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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
BESCO EDIFICACIONES S.Á.ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN Y DISEÑO DEL
PAVIMENTOCONDOMINIO SANTA CLARA
ATE-LIMA
Jr. Los Portales Mz I Lt 1, Urb. Los Portales, Amarilis – HuánucoE-mail: [email protected], Cellphone: #954006447
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
BESCO EDIFICACIONES S. A.ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN Y DISEÑO DEL PAVIMENTO
CONDOMINIO SANTA CLARAATE-LIMA
ÍNDICE
RESUMEN Y CONCLUSIONES.........................................................................................4
RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN...........................................11
INFORME............................................................................................................................12
1. ALCANCES DEL ESTUDIO..................................................................................12
2. CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO.............................12
3. UBICACIÓN DEL PROYECTO..............................................................................13
4. TRABAJOS EFECTUADOS....................................................................................13
4.1. TRABAJOS DE CAMPO..................................................................................13
4.2. ENSAYOS DE LABORATORIO.....................................................................13
5. PERFIL DEL SUELO...............................................................................................14
6. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA.........................................................................15
7. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN......................................................................15
7.1. PROFUNDIDAD DE CEMENTACIÓN..........................................................15
7.2. PRESIÓN ADMISIBLE EN LA ARCILLA.....................................................17
7.3. PRESIÓN ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO EN LA GRAVA...............19
8. SISMICIDAD............................................................................................................23
9. PARÁMETROS PARA DISEÑO DE LAS OBRAS DE SOSTENIMIENTO........23
10. AGRESIVIDAD DEL SUELO.............................................................................25
11. COEFICIENTEDEBALASTO..............................................................................25
12. DISEÑO DEL PAVIMENTO...............................................................................26
12.1. EVALUACIÓN DE LA SUB-RASANTE....................................................26
12.2. ANÁLISIS DEL TRÁNSITO........................................................................27
12.3. PAVIMENTO DE CONCRETO ASFÁLTICO............................................27
12.4. PAVIMENTO DE CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND..................29
12.5. ESPESOR DE LAS VEREDAS DE CONCRETO........................................32
13. RECOMENDACIONES.......................................................................................33
13.1. RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACION.................................33
BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................................34
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
TRABAJOS DE CAMPO....................................................................................................36
ENSAYOS DE LABORATORIO.......................................................................................36
ESPECIFICACIONES TECNICAS....................................................................................36
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
BESCO EDIFICACIONES S. A.ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN Y DISEÑO DEL PAVIMENTO
CONDOMINIO SANTA CLARAATE-LIMA
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. Las edificaciones comprendidas en este estudio están constituidas por
estructuras del tipo convencional de concreto armado de hasta ocho pisos
de altura con un sótano fuera del área de los edificios. La obra transmite
sus cargas al terreno mediante cimientos corridos y/o zapatas aisladas de
concreto armado. Eventualmente se puede emplear plateas rígidas de
cimentación con vigas de concreto armado. El área del terreno es de 17,299
m2 con un área techada de primer piso de 7,503 m2, con un sótano de área
techada de 1,700 m2 y acuerdo a la estructura y el número de pisos, las
estructuras se clasifican desde el punto de vista de la investigación de suelo
como tipo C. El pavimento tendrá superficie de rodadura de concreto de
cemento Portland o de concreto de cemento asfáltico con base granular
sobre una sub-rasante mejorada por compactación.
2. El perfil del suelo es homogéneo y está formado por un depósito de origen
cuaternario, compuesto por suelos finos sobre granulares gruesos con una
capa de Relleno No Controlado Superficial.
En la superficie se encuentra una capa de Relleno No Controlado (artificial)
compuesto por arena limosa con desperdicios orgánicos. Este Relleno
Artificial llega hasta profundidades variables entre 0.20 m y 0.60 m.
Dada la naturaleza de este tipo de material artificial su profundidad puede
variar respecto a la encontrada en las perforaciones. Estos materiales
inadecuados deben ser removidos, hasta llegar al suelo natural antes
de iniciar las obras, tal como indica la norma Técnica de Edificaciones
E.050, Suelos y Cimentaciones (Capitulo 4, Artículo 19).
El primer estrato está formado por arcilla ligeramente limosa de plasticidad
baja, medianamente compacta, ligeramente húmeda, color marrón claro
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(CL), con presencia de gravas aisladas. Este estrato se encuentra desde la
superficie o bajo el Relleno No Controlado (artificial) y llega hasta
profundidades variables entre 1.60 m y 2.70 m. En algunas zonas se
encuentran, dentro de este estrato de arcilla, bolsones de arena fina mal
graduada, medianamente densa, ligeramente húmeda, color gris claro (SP)
o arena fina limosa medianamente densa, ligeramente húmeda, color
marrón amarillento (SM).
Finalmente, se encontró grava arenosa mal, medianamente densa,
ligeramente húmeda, color gris claro, con partículas sub redondeadas, y
bolones de Tamaño Máximo 26 cm (GP). Este estrato se encuentra desde
profundidades variables entre 1.60 m y 2.70 m y llega más allá de la máxima
profundidad investigada 5.00 m. Este depósito de material del Río Rímac
continúa en forma similar por debajo de los 280 m (Kuroiwa, 1977; Repetto,
190).
3. En la zona comprendida en el estudio no se ha detectado la Napa Freática
dentro de la profundidad investigada (5.00 m) en la fecha que se realizó la
investigación de campo (23 de junio del 2010).
4. El análisis del perfil del suelo encontrado permite recomendar tres
alternativas de cimentación:
Alternativa 1 Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre la
arcilla.
Alternativa 2 Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre la
grava.
Alternativa 3 Plateas rígidas de cimentación con vigas de
cimentación de concreto armado formando anillos cerrados. Todos de
concreto armado.
5. Teniendo en cuenta las características de las estructuras y el perfil
del suelo encontrado, se recomienda:
Alternativa 1.- Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre
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la arcilla con una profundidad de cimentación genérica de 1.20 m con
respecto a la superficie natural del terreno para proporcionar a la
cimentación un confinamiento adecuado y evitar que los cambios cíclicos en
el contenido de humedad del suelo causen deformaciones inadecuadas a la
estructura. Si al llegar a esa profundidad no se ha penetrado 0.20 m en
la arcilla medianamente compacta, se continuará excavando hasta
penetrar 0.20 m en él. En este caso la diferencia de niveles, entre el nivel de
cimentación propuesto (1.20 m) y el nivel final de la excavación para
penetrar 0.20 m en la arcilla medianamente compacta, será rellenado con
concreto ciclópeo en proporción 1:10 (cemento: hormigón) con un f´c
mínimo de 80 kg/cm 2 con adición de piedra grande de 3" a 8'',
representando ésta un máximo de 30% del volumen total de la mezcla.
Alternativa 2.- Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre
la grava con una profundidad de cimentación genérica de 1.40 m con
respecto a la superficie natural del terreno o el nivel del piso terminado del
sótano, para proporcionar a la cimentación un confinamiento adecuado.
Si al llegar a esa profundidad no se ha penetrado 0.20 m en la grava
arenosa medianamente densa, se continuará excavando hasta penetrar
0.20 m en ella. En este caso la diferencia de niveles, entre el nivel de
cimentación propuesto (1.40 m) y el nivel final de la excavación para
penetrar 0.20 m en la grava arenosa medianamente densa, será rellenado
con concreto ciclópeo en proporción 1:10 (cemento: hormigón) con un f´c
mínimo de 80 kg/cm2 con adición de piedra grande de 3" a 8",
representando ésta un máximo de 30% del volumen total de la mezcla.
Alternativa 3.- Plateas rígidas de cimentación de concreto armado (con
acero en dos direcciones) con vigas de cimentación de concreto
armado formando anillos cerrados. Las vigas de borde e interiores
deberán apoyarse sobre el suelo fino natural (arcilla mediante compacta). El
espesor de la viga de borde debe ser de 0.70 m como mínimo. En el caso
de la losa se apoyará sobre un relleno controlado con material de afirmado
de 0.45 m de espesor como mínimo. Este relleno controlado se compactará
en capas no mayores de 15 cm hasta lograr el 95% de la máxima densidad
seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado Método C NTP
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339.141 (ASTM 1557). Para verificar la compactación se realizarán
Controles de Densidad en el Campo NTP 339.143 (ASTM D-1556) estos
controles se realizarán cada 250 m2 de superficie en puntos dispuestos
en tresbolillo. Para el caso de áreas pequeñas menor o igual a 25 m2 se
efectuará un ensayo.
6. Para los valores mínimos de los factores de seguridad designados por la
NTE E.050, 3 para cargas estáticas y 2.5 durante la acción de un sismo,
las presiones admisibles en el presente caso son:
Alternativas 1y 3: qa = 0.50 kg/cm2
Alternativa 2 : qa = 5.00 kg/cm2
7. De acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones, Normas Técnica
de Edificación E.030 - Diseño sismo resistente, el área estudiada tiene
las siguientes características:
Parámetro Valor
Alternativa 1 y 3 2
Tipo de suelo S3 S1
Período (Tp) 0.9 0.4
Amplificación de la acción sísmica (S) 1.40 1.00
8. En la zona estudiada no se ha encontrado la napa freática dentro de la
zona activa de la cimentación, ni se ha detectado la presencia de sales
agresivas al concreto, por lo que de acuerdo a las recomendaciones de
American Concrete Institute (ACI 201) no se requiere adicionar protección
a la cimentación fuera de la usual.
9. El Relleno Artificial encontrado debe ser eliminado antes de iniciar las
obras conforme a lo indicado en la Norma Técnica de Edificaciones E-050
en el Capítulo 4, acápite 4.3 "Profundidad de Cimentación" indica que no
debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal,
desmonte o relleno sanitario y que estos materiales inadecuados
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deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir la
edificación y ser reemplazados con materiales que cumplan con lo
indicado en el acápite 4.4.1 “Rellenos controlados o de ingeniería”.
10. Se recomienda que los Rellenos Controlados. que se requieran para
nivelar el Terreno, luego de eliminado el Relleno Artificial o los suelos
finos, se construyan con materiales granulares (afirmado o por grava
arenosa a la que se le deben retirar los balones mayores a 7.50 cm) y se
compacten convenientemente a una densidad no menor del 95% de la
máxima densidad seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado
Método C con la finalidad de evitar problemas causados por la
deformación del relleno ubicado bajo los pisos.
11. Los Rellenos Controlados pueden ser realizados antes o después de
construidos los sobrecimientos, en el caso de efectuar el Relleno
Controlado antes de construir los sobre cimientos se deberá recompactar
la zona cercana a la cimentación con la finalidad de confinarlos
adecuadamente. Para verificar la compactación se realizarán Controles de
Densidad en el Campo (NTP 339.143 o NTP 339.144). Este ensayo se
realizará cada 250 m2 de superficie en puntos dispuestos en tresbolillo.
Para el caso de áreas pequeñas, se efectuará un ensayo para un área
menor o igual a 25 m2 y dos ensayos para áreas mayores.
12. La sub-rasante estará constituida por arcilla limosa arenosa, de
plasticidad media, compacta, ligeramente húmeda, color marrón claro [A-
4-8] la que se clasifica desde el punto de vista de pavimentos como
regular a pobre. Este material deberá ser escarificado hasta una
profundidad de 0.25 m por debajo del nivel de la subrasante y compactado
hasta lograr el 9.5% de la máxima densidad seca obtenida mediante el
ensayo Proctor Modificado. El valor del C.B.R. de la arcilla ligeramente
limosa encontrada es de 8.5, a una densidad equivalente al 95% de la
densidad máxima del Proctor Modificado.
13. La estructura del pavimento de concreto asfáltico estará formada por:
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5.0 cm Pavimento de Concreto Asfáltico en caliente
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
20 cm Sub base Granular (C.B.R. ≥40)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado
La estructura del pavimento de concreto de cemento Portland estará formada
en todas las zonas por:
15 cm Pavimento de Concreto de cemento Portland
f'c = 210 kg/cm 2
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado
La estructura de la vereda de concreto de cemento Portland formada por:
15 cm Vereda de Concreto de cemento portland f'c = 175 kg/cm 2
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante Mejorada por Compactación.
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
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mediante el ensayo Proctor Modificado
14. Se instalarán juntas longitudinales, con una separación entre juntas
variable entre 3.00 y 4.00 m, coincidiendo generalmente con las líneas
divisorias de los canales de tránsito. Deberán llevar barras corrugadas de
unión de alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Ø de 1/2"@ 0.50 m, para
impedir la separación de sus bordes, la longitud de la barra será 0.80 m. Las
juntas deberán ser aserradas con una abertura de 4 a 6 mm la profundidad
de la ranura debe ser por lo menos igual a 40 mm.
15. Se instalarán juntas de contracción, con una separación entre juntas con
cualquier dimensión menor de 5.00 m. Deberán llevar barras lisas de unión
de alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Ø de 3/4"@ 0.30 m, para una
transferencia adecuada de la carga, la longitud de la barra será 0.36 m. Las
juntas deberán ser aserradas con una abertura de 4 a 6 mm la profundidad
de la ranura debe ser por lo menos igual a 50 mm.
16. En las zonas de la losa cercanas a las intersecciones se colocará una junta
aislante transversal de 2.00 cm de espesor. Deberán llevar barras lisas de
unión de alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Ø de 3/4"@ 0.30 m, para
una transferencia adecuada de la carga, la longitud de la barra será 0.36 m,
en un extremo la barra deberá estar engrasada y llevar un capuchón.
17. En las juntas se colocará un sellador semi rígido del tipo Masterfill 300 o
similar, este deberá ser aplicado a los 90 días de vaciado el concreto, en
caso de efectuar un sellado antes de los 90 días puede requerir un resellado
a los 90 días.
18. No está permitido el vaciado de las losas en forma de damero, el sistema
constructivo será un vaciado continuo por franjas.
Lima, 23 de julio del 2010
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BESCO EDIFICACIONES S. A.ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
Y DISEÑO DEL PAVIMENTOCONDOMINIO SANTA CLARA
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RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
De acuerdo con la Norma Técnica de Edificaciones E-050 "Suelos y
Cimentaciones'', la siguiente información deberá transcribirse en los planos de
cimentación. Esta información no es limitativa, y deberá cumplirse con todo lo
especificado en el presente Estudio de Suelos y en el Reglamento Nacional de
Construcciones.
TIPO DE CIMENTACIÓN:
ALTERNATIVA 1: ZAPATAS AISLADAS O CONTINUAS, DE CONCRETO ARMADO SOBRE ARCILLA.
ALTERNATIVA 2: ZAPATAS AISLADAS O CONTINUAS, DE CONCRETO ARMADO SOBRE GRAVA.
ALTERNATIVA 3: PLATEAS RÍGIDAS DE CIMENTACIÓN APOYADA EN UN RELLENO CONTROLADO
DE 45 CM DE ESPESOR, CON VIGAS PERJMETRALES E INTERIORES DE CONCRETO ARMADO DE 0.70 M
DE PERALTE MÍNIMO.
ESTRATO DE APOYO DE LA CIMENTACIÓN:
ALTERNATIVA 1Y3: ARCILLA MEDIANAMENTE COMPACTA
ALTEALTERNATIVA 2: GRAVA ARENOSA MEDIANAMENTE DENSA
PARAMETROS DE DISEÑO DE LA CIMENTACION.
PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN:
ALTERNATIVA 1: 1.20 M Y HASTA PENETRAR 0.20 M EN LA ARCILLA MEDIANAMENTE COMPACTA.
ALTERNATIVA 2: 1.40 M Y HASTA PENETRAR 0.20 M EN LA GRAVA ARENOSA MEDIANAMENTE DENSA
ALTERNATIVA 3: PLATEA RÍGIDA SOBRE UN RELLENO CONTROLADO DE 0.45 M Y CON VIGAS
PERJMETRALES E INTERIORES DE 0.70 M DE PERALTE MÍNIMO.
PRESIÓN ADMISIBLE:
ALTERNATIVA 1 Y 3: 0.5 KG/C M2.
ALTERNATIVA 2: 5.00 KG/CM 2
FACTOR DE SEGURIDAD POR CORTE (ESTATICO DINAMICO): MAYOR A 3 Y 2,50
ASENTAMIENTO DIFERENCIAL MAXIMO ACEPTABLE: 0.80 CM
AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACIÓN: NO DETECTADA
RECOMENDACIONES ADICIONALES : NO DEBE CIMENTARSE SOBRE TURBA, SUELO ORGNICO,
TIERRA VEGETAL, DESMONTE RELLENO SANITARIO O RELLENO ARTIFICIAL Y ESTOS MATERIALES
INADECUADOS DEBERAN SER REMOVIDOS EN SU TOTALIDAD ANTES DE CONSTRUIR LA
EDIFICACION Y SER REMPLAZADOS CON MATERIALES ADECUADOS DEBIDAMENTE COMPACTADOS.
PROTEGER ADECUADAMENTE LOS SITEMAS DE CONDUCCION DE AGUA A FIN DE ENVIAR FALLAS
QUE GENEREN LA SATURACION DE SUELO.
Lima, 23 de julio del 2010.
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CONDOMINIO SANTA CLARAATE-LIMA
INFORME
1. ALCANCES DEL ESTUDIO
Es objeto del presente informe mostrar los trabajos realizados, así como los
resultados y conclusiones obtenidas en el Estudio de Suelos ejecutado con
objeto de determinar la información requerida para el diseño de las estructuras
de cimentación y diseño del pavimento interno del PROYECTO
CONDOMINIO SANTA CLARA. Este estudio ha sido ejecutado de acuerdo
al Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma Técnica E.050,
Suelos y Cimentaciones (Resolución Suprema Nº 11-2006-VIVIENDA del 8
de mayo de 2006 y 9 de junio del 2006) y de la Norma Técnica CE.010
Pavimentos Urbanos (Decreto Supremo Nº 001-2010-VIVIENDA, del 13 de
enero del 2010).
2. CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO
Las edificaciones comprendidas en este estudio están constituidas por
estructuras del tipo convencional de concreto armado de hasta ocho pisos de
altura con un sótano fuera del área de los edificios. La obra transmite sus cargas
al terreno mediante cimientos corridos y/o zapatas aisladas de concreto armado.
Eventualmente se puede emplear plateas rígidas de cimentación con vigas de
concreto armado. El área del terreno es de 17,299 m2 con un área techada de
primer piso de 7,503 m2, con un sótano de área techada de 1,700 m2 y
acuerdo a la estructura y el número de pisos, las estructuras se clasifican desde
el punto de vista de la investigación de suelo como tipo C. El pavimento tendrá
superficie de rodadura de concreto de cemento Portland o de concreto de
cemento asfáltico con base granular sobre una sub-rasante mejorada por
compactación.
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3. UBICACIÓN DEL PROYECTO
El terreno materia de este estudio se encuentra ubicado la Lotización ex-fundo
La Estrella, Lotes 113 y 114 (Av. N. Ayllón Km 9.50), en el Distrito de Ate,
Provincia y Departamento de Lima
4. TRABAJOS EFECTUADOS
4.1. TRABAJOS DE CAMPO
Según la Norma Técnica de Edificaciones E-050, en el presente caso se
requieren diez (10) sondajes. Los sondajes fueron realizados mediante el
sistema de calicata excavada con herramientas manuales hasta una
profundidad máxima de 5.00 m. Las calicatas se numeraron C-1 al C-10. La
ubicación de las perforaciones se muestra en la Lámina Nº 01.
En las perforaciones se registró el perfil del suelo cuidadosamente y se
clasificaron visualmente los estratos de acuerdo a la Norma Técnica de
Edificaciones E-050 y las Normas NTP 339.162, NTP 339.134 y NTP
339.150, extrayéndose muestras representativas en los suelos, las que
debidamente protegidas fueron remitidas al laboratorio para su análisis.
En las Láminas Nº 02 al Nº 15 se encuentran los perfiles de suelos.
4.2. ENSAYOS DE LABORATORIO
En el laboratorio se verifico la clasificación visual de las muestras y se
procedió a ejecutar con ellas:
- Análisis Granulométrico NTP 339.128
- Límites de Atterberg NTP 35439.129
- Humedad NTP 339.127
- Triaxial No consolidado No drenado NTP 339.164
- Compactación Proctor NTP 339.141
- C.B.R NTP 339.145
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Después de realizados los ensayos de laboratorio se procedió a comparar sus
resultados con las características de los suelos obtenidos en el campo,
efectuándose las compatibilizaciones correspondientes en los casos que fue
necesario. Así se obtuvo el perfil de suelos definitivo, que es el que se presenta.
En las Láminas N° 16 al N° 36, se encuentran los resultados de los ensayos de
laboratorio.
5. PERFIL DEL SUELO
El perfil del suelo es homogéneo y está formado por un depósito de origen
cuaternario, compuesto por suelos finos sobre granulares gruesos con una
capa de Relleno No Controlado Superficial.
En la superficie se encuentra una capa de Relleno No Controlado (artificial)
compuesto por arena limosa con desperdicios orgánicos. Este Relleno
Artificial llega hasta profundidades variables entre 0.20 m y 0.60 m.
Dada la naturaleza de este tipo de material artificial su profundidad
puede variar respecto a la encontrada en las perforaciones. Estos
materiales inadecuados deben ser removidos, hasta llegar al suelo
natural antes de iniciar las obras tal como lo indica la Norma
Técnica de Edificaciones E.OSO, Suelos y Cimentaciones (Capitulo 4,
Artículo 19).
El primer estrato está formado por arcilla ligeramente limosa de plasticidad
baja, medianamente compacta, ligeramente húmeda, color marrón claro
(CL), con presencia de gravas aisladas. Este estrato se encuentra desde la
superficie o bajo el Relleno No Controlado (artificial) y llega hasta
profundidades variables entre 1.60 m y 2.70 m. En algunas zonas se
encuentran, dentro de este estrato de arcilla, bolsones de arena fina mal
graduada, medianamente densa, ligeramente húmeda, color gris claro (SP)
o arena fina limosa medianamente densa, ligeramente húmeda, color marrón
amarillento (SM).
Finalmente, se encontró grava arenosa mal, medianamente densa,
ligeramente húmeda, color gris claro, con partículas sub redondeadas, y
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balones de Tamaño Máximo 26 cm (GP). Este estrato se encuentra desde
profundidades variables entre 1.60 m y 2.70 m y llega más allá de la
máxima profundidad investigada 5.00 m. Este depósito de material del Río
Rímac continúa en forma similar por debajo de los 280 m (Kuroiwa, 1977;
Repetto, 1980).
6. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA
La ubicación de la Napa Freática es función de la época del año en la que
se realice la investigación de campo, así como de las variaciones naturales
de los sistemas de lluvia que abastecen los estratos acuíferos.
En la zona comprendida en el estudio no se ha detectado la Napa Freática
dentro de la profundidad investigada (5.00 m) en la fecha que se realizó la
investigación de campo (23 de junio del 2010).
7. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN
El análisis del perfil del suelo encontrado permite recomendar tres
alternativas de cimentación.
Alternativa 1 Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre la
arcilla.
Alternativa 2 Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre la
grava.
Alternativa 3 Plateas rígidas de cimentación con vigas de
cimentación de concreto armado formando anillos cerrados. Todos de
concreto armado.
7.1. PROFUNDIDAD DE CEMENTACIÓN
Teniendo en cuenta las características de las estructuras y el perfil del
suelo encontrado, se recomienda:
Alternativa 1.- Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre
la arcilla con una profundidad de cimentación genérica de 1.20 m con
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
respecto a la superficie natural del terreno para proporcionar a la
cimentación un confinamiento adecuado y evitar que los cambios cíclicos en
el contenido de humedad del suelo causen deformaciones inadecuadas a
la estructura. Si al llegar a esa profundidad no se ha penetrado 0.20 m en
la arcilla medianamente compacta, se continuará excavando hasta penetrar
0.20 m en él. En este caso la diferencia de niveles, entre el nivel de
cimentación propuesto (1.20 m) y el nivel final de la excavación para
penetrar 0.20 m en la arcilla medianamente compacta, será rellenado
con concreto ciclópeo en proporción 1:10 (cemento: hormigón) con un f'c
mínimo de 80 kg/cm 2 con adición de piedra grande de 3" a 8'',
representando ésta un máximo de 30% del volumen total de la mezcla.
Alternativa 2.- Zapatas aisladas o continuas de concreto armado sobre
la grava con una profundidad de cimentación genérica de 1.40 m con
respecto a la superficie natural del terreno o el nivel del piso terminado del
sótano, para proporcionar a la cimentación un confinamiento adecuado. Si al
llegar a esa profundidad no se ha penetrado 0.20 m en la grava arenosa
medianamente densa, se continuará excavando hasta penetrar 0.20 m en ella.
En este caso la diferencia de niveles, entre el nivel de cimentación propuesto
(1.40 m) y el nivel final de la excavación para penetrar 0.20 m en la grava
arenosa medianamente densa, será rellenado con concreto ciclópeo en
proporción 1:10 (cemento: hormigón) con un f'c mínimo de 80 kg/cm2 con
adición de piedra grande de 3"a 8'', representando ésta un máximo de 30%
del volumen total de la mezcla.
Alternativa 3.- Plateas rígidas de cimentación de concreto armado
(con acero en dos direcciones) con vigas de cimentación de
concreto armado formando anillos cerrados. Las vigas de borde e
interiores deberán apoyarse sobre el suelo fino natural (arcilla medianamente
compacta). El espesor de la viga de borde debe ser de 0.70 m como mínimo.
En el caso de la losa se apoyará sobre un relleno controlado con material de
afirmado de 0.45 m de espesor como mínimo. Este relleno controlado se
compactará en capas no mayores de 15 cm hasta lograr el 95% de la máxima
densidad seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
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NTP 339.141 (ASTM 1557). Para verificar la compactación se realizarán
Controles de Densidad en el Campo NTP 339.143 (ASTM D-1556) estos
controles se realizarán cada 250 m2 de superficie en puntos dispuestos en
tresbolillo. Para el caso de áreas pequeñas menor o igual a 25 m2 se
efectuará un ensayo.
7.2. PRESIÓN ADMISIBLE EN LA ARCILLA
En las Alternativas 1y 3, la capacidad de carga de una zapata cimentada
sobre un suelo cohesivo está dada por
- zapata continua:
qd =cNc+ ˠ1 DfNq + 0.4ˠ2BNˠ
- zapata cuadrada:
qd =1.2cNc+ ˠ1 DfNq + 0.4ˠ2BNˠ
Dónde:
c : Cohesión
Df : Profundidad de cimentación
B : Ancho de la zapata
ˠ1 : Peso específico del suelo situado encima de la zapata.
ˠ2 : Peso específico del suelo situado debajo de la zapata.
Nc, Nq, Nˠ : Factores de capacidad de carga.
En el caso de cargas dinámicas la cohesión se debe reducir al 80% de la
empleada para el caso de cargas de gravedad. Reemplazando:
c = 0.31 km/cm2 (cargas de gravedad);
0.25 kg/cm2 (cargas dinámicas)
Ø´ = 0 (condición más desfavorable).
ˠ1 = 1.97 gr/cm3
ˠ2 = 1.97 gr/cm3
Df. = 1.20 m
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Nc = 5.14
Nq = 1
N ˠ = 0
Se obtiene:
Cargas de gravedad kg/cm2 Cargas dinámicas kg/cm2
qd 1.59 1.27
qds 1.91 1.53
Los valores mínimos de los factores de seguridad designados por la NTE
E.050, son 3 para cargas estáticas y 2.5 durante la acción de un sismo. Por
lo tanto, la presión admisible por corte recomendada en el presente caso es
de:
Alternativas 1y3: qa 0.50 kg/cm2
7.2.1. ASENTAMIENTOS
Los suelos cohesivos encontrados en la zona son preconsolidados. Esto
se puede verificar empleando el procedimiento propuesto por Terzaghi,
Peck y Mesri (1996), en el que usando la ecuación propuesta por
Skempton se puede determinar si una arcilla es normalmente
consolidada o es preconsolidada. La ecuación es una función de la
presión de tapada (σ'), la cohesión del suelo (c) y el índice de
plasticidad (IP). Para arcillas normalmente consolidadas debe verificarse
la siguiente ecuación:
c/σ' = 0.11 + 0.0037 IP
En el presente caso y de acuerdo con los resultados obtenidos en los
ensayos de laboratorio tenemos:
C = 0.31 kg/cm 2
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σ' = 0.267 kg/cm2 (a 1.60 m)
IP = 11
Se obtiene:
c/ σ' = 1.16
0.11 + 0.0037 IP = 0.15
c/ σ' > 0.11 + 0.0037 IP
De acuerdo a Skempton se trata de un suelo preconsolidado y en
consecuencia no se prevén asentamientos mayores que los admisibles
para el tipo de estructura propuesta.
La Norma E 050 exige que se indique el valor del asentamiento diferencial
admisible, por lo que en el presente caso para el tipo de estructura propuesta,
considerando una separación entre columnas de 4.00 m, y una distorsión
angular de 1/500, el asentamiento admisible diferencial ser igual a 0.80 cm.
7.2.2. COLAPSO
El colapso probable de los suelos puede determinarse en función de su
densidad natural seca (ˠd) y del Límite Liquido (LL).
Muestra Profundidad LL ˠd (gr/cm3) Resultado
C-3 1.50 - 1.70 m 27 1.67 NO COLAPSABLE (1).
(1) NTE E.050 (Design manual: soil mechanics, foundations and earth structures NA VFAC DM-7)
Por lo tanto, el suelo no presenta las condiciones requeridas para la
ocurrencia del fenómeno de colapso.
7.3. PRESIÓN ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO EN LA GRAVA
Los suelos existentes dentro de la profundidad activa de la cimentación en
la Alternativa 2 son granulares. En estos suelos la presión admisible se
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encuentra controlada normalmente por asentamientos y es función del ancho
de la zapata, del asentamiento máximo permisible y del número de golpes
por pie obtenido en el ensayo estándar de penetración.
En suelos con piedras grandes como el encontrado en este estudio, es
imposible ejecutar ensayos de penetración para determinar el valor de N.
Sin embargo, es posible estimar un valor de N equivalente a partir de la
experiencia en casos similares al presente; teniendo también en
consideración el tipo de suelo granular, la matriz del mismo y que la
compresibilidad de una grava es menor que la de una arena a la misma
densidad relativa.
Tratándose de una grava arenosa medianamente densa el valor promedio
del ensayo estándar de penetración (S.P.T.) dentro de la profundidad activa
Z1 no será menor de 45.
El valor de presión admisible se calculará empleando el método propuesto
por Terzaghi. Peck, R. Mesri, G. (1996) y está dada por.
qa=0.096∗(Ṅ60 )1.4
B0.75 ∗f δ f NF f F
Dónde:
qa = presión admisible por asentamiento en suelos granulares en
kg/cm2 .
Ṅ60 = promedio número de golpes del ensayo estándar de penetración
en la zona Z1 corregido por longitud de barras, diámetro de la
perforación y energía.
f δ = factor de corrección por asentamiento admisible.
fNF = factor de corrección por variación dela Napa Freática.
fF = factor de corrección de la forma de la Zapata.
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B’= ancho efectivo de la cimentación en m.
f F=Sc(L ´ I B´=1)
Sc(L´ I B´>1 )
Si:
L ´ I B ´>1 , f F=
1
[ 1.25(L´ I B ´ )(L´ I B ´ )+0.25 ]
2
Si:
L ´ I B ´=∞ , f F=0.64
f δ=δt
16mm
Luego se tiene:
N60= 45
Si B = L =2.00 m.
fF = 1
Distancia critica para asentamientos = 4.00 m.
δdif =400/500 = 0.80 cm.
δt = 0.80/0.75 = 1.07cm (Terzaghi, relación entre el asentamiento total de una
zapata y el diferencial con el resto, si se diseña con el qa de la zapata mayor)
Luego la presión admisible resulta ser:
Alternativa 2 qa= 5.00 kg/cm2
7.3.1. FACTOR DE SEGURIDAD EN LA GRAVA
La capacidad de carga de una zapata cimentada sobre suelo granular está
dada por
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qd = ˠ1 DfNq+ 0,4 + 0.4ˠ2BNˠ
Dónde:
Df : profundidad de cimentación.
B : ancho de zapata.
ˠ1 : peso específico del suelo situado encima de la
zapata.
ˠ2 : peso específico del suelo situado debajo de la
zapata.
NˠNq : factores de capacidad de carga.
Para N = 45 el ángulo de fricción interna (Ø´) resulta ser igual a:43° para
cargas de gravedad y 41° durante un sismo y los factores de capacidad de
carga resultan ser en ese caso:
Reemplazando:
Df : 1.40m.
ˠ1 : 1.97 gr/cm3
ˠ2 : 2.20 gr/cm3
Se obtiene (qd kg/cm2 para B en m):
qd estático = 23.1 + 15.1 B.
qd estático = 17.3 + 10.0 B.
En estas expresiones se observa que qd es mayor que 23.1 y 17.3 kg/cm2
(casos estático y dinámico respectivamente). Comparando estos valores con
las presiones admisibles por asentamiento, podemos concluir que si las
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zapatas se dimensionan de acuerdo a la presión admisible por asentamientos,
los factores de seguridad satisfacen las exigencias de la NTE E.050, de ser
mayor que 3 para cargas estáticas y 2.5 durante la acción de un sismo. Por lo
tanto, la presión admisible (estática y dinámica) se encuentra controlada por
asentamiento y es:
Alternativa 2 : qa = 5.00 kg/cm2
8. SISMICIDAD
Las vibraciones producidas por un sismo se transmiten a partir de su origen a
través de las rocas de la corteza terrestre. En un lugar específico, las
vibraciones que llegan al basamento rocoso son a su vez transmitidas hacia la
superficie a través de los suelos existentes en el lugar. Las vibraciones sufren
variaciones al ser transmitidas a lo largo de las trayectorias recorridas,
llegando a la superficie con características que dependen no sólo de las que
tenían en su origen, sino también de la trayectoria seguida a lo largo de la
corteza terrestre y de las propiedades de los suelos que existen en el lugar.
En el presente caso, para determinar la sismicidad del lugar se han analizado
las aceleraciones procedentes de los mapas de aceleraciones máximas en la
roca para períodos de recurrencia sísmica de 30,50 y 100 años propuestas por
Casaverde y Vargas (1980) los que indican que el terreno estudiado se
encuentra en una zona de sismicidad muy alta.
De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E.030 - Diseño
Sismorresistente, el área estudiada tiene las siguientes características.
Parámetro Valor
Alternativa 1 y 3 2
Tipo de suelo S3 S1
Período (Tp) 0.9 0.4
Amplificación de la acción sísmica (S) 1.40 1.00
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9. PARÁMETROS PARA DISEÑO DE LAS OBRAS DE
SOSTENIMIENTO
En el proceso de perforación de las calicatas no se observaron problemas de
estabilidad en las paredes por el efecto de arco que se produce en este tipo de
excavación y la cohesión de los suelos finos. No se han observado filtraciones
ni zonas con suelo saturado.
En la obra deberán tomarse las precauciones debidas para proteger las
paredes de las excavaciones y cimentaciones en general de las
edificaciones que limitan con el proyecto, mediante entibaciones y/o
calzaduras con la finalidad de proteger a los operarios y evitar daños a
terceros conforme lo indica la Norma E.050.
A continuación se presentan los parámetros para el diseño de los sistemas de
protección de las excavaciones.
Se recomienda emplear un valor del ángulo de fricción interna del suelo Φ =
30º en la zona de excavación.
El método simplificado propuesto por Seed y Whitman proporciona un valor
adecuado que permite tomar en cuenta en el cálculo de los empujes laterales
el efecto de los sismos. De acuerdo a su investigación, el valor del coeficiente
de empuje activo sísmico Kas puede calcularse como:
Kas=K a+3Kh
4
Dónde:
Kas : coeficiente de empuje activo en caso de sismo.
Ka : coeficiente de empuje activo estático,
Kh : coeficiente sísmico horizontal.
El punto de aplicación de la resultante debe modificarse para tomar en cuenta
el efecto real del sistema suelo-muro. Prakash y Basavanna sugieren que el
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punto de aplicación del incremento de presión activa causada por el sismo se
aplique a una altura igual a 0.6 H desde la base del muro y la presión estática
activa se aplique a 1/3 H como es usual.
Nombre Símbolo Valor
Peso unitario γ 1.97 ton/m 3
Angulo de fricción Ø 30º
Coeficiente Activo Estático Ka 0.32
Coeficiente en Reposo Estático Ko 0.50
Coeficiente Pasivo Estático Kp 6.65
Factor de Reducción del Empuje Pasivo para δ /∞=0 R 0.47
Coeficiente Activo Dinámico Kas 0.51
Coeficiente en Reposo Dinámico Kos 0.70
Coeficiente Pasivo Dinámico tan δ 0.45
Por otro lado el coeficiente de empuje pasivo es menor en el caso sísmico
que en el caso estático, Prakash y Basavanna indican que Kps es 15% menor
que el Kp. Por lo tanto podemos asumir como regla práctica para muros de
contención convencionales que:
Kps = 0.85 Kp
Los valores recomendados para la evaluación de los empujes
laterales son los siguientes:
10. AGRESIVIDAD DEL SUELO
En la zona estudiada no se ha encontrado la Napa Freática dentro de la zona
activa de la cimentación ni se ha detectado la presencia de sales agresivas al
concreto por lo que de acuerdo a las recomendaciones de American Concrete
Institute (ACI 201) no se requiere adicionar protección a la cimentación fuera
de la usual.
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11. COEFICIENTEDEBALASTO
La deformación de un suelo depende su coeficiente de compresibilidad; en el
caso de los suelos cohesivos depende la permeabilidad, de la historia de
cargas del depósito de suelos y de su relación de vacíos. Los suelos no se
comp01ian elásticamente, su comportamiento es viscoelástico tal como puede
apreciarse en los resultados del ensayo triaxial efectuado, por lo tanto; un
suelo real no tiene el comportamiento de un material elástico. Sin embargo, es
práctica usual diseñar las plateas de cimentación modelando el suelo
mediante una cama de resortes, por lo que de acuerdo a lo solicitado se
presenta el valor del coeficiente de balasto Ks; el valor Ks se calcula a partir
de la ecuación propuesta por Vesic (1961):
k s=0.65 (12√ ESB4
E f I f ) ES
1−μ2
Dónde:
ks = coeficiente de balasto.
Es = módulo de elasticidad del suelo
B = ancho de la cimentación
I = momento de inercia de la cimentación.
Ef = módulo de elasticidad del material de la cimentación
μ = coeficiente de Poisson
Esta ecuación puede simplificarse por inscripción de acuerdo a la
recomendación de J. E. Bowles (1974) y resulta:
Los parámetros del suelo cohesivo correspondiente al presente caso son:
Kδ=1.2 Eδ /(1 – μ2)
Eδ = 15kg/cm2
μ = 0.35
Luego el coeficiente de balasto recomendado es.
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Kδ= 17 kg/cm3
12. DISEÑO DEL PAVIMENTO
12.1. EVALUACIÓN DE LA SUB-RASANTE
La sub-rasante estará constituida por arcilla limosa arenosa, de plasticidad
media, compacta, ligeramente húmeda, color marrón claro [A-4-8] la que se
clasifica desde el punto de vista de pavimentos como regular a pobre. Este
material deberá ser escarificado hasta una profundidad de 0.25 m por debajo
del nivel de la subrasante y compactado hasta lograr el 95% de la máxima
densidad seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado. El valor del
C.B.R. de la arcilla ligeramente limosa encontrada es de 8.5, a una densidad
equivalente al 95% de la densidad máxima del Proctor Modificado.
12.2. ANÁLISIS DEL TRÁNSITO
De acuerdo al tipo de obra las cargas sobre el pavimento corresponden a un
tránsito formado fundamentalmente por automóviles o camionetas y a un
número pequeño de camiones de transporte tipo C2 cuyas cargas se
encuentran indicadas en el Reglamento Nacional de Vehículos (Decreto
Supremo N 053-2003-MTC del 12 de octubre del 2003) y que transitan a baja
velocidad.
Las vías dentro del proyecto se clasifican como de tipo Local y el tránsito se
clasifica como Liviano un valor estimado de ESAL no mayor de 4.5 x 105 ejes
de 8.2 toneladas (18 Kips) durante el período de diseño de 20 años.
12.3. PAVIMENTO DE CONCRETO ASFÁLTICO
De acuerdo al procedimiento de diseño propuesto por la AASHTO el espesor
de la estructura del pavimento depende entre otros de los siguientes
parámetros: el tránsito; el nivel de servicio inicial y final; el valor de soporte de
la sub-rasante (C.B.R.), la calidad de los materiales disponibles, y los
procedimientos previstos para la construcción. La ecuación que los relaciona
es la siguiente:
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logW 18=ZR S0+9.36 log (SN+1 )−log [ ∆ PSI
4.2−1.5 ]0.4+ 1094
(SN+1 )5.19
+2.32logMg−8.07
Dónde:
W18(ESAL) : Numero de ejes de 8.2 ton en el periodo de diseño.
R : Confiabilidad.
ZR : Desviación estándar normal.
S0 : Desviación estándar total.
∆PSI : Perdida en el nivel de servicio.
Mg : Modulo de resistencia de la subrasante.
mi : Factor de drenaje.
SN : Numero estructural de diseño.
Remplazando:
W18 (ESAL) : 104 ejes de 8.2 ton.
R : 80
ZR : -0.841
S0 : 0.49
Pt : 2.00
∆PSI : 2.20
CBR(subrasante) : 8.5
MR : 10,051 pci
CBR(base) : 80
m2 : 2
Se obtiene:
SN : 2.5
En el presente caso la estructura del pavimento asfaltico estará formada por:
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5.0 cm Pavimento de Concreto Asfáltico en caliente
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
20 cm Sub base Granular (C.B.R. ≥40)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado
12.4. PAVIMENTO DE CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND
El espesor de las capas de la estructura del pavimento de concreto de cemento
Portland, se determina de acuerdo al procedimiento de diseño propuesto por la
AASHTO, en función del volumen de tránsito a prever; el valor de soporte de la
sub-rasante (C.B.R.), la calidad de los materiales disponibles y los
procedimientos previstos para la construcción. Si bien el método emplea la
resistencia a la reflexión a los 90 días, obtenida a partir de especímenes
prismáticos, dado que existen relaciones directas entre este parámetro y la
resistencia a la compresión simple, el control es más fácil si se emplea este
último parámetro f´ c. La ecuación que los relaciona es la siguiente:
logW 18=ZR S0+7.35 log (D+1 )−0.06+log [ ∆ PSI
4.5−p t4.5−1.5 ]
1+1.624 x 107
(D+1 )8.46
+( 4.22−0.32 pt ) log{ ScCd(D0.75−1.132)
215.63J [D 0.75−18.42/(Ec
k)
0.25] }Dónde:
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W18 (ESAL) : Numero de ejes de 8.2 ton. En el periodo de diseño.
ZR : Desviación estándar normal.
S0 : Desviación estándar total.
Pt : Nivel de servicio final.
D : Espesor de Pavimento.
∆PSI : Perdida en el nivel de servicio.
Sc : Módulo de rotura del concreto.
Cd : Factor de drenaje.
K : Módulo de reacción de la subrasante.
Ec : Módulo de elasticidad del concreto.
J : Coeficiente de transferencia de carga.
Remplazando:
W18 (ESAL) : 104 ejes de 8.2 ton.
R : 80
ZR : -0.841
S0 : 0.39
Pt : 2.00
∆PSI : 2.50
f´c : 210 kg/cm2
Sc : 546 psi
Cd : 1
K´ : 226 psi in
Ec : 3.088 106 psi
J : 3.20
CBR(subrasante) : 8.5
CBR(base) : 80
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Por lo tanto el espesor del pavimento de concreto Portland será de 15cm.
15 cm Pavimento de Concreto de cemento Portland
f'c = 210 kg/cm 2
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: l00% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado
12.4.1. JUNTAS LONGITUDINALES
Se instalan para controlar el agrietamiento longitudinal, la separación entre
juntas variará entre 3.00 y 4.00 m, coincidiendo generalmente con las líneas
divisorias de los canales de tránsito. Deberán llevar barras corrugadas de unión
de alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Φ 1/2" @ 0.50 m, para impedir la
separación de sus bordes, la longitud de la barra será 0.80 m. Las juntas
deberán ser aserradas con una abertura de 4 a 6 mm la profundidad de la ranura
debe ser por lo menos igual a 40 mm. En la junta se colocará un sellador semi
rígido del tipo Masterfill 300 o similar, este deberá ser aplicado a los 90 días de
vaciado el concreto, en caso de efectuar un sellado antes de los 90 días puede
requerir un resellado a los 90 días.
12.4.2. JUNTAS TRANSVERSALES
Estas juntas denominadas de contracción controlan el agrietamiento transversal
al disminuir las tensiones de tracción que se originan cuando la losa se contrae
y las tensiones que causa el alabeo producido por diferenciales de temperatura y
de contenido de humedad en el espesor de la losa, separación entre juntas,
cualquier dimensión menor de 5.00 m. Deberán llevar barras lisas de unión de
alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Φ de 3/4" @ 0.30 m, para una
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transferencia adecuada de la carga, la longitud de la barra será 0.36 m. Las
juntas deberán ser aserradas con una abertura de 4 a 6 mm la profundidad de la
ranura debe ser por lo menos igual a 50 mm. En la junta se colocará un sellador
semi rígido del tipo Masterfill 300 o similar, este deberá ser aplicado a los 90
días de vaciado en concreto, el caso de efectuar un sellado antes de los 90 días
puede requerir un resellado a los 90 días.
No está permitido el vaciado de las losas en forma de damero, el sistema
constructivo será un vaciado continuo por franjas.
12.4.3. JUNTAS TRANSVERSALES AISLANTES
En las zonas de la losa cercanas a las intersecciones se colocará una junta
aislante transversal de 2.00 cm de espesor. Deberán llevar barras lisas de unión
de alto límite de fluencia (4,200 kg/cm2) 1 Φ de 3/4" @ 0.30 m, para una
transferencia adecuada de la carga, la longitud de la barra será 0.36 m, en un
extremo la barra deberá estar engrasada y llevar un capuchón. En la junta se
colocará un sellador semi rígido del tipo Masterfill 300 o similar, este deberá ser
aplicado a los 90 días de vaciado en concreto, el caso de efectuar un sellado
antes de los 90 días puede requerir un resellado a los 90 días.
12.5. ESPESOR DE LAS VEREDAS DE CONCRETO
La estructura de la vereda de concreto de cemento Portland estará formada por:
15 cm Vereda de Concreto de cemento portland f'c = 175 kg/cm 2
15 cm Base Granular (C.B.R≥ 80)
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado Método C
25 cm Sub-Rasante Mejorada por Compactación.
Compactación: 95% de la máxima densidad seca obtenida
mediante el ensayo Proctor Modificado
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13. RECOMENDACIONES
13.1. RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACION
El Relleno Artificial encontrado debe ser eliminado antes de iniciar las obras
conforme a lo indicado en la Norma Técnica de Edificaciones E-050 en el
Capítulo 4, acápite 4.3 "Profundidad de Cimentación" indica que no debe
cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte o relleno
sanitario y que estos materiales inadecuados deberán ser removidos
en su totalidad, antes de construir la edificación y ser reemplazados con
materiales que cumplan con lo indicado en el acápite 4.4.1. "Rellenos
controlados o de ingeniería".
Se recomienda que los Rellenos Controlados que se requieran para nivelar el
terreno, luego de eliminado el Relleno Artificial o los suelos finos, se construyan
con materiales granulares (afirmado o por grava arenosa a la que se le deben
retirar los balones mayores a 7.50 cm) y se compacten convenientemente a
una densidad no menor del 95% de la máxima densidad seca obtenida mediante
el ensayo Proctor Modificado Método C con la finalidad de evitar problemas
causados por la deformación del relleno ubicado bajo los pisos.
Los Rellenos Controlados pueden ser realizados antes o después de construidos
los sobrecimientos, en el caso de efectuar el Relleno Controlado antes de
construir los sobre cimientos se deberá recompactar la zona cercana a la
cimentación con la finalidad de confinarlos adecuadamente. Para verificar la
compactación se realizarán Controles de Densidad en el Campo (NTP 339.143
o NTP 339.144). Este ensayo se realizará cada 250 m2 de superficie en puntos
dispuestos en tresbolillo. Para el caso de áreas pequeñas, se efectuará un
ensayo para un área menor o igual a 25 m2 y dos ensayos para áreas mayores.
Lima, 23 de julio del
2010.
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BIBLIOGRAFÍA
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ANEXOS
TRABAJOS DE CAMPO
Ubicación de Sondajes Lamina 01
Perfiles del Suelo Laminas 02 y 15
ENSAYOS DE LABORATORIO
Ensayos de Clasificación Laminas 16 al 22
Ensayo triaxial UU Láminas 23 al 33
Ensayo Proctor Lamina 34
Ensayo CBR Lámina 35 y 36
ESPECIFICACIONES TECNICAS
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BESCO EDIFICACIONES S. A.ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN Y DISEÑO DEL PAVIMENTO
CONDOMINIO SANTA CLARAATE-LIMA
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
1. GENERALIDADES
Se describe en forma general la metodología de trabajo de algunas de las
partidas en el proceso constructivo de la construcción de los pavimentos de
concreto de cemento Portland. Para todo lo que no se especifica en este pliego
se aplicará, de acuerdo con el Ingeniero Supervisor, las pautas e indicaciones
del Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma CE.010 Pavimentos Urbanos
2. TRABAJOS PRELIMINARES
2.1. REMOCIÓN DE LOS RELLENOS NO CONTROLADOS
Se eliminarán todos los suelos superficiales con vegetación y raíces o los
Rellenos No Controlados (artificiales) hasta llegar al suelo natural limpio formado
por grava arenosa.
Para este trabajo se usará según sea el caso, herramientas manuales o equipo
mecánico que incluirá motoniveladoras, volquetes etc.
El material de la remoción se ubicará fuera de la zona o franja del área a
construir, evitando en lo posible su esparcido y se depositará en los lugares
aprobados por el Ingeniero Supervisor.
Se deberán tomar las medidas técnicas necesarias para evitar daños y
perjuicios a terceras personas, bienes o servicios públicos.
3. PAVIMENTOS
3.1. SUB-RASANTE
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3.1.1. Definición
Se denomina sub-rasante al nivel terminado de la estructura del pavimento,
ubicado debajo de la capa base o de la capa de sub-base. Este nivel es
paralelo al nivel de la rasante y se logrará conformando el terreno natural
mediante cortes o rellenos.
Asimismo, se denomina capa de sub-rasante a la capa de 25 cm de espesor,
debajo del nivel de sub-rasante, de suelo proveniente del acabado del
movimiento de tierra (cortes y/o rellenos). Tendrá el ancho completo de la vía
y estará libre de raíces, hierbas, desmonte o material suelto, sensiblemente de
inferior calidad del suelo natural. Esta capa debidamente preparada formará
parte de la estructura del pavimento.
3.1.2. Materiales
El material de la sub-rasante estará constituido por el suelo natural resultante
del corte o por suelos transportados en el caso de rellenos.
3.1.3. Construcción
Una vez concluidas las obras del movimiento de tierra y comprobada la
bondad de las redes y conexiones de energía, agua y desagüe, se procederá
a la escarificación mediante motoniveladora (o rastras en zonas de difícil
acceso) en una profundidad de 25 cm, procediendo a eliminarse las partículas
de tamaño mayor de 7.5 cm.
Luego de la escarificación se procederá al riego y batido utilizando
repetidamente y en ese orden, camiones cisternas, provistos de dispositivos
que garanticen un riego uniforme, y motoniveladora; la operación será
continua hasta lograr un material homogéneo, la humedad de compactación
no deberá variar en ± 2% del Optimo Contenido de Humedad definido por el
ensayo de compactación PROCTOR MODIFICADO (NTP 339.141), obtenida
para una muestra representativa de la capa. Para el caso de áreas pequeñas
y de difícil acceso, el riego y batido se efectuará fuera del suelo hasta lograr la
homogeneidad requerida a fin de lograr los porcentajes de compactación
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especificados.
Luego se procederá a la explanación de este material homogéneo hasta
conformar una superficie que de acuerdo a los perfiles y geometría del
proyecto, una vez compactada, alcance el nivel de la sub-rasante. La
compactación se efectuará con rodillos cuyas características de peso y
eficiencia sean aprobadas por el Ingeniero Supervisor.
En general, para suelos cohesivos se utilizarán rodillos Pata de Cabra, de
cilindros lisos y neumáticos con ruedas oscilantes. Para suelos granulares no
cohesivos se utilizarán rodillos de cilindros lisos y vibratorios.
La compactación se empezará de los bordes hacia el centro y se efectuará
hasta alcanzar el 95% de la máxima densidad seca del ensayo de
compactación tipo Proctor Modificado (NTP 339.141).
Para el caso de áreas de difícil acceso o áreas cerradas se compactará con
plancha vibratoria y hasta alcanzar los niveles de densificación arriba
indicados.
3.1.4. Controles
Para verificar la calidad del suelo:
a. Análisis Granulométrico por Tamizado (NTP 339.128).
b. Límites Líquido y Plástico e Índice de Plasticidad (NTP 339.129).
c. Clasificación de Suelos para propósitos de Construcción de Carreteras -
Sistema de Clasificación A.A.S.H.T.O. (NTP 339.135).
d. Compactación Tipo Proctor Modificado (NTP 339.141).
Todos estos ensayos deben realizarse por cada 1000 m2 de avance, o una
vez al día, si el avance es menor.
Adicionalmente, todos estos ensayos deben efectuarse, obligatoriamente
cuando se evidencia un cambio en el tipo de suelo de la capa de sub-rasante
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Para verificar la compactación:
a. Densidad de Campo (NTP 339.143 o NTP 339.144).
La frecuencia de este ensayo será cada 250m2 en puntos dispuestos en
tresbolillo y para el caso de áreas pequeñas menor o igual a 25m2, se
efectuara un ensayo.
3.2. BASE O SUB-BASE Y RELLENO ESTRUCTURAL
3.2.1 Definición
Se denomina base a la capa final de la estructura del pavimento, que sirve
como apoyo a la carpeta de rodadura y está ubicada sobre la sub-base.
Se denomina sub-base a la capa intermedia de la estructura del pavimento,
ubicada entre la sub-rasantes y la base.
Las sub-bases y las bases tienen finalidades y características semejantes, sin
embargo, las primeras pueden ser de menor calidad. Las funciones de estas
capas son:
- recibir y resistir las cargas del tránsito a través de la capa que
constituye la superficie de rodadura;
- transmitir, adecuadamente distribuidas, estas cargas a las capas
inferiores; impedir que la humedad proveniente de las capas
inferiores, ascienda por capilaridad;
- en caso haya alguna introducción de agua por la parte superior, debe
servir de dren para eliminarla.
- absorber las deformaciones de la sub-rasante, debidas a cambios
volumétricos.
La base y/o sub-base tendrán el ancho y espesor que indiquen las secciones
transversales en los planos.
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3.2.2 Materiales
Los materiales que se usarán como base serán selectos, de características
friccionantes y provistos suficiente cantidad de vacíos para garantizar su
resistencia, estabilidad y capacidad de drenaje.
Serán suelos granulares del tipo A-1a o A-1b del Sistema de Clasificación
AASHTO, es decir gravas o gravas arenosas compuestas por partículas duras
y durables, y de aristas vivas; pueden provenir de depósitos naturales o del
chancado con un tamaño máximo de 3.75 cm (1 1/2"). El material estará libre
de material vegetal y terrones de suelo fino (arcilla y/o limo). Debe contener
cantidad de finos que garanticen una trabajabilidad y den estabilidad a la
superficie antes de colocar el riego de imprimación o la capa de rodamiento.
El material de base debe cumplir los siguientes requisitos:
a.- Gradación.
El material llenará los requisitos de alguna de las granulometrías
dadas en la siguiente tabla:
TAMIZ A.S.T.M. Porcentaje que Pasa en Peso
A B e D
2" (50 mm)
1" (25 mm)
3/8 (9.5 mm)
# 4 (4.75 mm)
# 10 (2.00 mm)
100
----
30-65
25-55
15-40
8-20
100
75-95
40-75
30-60
20-45
----
100
50-85
35-65
25-50
15-30
----
100
60-100
50-85
40-70
25-45
Si se requiere mezclar dos o más materiales para lograr la gradación
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requerida, deberán especificarse los porcentajes en volumen.
La curva granulométrica del material ubicado dentro de estos límites no
debe tener cambios bruscos de curvatura. En el agregado fino, la
fracción del material que pasa, el tamiz # 200, no excederá las dos
terceras partes de la fracción que pasa el tamiz
# 40, el tamaño máximo será de 3.75 cm (1 1/2").
b.- Físicos y Mecánicos.
C.B.R. de la base 80% mínimo
C.B.R. de la sub base 40% mínimo
Límite Líquido de la base NP
Límite Líquido de la sub base 25% máximo
Índice de Plasticidad de los finos de la base 4% máximo
Índice de Plasticidad de la sub base 6% máximo
Equivalente de Arena de los finos de la base 35% mínimo
Equivalente de Arena de la sub base 25% mínimo
Desgaste por abrasión de la base 40% máximo
Desgaste por abrasión de la sub base 50% máximo
Sales solubles totales de la base 0.5% máximo
Sales solubles totales de la sub base 1% máximo
3.2.3 Construcción
El material de base será colocado y extendido sobre la sub-rasante aprobada
(o capa de sub-base si la hubiera) en volumen apropiado para que una vez
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compactada la capa, alcance el espesor indicado en los planos. El extendido
se efectuará con motoniveladora o a mano en sitios de difícil acceso.
En caso de la mezcla de dos o más materiales se procederá primero a un
mezclado seco de los materiales debidamente proporcionados. Una vez que el
material ha sido extendido se procederá al riego y batido de todo el material,
utilizando repetidamente y en ese orden, camiones cisternas provistos de
dispositivos que garanticen un riego uniforme y motoniveladoras.
La operación será continua hasta lograr una mezcla homogénea de humedad
uniforme lo más cercana posible a la humedad óptima, definida por el ensayo
de compactación tipo Proctor Modificado, obtenido en el Laboratorio en una
muestra representativa del material de base. Inmediatamente se procederá al
extendido y explanación del material homogéneo, hasta conformar una
superficie, que una vez compactada alcance el espesor y geometría de los
perfiles del proyecto.
La compactación se efectuará con rodillos cuyas características de peso y
eficiencia sean aprobados por el Ingeniero Supervisor hasta alcanzar el 100%
la base y la sub base de la máxima densidad seca del ensayo Proctor
Modificado. De preferencia se usarán rodillos lisos-vibratorios o lisos y se
terminará con rodillo neumático de ruedas oscilantes. La compactación se
empezará de los bordes hacia el centro de la vía con pasadas paralelas al eje
de la vía en un número suficiente para asegurar la densidad de campo de
control.
Para el caso de áreas de difícil acceso al rodillo, o áreas pequeñas, la
compactación se efectuará con plancha vibratoria, hasta alcanzar los niveles
de densificación requeridos.
3.2.4. Controles
Para verificar la calidad del material:
a. Análisis Granulométrico por Tamizado (NTP 339.128).
b. Límites Líquido y Plástico e Índice de Plasticidad (NTP 339.129).
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c. Clasificación de Suelos para propósitos de Construcción de Carreteras -
Sistema de Clasificación A.A.S.H.T.O. (NTP 339.135).
d. Compactación Tipo Proctor Modificado (NTP 339.141).
e. Ensayo C.B.R, Relación Soporte de California (NTP 339.145).
La frecuencia de estos ensayos, será la indicada en la Norma CE.010:
Adicionalmente, todos estos ensayos son obligatorios, cada vez que se
evidencie un cambio en el tipo de suelo del material base o sub-base.
Para verificar la compactación:
a. Control de Densidad en el Campo (NTP 339.143 o NTP 339.144)
Este ensayo se realizará cada 250 m2 de superficie en puntos
dispuestos en tresbolillo. Para el caso de áreas pequeñas menor o
igual a 25 m2, se efectuará un ensayo.
3.3. RIEGO DE ADHERENCIA
3.3.1.Definición
Se denomina riego de adherencia o riego de liga a la aplicación, mediante
riego, de un asfalto líquido del tipo "cutback" sobre la superficie existente para
obtener una apropiada adherencia entre la superficie y la capa de mezcla
asfáltica que se va a sobreponer.
3.3.2.Materiales
Los asfaltos líquidos recomendados para el riego de adherencia son los
denominados de curado rápido (RC) en los grados 30 ó 70 (Designación
AASHTO M-82-75). En nuestro medio el material a utilizarse será el asfalto
líquido RC-250 preparado por PETROPERU diluido con 15% en peso de
gasolina.
3.3.3.Construcción
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El riego de liga se efectuará con la superficie debidamente preparada, es
decir:
a. La superficie estará libre de suelo o partículas sueltas; para esta limpieza
se empleará una barredora y/o soplador según sea necesario. La
superficie estará libre de sustancias grasosas y extrañas; para este
lavado se usará agua, solventes y si es necesario un quemador de fuego
directo.
b. La superficie antes de aplicación del riego de liga deberá estar seca y
tendrá una temperatura a la sombra mayor de 20ºC en ascenso. Lo
operación de riego se suspenderá en tiempo brumoso o lluvioso.
c. La aplicación del riego se hará utilizando un distribuidor
autopropulsado que estará equipado con una extensión auxiliar con
boquillas esparcidoras conectadas a la misma presión del sistema del
distribuidor.
d. El riego se efectuará a presión para garantizar un esparcido uniforme y
continuo. Las características del distribuidor serán las aprobadas por el
Ingeniero Supervisor poniéndose especial cuidado en garantizar un riego
ligero (poco asfalto) con una combinación adecuada a la presión de
riego, altura de la barra de riego y ángulo de las boquillas para lograr un
menor traslape de la capa de riesgo.
e. La operación de esparcido se efectuará en forma continua con la
pasada del distribuidor en dirección paralela al eje de la vía.
f. La cantidad de asfalto por unidad de área está comprendida entre 0.2 a
0.6 lt/m3 de superficie y será decidida por el Ingeniero Supervisor.
g. La temperatura de riego está comprendida, según el tipo de asfalto,
dentro de los siguientes intervalos:
RC-30 15 a 60 ºC
RC-70 45 a 90 ºC
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(RC-250) + 15% de gasolina 43 a 80 ºC
Toda área situada fuera del canal de riego del distribuidor o en áreas pequeñas
de parchado, será cubierta con las mismas características, usando un esparcidor
auxiliar. El trabajo debe organizarse de tal manera que no se aplique el riego de
adherencia a una superficie mayor que la que va a cubrirse con la capa superior
durante el trabajo del día.
Se tomarán las providencias necesarias para impedir que estructuras,
edificaciones o árboles adyacentes al área por regar sean salpicadas por el
asfalto a presión.
3.3.4.Controles
Para verificar la calidad del material:
a. Material bituminoso.- Deberá ser examinado en el Laboratorio, y
evaluado teniendo en cuenta las especificaciones recomendadas por
el Instituto del Asfalto. En caso que el asfalto líquido preparado fuera
provisto por una planta especial, se deberá contar con un certificado
de Laboratorio que confirme las características del material.
3.4. CARPETA DE CONCRETO ASFÁLTICO
3.4.1.Definición
Se denomina carpeta asfáltica a la capa de concreto asfáltico en que termina
la estructura del pavimento.
El concreto asfáltico es una mezcla en caliente de un cemento o betún
asfáltico, agregados debidamente graduados y relleno mineral, que una vez
colocado, compactado y enfriado se constituirá en una capa semirrígida capaz
de soportar el tráfico.
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La dosificación o fórmula de la mezcla de concreto asfáltico así como los
regímenes de temperaturas de mezclado y de colocación serán presentados al
Ingeniero Supervisor en cantidades o porcentajes definidos y únicos.
Esta fórmula de mezcla podrá ser aceptada por el Ingeniero Supervisor o en
su defecto, éste fijará una fórmula de mezcla que podrá tener coincidencias
con la fórmula presentada por el contratista.
3.4.2.Materiales
a. Material bituminoso.- El material bituminoso que se usará en la
preparación, en planta, del concreto asfáltico será un cemento asfáltico
sólido de las siguientes características:
Requisito Mínima Máxima
Penetración de materiales bituminosos - 25ºC, 100 g, 5
seg. (A.S.T.M. D-5) en 0.1 mm
60 70
Ductilidad - 25ºC, 5 cm/min, 5%100 ---
(A.S.T.M. D-113) en cm.
Punto de Inflamación Cleveland232 ---
(A.S.T.M. D-92) en ºC
Viscosidad (Saybolt - Furol) Purol - 60 ml, 135ºC100 ---
(A.S.T.M. E-102) en seg.
El cemento asfáltico será uniforme en su naturaleza y no formará
espuma al calentarse a 177º C.
b. Agregado Mineral.- El agregado mineral se usará en la preparación en
planta, del concreto asfáltico, y estará compuesto por agregados minerales
grueso, fino y filler mineral.
c. Agregado Grueso.- Son los agregados constituidos por piedra y/o grava
machacada y eventualmente por materiales naturales que se presentan en
estado fracturado o muy anguloso con textura superficial rugosa.
El agregado grueso será retenido en el Tamiz # 8, estará limpio, es decir, no
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estará cubierto de arcilla, limo u otras sustancias perjudiciales. Tampoco
contendrá terrones de arcilla u otros agregados de material fino.
El agregado grueso cumplirá con los siguientes
requisitos:
Resistencia a la Degradación por Abrasión e Impacto en
la Máquina de Los Ángdes (A.S.T.M. C-131)<40%
Inalterabilidad en sulfato de sodio durante 5 ciclos.<12%
(A.S.T.M. C-88)
d. Agregado Fino.- Es el material que pasa el tamiz # 8. Son los agregados
obtenidos por el machaqueo de piedras y/o gravas, también pueden ser
arenas naturales de granos angulosos.
Este agregado se presentará limpio, es decir; sus partículas no estarán
recubiertas de arcilla, limos u otras sustancias perjudiciales. Tampoco
contendrán grumos de arcilla u otros aglomerados de material fino.
El agregado fino cumplirá con el siguiente requisito:
Inalterabilidad en sulfato de sodio durante 5 ciclos, (A.S.T.M. C-88) < 12%
e. Filler Mineral.- Es el material de partículas muy finas de caliza, cal apagada,
cemento Portland u otra sustancia mineral no plástica. Se presentará seco y
no contendrá grumos. El material cumplirá con los siguientes requerimientos
mínimos de granulometría.
Tamiz A.S.T.M. % que pasa (en peso)# 30 100
# 100 90
# 200 65
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La fracción de filler mineral que pase el tamiz # 200, se considerará como
polvo mineral. Más de la mitad del filler mineral que pasa por vía húmeda a
través del tamiz # 200, pasará por dicho tamiz por tamizado en seco.
f. Polvo Mineral.- Es la parte de los agregados que pasa por el tamiz # 200.
puede consistir en partículas finas de los agregados fino y grueso y/o filler
mineral. No contendrá substancias orgánicas ni partículas de arcilla. El polvo
mineral resultara no plástico.
g. Agregado Mineral Combinado.- Es el agregado que resulta de combinar
o mezclar los agregados grueso y fino y el filler mineral.
La composición granulométrica del agregado combinado debe cumplir con la
gradación de las mezclas Tipo III b, IV b ó V b de las recomendadas por el
Instituto del Asfalto. Los requisitos de estas mezclas son:
TAMIZ
A.S.T.M.
Porcentaje que Pasa en Peso
III b IVb Vb
3/4" 100 100 100
1/2" 75-100 80-100 85-100
3/8" 60-85 70-90 ----
#4 35-55 50-70 65-80
#8 20-35 35-50 50-65
# 16 ---- ---- 37-52
# 30 10-22 18-29 25-40
# 50 6-16 13-23 18-30
# 100 4-12 8-16 10-20
# 200 2-8 4-10 3-10
% Asfalto 3.0 a 6.0 3.5 a 7.0 4.0 a 7.5
El equivalente de arena en el agregado combinado será 45 como mínimo.
h. Mezcla Asfáltica en Caliente.
El asfalto en la mezcla del concreto asfáltico será determinada utilizando
el Método Marshall y debe cumplir con los siguientes requisitos básicos:
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Las tolerancias admitidas en las mezclas son las siguientes:
Tamiz A.S.T.M.Variación permisible en %
en peso de mezcla total
3/4" y 1/2" +/- 8.0
3/8" y# 4 +/-7.0
# 8 y# 16 +/- 6.0
#30y#50 +/- 5.0
# 100y#200 +/- 4.0
Asfalto +/- 0.3
3.4.3. Construcción
La mezcla asfáltica en caliente será producida en plantas continuas o
intermitentes, la temperatura de los componentes será la adecuada para
garantizar una viscosidad en el cemento asfáltico que le permita mezclarse
íntimamente con el agregado combinado también calentado.
La mezcla a la salida de la planta tendrá una temperatura comprendida entre
125° y 165ºC. Esta mezcla será transportada a la obra en vehículos
adaptados convenientemente para garantizar una homogeneidad (no
segregación) de la mezcla y una mínima pérdida de calor hasta el lugar de
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Requisitos Mínimo MáximoNúmero de golpes de compactación en cada extremo de la probeta
--- 75
Estabilidad (kg) 680 ---Flujo (mm) 2 4Vacíos en la mezcla 3% 5%Vacíos llenos de asfalto 75% 82%
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destino. La temperatura de colocación en la base imprimada será de 120 ºC
como mínimo.
La colocación y distribución se hará por medio de una pavimentadora
autopropulsada del tipo aprobada por el Ingeniero Supervisor, de tal manera
que se garantice un esparcido de la mezcla en volumen, espesor de capa y
densidad de capa.
El esparcido será complementado con un acomodo y rastrillado manual
cuando se comprueben irregularidades a la salida de la pavimentada.
La compactación de la carpeta se deberá llevar a cabo inmediatamente
después que la mezcla haya sido distribuida uniformemente y durante el
primer rodillado se permitirá rectificar cualquier irregularidad en el acabado.
La compactación se realizará utilizando rodillos cilíndricos lisos en tándem y
rodillo neumático.
El peso y otras características del equipo de compactación será aprobado por
el Ingeniero Supervisor. El número de pasadas del equipo de compactación
será tal que garantice el 95% o más de la densidad lograda en el Laboratorio.
Las juntas de construcción serán perpendiculares al eje de la vía y serán de
borde vertical, la unión de una capa nueva con una ya compactada se
realizará previa impregnación de la junta con asfalto.
3.4.4.. Controles
Para verificar la calidad de los materiales:
a. Del cemento asfáltico:
- Penetración de materiales bituminosos - 25ºC, 100 g, 5 seg. (A.S.T.M. D-
5)
- Ductilidad- 25ºC, 5 cm/min, 5% (A.S.T.M. D-113)
- Punto de Inflamación Cleveland (A.S.T.M. D-92)
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- Viscosidad (Saybolt- Furol) Furol - 60 ml, 1351C (A.S.T.M. E-102)
b. De los agregados minerales:
- Análisis Granulométrico por Tamizado
- Resistencia a la Degradación por Abrasión e Impacto en la Máquina de
Los Ángeles (A.S.T.M. C-131)
- Inalterabilidad en sulfato de sodio durante 5 ciclos (A.S.T.M. C-88)
- Equivalente de arena (A.S.T.M. D-2419)
c. De mezcla en Planta:
- Control de cantidades de los componentes
- Control de temperatura de mezcla
- Control de: estabilidad, flujo, vacíos del ensayo Marshall.
- Control de tiempo de amasado
Todos los ensayos en el cemento asfáltico deben realizarse en cada lote que
se emplee.
En las Mezclas Asfálticas durante la ejecución de las obras:
a) Previamente a la colocación de la mezcla asfáltica el Contratista
presentará al Supervisor su Fórmula de Trabajo. El Supervisor deberá definir
la antelación con la que se presentará la Fórmula de Trabajo. El PR deberá
haber definido en su Proyecto la necesidad o no, de ejecutar un Tramo de
Prueba.
Una vez aprobada la Fórmula de Trabajo, se hará un control directo de las
cantidades de agregados y asfalto que se mezclan, según las siguientes
frecuencias y normas de ensayo.
ENSAYO NORMA FRECUENCIA LUGAR
Contenido de Asfalto MTC E502-2000 1 por día Planta o Pista
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Granulometría NTP 339.128: 1989 1 por día Planta o Pista
Ensayo Marshall MTC E504-2000 1 por día Planta o Pista
Temperatura ---- Cada volquete Planta y Pista
b) Las mezclas en caliente deberán cumplir las siguientes tolerancias:
- Materiales que pasa el tamiz de 19,0 mm (3/4") .................................. ± 5
%
- Material comprendido entre los tamices de 9,5mm (3/8") y 75 μm (Nº 200) - ± 4
%
- Material que pasa el tamiz 75 μm (Nº 200) .......................................... ± 1
%
- Porcentaje de Asfalto................................................................. ± 0,3
%
- Temperatura de la mezcla al salir de la planta………………........ ± 11
ºC
- Temperatura de la mezcla entregada en pista .............................. ± 11
ºC
c) Las mezclas en frío deberán cumplir las siguientes tolerancias:
- Materiales que pasan los tamices 4,75 mm (Nº 4),
- 2,36 mm (Nº 8) y 850 μm(Nº 20) ...................................................... ± 5 %
- Solventes................................................................................. ± 2 %
- Asfalto................................................................................... ± 0,3 %
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En la Carpeta Asfáltica Terminada la Supervisión está obligada a efectuar las
siguientes verificaciones:
a) Compactación
a.1) Se realizará según las normas MTC E506-2000 (Gravedad Específica
Aparente y Peso Unitario de Mezclas Asfálticas Compactadas Empleando
Especímenes Parafinados), MTC E508-2000 (Peso Específico Teórico
Máximo de Mezclas Asfálticas para Pavimentos), o MTC E510-2000 [Peso
Unitario del Concreto Asfáltico en el Terreno (Método Nuclear)], en una
proporción de cuando menos una (1) por cada doscientos cincuenta
metros cuadrados (250 m2) de cada capa y los tramos por aprobar se
definirán sobre la base de un mínimo de seis (6) determinaciones de la
densidad. Los sitios para las mediciones se elegirán siguiendo un Proceso
Aleatorio.
a.2) La densidad media del tramo (Dm) deberá ser, cuando menos, el noventa
y ocho por ciento (98 %) de la media obtenida al compactar en el laboratorio
con la técnica Marshall, cuatro (4) probetas por jornada de trabajo (De).
Dm≥0.98Dc
a.3) Además, la densidad de cada testigo individual (Di) deberá ser mayor o
igual al noventa y siete por ciento (97 %) de la densidad media de los testigos
del tramo (Dm).
Di ≥ 0,97 Dm
a.4) La toma de muestras se hará de acuerdo con Norma MTC E509-2000
(Determinación del Grado de Compactación de una Mezcla Bituminosa) y las
densidades se determinarán por alguno de los métodos indicados en las
normas MTC E506-2000 (Gravedad Específica Aparente y Peso Unitario de
Mezclas Asfálticas Compactadas Empleando Especímenes Parafinados), MTC
E508-2008 (Peso Específico Teórico Máximo de Mezclas Asfálticas para
Pavimentos), o MTC E510 - 2000 [Peso Unitario del Concreto Asfáltico en el
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Terreno (Método Nuclear)].
b) Espesor
b. 1) La verificación del espesor la efectuará el Contratista cada trescientos
cincuenta metros cuadrados (350 m2) o fracción, debiendo extraerse al menos
dos (2) testigos cilíndricos mediante equipos provistos de brocas rotativas.
b.2) Se determinará el espesor medio de la capa compactada (em) según la
norma MTC E507-2000 (Espesor o Altura de Especímenes Compactados de
Mezclas Asfálticas), el cual no podrá ser inferior al de diseño (ed).
em ≥ ed
b.3) Además, el espesor obtenido en cada determinación individual (e i),
deberá ser, cuando menos, igual al noventa y cinco por ciento (95 %) del
espesor de diseño (ed).
ei ≥ 0,95 ed
b.4) Si el espesor promedio de los dos (2) testigos no cumpliera con estas
condiciones, se extraerán cuatro (4) testigos adicionales.
b.5) De persistir la deficiencia, el Supervisor en coordinación con el PR
definirá las acciones a tomar.
c) Lisura
c.1) La superficie acabada no deberá presentar zonas de acumulación de agua
(depresiones), ni elevaciones mayores de cinco milímetros (5 mm) en capas
de rodadura, ni elevaciones mayores de diez milímetros (10 mm) en bacheos,
cuando se compruebe con una regla de tres (03) metros (MTC E1001-2000,
Medida de la Regularidad Superficial de un Pavimento Mediante la Regla de
Tres Metros) colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje de la vía.
3.5. LOSA DE CONCRETO DE CENIENTO PORTLAND
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3.5.1. DEFINICIÓN
Se denomina Losa de Concreto de Cemento Portland a la capa de rodadura
en que termina la estructura de un Pavimento.
En las Mezclas de Concreto Hidráulico durante la ejecución de la obra se
obtendrá en cuenta lo siguiente:
a.- Previamente a la colocación de la mezcla de concreto hidráulico, el
Contratista presentará al Supervisor su Diseño de Mezcla para su
aprobación, garantizándose una buena compacidad, buena trabajabilidad
y resistencia a la compresión. La Supervisión deberá definir la
antelación con la que se presentará el Diseño de Mezcla.
Debiéndose tener: f´c = 210 kg/cm2 a los 28 días o mayor de 175 kg/cm2 al
inicio de la puesta en servicio.
b.- Una vez aprobado el Diseño de Mezcla se hará un control directo de las
cantidades de agregados, agua y cemento Portland que intervienen en la
mezcla.
c.- Se harán controles directos de la consistencia de la mezcla y de la calidad
de los materiales, para cumplir con la resistencia a la compresión: f´c =
210 kg/cm2 a los 28 días o mayor de 175 kg/cm2 al inicio de la puesta en
servicio.
d.- El control de la mezcla en obra se podrá hacer mediante ensayos de
compresión de probetas cilíndricas que deberán cumplir los criterios de
aceptación indicados líneas abajo.
3.5.2. MATERIALES
a.- Agregados.- Los agregados estarán constituidos por arenas y gravas
naturales y/o manufacturas con gradaciones que se ajusten a la Norma C-
33 del ASTM, debiendo tener el agregado grueso un tamaño máximo de
1 ½” (4cm). La relación arena - agregado será la necesaria para producir
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una mezcla de buena compacidad y trabajabilidad. Las propiedades
físicas y resistentes se ajustarán asimismo a la Norma C-33 del ASTM y
deberán ser verificadas por el Ingeniero Supervisor.
b.- El agua.- Será potable, verificada por el Ingeniero Supervisor y se usará
en cantidad suficiente para garantizar una consistencia que proporcione un
revenimiento de 4 a 5cm.
c.- Cemento.- El cemento a usarse será Portland Tipo I, normal o adicionado
de los que se fabrican en la obra. La cantidad de cemento a usar será la
necesaria para garantizar la trabajabilidad adecuada y proporcione las
características resistentes mencionadas en 3.3.1.
d.- Aditivos.- Eventualmente y cuando lo autorice, el Ingeniero Supervisor se
podrá usar aditivos que garanticen las propiedades de adherencia,
trabajabilidad y resistencias requeridas. Este aditivo a usarse será
seleccionado considerando los resultados comparativos con los concretos
normales realizados en un Laboratorio aprobado por el Ingeniero
Supervisor.
3.5.3. CONSTRUCCIÓN
Construida y aprobada la base por el Ingeniero Supervisor se vaciará el
concreto con las características requeridas. Será compactado con vibrador de
aguja o regla vibratoria, y luego acabado con una textura adecuada. El
concreto así conformado y consolidado será curado durante siete días o hasta
la puesta en servicio, es decir hasta que alcance un f´c de 175 kg/cm2.
El curado se efectuará por cualquier método que garantice el crecimiento
aparente y sostenido de la resistencia del concreto; no siendo muy
conveniente el curado que implique riesgos frecuentes de la losa. El método
empleado será aprobado por el Ingeniero Supervisor.
3.5.4. CONTROLES
Para verificar la calidad de los materiales:
a.- Granulometría de los agregados.
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b.- Características físicas de los agregados.
Estos ensayos se harán previamente a la dosificación presentada para la
mezcla, Los materiales deberán cumplir los requisitos establecidos en las
siguientes:
Sustancias Dañinas
Características Norma Agregado FinoAgregado
grueso
Partículas deleznables, máximo NTP 400.015:2002 3.00% 3.00%
Material más fino que el tamiz
normalizado 75 µm (Nº 200)NTP 339.132:1999 3%* 1.00%
Carbón y lignito, máximo. NTP 400.023:1979 0.50% 0.50%
Impurezas orgánicas, máximo NTP 400.024:1999Placa orgánica Nº 1 ó 2 Color
Gardner Estándar Nº 5 u 8N.A.**
*. En el caso de arena obtenida mediante trituradora de rodillos y si el material está libre de
limos y arcillas, este límite podrá ser aumentado a 5%.
** No Aplicable.
Resistencia Mecánica del Agregado Grueso
Métodos No mayor que
Abrasión Los Ángeles
NTP 400.019:2002
50%
En el Pavimento de Concreto Hidráulico terminado la Supervisión está
obligada a efectuar las siguientes verificaciones:
a.- La superficie acabada no podrá presentar irregularidades mayores de tres
milímetros (3 mm) cuando se compruebe con una regla de tres metros
(3m) colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje de la vía, en
los sitios que escoja la Supervisión.
b.- La resistencia a flexo-tracción (módulo de rotura) a los 28 días, no será
menor que la resistencia de diseño. En probetas prismáticas, se tolerará
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hasta 3,5 kg/cm2 por debajo de la resistencia de diseño, siempre que al
menos el 80% de los ensayos realizados sean iguales o superiores a la
resistencia de diseño.
c.- La verificación del espesor la efectuará el Contratista cada trescientos
cincuenta metros cuadrados (350 m2) o fracción, debiendo extraerse al
menos dos (2) testigos cilíndricos mediante equipos provistos de brocas
rotativas. Los testigos se extraerán después de transcurridos siete (7) días
desde la colocación del concreto.
d.- Si el espesor promedio de los dos (2) testigos resulta inferior al espesor
teórico de diseño (ed) en más de quince milímetros (15 mm), se extraerán
cuatro (4) testigos adicionales. De persistir la deficiencia, el Supervisor
en coordinación con el PR definirá las acciones a tomar.
Lima, 23 de julio del 2010
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