MANUAL PRACTICO DE MEJORAMIENTO DE CAMINOS VECINALES Y CONSTRUCCION CONSTRUCCION DE PEQUEÑOS PUENTES (25 m.)
Ing. Eduardo García Trisolini Febrero, 2009
CAMINOS VECINALES Y PUENTES PEQUEÑOS CONTENIDO INTRODUCCIÓN PRIMERA PARTE: CAMINOS VECINALES
Pág.
I.
6
ASPECTOS GENERALES 1. 2. 3.
II.
GEOMETRIA DE LA VIA 1. 2. 3. 4. 5.
III.
6
Ancho o calzada y plataforma Pendientes Radios de curva y peraltas Plazoletas de cruce Inclinación de taludes
CONFORTACION DE PLATAFORMA 1. 2. 3.
IV.
Clasificación de vías Ancho de derecho de vía Faja de propiedad restringida
8
Movimiento de suelos Muros de sostenimiento Traslado de materiales materiales a botaderos
OBRAS DE DRENAJE
9
1. Objetivos 2. Tipos 3. Hidrología 4. Bombeo y peralte 5. Cunetas 6. Zanjas y canales 7. Alcantarillas 8. Badenes y vados 9. Pontones y puentes 10. Drenaje subterráneo
V.
AFIRMADO 1. 2. 3.
VI.
13
Definición y características Estudio geotécnico de la subrasante Diseño del afirmado
SEÑALIZACION
19 -2-
CAMINOS VECINALES Y PUENTES PEQUEÑOS CONTENIDO INTRODUCCIÓN PRIMERA PARTE: CAMINOS VECINALES
Pág.
I.
6
ASPECTOS GENERALES 1. 2. 3.
II.
GEOMETRIA DE LA VIA 1. 2. 3. 4. 5.
III.
6
Ancho o calzada y plataforma Pendientes Radios de curva y peraltas Plazoletas de cruce Inclinación de taludes
CONFORTACION DE PLATAFORMA 1. 2. 3.
IV.
Clasificación de vías Ancho de derecho de vía Faja de propiedad restringida
8
Movimiento de suelos Muros de sostenimiento Traslado de materiales materiales a botaderos
OBRAS DE DRENAJE
9
1. Objetivos 2. Tipos 3. Hidrología 4. Bombeo y peralte 5. Cunetas 6. Zanjas y canales 7. Alcantarillas 8. Badenes y vados 9. Pontones y puentes 10. Drenaje subterráneo
V.
AFIRMADO 1. 2. 3.
VI.
13
Definición y características Estudio geotécnico de la subrasante Diseño del afirmado
SEÑALIZACION
19 -2-
SEGUNDA PARTE: PUENTES I.
COMPONENTES DEL PROYECTO
21
II.
ESTRIBOS
21
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
III.
SUPERESTRUCTURA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
IV.
Objetivos Información básica para el diseño Topografía Hidrología e hidráulica Geología y geotécnica Riesgo sísmico Diseño 25
Geometría de detalles Tipos de puentes puentes Análisis estructural Memoria de cálculo Planos y especificaciones Concreto para puentes Desencofrado
OBRAS COMPLEMENTARIAS 1. 2. 3.
Obras de defensa y encauzamiento Accesos Losas de aproximación
ANEXOS 1. 2. 3. 4.
26
28 Costo de equipo mecánico Precios unitarios referenciales Modelo de presupuesto para caminos vecinales Modelo de presupuesto para puentes
GRÁFICOS
35
-3-
CAMINOS VECINALES Y PUENTES PEQUEÑOS INTRODUCCION
El presente manual tiene como referencia los manuales de carreteras no pavimentadas y diseño de puentes publicados por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones Comunicaciones - MTC, en marzo marzo del 2008. Tiene por objeto dar a los proyectistas una guía de consulta, tipo check-list, para la elaboración de expedientes técnicos del FPA. Para efectos del presente documento, se denomina mejoramiento de caminos vecinales , la adecuación de las vías existentes a los parámetros del MTC de caminos vecinales referidos a cuatro aspectos con el objeto de mejorar el estándar de las vías intervenidas: a) b) c) d)
Geometría de la vía. Obras de drenaje, Afirmado de la calzada. Señalización.
En el caso de puentes se refiere a la construcción de puentes con ancho de 3.5 m. y máxima luz de 25 m.
-4-
PRIMERA PARTE CAMINOS VECINALES
-5-
CAMINOS VECINALES I.
ASPECTOS GENERALES I.1
Clasificación de vías Se tiene 2 tipos de clasificación: a)
De acuerdo al IMD:
Clase T0 T1 T2 T3 b)
IMD < 15 16 - 50 51 - 100 101 - 200
N° de carriles 1 1ó2 2 2
Por sus funciones:
I.2
Ancho de calzada 3.50 - 4.50 3.50 - 6.00 5.50 - 6.00 5.50 - 6.00
Nacionales Departamentales Vecinales o rurales
Ancho de derecho de vía El MTC indica un derecho de vías de 15 m., 7.5 m. a cada lado del eje de la vía, para todo tipo de carretera.
I.3
Faja de propiedad restringida El MTC indica que a cada lado del derecho de vía, habrá una franja de propiedad restringida que impide realizar construcciones que afecten la seguridad y visibilidad o que dificulten ensanches futuros de la vía. La norma DG-2001 fija para carreteras de 3ra. categoría (caminos vecinales) en 10 metros a cada lado del derecho de vía, es decir después de los 7.5 m del eje de la vía.
II.
GEOMETRIA DE LA VIA II.1
Ancho de calzada y plataforma (Ref.: Figura 1)
El ancho de la calzada en tangentes para carreteras con IMD <15, será de 3.5 m., con sobreancho de 0.5 m. en el lado interior en curvas de volteo. A cada lado de la calzada se tendrá bermas con un ancho mínimo de 0.5 m. y que deberán tener una pendiente transversal de 4% hacia el exterior de la plataforma. -6-
Considerando 3.5 m. de calzada, 2 bermas de 0.5 m. que hacen 1.00 m. y un ancho para la cuneta de 0.5 m. ó 0.7 m., se tendrá un ancho de plataforma de mínimo 5.00 a 5.20 m.
II.2 Pendientes Se considera adecuado una pendiente mínima de 0.5% y máxima de 12%, de acuerdo a las consideraciones del cuadro siguiente: Pendientes máximas (%) Velocidad Directriz (Km./h) 20 30 40 50 60
II.3
Relieve Plano
Ondulado
Montañoso
Escarpado
8 8 8 8 8
9 9 9 8 8
10 10 10 8 8
12 12 10 8 8
Radios y peraltas De acuerdo al cuadro siguiente:
II.4
Velocidad Directriz (Km./h)
Radio mínimo (m)
Peralta máximo (%)
20 30 40 50 60
15 35 60 100 150
4 4 4 4 4
Plazoletas En carreteras de una sola vía se construirán ensanches en la plataforma, cada 500 m. como mínimo, para el cruce de vehículos. Para su ubicación se tendrá en cuenta la visibilidad.
II.5
Inclinación de taludes Se recomienda utilizar los siguientes taludes: a)
Taludes de corte:
-7-
Talud V/H Para H < 5m.
Clase de terreno Roca fija Roca suelta Conglomerado cementado Suelos consolidados Conglomerado común Tierra compacta Tierra suelta Arena suelta Zonas blandas humedecidas
10 : 1 6:1-4:1 4:1 4:1 3:1 2:1-1:1 1:1 1:2 1 : 2, 1 : 3
Nota: Cuando H>5 m. requiere banqueta o análisis de estabilidad. b)
Taludes de relleno: Talud V/H Para talud H < 5m.
Clase de terreno Enrocado Suelos diversos Arena compactada
III.
1:1 1 : 1.5 1:2
CONFORMACION DE PLATAFORMA III.1 Movimiento de suelos (Ref.: Fig. 2) Los tipos de movimiento de suelos más usuales, sea se trate de construir un camino o ampliarlo, son los siguientes: a)
Conformación en terreno plano En este caso se hará un relleno de la vía con traslado de suelos lateralmente.
b)
Conformación en terreno de ladera En este caso se tratará de buscar un adecuado equilibrio entre corte y relleno lateral.
c)
Conformación en terreno ondulado En este caso se tratará de buscar un adecuado equilibrio entre corte y relleno longitudinal.
d)
Conformación en laderas empinadas En este caso no es posible realizar relleno y el material excavado tendrá que ser trasladado a botaderos previamente determinados.
e)
Corte cerrado -8-
III.2 Muros de sostenimiento (Ref.: Fig. 3, 4, 5 y 6) Se tiene por su función dos tipos, que son: a) b)
De taludes. De plataforma.
Por los materiales, pueden ser: a) b) c) d)
IV.
De mampostería de piedra seca. De mampostería de piedra con mortero de concreto. De concreto ciclópeo. De concreto armado.
OBRAS DE DRENAJE IV.1 Objetivo El sistema de drenaje tiene por objeto:
Preservar la carretera. Restituir el drenaje natural de la zona.
IV.2 Tipos de drenaje a)
Superficial: Bombeo y peralte. Cunetas. Zanjas de coronación. Zanjas de recolección. Canal de bajada. Alcantarillas. Badenes y vados. Pontones y puentes.
b)
Subterráneo
IV.3 Hidrología a)
Períodos de retorno recomendados para el cálculo de avenidas máximas. Puentes y pontones: 100 años (mínimo). Alcantarillas de paso y badenes: 50 años. Alcantarilla de alivio: 10-20 años. Drenaje de plataforma: 10 años.
-9-
b)
Cálculos hidráulicos.
Para tiempo de concentración: T = 0.3 (L/J ¼) ¾
Donde: T = tiempo de concentración en horas. L = longitud del cauce principal en Km. J = pendiente media.
Para caudales máximos: Q = CIA / 360
Donde: Q = caudal en m3/s. C = Coeficiente de escorrentia I = intensidad de precipitación pluvial igual al tiempo de concentración y período de retorno (mm/hora). A = Área de cuenca en has. c)
Velocidades admisibles del agua: ITEM
SUPERFICIE
1 Arena fina o limo 2 Arena arcillosa 3 Terreno con vegetación 4 Arcillas, gravas, pizarras 5 Hierba 6 Conglomerado, pizarras duras 7 Mampostería, roca dura 8 Concreto *Corta duración
VEL (m/s) 0.2 - 0.6 0.6 - 0.9 0.6 - 1.2 1.2 - 1.5 1.2 - 1.8 1.4 - 2.4 3.0 - 4.5 * 4.5 - 6.0 *
IV.4 Bombeo y peralta Sirve para el escurrimiento transversal de la vía. La calzada en vías no pavimentadas tendrá un bombeo de 2 a 3%, continuando en las bermas con una pendiente de 4% hacia el exterior de la plataforma. En los tramos en curva el bombeo será sustituido por el peralta de 2.5%. - 10 -
IV.5 Cunetas (Ref.: Gráfico 7) Las cunetas en general tendrán sección triangular y se proyectarán para todos los tramos al pie de los taludes de corte. a)
Dimensiones mínimas de cunetas: Región
Profundidad (m)
Ancho (m)
0.20 0.30 0.50
0.50 0.75 1.00
Seca Lluviosa Muy lluviosa
b)
Revestimiento de cunetas En suelos erosionables (suelos areno-limosos) y pendientes mayores a 4%, será necesario revestir desde enrocado hasta concreto.
c)
Desagüe de cunetas El desagüe de las cunetas se realizará mediante alcantarillas de alivio, ubicadas cada 250 m. como máximo (4 por Km.). En suelos erosionables los tramos entre alcantarillas serán menores.
IV.6 Zanjas y canales a)
Zanjas de coronación Son acequias encima de los taludes para evitar que las aguas de escorrentía erosionen estos taludes, serán de 1 m. de ancho, y se colocan como mínimo a 2 m. del inicio del talud.
b)
Zanjas de recolección Son zanjas que conducen las aguas de las alcantarillas de alivio hacia los cursos existentes de agua.
c)
Canal de bajada Son canales a través del talud, para conducir cursos de agua que no se pueden desviar. Deben ser revestidos.
IV.7 Alcantarillas (Ref.: Fig. 8) a)
Tipos - 11 -
b)
De alivio, para drenar el agua de las cunetas. De paso, para drenar cauces de agua.
Dimensiones mínimas Son las medidas internas que permiten su limpieza y conservación. Estas son (ancho, altura o diámetro):
c)
Alcantarillas de alivio: 0.40 a 0.60 m. Alcantarillas de paso: 1.00 m.
Número de alcantarillas Se recomienda 4/Km. para alcantarilla de alivio
IV.8 Badenes y vados (Ref.: Fig. 9) a)
Badenes Los badenes son estructuras para cursos de agua de carácter esporádico y con arrastre de materiales sólidos. El Baden tiene como superficie de rodadura un empedrado o losa de concreto. Es importante preveer protección contra socavación, sobretodo en suelos de grano fino.
la
La ventaja del Baden es que resulta más económico que alcantarillas grandes, pontones o puentes, y no son susceptibles de obstruirse. b)
Vados Se denomina vado al cruce a nivel de una carretera a través de un río pequeño. Debe enrocarse adecuadamente la calzada. Debe usarse marcadores de profundidad. No es solución adecuada para caminos de alto tránsito.
IV.9 Pontones y puentes Es el paso con estructuras encima del cauce del río. Si la luz es menor a 10 m. se denomina pontón.
IV.10 Drenaje subterráneo (Ref.: Fig. 10) - 12 -
El drenaje subterráneo tiene por objeto limitar la humedad de la plataforma. Se tienen tres casos: a) b) c)
Intercepción de corrientes subterráneas. Descender el nivel freático. Sanear capas de pavimento.
Se realiza mediante drenes subterráneos, que son zanjas con un tubo con orificios perforados cubiertos con material filtrante y luego suelo impermeable. El tubo será de 4 a 12 pulgadas (PVC). También se usan zanjas con geotextiles, que deja pasar el agua pero no los finos. Se deben usar cajas de registro y buzones.
V.
AFIRMADO V.1
Definición y características El afirmado es el revestimiento de la calzada (3.5 m. de ancho) con materiales dosificados para determinar una mejor resistencia de la vía al tránsito y la erosión. El afirmado consta de una mezcla de materiales con las características siguientes: a) Grava o piedra chancada, que tiene por objeto soportar la carga. Es importante que sea rugoso y no canto rodado. b) Arena clasificada, para llenar las vacías entre la grava y así dar estabilidad a la capa. c) Finos plásticos, sobretodo arcilla, para dar cohesión a la grava y la arena. La granulometría recomendada para tráfico TO y TI (IMD < 50 vehículos) debe ser la siguiente: Tamiz o malla
Porcentaje que pasa
2” 1”
100 50 - 80 20 - 50 4 - 12
Malla N° 4 Malla N° 200
Índice de plasticidad: 4 a 9 El afirmado por su ubicación se clasifica como: - 13 -
Superficie de rodadura, que debe tener un espesor mínimo de 10 cms. Capa inferior (que reemplaza a materia inadecuada de la sub-rasante). Esta deberá tener mayor cantidad de piedras y menor porcentaje de finos para resistir la carga de tránsito y ser buen dren.
V.2
Estudio geotécnico de la sub-rasante (Ref.: Fig. 11 y Cuadros Nos. 1 y 2) La sub-rasante es la capa superficial del terreno natural (plataforma). El estudio debe considerar los siguientes aspectos:
Granulometría. Límites Atterberg. Humedad natural. Clasificación SUCS. Ensayos CBR.
El estudio deberá realizarse hasta una profundidad de 0.45 m. y obtener muestras aproximadamente cada 500 m. El CBR es el valor de resistencia del suelo al 95% de la máxima densidad seca, a una penetración de carga de 0. 1” (2.54 mm.)
V.3
Diseño del afirmado a)
Categorías de la sub-rasante De acuerdo al CBR, se tiene la clasificación siguiente: Categoría S0 S1 S2 S3 S4
b)
Referencia Muy pobre Pobre Regular Buena Muy buena
CBR (%) <3 3-5 6 - 10 11 - 19 > 20
Condiciones para el diseño
Estabilización de la sub-rasante Si la sub-rasante tiene CBR < 6%, se eliminará la capa de material inadecuado y reemplazará con material granular con CBR > 6%, para su estabilización. Nivel freático de la sub-rasante - 14 -
El nivel freático debe quedar debajo a 0.65 ó 1.20 m., dependiendo del material de la sub-rasante, caso contrario se colocarán drenes.
- 15 -
CUADRO N° 01: CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS COMO SUB-RASANTE (CLASIFICACIÓN AASHTO)
Clasificación General Grupo Símbolo
Suelos granulosos 35% máximo que pasa por tamiz de 0,08 mm. A1 A2 A3 A1-a A1-b A2-4 A2-5 A2-6
A2-7
A4
Suelos finos más de 35% pasa por el tamiz de 0,08 mm. A7 A5 A6 A7-5
A7-6
Análisis granulométrico % que pasa por el tamiz de: 2 mm. 0,5 mm. 0,08 mm.
Máx. 50 Máx. 30 Máx. 15
Máx. 50 Máx. 25
Mín. 50 Máx. 10
Límites Atterberg Máx. 6
Tipo de material
0
Máx. 35
Máx. 35
Máx. 35
Mín. 35
Mín. 35
Mín. 35
Mín. 35
Mín. 35
Máx. 40
Mín. 40
Máx. 40
Mín. 40
Máx. 40
Máx. 40
Máx. 40
Mín. 40
Mín. 40
Máx. 10
Máx. 10
Mín. 10
Mín. 10
Máx. 10
Máx. 10
Mín. 10
Mín. 10 IP
Mín. 10 IP
Máx. 6
Límite de liquidez Índice de plasticidad Índice de grupo
Máx. 35
0
0
Piedras, gravas y arena
Estimación general del suelo como subrasante
0
Arena fina
0
Máx. 4
Máx. 4
Máx. 8
Gravas y arenas limosas o arcillosas
Máx. 12
Máx. 16
Suelos limosos
De excelente a bueno
Máx. 20 Suelos arcillosos
De pasable a malo
CUADRO N° 2 - EQUIVALENCIA ENTRE LA CLASIFICACION AASHTO y ASTM Clasificación AASHTO A – 1a A - 1b A – 2 A – 3 A – 4 A – 5 A – 6 A – 7
Clasificación ASTM GW, GP, GM, SW, SP, SM GM, GP, SM, SP GM, GC, SM, SC SP CL – ML ML, MH, CH CL, CH OH, MH, CH
Calidad para Sub-rasante Excelente a bueno Excelente a bueno Ambas clasificaciones Excelente a bueno Pasable a malo Pasable a malo Pasable a malo Pasable a malo
En zonas de congelamiento deberá evitarse suelos limosos, pues estos favorecen el congelamiento por el efecto capilaridad.
c)
Diseño del espesor del afirmado En caminos TO, con IMD < 15:
Sub-rasante S0
CBR (%)
Espesor del afirmado en cms. Alt. A Alt. B Rodadura Reemplazo SR Rodadura
Máx. 20
CUADRO N° 2 - EQUIVALENCIA ENTRE LA CLASIFICACION AASHTO y ASTM Clasificación AASHTO A – 1a A - 1b A – 2 A – 3 A – 4 A – 5 A – 6 A – 7
Clasificación ASTM GW, GP, GM, SW, SP, SM GM, GP, SM, SP GM, GC, SM, SC SP CL – ML ML, MH, CH CL, CH OH, MH, CH
Calidad para Sub-rasante Excelente a bueno Excelente a bueno Ambas clasificaciones Excelente a bueno Pasable a malo Pasable a malo Pasable a malo Pasable a malo
En zonas de congelamiento deberá evitarse suelos limosos, pues estos favorecen el congelamiento por el efecto capilaridad.
c)
Diseño del espesor del afirmado En caminos TO, con IMD < 15:
Sub-rasante
CBR (%)
S0 Muy pobre S1 Pobre S2 Regular S3 Buena S4 Muy buena
Espesor del afirmado en cms. Alt. A Alt. B Rodadura Reemplazo SR Rodadura
<3
37
25
21
3 – 5
30
15
21
6 – 10
21
11 – 19
15
20
15
Alternativa A : Es cuando el afirmado se coloca en la sub-rasante. Alternativa B: Es cuando el afirmado tiene dos capas: 1) Reemplazo de material de sub-rasante. 2) Afirmado de superficie de rodadura. d)
Condiciones para el afirmado Se pueden considerar tres casos:
Tramos que no requieren afirmado necesariamente Ocurre cuando la sub-rasante presenta suelos GW, GM, GC/SW, SP y SC con CBR al 95% > 20%. Tramos que requieren afirmado Ocurre con suelos con CBR al 95% < 20% sobretodo con suelos CL, ML, MH, CH y OH.
Tramos que previamente requieren reemplazo de la sub-rasante, ocurre cuando: Sub-rasante SO: Muy pobre S1: Pobre
CBR (%)
Espesor de reemplazo (cm.)
<3 3-5
25 15
La alternativa es afirmado de 37 y 30 cm. respectivamente, sin reemplazo de la sub-rasante.
e)
Presupuesto Para el presupuesto se considerarán los siguientes aspectos:
Condición previa al afirmado, deberá ejecutarse una de las siguientes partidas, dependiendo del estado de la vía: Perfilado sub-rasante con motoniveladora. o o Perfilado y compactado al 95% Proctor Standard de la sub-rasante. Partidas para el afirmado: o Corte de material en cantera. o Carguío. o Traslado. o Lastrado y compactado (incluye riego). Las partidas de carguío y traslado deben considerar esponjamiento de 20%. Todas las partidas anteriores se pueden considerar por m3 y m2, y convertir a costo por Km. Para determinar el volumen de afirmado deberá considerarse: Espesor del afirmado compactado. Ancho de calzada (3.50 m.). Ampliación de calzada en curvas (0.5 m. de ancho por 30 m. de largo). Plazoletas de cruce (2 m. de ancho x 20 m. de largo). Para el traslado deberá considerarse 3 variables: - Distancia media de traslado en el proyecto - Determinar si el traslado es cuesta arriba o cuesta abajo - Facilidad de volteo para volquetes
- 18 -
VI.
SEÑALIZACION Se tiene tres tipos de señalización, que son: a) b) c)
Preventivas. Informativas. Hitos de kilometraje.
- 19 -
SEGUNDA PARTE PUENTES PEQUEÑOS (Luz < 25 m.)
- 20 -
PUENTES PEQUEÑOS I.
COMPONENTES a) b) c) d)
II.
Estribos Superestructuras Accesos Obras de defensa y encauzamiento
ESTRIBOS II.1
Objetivos
II.2
Transmitir sin deformaciones o asentamientos las cargas de la estructura al suelo. No sufrir erosiones del río. Contención y estabilización de los terraplenes de acceso. Pueden tener alas, que son estructuras laminarias solidarias para la contención lateral de los terraplenes de acceso. Deben tener espesor de 0.25 m. como mínimo y contener la losa de transición.
Información básica para el diseño Comprende: Topografía. Hidrología e hidráulica. Geología y geotecnia. Riesgo sísmico.
II.3
Topografía Se requiere:
II.4
a)
Plano general (Esc. 1:5000 a 1:2000, con CN = 1 m.) Debe cubrir 100 m. aguas abajo y aguas arriba de la posible ubicación del puente, incluido orillas hasta una cota +10 m. del borde del río. También debe cubrir los accesos hasta el empalme de las vías.
b)
Ubicación del puente (Esc. 1:100, con CN = 1 m.) Incluyendo accesos y zonas de defensa del río. Debe colocarse BMs referenciales.
Hidrología e hidráulica Se requiere: - 21 -
a) b) c) d) e) f)
g) h)
i)
Régimen de caudales mensuales, con período mínimo de cinco años. Características del río, ancho, pendiente, profundidad, en estiaje y avenidas máximas. Caudal máximo de diseño hasta la ubicación del cruce, indicando métodos y período de retorno (mínimo 100 años). Área de flujo a ser confinado por el puente y NAME de la ubicación del puente. Hidrodinámica del río, zonas de erosión y sedimentación-transporte de Bolonería, requerimiento de defensa ribereña. Determinación del perfil de flujo ante el paso del caudal de diseño a lo largo del cauce, se sugiere la utilización de los programas de cómputo HEC-2 y HEC-RAS o similares. Recomendación del nivel mínimo para el tablero del puente. Determinación de las características hidráulicas del flujo para determinar la profundidad de socavación y profundidad mínima recomendable para la ubicación de la cimentación, según el tipo de cimentación. Previsiones para la construcción del puente.
Como información de apoyo se requiere lo siguiente: a) b) c) d) e)
II.5
Área, cotas y características de la cuenca hidrográfica. Registros pluviométricos. Huellas de avenidas máximas en el cauce del río. Datos de erosión en otros puentes. Ubicación del puente respecto a otras estructuras.
Geología y geotecnia Se requiere: a) b) c) d) e) f)
Descripción de la geología regional y local. Descripción geomorfológica. Definición de propiedades físicas y mecánicas de suelos y/o rocas - clasificación SUCS en suelos. Definición de zonas de deslizamientos y aluviones de potencial ocurrencia. Canteras de materiales de construcción. Identificación y caracterización de fallas geológicas.
Para apreciar adecuadamente el subsuelo, para la cimentación de estribos o pilares, se requiere sondajes y exploraciones.
- 22 -
Los ensayos de campo determinarán los parámetros de resistencia y deformación de los suelos o rocas de fundación. Estos ensayos son: a)
En suelos Penetración estándar (SPT). Cono estático (CPT). Veleta de campo. Presurometría. Placa estática. Permeabilidad. Refracción sistémica.
b)
En rocas Compresión uniaxial en roca débil. Resistencia al corte directo. Carga en placa flexible y rígida. Fracturamiento hidráulico.
Los ensayos de laboratorio requeridos son: a)
En suelos Clasificación SUCS. Corte directo. Compresión triaxial. Consolidación y permeabilidad. Proctor modificado y CBR.
b)
En rocas Módulo elástico. Compresión triaxial. Compresión no confinada. Resistencia a la rotura.
II.6
Riesgo sísmico No es necesario en puentes pequeños.
II.7
Diseño de los estribos II.7.1 Análisis de la información básica a)
Ubicación definitiva del puente.
b)
Cimentación Se determinará su dimensiones en base
- 23 -
profundidad y a los estudios
hidrológicos, hidráulicos, geológicos y geotécnicos, evitando socavaciones. Se considerará mantener presión de contacto uniforme, manteniendo las presiones máximas del suelo y la roca dentro de los valores admisibles para prevenir asentamientos diferenciales. La carga que transmite la cimentación se realizará determinando la geometría de la estructura y considerando los factores de carga indicados en el cuadro adjunto (N° 3).
c)
Altura del estribo Se determinará considerando un borde libre mínimo de 1.50 sobre el NAME.
d)
Características de los aleros Se determinarán considerando la topografía del lugar, ubicación del puente y su relación con los accesos.
Cuadro N° 3 = Factores de carga a) Cargas permanentes: es el peso propio de la estructura. Pesos específicos referenciales: Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Material Agua dulce Agua salada Acero Aluminio Arena y tierra Asfalto Concreto Concreto armado Hierro forjado Madera Mampostería de piedra
Kg./m3 1000 1020 7850 2800 1600 - 1900 2200 2400 2500 7200 1020 2700
b) Cargas variables Vehículos y personas. Fuerzas dinámicas de frenado aceleración. Presiones y subpresiones de agua. Variaciones de temperatura. Sismo y viento.
c) Cargas excepcionales Colisiones. Explosiones.
- 24 -
y
II.7.2 Diseño Se realizará considerando: a) b) c) d) e)
III.
Cargas de la superestructura y peso propio. Empuje lateral del relleno. Sub-presión del agua. Sub-presión del nivel freático del terraplén. Resistencia y comprensibilidad de los suelos de cimentación, considerando la nivelación del terreno, evitando sobre-excavaciones que de existir deberá rellenarse con concreto y nunca con tierra.
SUPERESTRUCTURA III.1 Geometría de detalles a) b) c) d) e)
Pendiente transversal mínima: Altura de barandas mínima: Pendiente longitudinal mínima: Ancho de vereda: Ancho de vía mínimo:
2% 1.1 m. 0.5% 0.6 m. 3.0 m.
III.2 Tipos de puentes 1) 2)
Viga losa de concreto. Vigas de acero en I y losa de concreto o de madera.
III.3 Análisis estructural Se tiene los siguientes métodos: Clásico de desplazamiento y fuerzas. Diferencias finitas. Elementos finitos. Placas plegables. Franjas finitas. Analogía de emparrillado. Líneas de influencia.
III.4 Memoria del cálculo
Descripción de la estructura. Hipótesis de cálculo. Norma de referencia. Dimensionamiento. Cálculo de solicitaciones. Croquis de detalles. Programa de cómputo solicitado. - 25 -
III.5 Planos y especificaciones
Ubicación/vista general. Esquema de sondajes del suelo. Encofrados. Armaduras. Esquema de procesos constructivos. Esquema de colocación del concreto. Sistemas de drenaje. Detalles de señalización. Especificaciones técnicas. Tabla de metrado.
III.6 Concreto para puentes
Clase
Kg./cm2
A A (AE) B B (AE) C C (AE) P S
280 280 175 175 280 280 -
Cemento Kg./m3 Bolsas/m3 362 362 307 307 390 390 334 390
8.5 8.5 7.2 7.2 9.2 9.2 7.85 9.20
III.7 Desencofrado Vigas y losas Columnas y muros Concreto masivo Costado vigas
IV.
14 días 48 horas 45 horas 24 horas
OBRAS COMPLEMENTARIAS IV.1 Obras de defensa y encauzamiento Estas podrán ser: a) b) c)
Enrocamiento. Gaviones. Forestación.
IV.2 Obras de acceso Se refiere a la unión del puente con las carreteras que sirva el puente. - 26 -
Estas vías cumplirán las características de la parte primera.
IV.3 Losas de aproximación Son losas de concreto de 3.50 m. de ancho x 0.2 m. de espesor de concreto simple o armado. La longitud mínima será de 4 m.
- 27 -
RELACIÓN DE ANEXOS 1.
Costos referenciales de maquinaria.
2.
Costo referencial de precios unitarios.
3.
Modelo referencial de presupuesto en mejoramiento de caminos vecinales.
4.
Modelo referencial de presupuesto en puentes pequeños.
- 28 -
ANEXO N° 01 COSTO MAQUINARIA (SET 2009)
Item
Costo hora maquinaria (soles)
Referencia
01
Cargador frontal 2.5 yardas cúbicas
160
02
Tractor Bulldozer DSC
163
03
Motoniveladora
115
04
Volquete 10 m3
170
05
Volquete 8 m3
146
06
Camión Cisterna
91
07
Rodillo liso 100 HP
59
08
Mezcladora de concreto tipo trompo 11 pies3
15
09
Compresora neumática 76 HP
56
10
Martillo 50 libras
12
11
Motobomba 4”, 10 HP
7
12
Compactador vibrador tipo plancha 4 HP
5
13
Vibrador de concreto HP
5
14
Teodolito con miras (4)
7
15
Bomba de mano para prueba hidráulica
7
16
Camioneta pick-up doble cabina
40
- 29 -
ANEXO N° 02 PRECIOS UNITARIOS REFERENCIALES Item
Referencia
Unidad Costo (S/.)
A
CONFORMACIÓN PLATAFORMA
1
Corte en material suelto
m3
3
2
Corte en roca suelta
m3
6
3
Corte en roca fija
m3
12
4
Conformación terraplen
m3
5
5
Eliminación material excedente con carretilla hasta 30 m.
m3
6
6
Muro seco asentado con barro
m3
41
7
Muro con mortero 1:4
m3
68
8
Revestimiento con piedra emboquillada
m3
73
B
OBRAS DE DRENAJE
9
Cunetas
ml
1.26
10
Alcantarilla 24”
ml
316
11
Alcantarilla de alivio
U
12
Alcantarilla de paso
U
13
Badenes
m
446
14
Excavación no clasificada de estructura
m3
12
15
Encofrado y desencofrado de caja
m3
19
16
Concreto 175 + 30% P.M.
m3
176
17
Relleno con material seleccionado
U
36
C
SEÑALIZACIÓN
18
Preventivas
U
144
19
Informativas
U
290
20
Hitos de kilometraje
U
181
D
AFIRMADO
21
Perfilado sub-rasante (0.15 x 3.60)
Km.
1,000
22
Perfilado y compactado sub-rasante
Km.
1,880
23
Afirmado traslado 1 km
Km.
5,200
24
Afirmado traslado 2 km
Km.
6,000
25
Afirmado traslado 5 km
Km.
12,700
E
MEDIO AMBIENTE
26
Readecuación de campamento y patio de maquinas
Global
2,000
27
Readecuación de canteras y planta de zarandeo
Global
3,000
- 30 -
ANEXO N° 03-A PRESUPUESTO – MEJORAMIENTO CAMINO VECINAL Códi go
Referencia
Unidad
A
ACTIVIDADES PRELIMINARES
01
Cartel de obra
02
Replanteo topográfico
03
Campamento
04
Movilización y desmovilización maquinaria
Global
05
Fletes de materiales
Global
06
Mantenimiento de transito y seguridad vial durante ejecución
Global
07
Trocha de acceso a cantera de afirmado
B
CONFORMACIÓN PLATAFORMA
09
Corte material suelto
m3
10
Corte roca suelta
m3
11
Corte roca fija
m3
12
Relleno compactado material propio
m3
13
Traslado material misceláneo Km.
m3
14
Perfilado de taludes
Km.
15
Perfilado de la sub-rasante (4 m. de ancho)
Km.
16
Perfilado y compactado sub-rasante (4m. de ancho)
Km.
C
EXCAVACIÓN DE CUNETAS
17
En tierra
m
18
En roca suelta
m
19
En roca fija
m
D
AFIRMADO (3.6 m. de ancho x 0.15 m. de espesor)
20
U Global U
Km.
Traslado km………….(distancia media)
Km.
E
OBRAS DE ARTE
21
Alcantarillado de alivio
U
22
Alcantarillado de servicio
U
23
Baden
m
24
Pontones
U
25
Muros de contención
m
26
Zanjas de coronación
m
27
Paso de vía con tubos PVC enconcretado
m
F
SEÑALIZACIÓN
28
Señales preventivas
U
29
Señales informativas
U
30
Hitos de kilometraje
U
G
IMPACTO AMBIENTAL
31
Readecuación de campamento
Global
32
Readecuación de canteras
Global
33
Readecuación de botaderos
Global
31
Canti dad
Precio unitario
Precio total
NOTAS: 1. El modelo de presupuesto propuesto, se ha realizado considerando la facilidad para los informes de avance mensual de obra, durante la ejecución de la obra. 2. Se recomienda adjuntas en hojas aparte las siguientes descripciones: a) Descripción de las partidas presupuestales. Descripción breve indicando según el caso, características, tramos entre progresivas, etc. En el caso de la partida: movilización y desmovilización de maquinas, indicar en un cuadro todas las maquinarias a utilizarse, lugar de traslado, distancias, forma de traslado (propios medios o camión) y costo individualizado b) Costos pormenorizados de las partidas referentes a obra de arte y señalización 3. Presentar gráficos de distancias con la ubicación de canteras para el afirmado, y los tramos a afirmar, obteniendo la distancia media para todo el proyecto. Idem para la partida: traslado material misceláneo. 4. Presentar gráficos de tramos que requieren ensanche vía, con indicaciones del tipo de suelos.
32
PRESUPUESTO PUENTE VEHICULAR Códi go
Referencia
Unidad
A
ACTIVIDADES PRELIMINARES
01
Cartel de obra
02
Replanteo topográfico
03
Campamento (……………..m2)
04
Movilización y desmovilización maquinaria
Global
05
Fletes de materiales (………….ton.)
Global
B
EXCAVACIÓN PARA ESTRIBOS Y ALAS
06
Material común (seco)
m3
07
RS (Seco)
m3
08
RF (seco)
m3
09
Material común (bajo agua)
m3
10
Entibamieinto
11
Eliminación material
C
Construcción estribos y alas
12
Solado para zapatas f’c = 100 kg/cm3
m3
13
Acero de refuerzo (fy = 4,200 kg/cm2)
m3
14
Encofrado bajo agua
m3
15
Encofrado cara vista
m3
16
Concreto f’c 210 fg/cm2
m3
17
Junta de dilatación metálica
m3
18
Apoyo de neopreno
D
CONSTRUCCIÓN SUPRAESTRUCTURA (viga, loza, veredas)
19
Falso puente
20
Encofrado desencofrado
m2
21
Acero de refuerzo (fy = 4,200 km/cm2)
Kg
22
Concreto f’c = 280 kg/cm2
m3
23
U Global
Global Km.
Dm3
Global
U
Tubos de drenaje 3”
24
Acabados de veredas
m2
25
Barandas metálicas pintadas
ml
E
VIGAS DE ACERO (Longitud – m)
26
Fabricación estructura metálica
Global
27
Pintura estructura metálica
Global
28
Transporte
Global
29
Montaje (incluye pernos)
Global
F
OBRAS DE PROTECCIÓN
30
Excavación en material común
m3
31
Gaviones tipo caja
m3
G
IMPACTO AMBIENTAL
32
Corte material suelto
m3
33
Corte en RS
m3
34
Corte en RF
m3 33
Canti dad
Precio unitario
Precio total
35
Relleno con material propio
m3
36
Relleno con material de préstamo
m3
37
Traslado material misceláneo
m3
38
Perfilado sub-rasante con motoniveladora
Km.
39
Afirmado de 15 cm
Km.
40
Obras de arte (alcantarillas)
U
41
Señales informativas
U
H
IMPACTO AMBIENTAL
42
Readecuación campamento
Global
43
Readecuación de canteras
Global
44
Readecuación de botaderos
Global
TOTAL COSTO DIRECTO
NOTAS: 1. Breve descripción de cada partida en hojas aparte. 2. Presentar presupuesto específico de las obras de arte.
34
RELACIÓN DE GRAFICOS 1. Ancho de calzada y plataforma. 2. Modalidades de conformación de plataforma. 3. Muros de contención de mampostería de piedra seca. 4. Muros de contención de taludes con mampostería de piedra con mortero 1:4. 5. Muros de contención de plataforma de mampostería de piedra con mortero 1:4. 6. Muros de contención de concreto ciclópeo. 7. Tipos de cunetas. 8. Detalles de alcantarillas. 9. Badenes. 10. Drenaje subterráneo. 11. Signos convencionales para perfil calicatas. 12. Ubicación recomendable para puentes. 13. Alternativa de estribos para puentes.
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
