ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOTCNICOS APLICADOS A CARRETERAS.

GENERALIDADES: Se determinan las condiciones geolgicas del terreno y

se toman en consideracin en el diseo y la construccin de estructuras. Para la seguridad en el diseo de estas obras gigantescas y para asegurar su estabilidad y mantenimiento, erosin producida por cambios en el curso de ros que pueden socavar los estribos y pilares de puentes.

Hacer un estudio geolgico para realizar el diseo de una carretera es muy importante por diferentes aspectos, por ejemplo nos indican la existencia de materiales que podemos utilizar, su distribucin y accesibilidad, las propiedades de los suelos respecto del transito, caractersticas de los materiales en la superficie para estribos de puentes, etc.

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ASPECTOS GEOLGICOS Y GEOTCNICOS A CONSIDERAR.

Los estudios geolgicos y geotcnicos deben considerar los siguientes aspectos para el diseo adecuado y construccin eficiente de carreteras:

A) EN LA CONFORMACIN DE TERRAPLENES: Conformacin con suelos apropiados. El material de los terraplenes tiende a consolidarse. Es necesaria la compactacin enrgica y sistemtica. Propiedades del terreno natural de cimentacin. Estabilidad de taludes. Problemas de corrimientos o deslizamientos rotacionales. Zonas de capa fretica somera.

TERRAPLENES

Terrapln : Obra vial Antes

Despus

TERRAPLN

Por definicin un terrapln se llama a la acumulacin de tierra o sedimentos, ya sea de una excavacin o de prstamo, con la cual se rellena un terreno para levantar el nivel de este mismo.

Partes de un terrapln 1. Base: Parte inferior del terrapln que est por

debajo de la superficie original del terreno, la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.

2. Cuerpo: Parte del terrapln comprendida entre la base y la corona.

3. Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terrapln, construida en un espesor en relacin al diseo, salvo que los planos del proyecto o las especificaciones especiales indiquen un espesor diferente.

4. Espaldn: Es la parte exterior del terrapln, generalmente forma taludes.

Perspectiva Isomtrica terrapln

Partes de Terraplen

Materiales para un terrapln

Maquinaria

Camiones.

Camin Cuba.

Motoniveladora.

Rodillos Compactadores

Mtodo Constructivo

1) Operaciones previas.

2) Desbroce del terreno. 3) Eliminacin de la capa de tierra vegetal o escarpe. 4) Escarificado. 5) Ejecucin del terrapln. Extendido Humectacin Compactacin 6) Termino del terrapln.

1) Operaciones Previas

Estudio de mecnica de suelos Estudio preliminar Trabajo de gabinete. Ubicacin: Mapas, Plano topogrfico, Plano de anteproyecto. Informacin Geolgica: memorias, informes y mapas

geolgicos. Informacin Geotcnica: Publicaciones. Memorias e informes. Informacin Sismolgica: Informacin del servicio sismolgico

UCH y memorias.

2) Desbroce del terreno

El desbroce consiste en extraer y

retirar de la zona comprendida por la traza

de la carretera todos los rboles, plantas,

maleza, escombros, basura o cualquier

otro material Indeseable que pueda

acarrear perjuicios al normal desarrollo de

las obras o al futuro comportamiento de la

va.

3) Eliminacin de la capa de tierra vegetal ( Escarpe )

Eliminacin de la capa ms superficial de

terreno, generalmente compuesta por un

alto porcentaje de materia orgnica

(humus), que como sabemos debe ser

evitada a toda costa dada la

susceptibilidad que presenta a procesos

de oxidacin y mineralizacin.

4) Escarificado

Tarea que consiste en la disgregacin de la

capa superficial del terreno, efectuada por

medios mecnicos. Generalmente se emplean

herramientas especiales acopladas a mquinas

tractoras de gran potencia (bulldozers) que se

encargan simultneamente de la eliminacin del

terreno vegetal y del proceso de escarificado

5) Ejecucin del terrapln

Comprende los procesos de:

a)Extendido

b)Humectacin

c)Compactacin.

a) Extendido

Extendido del suelo en capas de espesor

uniforme y sensiblemente paralelas. El

material que componga cada capa deber

ser homogneo y presentar caractersticas

uniformes: en caso contrario, deber

conseguirse esta uniformidad

mezclndolos convenientemente .

b)Humectacin

Doble funcin:

Por un lado, asegura una ptima compactacin del material, asegurando la suficiente resistencia y reduciendo los posteriores asentamientos del terrapln.

Por otro, evita que las variaciones de humedad que se produzcan despus de la construccin provoquen cambios excesivos de volumen en el suelo, ocasionando daos y deformaciones en el firme.

c) Compactacin

Se procede a realizar la compactacin mecnica de cada capa, hasta obtener una mayor densidad que el proctor normal.

En la coronacin o capa final del terrapln, se realizara efectuando el perfilado de la superficie.

Consideraciones en la construccin de un Terrapln en una ladera.

Compactacin del talud en un terrapln.

Maquinaria utilizada

Buldzer en etapa de extendido

Esquema general de un terrapln

Este procedimiento se realizar hasta que el terrapln alcance la altura

definida en el proyecto.

Compactacin de un terrapln - Espesor max de 30 cm., a menos que dispongamos de los equipos

necesarios que nos garantice la compactacin necesaria en el proyecto.

- Para la compactacin del material este debe estar en las siguiente Condiciones de humedad:

- El material deber estar homogneamente hmedos, cercano al optimo, por lo tanto segn como est el terreno se deber agregar o quitar agua.

Procedimiento: - El trabajo debe realizarse comenzando desde el borde del

terrapln, avanzando haca el centro con pasadas paralelas traslapadas en por lo menos la mitad del ancho de la unidad compactadora.

- Toda la superficie debe recibir un numero suficiente de pasadas para que quede correctamente compactada.

Esquema de compactacin por capa

Construccin de Terraplenes, Frecuencia y Control de Calidad

ESPECIFICACIONES PARA LOS PROCESOS

CONSTRUCTIVOS

Preparacin del terreno Primero se deber estar desbrozado, segn se especifica en

la las normas de la MTC y ejecutadas las demoliciones de estructuras que se requieran. El supervisor determinar los eventuales trabajos de remocin de capa vegetal y retiro del material inadecuado, as como el drenaje del rea base, necesarios para garantizar la estabilidad del terrapln.

Cuando el terreno base est satisfactoriamente limpio y

drenado, se deber escarificar, conformar y compactar, de acuerdo con las exigencias de compactacin definidas en la presente especificacin, en una profundidad mnima de ciento cincuenta milmetros (150 mm), aun cuando se deba construir sobre un afirmado.

Acabado

Al terminar cada jornada, la superficie del terrapln deber estar compactada y bien nivelada, con declive suficiente que permita el escurrimiento de aguas bien niveladas, con declive que permita el escurrimiento de aguas de lluvia sin peligro de erosin.

Limitaciones en la ejecucin

La construccin de terraplenes slo se llevar a cabo cuando no haya lluvia y la Temperatura ambiente no sea inferior a dos grados Celsius (2C).

Deber impedirse la accin de todo tipo de trnsito sobre las capas en ejecucin, hasta que se haya completado su compactacin. Si ello no resulta posible, el trnsito que necesariamente deba pasar sobre ellas se distribuir de manera que no se concentren huellas de rodadura en la superficie.

Aceptacin de los Trabajos Controles

Durante la ejecucin de los trabajos, el Supervisor efectuar los siguientes controles principales: Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo

utilizado por el Contratista. Supervisar la correcta aplicacin de los mtodos de trabajo

aceptados. Exigir el cumplimiento de las medidas de seguridad y

mantenimiento de trnsito. Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo. Comprobar que los materiales por emplear cumplan los

requisitos de calidad exigidos en el proyecto y la norma. Verificar la compactacin de todas las capas del terrapln. Realizar medidas para determinar espesores y levantar

perfiles y comprobar la uniformidad de la superficie.

Calidad de los materiales De cada procedencia de los suelos empleados para la construccin de

terraplenes y para cualquier volumen previsto, se tomarn cuatro (4) muestras y de cada fraccin de ellas se determinarn:

Calidad del producto terminado Cada capa terminada de terrapln deber presentar una

superficie uniforme y ajustarse a la rasante y pendientes establecidas.

Los taludes terminados no debern acusar irregularidades a la vista.

La distancia entre el eje del proyecto y el borde del terrapln no ser menor que la distancia sealada en los planos o modificada por el Supervisor.

La cota de cualquier punto de la subrasante en terraplenes, conformada y compactada, no deber variar en ms de diez milmetros (10 mm) de la cota proyectada.

No se tolerar en las obras concluidas, ninguna irregularidad

que impida el normal escurrimiento de las aguas.

Comprobaciones C-1) Compactacin Los tramos por aprobar se definirn sobre la base de un

mnimo de .. determinaciones de densidad. Los sitios para las mediciones se elegirn al azar.

Las densidades individuales del tramo (Di) debern ser, como mnimo, el noventa por ciento (90%) de la mxima densidad obtenida en el ensayo proctor modificado de referencia (De) para la base y cuerpo del terrapln y el noventa y siete por ciento (97%) con respecto a la mxima obtenida en el mismo ensayo, cuando se verifique la compactacin de la corona del terrapln. Di >' 0.90 De (base y cuerpo), Di > 095 De (corona)

La humedad del trabajo no debe variar en 2% respecto del Optimo Contenido de Humedad obtenido con el proctor modificado.

Proteccin de la corona del terrapln

La corona del terrapln no deber quedar expuesta a las condiciones atmosfricas; por lo tanto, se deber construir en forma inmediata la capa superior proyectada una vez terminada la compactacin y el acabado final de aquella. Ser responsabilidad del Contratista la reparacin de cualquier dao a la corona del terrapln, por la demora en la construccin de la capa siguiente. El trabajo de terraplenes ser aceptado cuando se ejecute de acuerdo con esta especificacin, las indicaciones del Supervisor y se complete a satisfaccin de este.

CANTERAS

INTRODUCCION: Una cantera es una explotacin minera, generalmente a cielo abierto, en la que se obtienen rocas industriales,

ornamentales o ridas. Las principales rocas obtenidas en las canteras son:

mrmoles, granitos, calizas y pizarras.

Toda cantera tiene una vida til, y una vez agotada, el abandono de la actividad suele originar serios problemas de carcter ambiental, principalmente relacionados con la destruccin del paisaje.

Cantera de mrmol en Carrara (Italia)

Explotacin de canteras.

Para la explotacion de una cantera se tiene que tomas en cuenta lo siguiente:

1. Usar solo los prstamos cuando no puedan emplearse los

suelos en la faja de la va como material de relleno, lo cual es la solucin mas econmica y ambientalmente factible y racional.

2- Abrir el rea estrictamente necesaria que garantice dado la potencia del estrato de suelo a usar el volmen suficiente y necesario para hacer los rellenos desde el mismo, llo cual miniminiza el impacto ambiental. - Una vez realizados los estudios previos Ingeniero-Geolgicos del suelo en el prstamo a explotar hay que controlar que en el mismo

Explotacin de canteras. Si no tienes posibilidad econmica de hacer muestreo y

ensayos previos al suelo a emplear como relleno identificar de acuerdo al tamaos de sus granos o partculas componentes, siempre recordando la clasificacin de suelos por la ASHTO: A-1, A-2 y A-3: suelos granulares; es decir, formados por gravas hasta las arenas finas con granulometra uniforme por lo que tambin tiene suelos finos, que aseguren una estructura de esqueleto resistente", es decir: que cuando sean sometidos a cargas los granos del suelo sean los que resistan las presiones generadas por las cargas, no la parte fina de los mismos.

Por ello se consideran suelos de excelentes a buenos

(generalmente poseen CBR superiores al 30 %) A-4 hasta los A-7: Limos hasta las Arcillas. En estos predominan las partculas finas (limos y arcillas) y por consiguiente cuando se someten a las cargas poseen mucha menor resistencia (poseen valores muy inferiores a 30 de CBR).

Canteras y fuentes de agua Se deber efectuar un estudio de canteras - fuentes de

materiales para rellenos, sub-base, base, pavimentos asflticos, obras de concreto hidrulico etc, se efectuarn solamente ensayos que confirmen la calidad y potencia de las mismas.

Las canteras sern evaluadas y seleccionadas por su calidad y cantidad (potencia), as como por su menor distancia

El nmero mnimo de calicatas ser de 5 por cantera ubicadas de tal forma que cubra toda el rea de explotacin y cuya profundidad no ser menor de la profundidad mnima de explotacin. Las muestras representativas de los materiales de cada calicata sern sometidas a la totalidad de los ensayos de calidad, a fin de determinar sus caractersticas y aptitudes para los diversos usos que sean necesarios

Canteras y fuentes de agua La exploracin de las canteras debe cubrir un rea que asegure un

volumen de material til explotable del orden de 1.5 veces las necesidades del proyecto y cumplan las Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras (EG-2000).

El informe geotcnico de canteras deben incluir, al menos, la

siguiente informacin: Ubicacin y potencia de la cantera. Condiciones de explotacin, tales como nivel fretico, accesos,

pendientes, taludes. Caractersticas principales de los materiales que puedan

obtenerse. Caractersticas y propiedades de los materiales para definir su

aptitud como agregados para rellenos, sub-base, base, pavimentos asflticos, obras de concreto hidrulico, etc.

Rendimientos por tipo de uso, limitaciones o condicionantes constructivas que puedan restringir su uso (por ejemplo, condiciones de humedad, sobre tamao, etc.)

Ubicacin de las fuentes de agua y su calidad para ser usada en la obra.

Canteras de materiales

Deber considerarse lo siguiente: Ubicacin y distancia a la obra, evitar ubicarla en reas Naturales Protegidas, zonas

arqueolgicas o de importancia histrica, sitios que alberguen fauna o flora con categorizacin de especies amenazadas, reas social o ambientalmente sensibles o cercana a centros poblados.

Tipo de cantera: banco de materiales, zonas de prstamo lateral, rea en colina, lecho de ro, roca fija y otros.

Caractersticas de los materiales en la cantera: calidad y potencia y su clasificacin para aplicacin a partidas de obra.

Condiciones de explotacin: Nivel fretico. Aguas de escorrenta. Accesos. Pendientes.

Procedimientos de explotacin: Solo a mano. Procedimientos mecnicos. Tipo de transporte a utilizar. Rendimiento probable de la explotacin.

Determinacin de los puntos donde se ubicarn los carteles de sealizacin informativa y de proteccin ambiental.

Plan de Manejo Ambiental para su explotacin.

Plan de Restauracin Ambiental despus de su uso.