nt2005-03v2 instalación de tubería a presión enterrada

8/18/2019 NT2005-03v2 Instalación de Tubería a Presión Enterrada

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CONSIDERACION: Dado que la condiciones de utilización del producto no está bajo nuestro control, no podemos garantizar

que los valores recomendados satisfagan las necesidades puntuales de la obra, debiendo ser los mismos constatados yevaluados por un profesional en el campo.

Nota Técnica 2005-03v2/ 1-19

El presente informe es un lineamiento para la instalación de tuberías G e n e r a l P la s t ic s para laconducción de fluídos bajo presión enterradas de hasta 1200mm de diámetro exterior.

Escapan a este documento describir procedimientos detallados, que contemplen la significativasdiferencias que existen entre tamaño de los tubos, espesor de pared, condiciones del terreno ydestino final de la instalación.

Las condiciones de instalación asumidas en este lineamiento suponen que el sistema tubo-sueloofrecerá la estabilidad estructural suficiente para resistir la posible deformación, o incluso el colapsode la tubería.

Las tuberías para presión de diámetros pequeños generalmente tienen un adecuado espesor yusualmente instaladas con pequeñas tapadas resulta innecesario hacer un análisis de la deflexión dela tubería.

En la mayoría de las instalaciones se puede realizar un trabajo de calidad siguiendo los simples pasosenumerados a continuación. Esta guía puede ser usada si se cumplen las siguientes condiciones:

1. El SDR del tubo es igual o menor a 26.2. Una tapada entre los 0.8 y 5 m de profundidad.3. Un nivel de napa freática siempre por debajo de los 60 cm. de la superficie.4. La traza de la tubería es a través de un suelo estable.

Suelo estable está referido arbitrariamente a cualquier clase de suelo que puede ser cortado

verticalmente o cercano a la vertical sin desprendimientos o suelo granular pero seco que puedamantenerse vertical por lo menos una profundidad igual a la altura de la tubería. También debeposeer el suelo una buena capacidad de carga.

Donde las condiciones anteriores son encontradas, el instalador podrá seguir los pasos que seenuncian a continuación. El diseñador o proyectista debe asegurarse que todas las regulacionesnacionales y locales de seguridad se cumplan.

Referencia: Lineamientos de instalación bajo tierrade tuberías para presión General Plastics S.A.Fecha: 29de Agosto de 2005 (rev. 06/07/2012)Autor: Ing.Eugenio M. Vázquez (Serv.Técnico y Desarrollo)

otaTécnica

Campo de Aplicación

ADVERTENCIA: No están contempladas en este documento las tuberías para Redes de Distribuciónde Gas Natural que se encuentran bajo el marco regulatorio del ENARGAS.Para su instalación se deberán seguir los lineamientos de las normas NAG100/NAG136/NAG140parte 6 y lo indicado por las distribuidoras de gas.

Desarrollo


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Las siguientes son lineamientos generales de instalación de tuberías G e n e r a l P la s t ic s de polietileno.Otros métodos satisfactorios o especificaciones pueden ser aceptados. Esta información no debesustituir el juicio de un Ingeniero profesional para lograr los requerimientos especificados.

Estabilidad de la zanja

Esta b ilid a d d e la s p a red es: El colapso de la zanja puede ocurrir en cualquier suelo y contabiliza ungran número de obreros muertos cada año. En excavaciones sin soportes o apuntalamientos, sedeberá prestar mucha importancia al ángulo de inclinación de la pared de la zanja. Para ello serecomienda ejecutar las excavaciones con una inclinación de talud adecuadas a las característicasdel terreno, debiéndose considerar peligrosa toda excavación cuya inclinación sea superior alángulo de apilado natural del terreno.

Dado que los terrenos se disgregan y pueden perder su cohesión bajo la acción de los elementosatmosféricos, tales como lluvia, humedad, sequedad, hielo o deshielo, dando lugar adesmoronamientos, es recomendable calcular con amplios márgenes de seguridad el ángulo de lasparedes de la zanja.

Si se emplearan taludes más acentuados que el adecuado a las características del terreno, o que noreúnan las condiciones de seguridad indicadas, se dispondrá de un apuntalamiento o tablestacadoque por su forma, materiales empleados y secciones ofrezcan absoluta seguridad, de acuerdo a lascaracterísticas del terreno.

Instalación Paso a Paso


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Los apuntalamientos deberán de ser revisadas al comenzar la jornada de trabajo, ajustando lospuntales que se hayan aflojado. Se extremarán estas prevenciones después de interrupciones detrabajo de más de un día y/o de alteraciones atmosféricas como lluvias o heladas.

Los productos de la excavación que no hayan de retirarse de inmediato, así como los materiales quehayan de acopiarse, se apilarán a una distancia suficiente del borde de la excavación para que nosupongan una sobrecarga que pueda dar lugar a desprendimientos o corrimientos de tierras en lostaludes, debiéndose adoptar como mínimo el criterio de distancias de seguridad indicado en lasiguiente figura.

Cuando en los trabajos de excavación se empleen máquinas, camiones, etc. que supongan unasobrecarga, así como la existencia de tráfico rodado que transmita vibraciones que puedan darlugar a desprendimientos de tierras en los taludes, se adoptarán las medidas oportunas de refuerzode apuntalamientos y señalización de las diferentes zonas.

Cuando las excavaciones afecten a construcciones existentes, se hará previamente un estudio encuanto a la necesidad de apeos en todas las partes comprometidas, los cuales podrán ser aislados ode conjunto, según la clase de terreno y forma de desarrollarse la excavación, y en todo caso secalculará y ejecutará la manera que consoliden y sostengan las zonas afectadas directamente, sinalterar las condiciones de estabilidad del resto de la construcción.

Za nja s sin a p unta la m iento : Para profundidades inferiores a 1,30 m en terrenos coherentes y sinsolicitación de transito o cimentaciones, podrán realizarse cortes verticales sin apuntalar. En terrenossueltos o que estén solicitados deberá llevarse a cabo un apuntalamiento adecuado. Paraprofundidades mayores la inclinación adecuada de las paredes de la zanja constituye una de lasmedidas más eficaces frente al riesgo de desprendimiento de tierras.

La tabla siguiente sirve para determinar la profundidad máxima admisible (H máx.) en metros detaludes sin apuntalamiento y libres de solicitaciones, en función del tipo de terreno, del ángulo deinclinación de talud β menor a 60° y de la resistencia a la compresión simple del terreno.

Tipo de terreno Angulo detalud β

Resistencia a la compresión simple [Kg/cm 2]0,250 0,375 0,500 0,625 >0,750

Arcilla y limos muy plásticos 30 2,40 4,60 6,80 7,00 7,0045 2,40 4,00 5,70 7,00 7,0060 2,40 3,60 4,90 6,20 7,00

Arcilla y limos de plasticidad media 30 2,40 4,90 7,00 7,00 7,0045 2,40 4,10 5,90 7,00 7,0060 2,40 3,60 4,90 6,30 7,00

Arcilla y limos poco plásticos,arcillas arenosas y arenas arcillosas

30 4,50 7,00 7,00 7,00 7,0045 3,20 5,40 7,00 7,00 7,0060 2,50 3,90 5,30 6,80 7,00


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La profundidad máxima admisible (H máx.) en zanjas con cortes inclinados del terreno con ángulo β comprendido entre 60º y 90º (corte vertical), sin solicitación de sobrecarga y sin apuntalar podrádeterminarse por medio de la tabla siguiente en función de la resistencia a compresión simple delterreno y del peso específico aparente de éste.

El corte de terreno se considerará solicitado por cimentaciones, cargas de transito y otros cuando laseparación horizontal mínima de seguridad "S", entre la coronación del corte de zanja y el borde dela solicitación, sea menor o igual a los valores "S" de la tabla siguiente.

Resistencia a la compresiónsimple [Kg/cm2]

Peso específico γ [Kg/m3]

2200 2100 2000 1900 18000,250 1,06 1,10 1,15 1,20 1,250,300 1,30 1,35 1,40 1,45 1,500,400 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10

0,500 2,10 2,20 2,30 2,45 2,600,600 2,60 2,70 2,80 2,95 3,100,700 3,00 3,15 3,30 3,50 3,70

0,800 3,40 3,60 3,80 4,00 4,200,900 3,90 4,05 4,20 4,45 4,701,000 4,30 4,50 4,70 4,95 5,20

1,100 4,70 4,95 5,20 5,20 5,20>1,200 5,20 5,20 5,20 5,20 5,20

Tipo de solicitación Angulo de taludβ > 60° β ≤ 60°

Cimentaciones D D Vial o acopios equivalentes D D/2


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Est a b ilid a d d e l f o n d o d e za n j a

El fondo de zanja debe proveer estabilidad suficiente para asegurar que se mantenga elalineamiento horizontal de la tubería, y dar soporte adecuado a los materiales de relleno de la zanja.Si al caminar sobre el fondo de zanja no se dejan huellas, generalmente se considera que el suelo esestable y no requerirá trabajos adicionales.

En muchas ocasiones el fondo de zanja se estabiliza drenando y secando en suelo. Donde el drenajeno es posible o efectivo, la estabilización del suelo se podrá realizar por los siguientes métodos:pilotado con madera o carpeta de hormigón o platea de hormigón; estabilización con cal, conlechadas especiales o químicos; remoción del suelo nativo del fondo de zanja y relleno posterior conmateriales adecuados.

La remoción y relleno del fondo de zanja son muy utilizados en la estabilización de trechos de la trazadonde aparecen suelos inestables. La magnitud y profundidad de la excavación y los detalles deconstrucción requeridos deben ser determinados en obra por un especialista.

Como guía general el fondo de zanja deberá ser sobre-excavado entre 45 y 90 cm (dependiendodel tipo de suelo y el diámetro de la tubería) en el ancho total de la zanja, y luego deberá serrellenado con un material adecuado de base, finalizando el relleno en su parte superior con materialclase I. El material de base será seleccionado de manera que actué como un material impermeable,impidiendo que migren los materiales del encamado, del relleno de zanja y del suelo nativocircundante.

Esta guía se ajusta a la mayoría de las situaciones, excepto en los suelos extremadamente débilescon baja capacidad para soportar cargas (como ser arenas movedizas, limos orgánicos y turbas), enlos que se puede requerir sobre-excavaciones mayores u otros tratamientos.

Se c a d o d e l f o n d o d e za n ja

Para una mejor construcción y por seguridad el agua del fondo de zanja debe ser mantenida pordebajo de la parte inferior de la tubería. Esto puede ser logrado a través de pozos profundos,bombas sumergibles puestas en la zanja, canalizaciones de drenaje (sangrías), etc.Una vez que el fondo de zanja se encuentra seco y ha sido preparado el encamado, la tuberíapodrá ser bajada al fondo de zanja siguiendo los lineamientos más adelante detallados.Antes de proceder al relleno de la zanja, y con el fin de evitar la flotación de la tubería en caso desobrevenir la napa, se deberán colocar montículos de tierra que cubra por completo el tubo cada 4mts de distancia.

Dimensiones de la zanja

Largo: La longitud de apertura requerida para fusionar tramos de tubería será tal que permita lapreparación de la cama de asiento y bajada de la tubería sin exceder el radio mínimo de curvaturade la tubería, evitando que la misma presente quebraduras o abolladuras. Por lo general esrecomendable ir abriendo zanja al ritmo que se instala la tubería. La apertura de zanja en excesogenerará riesgos de desmoronamientos o peligro hacia terceros.

A n c h o : El ancho de la zanja para una tubería será igual al diámetro exterior (DN) más el anchonecesario para permitir apisonar o compactar el terreno en los laterales del tubo.En algunas oportunidades el ancho de zanja será tal que permita realizar la termofusión de la tuberíaen su interior, en dicho caso se deberá considerar el ancho necesario para ubicar el equipo determofusión con los operarios.

ADVERTENCIA: No dejar la tubería en contacto con estabilizantes químicos que generen excesivocalor durante la reacción con el suelo dado que pueden debilitar o dañar a la tubería.


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En la siguiente tabla se especifican los anchos de zanja recomendados en función del diámetronominal de la tubería a instalar considerando que la misma ha sido fusionada al pie de la zanja. Esteancho puede variar en función de los equipos de compactación utilizados.Para zanjas conteniendo múltiples tuberías en paralelo, la separación entre tuberías será la mismaque entre el tubo y la pared de la zanja.

Para minimizar las cargas que actúan sobre las tuberías, el ancho máximo de zanja no superará enningún caso al ancho mínimo especificado más 450 mm considerando el espesor del apuntalamientosi existe, salvo que lo apruebe un ingeniero.

P r o f u n d i d a d : La profundidad de la zanja será la adecuada para minimizar las cargas de transito uotras cargas puntuales sobre la tubería. Para establecer la correcta profundidad del fondo de zanjase deberá tener en cuenta básicamente los 10 a 15 cm de altura correspondientes alencamado(puede no ser necesario), la altura de la tubería (equivalente a su diámetro) y la tapadamínima requerida, que para transito liviano es de 30 a 50 cm, mientras que en el caso de tránsitopesado la tapada debe ser como mínimo de 65 cm. En caso de solicitaciones severas, terrenos quebrinden poco soporte o presencia de napas la profundidad requerida se verá modificada según sedetalla más adelante.Para zonas en las cuales las temperaturas llegan a congelar el terreno, la tubería debe ser colocadapor abajo del límite de congelamiento.

Composición y conformación de la zanja

Ba se (Fund a c ión)

La fundación es únicamente requerida cuando el suelo nativo del fondo de zanja no provee unaplataforma de trabajo firme o un soporte firme y estable para la instalación de la tubería. Si lafundación es requerida, el encamado deberá realizarse.

En c a m a d o

Si el suelo del fondo de zanja es firme, estable y es rasgado y cortado sin dificultad, la tubería depresión se instalará directamente sobre ese fondo de zanja sin la necesidad de realizar el encamado.Para las tuberías de presión el fondo de la zanja puede quedar levemente ondulado, pero debe serliso, libre de rebordes, piedras salientes, agujeros, terrones y dar un suporte continuo. Para ello serecomienda rastrillar el fondo de zanja para eliminar todas la piedras o salientes que pudieranocasionar daños a la tubería.

DN tubería [mm] (pulg) Ancho mínimode zanja [mm]

Separación a tuberíaparalela [mm]

20 a 75 (< 3) 300 10090 a 400 (3 a 16) DN + 300 150

450 a 800 (18 a 32) DN + 450 225900 a 1200 (34 a 48) DN + 600 300

Encamado

Relleno 1°

Acostillado

Relleno final

Base/fundación

Relleno dela tubería

Relleno 2°


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Si se ha realizado por razones técnicas una fundación o si el suelo nativo en el fondo de zanjapresenta rocas, cantos rodados, o grandes piedras que puedan causar puntos de carga en latubería, y que no puedan ser eliminados en forma sencilla por rastrillado, se deberá cubrir el fondo dezanja con una capa de 10 a 15 cm. de espesor de suelo seleccionado conformando una cama deasiento para la tubería (encamado).

El encamado podrá ser preparado con el material excavado, siempre que esté libre de rocas y sedesgrane bien durante la excavación (material suelto). En caso de que el material excavadocontenga rocas, el mismo deberá ser tamizado. La cama del tubo estará libre de material quepueda migrar, son aptos materiales clase I, II y III como se grava, arena, arena limosa y arena arcillosaque estén libres de piedras o partículas mayores a ½”.

La cama será compactada como mínimo al 90% próctor estándar, salvo en su parte central quedeberá quedar el material suelto. El ancho de la parte central de la cama tendrá un anchoequivalente a 1/3 del diámetro exterior del tubo.

Si se utiliza material clase I como ser grava o piedra partida, la misma podrá ser vertida desde el piede la zanja y acomodada con pala para cubrir correctamente las cavidades que pudieran quedar alo ancho de la zanja.

Rellen o p rim a rio ( inc luye a c o st i lla d o)

El acostillado es parte del relleno primario, y va desde la base del tubo hasta su línea media. En estesector se deberán extremar las medidas al máximo posible para evitar que existan vacios ocavidades en el relleno lateral del tubo.El acostillado es la zona del relleno encargada de soportar y distribuir las fuerzas que ejerce la tuberíaal deformarse para tomar las cargas del terreno o del tránsito.

El relleno primario se extiende desde la base del tubo hasta una altura equivalente a las ¾ partes deldiámetro del tubo. En instalaciones que puedan quedar por debajo del nivel freático futuro, el rellenoprimario inicial se extenderá por lo menos hasta 15 cm por encima de tubo para tubos de hasta 630

mm (24”) de diámetro, y al menos 30 cm para tubos de mayor diámetro.

El material para el acostillado y el relleno primario debe ser de grano grueso, como una grava oarena o suelo de grano grueso con contenido de finos, como arenas limosas o arenas arcillosas. Losmateriales clase I,II o III, con tamaño máximo de partícula que no exceda los valores consignados enla siguiente tabla son aptos para el relleno.

El material de relleno se colocará en capas y luego se compactará hasta alcanzar como mínimo ladensidad próctor estándar consignada en la tabla.

Para tuberías instaladas bajo calles o rutas la compactación de todas las clases de rellenos debe seraumentada al 95% próctor estándar como mínimo, o lo especificado por el organismo encargado dela obra (vialidad, municipios, etc).

DN tubería [mm] (pulg) Tamaño máximo de partícula [pulg]

≤ 125 (4) ½140 a 225 (5 a 8) ¾

250 a 400 (10 a 16) 1≥ 450 ( ≥ 18) 1 ½

Relleno clase Espesor máx. de capa[cm]

Compactación Próctormín.

I 30 85%II 20 85%III 15 90%


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Si se utiliza material clase I, como grava o piedra partida en elacostillado, la misma podrá ser vertida desde el pie de zanjaalrededor de la tubería y acomodada con pala mediante cortedel relleno y arrastre de manera de cubrir correctamente lascavidades que pudieran quedar debajo del tubo. La densidadalcanzada con el vertido y posterior corte y arrastre con pala delrelleno es como máximo del 85% próctor estándar, válida paratuberías enteradas a poca profundidad sin cargas de transito. Encaso de grandes tapadas se deberá compactar el relleno vertidopara garantizar la densidad próctor mínima del 85%.

En condiciones de zanja normales los rellenos clase I y II se recomienda realizar la compactación conequipos de vibración, no obstante ello también podrán utilizarse efectivamente compactadores deimpacto. En condiciones de zanja inestable o donde existe presencia de napas por encima del tuboes recomendable utilizar compactadores de impacto.

La compactación de los rellenos clase I o II se puede realizar en una amplia gama de contenidos dehumedad. La compactación de rellenos clase II podrá ser ayudada por medio de un mojado ligero.Se deberá tener especial cuidado en no saturar el relleno o inundar la zanja.

Para rellenos clase II es válida la compactación por saturación (inundación), teniendo en cuenta queel grado alcanzado es como máximo del 75% próctor. Este mecanismo de compactación seráadmitido únicamente cuando el tubo posee la rigidez suficiente para tomar las solicitaciones delterreno sin importar el soporte lateral que pueda aportar el relleno.El espesor máximo de capa para compactación por inundación será de la mitad del diámetro deltubo o 60 cm, el que sea menor. Se agregará el agua necesaria para saturar el material. Antes deagregar otra capa de material deberá estar suficientemente firme la anterior como para caminarencima. La compactación por inundación no está permitida en ambientes con temperatura menor oigual a 0 °C.

Un caso especial del relleno clase II es el suelo cemento. El suelo cemento una vez fraguadoproporciona un soporte a la tubería igual o superior al del relleno clase I. Básicamente un suelocemento adecuado se puede obtener mezclando el suelo nativo (clase I a IVa) con 3 a 5% decemento. Para alcanzar la densidad adecuada el suelo cemento debe poseer la humedad óptima(o cercana a ella), se colocará en capas y se compactará al igual que un relleno tipo II. El suelocemento no debe ser vertido y tratado como un hormigón.

En los rellenos clase III se recomienda realizar la compactación en un valor cercano a la humedadóptima del relleno, con equipos de impacto. Se deberá tener especial cuidado en no impactar conel equipo directamente contra la tubería. No se podrán utilizar compactadores de impacto en elmaterial de relleno que se encuentra encima del tubo hasta que el espesor de la capa sea de 30cm.

La compactación del relleno no debe causar el despegue de la tubería del fondo de zanja. Si estoocurriera, se deberá bajar el grado de compactación del acostillado o alejar el compactador de latubería desplazándolo hacia los laterales de la zanja. Si el valor de compactación alcanzado esinsuficiente, se deberá anclar la tubería al fondo de zanja para evitar su despegue.

CORRECTO INCORRECTO


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Rel leno sec und a rio

La función de este relleno es el de distribuir las cargas que se generan sobre el tubo, dar soporte a laparte superior del tubo y proteger al tubo de los efectos originados por la colocación ycompactación del relleno final.

El relleno secundario se extenderá desde el relleno primario hasta por lo menos 15 cm por encima deltubo para tubos de hasta 630 mm (24”) de diámetro o 30 cm para tubos de mayor diámetro. Si elrelleno final a utilizar posee piedras de gran tamaño (tipo piedra bola) o macizos, la altura del relleno

secundario se extenderá hasta 45 cm por arriba del tubo para cualquier diámetro de tubo.

Los materiales de relleno, el grado de compactación, el espesor de capa y los equipos decompactación a utilizar serán los mismos que los adoptados para el relleno primario.

Re llen o Fina l

Se realiza generalmente con el suelo nativo, del cual deben ser removidas las rocas, y macizos demás de 20 cm, y cualquier otro objeto que pueda dañar la tubería o crear concentración de cargascuando se lo vuelca en la zanja.

Debe haber por lo menos 30 cm de tapadasobre el tubo antes de compactar con

compactadores autopropulsados. No podráncircular equipos pesados de construcción sobreel tubo hasta que se hayan colocado ycompactado al menos una capa de 90 cm derelleno sobre la tubería.

El grado de compactación mínimo será del 85% próctor estándar para instalaciones sin circulaciónvehicular, o en instalaciones agrícola-ganaderas sobre las que van a circular equipos de uso normalen campos (ej. cosechadora, tractores, etc. En estos casos las tapadas mínimas se deberán ajustar alo consignado en la tabla siguiente., con una compactación del 85% próctor estándar.

Para tuberías instaladas bajo calles y rutas pavimentadas la compactación deberá aumentar hastaun 95% con una tapada mínima para circulación de tránsito liviano de entre 30 y 50 cm, y paratránsito pesado de 65 cm.

Cuando el relleno se realice en terrenos con pendientes, el relleno final deberá estar biencompactado para evitar que la zanja se convierta en una canal de drenaje. En ese caso el rellenodeberá ser compactado en capas de 10 cm de espesor máximo, comenzando desde donde finalizael relleno primario y hasta alcanzar el nivel del terreno natural (pie de zanja).

DN tubería [mm] (pulg) Tapada mínima [cm]

20 a 75 (1 a 2 ½) 4590 a 125 (3 a 4) 60

140 a 400 (5 a 16) 75≥ 450 ( ≥ 18) 90


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Migración

Cuando la tubería se instale por debajo del nivel de la napa freática, se deberá tener en cuenta elefecto de migración de materiales finos desde el relleno de la zanja hacia el terreno circundante oviceversa. La migración suele ocurrir cuando los espacios entre las partículas de los materiales derelleno son suficientemente grandes para permitir la intrusión de los finos erosionados de las paredesde la zanja. Para que la migración ocurra el suelo nativo debe ser erosionable. Normalmente lossuelos erosionables son arenas finas, limos y arcillas dispersivas. (La mayoría de las arcillas poseenbuena resistencia a la dispersión).La migración se encuentra exacerbada donde existe un gradiente hidráulico de la napa freáticadesde el suelo nativo hacia el interior de la zanja (por ej cuando la zanja actúa como un drenaje).Fluctuaciones estacionales en el nivel de la napa freática por lo general no causan efecto esteefecto.

Para mitigar el efecto de migración el material de encamado y relleno deberá ser granular (Clase IBy II), angular y de graduación adecuada. Los requerimientos en la granulometría de las partículas delrelleno de zanja que minimizar la migración son:

DR15 < 5 D N85 y DR50 < 25 D N50

Donde: D n es el tamaño de malla (Tamaño departícula) que deja pasar el n % en peso deltotal de la muestra. Por ej. D 15 es el tamaño demalla (tamaño de partículas) que deja pasarel 15% en peso del total de la muestra, o seala muestra contiene un 15% de finos. D R y D N son los materiales de relleno de zanja y suelonativo circundante respectivamente.

Si los finos presentes en el suelo nativo sonarcillas de media a alta plasticidad sin arena

o limos (CL o CH), se debe cumplir además delo señalado que D R15 < 0,5 mm.La migración también se podrán controlarutilizando geotextiles colocados entre el suelonativo y el relleno de zanja.

12345

20

40

60

80

100

5 o menos

25 o menos

% P

a s a

Tamaño de partícula (malla) [mm]

Rellenode zanja

Suelonativo

D15

D85

D50


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Tabla I. Tipos de rellenos que componen cada clase.

CLASE Descripción Componentes

IAMaterial granular, procesado, degrado abierto, limpio (sin

finos/limos).

Roca o piedra partida angular, molienda de escoria, coral, lavavolcánica y conchilla triturada; con alto contenido de intersticios;conteniendo poco o nada de finos. El 10% o menos pasa el tamiz N° 4,más del 95% queda retenido en el tamiz Nº 200.

IBMaterial granular, procesado, degrado cerrado, limpio (sinfinos/limos).

Roca o piedra partida angular (u otros materiales clase IA) y mezclas depiedra y arena con graduación seleccionada para evitar migración delos suelos adyacentes; conteniendo poco o nada de finos. El 50% omenos pasa el tamiz N° 4, más del 95% queda retenido en el tamiz Nº200(< 5% de finos).

II

Material de grano grueso, limpio (sinfinos/limos). Corresponden a estaclase los suelos tipos GW, GP, SW ySP.

GW. Grava bien graduada y mezclas de grava con arena, limpias,conteniendo o no pequeñas cantidades de material fino. Menos del 50% de la fracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; más del 95% queda retenidoen el tamiz Nº 200 (< 5% de finos).

GP. Grava pobremente graduada y mezclas de grava y arena, limpias,conteniendo o no pequeñas cantidades de fino. Menos del 50 % de lafracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; más del 95% queda retenido en eltamiz Nº 200 (< 5% de finos)

SW. Arena bien graduada y arenas gravosas, limpias, conteniendo o nopequeñas cantidades de fino. Más del 50 % de la fracción gruesa pasael tamiz Nº 4; más del 95 % queda retenido en el tamiz Nº 200 (< 5% definos)

SP. Arena pobremente graduada y mezclas de arena con grava, limpias.Más del 50% de la fracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; más del 95 %queda retenido en el tamiz Nº 200 (< 5% de finos)

Material de grano grueso, en ellímite entre limpio y con finos/limos.Corresponden a esta clase los suelostipo x ej. GW-GC, SP-SM.

Arena y grava que se encuentran en el límite entre limpia y con finos.Más del 50 % pasa el tamiz Nº 4; Entre el 88 y el 95 % queda retenido en eltamiz Nº 200 (5 al 12% de finos).

IIIMaterial de grano grueso confinos/limos. Corresponden a estaclase los suelos tipo GM, GC, SM ySC

GM. Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo. Menos del 50 % dela fracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; Entre el 50 y 88 % queda retenidoen el tamiz Nº 200 (12 al 50% de finos).

GC. Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla. Menos del 50 %

de la fracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; Entre el 50 y 88 % quedaretenido en el tamiz Nº 200 (12 al 50% de finos).

SM. Arena limosa, mezclas de arena y limo. Más del 50 % de la fraccióngruesa pasa el tamiz Nº 4; Entre el 50 y 88 % queda retenido en el tamizNº 200 (12 al 50% de finos).

SC. Arena arcillosa, mezclas de arena y arcilla. Más del 50 % de lafracción gruesa pasa el tamiz Nº 4; Entre el 50 y 88 % queda retenido enel tamiz Nº 200 (12 al 50% de finos).


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Bajada de la tubería

Las tuberías de hasta 225 mm de diámetro y las que pesan menos de 9 kg/m podrán ser instaladas amano en el fondo de zanja. Tuberías más pesadas o de mayor diámetro requieren equipos de izajepara levantarlas, moverlas y colocarlas en el fondo de zanja en forma apropiada. Los equipos yaccesorios a utilizar para el izaje y manipuleo de las tuberías se encuentran delineados en la notatécnica NT2007-01 Trasporte, manipuleo y almacenamiento .

Cuando la tubería se encuentra próxima a la zanja, puede ocurrir que al intentar bajar un tramo dela misma se produzca un efecto en cadena que haga que la tubería se precipite en su totalidadhacia el fondo de zanja. Con el fin de evitar esta situación se recomienda atravesar sobre la zanjacada 30 o 45 mts un tirante de madera de 2” x 2”, o en su defecto anclar la tubería en superficie aigual distancia.

La tubería deberá depositarse en el fondo de zanja con un leve serpenteo lateral que permitaabsorber la contracción o dilatación generada por la diferencia térmica que existe entre la tuberíaexpuesta al sol a pie de zanja y la temperatura del fondo de zanja o la temperatura posterior deoperación.

Doblado de la tuberías

Las tuberías provistas en tiras o bobinas podrán ser dobladas en el campo respetando los radios decurvatura mínimos indicados en la siguiente tabla.

Cuando existen accesorios o adaptadores de brida en la curva, el radio de curvatura es controladopor la rigidez impuesta por el accesorio. No deberá bajo ninguna circunstancia forzar la curvatura de

SDR de la tubería Radio decurvatura

≤ 9 R = 20 · DN11; 13,5 y 13,6 R = 25 · DN

17 y 21 R = 27 · DN26 R = 34 · DN

32,5 y 33 R = 42 · DN41 R = 52 · DN51 R = 62 · DN

Accesorios o adaptador de brida presenteo a ser instalado en la curva

R = 100 · DN

ADVERTENCIA: La tubería no deberá ser empujada, arrojada ni rolada hacia la zanja, dado quepuede causar daños sobre la tubería (quiebres, pliegues, desgarros, ralladuras o perforaciones) osobre los objetos y/o personas cercanos a la zanja.

RD


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la tubería con accesorios presentas a valores inferiores a los consignados dado que puede derivar enroturas de los accesorios a largo plazo.

El doblado de la tubería en campo usualmente involucra la excavación de la zanja con el radioprevisto, la tracción y doblado de la tubería siguiendo la curvatura de la zanja, y la bajada de latubería al fondo de zanja. Normalmente se deberán usar bloques de anclaje temporarios paramantener la curvatura de la tubería en el fondo de zanja de forma tal que la misma permanezcacentrada hasta que se coloque el relleno inicial. Una vez colocado y compactado el relleno inicial,los bloques deberán ser removidos y los intersticios por estos dejados deberán ser rellenados ycompactados antes de colocar el relleno final.

En climas fríos se recomienda realizar el doblado luego de exponer al menos por 4 hs la tubería a la

radiación solar directa, o cuando la temperatura del tubo es superior a los 25°C.

Instalación de accesorios en gajos

Los accesorios fabricados en gajos como curvas, tees, cruces y bifurcaciones no deberán serfusionadas a más de un tubo antes de ser colocados en el fondo de zanja. Las restantes conexionesdeberán realizarse dentro de la zanja utilizando uniones bridadas o cuplas de electrofusión. Latermofusión a tope podrá ser realizada dentro de la zanja pero se deberá tener la precaución alretirar la máquina de no dañar la tubería o el equipo.

Antes de efectuar las conexiones en el fondo de zanja se deberá esperar que la tubería tome latemperatura del terreno circundante, de forma tal de evitar roturas posteriores originadas por lastensiones residuales debidas a la contracción que sufre la tubería al variar su temperatura.Preferiblemente las conexiones y ajustes finales se realizarán a primera hora de la mañana cuando latubería se encuentra con su contracción máxima.

Vinculación a puntos fijos

Los ajustes finales sobre la longitud de la tubería, necesarios para efectuar transiciones a otrosmateriales, derivaciones laterales o vinculaciones a puntos fijos se deberán realizar después de bajarla tubería a la zanja.

El marcado y corte de la tubería se deberá realizar cuando la misma se encuentra en su longitudmínima (máxima contracción), o sea cuando su temperatura sea la mínima que se puede alcanzaren la zona en la que se está realizando la instalación. Es recomendable realizar los ajustes finales aprimera hora de la mañana cuando la tubería aún no ha tomado temperatura.

Para vinculaciones en línea a puntos fijos o transiciones a otros materiales la longitud de la tuberíadeberá superar en al menos 30 cm la longitud necesaria para efectuar la unión. La longitud endemasía será absorbida luego de realizar la unión por el serpenteo del tubo en el fondo de zanja.

ADVERTENCIA: El doblado en campo de la tubería involucra fuerzas considerables, que pueden serliberadas en forma repentina si los anclajes utilizados no se encuentran correctamente dispuestos.Tome las consideraciones de seguridad adecuadas para evitar lesiones al personal o daños a losmateriales.

ADVERTENCIA: No realizar vinculaciones a puntos fijos, derivaciones laterales o transiciones a otrosmateriales cuando la tubería se encuentre expuesta al sol o su temperatura sea superior a la de lazanja. La vinculación a temperaturas superiores a las señaladas ocasiona fuerzas extremas quepueden dañar uniones, accesorios o tuberías.


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Los bloques de anclaje utilizados para tomar las fuerzas de empuje originadas en los cambios dedirección del fluído no tienen en cuenta las fuerzas de desencastre originadas por el acortamientolongitudinal de la tubería debido al efecto Poisson. El serpenteo de la tubería en el fondo de zanjatampoco es efectivo para prevenir el acortamiento de la tubería por este efecto.

Cuando los tubos de materiales termoplásticos son presurizados, el diámetro se expande levemente yla longitud se acorta en concordancia con el módulo de Poisson del material. En las tuberías de otrosmateriales con junta espiga y campana este efecto es compensado tubo a tubo en la unión, encambio en las tuberías de polietileno fusionadas el efecto es acumulativo en toda la longitud de lalínea.

Como alternativa al bloque de anclaje se podrán utilizar en reemplazo de lasuniones espiga-campana con junta elástica, uniones mecánicas (tipo acoplerápido) o candados de anclaje metálicos complementarios que impidan eldesacople de las tuberías.

Dado que la fuerza de desacople por efecto Poisson tiene lugar cuando la tubería es presurizada, suvalor máximo se alcanza cuando la presión interna de la tubería es máxima. Esto ocurregeneralmente durante la realización de la prueba hidráulica o en las sobrepresiones originadas porun golpe de ariete. Un ingeniero calificado deberá determinar las fuerzas involucradas y adoptar los

métodos de anclaje apropiados para cada situación.

La siguiente ecuación permite calcular en forma aproximada la fuerza de desacople originada por elefecto Poisson para las tuberías General Plastics.

· · · ·

100

Donde:

σ : Tensión circunferencial [Kg/cm 2]

· 1

2 ;

P: Presión interna [Kg/cm 2]D: Diámetro exterior de la tubería [mm]e: Espesor de pared de la tubería [mm]µ: Módulo de Poisson (0,45 para solicitaciones de largo plazo; 0,35 para solicitaciones instantáneas)


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La tabla siguiente muestra valores aproximados de la fuerza de desacople para distintos diámetrosde tuberías SDR26 PE100 PN6.

DN tuboFuerza de desacople [Kg]

Tubería trabajandoa PN (6 bar) Tubería sometida aprueba hidráulica (1,5 x PN) Tubería sometida a golpede ariete (1,5 x PN)50 98 114 13663 156 182 21675 221 257 30690 318 371 441

110 474 554 659125 613 715 851160 1004 1171 1394180 1270 1482 1765200 1568 1830 2178225 1985 2316 2757250 2451 2859 3404315 3891 4539 5404

355 4942 5765 6863400 6274 7320 8714450 7940 9264 11028500 9803 11437 13615560 12297 14346 17079630 15563 18157 21616710 19767 23061 27454800 25096 29278 34855

1000 39212 45747 544611200 56465 65876 78424



Tubería trabajandoa PN (10 bar)

Tubería sometida aprueba hidráulica (1,5 x PN)

Tubería sometida a golpede ariete (1,5 x PN)

50 157 183 21763 249 290 34575 352 411 48990 507 592 704

110 758 884 1052125 978 1141 1359160 1603 1870 2226180 2029 2367 2818200 2505 2922 3479225 3170 3698 4403

250 3913 4566 5435315 6213 7248 8629355 7891 9206 10960400 10018 11688 13914450 12679 14793 17610500 15654 18263 21741560 19636 22909 27272630 24852 28994 34516710 31564 36825 43839800 40073 46752 55657

1000 62614 73050 869651200 90165 105192 125229


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Tubería trabajandoa PN (20 bar)

Tubería sometida aprueba hidráulica (1,5 x PN)

Tubería sometida a golpede ariete (1,5 x PN)

50 279 326 38863 443 517 61675 628 733 87390 905 1056 1257

110 1352 1577 1877125 1745 2036 2424160 2860 3336 3972180 3619 4222 5027200 4468 5213 6206225 5655 6597 7854250 6981 8145 9696315 11084 12931 15394

355 14077 16423 19552400 17872 20851 24822450 22619 26389 31416500 27925 32579 38785560 35029 40868 48652630 44334 51723 61575710 56309 65693 78206800 71489 83403 99290

1000 111701 130318 1551401200 160850 187658 223402

Anclaje para soportar el empuje en los cambios de dirección

Los accesorios fusionados o bridados a las tuberías de polietileno G e n e r a l P la s t ic s no requierenbloques de anclaje para tomar el empuje ocasionado por los cambios de dirección en el fluído. Porlo general una buena compactación alrededor de los accesorios que provocan cambios dedirección (ej. tees o curvas), variaciones en la velocidad del flujo (reducciones) y en los finales delínea, es suficiente.En suelos inestables, con poca capacidad para tomar cargas, o donde el proyecto así lo indique sedeberán colocar bloques de anclaje. El tamaño del bloque de anclaje deberá ser diseñado paratomar las solicitaciones. El bloquede anclaje deberá estarconstruido con hormigón colado insitu, H17 (170 Kg/cm 2 a 28 días) osuperior. La cavidad para armar elencofrado del bloque deberá serexcavada a mano en el suelo

nativo. El encofrado podrá serrealizado en madera o si el terrenolo permite en el mismo suelonativo, siempre que este resistabien el vertido del hormigón. Elterreno circundante al encofradodeberá permanecer inalterado, oen su defecto deberá sercompactado de manera desoportar correctamente las cargasejercidas por el bloque.

1. Tee2. Tee con tapa (fin de línea)3. Curva / codo4. Fin de línea5. Válvula


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Control del corte, flexión y torsión en zonas de transición

Cuando la tubería de polietileno es conectada a estructuras rígidas o de soporte diferencial de latubería como ser pasaje de la tubería a través de paredes, vinculación de la tubería a tuberías deotros materiales más rígidos, vinculación de la tubería a válvulas o carreteles bridados, vinculación dela tubería a cámaras de inspección entre otros, se pueden generar esfuerzos de corte, flexión otorsión que pueden dañar la tubería. Generalmente el asentamiento y consolidación diferencial delrelleno de la tubería con respecto al relleno que soporta a otros elementos de la línea causan estetipo de esfuerzos.

Para controlar dichos esfuerzos se deberá realizar una fundación en el suelo adyacente a lastransiciones, para ello se deberá sobre excavar el suelo en una profundidad no menor a 30 cm paraconformar la fundación. La longitud de la fundación será de cuatro (4) diámetros como mínimomedidos a partir de la transición. Dos (2) diámetros de longitud conformarán la fundaciónpropiamente dicha, en tanto que los dos (2) restantes serán para disminuir el grosor de fundaciónhasta hacerla desaparecer en el fondo de zanja.

En suelos nativos estables la fundación deberá ser realizada con rellenos clase I o II, suelos cemento ocolada de hormigón. Todos los rellenos adyacentes a las transiciones deberán estar correctamentecompactados.

Cuando la tubería de polietileno deba atravesar una pared de hormigón deberá ser protegida conuna manta de neoprene o goma de 3 a 5 mm de espesor zunchada alrededor de la tubería. Unavez colocada la manta se podrá rellenar la cavidad existente entre la tubería y la pared con unmortero cementicio específico, o directamente se podrá realizar la colada del hormigón sobre latubería previamente protegida.

Además del asentamiento diferencial que puede ocurrir en las zonas de transición, se deberáncontrolar los esfuerzos causados por el peso de las válvulas, hidrantes y otros accesorios similares quepuedan desarrollar esfuerzos de corte, flexión o torsión sobre la tubería. Para ello se deberán construirlas bases, fundaciones y estructuras acordes para tomar los esfuerzos que se pudieran originardurante la operación o accionamiento de los elementos vinculados a las tuberías.

ADVERTENCIA: La tubería de polietileno NO puede soportar por sí misma el peso o las solicitacionesexternas originadas por los accesorios vinculados a ellas. Las mismas deberán ser soportadas porestructuras diseñadas para tal fin.


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Demarcac ión del tendido en el terreno

Para facilitar la localización de traza de la tubería en el terreno, en las instalaciones que sea factiblese dejará un montículo de tierra que indique su presencia. Este tipo de instalación es comúnmentepracticada en minería (berma) y en yacimientos de petróleo (coronamiento). En estos casos elpequeño terraplén practicado sobre la tubería cumple la función dual de proteger la tubería de lasagresiones ambientales y de los daños que le puedan causar las tareas operativas que se desarrollanen el entorno, y de marcar sobre el terreno la traza de la tubería. Este terraplenado superficial norequiere compactación.

En los casos en los que no se pueden realizar este tipo dedemarcaciones, es importante colocar una malla de advertencia a 30cm por debajo de la superficie del terreno con el fin de advertir lapresencia de la tubería.

En caso de ser necesario detectar la tubería por medio de detectoresde metales se deberá solicitar la tubería de polietileno con trazadormagnético incorporado o en su defecto colocar un alambre en lazanja o en la malla de advertencia.

ADVERTENCIA: La información contenida en este informe y cualquiera de sus anexos es confidencial. Se encuentraterminantemente prohibida la reproducción, divulgación y distribución total o parcial de cualquier material contenido en esteinforme.

nt2005-03v2 instalación de tubería a presión enterrada

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