4

CS-5

SPT-4C-4

SPT-5

CS-6A'A

ESTRATIGRAFICOEJE DEL PERFIL

CONO SOWERS

CALICATACS-1

C-1LEYENDA

SPT-5 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR

M.I.C.APROBO:

DIBUJO:

DIMENSIONES: ESCALA:

DISENO:

FECHA:

ICE

1/250

CONSTRUCCION

ASPECTO TECNICO:

CODIGO ISA:

FASE:

OBRAS CIVILES

N° PLANO:

MAYO 2002

AMPLIACION DE LA SUBESTACION AGUAYTIAUBICACION DE SONDAJES Y CALICATAS

SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA

7Calicata en la cual se han extraído muestras en tubos Shelby.

8

Ubicación de la Calicata C-5 y SPT-3

Ensayo de Penetración Estándar (SPT-1)

9

Vista de la plataforma en la parte alta del talud en estudio

Vista del talud inferior cubierto de vegetación

10

Límite de la sub estación con la zona de la ampliación en la parte alta del talud

Talud superior en la zona crítica

11

Zona sin vegetación por depósito de material de las excavaciones

12

Ensayo de Penetración Estándar SPT con recuperación de muestras

Extracción de muestras con la posteadora y limpieza del punto de perforación

13

Ensayo de Cono Sowers CS-8 en el fondo de la Calicata C- 1

Cono Sowers en la Calicata C- 2

14

Calicatas inundadas por las intensas lluvias. Cono Sowers (CS-10)

Extracción de muestra inalterada de la excavación para la cimentación de maquinarias

15

ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

Ensayos Estándar

Análisis Granulométrico

Límites de Atterberg

Contenido de Humedad

Compactación Proctor y CBR

Ensayos Especiales

Compresión No-confinada

Corte Directo

16

17

18

: :: :: :: :: :

Resist. ResidualC = 0.2 Kg/cm²Φ = 6.2 º

Inalterado

SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)EstadoMayo, 2002

PROYECTOUBICACIONFECHA

Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali

ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)

1.50SC

INFORME NºSOLICITANTE

LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.

C - 4M - 2

ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)

Esf

uerz

o C

orta

nte

( Kg/

cm² )

ESFUERZO vs. DEFORMACION

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)

Esf

uerz

o de

Cor

te (K

g/cm

²)

0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²

Φ

C

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES

LABORATORIO GEOTECNICO

c

19

: :: :: :: :: :

C = 0.15 Kg/cm²Φ = 22.7 º

Inalterado

SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)Estado

Resist. Residual

Mayo, 2002

PROYECTOUBICACIONFECHA

Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali

ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)

1.00CL

INFORME NºSOLICITANTE

LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.

C - 5M - 2

ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)

Esf

uerz

o C

orta

nte

( Kg/

cm² )

ESFUERZO vs. DEFORMACION

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)

Esf

uerz

o de

Cor

te (K

g/cm

²)

0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²

ΦC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES

LABORATORIO GEOTECNICO

c

20

: :: :: :: :: :

C = 0.1 Kg/cm²Φ = 6.6 º

Inalterado

Resist. Residual

SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)EstadoMayo, 2002

PROYECTOUBICACIONFECHA

Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali

ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)

0.70SC

INFORME NºSOLICITANTE

LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.

B - 16M - 6

ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)

Esf

uerz

o C

orta

nte

( Kg/

cm² )

ESFUERZO vs. DEFORMACION

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)

Esf

uerz

o de

Cor

te (K

g/cm

²)

0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES

LABORATORIO GEOTECNICO

21

PERFILES ESTRATIGRPERFILES ESTRATIGRÁÁFICOSFICOS

Se prepararon 5 perfiles estratigráficos, 4 en el sector oeste y

1 en el sector sur, en la zonas inestables. El talud está

compuesto por una capa superior de material arcilloso-limoso

(CL-ML) blando, seguido de una capa de arena limo-arcillosa

(SM-SC) medianamente densa y por debajo material gravoso.

No se encontró nivel freático.

22

C - 1

S P T - 1P E R F I L E S T R A T I G R A F I C O 1 - 1 '

C L - M L

S M - S C

G R A V A

OESTE

23

C - 2

S P T - 2

C - 5

P E R F I L E S T R A T I G R A F I C O 2 - 2 '

S C

S C

S C

C L

C L

C L

C L

S C

S C

C L

G R A V A

OESTE

24

S P T - 7

S P T - 3

P E R F IL E S T R A T IG R A F IC O 3 - 3 '

C L

S C

G C

G R A V A

OESTE

25

C S - 1 0C - 3

C S - 4

C S - 5

S P T - 4C - 4

P E R F IL E S T R A T IG R A F IC O 4 - 4 '

S C

S C

C L

C L

G R A V A

OESTE

26

ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Se realizó el análisis de estabilidad de taludes mediante el método de equilibrio límite en el perfil 2-2’, que es el más crítico.

Se utilizó el programa SLOPE/W en condiciones estáticas y pseudoestáticas, con un coeficiente lateral sísmico de 0.10.

Los parámetros geotécnicos utilizados fueron para condiciones drenadas en base a las investigaciones de campo y los ensayos delaboratorio.

Se consideró que la vía perimetral soportaría una carga de 50 toneladas.

27

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD NATURAL

Consideraciones del Análisis :

Carga aplicada de 50 toneladas Parámetros de diseño de los ensayos SPT y ensayos de laboratorioMétodo BishopPrograma Slope/wSección crítica entre las secciones 6-6 y 7-7 al Oeste de la sub estación Aguaytía

Parámetros de los materiales (talud natural)

0.995

SC

CL

SC

GC

SIN SISMOFS = 0.995

0.837

SC

CL

SC

GC

CON SISMOa = 0.1gFS = 0.837

ZONAMATERIAL

(SUCS)FRICCION

(φº)COHESIÓN

C(kg/m2)PESO UNITARIO

γ(T/m3)

1 SC 14 0 1.55

2 CL 20 0 1.65

3 SC 20 0 1.7

4 GC-- GM 35 0 2.1

28

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD DE DISEÑOConsideraciones del Análisis :Carga aplicada 50 toneladasParámetros de diseño de los ensayos SPT y ensayos de laboratorioMétodo de BishopPrograma Slope/wNuevo talud 1V:5HSección típica

Parámetros de los materiales (talud de diseño)

1.305

1

5GC

CL

SC

GC

1 .047

GC

CL

SM

GC

15

SIN SISMOFS = 1.305

CON SISMOa = 0.1gFS = 1.047

ZONAMATERIAL

(SUCS)FRICCION

(φº)COHESIÓN PESO UNITARIO

γ(T/m3)

1 GC 30 0.5 1.8

2 CL 20 0 1.65

3 SC 20 0 1.7

4 GC - GM 35 0 2.1

C(kg/m2)

29

1.- Mejora de la Cimentación de la Vía2.- Contención de la Vía (Uso de Terramesh)

SISTEMA TERRAMESH

- El Sistema Terramesh está conformado por un muro de gravedad (tipo gavión) y un refuerzo del suelo adyacente.

COMPONENTES

- Geotextil no tejido- Mallas de alambre revestidas con PVC- Relleno del paramento del Sistema Terramesh- Material de relleno seleccionado

DISEDISEÑÑO DE ESTRUCTURAS DE O DE ESTRUCTURAS DE CONTENCICONTENCIÓÓNN

3.- Mejora del Talud (Tendido del Talud Sector Oeste)4.- Drenaje Superficial y Subdrenaje5.- Revegetación de los Taludes

30

EL SISTEMA TERRAMESH®

31

EL SISTEMA TERRAMESH®

Cómo la malla desarrolla su capacidad de anclaje

32

33

34

35

36

37

38OBRAS CIVILESH=

CONSTRUCCIONDIBUJO:

MAYO 2002FECHA:

M.I.C.FASE:

CONTRATO:

ICE

P0001

CODIGO ISA:APROBO:DISENO:

SISTEMA TERRAMESH

AMPLIACION DE LA SUBESTACION AGUAYTIAPROYECTO:

PLANO:

DIMENSIONES: ESCALA: V=

ASPECTO TECNICO:

N° PLANO:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SECCION DE POST GRADO

SISTEMA TERRAMESH

39

LEYENDA

40

PERFIL 3-3

41

PERFIL 6-6

42CONSTRUCCIÓN DEL TERRAMESH AL OESTE DE

LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA

43

CONSTRUCCIÓN DEL TERRAMESH AL OESTE DE LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA

44AMPLIACIÓN DE LA VÍA AL OESTE DE LA SUB

ESTACIÓN AGUAYTÍA

45VISTA DE LA ZONA SUR DE LA SUB

ESTACIÓN AGUAYTÍA

46VISTA DEL ENROCADO DE CONTENCIÓN

47

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

- El material de la zona de ampliación está compuesto por una capa superior arcillosa limosa (CL-ML) blanda, una segunda capa de arena limosa arcillosa (SM-SC) medianamente densa y finalmente un material gravoso.

- El talud se estabilizó a través de una estructura de suelo reforzado tipo Terramesh de 1.0 m de ancho y 3.0 m de altura.

- El talud planteado en la parte sur es de 1V:5H, con un enrocado de protección al pie del talud desde la sección 2-2 hasta la sección 4-4.

- Construcción de un drenaje superficial (canal revestido) y un subdrenaje (dren francés).

- Revegetación del talud para proteger el talud de la erosión

-