Monitoreo de serviciabilidad de la carretera Cañete - Yauyos del km. 74 + 000 al km. 79 + 000 : estabilidad de taludes

(1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MONITOREO DE SERVICIABILIDAD DE LA CARRETERA

CAÑETE - YAUYOS DEL KM. 74+000 AL KM. 79+000

ESTABILIDAD DE TALUDES

INFORME DE SUFICIENCIA

Para optar el Titulo Profesional de:

INGENIERO CIVIL

MIGUEL ZARATE QUISPE

Lima- Perú

(2)

Dedicatoria:

(3)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A Facultad de lngenierfa Civil

RESUMEN

LISTA DE CUADROS LISTA DE FIGURAS

INDICE

LISTA DE SÍMBOLOS Y DE SIGLAS INTRODUCCIÓN

CAPITULO 1: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL Y ALCANCES 1.1. RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

1.1.1 Aspectos generales 1.1 .2 Identificación

1.1.3 Formulación y evaluación

1.2. ALCANCES DEL INFORME DE SUFICIENCIA 1.2.1 Objetivo principal

1.2.2 Objetivos específicos

CAPITULO 11: MARCO TEORICO

2.1. INFORMACION BASICA UTILIZADA 2.1.1 Información cartográfica y topográfica 2.1.2 Información geomorfológica y geológica 2.1.3 Sismología

2.2. CANTERAS

2.2.1 Descripción de las canteras propuestas 2.2.2 Ensayos realizados

2.3. FUENTES DE AGUA

2.3.1 Descripción de las fuentes de agua 2.3.2 Ensayos realizados

2.4.BOTADEROS

2.4.1 Descripción de los botaderos 2.5. INVENTARIO DE TALUDES

CAPITULO 111: ESTABILIDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO 3.1. PLANTEAMIENTO DE SOLUCION

3.2. DISEÑO DE MURO

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

Zárate Quispe, Miguel

(4)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil

3.2.1 Predimensionamiento 3.2.2 Cargas actuantes

3.2.3 Análisis de estabilidad del muro

3.2.4 Diseño de los elementos o partes del muro 3.3. ANALISIS DE ESTABILIDAD

3.3.1 Estabilidad del muro 3.3.2 Estabilidad del talud

3.4. CONSERVACION DE TALUDES 3.4.1 Mantenimiento rutinario

3.4.2 Mantenimiento periódico

3.5. ESPECIFICACIONES TECNICAS

3.5.1 Especificaciones técnicas para la ejecución 3.5.2 Especificaciones técnicas para la conservación

CAPITULO IV: FORMULACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO 4.1. MEMORIA DESCRIPTIVA

4.2. ESPECIFICACIONES TECNICAS 4.3. PLANILLA DE METRADOS

4.4. ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS 4.5. RELACION DE EQUIPO MINIMO 4.6. CRONOGRAMA DE EJECUCION 4.7. PLANOS DE EJECUCION

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Zárate Quispe, Miguel

(5)

RESUMEN

RESUMEN

Entre las actividades de conservación para mantener un buen servicio en una carretera, esta lo referente a la estabilidad de taludes, y en ese sentido en el tramo asignado para el estudio, se han podido detectar, puntos críticos para los cuales se han tratado de establecer las medidas técnicas que permitan que la carretera siga funcionando normalmente.

El daño a una carretera comienza a ocurrir desde su puesta en servicio. El derecho de vía es una parte importante de la carretera, pues, es en el límite de este, donde se encuentran los taludes, que debido a agentes externos e internos, erosionan el talud, originando derrumbes y con ello el deterioro de la carretera. Por ello es necesario programar las acciones de mantenimiento que nos lleven a recuperar las características iniciales mediante intervenciones económicas y oportunas. Es por esta razón que es necesario identificar los peligros que se pueden producir en los taludes, dándole una solucion técnica a la establidad del talud, para así garantizar la serviciabilidad de la vía.

La identificación de los peligros en los taludes, llevó a plantear una solución mediante la construcción de muros de contención, estabilizando los taludes que se encuentran por debajo de la plataforma de la vía.

Los trabajos de estabilidad de taludes estan orientados a no permitir que en el tramo asignado, se encuentren sectores críticos, que encarescan el proyecto y vuelvan peligrosa a la carretera. El mantenimiento se orienta a aplicar el tratamiento mas adecuado para devolver o mejorar su condicion estructural y funcional.

(6)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A

Facultad de Ingeniería Civil LISTA DE CUADROS

LISTA DE CUADROS

Cuadro Nro. 1.01: Proyección del tráfico normal "sin proyecto" Cuadro Nro. 1.02: Oferta vial en la situación "sin proyecto" Cuadro Nro. 1.03: Costos de inversión y mantenimiento Cuadro Nro. 1.04: Resultados de evaluación social

Cuadro Nro. 1.05: Análisis de sensibilidad a costos sociales

Cuadro Nro. 2.01: Resultados de ensayo de laboratorio para canteras Cuadro Nro. 2.02: Características de la fuente de agua

Cuadro Nro. 2.03: Resultados de ensayos de agua y sales Cuadro Nro. 2.04: Inventario vial de sectores críticos Cuadro Nro. 3.01: Resumen de parámetros

Cuadro Nro. 3.02: Fuerzas y momentos Cuadro Nro. 3.03: Parámetros geotécnicos

Cuadro Nro. 3.04: Intervención en el mantenimiento Cuadro Nro. 4.01: Partidas de inversión en el proyecto Cuadro Nro. 4.02: Partidas de mantenimiento

Zárate Quispe, Miguel

17 17 20 21 21

27

28

30 39 41 51 53 58 58

(7)

LISTA DE FIGURAS

Figura Nro. 1.01: Ubicación del Tramo de Trabajo Figura Nro. 2.01: Talud por encima de la plataforma Figura Nro. 2.02: Talud por debajo de la plataforma Figura Nro. 2.03: Erosión por debajo de la plataforma Figura Nro. 2.04: Material suelto

Figura Nro. 2.05: Medición del ángulo del talud con eclímetro Figura Nro. 2.06: Material erosionado en vía angosta

Figura Nro. 2.07: Quebrada que descarga su material en Huallampi Figura Nro. 2.08: Talud de material coluvial que bordea Huallampi Figura Nro. 3.01: Proporcionamiento de las dimensiones

Figura Nro. 3.02: Dimensiones iniciales

Figura Nro. 3.03: Cargas actuantes sobre el muro Figura Nro. 3.04: Elementos de estabilidad

Figura Nro. 3.05: Muro de gravedad Figura Nro. 3.06: Método de Bishop Figura Nro. 3.07: Sección de análisis

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

LISTA DE FIGURAS

9 31 31 32 32 33 33 34 34 37 37 38 41 43 45 50

(8)

MTC: m.s.n.m.: EIA:

IMD: SNIP: MEF: COV: VAN: TIR: TSD: IGN: FS: �: i: ó: 0:

LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS Ministerio de Transportes y Comunicaciones

Metros Sobre el Nivel de Mar Estudio de Impacto Ambiental

f ndice Medio Diario

Sistema Nacional de Inversión Publica Ministerio de Economía y Finanzas Costo Operativo Vehicular

Valor Actual Neto

Tasa Interna de Retorno Tasa Social de Descuento Instituto Geográfico Nacional Factor de seguridad

Angulo de la inclinación de la superficie Inclinación del talud detrás del muro Angulo de fricción suelo-muro

Angulo de fricción interna del suelo

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

LISTA DE SIMBOLOS Y SIGLAS

(9)

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

La carretera Cañete - Yauyos, forma parte del Proyecto Perú, creado mediante Decreto Supremo Nº_{033-2002-MTC, del 12 de Julio de 2002. Esta vía de} comunicación es una alternativa a la Carretera Central, que en la actualidad se encuentra muy congestionada, debido al alto nivel de tráfico generado por el franco crecimiento poblacional.

El objetivo principal del presente informe es identificar los peligros potenciales que se pueden producir en los taludes como consecuencia de la acción de agentes geológicos externos e internos y plantear una solución técnica adecuada para el tramo en estudio. Uno de los objetivos específicos es verificar los factores de seguridad para asegurar la estabilidad del talud, el otro objetivo específico es elaborar un Expediente Técnico en base a la alternativa de cambio de estándar, el cual se desarrolla en el capítulo IV.

La secuencia del desarrollo del estudio es como sigue:

En el capítulo 1, se da a conocer el resumen ejecutivo del estudio a nivel de perfil de la carretera Cañete - Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000, donde se describe los aspectos generales, identificación, formulación y evaluación del Perfil.

En el capítulo II se presenta el marco teórico, que explica las características sobre la información básica, obtenida de la zona del proyecto, que consiste en: Información cartográfica y topográfica, información geomorfológica y geológica, así como las características de las canteras, fuentes de agua y botaderos. Toda esta información fue obtenida de diversas fuentes que son mencionadas en cada capítulo.

En el capítulo III se presenta la estabilidad de taludes en el tramo asignado, en donde se describe el problema existente, y se realiza el diseño del muro de contención, compuesto de concreto ciclópeo, como solución adoptada al problema existente. De igual manera, se describen los trabajos para la conservación de taludes, indicando las especificaciones técnicas, según el tipo de mantenimiento.

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(10)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA

Facultad de Ingeniería Civil INTRODUCCIÓN

El capítulo IV corresponde a la formulación del expediente técnico de la solución adoptada, con respecto a la estabilidad de taludes, que contiene la memoria descriptiva del proyecto, planilla de metrados, análisis de costos unitarios, relación de equipo mínimo, cronograma y planos de ejecución.

Finalmente se presenta las conclusiones y recomendaciones derivadas a partir del desarrollo del presente informe, que puedan servir de base a futuros estudios sobre este tema.

Asimismo como parte del informe se presentan los anexos que ilustran lo siguiente: Especificaciones técnicas de construcción y de conservación, planos del diseño de la solución adoptada, análisis de estabilidad de los diseños realizados y cronograma de ejecución.

(11)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

[;acuitad de lng_enferfa Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

CAPITULO 1: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL Y ALCANCES

1.1 RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

1. 1 . 1 Aspectos generales

A) Nombre y ubicación del proyecto

• Nombre del Proyecto

"Monitoreo del Cambio de Estándar de la Carretera Cañete-Yauyos- Huancayo, Tramo: Km 74+000-Km 79+ooct.

• Ubicación:

El proyecto se ubica en los distritos de Catahuasi y Cacra, provincia de Yauyos, perteneciente a la región de Lima. Geográficamente se encuentra en la región de la sierra, entre los 1,100 m.s.n.m. y 1,300 m.s.n.m.

Figura Nº _{1.01: Ubicación del Tramo de Trabajo}

Inicio del Tramo Km. 74+000

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(12)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

F#Ultad de lng_enierla Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

8) Unidad formuladora y ejecutora

Unidad Formuladora (UF):

Nombre : Universidad Nacional de Ingeniería.

Responsable: Facultad de Ingeniería Civil.

Unidad Ejecutora (UE)�

Nombre : Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

Responsable: PROVIAS NACIONAL.

C) Participación de las entidades involucradas y de los beneficiarios

Participación de las autoridades de los centros poblados de la zona de influencia del proyecto.

Participación de PROVIAS NACIONAL, se da por Resolución Directora! Nº 697-2003-MTC/20, mediante la cual asume el Programa Rehabilitación de Transportes del Proyecto Especial Rehabilitación e Infraestructura de Transportes.

Participación de comerciantes y asociaciones (sector privado).

Participación de los pobladores beneficiado.s de la zona comprendida desde la provincia de Cañete hasta la provincia de Chupaca. La población ha coincidido en plantear su preocupación a los entes gubernamentales solicitando apoyo para que se les atienda y puedan contar con una vía de infraestructura en óptimas condicíones.

O) Marco de referencia

a) Antecedentes

El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través del Proyecto Especial de Infraestructura de transporte Nacional PROVIAS Nacional, en cumplimiento de la Resolución Ministerial Nº _{817-2006-MTC/09 que aprueba el documento "Política}

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Caflete -Yauyos del Km. 7 4+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(13)

Facultad de lngenierla Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

Nacional del Sector Transportes" ha diseñado un plan para Tercerizar las actividades de Conservación Vial de La Red Vial Nacional.

Las actividades de conservación vial se basaran en los nuevos conceptos de conservación contenidos en las "Especificaciones Técnicas Generales para la Conservación de Carreteras", aprobadas por Resolución Directora! Nº 051-2007-MTC/14, del 27 de agosto de 2007, de la Dirección General de Caminos y Ferrocarriles del MTC y publicada en el Diario Oficial "El Peruano", el 27 de setiembre de 2007.

Adicionalmente, con los trabajos que se ejecuten se espera alcanzar los resultados previstos por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones a travét de PROVIAS NACIONAL, respecto de la Conservación Vial como parte de la política del Estado Peruano.

b) Descripción del proyecto

El proyecto consiste en el monitoreo del cambio de estándar de la carretert Gañete-Yauyos-Huancayo, proyecto mediante el cual se busca el conservar un buen nivel de servicio de la carretera, es decir, que la carretera tenga una buena transitabilidad, que los accidentes de tránsito sean mínimos y que sea una carretera que ofrezca comodidad a los conductores ( confort)..

Para lograr un buen nivel de serviciabilidad de la vía, se realizaran trabajos de conservación ya sean estos trabajos de conservación rutinaria, conservación periódica, reparaciones menores y atención de emergencias viales.

1.1.2 Identificación

A) Diagnóstico de la situación actual

a) Situación y problemática que motiva el proyecto

• _{Antecedentes y motivos que generaron la propuesta del proyecto}

Las poblaciones en el tramo de carretera CAÑETE - Y AUYOS se han visto en la necesidad de interconectarse vialmente, debido a ello se han organizado las poblaciones de los distritos de Pacarán, Zúñiga, Yauyos, Alis, Ayauca, Cacra,

Monitoreo de SeNiciabilidad de la carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(14)

Facultad de Ingeniar/a Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

Catahuasi, Huantan, Laraos, San José de Quero entre otros, para plantear las condiciones irregulares de transitabilidad vehicular, por lo que nace la necesidad de mejorar la vía como un medio indispensable para incrementar el flujo de la economía. Ante esta situación han planteado a los entes gubernamentales, solicitar el apoyo para que se atienda y se pueda contar con una vía de infraestructura en óptimas condiciones de transitabilidad.

• Las características de la situación negativa que se intenta modificar.

En la actualidad la vía será considerada a nivel de caminos afirmados, con tramos angostos, con superficie de rodadura que presenta ondulacionesi cunetas de tierra y taludes con materia suelto, las cuales debido a las precipitaciones pluviales originarán que la vía quede obstruida e intransitable.

• Las razones por la que es de interés para la comunidad resolver dicha situación.

Las localidades mencionadas utilizaran esta vía como nexo para el intercambio

ae

la producción por lo que deberán llevar sus productos, tales como frutales de zona cálida en el caso de Cañete, y productos de zona sierra alta en el caso de Yauyos; entre otros.

• La explicación de porqué es competencia del Estado resolver dicha situación.

Dentro de las funciones y competencias de los Gobiernos Locales - Regionale$, está la de fomentar la interconexión entre las localidades locales, sectoriales y aledañas integrándolas a una economía compartida; de esta manera se permitirá Q{ fe,f'Vicio de transporte terrestre eficiente y seguro.

b) Población Directamente Beneficiada

La población directa está determinada por los distritos que se ubican en la provincia de Cañete, Yauyos, Chupaca, Concepción, Jauja, Huancayo.

c) Población Indirectamente Beneficiada

La población indirectamente beneficiada está comprendida por

tos

departamentos de Lima y Junín, quienes con el mejoramiento de esta vía. tendrán una ruta alterna a la carretera central para realizar las actividades económicas, transporte, turismo, entre otros.

Monitoreo de Serviciabi/idad de la carretera Callete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(15)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER[A

B) Definición del problema y sus causas

La actual vía se encuentra a nivel de base tratada y recubrimiento bituminoso (Slurry Seal), pero para efectos de análisis será considerado a nivel de afirmado, siendo su superficie de rodadura de material de cantera pero de baja conservación, y en ciertos tramos se encuentra en condiciones críticas que merece un tratamiento especial.

El deterioro de la vía ocasiona en los usuarios una deficiente transitabilidad que conlleva a mayores tiempos de transporte, elevados costos, falta de comunicación entre otros.

El deterioro de la vía ocasiona en el poblador rural, en su condición de agricultor, dificultades para el traslado de sus productos prolongado el tiempo de traslado y elevando el costo de transporte, colocando al agricultor en una situación de desventaja, ya que los precios de sus productos no compensan el incremento de los costos, lo que ocasiona un bajo nivel de vida de los pobladores..

Con base en el diagnóstico realizado se ha identificado la existencia del Siguiente problema central: "Bajo nivel de servicio de la carretera que perjudica el traslado de carga y pasajero¡".

C) Definición del objetivo central del proyecto

El objetivo central del proyecto se encuentra ligado a la solución del problema principal del proyecto que es "Mejorar el nivel de servicio que facilite el traslado de carga y pasajero.".

Los medios para lograr el objetivo central están ligados directamente con la solución de las causas del problema principal, tal es así que los medios no serán más que la situación positiva de las causas del problema,

D) Planteamiento de las alternativas de solución

Sobre la base de los medios fundamentales formulados anteriormente se plantearán las alternativas de solución al problema,

Monftoreo de Serviciabilidad de la Carretera Caflete - Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(16)

Facuffad de lngenierla Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

A partir de los medios fundamentales imprescindibles se derivan las acciones para la solución del problema central:

;¡... Realización de actividades de mantenimiento ;¡... Buenas condiciones de la superficie de rodadura ;¡... Sectores sin deslizamientos

;¡... Eficiente sistema de drenaje

• ALTERNATIVA 1

Consiste en la rehabilitación y mejoramiento de la superficie de rodadura de 5 kilómetros de carretera, para el tramo : San Jerónimo - Catahuasi, para lo cual se ha contemplado el mejoramiento a nivel de recubrimiento con Base Estabilizada con emulsionante asfaltico y Slurry Seal (Mortero Asfáltico), desde la progresiva 74+000 al 79+000, con un ancho de la superficie de rodadura variable de 3.60 a 5.50 metros más bermas 0.50 metros a cada lado en los centro poblados, escarificado de subrasante y base granular estabilizada con emulsión asfáltica cationica de rotura lenta de 15.0 cm., sistema de drenaje mediante alcantarillas y cunetas de concreto, las cuales se detallan a continuación:

Alcantarillas TMC, D= 36"; 01 unidades.

Alcantarillas de Concreto Armado; 02 unidades.

Señales informativas, preventivas, reglamentarias, hitos kilométricos.

De otro lado, también se ha considerado el plan de manejo ambiental, así como las políticas de mantenimiento para la presente alternativa, estas comprenden generalmente actividades de mantenimiento anual rutinario y actividades de mantenimiento periódico cada 3 años.

Consiste en el mejoramiento de 5 kilómetros de carretera, para el tramo: San Jerónimo - Catahuasi para lo cual se ha contemplado el mejoramiento de carretera desde la progresiva 7 4+000 al 79+000, a nivel de tratamiento superficial Bicapa TSB, base de afirmado estabilizado con emulsión asfáltica e=

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Cañete - Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(17)

15.0 cm. con un ancho de la superficie de rodadura que varía de 3.60 a 5.50 metros más bermas O.SO metros a cada lado en los centros poblados, sistema de drenaje mediante alcantarillas y cunetas de concreto, las cuales se detallan a continuación:

Alcantarillas TMC, D= _{36"; 01 unidades.}

Alcantarillas de Concreto Armado; 03 unidades

Señales informativas, preventivas, reglamentarias, hitos kilométricos.

Se ha contemplado el mejoramiento de 5 kilómetros de carretera desde la progresiva 7 4+000 al 79+000 a nivel de superficie de rodadura con carpeta asfáltica que consiste en una base granular de afirmado e= _{20.0 cm., con un} ancho de la superficie de rodadura que varía de 3.60 metros a 5.50 metros más bermas O.SO metros a cada lado en los centros poblados, la carpeta asfáltica será en caliente de E=S cm, el sistema de drenaje mediante alcantarillas de TMC y cunetas de concreto, las cuales se detallan a continuación:

Alcantarillas TMC, D= _{24"; 01 unidades.}

Alcantarillas de Concreto Armado; 04 unidades

Señales informativas, preventivas, reglamentarias, hitos kilométricos,

De otro lado, también se ha considerado el plan de manejo ambiental, así como las políticas de mantenimiento para la presente alternativa, estas comprenden generalmente actividades de mantenimiento anual rutinario y actividades de mantenimiento periódico cada 3 añoe,

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(18)

Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

1. 1.3 Formulación y evaluación

A. Horizonte del proyecto

Se considerará un horizonte de evaluación del proyecto de 07 años, período para el cual se proyectará la demanda de tráfico, costos y beneficios, con el fin de determinar los indicadores de rentabilidad.

B. Area de influencia

Para definir el área de influencia del proyecto, se ha tomado el criterio de accesibilidad vial, identificando especialmente los centros poblados que delimitan a cada lado de la vía aproximadamente en 5 Km además de aquellas áreas de actividades económicas o productivas que se espera sean beneficiados por el proyecto.

C. Estudio de tráfico

Para el estudio del tráfico se usó la información del Consorcio Gestión de Carreteras (CGC), el cual realizó los conteos los días: miércoles 21, jueves 22, viernes 23, sábado 24, domingo 25, lunes 26 y domingo 28 de mayo del 2008 en las estaciones de conteo E-1, E-2, E-3 y E-4.

En nuestro caso, para el estudio de tráfico solo vamos a usar la estación de conteo E-4 que abarca el tramo desde Zúñiga hasta el Dv. De Yauyos dado que nuestro tramo de estudio está localizado dentro del tramo de la estación E-4, esta estación de conteo está ubicada en el Km 127+400, a la salida de la localidad Magdalena.

D. Análisis de la demanda

Para estimar la demanda actual, se ha considerado el comportamiento y características del flujo vehicular, así como sus principales determinantes.

Este análisis comprende la demanda de transporte que atenderá el proyecto; que servirá de base para estimar los beneficios por ahorro en costos de operación vehicular y beneficios por ahorro en tiempo; así como beneficios por

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Caflete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(19)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA

presencia del tráfico generado durante el primer año de apertura y por tráfico desviado.

Para el presente estudio, el análisis de la demanda ha considerado la medición del tráfico de la mencionada vía, el cual ha sido realizado para efecto de conocer el volumen diario de vehículos que transitan por la vía.

CUADRO Nº _{1.01: Proyección del tráfico normal "sin proyecto"}

Tipo de vehículo 2009

Auto 2

Station Wagon 1

Camta pik up 17

Camta Ru-al 4

Micro o

Omnib 2 Ejes 8 Omnib +2 Ejes o Camión 2 Ejes 10 Camión 3 Ejes 11

TOTAL TRAFICO NORMAL 53 Fuente: elaboración propia

E. Análisis de la oferta

2010 2 1 18 4 o 8 o 10 12 56

2011 2012 2013 2014 2015

2 2 2 2 2

18 19 20 20 21

4 4 4 4 5

o o o o o

8 8 8 8 9

o o o o o

10 1 1 11 12 12

12 13 13 14 15

57 59 61 63 65

2016 2 2 22 5 o 9 o 13 15 67

La oferta vial existente se detalla a continuación (información recabada del inventario vial):

Cuadro Nº _1.02

Oferta vial en la situación "sin proyecto"

TRAMO LONG. SUPERFICIE ANCHO PENDIENTE _KM. _M. _% ESTADO 74+000 al _5.00 _Afirmado _4.7 _2.7 _{Malo-intransitable}

79+000

Localidades San Jerónimo

: Localidad Catahuasi 0---

---0

Ancho de la carretera prom.: 4.70 m Superficie de rodadura

Estado de superficie Puentes

: Afirmado : malo

: 2 puentes reticulado con tablero de madera Río Cacra y Rio Cañete,

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(20)

Facultad de Ingeniería Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

Zonas críticas : Km 74+050 (Inestabilidad de talud)

F. Balance oferta - demanda

Km 76+155 (Vía angosta)

El análisis antes expuesto permite inferir que existirá una demanda insatisfecha, tanto de carga como pasajeros, la oferta vial existente no podrá satisfacer el tráfico proyectado para lo cual amerita la propuesta del presente estudio.

El mejoramiento de la infraestructura vial incrementará la capacidad de la vía, así como la seguridad de los vehículos resultando un aumento del tránsito vehicular y un adecuado ordenamiento urbano mejorando la prestación del servicio de transporte público, que permite una mayor movilidad y desplazamientos de sus pobladores, esta representa la meta ha alcanzar del presente proyecto.

El balance de Oferta-Demanda determina la interacción entre el flujo de vehículos que circulan y la capacidad vial que tiene la vía, que se verá reflejada en una adecuada transitabilidad de los vehículos y en sus costos operativos.

Descripción Técnica de las Alternativas:

Se ha planteado tres alternativas de solución para cada uno de los tramos en estudio.

• Alternativa 1: Cambio de Estándar

Características Técnicas de la Carretera

IMD : > 53 vehículos/día

Longitud : 5 km Velocidad Directriz

Pendiente Máxima Radio mínimo Normal Radio mínimo excepcional Ancho Sup. Rodadura Berma

Bombeo Cunetas

Talud de relleno Carpeta de Rodadura

: 40 Km/hr :8%

: 30 m : 25 m :4.7 m

: Sin bermas, solo en los centros poblados :2%

: Triangular 0.75mx0.50m : 1:1.5

: Slurry Seal

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Caf'lete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(21)

Espesor de afirmado· : 0.15 m. Base estabilizada

• Alternativa 2: Cambio de Estándar

Características Técnicas de la Carretera

IMD : > 53 vehículos/día

Longitud : 5 km Velocidad Directriz Pendiente Máxima Radio mínimo Normal Radio mínimo excepcional Ancho Sup. Rodadura Berma

Bombeo

Cunetas

Talud de relleno Carpeta de Rodadura Espesor de afirmado

: 40 Km/hr :8%

: 30 m : 25m : 5.5m

: Sin bermas solo en los centras poblados :2%

: Triangular O. 75mx 0.50m : 1:1.5

:TSB

: 0.15 m. Base estabilizada

• Alternativa 3: Cambio de Estándar

Características Técnicas de la Carretera

IMD : > 53 vehículos/día

Longitud : 5 km Velocidad Directriz Pendiente Máxima Radio mínimo Normal Radio mínimo excepcional Ancho Sup. Rodadura Berma

Bombeo

Cunetas

Talud de relleno Carpeta de Rodadura Espesor de afirmado

: 50 Km/hr : 8%

: 30 m : 25m : 5.5m

: Sin bermas solo en los centras poblados :2%

: Triangular 0.75mx 0.50m : 1:1.5

: Carpeta asfáltica

: 0.2 0 m. Base granular

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(22)

Facultad de Ingeniería Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

G. Costos

Costos de Inversión:

Los Costos de Inversión y Mantenimiento para el presente estudio han sido elaborados en base a la formulación de trabajos necesarios para la puesta a punto y mantenimiento rutinario, cuyas cantidades de trabajo para el caso de mantenimiento rutinario han sido definidos en base a las normas de cantidad y los costos unitarios usados por la subgerencia de estudios del MTC. Por lo que se obtuvieron los siguientes costos:

Cuadro Nº _{1.03: Costos de Inversión y mantenimiento o según Alternativa a} Precios Privados (en nuevos soles)

Costos ALTERNATIVA 01 ALTERNATIVA 02 ALTERNATIVA 03 AÑO sin

proyecto Inversión Mantenimiento Inversión Mantenimiento Inversión Mantenimiento

2010 1,638,666.25 1,998,691.41 2,545,153.89

2011 39,322.69 67,995.01 67,995.01 67,995.01

2012 39,322.69 67,995.01 67,995.01 67,995.01

2013 39,322.69 248,836.41 347,548.04 67,995.01

2014 39,322.69 67,995.01 67,995.01 67,995.01

2015 39,322.69 67,995.01 67,995.01 704.023.53 2016 39,322.69 248,836.41 347,548.04 67,995.01

Fuente: Elaboración Grupo Nº ₀₄

H. Beneficios

Los beneficios en la situación con proyecto son los ahorros en costos de operación vehicular, ahorro del tiempo.

Los beneficios del proyecto corresponden a los beneficios por ahorro en los costos de operación vehicular incluyendo en el mismo el ahorro por tiempo de viaje, de los beneficiados directamente con el proyecto.

1. Evaluación social

Se presenta la evaluación económica para ambas alternativas, con una tasa de descuento de 11%.

Monitoreo de Serviciabilidad de la ca"etera Caflete - Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(23)

Cuadro Nº 1.04: Resultado de la Evaluación Social

IE ALTERNATIVA ALTERNATIVA _{Nº 1} _{Nº 2} ALTERNATIVA _{Nº 3}

VAN 20,347 -100,952 -470,815

TIR 12% 9% 2%

B/C 1.01 0.95 0.80

Fuente: Elaboración Grupo Nº ₀₄

J. Análisis de sensibilidad

Cuadro Nº 1.05

Análisis de sensibilidad a costos sociales según alternativa

INVERSION BENEFICIOS COSTOS (+10%) COSTOS (+20%)

(+20%) (-10%) BENEFICIOS (-10%) BENEFICIOS (-20%)

VAN -241,839.19 -139,046.70 -319,858.42 -662,059.81

ALTERNATIVA 01 _TIR _5% _7% _3% _-6%

B/C 0.87 0.91 0.82 0.66

VAN -420,743.08 -286,393.43 -509,737.56 -921,310.14

AL TERNA TIVA 02 _TIR _3% _4% _0% _-10%

B/C 0.82 0.85 0.77 0.62

VAN -878,039.43 -664,751.98 -918,247.35 -1,365,679.89

AL TERNA TIVA 03 _TIR _-3% _-2% _-6% _-14%

B/C 0.69 0.72 0.66 0.53

Fuente: Elaboración Grupo Nº 04

K. Análisis de sostenibilidad

La sostenibilidad de este proyecto, si se ejecutara, estaría dada principalmente por el adecuado mantenimiento que debe darse a ta nueva infraestructura. Teniendo en cuenta que es una vía componente de la red vial Nacional, la conservación en ta serviciabilidad y et cambio de estándar estaría a cargo de la empresa asignada por Provias Nacional durante 7 años, por tal motivo el Ministerio de Transporte y Comunicaciones mediante et Contrato: Nº 288-2007-MTC/20, se compromete a destinar recursos necesarios y suficientes para dicho fin durante su horizonte del proyecto.

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Cariete - Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(24)

L. Selección de alternativas

A partir de los resultados obtenidos de los análisis económicos efectuados a los tramos estudiados, los aspectos sociales y los técnicos se recomienda utilizar la alternativa Nº _{01, es decir el Mejoramiento a Nivel de Recubrimiento con Base} Estabilizada con emulsionante asfáltico y Slurry Sea! (Mortero Asfáltico).

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(25)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PERFIL

1.2 ALCANCES DEL INFORME DE SUFICIENCIA

1.2.1 Objetivo principal

Identificar los peligros potenciales que se pueden producir en los taludes como consecuencia de la acción de agentes geológicos externos e internos y plantear una solución técnica adecuada.

1.2.2 Objetivos específicos

a) Verificar los factores de seguridad para asegurar la estabilidad del talud, según la solución adoptada.

b) Elaboración de un Expediente Técnico en base a la alternativa de cambio de estándar.

Monitoreo de SeNiciabilidad de la Carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(26)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de lngenier/a Civil

CAPITULO 11: MARCO TEORICO

2.1 INFORMACIÓN BÁSICA UTILIZADA

Capitulo 11: MARCO TEORICO

La información básica utilizada para la elaboración del análisis de estabilidad es la siguiente:

2.1.1 Información cartográfica y topográfica

Para el presente estudio se utilizó la siguiente información:

• Planos recopilados del estudio a nivel de factibilidad del Proyecto: "Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera Ruta 22 Tramo: Lunahuaná -Dv. Yauyos- Chupaca"

• Carta Nacional de Yauyos Hoja 25L y carta Nacional de Tupe Hoja 26L a escala 1 :100 000, elaborado por el Instituto Geográfico Nacional (IGN).

2.1.2 Información geomorfológica y geológica

La Geomorfología del proyecto, el cual se encuentra comprendido entre las progresivas 7 4+000 al 79+000, con una elevación que varía desde 1100 msnm hasta 1300 msnm tiene las siguientes características:

Vertientes montañosas desérticas (Vmd), estas vertientes son predominantemente rocosas, salvo sectores aislados donde presenta zonas de huaycos antiguos, de acuerdo a la zona donde se desarrolla nuestra carretera al otro lado del río podemos observar una zona de huayco, esta zona se �-a.eteriza por la escasez de lluvias, por lo que hace que las laderas de estas

vertientes sean zonas casi completamente estables, donde las pequeñas

cuencas torrenciales prácticamente no tienen flujos, o son muy débiles a escala de varias décadas.

Valles fluviales de cultivos intensivos, donde se puede observar terrenos llanos, de O a 2% de pendiente dominante, de origen fluvial, formados por acumulaciones aluviales de los ríos principales. La naturaleza de sus suelos es

Monitoreo de SeNiciabilidad de la Carretera Caílete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(27)

Facultad de lngenierfa Civil Capitulo 11: MARCO TEORICO

de alta productividad, y como disponen de infraestructura de riego son terrenos cultivados intensivamente. Son ambientes plenamente estables.

La Geología del proyecto, el cual se encuentra comprendido entre las progresivas 7 4+000 al 79+000, con elevaciones que varían desde 1100 msnm hasta 1300 msnm, y tienen un desarrollo hacia las vertientes montañosas, donde se observa el volcánico T antara y rocas del batolito, en el fondo de valle se encuentra formaciones cuaternarias.

Formación Tantara (Símbolo Ti-t), están compuestas de rocas volcánicas. Tanto el Batolito de rocas intrusivas como la formación T antara, constituyen el frente montañoso de la Cordillera Occidental.

El tipo de roca de la formación Tantara es del tipo andesítico, el mismo que presenta colores gris verdosos y textura porfirítica. Por intemperismo adquiere tonalidades pardas rojizas a amarillentas.

Formaciones cuaternarias (Símbolos Qr-al). Los aluviones incluyen gravas y fragmentos rocosos gruesos, dejados por antiguas corrientes torrenciales que ocasionaban aluvionamientos de huaycos, en épocas menos desérticas que la actualidad.

Estas acumulaciones fluviales están compuestas por materiales sueltos o poco consolidados de naturaleza heterogénea y heterométrica, conformados por bloques, cantos y gravas sub-redondeadas, envueltos por una matriz areno

limosa, que se depositaron durante el Holoceno.

2.1.3 Sismología

En general, la zona del proyecto se halla en una región de elevada actividad sísmica, donde se puede esperar la ocurrencia de sismos de gran intensidad durante la vida útil del proyecto. La actividad sísmica del área se relaciona con la subducción de la placa oceánica bajo la placa continental sudamericana. Subducción que se realiza con un desplazamiento del orden de diez centímetros por año, ocasionando fricciones de la corteza, con la consiguiente liberación de

Monitoreo de Serviciabi/idad de la carretera Canete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(28)

Facultad de Ingeniería Civil Capitulo /1: MARCO TEORICO

energía mediante sismos, los cuales son en general tanto más violentos cuando menos profundos son en su origen.

A lo largo de casi 450 años, la zona central del departamento de Lima ha sufrido 17 movimientos telúricos con intensidades comprendidas entre clase VII y clase IX en la Escala Modificada de Mercalli. Siendo el último sismo el ocurrido el 15 de agosto del 2007, el cual se produjo después de una notoria "calma sísmica" para la región central, que se prolongaba desde 197 4, año en que el departamento de Lima sufrió un fuerte terremoto. Este último evento ocurrió después de que en 1966 y 1970, la zona central del país fuera afectada por dos severos terremotos. Ver anexo 2.1 Mapa de lsoaceleraciones.

En síntesis, la sismicidad es un hecho de especial importancia para la zona, pero se considera que el factor geológico actúa generalmente como un elemento que restringe sus potenciales efectos, porque el trazo de nuestra carretera se desarrollará en medios rocosos altamente competentes.

2.2 CANTERAS

La información de canteras tiene por objeto brindar las características físico mecánicas, calidad, usos, tratamiento y volumen de materiales disponibles para la construcción de las obr:-as puntuales en el tramo asignado.

A continuación se presenta las canteras para la construcción:

• Cantera de hormigón

• Cantera de Roca

• Cantera de afirmado

2.2.1 Descripción de las canteras propuestas

Cantera de hormigón:

Ubicada en el kilómetro 77+500, con un acceso a 50.0 m. de la carretera, compuesto de arena limpia y gravas redondeadas, su uso puede ser como material de hormigón para la preparación del concreto.

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(29)

Facultad de Ingeniería CM/ Capitulo 11: MARCO TEORICO

Cantera de roca:

Ubicada en el kilómetro 76+600, con un acceso a SO.O m. de la carretera, compuesta de fragmentos de roca duras de forma redondeado de diámetros entre 40 centímetros y 60 centímetros, su uso será para conformación de muro de mampostería como protección de la base del muro de contención.

Cantera de afirmado:

Ubicada en el kilómetro 95+000, compuesta de material grava arcillosa pobremente graduada, podrá ser usado como material afirmado para la colocación de la sub base que formará parte de la estructura del pavimento.

2.2.2 Ensayos realizados

Para determinar las características, propiedades y calidad del material, así como el uso de la cantera de afirmado, se realizó ensayos de clasificación y calidad en laboratorio, considerando las normas técnicas que se presentan en el cuadro Nº 2.01. Por tal motivo se enviaron las muestras representativas al laboratorio, para la realización de dichos ensayos. Ver anexo 2.2 Ensayos de laboratorio para el estudio de canteras.

CUADRO Nº _2.01

Resultados de Ensayo de Laboratorio Para el Estudio de Cantera de material Afirmado.

ENSAYO NORMA RESULTADOS

Grava=_{60. 7%;}

Análisis granulométrico AASHTO T-27, _{ASTM 0422} _FinosArena₌_{6.9%; SUCS:GP-}=32.4%;

GC; AASHTO:A-1-a

Límites de consistencia AASHTO T-89, LL=_{15; LP=NP; IP=NP} ASTM 04318

AASHTO T- _{M.D.S (gr/cm3)}₌_2.206;

Ensayo de Proctor Modificado 180, ASTM

D1557 O.C.H (%)=5.9

Relación de Soporte de California AASHTOT-_{193, ASTM} _{M.D.S=80.8%; C.B.R al}C.B.R al 100% de la

(C.B.R.) _D1883 _{95% de la M.D}_.S=₆₆_._2%

Fuente: Consorcio de Gestión de Carreteras

Monitoreo de SeNiciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(30)

2.3 FUENTES DE AGUA

La fuente de agua ha sido deducida de ensayos realizados por grupos de estudios anteriores (Ver anexo Nº _{2.3), debido a su cercanía al tramo de estudio,}

será utilizada para el presente informe. Esta fuente se utilizará para el lavado de agregados, elaboración del concreto, mitigar el polvo producto de las excavaciones, etc.

2.3.1 Descripción de las fuentes de agua

La evaluación de las características químicas de las muestras de agua tomadas en los puntos del kilómetro 76+000 con un acceso desde la carretera de 60.0 m., han dado resultados favorables para el uso de la construcción. A continuación se muestra el cuadro de datos.

Cuadro Nº 2.02: Características de la Fuente de Agua.

Nº Fuente Progresiva Localidad Tipo de Lado Observaciones

Km. Caudal

1 _CañeteRío 76+000

Fuente: Elaboración propia

2.3.2 Ensayos realizados

Catahuasi Apreciable 1 Acceso a 60 m

De acuerdo al objetivo del uso de agua, se han evaluado los siguientes parámetros:

Parámetro

Cloruros

Sulfatos

Valor Máximo Permisible Norma

300 ppm (mg/L) NTP 339.076-1982-EM 2000

300 ppm (mg/L) NTP 339.074-1982-EM 2000

Sales Solubles Totales

PH

1500 ppm (mg/L)

6<PH<8

NTP 339.152-2002

NTP 339. 176-2002-EM 2000

Cuadro Nº _{2.03: Resultados de Ensayo de Agua y sales.}

Fuente de Progresiva CL 504

PH

agua Km. _(ppm) (ppm)

Río Cañete 76+000 7.85

44.8

152.64

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

Zárate Quispe, Miguel

S.S.T

(ppm)

520

(31)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A

Los resultados cumplen con los valores máximos permisibles según las NormasTécnicas Peruanas y el Manual de Ensayo de Materiales (EM-2000)

2.4 BOTADEROS

Los botaderos deben de ser depósitos ubicados en zona de depresiones donde se colocará los materiales excedentes de la obra. Es decir, los provenientes de los cortes, limpieza (materia orgánica, troncos, malezas, piedras y desperdicios}, y derrumbes.

2.4.1 Descripción de los botaderos

Ubicado en el kilómetro 92+500, cuenta con una topografía que permite darle uso como botadero de los desmontes provenientes de los trabajos efectuados a lo largo de la vía, y para eliminación de material provenientes de derrumbes como parte del mantenimiento de la carretera. Este botadero es usado actualmente por el contratista ICCGSA, quien viene desarrollando los trabajos de conservación vial de la carretea Cañete -Yauyos-Chupaca.

En el Anexo Nº _{2.4 se muestra el diagrama de Canteras, fuente de agua y}

botadero empleados para el presente trabajo.

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Caí'lete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(32)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil

2.5 INVENTARIO DE TALUDES

Capitulo 11: MARCO TEORICO

El principal objetivo del inventario vial es el llevar un registro de todos los taludes que conforman parte de la carretera materia del presente informe. Así como también de identificar los diferentes puntos críticos que se presentan en todo el tramo asignado de la carretera.

En los meses de abril, mayo y junio del año 2008 el Consorcio Gestión de Carreteras, realizó el inventario de los taludes, identificando como puntos críticos los siguientes tramos.

Cuadro Nº2.04: Inventario Vial de Sectores Críticos.

CARRETERA TRAMO _INICIO

KM

_FINAL

KM

CLASE

024 Zuñiga-Dv. _Yauyos 73+815 74+205 Vía angosta-topografía _accidentada

024 Zuñiga_Yauyos-Dv. 74+005 74+055 Inestabilidad de Talud

024 Zuñiga-Dv. _Yauvos 76+055 76+155 Vía angosta-topografía _accidentada

Fuente: Consorcio Gestión de Carreteras

En septiembre del año 2009 se realizó un inventario vial por parte del grupo de investigación Nº_{04 de la}_{_}_{Facultad de Ingeniería Civil, de la Universidad Nacional} de Ingeniería.

El recorrido abarcó desde el Kilómetro 74+000 hasta Kilómetro 79+000, donde se realizó el inventario de los taludes que conformaban parte del derecho de vía de la carretera Cañete-Yauyos. El inventario tuvo por finalidad identificar los taludes que representan un potencial en peligro, así como los que necesitan una intervención oportuna para su mantenimiento.

En el tramo del Km. 74+000 al Km. 74+500, se observa taludes por encima de la plataforma, con ángulos que varían de 75º _{a 80}º _{y con una altura de 1 O m}_.

aproximadamente, conformados por suelos transportados los cuales evidencian material aluvial cuaternario. Estos suelos transportados están conformados por bolones redondeados de 0=10" en promedio, en una matriz limo arenoso.

En el talud por debajo de la plataforma se requiere estabilizar el talud, ya que se aprecia la erosión que afecta al borde de la vía (pintura en el pavimento). El

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Gañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(33)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A

Facultad de fngenierla Civil Capitulo ff: MARCO TEORICO

material observado por debajo de la plataforma está conformado por botones redondeados con 0=1 O" en promedio en una matriz de grava arenosa.

Figura Nº _{2.01: Talud por encima de la plataforma}

Figura Nº _{2.02: Talud por debajo de la plataforma}

Monitoreo de SeNiciabifidad de fa Carretera Cañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(34)

Facuffad de lngenierla Cwil Capitulo 11: MARCO TEORICO

Figura Nº 2.03: Erosión por debajo de la plataforma

En el tramo del Km. 75+000 al 75+100, se observa taludes que varían de 50º _a

55º _{y con una altura de 12 m. aproximadamente, conformados por material}

suelto los cuales aparentemente tiene un espesor que varía de 2.0m a 10.0m que descansa sobre taludes estables. Este material suelto al no tener un ángulo de reposo adecuado, se vuelve inestable, por lo tanto podrá ser fácilmente erosionado por lluvias y por las acciones eólicas.

Figura Nº 2.04: Material suelto

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(35)

Facultad de Ingeniería Civil Capitulo 11: MARCO TEORICO

Figura Nº 2.05: Medición del ángulo de talud con eclímetro

En el tramo del Km. 76+000 al 76+100, en el talud por encima de la plataforma en dirección de Cañete a Yauyos se observa material rocoso firme, mientras que en el talud por debajo de la plataforma se observa material con inclinaciones de hasta 70º _{conformado por material suelto que podría ser erosionado por las}

aguas de las lluvias.

Figura Nº 2.06: Material erosionado en vía angosta

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(36)

Facultad de Ingeniarla Civil Gapitulo 11: MARCO TEORICO

En el tramo del Km. 77+000 al 77+100, en el talud por encima de la plataforma, se observa material suelto conformado por balones de diámetros variables de 1 O" a 30" y algunos aislados de mayor diámetro. En esta zona se encuentra la comunidad de Huallampi, donde aproximadamente existen 50 viviendas, las cuales podrían ser afectadas por los deslizamientos producidos por la quebrada en la cual están situadas, además del material suelto con las que están conformados el talud.

Figura Nº _{2.07: Quebrada que descarga su material en Huallampi}

Figura Nº _{2.08: Talud de material coluvial que bordea Huallampi}

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Cañete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(37)

Facultad de lngenierfs Civil Gapitulo 111: ESTABILJDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO

CAPITULO 111: ESTABILIDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO

Los muros son estructuras de contención que sirven para dar estabilidad al terreno natural y a taludes de corte o terraplén, en este caso será empleado para estabilizar el talud en la zona donde se tendrá que rellenar. Para ello se plantea · la construcción de muros de concreto ciclópeo.

Para efectos de mantenimiento rutinario se considera importante hacer inspecciones permanentes de los muros y efectuar su limpieza y con ocasión del mantenimiento periódico hacer las reparaciones oportunas.

3.1 PLANTEAMIENTO DE SOLUCION

Identificación de peligros:

Los taludes encontrados en el tramo asignado, han permitido identificar los ¡letigros potenciales existentes. Los materiales con los que están conformados estos taludes son diversos, entre los cuales se tienen:

Taludes en material estable: Con inclinaciones de hasta 90º _{con respecto a la} horizontal y en otros casos hasta 100º _{con respecto a la horizontal. Su} componente son rocas duras estables, con bajo de fracturamiento, y buzamientos hacia la carretera. Estos taludes se encuentran por encima y por debajo de la plataforma de rodadura, no generando ningún peligro potencial.

Taludes en material suelto: Con inclinaciones que varían de 30º _{a 35}º _con respecto a la horizontal. Su componente son arenas sueltas con casi nada de cohesión, con presencia de gravas sueltas. Estos taludes se encuentran por encima de la plataforma y por debajo de esta. Son afectados principalmente por la precipitación y la acción eólica, las cuales generan la inestabilidad de los taludes.

Es así, que en el kilómetro 74+200 al 74+205 y en el kilómetro 76+096 al 76+100, se evidencia la erosión progresiva del talud que se encuentra por debajo de la plataforma, siendo un peligro constante para el tránsito vehicular. También se tienen taludes conformados con material suelto por encima de la *8forma, los cuales tienen un ángulo de reposo estable, que solo será

Monitoreo de Serviciabilidad de la carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(38)

Facultad áe lngenierfa Civil CAPITULO 111: ESTABILIDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO

afectado por las precipitaciones y que deberán ser intervenidos mediante el mantenimiento.

Planteamiento de solución:

Para proteger la plataforma contra la erosión generado por las precipitaciones, y las acciones eólicas que producen cárcavas en el borde exterior de la vía, y del deslizamiento del pavimento generado por las cargas de los vehículos, se ha proyectado la ejecución de un muro de contención, que garantice la estabilidad del talud por debajo de la vía durante la vida útil del proyecto, procurando así mantener la transitabilidad y la seguridad de la carretera.

Como planteamiento de solución se ha proyectado un muro de contención CQmpuesto de concreto ciclópeo, con una altura de aproximadamente 5. 00 metros, un ancho de la base de 3.60 metros y un ancho de corona de 0.30 metros. Como complemento de esta solución se ha proyectado la colocación de mampostería de piedra, como protección de la base del muro debido a la erosión provocada por el río.

3.2 DISEÑO DE MURO

Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales o empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad lo deben principalmente al peso propio y al peso del material que esta sobre su fundación.

Los empujes, son las cargas producidas por el terreno natural conformado por ªrenas y grava desprovistas de cohesión. Se consideran como cargas actuantes al empuje del suelo y como cargas resistentes el peso y la fuerza de fricción.

Para proyectar el muro de contención es necesario determinar la magnitud, dirección y punto de aplicación de las presiones que el suelo ejercerá sobre el muro. El diseño en general del muro consiste en:

a) Predimensionamiento del muro. b) Cargas actuante$,

c) Análisis de la estabilidad del muro.

d) Diseño de los elementos o partes del muro.

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Ca/lete -Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(39)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil

3.2.1 Predimensionamient6

CAPITULO /11: ESTABIUDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO

Para iniciar con el diseño debemos suponer algunas dimensiones llamado predimensionamiento, luego se deberá revisar las secciones de pruebas por estabilidad. Si la revisión de la estabilidad no da buenos resultados, las secciones se cambian y se vuelven a revisar.

El siguiente predimensionamiento está basado en Fundamentos de Ingeniería Geotécnica del autor Braja M. Das.

Figura Nº _{3.01: Proporcionamiento} de las dimensiones.

0.30m Mín

Figura Nº _{3.02: Dimensiones} iniciales.

/

PUNTA TALON 0.12H a _0.60m

0.12H a 0.17H

L_J

0.5H a 0.7H

3.2.2 Cargas actuantes

0.17H

0.15m L_J

3.60m

El cálculo para el empuje de tierras sobre el muro se hará en base a la teoría de Coulomb.

Se consideran como cargas actuantes al empuje del suelo y como cargas resistentes el peso y la fuerza de fricción. Las cargas actuantes sobre el muro se muestran a continuación.

Monitoreo de Serviciabilidad de la Carretera Caflete- Yauyos del Km. 74+000 al Km. 79+000 Estabilidad de Taludes

(40)

Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 111: ESTABIUDAD DE TALUDES EN EL TRAMO ASIGNADO

Figura Nº_{l.03: Cargas actuantes sobre el muro}