CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE CARROZABLE

CASHAPAMPA

ESTUDIO GEOTECNICO Y ACCESOS DEL PUENTE

I. GENERALIDADES 1.1. INTRODUCCION El Plan Operativo del Sector Transportes y Comunicaciones del Gobierno Regional de Huánuco, prevé la “CONSTRUCCION DEL PUENTE CARROZABLE CASHAPAMPA” en base al perfil desarrollado en el año 2007 en la etapa Pre Inversión por la Municipalidad Provincial de Huamalies.  La luz del puente sobre el río Monzón a proyectar es 55 m de acuerdo al dimensionamiento acorde con el levantamiento topográfico, condiciones hidráulicas y planteamiento arquitectónico - estructural.

UBICACIÓN DEL PUENTEEl puente se localiza en la localidad de Cashapampa, Distrito de Monzon, Provincia de Huamalies y Región Huánuco, en la zona Nor-Este de la ciudad capital de Provincia LLata, el puente une la Localidad de Guayabal con Cashapampa(Foto Nº 01 y Plano de Ubicación de las Calicatas PGT-01), donde se puede apreciar que el puente estará ubicado en la zona de menor longitud de ancho de río Monzón que equivale a 55 mt.

Se proyecta construir sobre el río Monzon a una altitud promedio de 828 m.s.n.m, mediante una superestructura clasificada como Puente en arco atirantado con vigas diafragma de concreto, que se apoyan en las vigas principales de concreto armado y todo estos se apoyan sobre una subestructura denominada estribos de concreto armado con contrafuertes.

  El río Monzón es el curso principal de la

sub-cuenca del mismo nombre, ubicándose aproximadamente el puente del proyecto en coordenadas UTM de las calicatas como se detalla a continuación: lado izquierdo, C-1 de 828.53 msnm, E 354,365.67 y N 8’979,093.71 y lado derecho, C-2 de 827.03 msnm, E 354,413.64 y N 8’979,056.66

ACCESO AL AREA DEL PROYECTO   La ruta principal de acceso al área del

proyecto desde Lima, capital del país, es por la carretera central, pasando por las ciudades importantes como: Chosica, La Oroya, Junín, Ambo, Huanuco, Tingo Maria para finalmente llegar a la localidad de Cashapampa con un recorrido de 575 Km. Como accesos secundarios tenemos:

  La carretera de penetración que parte

desde Huacho, pasando por Oyón, Yanahuanca, Ambo, Huanuco, Tingo Maria y luego llega hasta Cashapampa.

La carretera de penetración que parte desde Pativilca, pasando por La Unión, Huanuco, Tingo Maria, llega a Cashapampa.

CONDICIONES CLIMÁTICAS

El clima en la zona es propia de la selva alta peruana con una acentuada uniformidad de característica primaveral en todo el año, entonces para el área en estudio le corresponde un Clima Templado Moderado Lluvioso (Cw) según la distribución de Koppen W.

II. ESTUDIO GEOTECNICO   2.1. TRABAJOS DE CAMPO   El Estudio Geotécnico tiene por

objetivo auscultar las características de los estratos del suelo en el emplazamiento de las infraestructuras del puente, para determinar luego mediante ensayos de campo y/o de laboratorio, según la naturaleza de los depósitos, las propiedades de resistencia y deformación.

  El programa de sondeos se realiza de

acuerdo a lo exigido por el Manual de Diseño de Puentes, que para el caso de puentes de hasta 100 m prevé como mínimo un sondaje de exploración para cada componente de la infraestructura. En este caso se tiene 55.00 m de longitud y dos estribos localizados a ambas márgenes del río Monzón, por consiguiente se realizará la exploración en dos puntos.

2.1.1. CALICATAS   Para conocer las características geotécnicas del

lugar que consiste en su clasificación, estratigrafía, propiedades físicas tanto como mecánicas, para el diseño de las cimentaciones, que deben ser estables y no exceder la capacidad de soporte de los suelos ni experimentar deformaciones mayores que los tolerables, siguiendo los lineamientos del Manual de Diseño de Puentes se procede a planificar la exploración mediante calicatas.

Por la dificultad de sondear para grandes profundidades en suelos que contienen bloques de roca, se opta por la alternativa de explorar la distancia mínima necesaria en cada calicata pero acorde con el Manual, con la certeza de obtener los datos suficientes para un buen proyecto.

  En el margen izquierdo del río donde se

emplazará el estribo izquierdo del puente se ubica las calicatas C-01 (Foto Nº 02, Plano PGT-01) en una zona aguas abajo del eje. Mientras que las calicatas C-02, están en el margen derecho del río localizándose aguas abajo del eje del puente y cerca al emplazamiento del estribo derecho (Foto Nº 03, Plano PGT-01) como se puede observar a continuación:.

Las calicatas C-03 y C-04, están ubicadas en la vía de ingreso del puente en una longitud de 600 mt de longitud.

  En las calicatas C-03 y C-04, se

llegó a explorar hasta profundidades de 1.50 m respectivamente, no alcanzando presencia de nivel freático. Resultando las cotas de los fondos de excavación en 811.30 m.s.n.m y 808.30 m.s.n.m respectivamente que resultan mas altos del nivel del puente por estar en la ladera del cerro hasta que se empalme a la carretera principal como se detalla en planta en el plano (PGT-01).

Durante las excavaciones de las calicatas C-01 y C-02, se han tenido la presencia del nivel de agua freática, las mismas que se detallaran en el perfil estratigráfico.

  Las excavaciones de las calicatas se

realizaron con herramientas manuales y equipos livianos manuales como palas y picos, formando áreas de hasta 2.0 m2 en planta, para permitir eliminar con comodidad los bloques medianos de roca incrustados en la matriz arenosa y proporcionar seguridad a los peones ente el desmoronamiento de las paredes de la excavación, que ocurrió en varias oportunidades, lo que demuestra que los depósitos de conglomerados no poseen una buena compacidad.

  El emplazamiento de las calicatas que eran

muy cercanas al borde del río (C-01 y C-02), hacía presumir que la filtración de las aguas del río se presentarían pronto cuando se alcancen niveles menores que su tirante actual, lo que si sucedió a la profundidad de 0.60 m. del nivel de tirante del río como se puede apreciar en la vista fotográfica de la calicata C-01 y C-2

Nivel freatico de la Calicata N° C-

02

Nivel freatico de la Calicata N° C-

01 60cm

PERFIL ESTRATIGRAFICO Y MUESTREO

Foto Nº 08. En la calicata C-01 se encontró superficialmente suelo orgánico y luego dos capas de de grava + arena con limos no plásticos y luego una arena limosa con presencia de bolones y piedras medianas como especifica en el perfil estratigráfico.

Fig. Nº 01. Niveles de excavación de las calicatas del lado izquierdo C-1 donde se aprecia el perfil estratigráfico y el nivel freático del agua y las características geomecánicas del suelo.

Fig. Nº 02. Niveles de excavación de las calicatas del lado izquierdo C-2 donde se aprecia el perfil estratigráfico y el nivel freático del agua y las características geomecánicas del suelo.

CALICATA C-03

Fig. Nº 03. Niveles de excavación de las calicatas del lado derecho C-3 en la vía de acceso del puente, donde se aprecia el perfil estratigráfico y los estratos de acuerdo a la clasificación de sus respectivos estratos.

Figura N º04. Niveles de excavación de las calicatas del lado derecho C-4 en la via de acceso del puente, donde se aprecia el perfil estratigráfico y los estratos de acuerdo a la clasificación de sus respectivos estratos.

6.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

  6.1. CONCLUSIONES   6.1.1.El estudio geotécnico

comprende, describir las propiedades físicas y mecánicas del suelo de cimentación de los estribos del Puente Cashapampa, con la finalidad de diseñar las infraestructuras a fin de que sean estables ante las cargas estáticas y dinámicas. Además se analizan las canteras de agregados para las obras de concreto, para los rellenos en el respaldo de los estribos y la fuente de agua y Finalmente se hacen precisiones sobre aspectos del riesgo sísmico.

El informe se realiza sobre la base de lo estipulado en el Manual de Diseño de Puentes del MTC aprobado en el año 2003.

  6.1.3.El puente de 55.00 m de

luz se localiza sobre el río Monzón en el pase de Guayabal a Cashapampa, ubicándose aproximadamente en la altitud y coordenadas UTM lado izquierdo, C-1 de 828.53 msnm, E 354,365.67 y N 8’979,093.71 y lado derecho, C-2 de 827.03 msnm, E 354,413.64 y N 8’979,056.66 adyacente a la via a la capital del distrito monzón.

El cauce del río Monzón así como el valle estrecho se constituye sobre un estrato de suelos Cuaternarios Recientes, compuesto por Depósitos Aluviales (Qr-al) y arenas limosas producto del proceso coluvial de los restos de intemperismo de las rocas base, se encuentran rocas de diámetros mayores de 1.00 mt en el lado derecho, el cual deberá ser eliminado usando voladuras. En el flanco derecho existe una Afloración rocosa aguas arriba y en parte esta constituido en el área de cimentación del estribo derecho y al lado izquierdo el afloramiento aparece a 70 mt aguas abajo el cual no afecta la cimentación del puente.

    6.1.5.Los trabajos de campo para el estudio

geotécnico se realizaron mediante cuatro calicatas, ubicando C-01 en el margen izquierdo y C-02, C-03 y C-04 en el margen derecho. En todos estos sondajes la excavación llegó a profundidades variables como se indican en el perfil estratigráfico.

7 El perfil estratigráfico de los suelos en ambos márgenes, tienen características similares con una capa inorgánica con restos de desperdicios clasificada como turba Pt de un espesor promedio de 40cm, continua otra capa formada por grava, arenas y limos (GM,) de color gris a rojizo y luego las arenas limosas con presencia de bolonerias, con profundidades superiores a 20.00 m.

  6.1.8.El tipo de cimentación adecuado

para los estribos es el superficial corrido de forma rectangular según el predimensionamiento por el especialista.

  6.1.9.La capacidad admisible de las

zapatas se obtienen con la teoría de Terzaghi, para cimientos corridos con corrección por la forma rectangular, con posibilidad de falla local y un factor de seguridad de 3, cuyos resultados se muestran para cada estribo.

6.1.10.Los asentamientos a ocurrir en el suelo de cimentación, se calculan con la teoría elástica tomando E=5,000 ton/m2, µ=0.3 y Iρ=1.5; resultando:

ρ = 0.013 m en ambos estribos.   6.1.11.Los asentamientos

máximos permisibles obtenidos para evitar distorsiones angulares límites de 1/600 de peligrosidad para pórticos arriostrados, resultan en 0.018 m para ambos estribos, que son mayores a los asentamientos a ocurrir.

  Cantera de agregados para la

fabricación de concreto seleccionada es Chicoplaya y Playa Chica, en el rio monzon. De este lugar se debe extraer el agregado fino y los cantos rodados para producir piedra chancada.

 

  El agregado fino cumple con las exigencias

mínimas porque está libre de terrones de arcilla o carbón y el porcentaje de partículas que pasa la malla Nº 200 es 3.76%. La gradación comparada con los husos del MTC, indica que el agregado es arena media, siendo necesario separar las partículas mayores de 3/8” que representa el 20%. Sus características son:

Clasificación SUCS :

SP

Módulo de fineza : 1.83 Absorción : 2.08% Humedad natural : 10.30% Contenido de impurezas orgánicas :

0.86% Peso unitario : 1.834

gr/cm3 Gravedad específica : 2.63  

l agregado grueso será piedra chancada preparada con cantos rodados que poseen las siguientes propiedades que cumplen con las exigencias del MTC.

Absorción : 1.2% Humedad natural : 5.06% Gravedad específica :

2.680 Abrasión : 19%

a cantera para rellenos detrás de los estribos y alas es Chicoplaya y Playa Chica, que satisface los requisitos mínimos de material de terraplén según el MTC, siendo sus características:

  Clasificación SUCS : A-1-a (0) Tamaño máximo de piedras : 0.20 m Límite líquido : 21.2% Límite plástico : 16.6% Índice plástico : 4.6% Densidad seca máxima : 2.23 gr/cm3 Humedad óptima : 4.7% CBR al 95% de la densidad seca máxima : 61.52%  

La fuente de agua para la fabricación de concreto y curado respectivo es el sistema de agua potable suministrada por la comunidad de cashapampa, cuyos indicadores de calidad exigidas por el MTC se cumplen:

    5.1.17El material de relleno del respaldo, debe tener un

sistema de drenaje en el fondo, constituido por una capa de cantos rodados de 0.60 m. de espesor, sobre ella se colocará como filtro una capa de arena de 0.30 m de espesor. Las dos capas y el relleno deben satisfacer los tres requisitos siguientes:

Criterio de obstrucción   Criterio de permeabilidad   Criterio adicional   El primer criterio se aplica considerando al relleno como

suelo y a la capa filtrante como filtro, luego a la capa filtrante como suelo y a la capa drenante como filtro. Los criterios segundo y tercero solo se aplican considerando al relleno como suelo y a la capa filtrante como filtro.