modulo fundamentos de la construccion vial 1

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

FUNDAMENTOS DE LA CONSTRUCCIÓN VIAL

Fuente http://www.gaviones.com

Asesoría conceptual: Darío Alfonso Molano Sánchez, Ingeniero Civil.

Asesoría pedagógica, metodológica, técnica, ilust ración y diseño: Ing. Msc .Jaime Leal Afanador.

No está permitida la reproducción total o parcial de este módulo, ni su tratamiento

informático, ni la transmisión de ninguna forma o p or cualquier medio, ya sea electrónico, por copiado, por registro u otros mé todos sin el permiso previo y por

escrito de los titulares de. Escuela de Ingenieros Militares.

Derechos reservados. Escuela de Ingenieros Militare s. Elaborado por la Corporación Educativa para la Inve stigación, la Formación y el

Desarrollo Personal. CIDEP. Bogotá, D.C., Mayo de 2003.


ESCUELA DE INGENIEROS MIL ITARES

II


Asesoría conceptual: Darío Alfonso Molano Sánchez, Ingeniero Civil.

Asesoría pedagógica, metodológica, técnica, ilust ración y diseño: Ing. Msc .Jaime Leal Afanador.

No está permitida la reproducción total o parcial de este módulo, ni su tratamiento

informático, ni la transmisión de ninguna forma o p or cualquier medio, ya sea electrónico, por copiado, por registro u otros mé todos sin el permiso previo y por

escrito de los titulares de. Escuela de Ingenieros Militares.

Derechos reservados. Escuela de Ingenieros Militare s.



III

TABLA DE CONTENIDO PRESENTACION PROPÓSITO OBJETIVOS METODOLOGÍA RECOMENDACIONES PRUEBA INICIAL SESIÓN 1 MOVIMIENTO DE TIERRA I

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCIÓN DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. MOVIMIENTO DE TIERRA 1.1. GENERALIDADES 1.2. ALINEACIÓN, NIVELES, PERFILES

TRANSVERSALES Y PERFILES LONGITUDINALES 1.3. CLASIFICACION DE LOS SUELOS 1.4. CLASIFICACION DE LAS EXCAVACIONES 1.5. MATERIAL PARA RELLENO 1.6. EJECUCIÓN DE LOS RELLENOS 1.7. COMPACTACION 1.8. ESPONJAMIENTO 1.9. OTROS EQUIPOS 1.10. EXCAVACIÓN EN OBRAS

COMPLEMENTARIAS

X XII XIII XIV XVI XVIII 1 2 2 3 4 6 6 7 9 12 13 13 15 18 19 41 41



IV

1.11. FORMA DE PRESENTACIÓN DE LAS PARTIDAS EN EL PRESUPUESTO DE LA OBRA CONDUCTA DE SALIDA SOLUCIÓN DE LA CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 2 MUROS DE CONTENCIÓN EN GAVIONES

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. MUROS DE CONTENCIÓN EN GAVIONES 1.1. GENERALIDADES 1.2. MATERIALES 1.3. EQUIPO 1.4. MUROS DE GAVIONES 1.5. CALCULO DE MUROS EN GAVIONES 1.6. TIPOS DE MUROS EN GAVIONES 1.7. VENTAJAS QUE OFRECEN LAS ESTRUCTURAS DE GAVIONES 1.8. ARMADO DE GAVIONES 1.9. TERRAPLENES CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 3 GEOTEXTILES INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. GEOTEXTILES 1.1. GENERALIDADES 1.2. MATERIALES 1.3. EQUIPO

42 44 47 48 48 49 51 58 58 59 60 61 63 76 79 81 86 95 97 103 104 104 105 106 108 108 109 109 110



V

1.4. EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS 1.5. TIPOS DE GEOTEXTILES 1.6. SISTEMAS DE DRENAJE HORIZONTAL Y VERTICAL CON GEOCOMPUESTOS 1.7. EL GEOCOMPUESTO PARA DRENAJE 1.8. OBRAS DE CONTENCIÓN VERDES 1.9. FILTROS 1.10. APLICACIONES DE LOS GEOTEXTILES CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 4 OBRAS DE CORRECCIÓN Y DEFENSA HIDRÁULICA INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE CONDUCTAS DE ENTRADA 1. OBRAS DE CORRECCIÓN Y DEFENSA HIDRÁULICA 1.1. GENERALIDADES 1.2. DEFENSA DE MARGENES FLUVIALES Y LACUSTRES 1.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS COLCHONETAS RENO 1.4. TECNICAS DE ARMADO DE COLCHONETAS 1.5. FASES CONSTRUCTIVAS DE UN CANAL REVESTIDO EN COLCHONETAS 1.6. DEFENSAS EJECUTADAS CON COLCHONETAS REVESTIDAS CON 1.7. CANALIZACIONES - CANALES REVESTIDOS CON MORTERO, ARGAMASA Ú HORMIGÓN 1.8. OBRAS DE EMERGENCIA Y CONTENCIÓN DE INUNDACIONES 1.9. OBRAS DE DEFENSA Y CONSERVACIÓN

115 120 123 128 130 133 155 156 158 159 159 160 161 163 163 164 168 175 179 182 187 189 192



VI

DEL SUELO 1.10 REVESTIMIENTO Y ANCLAJE PARA CONDUCTOS BAJO AGUA 1.11 LAS BRIDAS 1.12 SOLERAS CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 5 MOVIMIENTO DE TIERRA II

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. MOVIMIENTO DE TIERRA II 1.1. EXCAVACIÓN, TRANSPORTE Y FORMACIÓN DE TERRAPLENES 1.2. FACTOR DE CARGA 1.3. FACTOR DE REDUCCIÓN DE VOLUMEN 1.4. ESTUDIO DE PERFILES 1.5. CURVA DE ÁREAS 1.6. DIAGRAMA DE MASAS 1.7. MEDIDA DEL TRANSPORTE 1.8. DISTANCIA MEDIA DEL TRANSPORTE 1.9. UTILIDAD DE LA COMPENSADORA 1.10. UNA MODIFICACIÓN DE LA CURVA DE MASAS 1.11. LIMITE MÁXIMO DE ACARREO ECONÓMICO 1.12. LOS SOBREACARREOS EN EL DIAGRAMA CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 6 DRENAJE VIAL

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS

194 202 205 208 209 211 212 212 213 214 215 215 216 220 221 222 225 231 233 236 239 240 242 247 248 250 251 251 252



VII

CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. DRENAJE VIAL 1.1. GENERALIDADES 1.2. SECCIÓN HIDRÁULICA DE LAS OBRAS DE DRENAJE 1.3. FACTORES BÁSICOS APLICADOS AL ESTUDIO DEL DRENAJE 1.4. FORMULAS EMPÍRICAS PARA CALCULAR LA SECCIÓN HIDRÁULICA DE UNA OBRA DE DRENAJE 1.5 DISEÑO DE CUNETAS 1.6 TIPOS DE OBRAS DE DRENAJE 1.7 LOCALIZACION DE LAS OBRAS 1.8 CONSIDERACIONES GEOTÉCNICAS RELACIONADAS CON LA CIMENTACIÓN DE ALCANTARILLAS 1.9 CÁLCULO DE AGUAS MÁXIMAS PARA ESTRUCTURAS MAYORES DE DRENAJE 1.10 OTRAS OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE EN CARRETERAS CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 7 REDES Y ACOMETIDAS DE ALCANTARILLADO

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. ESPECIFICACIONES, REDES Y ACOMETIDAS DE ALCANTARILLADO 1.1. ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS PARA ALCANTARILLADOS 1.2. NORMAS GENERALES DECONSTRUCCIÓN 1.3. CONSTRUCCIÒN OBRAS ACCESORIAS

253 255 255 256 258 259 265 272 276 283 287 292 301 302 305 306 306 307 308 310 310 311 360 377



VIII

1.4. INSTALACIONES DE ACOMETIDAS 1.5. NORMATIVIDAD AMBIENTAL CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

SESIÓN 8 CIMENTACIONES

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA 1. CIMENTACIONES 1.1. GENERALIDADES 1.2. CLASIFICACIÓN DE LAS CIMENTACIONES 1.3. FUNCIONES DE LAS CIMENTACIONES 1.4. CAUSAS DE ASENTAMIENTOS EN LOS TERRENOS DE CIMENTACIÓN 1.5. CLASIFICACIÓN DE LOS TERRENOS DE CIMENTACIÓN 1.6. PRESIONES ADMISIBLES DE LOS TERRENOS DE CIMENTACIÓN 1.7. PRESIONES EN LAS CAPAS PROFUNDAS DE LOS TERRENOS DE CIMENTACIÓN 1.8. PRESIÓN GENERAL EN TERRENOS COHERENTES DE CIMENTACIÓN 1.9. CONSIDERACIONES DE LOS ASENTAMIENTOS 1.10. CARGAS EXCÉNTRICAS 1.11. SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO 1.12. CARGAS A CONSIDERAR EN EL PROYECTO DE CIMENTACIÓN 1.13. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO 1.14. EXCAVACIONES PARA CIMIENTOS CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

379 383 384 386 387 387 388 389 391 392 392 420 426 428 431 432 433 433 434 435 435 436 437 440 441



IX

SESION 9 CONSTRUCCION DE SUBBASES Y BASES GRANUL ARES

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS CONDUCTA DE ENTRADA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA

1. CONSTRUCCIÓN DE SUBBASES Y BASES GRANULARES 1.1. GENERALIDADES 1.2 DESCRIPCIÓN SUBBASES 1.3 DESCRIPCIÓN BASES 1.4 DESCRIPCIÓN BASES MIXTAS CONDUCTA DE SALIDA SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

PRUEBA FINAL BIBLIOGRAFÍA

444 445 445 446 447 443 449 450 455 459 480 481 484 497



X

PRESENTACION

l módulo de FUNDAMENTOS DE LA CONSTRUCCIÓN VIAL describe un

compendio detallado de temas como movimiento de tierra, muros de contención

en gaviones, el uso de los geotextiles y sus aplicaciones, obras de corrección y

defensa hidráulica previstas en la etapa de diseño y complementados durante el proceso

de mantenimiento vial así como los factores básicos aplicados al estudio del drenaje vial

y manejo de los filtros con geotextiles. También se pretende transmitir un acopio de

conocimientos sobre análisis con base en las especificaciones de construcción de redes

y acometidas de alcantarillado, cimentaciones y construcción de subbases y bases

granulares.

El presente módulo busca orientar al estudiante con los diferentes tipos de equipos

utilizados en la construcción de carreteras, las especificaciones generales de construcción

de redes y acometidas de alcantarillado, sobre las alteraciones ó cambios en los taludes

y las diferentes medidas correctivas empleadas mediante el uso de gaviones, colchonetas

etc.

Las especificaciones para el diseño y construcción de muros de contención en gaviones,

redes y acometidas de alcantarillado, cimentaciones, subbases y bases granulares, entre

otras son uno de los pilares de la carrera de la Ingeniería en Diseño y Construcción de

Vías y Aeropistas, por tanto el dominio de este tema se convierte en uno de los ejes

fundamentales en su formación como ingeniero de esta disciplina.

En consideración a lo anterior se hace necesario que el estudiante este en capacidad de

analizar, identificar y clarificar los principales conceptos que se emitirán en el transcurso

de este módulo, como son los tipos de dispositivos y las características de los equipos

que utilizan en las diferentes obras de la construcción de vías, junto con la información

topográfica, geológica y de uso de tierras, constituyen, respectivamente, factores

fundamentales para el diseño, localización y construcción de vías.

E



XI

PROPÓSITO

l proceso de realización de una construcción vial obedece al desarrollo

ordenado de estudios que conducen a establecer, en primer término, las

razones de conveniencia en el orden económico, social o político de la región

que solicita la obra. Por ejemplo: en lo económico, mejorar las condiciones de circulación

vial, a fin de obtener un costo mínimo en las tarifas del transporte, o permitir el desarrollo

de una zona potencialmente productiva; en lo social, mejorar las facilidades de servicios o

las condiciones de empleo o fomentar el turismo; en lo político, vincular una región aislada

a la red troncal existente.

Establecida aquella conveniencia entran a considerarse los aspectos técnicos del estudio,

esto es, las características de diseño de acuerdo con las finalidades que deba cumplir la

vía en proyecto.

Factor determinante de las especificaciones de diseño es el tráfico a que haya de servir la

vía, computado por el número y tipo de vehículos automotores que transiten por ella

diariamente, transportando carga y pasajeros. Análoga influencia tienen las condiciones

topográficas de la región. En las posibilidades de que una carretera se justifique técnica y

económicamente consiste su "factibilidad", con base en la cual la dependencia del Estado

que debe realizar la obra pueda disponer los estudios de diseños definidos de ésta y

adelantar su construcción.

Las especificaciones de construcción de redes y acometidas de alcantarillado,

cimentaciones y construcción de subbases y bases granulares junto con la información

topográfica, geológica y de uso de tierras, constituyen, respectivamente, los mayores

controles para el diseño y para la localización de las carreteras.

E



XII

OBJETIVO GENERAL

Lograr que el alumno establezca la importancia de los fundamentos básicos para

la construcción de una red vial cumpliendo con las normas y especificaciones

técnicas. Es importante, igualmente que el estudiante distinga los sistemas de

construcción y los tipos de equipos a utilizar y de los diferentes tipos de proyectos

viales y de aeropistas



XIII

METODOLOGIA

La metodología para el desarrollo de cada sesión del módulo es activa,

participativa y autónoma permitiéndole:

� Desarrollar cada sesión programada, siguiendo su propio ritmo de aprendizaje,

dentro de las normas de auto disciplina que se imponga para manejar el

tiempo.

� Organizar personalmente el programa de aprendizaje, eligiendo y programando

el tiempo de acuerdo con la disponibilidad, motivación, interés y grado de

dificultad para comprender el contenido, aunque sin incumplir el tiempo

programado para los encuentros tutoriales.

� Auto controlar el progreso por medio de la evaluación (conducta de salida y

prueba final) que realiza, a medida que avanza en el desarrollo de cada

sesión y al finalizar el módulo.

Le corresponde estudiar cada sesión de manera continua, con gran sentido de

responsabilidad y sin abandonar la tarea frente a la primera dificultad.

Los descansos en el estudio del módulo se planifican de acuerdo con las

técnicas que la Escuela de Ingenieros Militares le sugiera, si se detiene porque

sencillamente así lo desea, comprobará más tarde que su esfuerzo para retomar

el hilo del material deberá ser grande.



XIV

Las diferentes sesiones de cada módulo presentan ejercicios, que le corresponde

realizar. Estos ejercicios cumplen la función de reforzar el aprendizaje, a la vez

que le permiten autoevaluarse.

Los criterios de evaluación para la aprobación de cada módulo son básicamente

tres:

1. La autoevaluación: de el concepto sobre su dedicación, esfuerzo y

compromiso en la adquisición de los conocimientos expuestos en cada

una de las sesiones que corresponden al módulo. Las experiencias y el

desarrollo de habilidades, destrezas, comportamientos y competencias, le

permitirán un buen desempeño académico y profesional y una mejor

comprensión de la sociedad que lo rodea.

2. La coevaluación contempla la anterior. La realizan los estudiantes, en grupo

mutuamente, para determinar los avances, debilidades, dificultades y

fortalezas relativas al proceso del aprendizaje.

3. La heteroevaluación, hace referencia a la reflexión del colectivo de

docentes (tutores) y el grupo de estudiantes sobre los procesos vividos en

la relación enseñanza – aprendizaje.



XV

RECOMENDACIONES

Tenga en cuenta:

1. Leer toda la información.

2. Cada vez que encuentre la mascota, el capitán Esing reconocerá:

↸ La prueba inicial

↸ La prueba final

3. Responder a las preguntas tanto de la prueba inicial y final como de la

conducta de entrada y salida. Igualmente, desarrollar cada uno de los

ejercicios prácticos por sesión, para así resolver con éxito las dudas que se

le presenten en su campo profesional.

4. Seguir la metodología y el sistema de evaluación, durante todo el proceso

de su formación.



XVI

5. El mejoramiento de su calidad de vida depende en forma directa del

compromiso con todo lo que realice.

6. Observar detenidamente cada una de las imágenes.

7. No decaer ante la primera dificultad.

RECUERDE:

APRENDER NO ES MEMORIZAR MECÁNICAMENTE; APRENDER

ES INTERPRETAR, ARGUMENTAR Y PROPONER.

ESTUDIAR ES UNA ACTIVIDAD AUTOMOTIVADA Y

AUTODIRIGIDA QUE SE DEBE HACER EN FORMA

RESPONSABLE Y DISCIPLINADAMENTE.

¡ÉXITOS!



XVII

PRUEBA INICIAL

Esta es una actividad que le permitirá saber con que bases cuenta del tema que vamos a

abordar, ¡no se preocupe! Si no sabe las respuestas a las preguntas que se le presentan,

lo importante es lograr ampliar la visión para asumir con éxito su formación en el

programa. Ahora lo invito a desarrollar esta auto evaluación, contéstela a conciencia, ya

que los resultados de ella le indicarán con exactitud que tanto sabe y que debe reforzar.

1. ¿Dirijase a una obra vial, determine cómo deberá ser compactado el material

para la obra y que factores se deben tener en cuenta?

2. Ubique una obra de construcción vial en la cual se va a efectuar un

movimiento de tierras, explique en que consiste el trabajo de "corte o

excavación", y el trabajo de "relleno o de terraplén".

3. Dirijase a una obra vial donde se estén utilizando los cargadores frontales para movimiento de tierras, defina las características de este equipo.

4. Dirijase a un sitio donde se este utilizando un muro de contención en gaviones y

determine en que consiste y para que ha sido diseñado

5. Con respecto al ejercicio anterior determine ¿cuales son las ventajas de los muros de

contención en gaviones?

6. Con base al ejercicio anterior determine cuáles son las partes constitutivas de un

terraplén.

7 . ¿Qué son los geotextiles?

8. ¿Cuáles son las aplicaciones de los geotextiles?



XVIII

9. ¿Cuáles son los tipos de estructuras de obras para el drenaje de las aguas naturales

que cruza una carretera?

10. ¿En qué consiste la localización de las obras de drenaje?

11. ¿Cuál es el requisito sine qua non para la ejecución de un trabajo de alcantarillado?

12. ¿Hasta donde se llevara a cabo la excavación, cuando las cotas especificadas en

el proyecto no son las apropiadas y los materiales encontrados no son los más

adecuados?

13. Diríjase a un proyecto de construcción vial e identifique como se realiza una

excavación en roca, común en Tierra, conglomerado y roca descompuesta y

defínalas.

14. ¿Que proceso debe realizarse en caso de que las excavaciones presenten peligro

de derrumbe?

15. ¿Cómo se clasifican las Cimentaciones?

16. Ubique una obra cuya cimentación se este ejecutando por medio de pilotaje y

determine en que casos se utilizan?

17. ¿En que casos es empleada la cimentación por losas?

18. ¿Que son las sub-bases y cual es su principal función?

19. ¿Que es la base granular?

20. ¿Qué requisitos deben poseer los materiales para la construcción de la base?



XIX

SOLUCION A LA PRUEBA INICIAL



El material deberá ser compactado con el grado que fije el laboratorio, de acuerdo al

ensaye Proctor modificado y para cumplir con este requisito deben tenerse en

consideración los siguientes factores:

Espesor de la capa de material suelto que se compacta.

Presiona ejercida por el rodillo o pisón sobre el terreno.

Número de pasadas del rodillo o golpes de pisón, necesarios parta obtener el grado de

compactación establecido.

Humedad en el momento de la operación.


movimiento de tierras, explique en que consiste el trabajo de "corte o excavación", y

el trabajo de "relleno o de terraplén".

Las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras de pavimentación establecen

la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en algunos casos

rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas.

En el primer caso corresponde ejecutar un trabajo de "corte o excavación", y en el

segundo, un trabajo de "relleno o de terraplén".

3. Dirijase a una obra vial donde se estén utilizando los cargadores frontales para

movimiento de tierras, defina las características de este equipo



XX

El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un

cucharón de gran tamaño en el extremo frontal. El cucharón está instalado para excavar o

cargar tierra o material granular, levantarlo, acarrearlo cuando sea necesario, y vaciarlo

desde cierta altura.

4. ¿Qué es un gavión y para que ha sido diseñado?

El gavión es una estructura en forma de caja rectangular, hecha con malla de alambre

galvanizado eléctricamente soldado en todas sus intersecciones, la estructura ha sido

diseñada para que se llene con piedras teniendo al final una unidad constructiva continua,

de excelente presentación, de sólida conformación, capaz de soportar el dinamismo de

las corrientes de agua, el empuje de masas de tierra, etc; además los espaciamientos o

huecos entre piedra y piedra le dan a la construcción una permeabilidad que le permite

drenar las filtraciones de agua por gravedad, así como no dejar que las cargas hidráulicas

se desarrollen detrás de la pared de los gaviones.

5. ¿cuales son las ventajas de los muros de contención en gaviones?

Flexibilidad: Las estructuras de gaviones tienen gran adaptabilidad al terreno, adsorben

todos los asentamientos y no requieren ningún tipo de cimentación especial.

Permeabilidad: Son estructuras drenantes que desaloja el agua que pueden contener las

obras que protegen, eliminando de esta manera una de las principales causas de la

inestabilidad de las obras.

Resistencia: El conjunto de gaviones forma una estructura estable a todos los esfuerzos

de tensión y compresión.

Durabilidad: Los gaviones colocados en obra tiene un periodo de más de 20 años de vida,

tiempo en que los arrastres depositados en los intersticios de las piedras y la

sedimentación de los mismos originan la formación de un bloque compacto y sólido.



XXI

6. ¿Cuáles son las partes constitutivas de un terraplén?

En los terraplenes se distinguirán tres partes o zonas constitutivas:

Cimiento, parte del terraplén que está por debajo de la superficie original del terreno, la

que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.

Núcleo, parte del terraplén comprendido entre el cimiento y la corona. El núcleo junto con

el cimiento constituyen el cuerpo del terraplén.

Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terraplén, construida en un

espesor de treinta centímetros (30 cm), salvo que los planos del proyecto o las

especificaciones particulares indiquen un espesor diferente.

7. ¿Qué son los geotextiles?

Los geotextiles son productos elaborados en base a polímeros básicos como son:

polietileno, poliéster, nylon, poliamida, fibra de vidrio, etc; polímeros altamente inertes a

degradaciones biológicas y químicas.


Las aplicaciones primarias, están relacionadas con los trabajos de filtración y drenaje,

ferrocarriles, carreteras, refuerzos de terraplenes en suelos blandos, muros de

contención, protección de taludes, almacenamiento de desechos, tratamientos y

almacenamiento de aguas, rellenos sanitarios, etc.

9. ¿Cuáles son los tipos de estructuras de obras para el drenaje de las aguas

naturales que cruza una carretera?



XXII

Hay una variedad de obras para el drenaje de las aguas naturales que cruza una

carretera. Se destacan, entre otras, por su facilidad de construcción o disponibilidad de

materiales, los siguientes tipos de estructuras:

Alcantarillas metálicas (de tubo circular o abovedado).

Alcantarillas de tubo de concreto simple de ø = 060 m. y reforzado para diámetros

mayores.

Alcantarillas de muros y losa, denominadas también tajeas, con una luz comprendida

entre 1.0 y 5.0 m.

Alcantarillas de cajón o box-culvert.

Alcantarillas de sección abovedada en concreto.

Pontones y puentes.


La eficiencia y operación de una alcantarilla dependen de su ubicación con respecto a la

dirección de la corriente del cauce por evacuar. La colocación de una obra implica la

restricción del paso natural de las aguas, especialmente en sus máximas crecientes. Por

esta razón, es conveniente observar una serie de principios que suministran los manuales

de drenaje para la localización de las alcantarillas, en procura de evitar futuras

socavaciones o erosiones que la destruyan o encarezcan su conservación, o que se

produzcan cambios bruscos en la dirección del cauce.

11. ¿Cuál es el requisito sine qua non para la ejecución de un trabajo de alcantarillado?

El trabajo de alcantarillado en las vías públicas solo se podrá ejecutar cuando se hayan

obtenido los permisos correspondientes de las diversas entidades estatales que tengan

que ver con este tipo de obras y colocando las señales visibles de peligro que exige la

Entidad y las demás autoridades competentes. Estos avisos sólo serán retirados cuando



XXIII

la obra esté terminada. Se deberán acatar las disposiciones vigentes de las autoridades

referente a reglamentación sobre excavaciones y desvíos.

Los urbanizadores o la persona responsable de la ejecución de las obras, tramitarán

directamente ante las entidades competentes los permisos correspondientes.


el proyecto no son las apropiadas y los materiales encontrados no son los mas

adecuados?

Si los materiales encontrados o las cotas especificadas no son apropiadas para el apoyo

de las estructuras o tuberías, será necesario excavar a una profundidad adicional, la

excavación se llevará hasta donde lo ordene el Interventor. Cuando se emplee material de

préstamo para lleno, éste será aprobado por el Interventor.


excavación en roca, común en Tierra, conglomerado y roca descompuesta y defínalas.

Excavación en Roca. Se define como roca para el pago de excavaciones, aquel material

cuyo tamaño exceda de 50 cm. y la dureza y textura sean tales que no puede excavarse

por métodos diferentes de voladuras o por trabajo manual por medio de fracturas y cuñas

posteriores cuando sea necesario, según las condiciones del lugar o las características de

la roca. La excavación en roca no tendrá subclasificación, es decir a cualquier profundidad

y no se distinguirá roca húmeda o seca.

Excavación Común en Tierra, Conglomerado y Roca Descompuesta. Es aquel material

que no se asimila a la clasificación de roca ya definida y que pueden extraerse por los

métodos manuales normales o mecánicos utilizando las herramientas y equipos de uso

frecuente para esta clase de labor: barras, picas, palas, retroexcavadoras. Entre estos

materiales están: arcilla, limo, arena, cascajo y piedras con tamaño inferior a 50 cm. (20"),

sin tener en cuenta el grado de compactación o dureza y considerados en forma conjunta

o independiente.


de derrumbe?



XXIV

En las excavaciones que presenten peligro de derrumbarse debe colocarse un entibado

que garantice la seguridad del personal que trabaja dentro de la zanja, lo mismo que la

estabilidad de las estructuras y terrenos adyacentes. El Contratista dotará al personal, que

labore en las excavaciones, con el equipo de seguridad industrial necesario para

garantizar al máximo su integridad física. La Entidad no se hace responsable de daños

que se causen a terceros, por causas imputables al Contratista.

15. ¿Cómo se clasifican las Cimentaciones?

Las cimentaciones se clasifican:

Cimentaciones superficiales

Cimentaciones profundas

Cimentaciones especiales

16. Ubique una obra cuya cimentación sé este ejecutando por medio de pilotaje y


� Cuando la carga transmitida por las estructuras no puede ser distribuida en el terreno

de forma uniforme mediante el empleo de sistemas de cimentación directa como

zapatas o losas.

� Cuando el nivel del firme no puede ser alcanzado de forma sencilla o se encuentra a

gran profundidad.

� Cuando los estratos superiores del terreno son poco consistentes hasta cotas

profundas, contienen gran cantidad de agua o bien se necesita cimentar por debajo

del nivel freático.

� Cuando se prevea que los estratos inmediatos a la superficie de cimentación pueden

determinar asientos imprevisibles de cierta importancia.

� Si se quiere reducir o limitar los posibles asientos de la edificación.

� En presencia de grandes cargas y concentradas.



XXV

� Si las distintas capas superficiales de los terrenos pueden sufrir variaciones

estacionales como hinchamientos, retracciones, etc...

� En edificaciones sobre el agua.


� Cuando son insuficientes otros tipos de cimentación o se prevean asientos

diferenciales en el terreno, aplicamos la cimentación por losas.

� En general, cuando la superficie de cimentación mediante zapatas aisladas o corridas

es superior al 50 % de la superficie total del solar, es conveniente el estudio de

cimentación por placas o losas.

� También es frecuente su aplicación cuando la tensión admisible del terreno es menor

de 0.8 Kg/cm2.


La sub – base es la capa granular localizada entre la sub-rasante y la base en pavimentos

flexibles o rígido y ocasionalmente, sobre todo en pavimentos rígidos, se puede prescindir

de ella. Su principal función es la de Prevenir la intrusión de los finos del suelo de sub-

rasante en las capas de base, para lo cual se debe especificar materiales de graduación

relativamente densa para este propósito.


Capa sobre sub-base o sub-rasante destinada a sustentar la estructura del pavimento. Es

la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos.

Regularmente esta capa además de la compactación, necesita otro tipo de mejoramiento

(estabilización) para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse y además

transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores.



XXVI


Los materiales a utilizar en la base deberán estar libres de residuos orgánicos, suelo

vegetal, arcillas u otro material perjudicial. Además debe cumplir los siguientes requisitos:

Desgaste de los Angeles

Pavimento Asfalto 10 % Max

Pavimento Hormigón 40 % Max

Limite liquido (LL) 25 % Max

Indice de Plasticidad (IP) 6 % Max.

Poder de soporte (CBR)

Pavimento Asfalto 80 % Min.

Pavimento Hormigón 60 % Min.

SESIÓN I

MOVIMIENTO DE TIERRA I

FUNDAMENTOS DE LA CONSTRUCCION VIAL


2

INTRODUCCIÓN

Antes de iniciar la construcción de una red vial y aeropista el terreno base de éste deberá

estar desmontado, limpio, y ejecutadas las demoliciones de estructuras que se requieran;

posteriormente se determinaran los trabajos de descapote y retiro del material

inadecuado.

Cuando el terreno base esté satisfactoriamente limpio, se deberá escarificar, conformar y

compactar, de acuerdo con las exigencias de compactación.

Para conformar el terreno, se determina la necesidad de modificar el perfil natural del

suelo de acuerdo a las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras de

pavimentación, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas ejecutando un

trabajo de corte o excavación, y en otros casos elevarlas ejecutando un trabajo de relleno

o de terraplén

En ambos casos debe efectuarse lo que constituye propiamente un "Movimiento de

Tierras ”.

OBJETIVOS

� Determinar en que consiste un movimiento de tierra.

� Proporcionar herramientas suficientes para establecer la importancia de los planos

de perfiles longitudinales y transversales del terreno.

� Identificar el equipo utilizado en procesos constructivos de proyectos viales y de

aeropistas.

� Identificar el tipo de suelos, excavaciones y materiales utilizados en los procesos

constructivos.



3

CONDUCTA DE ENTRADA

Esta es una actividad que le permitirá saber con que bases cuenta sobre tema que

vamos a abordar, ¡no se preocupe! Si no sabe las respuestas a las preguntas que se

le presentan, lo importante es lograr ampliar la visión para asumir con éxito su

formación en el programa. Ahora lo invito a desarrollar esta auto evaluación,

contéstela a conciencia, ya que los resultados de ella le indicarán con exactitud que

tanto sabe y que debe reforzar.

1. ¿Ubique una obra de construcción vial y en compañía de su tutor determine cuales

son los perfiles longitudinales del terreno y cual es su significado?

2. ¿En un proyecto de construcción una vez definido el trazado en planta de una

obra vial, determine cual es el paso a seguir?







movimiento de tierras, defina las características de este equipo.

6. Dirijase a una obra vial donde se este utilizando una excavadora de cuchara

mordiente para movimiento de tierras, defina las características de este equipo.



4

SOLUCIÒN DE LA CONDUCTA DE ENTRADA

1. ¿Ubique una obra de construcción vial y en compañía de su tutor determine cuales

son los perfiles longitudinales del terreno y cual es su significado?

Se llama perfil longitudinal del terreno a la intersección de éste con una superficie de

generatrices verticales que contiene el eje del proyecto.

2. ¿En un proyecto de construcción una vez definido el trazado en planta de una

obra vial, determine cual es el paso a seguir?

Una vez definido el trazado en planta de una obra vial, es necesario conocer la

conformación del terreno circundante para definir la posición final de la rasante, y las

características de las secciones transversales que resultarán al imponer la plataforma

de proyecto.




ensayo del Proctor modificado y para cumplir con este requisito deben tenerse en


a) Espesor de la capa de material suelto que se compacta.

b) Presiona ejercida por el rodillo o pisón sobre el terreno.

c) Numero de pasadas del rodillo o golpes de pisón, necesarios parta obtener el

grado de compactación establecido.

d) Humedad en el momento de la operación.



5




Las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras de pavimentación

establecen la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en

algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas.




movimiento de tierras, defina las características de este equipo.


cucharón de gran tamaño en el extremo frontal. El cucharón está instalado para

excavar o cargar tierra o material granular, levantarlo, acarrearlo cuando sea

necesario, y vaciarlo desde cierta altura.

6. Dirijase a una obra vial donde se este utilizando una excavadora de cuchara

mordiente para movimiento de tierras, defina las características de este equipo.

La excavadora de cuchara mordiente es aquella cuya cuchara, que pende de un cable

lanzado desde la pluma de la excavadora, cae por su propio peso sobre el material a

extraer y se cierra sobre él al ser izada o mediante mecanismos secundarios. La

cuchara se abre posteriormente para descargar el material extraído. Este tipo de

máquina se utiliza principalmente para excavaciones profundas y verticales.



6

1. MOVIMIENTO DE TIERRA

Figura No. 1 Movimiento de Tierra Tomada de http://www.obras viales.com

1.1. GENERALIDADES

Las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras de pavimentación

establecen la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en

algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas.



7



En ambos casos debe efectuarse lo que constituye propiamente un "movimiento de

tierras”.

1.2. ALINEACIÓN, NIVELES, PERFILES TRANSVERSALES Y PERFILES LONGITUDINALES

1.2.1. Aspectos generales

En todo proyecto de pavimentación se consultan planos de perfiles longitudinales y

transversales, relacionados con la línea de la calzada. Estos planos deben servir

como guía para establecer las cotas que definirán la alineación y las alturas de

excavación o de relleno.

Una vez definido el trazado en planta de una obra vial, es necesario conocer la

conformación del terreno circundante para definir la posición final de la rasante, y las

características de las secciones transversales que resultarán al imponer la plataforma

de proyecto.

Los diversos tipos de perfiles que se levantan, tienen por objeto representar con

fidelidad la forma y las dimensiones que el terreno presenta según los planos

principales. Estos definen tridimensionalmente la obra en proyecto, a una escala que

permita cubicar sus diversos componentes.

1.2.2. Perfiles longitudinales del terreno

Se llama perfil longitudinal del terreno a la intersección de éste con una superficie de

generatrices verticales que contiene el eje del proyecto



8

1.2.3. Perfiles trasversales de terreno

Se define como perfil transversal de un camino o carretera a la intersección del

camino con un plano vertical que es normal, en el punto de interés, a la superficie

vertical que contiene el eje del proyecto. El perfil transversal tiene por objeto presentar

en un corte por un plano transversal, la posición que tendrá la obra proyectada

respecto del proyecto, y a partir de esta información, determinar las distintas

cantidades de obra, ya sea en forma gráfica o analítica.

1.2.4. Perfiles especiales

Para resolver algunos aspectos de un estudio de camino, obras de arte por ejemplo,

puede ser necesario tomar perfiles especiales. Los más corrientes son según ejes que

corten el eje longitudinal bajo un cierto ángulo, en otros casos pueden ser perfiles de

estudios especiales o complementarios en lugares que se ven comprometidos por la

obra.

Los perfiles especiales que corten al eje longitudinal se pueden definir por el

kilometraje de la intersección más el ángulo de corte, a otros se les definirá por

números o letras y se les ubicará en la planta.

1.2.5. Especificaciones

Antes de comenzar cualquier operación relacionada con movimiento de tierras se

deberán estacar a distancias no superiores a 20 [m] entre sí, el pie de los terraplenes

y los bordes superiores de los cortes.

Las excavaciones deberán alcanzar con exactitud las trazas que muestren los planos,

debiéndose respetar estrictamente las alineaciones, niveles, taludes y secciones

transversales.



9

Las excavaciones de cortes incluyen en algunos casos, además la demolición de

revestimientos asfálticos existentes, de pavimentos de hormigón incluso, bases y

subbases cuando corresponda.

1.3. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS


De acuerdo a la mecánica de suelos, se han establecido sistemas de clasificaciones

de los suelos, como por ejemplo AASHTO. En estos sistemas de clasificación se

consideran en general suelos de tipo granulares y limosos-arcillosos, dentro de los

cuales existen subdivisiones que están relacionadas con el tamaño de las partículas

del suelo, el limite liquido, índice de plasticidad e índice de grupo.

Esta clasificación reviste importancia en el movimiento de tierra, ya que una vez

efectuada, la capa superior del suelo ya rectificada de acuerdo al nivel de proyecto de

la subrasante, debe tener una capacidad mínima aceptable para soportar las cargas

trasmitidas desde la superficie del pavimento.

1.3.2. Especificaciones

Se clasificara como "roca" el material constitutivo de aquellas excavaciones que

deban efectuarse en formaciones geológicas firmemente cementadas, mediante el

uso imprescindible, sistemático y permanente de explosivos. Los materiales que no

cumplan con esta condición, se clasificaran como terreno de cualquier naturaleza.



10

CLASIFICACIÓN DEL SUELO GRÁFICA DE LA ASTM NORMA D2 4875

DIVISIONESMAYORES

NOMBRES TÍPICOSCRITERIOS DECLASIFICACIÓN

=

=

Tabla No. 1 Basada en el material que pasa la maya de 3 pulgadas (75mm). Tomada del Annual Book of ASTM Standards, copyright the American Society for

Testing and Materials, Philadelphia, Pensylvania.



11

Gráfica de Plasticidad Para clasificación de suelos de grano fino y suelos de granos gruesos con parte de finos. Los límites de Atterberg que se grafican en el área sombreada son clasificaciones de frontera y requieren el uso de símbolos duales. Ecuación de la línea A: PI = 0.73 (LL-20)

Figura No. 2 Grafica de Plasticidad Tomada de ASTM Norma D2487



12

1.4. CLASIFICACIÓN DE LAS EXCAVACIONES


Para los efectos de determinar el costo de ejecutar una excavación se establece otra

clasificación, basada en la mayor o menor dureza del terreno, y que debe ser usada

para la cubicación de los movimientos de tierra, pues de esta clasificación dependerán

los medios necesarios para realizar la excavación las que varían con la naturaleza del

terreno, que desde este punto de vista, se pueden clasificar en:

A.-) Excavación en terreno blando.

Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la pala. El material del suelo

puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de estos materiales;

también puede contener materiales de origen orgánico.

B.-) Excavación en terreno semiduro.

Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de una pica (escoda con puntas

piramidales en los cortes, que usan los canteros para labrar piedra no muy dura). El

material puede ser en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, moderadamente

consolidada, o bien una arcilla fuertemente consolidada.

C.-) Excavación en terreno duro.

Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de de una barra de hierro cilíndrica y

puntiaguda. El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente

consolidada.



13

D.-) Excavación en terreno muy duro.

Puede ser ejecutada valiéndose necesariamente del uso de maquinaria especializada.

El tipo de material puede ser una roca semi-descompuesta.

E.-) Excavación en roca.

La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El material puede estar

constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no pueden ser

removidas mediante el uso de maquinaria.

1.5. MATERIAL PARA RELLENO

Aspectos generales

El material que se emplee en los rellenos, debe ser el apropiado según la clasificación

de suelo y ensayos de laboratorio. Material que deberá ser verificado preferentemente

por el propio laboratorio, o en base a los métodos prácticos de reconocimiento de

suelos.

1.6. EJECUCIÓN DE LOS RELLENOS


El relleno debe ejecutarse por capas horizontales de espesor suelto no mayor de 20

cm, en todo el ancho de la calzada o acera y en longitudes adecuadas, de acuerdo al

método empleado en la distribución, mezcla y compactación. En caso de ser

transportado y vaciado mediante camiones, mototraillas, u otro equipo de volteo, la



14

distribución debe ser efectuada mediante Bulldozer, Motoniveladoras u otro equipo

adecuado. Si el material no fuese uniforme, se debe proceder además a mezclarlo

hasta obtener la debida uniformidad. Al mismo tiempo, deberá controlarse el tamaño

máximo de los elementos que integren dicho material, eliminando todo aquel que

supere este tamaño.

Figura No. 3 Relleno efectuado con Motrotraill

Tomada de http://www.obras viales.com



15

1.7. COMPACTACIÓN


La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar

espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de

soporte y estabilidad entre otras propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las

propiedades de ingeniería del suelo.

Luego de la ejecución de los rellenos con todos los procedimientos propios del mismo,

debe procederse a la compactación de éste. Para esta operación, deberá controlarse

previamente el contenido de humedad, que debe corresponder a la humedad óptima

que determine el laboratorio.


Ensayo Proctor Modificado y para cumplir con este requisito deben tenerse en


a.-) Espesor de la capa de material suelto que se compacta.

b.-) Presión ejercida por el rodillo o pisón sobre el terreno.

c.-) Numero de pasadas del rodillo o golpes de pisón, necesarios parta obtener el

grado de compactación establecido.

d.-) Humedad en el momento de la operación.

En la mayor parte de los casos, será necesario el empleo de maquinaria

especializada, que puede ser la siguiente:



16

1)- Rodillo pata de cabra. Consta de los siguientes elementos: un tambor al cual van

soldadas una serie de patas; un marco que lleva los descansos del tambor; y una

barra de tiro para acoplar el rodillo al tractor de remolque.

Este tipo de rodillo se usa cuando se requiere una alta presión aplicada al material de

relleno, entre 9 y 20 [Kg/cm2], que puede aumentar considerablemente si el tambor se

rellena con agua y arena.

Figura No. 4 Rodillo pata de cabra


2)- Rodillo con ruedas neumáticas. Consiste en un cajón metálico apoyado sobre

ruedas neumáticas. Este cajón, al ser llenado con agua, arena seca o arena mojada,

ejerce una mayor presión de compactación, con valores que pueden variar entre 3 y 8

[Kg/cm2].



17

Figura No. 5 Rodillo con ruedas neumáticas


3)- Rodillo vibratorio. En este caso al rodillo, formado por un tambor de acero, se le ha

agregado vibración, haciendo girar un contrapeso colocado excéntricamente en el eje

de giro, con frecuencias de 1000 a 4000 revoluciones por minuto.

Figura No. 6 Rodillo vibratorio




18

4)- Placa compactadora. Esta, corresponde a una placa apisonadora que golpea y se

separa del suelo a alta velocidad logrando con ello la densificación del suelo.

La compactación debe efectuarse comenzando en los bordes y avanzando hacia la

línea central en pasadas paralelas traslapadas en, por lo menos, una mitad del ancho

de la unidad compactadora. Se requiere un número de pasadas suficiente para

obtener el grado de compactación exigido.

Figura No. 7 Rodillo vibratorio

Tomada de A- Z De la Construcción y la Decoración LEGIS



19

1.8. ESPONJAMIENTO


Todos los terrenos al ser excavados sufren un aumento de volumen. Este aumento de

volumen, expresado en porcentaje del volumen en sitio, se llama esponjamiento. Si el

material se emplea como relleno, puede en general, recuperar su volumen e incluso

puede reducirse (Volumen compactado).

Para la cubicación del material de la excavación, se considera su volumen antes de

ser excavado ( En banco); en ningún caso el volumen transportado, que es mayor

debido al esponjamiento.

1.9. OTROS EQUIPOS

1.9.1. Otros equipos a utilizar en movimiento de tierra

Cargadores de Dirección Deslizante Bobcat 963



20

Figura No. 8 Cargador de dirección deslizante Bobc at 963

Tomada de www.construye.com

El cargador campeón de los pesos pesados, el nuevo 963 de la Serie G de Bobcat®,

realiza trabajos grandes con velocidad y estilo. Es la selección ideal para trabajos de

construcción pesados cuando no se tiene el espacio o la paciencia para utilizar equipos

pesados. El 963 resistente realiza montañas de trabajos, tales como excavar, rellenar,

demoler y manejar materiales, con un motor diesel turbocargado de 105 hp y una

capacidad de operación nominal de 3.000 libras. Su altura de elevación de 128 pulgadas

hace rápidamente la labora de cargar camiones. El 963 también provee un rango de

velocidad baja para mayor potencia y un rango de velocidad alta para desplazarse hasta 9

mph.

Características del equipo:

• Comodidad y conveniencia de la Serie G

• Capacidad de operación nominal (R.O.C.) de 3.000 libras (1,361-kg)

• R.O.C. de 3.650-lb. con kit de contrapeso

• Transmisión de dos velocidades

• Peso de operación de 9.900 libras (4,491-kg)

• Asiento de suspensión completamente ajustable opcional

• Aire acondicionado de fábrica, opcional



21

Cargadores de Dirección Deslizante Bobcat 453

Figura No. 9 Cargador de dirección deslizante Bobc at 453


El cargador de dirección deslizante más pequeño del mercado, el 453 de Bobcat®, está

construido con una resistencia suficiente para realizar trabajos difíciles en lugares

pequeños. Poco menos de 6 pies de alto y 3 pies de ancho, este ansioso ahorrador de

trabajo se desliza a través de entradas angostas, callejones y puertas y debajo de techos

bajos o en granjas y sitios de demolición, en sitios de construcción y en jardines, donde

sea que los trabajos sean demasiado grandes para carretillas y donde palas y máquinas

de mayor tamaño no caben. El 453 provee 700 libras de capacidad de operación nominal

y la posibilidad de utilizar implementos, tales como cucharón, retroexcavadora, martillo

hidráulico, grapa y horquillas multiusos. Incluso se puede equipar con orugas y más de

una docena de opciones y accesorios. Al igual que todos los cargadores Bobcat, el 453

resistente ofrece un acceso rápido y fácil a los sistemas hidráulicos, hidrostáticos y del

motor, gracias a la cabina con levantamiento trasero y a la compuerta trasera que gira

hacia afuera.


• Capacidad de operación nominal de 700 libras (318 kg)



22

• Altura de elevación de 92 pulgadas (2337 mm)

• Peso de operación de 2.501 libras (1134 kg)

• Motor diesel enfriado con líquido de 15.7 hp (11,7 kW)

Bobcat Cargador de Orugas Compacto 864

Figura No. 10 Cargador de Orugas CompactoBobcat 86 4


Controle su sitio de trabajo con el cargador de orugas compacto del 864 Serie

poderoso y tenaz de Bobcat®, la máquina completamente nueva que se está

haciendo notar a lo largo de la industria. Y no es gratuito. Su motor diesel

turbocargado de 73 hp y orugas de caucho resistentes permiten trabajar suavemente

en terrenos difíciles y pendientes, al igual que en suelos suaves y pantanosos. Con

una capacidad de operación nominal de 2.000 libras (a un 35 por ciento de su carga

de volcamiento de 5.715 libras), sistemas hidráulicos de flujo alto de 32 GPM, y la

capacidad de utilizar más de dos docenas de implementos versátiles de Bobcat, esta

máquina compacta puede manejar todo tipo de trabajos rápida y fácilmente.

El enrutado triangular de las orugas del chasis innovador maximiza el contacto con el

suelo y el diseño de las ruedas dentadas elevadas ayuda a mantener los dientes y las



23

incrustaciones de acero libre de escombros. La ingeniería nueva de la Serie G incluye

opciones amigables para el operador, tales como un asiento de suspensión

completamente ajustable (en el equipo estándar) e instrumentos de punta. Entre las

opciones de valor agregado, el equipo viene equipado con una cabina calentada

cerrada, aire acondicionado colocado desde la fábrica y sistemas hidráulicos

auxiliares traseros.


• Excelente tracción y flotación

• Capacidad de operación nominal de 2.000 libras (07-kg) (a 35 por ciento de su

carga de volcamiento de 8.080 libras)

• Altura de elevación de 121 pulgadas (3073-mm)

• Tensionamiento de orugas fácil de ajustar

• Tensionadores y rodillos completamente sellados y lubricados con aceite

• Presión del suelo de 3.8 psi con orugas anchas; 5.2 psi con orugas angostas

• Aire acondicionado de fábrica, opcional

Excavadora 328 de Bobcat

Figura No. 11 Excavadora 328 de Bobcat




24

Se especializa en trabajos tales como cargar camiones, limpiar zanjas u otras labores

de excavación profunda. En caso afirmativo, ensaye esta versión de brazo largo de la

excavadora 325. El brazo más largo de la excavadora 328 de Bobcat® provee un

alcance de suelo máximo de 14 pies, 10 pulgadas, al nivel del suelo y una altura de

descarga máxima de 10 pies. Ello significa menos reposicionamientos y terminar el

trabajo más rápido. La unidad estándar dispone de un asiento de suspensión cómodo

con espaldar alto y más contrapeso. Su transmisión de dos velocidades, con una

velocidad superior de 2.3 mph, reduce el tiempo de desplazamiento improductivo.

Además, dispone de un flujo auxiliar de 14.5 gpm para impulsar los implementos del

hoyador, el martillo hidráulico y el sujetador. La válvula de selección permite cambiar

fácilmente los patrones de control entre ISO y SAE.


• Su alcance extendido agiliza los trabajos de excavaciones profundas

• Profundidad de excavación de 9 pies, 2 pulgadas (2811 mm)

• Alcance al nivel del suelo de 14 pies, 10 pulgadas (4522 mm)

• Orugas de acero opcionales

• Peso de operación de 6.135-lb. (2783 kg)

Motoniveladora

Figura No.12 Motoniveladora

Tomada de Enciclopedia Encarta, Lee F. Zinder/ Photo Researchers, Inc.



25

La motoniveladora o motoconformadora es un equipo que se utiliza para mover tierra

u otro material suelto. Generalmente, su función consiste en nivelar, modelar o dar la

pendiente necesaria al material en el que trabajo, para darle una configuración

predeterminada. Es de particular utilidad, porque su hoja puede mantenerse en

diversas posiciones. A esta hoja también se le llama hoja conformadora o

moldeadora, porque recuerda una de las formas primitivas de este equipo, que se

utilizó antes del siglo veinte. Se han logrado muchos adelantos desde que apareció la

moldeadora original, y en la actualidad, la motoconformadora es un equipo muy

versátil para el movimiento de tierras. Su hoja estándar tiene de 3.0 a 4.20 metros de

longitud.

� Operaciones de una motoconformadora

La motoconformadora se usa para una gran variedad de operaciones de construcción.

Esta versatilidad se debe a la flexibilidad de sus acciones. Su utilidad se aumenta

mediante accesorios que puede manejar la motoconformadora, como dientes o uñas

escarificadoras, ensanchadores de pavimentos, y unidades elevadoras de material,

accesorios que se describirán más adelante.

Un uso básico de la motoconformadora es, como lo sugiere su nombre, la

conformación y nivelación final de toda la anchura de un camino.

Esto comprende no sólo la base para la superficie del camino, sino también los

acotamientos, las pendientes de los taludes laterales y las pendientes transversales

desde la superficie del camino. La conformadora puede cortar las cunetas de desagüe

a lo largo del camino (cortes en loma de "V"), o en cualquier parte en que se

necesiten. Con el accesorio de hoja corta, que prolonga hacia abajo a la hoja

estándar, la motoconformadora puede excavar una trinchera de forma de caja, de

paca profundidad.



26

Otro tipo de operaciones de caminos que las motoconformadoras realizan es el de los

trabajos que no son de acabado final. Una de tales operaciones es, por ejemplo, el

mantenimiento de caminos de acarreo para otros equipos de movimiento de tierra o

para camiones.

La motoconformadora sirve para mover y compactar la tierra a fin de lograr una

superficie de recorrido razonablemente uniforme y eliminar las huellas longitudinales

que se forman en los terrenos blandos sujetos a tráfico.

Otra operación que cabe en esta categoría, requiere la adición de un escarificador,

montado generalmente al frente de la motoconformadora. Con esta adición, el equipo

puede usarse para romper la superficie de un pavimento viejo, flexible, para

reconformación o para preparación para recibir una superficie mejor.

La motoconformadora, con su hoja estándar, es también muy útil para mezclar y

extender materiales sobre una superficie. La hoja conformadora trabaja mezclando los

materiales previamente colocados sobre el lecho del camino, en pilas longitudinales.

Esto puede hacerse para un relleno de tierra compactada o para una operación de

mezcla de pavimentación que se efectúe en el lugar mismo de colocación.

En este último caso, puede tratarse dé mezcla de materiales asfálticos o bituminosos,

con agregado para lograr un pavimento flexible. O bien, puede tratarse de mezclar

materiales para formar una superficie de suelo-cemento. En este caso trabaja muy

bien el accesorio de disco con espolones.

La gran facilidad de maniobra que tiene la motoconformadora, la hace útil para nivelar

aeropuertos o grandes áreas para construcción. No está limitada su capacidad al

nivelado fino sobre una superficie uniforme y plana, sino que abarca la conformación

de pendientes transversales. Para hacer este tipo de trabajos con mayor precisión, las



27

motoconformadoras modernas están provistas dé controles automáticos de la hoja.

Estos permiten al operador:

1) Ajustar la hoja a la inclinación deseada

2) Dar una línea de inclinación establecida.

El sistema comprende una consola de mando en la que se fijan las metas, servo -

válvulas para convertir las señales eléctricas enviadas por los elementos sensoriales

en acciones hidráulicas, y un sistema hidráulico para accionar los cilindros que

mueven a la hoja en forma automática. Un operador puede ajustar entonces cualquier

pendiente deseada, desde 0 hasta 20%, la cual ajusta, a su vez, un medidor de

péndulo. Si la pendiente de la hoja no concuerda con la que se ha marcado, el

medidor de péndulo envía una señal a las servo-válvulas para corregir la inclinación

de la hoja. El regulador de pendiente trabaja en forma similar, pero sigue una línea de

pendiente formada por un hilo, o una rueda seguidora situada un poco adelante del

extremo de la hoja. Si el extremo de la hoja se mueve verticalmente, apartándose de

la pendiente establecida, un potenciómetro instalado sobre la hoja, y que soporta el

otro extremo de la varilla de guía, envía una señal a las servo- válvulas para corregir

la posición de la hoja.

La motoconformadora puede utilizarse para otras operaciones con aditamentos

especiales. Ya se ha mencionado la hoja corta, especial para excavar trincheras de

caja de poca profundidad. Hay un accesorio similar que se coloca en el extremo de la

hoja, que se emplea para ensanchar pavimentos angostos, y agregar unos cuantos

metros a la superficie existente. Este complemento se parece a una caja y tiene un filo

frontal cortante. Cuando se tira de él, a lo largo de la orilla del pavimento, la

motoconformadora con su caja cortante va excavando el acotamiento original del

material para preparar la adición del nuevo material para el pavimento adicional. El

aditamento de caja cortante puede usarse también como pavimentador del tipo de

forma caja cortante puede usarse también como pavimentador del tipo de forma



28

deslizante, o bien, para extender grava clasificada, formando a lo larga del pavimento

existente un lecho uniforme a manera de nueva terminación.

Otro aditamento que aumenta la utilidad de la motoconformadora es el transportador -

elevador. Este se adapta para tomar el material suelto que sale por el extremo de cola

de la hoja, y eleva dicho material, para vaciarlo a un lado o a otro equipo de acarreo

para su transporte. Los accesorios como el transportador mencionado, la hoja para

trincheras de poca profundidad y el ensanchador de pavimentos, ocasionan una carga

excéntrica a la motoconformadora. El diseño de este equipo es adecuado para

aceptar tal excentricidad, debido al acostamiento de las ruedas frontales y a la

disposición articulada de pivote.

Vale la pena mencionar otro uso de la motoconformadora que se logra con otro

accesorio apropiado. Como este equipo tan versátil forma parte, a mentido, de la

flotilla que ha de efectuar tina operación de movimiento de tierras, puede hacer, en

ocasiones, un doble servicio.

La motoconformadora ayuda generalmente a la flotilla de unidades de acarreo,

manteniendo en buen estado la ruta de tránsito. Además, con un bloque de tope

instalado al frente, puede servir ocasionalmente como empujador, para ayudar a

cargar las motoescrepas.

Motoescrepas para movimiento de tierras

La motoescrepa para movimiento de tierras se inventó y desarrolló como un equipo

que puede cargar, acarrear y vaciar material suelto.

A la parte del equipo que maneja el material se le llama escrepa o raspador: El otro

componente, que aporta la potencia, se conoce como la unidad motriz. En



29

consecuencia, puede llamarse a este equipo tractor- raspador. Por simplicidad, a toda

la combinación se le llama generalmente motoescrepa.

La escrepa y su unidad motriz pueden trabajar independientemente de cualquier otro

equipo. Por esta capacidad, se llama a este equipo movedor de tierra autocargable.

Las motoescrepas se utilizan mucho en los trabajos de terracerías.

Anchuratotal

Faldon

11 8”(3115 mm)

11 7”(4300 mm)

8 9”(2430 mm)

Anchurade embarque

12 6”(3800 mm)

14 4”(4150 mm)

23”(2000 mm)

15(4150 mm)

7 4”(2250 mm)

32 3”(4650 mm) 12 4”

(3750 mm)

12 8”(3900 mm)

Figura No. 13 Motoescrepas para movimiento de tier ra

Tomada de Fundamentos de Movimiento de Tierra Caterpillar Motor Co.



30

Cargadores Frontales para Movimiento de Tierras

Figura No.14 Cargadores frontales para movimiento de tierras Tomada de A- Z De la Construcción y la Decoración LEGIS


cucharón de gran tamaño en el extremo frontal. El cucharón está instalado para

excavar o cargar tierra o material granular, levantarlo, acarrearlo cuando sea

necesario, y vaciarlo desde cierta altura. Los primeros cargadores tenían brazos

rígidos, mecánicos, pivoteados en torno al bastidor del tractor mediante controles de

cable. Esto significaba que la fuerza de excavación y cualquier cambio de posición

horizontal del cucharón tenían que provenir del movimiento del tractor. Los cables sólo

podrán mover al cucharón hacia arriba y hacia abajo. El cucharón tenía que ser

empujado por el tractor para encajarse en el banco de material. Cuando el cucharón

estaba cargado, se retiraba el tractor, se elevaba el cucharón en trayectoria vertical,

se movía sobre un camión u otro vehículo semejante, y luego se vaciaba su carga.

Todos estos movimientos del tractor eran incómodos.

Una de las aplicaciones más comunes del cargador es la carga de materiales en

unidades de acarreo.



31

Si el área que circunda al material por cargar es razonablemente nivelada, la unidad

de acarreo puede situarse en una posición cercana conveniente. En tal caso el

cargador puede excavar y hacer el movimiento corto necesario para vaciar su carga al

camión. Durante los primeros años del desarrollo del cargador frontal, se usó como

sustituto de las pequeñas palas mecánicas para cargar camiones. En la actualidad se

fabrican cargadores grandes y de gran capacidad con cucharón hasta 15 yardas

cúbicas (11.5 m3) que están reemplazando a las palas mecánicas en casi todas sus

operaciones tradicionales.

Otro uso común que se da a los cargadores es en la excavación para basamentos o

cimentaciones. En tal caso, sólo son aplicables cuando la dimensión horizontal más

pequeña, es por lo menos igual al ancho del cucharón, si no es que varias veces

mayor. Si la dimensión más corta del fondo de la excavación es por lo menos del

doble de la longitud del cargador, no contando el cucharón, puede disponerse la

operación para carga de camiones al nivel de la cimentación. Con el mismo cargador

puede excavarse una rampa para que pueda entrar el camión hasta el fondo de la

excavación siguiendo uno de los lados largos. Luego pueden cargarse los camiones

como se dijo antes para la operación de carga de camiones de acarreo.

Un tercer uso importante del cargador frontal es la carga de material de voladuras a

unidades de acarreo, en el espacio limitado de una excavación en roca, de un túnel o

de una cantera. En tales situaciones, el cargador tiene una ventaja sobre la pala

mecánica, por su pluma y demás partes salientes. Sin embargo, tanto el cargador

montado en orugas como el montado en ruedas, con buena flotación sobre terrenos

accidentados, pueden utilizarse para las excavaciones hechas en roca.

También le aplica el cargador frontal para excavar apegados o material de cantera,

para cargarlos a la panilla de la tolva de alimentación de una planta trituradora. En

general, se sitúa la tolva en el borde, o apenas adentro del tajo de material. El

cargador excava entonces su carga y la acarrea una distancia pequeña hasta la tolva.



32

Si la distancia de acarreo es mayor que la de alcance de una pala desde su posición

de excavación, el cargador tiene una ventaja decisiva sobre la pala mecánica para

esta operación. .

Por supuesto, cualquiera operación de limpieza de construcción que comprenda el

recogimiento del material y su vaciado en algún otro lugar, es ideal para un cargador

frontal. Como se mencionó antes, esta es la razón que originó la introducción del

cargador de cucharón. Entre otros ejemplos, pueden citarse lar extracción de troncos

de raíz de árboles de boleos o guijas grandes, así como de otros objetos grandes que

estén en el área de trabajo, como preparación para los trabajos de nivelación del

terreno; el relleno de una excavación para cimentación o de trincheras.

Movedores de Tierra por Transportadores de Bandas para Carga

Figura No. 15 Movedores de tierra por transporta dores de bandas para carga Tomada de A- Z De la Construcción y la Decoración LEGIS



33

A través de los años, los contratistas han estado buscando equipo de mayor

producción para el movimiento de tierra. Un Sistema que pareció tener gran utilidad,

fue el de cargar el material en unidades de acarreo de alta velocidad mediante un

transportador de banda. Una de las primeras versiones de este conjunto, consistía en

una unidad móvil con cucharón para levantar material suelto o de fácil excavación, el

cual se descargaba en una banda transportadora inclinada para elevarlo, y vaciarla a

unidades de acarreo que pasaban por la cargadora en su recorrido. La cargadora

tenía que ser arrastrada por uno o dos tractores.

Para hacer menos complejo el conjunto, aunque de menor producción, se desarrolló

la conformadora elevadora. Ésta puede ser enganchada a una motoconformadora, o

bien, puede ser de autopropulsión, y por lo general, carga material suelto procedente

del derecho de vía de una carretera.

Excavación de Trincheras

La excavación de trincheras en la excavación de ranuras o zanjas en la superficie de

la tierra, para la instalación de un conducto u otro elemento de construcción largo y

angosto.

La instalación que forma parte de ruta operación, es importante. Hace pensar en el

hecho de que la ranura o trinchera abierta tendrá que ser rellenada sobre el conducto

instalado, tan pronto esté en su lugar. Esta es la característica que hace del corte de

trincheras una operación diferente del corte de canales.

Un canal es también un corte relativamente largo, pero un corte que ha

de dejarse abierto, y que puede llevar pendientes del fondo hacia afuera, para



34

mantener sin perturbación la estabilidad de la tierra. La construcción de la ranura o

canal con pendientes laterales, o sea, de sección transversal trapezoidal, se hace a

menudo en la forma más económica, mediante una draga de arrastre.

Figura No. 16 Excavador de trincheras


Una trinchera puede construirse con lados de gran pendiente, y a menudo, incluso

verticales, mientras no se derrumben antes de que se rellene la excavación. El

rellenado de trincheras, como parte de la operación total, tiene importancia especial

cuando se trata de escoger el equipo a usar. Implica que el equipo de excavación a

utilizar, debe ser capaz de apilar el material excavado a lo largo de la línea de la

trinchera. Por lo tanto, el equipo que se use para esta operación debe tener alguna

forma de transportador que descargue de material a un lado y un poco alejado del

borde de la trinchera, o bien, poder girar cada cucharón cargado, hada un lado, para

apilar el material.

Otra consideración especial para seleccionar equipo para la excavación de trincheras,

es la referente al depósito de la carga en los lados de la trinchera y sobre el conducto



35

que ha de instalarse, cuando esta es motivo de preocupación. El material en el que se

ha de excavar la trinchera, debe ser relativamente firme, fuerte y estable. Si los lados

de la trinchera tienen tendencia a derrumbarse al soportar carga en las cercanías de

su borde superior, deben planearse el equipo y la operación de manera de evitar que

esto ocurra.

El equipo de excavación de trincheras que se utilice, debe estar montado sobre

orugas para distribuir mejor su carga. Puede usarse cintas de orugas muy anchas

para reducir aún más la carga por unidad de superficie. Si es grande la probabilidad

de derrumbe de los lados verticales de la trinchera, puede evitarse mediante maderos

transversales a la trinchera, o bien, puede dárseles una cierta pendiente, a semejanza

de lo que se hace en un canal. Cualquiera de estas dos soluciones tiene sus

desventajas. Una trinchera cuyas paredes se han apuntalado con miembros

transversales, ofrece interferencias al equipo y a los hombres que trabajan en la

trinchera. Con ello se pueden reducir la eficiencia y la economía de la operación, pero

en cambio, se mejora notablemente la seguridad de la misma, lo cual es importante.

Si se da una pendiente a los lados o taludes, para hacer que la trinchera se asemeje a

un canal, la carga que ha de obrar sobre el conducto instalado será mayor, porque se

habrá reducido el puenteo de la carga sobre el tubo. Esto es importante para la

instalación de un conducto tubular abierto en una trinchera.

Las especificaciones de construcción relativas al tubo a instalar en una trinchera,

tienen generalmente previsiones para asegurar que no haya una sobrecarga sobre el

tubo. Ciertos estudios han demostrado que la carga máxima que obra sobre un

conducto tubular tiene lugar al nivel de la parte superior del tubo. Por lo tanto, si se

mantiene al mínimo la anchura de la trinchera hasta la parte superior del tubo, la

carga aplicada sobre éste, es razonable. La limitación de la carga aplicada sobre el

tubo, también depende del cuidado con el que se deposite la tubería en el fondo de la

excavación, y de la manera en que se coloque el relleno Superior.



36

Equipo para dragado

Figura No. 17 Equipo de dragado


Una operación de dragado consiste en excavar material terroso cubierto por agua. A

menudo. Se provoca la suspensión del material en el agua, para transportarlo al lugar

de depósito. Tales trabajos pueden tener por objetivo la excavación general

submarina de una bahía, de una playa, de un lago. En esos casos, si el área por

excavar tiene una anchura considerable, lo mismo que longitud, se sitúa la draga de

manera que ejerza una acción de recorrido continuo y extenso sobre la superficie de

agua, alrededor de un centro de giro. En otros trabajos, la draga tendrá que excavar

un canal o una trinchera, y necesitará moverse según una línea, a medida que avance

la excavación.



37

Palas mecánicas y retroexcavadoras

Figura No. 18 Palas mecánicas y retroexcavadoras


La pala mecánica y las retroexcavadoras, tienen en su extremo frontal partes de

trabajo muy similares. Ambas tienen plumas cortas y firmes, sujetas directamente al

frente de la superestructura giratoria. La pluma soporta a un miembro excavador que

tiene un cucharón excavador en su extremo. Una diferencia básica entre la pala y la

retroexcavadora es la dirección en la que se mueven sus cucharones para lograr sus

cargas. La pala mueve su cucharón hacia arriba y se aleja de la fuente de poder y de

los controles del operador, para excavar material de un banco de elevación superior al

de asiento del equipo. La retroexcavadora mueve su cucharón hacia abajo y hacia el

operador, para excavar material de un nivel inferior al de asiento del equipo. Para

tener mayor efectividad en estos movimientos, los miembros excavadores tienen

diferentes puntas de conexión a las plumas. En un nuevo diseño conocido como el

"Skooper", introducido por Koehring, se combina el movimiento ascendente de

excavación del cucharón de la pala, con un mecanismo frontal como el de la

retroexcavadora.



38

La pala tiene el soporte del miembro excavador aproximadamente a la mitad de su

longitud. El miembro excavador se mueve hacia adelante y hacia atrás, a través de

una ranura que tiene la pluma, y gira también sobre este punto de pivoteo de la

pluma.

Como podemos darnos cuenta la excavadora es una máquina dedicada a los trabajos

de excavación y desmonte de tierras.

A continuación se mencionaran los tipos de Excavadoras existentes:

Excavadora con Rueda de Cangilones

La que dispone de cangilones montados sobre una rueda de gran diámetro, que está

instalada sobre un brazo que permite su elevación o descenso. Se emplea en labores

a ciclo abierto que requieran grandes rendimientos, incluso en terrenos duros, y

alcanza movimientos de hasta 500 m3/h.

Excavadora de Rosario:

Excavadora utilizada en suelos de poca consistencia para la extracción de grandes

cantidades de tierra. Va provista de una serie de cangilones mordientes, con una

capacidad de hasta 2 m3 cada uno, dispuestos sobre una cadena sin fin en el brazo

de la excavadora, los cuales extraen las tierras en un extremo y las descargan por el

otro, de forma continua.



39

Excavadora de Cuchara:

Figura No. 19 Excavadora de cuchara


La que está provista de un mecanismo que arranca o extrae las tierras, y se cierra

luego sobre ellas para permitir su extracción y transporte.

Excavadora de Cuchara Mordiente

Es aquella cuya cuchara, que pende de un cable lanzado desde la pluma de la

excavadora, cae por su propio peso sobre el material a extraer y se cierra sobre él al

ser izada o mediante mecanismos secundarios. La cuchara se abre posteriormente

para descargar el material extraído. Este tipo de máquina se utiliza principalmente

para excavaciones profundas y verticales.



40

Excavadora Pala

Vehículo automotor provisto de una pala dentada que extrae y recoge las tierras

excavadas, para su transporte y descarga.

Excavadora Superficial (Bulldozer)

Figura No. 20 Excavadora superficial (bulldozer)

Tomada http://www.obra viales.com

Vehículo automotor sobre orugas provisto de una pala frontal que extrae y reparte o

arrastra las tierras arrancadas, utilizado en trabajos de desmonte y explanación.



41

1.10. EXCAVACIÓN EN OBRAS COMPLEMENTARIAS


La excavación que se ejecute en la construcción de obras complementarias, tales

como soleras, cámaras, sumideros, tuberías, etc., se cubicará separadamente, y se

agregará al volumen total de excavación.

1.11. FORMA DE PRESENTACIÓN DE LAS PARTIDAS EN EL PRESUPUESTO DE LA OBRA


En las bases técnicas especiales, se indicara la forma de presentación de las partidas

que comprende el movimiento de tierras de la obra contratada, de acuerdo a los

siguientes criterios:

� Volumen de excavaciones, de acuerdo a su clasificación.

� Volumen de material de excavación empleado como relleno en la misma obra

(movimiento de tierra compensado).

� Relleno de empréstito.

� En la presentación de las propuestas en base a precios unitarios, se cubicara

separadamente cada una de estas partid



42

CONDUCTA DE SALIDA

El objetivo de la siguiente evaluación es identificar las deficiencias o posibles vacíos

conceptuales que el estudiante tenga una vez finalice el estudio de la sesión. Se

sugiere reforzar dichos conceptos mediante la bibliografía sugerida y sesiones de

refuerzo programadas con el tutor de la asignatura.

Lea y responda las siguientes preguntas

Recuerde que este es un proceso personal, por favor hágalo solo y después, si así lo

desea, confronte sus respuestas con el módulo, su tutor o sus compañeros. Ánimo y

buena suerte en esta misión.

EVALUACIÓN FINAL

1. ¿Diríjase a un proyecto de construcción vial en el cual se estén efectuando

excavaciones, determine cómo se clasifican las excavaciones y mencione tres

tipos?

2. ¿Ubique una obra de construcción donde se este realizando un movimiento de

tierra para determinar cómo debe realizarse la ejecución del relleno y mediante

el uso de que equipos?

3. ¿En una obra de construcción vial, el terreno a sufrido un esponjamiento, como

explicaría usted este fenómeno?

4. ¿En una construcción vial se esta ejecutando un movimiento de tierra mediante

el uso de una motoconformadora, de que manera podría usted describir este

equipo?



43

5. ¿Diríjase a una obra de construcción vial en la cual se este ejecutando un

movimiento de tierra, analice el procedimiento utilizado y explique en que

consiste?



44

SOLUCIÒN DE LA CONDUCTA DE SALIDA EVALUACIÓN FINAL

1. ¿Dirijase a un proyecto de construcción vial en el cual se estén efectuando

excavaciones, determine cómo se clasifican las excavaciones y mencione tres

tipos?

Las excavaciones se clasifican en:

a) Excavación en terreno blando.

b) Excavación en terreno semiduro.

c) Excavación en terreno duro.

d) Excavación en terreno muy duro.

e) Excavación en roca.

Excavación en terreno blando: Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la

pala. El material del suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla

de estos materiales; también puede contener materiales de origen orgánico.

Excavación en terreno duro: Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la

chuzo. El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente

consolidada.

Excavación en roca: La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El

material puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño,

que no pueden ser removidas mediante el uso de maquinaria.



45

2. ¿Ubique una obra de construcción donde se este realizando un movimiento de

tierra para determinar cómo debe realizarse la ejecución del relleno y mediante el uso

de que equipos?

El relleno debe ejecutarse por capas horizontales de espesor suelto no mayor de 20

cm, en todo el ancho de la calzada o acera y en longitudes adecuadas, de acuerdo al

método empleado en la distribución, mezcla y compactación. En caso de ser

transportado y vaciado mediante camiones, mototraillas, u otro equipo de volteo, la

distribución debe ser efectuada mediante Bulldozer, Motoniveladoras u otro equipo

adecuado. Si el material no fuese uniforme, se debe proceder además a mezclarlo

hasta obtener la debida uniformidad. Al mismo tiempo, deberá controlarse el tamaño

máximo de los elementos que integren dicho material, eliminando todo aquel que

supere este tamaño.

3. ¿En una obra de construcción vial, el terreno a sufrido un esponjamiento, como

explicaría usted este fenómeno?

Todos los terrenos al ser excavados sufren un aumento de volumen. Este aumento de

volumen, expresado en porcentaje del volumen en sitio, se llama esponjamiento. Si el

material se emplea como relleno, puede en general, recuperar su volumen e incluso

puede reducirse (Volumen compactado).

4. ¿En una construcción vial se esta ejecutando un movimiento de tierra mediante

el uso de una motoconformadora, de que manera podría usted describir este equipo?

La motoconformadora es un equipo que se utiliza para mover tierra u otro material

suelto. Generalmente, su función consiste en nivelar, modelar o dar la pendiente

necesaria al material en el que trabajo, para darle una configuración predeterminada.

Es de particular utilidad, porque su hoja puede mantenerse en diversas posiciones. A

esta hoja también se le llama hoja conformadora o moldeadora, porque recuerda una

de las formas primitivas de este equipo.



46

5. ¿Dirijase a una obra de construcción vial en la cual se este ejecutando un

movimiento de tierra, analice el procedimiento utilizado y explique en que

consiste?

Un movimiento de tierras consiste en una modificación del perfil natural del suelo para

la ejecución de una obra de pavimentación por medio de las cotas de proyecto de

rasante y subrasante, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas, y en

otros casos elevarlas, el primer caso corresponde ejecutar un trabajo de "corte o

excavación", y en el segundo, un trabajo de "relleno o de terraplén", En ambos casos

debe efectuarse lo que constituye propiamente un "movimiento de tierras”.

SESIÓN II

MUROS DE CONTENCIÓN EN

GAVIONES



48

INTRODUCCIÓN

Colombia ha tenido buena tradición en el uso de muros de gaviones. Estos se han

construido con el fin de proteger la banca de carreteras y derechos de vía de

oleoductos, para prevenir deslizamientos que pongan en peligro la estabilidad de

instalaciones dé ingeniería, para contener materiales sobrantes en sitios de botadero

y para la protección de orillas de ríos y cauces de corrientes menores.

OBJETIVOS

� Permitir al estudiante identificar que es un muro de contención en gaviones.

� Determinar donde, cuando y para que se utilizan los muros de contención en

gaviones.

� Identificar los materiales y el equipo empleado en el proceso constructivo de

los muros en gaviones.



49

CONDUCTA DE ENTRADA






1. A continuación se hace énfasis en un diseño para verificar la estabilidad de un

muro de contención en gaviones en el cual usted necesitara de asignaturas como

resistencia de materiales y mecánica de suelos, si no las ha visto, de todas

maneras se presenta la solución del ejercicio paso a paso, lea muy detenidamente

la aplicación de las formulas enunciadas dentro del modulo y además le sugiero

que utilice la bibliografía propuesta para que supere el grado de complejidad de

estos ejercicios.

Verificar la estabilidad del muro de contención en gaviones lustrado en la figura que se

muestra a continuación, siendo el peso especifico del a piedra de relleno de los gaviones

2,43 t/m3 y las características del terreno a contener γs=1.8 t/m3, ϕ=30º y c=0 8 t/m2. El

suelo de la base es una arcilla arenosa con una capacidad soporte de 2.0 Kg/cm2 y

ϕ=27º. El muro tiene una inclinación contra el terreno de 10º, teniendo una altura total

medida paralelamente a la cara externa del mismo de 5,0 m. El talud sobre el muro es

horizontal y sobre el mismo actúa una sobrecarga de 2,5 t/m2.



50

2. Dirijase a un sitio donde se este utilizando un muro de contencion en gaviones y




4. Ubique una obra de construcción vial y explique que consiste el trabajo de

formación de terraplenes

5. Con base al ejercicio anterior determine cuáles son las partes constitutivas

de un terraplén.



51


β = 90º + α = 100o; ϕ = 30º; y ε = 0o

2

2

2

)()(

)()(1)(

)(

+−−++−

+=

εβδβεϕδϕδββ

ϕβ

sensen

sensensensen

senKa

Ka = 0,24

( )[ ] αα costgaBhH −+=

( )[ ] mtgH oo 92.410cos10115 =−+=

)/(212

2

1 2 mtKaHcH

hKaHEa s

s −

+= γ

)/(18.80192.4

39.1224.0)92.4(8.1

2

1 2 mtx

Ea =−

+=

αBsenhH

hHHd

s

s −

++=

2

3

3

msenx

xd o

s

s 5.110.2539.1292.4

39.1392.4

3

92.4 =−

++=



52

γg = 1.7 t/m3 ; W= A* γg = 8.5 m2 x 1.7 t/m3 = 14.45 t/m ; ϕ = δ = 30º

VERIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD DEL DESLIZAMIENTO

El peso de los gaviones W; la componente vertical del empuje activo Ev.; la

componente horizontal del empuje activo Eh.

W = 14.45 t/m

)90( βδ −+= osenEaEv

)1003090(18.8 ooosenEv −+=

Ev = 2.79 t/m.

)90(cos βδ −+= oEaEh

)1003090(cos18.8 oooEh −+=

Eh = 7.69 t/m

( )[ ] ( )α

αϕααηcos

cos'

Eh

senEvWtgsenEhEvW ++++=

η’ = 1.63 > 1.5

VERIFICACIÓN A LA SEGURIDAD AL VUELCO

El momento volcador vale:



53

dEhMv *=

Mv = 7.69 * 1.5

Mv = 11.53 tm/m

El momento resistente vale:

EvsWsMr += '

Donde:

βα

tghH

hHHBs

s

s 1

2

3

3cos

++−=

oo

tgx

xs

100

1

39.1292.4

39.1392.4

3

92.410cos5.2

++−=

s = 2.80 mts.

αα YgsenXgs += cos'

Siendo Xg y Yg coordenadas del centro de gravedad del muro:

Xg = 1.57 mts. y Yg = 2.09 mts.

oo sens 1009.210cos57.1' +=

s’ = 1.91 mts.

Por lo tanto:



54

EvsWsMr += '

80.2*79.291.1*45.14 +=Mr

Mr = 35.41 tm/m

Mv

Mr=''η

43.11

41.35'' =η

5.107.3'' >=η

VERIFICACIÓN DE LAS TENSIONES EN EL SUELO

N

MvMrBe

−−=2

Donde:

αα senEhEvWN ++= cos)(

oo senN 1069.710cos)79.245.14( ++=

mtN /31.18=

31.18

53.1141.35

2

5.2 −−=e

mB

me 42.06

05.0 =<=



55

Por lo tanto, la resultante cae dentro del núcleo central y las tensiones valen:

+=B

e

B

N 611σ

+=5.2

05.0*61

5.2

31.181σ

2221 /2/83.0/27.8 cmKgcmKgmt <==σ

−=B

e

B

N 612σ

−=5.2

05.0*61

5.2

31.182σ

2222 /2/64.0/38.6 cmKgcmKgmt <==σ

En este caso, como para la mayoría de las verificaciones de estabilidad de las secciones

intermedias verifican satisfactoriamente.

2. Dirijase a un sitio donde se este utilizando un muro de contención en gavión y










56

drenar las filtraciones de agua por gravedad, así como no dejar que las cargas hidráulicas

se desarrollen detrás de la pared de los gaviones.


contención en gaviones

a) Flexibilidad: Las estructuras de gaviones tienen gran adaptabilidad al terreno,

adsorben todos los asentamientos y no requieren ningún tipo de cimentación especial.

b) Permeabilidad: Son estructuras drenantes que desaloja el agua que pueden contener

las obras que protegen, eliminando de esta manera una de las principales causas de

la inestabilidad de las obras.

c) Resistencia: El conjunto de gaviones forma una estructura estable a todos los

esfuerzos de tensión y compresión.

d) Durabilidad: Los gaviones colocados en obra tiene un periodo de más de 20 años de

vida, tiempo en que los arrastres depositados en los intersticios de las piedras y la

sedimentación de los mismos originan la formación de un bloque compacto y sólido.

4. Ubique una obra de construcción vial y explique que consiste el trabajo de formación

de terraplenes.

Este trabajo consiste en la escarificación, nivelación y compactación del terreno o del

afirmado en donde haya de colocarse un terraplén nuevo, previa ejecución de las obras

de desmonte y limpieza, demolición, drenaje y subdrenaje; y la colocación, el

humedecimiento o secamiento, la conformación y compactación de materiales apropiados

de acuerdo con la presente especificación, los planos y secciones transversales del

proyecto y las instrucciones del Interventor.



57

5. Con base al ejercicio anterior determine cuáles son las partes constitutivas de un

terraplén


a. Cimiento, parte del terraplén que está por debajo de la superficie original del terreno,

la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.

b. Núcleo, parte del terraplén comprendida entre el cimiento y la corona. El núcleo

junto con el cimiento constituyen el cuerpo del terraplén.

c. Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terraplén, construida en

un espesor de treinta centímetros (30 cm), salvo que los planos del proyecto o las

especificaciones particulares indiquen un espesor diferente.



58

1. MUROS DE CONTENCIÓN EN GAVIONES

Figura No. 21 Muros de Contención en Gaviones

Tomada de http://www.soluciones espaciales.com

1.1. GENERALIDADES

Consiste en el transporte, suministro, manejo, almacenamiento e instalación de canastas

metálicas, y el suministro, transporte y colocación de material de relleno dentro de las



59

canastas, de acuerdo con los alineamientos, formas y dimensiones y en los sitios

indicados en los planos del proyecto o determinados por el Interventor.

Los Artículos que se mencionan en este capitulo corresponden al INSTITUTO NACIONAL

DE VÍAS Y MINISTERIO DE TRANSPORTE. Especificaciones Generales de

Construcción de Carreteras. Escuela Colombiana de Ingeniería, 1998.

1.2. MATERIALES

1.2.1. Canastas metálicas

Las canastas metálicas estarán formadas de alambre de hierro galvanizado de triple

torsión, con huecos hexagonales de abertura no mayor de diez centímetros (10 cm).

El alambre deberá ajustarse a la norma ASTM A-116 o a la ASTM A-856. Se utilizará

alambre galvanizado de diámetro superior a dos milímetros (2 mm), excepto en las aristas

y los bordes del gavión que estarán formados por alambres galvanizados cuyo diámetro

será, como mínimo, un veinticinco por ciento (25 %) mayor que el del enrejado.

La forma y dimensiones de las canastas serán las señaladas en los planos y las

especificaciones particulares del proyecto.

1.2.2 Material de relleno

Podrá construir de canto rodado, material de cantera o material de desecho adecuado,

teniendo cuidado de no utilizar materiales que se desintegren por la exposición al agua o

a la intemperie, que contengan óxido de hierro, con excesiva alcalinidad con compuestos

salinos, cuya composición pueda atacar el alambre de la canasta.



60

El peso unitario del material deberá ser, cuando menos, de un mil doscientos cincuenta

kilogramos por metro cúbico (1250 kg/m3).

Deberá cumplir, además, los siguientes requisitos:

1.2.2.1. Granulometría

El tamaño mínimo de las piedras deberá ser, por lo menos, treinta milímetros (30 mm)

mayor que las aberturas de la malla de la canasta.

1.2.2.2 Resistencia a la abrasión

El desgaste del material al ser sometido a ensayo en la máquina de Los Ángeles, según la

norma INV E.219, deberá ser inferior a cincuenta por ciento (50%).

1.2.2.3 Absorción

Su capacidad de absorción de agua Será inferior al dos por ciento (2%) en peso. Para

determinarla, Se fragmentará una muestra representativa de las piedras y se ensayará de

acuerdo con la norma INV E-223.

1.3. EQUIPO

Se requieren, principalmente, equipos para la explotación, procesamiento y transporte del

material de relleno; para el transpone de las canastas de alambre; para la eventual

adecuación de la superficie sobre la cual se construirán los gaviones, así como

herramientas manuales.



61

1.4. MUROS DE GAVIONES

Figura No. 22 Muros de gaviones

Tomada de http://www.solucionesambientales.com

Pertenecen a la categoría de estructuras flexibles en el sentido de que pueden

deformarse ajustándose a movimientos de la fundación, en comparación con las

estructuras de concreto reforzado o de mampostería.

Según las dimensiones de las canastas empleadas y su colocación dentro de la

estructura, los gaviones se dividen en dos clases:

� Gaviones de base, de dimensiones 2,0 x 1,0 x 0,5 m.

� Gaviones de cuerpo, de dimensiones 2,0 x 1,0 x 1,0.

La canasta para gaviones es fabricada con malla del tipo "ciclón" o eslabonada de triple

torsión, con abertura de 10 cm como máximo. Los amarres entre aristas de las canastas y



62

unos tirantes entre caras que se colocan a los tercios de la altura del gavión, deberán

hacerse con alambre del mismo calibre y calidad del utilizado en la fabricación de las

mallas. Los materiales para el relleno deben ser durables, limpios y resistentes. Las

canastas deberán ser llenadas y amarradas en el sitio exacto donde han de quedar

definitivamente, y no se permitirá ningún transporte de las mismas una vez se haya

efectuado el relleno.

En obras de mantenimiento de derechos de vía de oleoductos en varias regiones del país

en las cuales no se encuentran materiales rocosos adecuados, o su transporte desde la

fuente al sitio de trabajo resultaría demasiado oneroso, se ha acudido con éxito al llenado

de los gaviones con sacos de polipropileno, con capacidad de 25 a 30 litros, rellenos

hasta un 75 % de su capacidad con una mezcla rica de suelo -cemento (proporción 4 :1).

Los sacos se colocan en tandas y entrabados, y se compactan a mano con pisones de

plancha metálica.

El terreno de fundación deberá ser razonablemente nivelado suprimiendo las depresiones

o salientes. Los materiales sueltos, blandos u orgánicos que se encuentre deberán ser

retirados. En los gaviones se observa que en la base del muro se ha colocado un lecho de

piedra, medida que resulta muy favorable para la estabilidad de la estructura por cuanto

mejora las condiciones de cimentación a la vez que provee un buen drenaje al conjunto.

En el caso de contener zonas inestables es muy conveniente construir" un filtro hijo la

base del muro o a un lado de ésta.

La calidad del material de relleno contenido detrás del muro también debe merecer

cuidadosa atención. Los suelos arcillosos y ciertas rocas como las lutitas y arcillolitas al

saturarse sufren expansión y generan presiones que pueden alcanzar valores muy altos y

ponen la estructura en peligro de falla.



63

En el diseño de los muros deben prepararse planos con el suficiente detalle de la

estructura completa y los niveles que la integran, indicando la posición que debe tener

cada gavión, buscando el entrabe adecuado. Se deben disponer de tal forma que no haya

costuras continuas en la totalidad de la altura del muro. También conviene construir los

muros de gaviones con una ligera pendiente hacia atrás (hacia el talud o el relleno

contenido). para mejorar su capacidad al volcamiento: esa pendiente puede ser 1

horizontal: 8 0 10 vertical.

1.5. CALCULO DE MUROS EN GAVIONES

Para el calculo de un muro de contención deben considerarse las siguientes fuerzas:

1.Peso propio del muro

2.Presión del relleno contra el respaldo

3.La componente normal de las presiones en la cimentación.

4. La componente horizontal de las presiones en la cimentación

5. La presión de la tierra contra el frente del muro.

6. Fuerzas de puente. (en el caso de que fuera estribo de puente)

7. Sobrecargas actuales sobre el relleno.

8. Fuerzas de filtración y otras provocadas por el agua.

9. Las subpresiones.

10. La vibración.



64

11. El impacto de fuerzas

12. Los temblores

13. La acción de las heladas

14. Las expansiones debidas a cambios de humedad en el relleno.

Para determinar el valor del empuje se utiliza la teoría de Coulomb, para lo cual

tendremos:

� La superficie de rotura es plana,

� La fuerza de rozamiento interno se distribuye en forma uniforme a lo largo de la

superficie de rotura,

� La cuña de terreno entre la superficie de rotura y el muro se considera indeformable,

� Se desarrolla un esfuerzo de rozamiento entre el muro y el suelo en contacto, lo cual

hace que la recta de acción del empuje activo se incline en un ángulo respecto de la

norma al paramento interno del muro,

� La rotura se analiza como bidimensional tomando una franja unitaria del muro

considerando la estructura como continua e infinita.

Para no sobredimensionar la estructura, dado que el gavión es permeable, se puede

omitir el empuje hidrostático. La estructura es armada por la malla que tiene una gran

resistencia a la tracción manteniéndose la flexibilidad de la obra. Es conveniente inclinar

el muro contra el terreno unos 6° pudiéndose alcanz ar los 10°, de esta forma disminuye el

valor del coeficiente de empuje activo.

1.5.1 Cálculo del empuje.

Se adopta en el cálculo el estado límite activo del terreno, el método de Coulomb se basa

en el estudio del equilibrio de una cuña de suelo indeformable sobre la que se actúa el



65

peso propio, la fuerza de rozamiento y eventualmente la cohesión ( acción y efecto de

reunirse o adherirsen los materiales de los cuales esta conformado el suelo). Esta cuña

activa se produce cuando hay un desplazamiento de la estructura de contención, lo cual

sucede sólo si la misma es deformable como en el caso de los gaviones. En el caso de

muros muy rígidos se desarrollan empujes mayores que los correspondientes al empuje

activo.

En el caso de muro con paramento vertical interno la superficie de empuje es el propio

paramento interno del muro. En el caso de muro con escalones internos, se considera la

superficie que uno los extremos internos superior e inferior del muro.

Figura No. 23 Inclinación de los Muros de gaviones

Tomada de Wallace Fowler, Mecánica para Ingeniería

Debe considerarse que tanto la fricción como la cohesión se alteran cuando se modifica la

humedad del terreno. Dato que ambos parámetros influyen sensiblemente en la

determinación del empuje activo debe cuidarse mucho cual es el valor adoptado. Suele

ser conveniente despreciar la cohesión, ya que ésta se modifica con el tiempo y tiene gran

influencia sobre el valor final del empuje.

Para terraplenes compactados puede adoptarse un valor de ϕ =30°. Tras el muro se

admite una distribución uniformemente variada de presiones, con lo cual el empuje toma



66

una configuración triangular. El empuje activo es calculado en función del peso del terreno

y de la altura del muro, siendo su valor reducido debido al coeficiente de empuje activo

Ka.

Como se dijo, el valor del coeficiente de empuje activo depende del ángulo β, ya

mencionado, de ε , que es el ángulo del talud sobre el muro con la horizontal, de ϕ

ángulo de fricción interna del terreno, de ángulo de fricción entre muro y terreno.

En los muros en gaviones, se puede asumir =ϕ . Si tras el muro hay un geotextil δ =0.9 ϕ.}

Estos valores favorables, se deben a la alta rugosidad de la estructura en gaviones que

aumenta sensiblemente la fricción, δ determina también el ángulo entre la dirección del

empuje y la normal a su plano de aplicación.

El valor del coeficiente de empuje activo Ka es determinado por la expresión:

2

2

2

)()(

)()(1)(

)(

+−−++−

+=


ϕβ

sensen

sensensensen

senKa



67

Figura No. 24 Fuerzas de los Muros de gaviones




68

Figura No. 25 Fuerzas de los Muros de gaviones


El empuje activo está determinado por la expresión

)/(22

1 2 mtKaHcKaHEa s −= γ

en la cual:

γs = peso específico del suelo

c = cohesión

H = [ h+ (b-a) tg α ] cos α, altura de actuación del empuje, siendo

h = altura del muro



69

b = base del muro despreciando los escalones externos

a = ancho del muro en la cima

Debe recordarse la consideración hecha sobre la cohesión.

En el caso de sobrecarga sobre el terraplén, siendo q el valor de la misma, esta es

asimilada a un relleno de altura hs de las mismas características del terreno siendo

hs = q/ γs . Luego el empuje será:

)/(212

2

1 2 mtKaHcH

hKaHEa s

s −

+= γ

Normalmente con sobrecargas debido a vehículos, se adopta q = 1.5 a 2.0 toneladas por

m².

La altura del punto de aplicación del empuje es de difícil evaluación y varía bastante en la

práctica. normalmente puede producirse a una altura comprendida entre 1/2H y 1/3H.

Las variaciones se deben en algunos casos al desplazamiento del muro, a su rigidez e

inclinación, a modificaciones en las características del terreno y sobrecarga.

Normalmente se considera a 1/3H.

Con sobrecarga tendremos:

αBsenhH

hHHd

s

s −

++=

2

3

3

En la cual d es la altura de aplicación del empuje activo, medido en forma vertical desde la

horizontal que pasa por el fulcro ó punto de rotación del muro.



70

1.5.2. Ejemplo de Calculo

Verificar la estabilidad del muro de contención en gaviones lustrado en la figura que se

muestra a continuación, siendo el peso especifico del a piedra de relleno de los gaviones

2,43 t/m3 y las características del terreno a contener ys=1.8 t/m3, ϕ=30º y c=0 8 t/m2. El

suelo de la base es una arcilla arenosa con una capacidad soporte de 2.0 Kg/cm2 y

ϕ=27º. El muro tiene una inclinación contra el terreno de 6º, teniendo una altura total

medida paralelamente a la cara externa del mismo de 5,0 m. El talud sobre el muro es

horizontal y sobre el mismo actúa una sobrecarga de 2,5 t/m2.

Figura No. 26 Grafico ejemplo


αβ +−

=aB

harctg

oarctg 613

5 +−

=β

β=74.20º



71

Conocidos:

β = 74.20º; ϕ = 30º; y ε = 0o

2

2

2

)()(

)()(1)(

)(

+−−++−

+=


ϕβ

sensen

sensensensen

senKa

Aplicando la anterior formula tendremos que el coeficiente de empuje activo Ka = 0.43.

)/(212

2

1 2 mtKaHcH

hKaHEa s

s −

+= γ

El empuje activo se determinara mediante la ecuación anterior.

Donde


( )[ ] ootgH 6cos6135 −+=

H = 5.18 mts.

ss

qh

γ=

3

2

/8.1

/5.2

mt

mths =

hs = 1.39 mts.

0118.5

39.1243.0)18.5(8.1

2

1 2 −

+= xEa



72

Ea = 15.96 t/m

αBsenhH

hHHd

s

s −

++=

2

3

3

osenx

xd 63

39.1218.5

39.1318.5

3

18.5 −

++=

d= 1.71 mts.

)1( npg −= γγ

)3.01(43.2 −=gγ

γg = 1.70 t/m3

W = Área de la sección del muro X γg

W = 9.5 m2 x 1.7 t/m3 ; W = 16.15 t /m

δ = ϕ = 30o, admitiendo no tener filtro geotextil entre el muro y el relleno posterior.


Las fuerzas aplicadas al sistema son:

El peso de los gaviones W; la componente vertical del empuje activo Ev.; la componente

horizontal del empuje activo Eh.




73

)20.743090(96.15 ooosenEv −+=

Ev = 11.44 t/m.


)20.743090(cos96.15 oooEh −+=

Eh = 11.13 t/3

( )[ ] ( )α

αϕααηcos

cos'

Eh


( )[ ] ( )6cos13.11

644.1115.1627613.116cos44.1115.16'oooo sentgsen ++++=η

η’ = 1.58 > 1.5

VERIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD AL VUELCO


dEhMv *=

Mv = 11.13 * 1.71

Mv = 19.03 tm/m


EvsWsMr += '



74

Donde:

βα

tghH

hHHBs

s

s 1

2

3

3cos

++−=

oo

tgx

xs

20.74

1

39.1218.5

39.1318.5

3

18.56cos3

++−=

s = 2.41 mts.

αα YgsenXgs += cos'

Siendo Xg y Yg coordenadas del centro de gravedad del muro:

Xg = 1.06 mts. y Yg = 2.03 mts.

oo sens 603.26cos06.1' +=

s’ = 1.27 mts.

Por lo tanto:

EvsWsMr += '

41.2*44.1127.1*15.16 +=Mr

Mr = 48.08 tm/m

Mv

Mr=''η

03.19

08.48'' =η



75

5.153.2'' >=η


N

MvMrBe

−−=2

Donde:

αα senEhEvWN ++= cos)(

oo senN 613.116cos)44.1115.16( ++=

mtN /6.28=

6.28

03.198.48

2

3 −−=e

mB

me 5.06

48.0 =<=


+=B

e

B

N 611σ

+=3

48.0*61

3

6.281σ

2221 /2/87.1/68.18 cmKgcmKgmt <==σ

−=B

e

B

N 612σ



76

−=3

48.0*61

3

6.282σ

2222 /2/04.0/38.0 cmKgcmKgmt <==σ

En este caso, como para la mayoría de las verificaciones de estabilidad de las secciones

intermedias verifican satisfactoriamente.

1.6. TIPOS DE MUROS EN GAVIONES

1.6.1. Gaviones Electrosoldados

Figura No. 27 Gaviones Electrosoldados

Tomada de http://www.soluciones.vdirect.com



77

1.6.1.1. Características:







drenar las filtraciones de agua por gravedad, así como no dejar que las cargas hidraúlicas

se desarrollen detrás de la pared de los gaviones. Presentan gran flexibilidad, son

altamente resistentes a la corrosión en toda superficie, incluyendo los puntos de

soldadura, donde existe una protección galvánica de zinc producto de la fusión de este

metal en la unión soldada. Asimismo el gavión se adecua a cualquier terreno de trabajo,

su construcción es rápida y sencilla, no necesita mano de obra especializada y es de

larga duración.

1.6.1.2. Norma de Fabricación:

- Galvanizado: ASTM A 641 - 91

- Plancha electrosoldada: ASTM A82 - 94

1.6.1.3. Aplicaciones y Usos:

� Defensas de riberas, muros de encausamiento, espigones y protección de diques.

� Muros de contención y terraplanes. Protección de estribos de puentes y accesos.

� Cabezales de alcantarillas. Tomas rústicas. Revestimientos de canales, etc.

1.6.2. Gaviones de Doble Torsión



78

Figura No. 28 Gaviones de Doble Torsión


1.6.2.1. Características:

El gavión es un módulo en forma de caja rectangular hecho con malla metálica tejida con

doble torsión, que al ser instalado y rellenado con rocas estables forman una unidad

constructiva continua de excelente presentación, y sólida conformación; capaz de soportar

el dinamismo de las corrientes de agua, el empuje de masas de tierra, etc; además los

esparcimientos entre piedra y piedra le dan a la construcción la permeabilidad que le

permite drenar filtraciones de agua por gravedad, así como no dejar que las cargas

hidráulicas se desarrollen detrás de la pared de las gaviones.

Presentan gran flexibilidad, son altamente resistentes a la corrosión y se adecuan

fácilmente a cualquier terreno de trabajo, su construcción es rápida y sencilla; no necesita

mano de obra especializada y es de larga duración. Se presenta en dos tipos: Triple

Galvanizado y Triple Galvanizado + PVC (Plastificado).

Aplicaciones y Usos:

Ídem a los gaviones electrosoldados.



79

1.7. VENTAJAS QUE OFRECEN LAS ESTRUCTURAS DE GAVIONES

1.7.1. Flexibilidad

Figura No. 29 Flexibilidad


Las estructuras de gaviones tienen gran adaptabilidad al terreno, adsorben todos los

asentamientos y no requieren ningún tipo de cimentación especial.

1.7.2. Permeabilidad

Son estructuras drenantes que desaloja el agua que pueden contener las obras que

protegen, eliminando de esta manera una de las principales causas de la inestabilidad de

las obras.



80

1.7.3. Resistencia

El conjunto de gaviones forma una estructura estable a todos los esfuerzos de tensión y

compresión.

1.7.4. Durabilidad

Los gaviones colocados en obra tiene un periodo de más de 20 años de vida, tiempo en

que los arrastres depositados en los intersticios de las piedras y la sedimentación de los

mismos originan la formación de un bloque compacto y sólido.

Figura No. 30 Gavión construido por efecto de soca vación del terreno

Tomada de http://www.solucioneambientales.com

Estas propiedades de las estructuras de gaviones les da una gran ventaja técnica sobre

las estructuras rígidas, principalmente en terrenos inestables donde pudiera existir

asentamientos o socavaciones.



81

1.8. ARMADO DE GAVIONES

Armado De Gaviones Caja Malla Hexagonal

Primer paso

Figura No. 31 Armado de Gaviones Paso 1

Tomada de http://www.solucionesespeciales.com

Abra el fardo y desdoble el gavión sobre una superficie plana y rígida. Pise la red

hasta eliminar las irregularidades.



82

Segundo paso



Doble los paneles para formar la caja, junte los cantos superiores entrecruzando los

alambres que salen de los paneles.

Tercer paso





83

Corte un pedazo de alambre de 1.5 m de largo. Fíjelo en la parte inferior de las aristas

y amarre los paneles en contacto, alternando vueltas simples y dobles a cada malla.

Repita la operación con los diafragmas.

Cuarto paso



Amarre varias cajas en grupos, siempre con el mismo tipo de costura. Lleve los

grupos de cajas hasta el lugar determinado en el diseño y amárrelos a las cajas ya

colocadas, costurando en todas las aristas en contacto.



84

Quinto paso



Una vez colocado varias cajas en posición y antes de llenarlas, para una buena

alineación y acabado, estire con un tirfor ó use encofrados de madera. También

puede usar encofrados de madera para dar buena terminación

Sexto paso





85

Llene las cajas hasta 1/3 de su capacidad total. Fije dos tirantes horizontales y llene

hasta los 2/3. Fije otros dos tirantes y acabe el llenado hasta 1 a 5 cm por arriba de la

altura de la caja.

Séptimo paso



Para cerrar las cajas, doble las tapas y amárrelas en los bordes a los paneles

verticales siempre con la misma costura.



86

1.9. TERRAPLENES 1.7.1. Generalidades

Este trabajo consiste en la escarificación, nivelación y compactación del terreno o del

afirmado en donde haya de colocarse un terraplén nuevo, previa ejecución de las obras

de desmonte y limpieza, demolición, drenaje y subdrenaje; y la colocación, el

humedecimiento o secamiento, la conformación y compactación de materiales apropiados

de acuerdo con la presente especificación, los planos y secciones transversales del

proyecto y las instrucciones del Interventor.




1.7.2. Partes del terraplén


d. Cimiento, parte del terraplén que está por debajo de la superficie original del terreno,

la que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.

e. Núcleo, parte del terraplén comprendida entre el cimiento y la corona. El núcleo

junto con el cimiento constituyen el cuerpo del terraplén.

f. Corona (capa subrasante), formada por la parte superior del terraplén, construida en

un espesor de treinta centímetros (30 cm), salvo que los planos del proyecto o las

especificaciones p

g. articulares indiquen un espesor diferente.



87

1.7.3. Materiales

1.7.3.1. Requisitos de los materiales

Tabla No. 2 Requisitos de los materiales

Tomada de INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS Y MINISTERIO DE TRANSPORTE.

Especificaciones Generales de Construcción de Carre teras. Escuela Colombiana de

Ingeniería, 1998.

Todos los materiales que se empleen en la construcción de terraplenes deberán provenir

de las excavaciones de la explanación, de préstamos laterales o de fuentes aprobadas;

deberán estar libres de sustancias deletéreas, de materia orgánica, raíces y otros

elementos perjudiciales. Su empleo deberá ser autorizado por el Interventor, quien de

ninguna manera permitirá la construcción de terraplenes con materiales de características

Suelos Seleccionados Adecuados Tolerables

Aplicación Corona, Núcleo,

Cimiento

Corona, Núcleo,

Cimiento

Núcleo,

Cimiento

Tamaño máximo 75 mm 10 mm 150 mm

Pasa tamiz de 75 µm (No.

200)

pesoen25%≤ pesoen35 %≤ pesoen35 %≤

C.B.R. de laboratorio 10≥ 5≥ 3≥

Expansión en prueba

C.B.R.

0% < 2% < 2%

Contenido de materia

orgánica

0% < 1% < 2%

Limite líquido < 30 < 40 < 40

Índice plástico < 10 < 15 -



88

expansivas.

Los materiales que se empleen en la construcción de terraplenes deberán cumplir los

requisitos indicados en la Tabla. El tamaño máximo y el porcentaje que pasa el tamiz de

75 µm (No. 200) se determinarán mediante el ensayo de granulometría según norma de

ensayo INV E-123, el C.3.R. y la expansión, de acuerdo con lo indicado en la norma de

ensayo INV E-148; el contenido de materia orgánica, según lo establecido en la norma

INV E-121; y el límite líquido y el índice plástico conforme lo establecen las normas INV E-

125 y E-126, respectivamente.

Los valores de C.B.R. indicados en la Tabla corresponden a la densidad mínima exigida.

1.7.4. Empleo

Los documentos del proyecto ó las especificaciones particulares, indicarán el tipo de

suelo por utilizar en cada capa. En todo caso, los suelos tolerables no podrán ser

empleados en el núcleo del terraplén, cuando éste pueda estar sujeto a inundación.

Además, cuando en el núcleo se hayan empleado suelos tolerables, la corona solamente

podrá construirse con suelos seleccionados.

1.7.5. Equipo

El equipo empleado para la construcción de terraplenes deberá ser compatible con los

procedimientos de ejecución adoptados y requiere aprobación previa del Interventor,

teniendo en cuenta que su capacidad y eficiencia se ajusten al programa de ejecución de

los trabajos y al cumplimiento de las exigencias de la presente especificación.



89

1.7.6. EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS

1.7.6.1. Generalidades

Los trabajos de construcción de terraplenes se deberán efectuar Según procedimientos

puestos a consideración del Interventor y aprobados por éste. Su avance físico deberá

ajustarse al programa de trabajo.

Si los trabajos de construcción o ampliación de terraplenes afectaren el tránsito normal en

la vía o en sus intersecciones y cruces con otras vías, el Constructor será responsable de

tomar las medidas para mantenerlo adecuadamente.

La secuencia de construcción de los terraplenes deberá ajustarse a las condiciones

estacionales y climáticas que impiden en la región del proyecto. Cuando se haya

programado la construcción de las obras de arte previamente a la elevación del cuerpo

del terraplén, no deberá iniciarse la construcción de éste antes de que las alcantarillas y

muros de contención se terminen en un tramo no menor de quinientos metros (500 m)

adelante del frente del trabajo, en cuyo caso deberán concluirse también, en forma previa,

los rellenos de protección que tales obras necesiten.

1.7.6.2. Preparación del terreno

Antes de iniciar la construcción de cualquier terraplén, el terreno base de éste deberá

estar desmontado y limpio, según se especifica en el Articulo 200, “Desmonte y limpieza”,

y ejecutadas las demoliciones de estructuras que se requieran, según se especifica en el

Artículo 201, "Demolición y remoción". El Interventor determinará los eventuales trabajos

de descapote y retiro del material inadecuado, así como el drenaje del área base según

los Artículos 210, "Excavación de la explanación, canales y préstamos", 600

"Excavaciones varias", y 673, "Filtros", necesarios para garantizar la estabilidad del

terraplén.



90

Estos artículos corresponden a las Especificaciones Generales de Construcción de

Carreteras del INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS Y MINISTERIO DE TRANSPORTE.

Escuela Colombiana de Ingeniería, 1998.

Cuando el terreno base esté satisfactoriamente limpio y drenado, se deberá escarificar,

conformar y compactar, de acuerdo con las exigencias de compactación definidas en la

presente especificación, en una profundidad de quince centímetros (15 cm.), la cual se

podrá reducir a diez centímetros (10 cm.) cuando el terraplén se deba construir sobre un

afirmado existente.

En las zonas de ensanche de terraplenes existentes o en la construcción de éstos sobre

terreno inclinado, previamente preparado, el talud existente o el terreno natural deberán

cortarse en forma escalonada, de acuerdo con los planos o las instrucciones del

Interventor, para asegurar la estabilidad del terraplén nuevo.

Cuando lo señale el proyecto o lo ordene el Interventor, la capa superficial de suelo

existente que cumpla con lo señalado en el numeral 2, deberá mezclarse con el material

que se va a utilizar en el terraplén nuevo.

Si el terraplén hubiere de construirse sobre turba o suelos blandos, se deberá asegurar la

eliminación total o parcial de estos materiales, tratamiento previo y consolidación o la

utilización de cualquier otro medio propuesto por el constructor y autorizado por el

Interventor, que permita mejorar la calidad del soporte, hasta que éste ofrezca la

suficiente estabilidad para resistir esfuerzos debidos al peso del terraplén terminado.

SÍ el proyecto considera la colocación de un geotextil como capa de separación o de

refuerzo del suelo, éste se deberá tender conforme se describe en el Artículo 8 20 de las

presentes especificaciones.



91

1.7.6.3. Cuerpo del terraplén

El Interventor sólo autorizará la colocación de materiales de terraplén cuando el terreno

base esté adecuadamente preparado, según se indica en el numeral anterior.

El material del terraplén se colocará en capas de espesor uniforme, el cual será lo

suficientemente reducido para que, con los equipos disponibles, se obtenga el grado de

compactación exigido. Los materiales de cada capa serán de características uniformes.

No se extenderá ninguna capa, mientras no se haya comprobado que la subyacente

cumple las condiciones de compactación exigidas. Se deberá garantizar que las capas

presenten adherencia y homogeneidad entre sí. Será responsabilidad del constructor

asegurar un contenido de humedad que garantice el grado de compactación exigido en

todas las capas del cuerpo del terraplén.

En los casos especiales en que la humedad del material sea considerablemente mayor

que la adecuada para obtener la compactación prevista, el constructor propondrá y

ejecutará los procedimientos más convenientes para ello, previa autorización del

Interventor, cuando el exceso de humedad no pueda ser eliminado por el sistema de

aireación.

Obtenida la humedad más conveniente, se procederá a la compactación mecánica de la

capa. En los cimientos y núcleos de terraplenes, las densidades que alcancen no serán

inferiores a las que den lugar a los correspondientes porcentajes de compactación

exigidos, de acuerdo con el aparte 5.2.

Las zonas que por su reducida extensión, su pendiente o su proximidad a obras de arte,

no permitan el empleo del equipo que normalmente se esté utilizando para la

compactación, se compactarán con equipos apropiados para el caso, en tal forma que las



92

densidades obtenidas no sean inferiores a las determinadas en esta especificación para la

capa del terraplén que se esté compactando.

El espesor de las capas de terraplén será definido por el constructor con base en la

metodología de trabajo, aprobada previamente por el Interventor, que garantice el

cumplimiento de las exigencias de compactación.

En casos especiales, cuando los terraplenes deban ser construidos en zonas pantanosas,

se colocará material en una (1) sola capa hasta la elevación mínima a la cual pueda

trabajar el equipo. Por encima de dicha elevación, el terraplén se construirá por capas que

se compactarán con los niveles de densificación señalados en el aparte 5.2.

1.7.6.4. Corona del terraplén

Salvo que los planos del proyecto o las especificaciones particulares establezcan algo

diferente, la corona deberá tener un espesor compacto de treinta centímetros (30 cm.)

construidos en dos capas de igual espesor, los cuales se conformarán utilizando suelos

seleccionados o adecuados, según lo establecido en el numeral 2, se humedecerán o

airearán según sea necesario, y se compactarán mecánicamente hasta obtener los

niveles señalados en el aparte 5.2.

Los terraplenes se deberán construir hasta una cota superior a la indicada en los planos,

en la dimensión suficiente para compensar los asentamientos producidos por efecto de la

consolidación y obtener la rasante final a la cota proyectada, con las tolerancias

establecidas en el aparte 5.2.

Si por causa de los asentamientos, las cotas de subrasante resultan inferiores a las

proyectadas, incluidas las tolerancias indicadas en esta especificación, se deberá

escarificar la capa superior del terraplén en el espesor que ordene el Interventor y

adicionar del mismo material utilizado para conformar la corona, efectuando la



93

homogeneización, humedecimiento o secamiento y compactación requeridos hasta

cumplir con la cota de subrasante.

Si las cotas finales de subrasante resultan superiores a las proyectadas, teniendo en

cuenta las tolerancias de esta especificación, el Constructor deberá retirar, a sus

expensas, el espesor en exceso.

1.7.6.5. Acabado

Al terminar cada jornada, la superficie del terraplén deberá estar compactada y bien

nivelada, con declive suficiente que permita el escurrimiento de aguas lluvias sin peligro

de erosión.

1.7.6.6. Limitaciones en la ejecución

La construcción de terraplenes sólo se llevará a cabo cuando no haya lluvia o fundados

temores de que ella ocurra y la temperatura ambiente no sea inferior a dos grados Celsius

(2 °C).

Deberá prohibirse la acción de todo tipo de tránsito sobre las capas en ejecución, hasta

que se haya completado su compactación. Si ello no resulta posible, el tránsito que

necesariamente deba pasar sobre ellas se distribuirá de manera que no se concentren

huellas de rodadas en la superficie.

1.7.6.7. Estabilidad

El constructor responderá, hasta la aceptación final, por la estabilidad de los terraplenes

construidos con cargo al contrato y asumirá todos los gastos que resulten de sustituir

cualquier tramo que, a juicio del Interventor, haya sido mal construido por descuido o

negligencia atribuible a aquel o como resultado de causas naturales distintas de

movimientos inevitables del suelo sobre el que se ha construido el terraplén.



94

Si resultaren daños causados exclusivamente por lluvias copiosas que excedan cualquier

máximo de lluvias de registros anteriores, derrumbes inevitables, terremotos,

inundaciones que excedan la máxima cota de elevación de agua registrada o señalada en

los planos, se reconocerán al Constructor los costos por las medidas correctoras,

excavaciones necesarias y la reconstrucción del terraplén, salvo cuando los derrumbes,

hundimientos o inundaciones se deban a mala construcción de las obras de drenaje, falta

de retiro oportuno de formaletas u obstrucciones derivadas de operaciones deficientes de

construcción imputables al Constructor.



95

CONDUCTA DE SALIDA


conceptuales que el estudiante tenga una vez finalice el estudio de la sesión. Se sugiere

reforzar dichos conceptos mediante la bibliografía sugerida y sesiones de refuerzo

programadas con el tutor de la asignatura.

Lea y responda las siguientes preguntas.




1. Verificar la estabilidad del muro ilustrado en la figura, siendo el peso especifico del

gavión 1.7 t/m3 y teniendo el terreno a contener las siguientes características γs=1.8 t/m3,

ϕ=28º y c=0 t/m2. El ángulo del talud sobre el muro es de 27o. El terreno de base sobre el

cual esta apoyado el muro es una arena fina de capacidad de soporte: 1 kg/cm2 y ángulo

de fricción interna 34o.

El muro es vertical por lo tanto α = 0.



96

2. Usted va a construir un muro de contención en gaviones. ¿Qué fuerzas usted

consideraría para desarrollar el calculo?

3. Dentro de la ingeniería cuáles serian las aplicaciones y usos de los muros de


3. Lo invito a que haga en compañía de su tutor un recorrido por algunas de las

carreteras de nuestro país para que identifique cuáles son los tipos de muros de

contención en gaviones más comunes utilizados en Colombia.

4. De acuerdo con el ejercicio anterior, en dicho recorrido usted identifico los tipos de

muros de contención en gaviones, defina en que consiste un Gavión de Doble Torsión.



97

SOLUCIÒN DE CONDUCTA DE SALIDA

β = 90º ; ϕ = 28º; y ε = 27o

2

2

2

)()(

)()(1)(

)(

+−−++−

+=


ϕβ

sensen

sensensensen

senKa

Ka = 0,68


mH 0.4=

)/(22

1 2 mtKaHcKaHEa s −= γ

)/(79.968.0)4(8.12

1 2 mtEa ==

3

Hd =

md 33.13

4 ==

γg = 1.7 t/m3 ; W= A* γg = 9 m2 x 1.7 t/m3 = 15.30 t/m ; ϕ = δ = 28º




98

El peso de los gaviones W; la componente vertical del empuje activo Ev.; la

componente horizontal del empuje activo Eh.

W = 15.30 t/m


)902890(79.9 ooosenEv −+=

Ev = 4.60 t/m.


)902890(cos79.9 oooEh −+=

Eh = 8.649 t/m

( )[ ] ( )α

αϕααηcos

cos'

Eh


η’ = 1.55 > 1.5

VERIFICACIÓN A LA SEGURIDAD AL VUELCO


dEhMv *=

Mv = 8.64 * 1.33

Mv = 11.49 tm/m



99


EvsWsMr += '

Donde:

mBs 3==

Xgs ='

Siendo Xg la coordenada del centro de gravedad del muro:

Xg = 1.8 mts.

s’ = 1.8 mts.

Por lo tanto:

EvsWsMr += '

3*60.48.1*3.15 +=Mr

Mr = 41.34 tm/m

Mv

Mr=''η

5.159.349.11

34.41'' >==η



100


N

MvMrBe

−−=2

Donde:

)( EvWN +=

)60.43.15( +=N

mtN /90.19=

9.19

49.1134.41

2

3 −−=e

60

Bme <=


+=B

e

B

N 611σ

+=3

0*61

0.3

90.191σ

2221 /1/67.0/63.6 cmKgcmKgmt <==σ

−=B

e

B

N 612σ



101

−=3

0*61

0.3

90.192σ

2222 /1/67.0/63.6 cmKgcmKgmt <==σ

2. Usted va a construir un muro de contención en gaviones. ¿Qué fuerzas usted

consideraría para desarrollar el calculo?

Para el cálculo de un muro de contención deben considerarse las siguientes fuerzas:

a) Peso propio del muro

b) Presión del relleno contra el respaldo

c) La componente normal de las presiones en la cimentación.

d) La componente horizontal de las presiones en la cimentación

e) La presión de la tierra contra el frente del muro.

f) Fuerzas de puente. (en el caso de que fuera estribo de puente)

g) Sobrecargas actuales sobre el relleno.

h) Fuerzas de filtración y otras provocadas por el agua.

i) Las subpresiones.

j) La vibración.

k) El impacto de fuerzas

l) Los temblores



102

m) La acción de las heladas

n) Las expansiones debidas a cambios de humedad en el relleno.

3. Dentro de la ingeniería cuáles serian las aplicaciones y usos de los muros de


Las aplicaciones y usos de los muros de contención en gaviones son:

� Defensas de riberas, muros de encausamiento, espigones y protección de diques.

� Muros de contención y terraplanes. Protección de estribos de puentes y accesos.

� Cabezales de alcantarillas. Tomas rústicas. Revestimientos de canales, etc.

4. Lo invito a que haga en compañía de su tutor un recorrido por algunas de las

carreteras de nuestro país para que identifique cuáles son los tipos de muros de

contención en gaviones más comunes utilizados en Colombia.

Los tipos de muros de contención en gaviones más comunes son:

� Gaviones Electrosoldados

� Gaviones de Doble Torsión

5. De acuerdo con el ejercicio anterior, en dicho recorrido usted identifico los tipos de

muros de contención en gaviones, defina en que consiste un Gavión de Doble Torsión.

El gavión es un módulo en forma de caja rectangular hecho con malla metálica tejida con

doble torsión, que al ser instalado y rellenado con rocas estables forman una unidad



103

constructiva continua de excelente presentación, y sólida conformación; capaz de soportar

el dinamismo de las corrientes de agua, el empuje de masas de tierra, etc;

SESIÓN III

GEOTEXTILES



105

INTRODUCCIÓN



degradaciones biológicas y químicas. En el mundo las aplicaciones primarias, están

relacionadas con los trabajos de filtración y drenaje, ferrocarriles, carreteras, refuerzos de

terraplenes en suelos blandos, muros de contención, protección de taludes,

almacenamiento de desechos, tratamientos y almacenamiento de aguas, rellenos

sanitarios, etc.

OBJETIVOS

� Permitir al estudiante identificar que es un Geotextil.

� Determinar donde, cuando y para que se utilizan los Geotextiles.

� Identificar los materiales y el equipo empleado en los diferentes procesos

constructivos en donde se utilizan los Geotextiles.



106

CONDUCTA DE ENTRADA








3. ¿De que depende el tipo de geotextil a utilizar en un proyecto?

4. ¿Cómo se verifican las características de los geotextiles?



107







Las aplicaciones primarias, están relacionadas con los trabajos de filtración y drenaje,

ferrocarriles, carreteras, refuerzos de terraplenes en suelos blandos, muros de

contención, protección de taludes, almacenamiento de desechos, tratamientos y

almacenamiento de aguas, rellenos sanitarios, etc.

5. ¿De que depende el tipo de geotextil a utilizar en un proyecto?

El tipo de geotextil por utilizar dependerá de la función prevista para él y estará indicado

en los planos del proyecto o en las especificaciones correspondientes a los trabajos por

efectuar.

6. ¿Cómo se verifican las características de los geotextiles?

Las características de los geotextiles se verifican mediante las siguientes pruebas:

� Resistencia a la tensión y al alargamiento

� Resistencia al punzonamiento

� Resistencia al desgarre trapezoidal

� Relación peso/área



108

� Determinación del coeficiente de permeabilidad

� Espesor

� Tamaño de abertura aparente



109

1. GEOTEXTILES

Figura No. 38 Sistema de cubierta del relleno sani tario en un depósito de

basura utilizando geotextiles

Tomada de http://www.tenax.com

1.1. GENERALIDADES

Este trabajo consiste en el suministro y colocación de geotextiles en los lugares indicados

en los planos del proyecto o donde lo señale el Interventor.



110




1.2. MATERIALES

El tipo de geotextil por utilizar dependerá de la función prevista para él y estará indicado

en los planos del proyecto o en las especificaciones correspondientes a los trabajos por

efectuar. Sus características se verifican, por lo general, mediante las pruebas que se

relacionan a continuación:

� Resistencia a la tensión y al alargamiento

� Resistencia al punzonamiento

� Resistencia al desgarre trapezoidal

� Relación peso/área

� Determinación del coeficiente de permeabilidad

� Espesor

� Tamaño de abertura aparente

Determinaciones que se harán de acuerdo con las normas de ensayo INV E-901, E-902,

E-903, E-904, E-905, E-906 y E-910, respectivamente.



111

1.3. EQUIPO

Los geotextiles podrán colocarse manualmente o por medios mecánicos. Cuando los

traslapos deban ser cosidos, se deberá disponer de los elementos para efectuar las

costuras.

En trabajos de refuerzo de pavimentos, se deberá disponer de recipientes adecuados

para el producto bituminoso requerido para el sello de fisuras y grietas, así como de los

elementos mencionados en el numeral 420.3 del Artículo 420 de estas especificaciones.

1.4. EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS

Los trabajos de colocación de geotextiles se deberán ajustar a los requisitos y condiciones

particulares que señalen los planos del proyecto, el fabricante del geotextil y esta

especificación, según la función para la cual se instalen.

1.4.1 Filtración

Cuando el geotextil se use como filtro, su empleo se realizará conforme se indica en el

Artículo 673 de estas especificaciones.

1.4.2 Separación

Cuando la función del geotextil sea prevenir la mezcla de dos materiales diferentes, los

trabajos se realizarán de acuerdo con la siguiente secuencia.

1.4.2.1 Preparación del terreno



112

El material que se requiera separar será limpiado y nivelado, removiendo todo material

vegetal y cualquier objeto afilado o puntiagudo que pueda rasgar el geotextil. La superficie

deberá tener la pendiente indicada en los planos o la señalada por el Interventor, con el

fin de evitar problemas de drenaje superficial. En áreas pantanosas, donde la preparación

de la superficie que ha de recibir el geotextil no resulte posible, la vegetación superficial

podrá dejarse en su sitio, siempre que se eliminen todos los objetos afilados o

puntiagudos y que los arbustos y troncos presentes se corten a un nivel inferior a la cota

de colocación del geotextil. Sobre este tipo de terreno, los sistemas de raíces que

permanecen proporcionan un apoyo que, en algunos casos, es el único durante la

instalación del geotextil.

1.4.2.2 Colocación del geotextil

El geotextil se desenrollará manualmente sobre d terreno por cuanto, a causa dé la

debilidad del terreno, no suele resultar posible su extensión con ayuda de maquinas.

Para asegurar un buen comportamiento, los rollos de geotextil deberán traslaparse

conforme se indica en la Tabla No. 1. En el traslapo, el comienzo del segundo rollo se

colocará debajo del final del primero, asegurándolos por métodos recomendados por el

fabricante.



113

Resistencia

del suelo

(C.B.R.)*

Traslapo

No cocido

(mm)

Traslapo

cocido

(mm)

< 1 1200 100

1 - 2 900 100

2 - 3 750 100

> 3 600 100

Tabla No. 3 Traslapos requeridos en el uso de geotextiles como separadores

Tomada de Norma de Ensayo INV E-148

En caso de que el geotextil se dañe durante cualquier etapa de su instalación, la sección

dañada deberá ser reparada por el constructor, a su costa. La reparación se podrá

efectuar comando un trozo de geotextil suficientemente grande para cubrir el área dañada

incluyendo los traslapos recomendados en la Tabla No. 1.

Todas las arrugas que se formen durante la colocación de la tela o del material

suprayacente, se doblarán y alisarán.

1.4.2.3 Colocación del material suprayacente

Sobre el geotextil se colocará el materia granular indicado en los planos del proyecto por

medio de un vehículo de descarga trasera y se extenderá de manera uniforme,

manteniendo un espesor no menor de doscientos milímetros (200 mm) entre el geotextil y

las ruedas, para evitar que aquel se rasgue o rompa antes dela compactación del

agregado.



114

No se permitirá que las ruedas o la cuchilla de la máquina extendedora estén en contacto

directo con el geotextil. Si por algún descuido ellas lo desgarran, el agregado se deberá

remover y el área deteriorada del geotextil se deberá reparar como se indicó en el aparte

anterior.

El agregado se deberá extender siempre en la dirección del traslapo del geotextil.

1.4.2.4 Compactación del agregado

El material colocado encima del geotextil se compactará con equipo adecuado hasta

alcanzar los niveles de densidad exigido en la especificación correspondiente.

1.4.2.5 Limpieza

El geotextil sobrante de esta operación deberá ser retirado por el Constructor y dispuesto

en la forma y en los sitios que apruebe el Interventor.

1.4.3 Retención de la subrasante

Cuando la función del geotextil sea reducir o prevenir el movimiento y la idea del suelo

sobre el cual se coloca, el proceso será igual al descrito en el aparte 1.4.2.

1.4.4 Refuerzo del suelo

Cuando la función del geotextil sea armar un sistema geotextil-suelo que incremente la

resistencia original del suelo, su empleo se realizará con las características y secuencia

descritas en el Artículo 682 de estas especificaciones.



115

1.4.5 Control de erosión

Cuando la función del geotextil sea el control de erosión; su instalación se hará de

acuerdo con la siguiente secuencia.


Deberá retirarse todo elemento que pueda causar daño el geotextil durante su colocación.


El geotextil deberá desenrollarse directamente sobre el terreno que va a ser protegido

asegurándolo por medio de grapas, clavos o estacas, según se indique en los planos.

Si se emplea un traslapo no cosido, éste deberá ser de cuando menos cuatrocientos

cincuenta milímetros (450 mm). El traslapo cosido, que deberá ser de cien milímetros (100

mm) como mínimo, será obligatorio en los casos en que el Interventor considere que las

deformaciones del terreno son exageradas.

1.4.5.3 Colocación del material sobre el geotextil

Cuando se indique en los planos de construcción o lo determine el Interventor, el geotextil

será recubierto con un enrocamiento de protección, con láminas de concreto o con

bloques de césped, según el diseño correspondiente y la respectiva especificación.

1.4.5.4 Limpieza

Esta operación se realizará conforme se describió en el aparte 1.4.2.5.



116

1.4.6 Impermeabilización

Cuando el propósito del geotextil sea proveer una lámina flexible, impermeable y

resistente a la tensión, se colocará como se describe en el aparte 1.4.2, con la salvedad

de que una vez prepara la superficie del terreno se aplicará sobre éste una emulsión

asfáltica catiónica de rompimiento rápido de los tipos CRR-1 o CRR.2, en la cantidad que

indiquen los planos o las especificaciones particulares 1.4.4.

1.4.7 Colocación del material filtrante

El material filtrante cuya explotación y elaboración se realizará conforme se indica en el

aparte 500.4.1 del Artículo 500, se colocará dentro de la zanja en capa con el espesor

autorizado por el Interventor y empleando un método que no dé lugar a daños en el

geotextil o en las paredes de la excavación.

El relleno se llevará a cabo hasta la altura indicada en los planos o la autorizada por el

Interventor.

1.4.8 Cobertura del filtro

Completado el relleno con material filtrante, se cubrirá con la porción excedente del

geotextil y se cubrirá con material impermeable, colocado y compactado en capas

sucesivas, no mayores de diez centímetros (lo cm) cada una, hasta la altura requerida en

los planos u ordenada por el Interventor. Salvo que los documentos del proyecto indiquen

lo contrario, se podrá emplear el mismo material proveniente de la excavación.



117

1.5.TIPOS DE GEOTEXTILES

� Geotextiles Tejidos: tienen altas fuerzas a la tensión, alto módulo y baja elongación.

� Geotextiles no Tejidos: son muy permeables y tienen altas características de

elongación.

Son fabricados con resinas poliméricas biológica y químicamente inertes, resistentes a las

diversas condiciones de los suelos.

En combinación con otros geosintéticos forman los Geocompuestos. Además son

materiales de gran simplicidad de aplicación y de grandes ventajas económicas

El uso de cada uno de ellos depende de la función que debe desempeñar el Geotextil, en

contacto con el suelo y el tipo de obra a ejecutarse. Las principales aplicaciones son:

muros de contención, subdrenes, control de erosión superficial, estabilización de taludes y

laderas, vías y carreteras.



118

Figura No. 39 Suelos reforzados con geofiltro RG. Muros


� Permiten la construcción de taludes con pendientes más inclinadas.

� Reducen el costo y tiempo de las obras con relación a otras técnicas convencionales.

� No requieren de mano de obra especializada para su construcción.

� Mejoran las condiciones de fundación en muros para edificios.

� Evitan la contaminación del material de relleno con suelo natural



119

Figura No. 40 Subdrenes


� Permiten la construcción de vías sobre suelos blandos saturados.

� Disminuyen los espesores iniciales de la base y la sub-base.

� Evitan el desarrollo de baches o hundimientos.

� Mejoran la superficie de rodadura.

� Incrementan la vida útil del pavimento.



120

Figura No. 41 Esteras tridimensionales


� Mantienen las semillas y el suelo orgánico en su lugar hasta que crezca la vegetación.

� Controlan la erosión de efectos naturales como: lluvia, viento y otros.

� Es ideal en aplicaciones ambientales de bioingeniería.

� No requiere mano de obra calificada ni equipos especiales para su instalación.

Figura No. 42 Refuerzo de suelos para relleno




121

� Permiten la construcción de vías sobre suelos blandos saturados.

� Reducen el programa de mantenimiento de la vía.

� Actúan como filtro impidiendo el arrastre de material durante el flujo de agua.

� Logran un mejor confinamiento de los agregados.

� Actúan como filtro impidiendo el arrastre de material durante el flujo de agua.

Figura No. 43 Geotubos continuos


Son elementos elaborados en base de geofiltro RG de alto módulo con filamentos

tridimensionales, para dar soluciones en menor tiempo y que minimicen al máximo los

daños ambientales, ya que se trata de inyección a presión de materiales dragados o

succionados del sitio, directamente al geotubo.



122

Funciones: El geotubo es un contenedor estructural que confina el material creando una

solución altamente flexible, de excelentes características físicas y mecánicas para el

control de los más variados fenómenos que se pueden presentar en el medio ambiente.

1.6.SISTEMAS DE DRENAJE HORIZONTAL Y VERTICAL CON GEOCOMPUESTOS

1.6.1 Drenaje vertical.

Figura No. 44 Drenaje vertical


En las estructuras en contacto con suelos, una simple impermeabilización puede no ser

suficiente para evitar infiltraciones indeseables, es necesario prever en la interfase

suelo/estructura, un sistema de protección compuesto por tres elementos:

impermeabilización, drenaje vertical y un sistema colector drenante.



123

Impermeabilización: solo es eficaz si está protegida contra las acciones mecánicas de

instalación o de trabajo y si no está sujeta a presiones hidrostáticas, se requiere un

sistema drenante eficiente.

Drenaje vertical: colocado entre la estructura y el suelo debe desempeñar las funciones

de conducción de las aguas de percolación e infiltración hacia el colector longitudinal y

proteger la impermeabilización contra daños.

Sistema colector drenante: compuesto por un tubo perforado colocado en la parte inferior

de la superficie a ser drenada, envuelto por material filtrante. Su función es conducir hacia

la red principal de drenaje las aguas recibidas del dren vertical.

El drenaje es un elemento extremamente importante para las estructuras en contacto con

suelos, como edificios, contenciones, túneles, etc., pues tiene la función de aliviar las

presiones hidrostáticas que actúan sobre la estructura, contribuyendo por lo tanto a su

estabilidad.

Cuando la impermeabilización no está especificada en el diseño, el drenaje debe también

proteger la estructura contra infiltraciones.

1.6.2 Drenaje horizontal.

Figura No. 45 Drenaje horizontal




124

Tiene un importante papel en áreas de almacenaje, estacionamientos, campos de fútbol,

cuadras, jardineras, bajo pavimentos o piso de concreto, etc., y es formado por dos

elementos, uno filtrante y el otro drenante. El elemento filtrante impide la colmatación del

elemento drenante, tanto durante la colocación del suelo como durante la infiltración de

las aguas presentes en el suelo previniendo infiltraciones en la estructura y la retención

excesiva de agua en el terreno. Además de estas funciones, los dos elementos también

protegen la impermeabilización contra daños mecánicos.

Figura No. 46 Drenaje de tuneles


Figura No. 47 Drenaje en trinchera




125

Figura No. 48 Drenaje


1.7.EL GEOCOMPUESTO PARA DRENAJE

El geocompuesto para drenaje es un elemento liviano, resistente y flexible en forma de

manta que presenta excelente comportamiento como drenaje vertical y horizontal. Está

compuesto por un núcleo drenante, formado por una geomanta tridimensional

precomprimida con 95% de vacíos, constituida por filamentos de poliamida (nylon).

La geomanta es envuelta por dos geotextiles no tejidos termo ligados de filamentos de

poliéster, que realizan la función de filtración. Los geotextiles son unidos al núcleo por

termo soldado en todo el área de contacto, en algunos casos, uno de los geotextiles

puede recibir una impregnación de PVC o ser sustituido por una geomembrana de

polietileno de alta densidad de tal forma que una de las caras cumpla la función de

barrera (impermeabilización).

1.7.1 Las principales características del geocompuesto para drenaje son:

� Elevada capacidad de descarga.



126

� Protege las impermeabilizaciones contra eventuales daños mecánicos durante la

instalación

� Crea un colchón de aire entre la estructura y el suelo minimizando la transferencia de

vibraciones del terraplén hacia la estructura.

� Evita la colmatación del tubo drenante.

� Es liviano, de fácil manipuleo y simple instalación.

� Puede ser aplicado en cualquier condición climática, fácilmente cortado con tijera o

cuchillo.

� Mínimas perdidas.

� Imputrescible y no contaminante.

� Presenta excelente resistencia a ataques químicos, biológicos y a la fotodegradación.

1.7.2 Tipos de geocompuesto para drenaje.

1.7.2.1 Geocompuesto de dos caras drenantes.

Figura No. 49 Geocompuesto de dos caras drenantes




127

Es un dren con alta capacidad de descarga, un buen nivel de resistencia y pequeña

deformación a altas cargas de comprensión, esto, gracias a una precomprensión durante

el proceso de fabricación.

Solución para desarrollar drenajes verticales a gran profundidad como por ejemplo en

subsuelos de edificios, túneles, estructuras de contención, obras públicas, etc. También

tiene un buen desempeño en aplicaciones a media y pequeña profundidad como por

ejemplo obras residenciales, pequeños muros de contención, etc.

1.7.2.1.1 Drenaje horizontal.

Como drenaje horizontal, puede ser aplicado directamente bajo el suelo de cobertura en

jardines de techo, campos de fútbol, cuadras de arena, etc., garantizando un eficiente

drenaje del exceso de agua acumulada en el suelo, protección de la impermeabilización

contra daños mecánicos y economía cuando es comparado a las tradicionales soluciones.

La alta capacidad de evacuación evita la saturación del suelo, ayudando a controlar el

crecimiento de la vegetación y a evitar la descomposición del suelo vegetal.

Sus altas prestaciones mecánicas permiten que sea aplicado también en el drenaje de

pavimentos permeables, áreas de estacionamiento y almacenaje, obras industriales, bajo

pisos de concreto, etc.



128

1.7.2.2 Geocompuesto de cara drenante y cara sellada.

Figura No. 50 Geocompuesto de cara drenante y car a sellada.


Debido a la impermeabilidad de una de las caras es principalmente utilizado en obras de

concreto especiales como encofrado perdido en obras con limitaciones de espacio donde

no se pueda realizar sistemas drenantes convencionales, tales como concreto junto a

paredes medianeras. Actúa también como camada de separación flexible entre una

estructura vertical preexistente - que puede ser un pared pilar, paredes de excavación - y

nuevas estructuras, desempeñando también las funciones de encofrado permanente y

dren vertical eliminando los efectos nocivos de las presiones hidrostáticas y minimizando

las infiltraciones.



129

1.7.2.3 Geocompuesto con alojamiento para colector.

Figura No. 51 Geocompuesto con alojamiento para c olector


Es asociado a un tubo drenante, utilizado con mucha eficiencia como substitución de las

tradicionales trincheras drenantes, constituidas por geotextil (o filtro granulométrico) y

grava.

Además de proporcionar ventajas técnicas y económicas, permite una ejecución rápida y

menos destructiva que aquella de las trincheras drenantes.

La misma combinación, del geocompuesto con un caño colector, aplicada en taludes y

terraplenes viales, sujetos a la percolación de agua, permite el abatimiento de la napa

freática mejorando así las condiciones de estabilidad de los macizos de suelo



130

1.8. OBRAS DE CONTENCIÓN VERDES

Figura No. 52 Obras de contención verdes


Utilizado en trincheras ó zanjas drenantes, el filtro MT evita el acarreo de partículas hacia

el interior del dren colector, al mismo tiempo que permite un rápido escurrimiento de las

aguas de filtración, adaptándose a cualquier suelo.

Se obtiene una alta eficiencia comparado con los sistemas de drenaje tradicionales,

mayor vida útil del sistema drenante, mayor economía y altas velocidades de salida del

agua del suelo.



131

Figura No. 53 Barriers de retención


Pueden ejecutarse cortinas ó pantallas empleando geofiltros MT, para detener el

desplazamiento de tierra, polvo, arena, sedimentos, etc., por acción del escurrimiento de

las aguas de lluvia ó del viento.



132

1.9.FILTROS

1.9.1. Descripción

Este trabajo consiste en la construcción de filtros para subdrenaje, con geotextil y material

filtrante, en los sitios señalados en los planos del proyecto o indicados por el interventor.

1.9.2 Materiales

1.9.2.1 Geotextil

Se utilizarán geotextiles compuestos por filamentos de polímeros sintéticos, no tejidos,

dispuestos de manera uniforme y estable. Deberán tener capacidad para dejar pasar el

agua, pero no partículas de suelo, y presentarán las siguientes características:

Propiedad Norma de

ensayo

INV

Valor

mínimo

Resistencia a la

tensión

E-901 360 N

Resistencia al

punzonamiento

E-902 110 N

Resistencia al

desgarre

trapezoidal

E-903 110 N

Espesor E-906 2 mm

Tabla No. 4 Caracteristicas de los Gotextiles

Tomada de Norma de Ensayo INV E-901/2/3/6



133

Como la permeabilidad del geotextil debe ser compatible con la del suelo, suficiente de

permeabilidad y su tamaño de abertura aparente serán los indicados en los planos del

proyecto.

1.9.2.2 Material filtrante

Podrá Ser natural, provenir de la trituración de piedra o roca, o Ser una mezcla de ambos

y estará constituido por fragmentos duros y resistentes.

Deberá, además, cumplir los siguientes requisitos:

1.9.2.2. 1 Granulometría

El material filtrante deberá estar constituido por partículas con tamaños comprendidos

entre el tamiz de loo mm (4") y el de 19.0 mm (3/4"). No se requiere ninguna gradación

especial, permitiéndose el uso de fragmentos de un Solo tamaño.

1.9.2.2.2 Residencia a la abrasión

Medido en la máquina de Los Ángeles, según la norma de ensayo INV E-219, el desgaste

no podrá ser mayor de cuarenta por ciento (40%).

1.9.3. Equipo

Se deberá disponer de los equipos necesarios para colocar el geotextil y para explotar,

procesar, cargar, transportar y colocar el materia filtrante. También, para colocar y

compactar el suelo impermeable que sellará el filtro.

1.9.4 Ejecución De Los Trabajos



134

1.9.4.1 Generalidades

El Interventor exigirá al Constructor que los trabajos se efectúen con una adecuada

coordinación entre las actividades de apertura de la zanja y de construcción del filtro, de

manera que aquella quede expuesta el menor tiempo posible y que las molestias a los

usuarios sean mínimas.

Será de responsabilidad del Constructor, la colocación de e1enlentos de señalización

preventiva en la zona de tos trabajos, la cual deberá ser visible durante las veinticuatro

(24) horas del día. El diseño de la señalización requerirá la aprobación del Interventor.


La construcción del filtro sólo será autorizada por el Interventor citando la excavación

haya sido terminada de acuerdo con las dimensiones, pendientes y rasantes indicadas en

los planos del proyecto u ordenadas por el Interventor. La excavación se deberá ejecutar

de acuerdo con lo indicado en el Artículo 600, "Excavaciones varias", de estas

especificaciones.


El geotextil se deberá colocar cubriendo totalmente el perímetro de la zanja,

acomodándolo lo más ajustado posible a la parte inferior y a las paredes laterales de ésta

y dejando por encima la cantidad de tela necesaria para que, una vez se acomode el

material filtrante, se cubra en su totalidad, con un traslapo de treinta centímetros (0.30 m).

Las franjas sucesivas de geotextil se traslaparán longitudinalmente cuarenta y cinco

centímetros (0.45 m).

No se permitirá que el geotextil quede expuesto, sin cubrir, por un lapso mayor de dos (2)

semanas.



135

1.10.APLICACIONES DE LOS GEOTEXTILES

1.10.1 Drenaje: Caso de aplicación

Capa de recolección de lixiviados con geocompouestos y georedes triplanares de alto

flujo, en el proyecto del relleno de Sarasota

Figura No. 54 Relleno sanitario

LOCALIZACIÓN: Sarasota, Florida FECHA: 1999


1.10.1.1 El Problema

Sarasota, Florida está ubicado en el oeste de la costa peninsular de Florida. Es una área

llana, con taludes naturales con relación menor 1:2.000. Como se espera, el drenaje es

pobre. Consecuentemente el nivel de agua está muy cercano a la superficie del piso

durante la mayor parte del año. El sitio de elevación de proyecto está a 6.1 m encima del

nivel del mar. El Departamento de Protección al Ambiente (DPA) ha establecido reglas



136

extensas al considerar construcciones de rellenos. El Código de Administración de Florida

(CAF) contiene criterios de diseño específicos para compuestos y sistemas de

impermeabilizante de doble sintético. También incluidos están los requerimientos del

mantenimiento del sistema de impermeabilizante para temporadas de alto nivel de agua

en el suelo para proteger los componentes del impermeabilizante de los efectos dañinos y

potenciales de las presiones hidrostáticas fluctuantes.

Las características físicas del proyecto, asociadas a los requerimientos de regulación,

marcan que el área completa del impermeabilizante para el Nuevo relleno es construida

encima de la elevación de terreno natural. Esto requiere de la excavación de largos hoyos

en el sitio, mas de 3 millones de metros cúbicos de relleno de suelo para construir un

camino de acceso y elevar el área de relleno por encima de la elevación de terreno

natural. Para reducir las cantidades de relleno requerido así como los costos de

construcción de las instalaciones, la cantidad de talud usada para el sistema de drenaje

necesitó ser reducida.

El mínimo diseño de talud permitido por la Subdirección D Federal de regulaciones de

relleno para el sistema de drenaje principal es 2%. El tamaño de cada célula de relleno

también tiene que ser minimizado para reducir los costos de construcción y operación.

Temprano en el proceso de diseño, se tomo la decisión de eliminar penetraciones del

sistema de impermeabilizante por el uso de bombas de pozo en cada célula de relleno.

Las bombas de pozo removerían lixiviados desde el punto bajo de cada célula

continuamente. De esta forma cada célula podría tener una bomba de pozo y accesorios

relacionados. Para la primer fase de 24 hectáreas se deseó usar 5 células para limitar los

costos de construcción y futuras operaciones. Para conocer estos requerimientos, cada

célula necesitó un ancho de célula de 120 m. Esto resulto en una longitud de 60 m en la

capa de drenaje del talud de cada lado de la célula a la colección lateral. Una longitud de

60 m en la capa de drenaje en el talud es considerada la máxima para los propósitos

prácticos de diseño.



137

1.10.1.2 La Solución

Para conseguir el diseño de relleno con mayor relación costo-efectividad para la

construcción inicial a través de una operación de largo plazo, el criterio principal de diseño

se transforma en la máxima longitud de talud y un ángulo mínimo. Para cumplir con ésta

disposición, se requirió una eficiente capa de drenaje tal que el criterio de diseño de la

FDEP para la cabeza permitida en el impermeabilizante pueda ser encontrada.

El diseño original menciona un sistema de doble geored biplanar. Una evaluación a

conducido a demostrar que la red de drenaje triplanar pudiera exceder los requerimientos

de diseño por un factor de dos, incluso cuando las variables de largo termino que

pudieran restringir el flujo fueran consideradas.

Hay un asunto considerable con respecto al desempeño actual del sistema de doble

geored debido a la calidad de instalación. Koerner and Hwu (1989) discuten el problema

de la reorientación de las dos capas tal que estas puedan plegarse una con la otra. Esta

condición pudiera ocurrir si los paneles no están alineados adecuadamente durante la

construcción.

El resultado de esta condición pudiera ser una gran reducción en la capacidad de flujo

para el sistema. Otra importante consideración en el uso de dobles georedes es la baja

fricción entre las dos capas. Por las razones anteriores este proyecto utilizó una sola capa

de geored triplanar en ves de dos capas de geored bi-capa.



138

Figura No. 55 Complejo del depósito de residuos só lidos en una típica sección

de impermeabilizante

Tomada de http://www.campdresserymackae.com

1.10.2 Refuerzo: Caso de aplicación

Consolidación de talud fallado entre la Nueva Autopista Estatal y la vieja carretera de

Prenestina, Fiuggi, Frosinone, Italia



139

Figura No. 56 Consolidación de talud fallado

LOCALIZACIÓN: Fiuggi (FR), Italia FECHA : 1989



Fiuggi es un pueblo pequeño en el centro de Italia que ha sido famoso durante siglos por

sus parques acuáticos. Esta situado en un terreno con pendiente, con abundantes

corrientes subterráneas, en un área sísmica.

Estos factores causan numerosos problemas a la estabilidad de la tierra en las áreas

circunvecinas. A lo largo de la carretera de conexión entre la nueva autopista estatal de

Prenestina y la vieja carretera de Prenestina, ocurrió un deslizamiento de tierra llevando a

bajo la mitad del terraplén con un gradiente de entre 20 y 30 grados. Esta área se

pretendió utilizar para un desarrollo residencial y como bordo para una cuenca hidráulica

que es fuente de las aguas utilizadas en los parques acuáticos. El deslizamiento tenía una

longitud aproximada de 300 m y una profundidad entre 10 y 15 m. La superficie de falla

era casi plana y el suelo de cimentación tenía una muy baja capacidad de carga.



140

10.2.2 La Solución

El terreno fue consolidado usando la técnica de suelo reforzado. EL suelo fallado (que

consistía de sales de origen piroclástico y arcilla) fue remplazado con otros materiales de

mejores características mecánicas, los cuales estaban disponibles en el sitio. El suelo fue

reforzado con geomallas. La instalación de las geomallas se realizó específicamente en

función de las necesidades del proyecto, usando el método de envolver el suelo: las

geomallas se tienden en el suelo y se fijan con grapas en forma de “U”, se extiende el

material y se compacta; posteriormente la geomalla envuelve al suelo y se vuelve a fijar.

Esta tarea es extremadamente simple y puede ser realizada por personal no calificado y

usando equipo normal para movimiento de tierras. El trabajo quedó terminado con la

colocación de paneles de concreto que no tiene función estructural (utilizados solo por su

apariencia) a lo largo del camino, dichos paneles fueron habilitados al pie del talud. El

problema del drenaje se resolvió colocando un dren vertical de grava entre el suelo

reforzado y los paneles de concreto.

10.2.3 Conclusiones

La consolidación del terreno mediante suelo reforzado con las geomallas representó:

� Que fuera posible consolidar el talud bajo condiciones naturales difíciles;

� Que no fuera necesario usar pilas de cimentación que probablemente hubieran

afectado los flujos de agua subterráneos;

� Que fuera posible utilizar un suelo de relleno del sitio, lo que representó ahorros

considerables.

1.10.3 Control de erosión - Refuerzo: Caso de aplicación



141

Construcción de terraplenes de suelo reforzado con geomallas mono-orientadas y

protección contra la erosión en las instalaciones de la Marina en Huatulco, Oaxaca,

México.

Figura No. 57 Construccion de terraplenes

LOCALIZACIÓN/FECHA: Huatulco Oaxaca (Mexico) 1999



En el Programa de Desarrollo del destino turístico de Huatulco, Oaxaca, en México, fue

considerada la construcción de una instalación de la Armada y la Marina, ofreciendo con

esto Seguridad Nacional al área.

Dado que el terreno tiene una gran importancia y valor en esta zona turística, la propiedad

asignada a la Armada y la Marina fue ubicada en un sitio con topografía irregular, con un

bajo potencial para ser operado y con poca atracción turística.

En el caso del área de la Marina, fue situada en una barranca con mucha dificultad de

acceso que requirió ser nivelada, cortando secciones y rellenando donde lo necesitaba.




142

Figura No. 58 Problema del terraplén


La solución original al problema del terraplén, consistía en la construcción de un muro de

contención convencional.

La desventaja de esta solución fue el impacto ecológico de la construcción, considerando

que esta fue situada en un área turística y el aspecto final de los taludes y muros sería

desagradable para el lugar.

La alternativa a los muros de contención, fue la construcción de taludes reforzados con

geomallas mono-orientadas. La instalación de geoestera, permitió el desarrollo de la

vegetación como protección contra la erosión en la cara de los terraplenes y cortes, los

que en algunos casos fueron casi verticales.

Los tres taludes reforzados, con alturas de 4, 6 y 13 metros y ángulo de inclinación

promedio de 80º, tienen una longitud de 20, 100 y 100 metros, respectivamente.

El área total protegida contra la erosión fue 7,260 metros cuadrados de taludes.



143

1.10.3.3 Conclusiones

Figura No. 59 Terraplén (Sección Relleno)


Figura No. 60 Terraplén (Sección transversal en Co rte)




144

Gracias al uso de Geosintéticos en la solución para los cortes y terraplenes, se obtuvieron

las siguientes ventajas:

� Solución Ecológica

� Mejor aspecto de la construcción

� Menor impacto negativo para el turismo

� Bajo costo

� Rápida construcción comparado con soluciones convencionales

1.10.4 Estabilización: Caso de aplicación

Estabilización de un terraplén para camino en suelos de arcilla muy blanda, para la

construcción de una nueva Autopista en Bangkok, Thailandia

Figura No. 61 La sección del camino en la tierra pantanosa

(arcilla blanda sin consolidar)

LOCALIZACIÓN/FECHA: Bangkok, Thailand, 1991




145


La nueva Autopista de Bangkok Cruzaba una área pantanosa con un suelo muy blando

que consiste en arcillas, consolidadas, a 20 m profundidad. Las investigaciones del sitio

mostraron que la capacidad de carga del terreno de cimentación era demasiado baja para

apoyar un terraplén tradicional para autopista. La primera idea era por consiguiente

ensanchar la base del terraplén con una berma grande para distribuir la carga en una área

mayor, mientras se involucraban las capas de suelo más profundas y por consiguiente

aumentar la capacidad de carga global. Parecía indispensable proporcionar una rigidez

suficiente a la base agrandada para disminuir las tensiones verticales y los asentamientos

diferenciales. Además de las consideraciones anteriores, era necesario contar con una

alta rigidez para la fase de la construcción inicial que permitir operar en el sitio a la

maquinaria pesada sin hundirse en el suelo sumamente suave, que era a menudo

anegado.


Figura No. 62 Las Geomallas




146

El proyecto requirió cuatro capas horizontales de geomalla bi-orientada para estabilizar

este terraplén. Las geomallas se instalaron a 300 mm de separación vertical. Los

ingenieros diseñadores, considerando la función estructural fundamental realizada por la

geomalla, emitieron especificaciones muy severas para el refuerzo.

Al fabricante de la geomalla le fue exigido proporcionar pruebas del procedimiento de

control de calidad durante el proceso de producción y un certificado de conformidad para

el producto específico que se emitiría para este proyecto, incluyendo:

� Certificados por laboratorios independientes;

� Los resultados de la prueba del creep, para determinar la resistencia a tensión de

diseño de las geomallas por un lapso de 1 año bajo carga constante (1 año era el

tiempo necesario para la consolidación del suelo de arcilla bajo el terraplén);

� El módulo a la tensión a 2% y 5% de deformación;

� Garantia de estabilidad contra rayos UV.

Las geomallas elegidas por el Contratista, con la total aprobación de los diseñadores, fue

las geomallas bi-orientadas. Los ingenieros pudieron dar una respuesta apropiada a todos

los requisitos del proyecto. Además, el lote completo de la producción para la Autopista de

Bangkok (aproximadamente 150.000 m² de geomalla) se probó y certificó por SGS

(Societé Générale de la Vigilancia), una empresa internacional especializada en control de

calidad y seguridad.


Las geomallas en este proyecto, así como en muchos otros, ha demostrado ser un

producto con las características técnicas más altas y con propiedades garantizadas. Las

geomallas pasaron las pruebas más severas antes de utilizarse como un elemento

estructural para la estabilización de un terraplén en el suelo muy blando. La facilidad de



147

instalación de geomallas le permite al Contratista mantener un alto rendimiento de

instalación y permitió usar una tecnología innovadora para estabilizar el terraplén,

mientras que obtiene ahorros considerables por encima de soluciones tradicionales.

1.10.5 Control de erosión: Caso de aplicación

Protección contra caído de rocas en la carretera nacional Kavalas- Ksanthis (Grecia),

mediante la geomalla.

Figura No. 63 Geomalla de polietileno de alta densidad para prote ger la carretera

de las caídas de rocas

LOCALIZACIÓN/FECHA: Norte De Grecia, km 6 de la carretera nacional de Kavalas-

Ksanthis, (190 km al este de Thessaloniki), Octubre 2000




148

El Problema

El intemperismo, la infiltración de agua, la erosión, los cambios de clima, y los ciclos de

congelación y deshielo pueden provocar caída de partículas y rocas en las carreteras y en

estructuras de ingeniería civil.


Cuando la cara de un talud rocoso está cercana a una carretera, la posibilidad de la caída

de rocas puede ser controlada revistiendo la cara del talud con una geomalla bi-axial.

La geomalla se fija en la corona del talud y a lo largo de este con anclas (barras de acero)

y una red de cables de acero, cuyas dimensiones son determinadas en función del tipo de

roca del estrato. Las uniones entre rollos adyacentes de la geomalla son traslapadas y

atadas con un intervalo predeterminado, usando una unión de Polietileno de Alta

Densidad. Con respecto a otros sistemas, el uso de la geomalla se integra con el medio

ambiente y no obstruye la permeabilidad.

Las geomallas son fabricadas bajo un único proceso de extrusión y orientación bi-

direccional que le da a la malla sus propiedades de tensión, además de ser estabilizadas

a largo plazo contra la exposición a los rayos U.V., lo que les permite garantizar

protección eficiente a largo plazo.

Estas geomallas son particularmente muy recomendables para prevenir la caída de rocas

y escombros a las carreteras o vías férreas, debido a su alta resistencia a la tensión,

excelente resistencia a daños durante su proceso de colocación y exposición al medio

ambiente.

Además, la geometría de las geomallas permite una fuerte trabazón mecánica y una

perfecta adherencia a cualquier tipo de talud rocoso que se pretenda contener o reforzar.



149

Figura No. 64 Geomalla de polietileno de alta dens idad previniendo la caída de

rocas y mejorando la consolidación del talud



El uso de las geomalla bi-orientadas, trae como resultado una eficiente solución para la

protección contra la caída de rocas gracias a su estructura integral, rigidez flexular y su

resistencia a la tensión.

Este sistema se aplicó en acantilados y taludes producto de cortes, dando una solución

que representó eficiencia y economía.

Debido a su rigidez flexular, se aplica para cualquier tipo de roca, formando un sistema

continuo de protección contra la caída los mantos rocosos.



150

1.10.6 Refuerzo: Caso de aplicación

Talud reforzado de 35 m de altura en la Ciudad de Taichung, Taiwan

Figura No. 65 Talud reforzado, dos meses después de la construcción

LOCALIZACIÓN: Villa Chung-Hsin, Cerca de la Ciudad de Taichung



En la parte central de Taiwán, un exclusivo fraccionamiento requería extender su

construcción en la cima de un área montañosa. El propietario planeó maximizar el espacio

utilizable para albergar algunas casas y villas de lujo. Con la finalidad de crear más

espacio para casas nuevas, los ingenieros consideraron construir un muro de 35 m de

altura, con 60° de inclinación y 250,000 m³ de rell eno, extraído de un banco de una colina

cercana.



151

Los elementos considerados para el diseño fueron el impacto ambiental, estética,

maximización del espacio utilizable y la completa utilización de los materiales de relleno

existentes en el sitio.


Se consideraron varias opciones, y en función de los costos se optó por la construcción

de un muro de 35 m de altura reforzado con geomalla.

El muro de 35 m de altura se conformó por taludes

parciales de 5 m de altura con una inclinación de

2:1 (V:H) y bermas de 2.5 m. Para la realización del

diseño se consideró factor sísmico, material de

relleno existente, suelo de cimentación adecuado, y

drenaje en la parte posterior, así como acabado con

vegetación.

Para el refuerzo del relleno se seleccionó la

geomalla mono-orientada de polietileno de alta

densidad. El sitio se localiza en un área de bosque

sub-tropical, donde las tormentas torrenciales son

muy frecuentes, por lo que el contratista tenía que

terminar la obra dentro de un período de tres

meses.

El sistema de instalación fue construido por

cimbra de madera preparada en el sitio con

amarres que permiten dar el ángulo requerido y

soportar la presión durante la compactación. Las

geomallas fueron colocadas utilizando una grapa

Figura No. 65a Talud reforzado Tomada de http://www.tenax.com

Figura No. 65b Talud reforzado



152

de acero en forma de “U”, colocada sobre el suelo de relleno compactado. La vegetación

en la cara fue colocada con un sistema de pre-siembra en la cara del talud dentro de la

geomalla.

Para evitar que la vegetación se perdiera en la época de sequía, se diseño un sistema de

irrigación, que consistía en tubería flexible (½”) y aspersores uniformemente distribuidos

en la cara del talud.

Los escurrimientos provocados por las lluvias

torrenciales se consideraban críticos para la

estabilidad local en la cara del talud: por tal motivo

se colocaron drenes horizontales mediante

geocompuestos, estos eran de 5 m de largo y 200

mm de ancho, colocados con un espaciamiento

tanto vertical como horizontal de 1.5 m.


La exitosa terminación del talud de 35 m de altura reforzado con geomalla permitió

alcanzar los siguientes objetivos:

� Bajo costo, rápida ejecución y

facilidad de aplicación.

� Rápida y excelente vegetación de la

cara del talud.

� Excelente estabilidad: Después de 5

años de monitoreo, solo se han

registrado desplazamientos mínimos

en la base y en la cara del talud.

Figura No. 65c Talud reforzado Tomada de http://www.tenax.com

Figura No. 65d Talud reforzado Tomada de http://www.tenax.com



153

� Drenaje efectivo: Se notó muy baja presión de poro en el talud reforzado aún con una

continua descarga de flujo hidráulico. Con este proyecto se puede comprobar que

realizando una buena propuesta de ingeniería con geosintéticos se puede dar una

solución, inclusive en problemas geotécnicos de extrema dificultad.

1.10.7 Drenaje: Caso de aplicación

Geocompuestos y georedes triplanares de alto flujo para sistemas de detección de fugas,

Volusia County Landfill

Figura No. 66 Drenaje

LOCALIZACIÓN: Volusia County, Florida




154


El diseño y la construcción con sistemas alternativos usando geosintéticos ha cobrado

mayor popularidad porque ahora ya son aceptados por ingenieros y órganos reguladores.

De hecho, en muchas categorías comunes de equivalencias, las geomembranas

geosintéticas son consideradas superiores a los revestimientos compactados de arcilla.

Pero los geosintéticos tradicionales para drenaje para recolección de lixiviados y

detección de fugas en contacto con una geomembrana experimentan severos flujos

debido a la intrusión de la estructura de drenaje en la geomembrana.


Con las geomembranas geosintéticas actuando como recubrimientos, existe el problema

de que el Geocompuesto tiende a presionar contra la capa filtro de geotextil,

introduciéndolo en los canales de flujo del Geocompuesto de drenaje. Con la mayoría de

los geocompuestos para drenaje esto es un asunto de importancia, porque se reduce la

capacidad de flujo por debajo del nivel deseado.La configuración triplanar de la red de

drenaje TENAX GNT está diseñada para prevenir esa intrusión de geotextil y mantener

altos los niveles de drenaje por muchos años debajo, sobre o dentro del suelo y/o sustituir

capas de suelo. Las costillas externas del TENAX TENDRAIN mantienen al geotextil y al

suelo separados de la red de drenaje de forma tal que la restricción del flujo por la

intrusión del geotextil es minimizada. TENAX TENDRAIN es la solución para resolver

problemas de interfase entre geomembranas geosintéticas de drenaje mediante un

comportamiento que garantiza el flujo.


En este relleno en Volusi County, Florida, se desarrollo un sistema de detección de fugas

que requería una geored que permitiera limitar la intrusión de la geomebrana en los



155

canales de flujo de la geored. Los ingenieros de proyecto descubrieron que la estructura

fue ideal para usar geomembrana cumpliendo con dichos objetivos. La geomembrana fue

empleada en este proyecto en el sistema de detección de fugas, para proveer una rápida

detección de cualquier rotura mayor en el sistema primario de recubrimiento y limitar la

penetración en la segunda geomembrana a lo largo del espesor del sistema de detección

de fugas.



156

CONDUCTA DE SALIDA









1. Dirijase a una obra de construcción en cualquier lugar del país donde se este utilizando

los geotextiles, determine sus características

2. Ubique una obra de construcción vial, dentro de ella se están empleando geotextiles,

determine los tipos de geotextiles y describa sus características.

3. Dirijase a una obra de construcción vial y determine de que depende el uso de los

geotextiles y cuales son sus principales aplicaciones.

4. Ubique una obra vial donde se este efectuando la construcción de un filtro, observe y

explique cómo debe colocarse un geotextil en el caso de la construcción de dicho

filtro.



157

EVALUACION DE CONDUCTA DE SALIDA

1. Dirijase a una obra de construcción en cualquier lugar del país donde se este utilizando

los geotextiles, determine sus características




5. Ubique una obra de construccion vial, dentro de ella se estan empleando geotextiles,

determine los tipos de geotextiles y describa sus características.

Los tipos de geotextiles son:

� Geotextiles Tejidos: tienen altas fuerzas a la tensión, alto módulo y baja elongación.

� Geotextiles no Tejidos: son muy permeables y tienen altas características de

elongación.

6. Dirijase a una obra de construccion vial y determine de que depende el uso de los

geotextiles y cuales son sus principales aplicaciones.

� El uso de cada uno de ellos depende de la función que debe desempeñar el Geotextil,

en contacto con el suelo y el tipo de obra a ejecutarse.

� Las principales aplicaciones son: muros de contención, subdrenes, control de erosión

superficial, estabilización de taludes y laderas, vías y carreteras.



158

7. Ubique una obra vial donde se este efectuando la construcción de un filtro, observe y

explique cómo debe colocarse un geotextil en el caso de la construcción de dicho

filtro.

El geotextil para filtros se deberá colocar cubriendo totalmente el perímetro de la zanja,

acomodándolo lo más ajustado posible a la parte inferior y a las paredes laterales de ésta

y dejando por encima la cantidad de tela necesaria para que, una vez se acomode el

material filtrante, se cubra en su totalidad, con un traslapo de treinta centímetros (0.30 m).

Las franjas sucesivas de geotextil se traslaparán longitudinalmente cuarenta y cinco

centímetros (0.45 m).

SESIÓN IV

OBRAS DE CORRECCIÓN Y

DEFENSA HIDRÁULICA



160

INTRODUCCIÓN Dentro de las obras de corrección y defensa hidráulica se expondrá el uso de defensas

ejecutadas con colchonetas revestidas que en la sistematización de cursos de agua

pueden ser utilizadas para control de erosión en protecciones longitudinales de márgenes

como obras transversales tales como espigones y diques, para defensa de márgenes

fluviales y lacustres, también veremos tanto las especificaciones técnicas de armado

como las fases constructivas de un canal revestido en colchonetas, obras de emergencia

y contención de inundaciones y obras de defensa y conservación del suelo entre otras.

OBJETIVOS

� Permitir al estudiante identificar las obras de corrección y defensa hidráulica.

� Determinar donde, cuando y para que se utilizan las obras de corrección y defensa

hidráulica.

� Identificar las fases constructivas de un canal revestido en colchonetas y las

especificaciones técnicas.

� Identificar las obras de emergencia y contención de inundaciones.

� Identificar las obras de defensa y conservación del suelo.

� Determinar la utilización de las bridas y soleras.



161

CONDUCTA DE ENTRADA






1. ¿Cuál es la utilidad de los revestimientos en colchones y gaviones y cuales

son sus ventajas?

2. ¿Cómo se dividen las estructuras para defensa y conservación de

márgenes contra la acción erosiva de las agua?

3. ¿Qué es un Geofiltro RG y cuales son sus ventajas?

4. ¿En que casos se emplean estructuras de endicamiento y protección contra

el avance de las aguas?



162


1. ¿Cuál es la utilidad de los revestimientos en colchones y gaviones y cuales

son sus ventajas?

Los revestimientos en colchones y gaviones ofrecen una segura y confiable

protección contra la erosión provocada por el oleaje y las corrientes fluviales.

Permite sensibles reducciones del tamaño de las piedras y del espesor del

revestimiento en comparación con otros métodos. Son principalmente usados

como protección del paramento aguas arriba de presas, playas y orillas de canales

y ríos navegables, además constituyen la mejor solución técnica y económica para

la corrección y sistematización de ríos y obras de toma.

4. ¿Cómo se dividen las estructuras para defensa y conservación de

márgenes contra la acción erosiva de las agua?

Las estructuras para defensa y conservación de márgenes contra la acción erosiva

de las agua se dividen en dos tipos:

• Obras leves, en las cuales los colchones Reno actúan como revestimiento.

• Obras macizas, en las cuales los gaviones actúan también como una obra de

contención.



163

¿Qué es un Geofiltro RG y cuales son sus ventajas?

El geofiltro RG actúa como elemento de contención formando diques continuos,

economizando agregado pétreo y capas de transición. La alta resistencia a la

tracción del RG permite mayores alturas de diques, proporcionando un rápido

rellenado con refulado fino. Se obtiene economía de agregado suelto, alta

velocidad de escurrimiento y características filtrantes de larga vida.

4. ¿En que casos se emplean estructuras de endicamiento y protección contra

el avance de las aguas?

Casos en los cuales, por el rápido avance de una avenida, creciente fluvial ó

inundación, es necesario el empleo de estructuras de endicamiento y protección

contra el avance de las aguas. Pueden emplearse gaviones caja industrializados en

malla de alambre hexagonal a doble torsión a los cuales se los enfunda con geotextil y

se los rellena con agregado suelto, arena, suelo, etc.



164

1. OBRAS DE CORRECCIÓN Y DEFENSA HIDRÁULICA

Figura No. 67 Obras De Corrección Y Defensa Hidrá ulica


1.1. GENERALIDADES

Los revestimientos en colchones y gaviones ofrecen una segura y confiable

protección contra la erosión provocada por el oleaje y las corrientes fluviales.

Permite sensibles reducciones del tamaño de las piedras y del espesor del

revestimiento en comparación con otros métodos. Son principalmente usados



165

como protección del paramento aguas arriba de presas, playas y orillas de canales

y ríos navegables.

Constituyen la mejor solución técnica y económica para la corrección y

sistematización de ríos y obras de toma.

1.2. DEFENSA DE MARGENES FLUVIALES Y LACUSTRES

1.2.1 En la sistematización de cursos de agua pueden ser utilizados Los

revestimientos en colchones y gaviones para control de erosión en protecciones

longitudinales de márgenes como obras transversales tales como espigones y

diques.

1.2.2 Obras Longitudinales.

Las estructuras para defensa y conservación de márgenes contra la acción erosiva

de las agua se dividen en dos tipos:

1.2.2.1 Obras leves, en las cuales los colchones Reno actúan como

revestimiento.

Figura No. 68 Obra leve




166

Figura No. 69 Colchones Reno actúan como revestimi ento


1.2.2.2 Obras macizas, en las cuales los gaviones actúan también como una

obra de contención.

Figura No. 70 Obras macizas




167

Figura No. 71 Gaviones - actuando como una obra de contención


Figura No. 72 Gaviones - actuando también como un a obra de contención


Defensa de margen y obras de contención empleando geotubos



168

Figura No. 73 Geotubos


El geofiltro RG actúa como elemento de contención formando diques continuos,

economizando agregado pétreo y capas de transición. La alta resistencia a la

tracción del RG permite mayores alturas de diques, proporcionando un rápido

rellenado con refulado fino. Se obtiene economía de agregado suelto, alta

velocidad de escurrimiento y características filtrantes de larga vida.



169

1.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS COLCHONETAS RENO

1.3.1 Descripción General

Figura No. 74 Colchonetas Reno

Tomada de http://www.solucioneambientales.com

El colchón Reno debe ser flexible en red de alambre a fuerte galvanización, en los

tipos y dimensiones abajo indicados. El mismo es fabricado con red de alambre, cuyo

tipo de malla, dimensiones y bordes reforzados mecánicamente son especificados en

los siguientes párrafos. La base, las paredes laterales y las dos extremidades del

colchón Reno son fabricadas en un único paño de red (o sea el paño principal). Los

diafragmas son fabricados con el mismo tipo de red y son juntados mecánicamente a

la base (del paño principal) de manera que resulten celdas que dividan el colchón

Reno de metro en metro. La tapa es fabricada en un solo paño.

Cualquiera sea el tipo de colchonetas, con PVC, sin PVC, con malla hexagonal doble

torsión ó electrosoldados, deben ser fabricados con todos sus componentes

conectados mecánicamente en la fase de producción en fábrica, no pudiéndose



170

entregar en rollos para su armado en obra, según lo especifican las normas ASTM A

975 y ASTM A 974. El tipo de malla de la red, las medidas y los bordes reforzados

mecánicamente son especificados en los siguientes párrafos. Las colchonetas deben

estar certificados por el Bureau Veritas Quality International con la correspondiente

aprobación bajo norma ISO 9002.

En nuestro medio estas colchonetas se conocen como colchonetas tipo Reno. Se

emplea para resolver el problema del anclaje y la protección de conductos bajo agua,

utilizados en las obras de defensas de ríos, caminos, ferrocarriles y revestimientos

de canales.

1.3.2 Materiales

1.3.2.1 Alambre

Todo el alambre usado en la fabricación del colchón Reno y para las operaciones de

amarre y atirantarniento durante la colocación en obra, debe ser de acero dulce

recocido y de acuerdo con las especificaciones BS (British Standard) 1052/1 980 Mild

Steel Wire, o sea, el alambre deberá tener una carga de ruptura media de 38 a 50

kg/mm².

1.3.2.1.1 Estiramiento Del Alambre

Deben ser hechos ensayos sobre el alambre antes de la fabricación de la red sobre

una muestra de 30 cm de largo. El estiramiento no deberá ser inferior al 12%.

1.3.2.1.2 Galvanización

El alambre del colchón Reno, de amarre y atirantamiento debe ser galvanizado de

acuerdo con las especificaciones BS (British Standard) 443/1982 Zinc Coating Qn

Steel Wire, y ABNT NBR B964, o sea, el peso mínimo del revestimiento de zinc debe

ser: Ø2,00 mm 240 gr./m²; Ø2,20 mm 240 gr./m²; Ø2,40 mm 260 gr./m²; Ø2,70 mm



171

260 gr./m² La adherencia del revestimiento de zinc al alambre deberá ser tal que,

después de haber envuelto el alambre 6 veces alrededor de un mandril, que tenga

diámetro igual a 4 veces el del alambre, el revestimiento de zinc no tendrá que

escamarse o rajarse de manera que pueda ser quitado rascando con las uñas.

1.3.2.2 Malla de Alambre

La red debe ser de malla hexagonal a doble torsión, las torsiones serán obtenidas

entrecruzando dos hilos por tres medios giros. Las dimensiones de la malla deberán

estar de acuerdo con las especificaciones de fabricación y serán del tipo 6 x 8.

El diámetro del alambre usado en la fabricación de la malla para colchonetas sin PVC

debe ser de 2,20 mm y de 2,70 mm para los bordes laterales.

El diámetro del alambre usado en la fabricación de la malla para colchonetas con PVC

debe ser de 2 mm y de 2,40 mm para los bordes laterales más el revestimiento de

PVC.

1.3.2.2.1 Refuerzo de los bordes

Todos los bordes libres del colchón Reno, inclusive el lado superior de los diafragmas,

deben ser reforzados mecánicamente de manera tal que no se deshile la red y para

que adquiera mayor resistencia.

El alambre utilizado en los bordes reforzados mecánicamente en colchonetas sin PVC

debe tener un diámetro mayor que el usado en la fabricación de la malla, o sea de 2,7

mm.

El alambre utilizado en los bordes reforzados mecánicamente en colchonetas con

PVC debe tener un diámetro mayor que el usado en la fabricación de la malla, o sea

de 2,4 mm más es revestimiento de Pvc.



172

1.3.2.3 Alambre de Amarre y Atirantamiento

Se tendrá que proveer junto con los colchones Reno una cantidad suficiente de

alambre de amarre atirantamiento para la construcción de la obra. La cantidad

estimada de alambre es del 5% en relación al peso de los colchones Reno

suministrados.

El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento de colchonetas sin PVC debe ser

de 2,2 mm.

El diámetro del alambre de amarre y atirantamiento de colchonetas con PVC debe ser

de 2 mm.

1.3.3 Dimensiones Standard del Colchón Reno

Largo de 4, 5 ó 6 m. Ancho de 2 m. Espesor de 0,17m 0,23 m 0,30 m.

1.3.4 Tolerancias

Se admite una tolerancia en el diámetro alambre galvanizado de ±2,5%. Se admite

una tolerancia en el largo y ancho del colchón Reno de ±3%, en el espesor de ±2,5%.

Los pesos están sujetos a una tolerancia de 5% (que corresponde a una tolerancia

menor que la de 2,5% admitida para el diámetro del alambre).

1.3.5 Especificaciones Revestimiento Pvc Demallas Hexagonales para Colchones

Reno.

Todo el alambre utilizado en la fabricación del colchón Reno, y en las operaciones de

amarre y atirantamiento durante la construcción en la obra, después de haber sido

galvanizado debe ser revestido con PVC (Polivinil Cloruro) por extrusión. El

revestimiento en PVC debe ser de color gris y su espesor no deberá ser inferior a 0,40

mm, y debe tener las siguientes características iniciales:



173

� Peso específico:de 1,30 a 1,35 kg/m², norma ASTM D 792-66 (79).

� Dureza: de 50 a 60 shore D, norma ASTM D 2240-75 (ISO 868-1978).

� Pérdida de peso por volatilidad: a 105°C por 24 ho ras no mayor a 2% y a 105°C

por 240 horas no mayor a 6%, norma ASTM D1203-67(74)(ISO l76-1976) y ASTM

D2287-78

� Carga de ruptura: mayor que 210 kg/cm² norma ASTM D 412-75.

� Estiramiento: mayor que 200% y menor que 280%, norma ASTM D412-75.

� Módulo elasticidad al 100% del estiramiento mayor que 190 kg/cm², de acuerdo

con la ASTM D 412-75.

� Abrasión: pérdida de peso menor que 190 mg, norma ASTM D1242-56 (75).

� Temperatura de fragilidad: Cold Bend Temperature menor que -30°C, norma BSS

2782-104 A (1970) y Cold Flex Temperatura menor que +15°C norma BSS

2782/150 B (1976).

� Corrosión: la máxima penetración de la corrosión desde una extremidad del hilo

cortado, deberá ser menor de 25 mm cuando la muestra fuera inmergida por 2.000

horas en una solución con 50% de HCI (ácido clorhídrico 12 Be). La muestra de

PVC deberá ser sometida a los siguientes ensayos de envejecimiento acelerado.

� Salt Spray Test: 1500 hs. niebla salina, norma ASTM B117-73 (79).

� Accelerated Aging Test: 2.000 horas de envejecimiento acelerado con exposición

a los rayos ultravioletas, norma ASTM D 1499-64 (77) y ASTM G 23-69 (75)

apparatus type E.



174

� Exposure at High Temperature: 240 horas a 105°C, d e acuerdo con la ASTM D

1203-67(74), ISO 176-1976) y ASTM D 2287-78. después de ejecutar los ensayos

de envejecimiento acelerado, la muestra deberá presentar las siguientes

características:

� Aspecto: no mostrar grietas, excoriaciones o ampollas de aire, ni diferencias

significativas en su color.

� Peso específico: variaciones no superiores a 6% del peso inicial.

� Dureza: variaciones no superiores a10% dei valor inicial.

� Carga de ruptura: variaciones no superiores a 25% del valor inicial.

� Estiramiento: variaciones no superiores a 25% del valor inicial

� Módulo de elasticidad: variaciones no superiores a 25% del valor inicial.

� Abrasión: variaciones no superiores a10% del valor inicial.

� Temperatura de fragilidad: Cold Bend Temperature no superior a -20°C e Cold

Flex Temperature no superior a + 18°C.

1.3.6 Características del alambre empleado en la fabricación de malla doble torsión

colchonetas y red de alta resistencia.

Galmac es alambre de acero recubierto con aleación de Zinc – Aluminio, más

resistente a la corrosión que la galvanización pesada empleada anteriormente, un

recubrimiento con un alto nivel de calidad y características físico-químicas superiores.

Las pruebas realizadas sobre el GalMac confirmaron una mejora, a lo largo del

tiempo, de la resistencia a la corrosión. La corrosión del alambre GalMac se reduce



175

progresivamente a lo largo de los años hasta su estabilización, la capa oxidada,

formada sobre la superficie del alambre después de los primeros años, actúa como

elemento de protección, que posteriormente reduce el proceso de oxidación del

alambre. En el caso de alambres enterrados, el proceso de oxidación tiende a

reducirse aún más a lo largo del tiempo.

GalMac presenta una microestructura eutéctica muy fina, presenta una menor

porosidad y una mayor uniformidad en la oxidación, con la consiguiente mayor

resistencia a la corrosión. El aluminio es un elemento más electropositivo que el zinc y

por lo tanto presenta un tiempo de corrosión más largo. El zinc, siendo un metal

menos noble, tiene la propiedad de ofrecer una protección galvánica al acero, es decir

que en caso de fisuras o daño del revestimiento de protección, los óxidos de zinc

tienden a recubrir la parte del acero descubierta. La unión de estos dos elementos

permite la suma de sus efectos positivos, mejor resistencia a la corrosión del aluminio

y mayor protección galvánica del zinc.

El porcentual en peso del aluminio sobre la superficie externa del revestimiento

aumenta con el tiempo, la resistencia del GALMAC a la corrosión aumenta durante la

vida útil de la obra.

GalMac es dúctil, en las torsiones del alambre hay mayor resistencia a la formación de

fisuras y desprendimiento del revestimiento de protección.

La composición química del lingote inicial empleado en la fabricación de malla para

gaviones y colchonetas se debe emplear una aleación Zn / 5%Al . La cantidad de zinc

del revestimiento GalMac de los alambres respeta las normas BS443, NFA 91/131,

DIN 1540, UNI 8018, ABNT NBR 8964.

Las normas actualmente aplicables son: EN/Euronorm 10244/2 Zinc or Alloy coatings

on steel wire, actualmente en estudio y la ASTM 856 Zinc/5% Aluminio Mishmetal

Alloy Coated Carbon Steel.



176

Resistencia >=372-490 N/mm², elongación>=12%, tolerancia diámetro + - 2.5%

Recubrimiento: para Ø2.0 mm >= 240 g/m², Ø 2.2 mm >= 240 g/m², Ø 2.4 mm >=

260g/m², Ø 2.7 mm >= 260 g/m², Ø 3.0 mm >= 275 g/m², Ø 3.4 mm >= 275 g/m², Ø

3.9 mm >= 290 g/m²

Para aplicaciones donde sea necesario garantizar una durabilidad más que

centenaria, se debe revestir el Galmac con PVC lo que garantiza el aislamiento total

del alambre del ambiente corrosivo.

1.4. TECNICAS DE ARMADO DE COLCHONETAS

1.4.1 Armado De Colchonetas Reno Malla Hexagonal

Figura No. 75 Armar Colchoneta 1


1 Abra el fardo, retire y estire cada colchoneta Reno, hasta alcanzar su largo

nominal.



177



2 Junte con los pies las dobles paredes de los diafragmas que quedan abiertas.



3 Levante las paredes laterales utilizando los cortes en los diafragmas como guía

para la definición de la altura de cada pared, luego amarre las alas a los diafragmas

una vez doblada la pared.



178

Figura No. 78 Armar Colchoneta 4 Tomada de http://www.solucionesespeciales.com

4 Repita las operaciones de los items 3 y 4 en la otra pared. Luego levante las

paredes frontales y amarillas a las laterales a lo largo del borde superior en contacto.


5 Posicione los colchones Reno en el lugar definido en el diseño y amárrelos uno

a los otros a lo largo de todas las paredes en contacto.



179


6 Inicie el llenado a partir de la parte inferior del revestimiento, acomodando las

piedras para reducir los vacíos.




180

7 Una vez llenadas varias unidades coloque las tapas, que son realizadas

separadamente, amarrándolas a todos los paneles, diafragmas y tirantes de

tal forma que queden bien estiradas.

1.5. FASES CONSTRUCTIVAS DE UN CANAL REVESTIDO EN COLCHONETAS

En primer plano el colchón ya argamasado. En segundo plano el colchón rellenado

sobre las piedras y con el agregado para minimizar el consumo de argamasa. En

tercer y cuarto plano el colchón parcialmente rellenado y las bases colocadas

sobre el filtro geosintético.

Figura No. 82 Canal revestido en colchonetas Tomada de http://www.solucionesambientales.com



181

Figura No. 83 Fases constructivas del canal con c olchonetas Tomada de http://www.solucionesambientales.com

Figura No. 84 Detalle de la regularización de la argamasa Tomada de http://www.solucionesambientales.com

En primer plano los operarios realizando las costuras de cierre de las tapas de los

colchones. En segundo plano el agregado siendo distribuido sobre los colchones y al

fondo la aplicación de argamasa seguida por una parte del canal ya concluido



182

Observe los listones que sirven de guía y facilitan el control del espesor y del acabado

de la superficie.

Figura No. 85 Vista de Obra Concluida Tomada de http://www.solucionesambientales.com

Figura No. 86 Vista de Obra Concluida




183

Obsérvese las juntas de dilatación y drenaje.

1.6. DEFENSAS EJECUTADAS CON COLCHONETAS REVESTIDAS CON

ALMACIGA BITUMINOSA HIDRÁULICA

Figura No. 87 Colchonetas Revestidas Tomada de http://www.solucionesambientales.com

1.6.1 Generalidades

La aplicación de almáciga bituminosa a la colchoneta Reno para uso hidráulico crea

una estructura que reúne las características y la funcionalidad de los dos materiales.



184

En unión con la almáciga bituminosa, la colchoneta Reno conserva sus cualidades de

flexibilidad, mientras aumenta la compactación del relleno y por lo tanto la eficacia

protectiva de la estructura.

El tratamiento con almáciga bituminosa a su vez, protege la estructura metálica de la

acción corrosiva de las aguas marinas o contaminadas y de la abrasión provocada por

el transporte sólido.

A título informativo se muestran las características fundamentales de la almáciga

bituminosa y su puesta en obra:

Composición en peso

Arena (0-3) 66-73% 65-75% (sumergida)

Cemento o Cal Hidratada 12-16% 10-15% (sumergida)

Cemento Asfáltico 15-18% 15-20% (sumergida)

Temperatura de Preparación y aplicación

Cemento Asfáltico 40/50 160-180°C

Cemento Asfáltico 60/70 155-175°C

Cemento Asfáltico 80/100 150-179°C 140-160°C (s umergida)

Cemento Asfáltico 180/200 130-150°C (sumergida )



185

Figura No. 88 Tratamiento con almáciga bituminosa Tomada de http://www.solucionesambientales.com

La cantidad de almáciga a emplearse varía en función del resultado que se quiere

obtener, para la simple consolidación es necesario ligar la base del relleno

reduciendo, pero no eliminando, la permeabilidad de la estructura, para conservar las

características de las colchonetas Reno. Para la impermeabilización, la almáciga tiene

que sellar completamente el relleno y recubrir con 1 a 2 cm la estructura metálica, que

viene así substraída al contacto directo con el agua y agentes atmosféricos. Las

cantidades mínimas de almáciga bituminosa colable en los dos casos están indicadas

en la tabla que sigue:



186

Almáciga Bituminosa.

Tabla de cantidades mínimas (Kg/m²)

Colchonetas Reno Para consolidación Para impermeabilización

15 cm 60-90 120-140 kg/m²

17 80-100 130-150

23 90-120 190-220

25 100-130 200-240

30 120-150 240-280

Siguen también valores orientativos del espesor que se debe asignar a los

revestimientos en colchonetas Reno, tratadas con almáciga bituminosa, en función de

la velocidad de la corriente.

Velocidad Cte. Espesor Relleno Almáciga Bituminosa

5,5 m/seg 0,15-0,17 m 70-90 mm 80-120 Kg/m²

6,3 m/seg 0,23-0,25 m 70-120 mm 120-160 Kg/m²

7,0 m/seg 0,30 m 100-150 mm 160-200 Kg/m²

8,5 m/seg 0,50 m 100-200 mm 240-280 Kg/m²

La preparación y puesta en obra de estos revestimientos no presenta diferencias

substanciales de los que fue ilustrado por los revestimientos no bituminados, también

en este caso, por ejemplo, es mejor no superar una pendiente del plano de colocación



187

de 1:1,5. La preparación de la almáciga viene ejecutada en apropiadas instalaciones

situadas en tierra, de la cual es transferida al sitio de empleo con camiones

apropiados y colada directamente sobre la orilla con una simple canaleta o, si el

camión no puede recorrer la cima del talud, con ayuda de una grúa.

La aplicación en el agua puede llegar hasta 2m de profundidad por gravedad,

mediante colada desde el exterior, si la profundidad es mayor y, en todo caso, cuando

se quiera llevar a cabo la impermeabilización del revestimiento por la cual es oportuna

la penetración a rechazo, es necesario el empleo de equipos especiales.

1.7. CANALIZACIONES - CANALES REVESTIDOS CON MORTERO, ARGAMASA Ú HORMIGÓN

Figura No. 89 Alcantarilla con argamasa Tomada de http://www.solucionesambientales.com



188

En lugares donde por limitaciones de espacio el escurrimiento debe realizarse en un

canal de secciones reducidas, se ha adoptado con gran éxito el revestimiento con

colchonetas Reno recubiertas en la superficie por una camada de argamasa de fino

espesor (3 cm.).Esa solución garantiza también un revestimiento impermeable para

canales de regadío.

Figura No. 90 Canalización 1 Tomada de http://www.solucionesambientales.com



189

Figura No. 92 Canalización 2 Tomada de http://www.solucionesambientales.com

El revestimiento con argamasa facilita también la auto limpieza del canal e impide el

crecimiento de vegetación. Posibilita también, cuando es necesario, un proceso de

manutención mucho más simple, pudiéndose utilizar equipamientos mecánicos

livianos, para agilizar esas operaciones.



190

1.8. OBRAS DE EMERGENCIA Y CONTROL DE INUNDACIONES

1.8.1 Engavionado de emergencia

Figura No. 93 Engavionado de emergencia 1 Tomada de http://www.solucionesambientales.com

Casos en los cuales, por el rápido avance de una avenida, creciente fluvial ó

inundación, es necesario el empleo de estructuras de endicamiento y protección

contra el avance de las aguas. Pueden emplearse gaviones caja industrializados en

malla de alambre hexagonal a doble torsión a los cuales se los enfunda con geotextil y

se los rellena con agregado suelto, arena, suelo, etc.



191

Figura No. 94 Engavionado de emergencia 2 Tomada de http://www.solucionesambientales.com

1.8.2 Geotubos ó geobolsas armadas in-situ

Figura No. 95 Geotubos ó geobolsas armadas in-situ Tomada de http://www.solucionesambientales.com



192

El geofiltro RG actúa como elemento de contención formando diques continuos, ó

bolsas que se apilan en el lugar que se quiere defender, economizando agregado

pétreo y capas de transición. La alta resistencia a la tracción del RG permite alturas

que se consiguen rápidamente, proporcionando un rápido rellenado con agregado

suelto, arena, suelo, etc.

1.9. OBRAS DE DEFENSA Y CONSERVACIÓN DEL SUELO

Figura No. 96 Uso de Gaviones


Un territorio en el sentido más amplio del término, es un ambiente en el cual todos los

seres vivientes compiten y conviven, tomando de lo que cada uno de ellos necesita



193

para sobrevivir. El mismo debe ser usado de manera tal de no alterar el equilibrio

necesario para garantizar la existencia de aquellos mismos seres vivientes, o sea no

desequilibrar el medio ambiente.

El propósito de esto no es ofrecer una visión global sobre los diversos usos que se

hacen del territorio, pero si un análisis de las implicaciones que ciertas intervenciones

del hombre pueden causar en el ambiente. Haremos referencia, en particular, al

aspecto hidrogeológico y otros trabajos relacionados que forman parte integral de la

presencia del hombre en el ambiente que lo rodea.

Los materiales y los medios sobre los cuales trataremos son los gaviones, los

Colchones Reno y las redes de alambre tejido a doble torsión, que han sido utilizados

durante mas de un siglo para la construcción de obras hidráulicas y viales. Por su

propia naturaleza, estos materiales tienen la capacidad de integrarse con el terreno

circundante, asegurando así el éxito y la durabilidad de la obra llevada a cabo.

Cabe señalar que su extrema simplicidad, a veces pareciera no estar acorde con la

era de innovaciones tecnológicas que vivimos. Sin embargo, la realidad indica que su

capacidad para drenar libremente y tolerar asentamientos, así como también para

promover el desarrollo de vegetación; todo esto junto a su gran resistencia, nos

permite documentar su gran confiabilidad y su armonía con el ambiente.



194

1.10 REVESTIMIENTO Y ANCLAJE PARA CONDUCTOS BAJO AGUA

Figura No. 97 Disposición de Colchonetas Tomada de http://www.solucionesambientales.com

1.10.1 Generalidades

En los últimos años, la exigencia del mundo industrial de reducir los gastos, de

asegurarse la constancia de los aprovisionamientos energéticos, de reducir los

riesgos ecológicos y el descubrimiento de nuevos importantes yacimientos

petrolíferos, favoreció un notable incremento del planeamiento y realización de obras

relativas al transporte de dichos fluidos mediante conductos



195

Estas obras extremadamente comprometidas en el aspecto técnico y financiero tienen

que tener un alto grado de confiabilidad en consideración del costo elevado, de la

importancia de las obras, de la salvaguardia del ambiente y del costo de los trabajos

de mantenimiento, en manera particular por lo que se refiere a los conductos bajo

agua.

Figura No. 98 Colocación de Colchonetas Tomada de http://www.solucionesambientales.com

La colchoneta Reno es conocida y utilizada ampliamente en todo el mundo. En los

casos en que la permeabilidad de la colchoneta es un elemento negativo o de desea

una estructura más resistente, pero igualmente deformable y plástica, la colchoneta

Reno se rellena con almáciga bituminosa hidráulica, que según las necesidades

puede ser:

• Completo por todo el espesor de la colchoneta, con el fin de tener un revestimiento

impermeable.



196

• Parcial a nivel de consolidación, cuando se quiere solamente una estructura con

mayor robustez.

La almáciga bituminosa hidráulica es una mezcla de arena (granulometría 0-3mm,

70% en peso), filler (cemento o cal hidratada, 14% en peso) y betún o cemento

asfáltico (relación de penetración 80/100 ó 180-200, 16% en peso), la cual viene

empastada a más o menos 180°C, en instalaciones co n tanques coibentados y

quemadores, transportada al sitio de empleo donde viene colada, siempre caliente,

sobre la estructura a tratar.

Algunos de los trabajos realizados de esta manera fueron realizados en canales

navegables y en presencia de agua, sin costosas obras de drenaje o ataguías

mediante el varage de las colchonetas Reno prefabricadas en elementos de gran

superficie sobre apropiados pontones volcables.

1.10.2 Características estructurales de las colchonetas con almáciga bituminosa.

Sus aplicaciones mas frecuentes son:

• Oleoductos y gasoductos, para el abastecimiento de productos energéticos.

• Acueducto para el abastecimiento hídrico en condiciones de máxima higiene.

• Desagües para la dispersión en mar, lejano de la costa, de aguas residuales

urbanas e industriales.

• Terminales marinas en proximidad de pozos petrolíferos de puntos de atraque de

petroleros para la carga y descarga de crudo.

• Electroductos submarinos para la transmisión de energía eléctrica, desde el

continente a las islas. Algunos de los problemas de proyecto y construcción de dichos



197

conductos, sean apoyados sobre fondos, encuentran la más económica y apropiada

solución en estas colchonetas con almáciga.

Figura No. 99 Colocación de Colchonetas con almác iga Tomada de http://www.solucionesambientales.com

• La elevada resistencia de la estructura garantiza una protección segura del

conducto contra daños que pueden verificarse por el remolque de las anclas o redes

de pesca, del eventual varage en agua de piedras para la ejecución de trabajos

fluviales, marítimos o portuarios, como también del choque accidental de medios

mecánicos, como escavadoras y dragas utilizadas para este intento.

• La notable y permanente flexibilidad y plasticidad de la estructura, indispensable

para el mejor funcionamiento de la misma en ejercicio, protege el terreno de

colocación del conducto de fenómenos erosivos de fondo que pueden verificarse por

efecto de las corrientes y de movimientos ondulatorio tanto de un río y en un canal,

como en el mar.

Podemos ver que estas colchonetas con almáciga bituminosa asfáltica no pierden,

con el pasar del tiempo, sus características de deformabilidad y el surgimiento y



198

progresión de las erosiones, en las extremidades de la estructura, si son

oportunamente dimensionadas, hacen a una flexión importante del material.

• Su elevado peso propio, que puede alcanzar también los 2.300-2500 Kg/m³,

permite fabricar elementos de dimensiones relativamente pequeñas, pero de peso

suficiente para realizar un sistema de anclaje, o en algunos puntos prefijados o en

forma continua, también para conductos de gran diámetro (50 a 100 cm).

• Impiden los eventuales movimientos del conducto bajo agua que pueden ser

generados por las corrientes, por el empuje hidrostático de las inevitables oscilaciones

debidas al movimiento del fluido, sea este líquido o gasiforme, en el interior del tubo

mismo.

• En caso donde, por irregularidad del fondo marino el conducto resulta elevado, la

colchoneta tiene características que permiten, sin problemas, la ejecución de vínculos,

a herradura, de una parte a la otra del tramo suspendido, ó si es necesario, también

siguiendo el mismo tramo del conducto.

1.10.3 Aplicaciones

1.10.3.1 Gasoducto Argelia-Italia



199

Figura No. 100 Colocación de Colchonetas


El gasoducto Argelia-Italia que transporta metano desde el yacimiento de Hassi R´Mel

en el Sahara hasta Minerbio, es una obra de 2500 Km, y de estos, 170 Km se

realizaron en el fondo del Mediterráneo.

La provisión de metano que llega a Italia a través de este conducto es de 12300

millones de metros cúbicos en el año.

Los acuerdos para la construcción de gasoducto y la provisión del metano iniciados en

el año 1971 fueron definidos en 1977 entre la SONATRACH Argelina y el ENI que

coparticiparon en el proyecto y construcción de la obra.

El tramo submarino en el Canal de Sicicilia fue construido por la TMPC, una sociedad

mixta Italo-Argelina (Sonatrach-Snam) con la dirección de la SNAMPROGETTI.

En esta parte de la obra el gasoducto es constituido, por motivos técnicos de

seguridad y de continuación de funcionamiento, por 3 conductos separados que

fueron colocados en un año, en el fondo del canal de sicilia en profundidades

superiores a 500m.



200

Cada unidad varada tiene las siguientes características:

• Dimensiones 4x3m, espesor 0,40m, subdividido en dos elementos sobrepuestos

de 0,20m, unidos por cables de acero.

• Armadura de alta deformabilidad y resistencia en redes metálicas hexagonales de

doble torsión y sogas de acero.

• Revestimiento externo de confección y contención con telas de geotextil no tejido

en poliester de peso no inferior a 550 g/m².

• Peso nominal completo de 12000 Kg.

• Peso específico de 2500 Kg/m.

• Estructura dotada de deformabilidad, en la dirección ortogonal al conducto según

el lado más largo.

Todos los elementos fueron prefabricados próximos a la base operativa de la

SNAMPROGETTI de Trapani por la empresa Ing. Sarti Giuseppe & C., cerca del

puerto de donde, seguidamente, fueron embarcadas y transportados al sitio de

empleo donde la coloco la embarcación SAIPEM RAGNO 2.

El uso principal de la colchoneta (así prefabricada llamada SARMAC) fue de anclaje

de los conductos en el fondo marino y fijación, con el propio peso, a caballetes

especiales que sostiene el gasoducto donde está elevado, respecto al terreno por

irregularidades del fondo marino.

La profundidad máxima del empleo fue más ó menos de 600m.

1.10.3.2 Proyecto Magnus.



201

Este trabajo fue ejecutado a 90 Km de Escocia, por la SAIPEM para la British

Petroleum Co., en la zona de ricos yacimientos petrolíferos off shore (SARMAC) se

adecuó a las particularidades de colocación, de funcionalidad.

Las dimensiones utilizadas fueron:

• Dimensiones de 4x3m, espesor o.50m subdividido en dos mantos de 0,20m unidos

por cables de acero.

• Armadura con alta deformabilidad y resistencia en red metálica a doble torsión en

malla hexagonal y sogas de acero.

• Revestimiento con geotextil de 550 gr/m², fibra continua, no tejido, de poliéster.

• Peso nominal total de 13000 Kg.

• peso específico de 2150 Kg/m³.

• Estructuras dotada de deformabilidad en la dirección ortogonal al conducto según

el lado más corto.

En este caso específico, las colchonetas se usaron sobre conductos submarinos ya

existentes para protegerlos al cruzarse con un nuevo conducto.

Los elementos de colchoneta fueron realizados de manera que la deformabilidad y

plasticidad sean las mismas para envolver y proteger mejor el actual conducto, y así el

nuevo conducto que pasó arriba pueda descargar de manera apropiada su peso.



202

1.11 LAS BRIDAS Descripción de Tubos con Brida

Figura No. 101 Tubos con Brida

Tomada de http://www.acipco.com

Los tubos con brida generalmente se especifican para servicio sobre el suelo para

manejo de aire, agua, aguas negras, u otros líquidos cuando es necesario usar

juntas rígidas con cerrojo. Se usan mucho en sistemas de tubos industriales,

estaciones de bombeo, plantas para tratamiento de aguas, plantas para

tratamiento de aguas negras y otras tuberías interiores.

Los tendidos largos de tubería con brida, normalmente incluyen una preparación

para la expansión y contracción, tales como juntas flexibles o coples a intervalos

estratégicos.



203

Los tubos pueden suministrarse con un extremo con brida y el otro con una

Campana Fastite, o extremo espiga u otro tipo de extremo espiga u otro tipo de

extremo según pueda requerirse.

Generalmente el uso subterráneo de juntas con brida no es deseable debido a la

rigidez de la junta.

La longitud máxima del tubo con brida es de 5.90m; cualquier longitud menor se

puede suministrar hasta una longitud mínima práctica que varía en función del

diámetro. Las bridas generalmente son roscadas, excepto para tubos cortos que

se pueden producir estáticamente.

Figura No. 102 Barril de Tubo y Bridas


1. Brida de hierro dúctil

2. Barril de tubo de hierro dúctil

3. Roscado para tubos estándar, ANSI B2.1, adaptados a los diámetros exteriores

de tubos de hierro dúctil



204

4. El extremo del tubo y el barril se maquinan simultáneamente a un terminado al

ras

5. Tiene un aro de refuerzo para proteger el roscado.

Los barriles de tubos y las bridas tienen roscas ahusadas (NPT) que se apegan a

ANSI B2.1 adaptadas a los diámetros exteriores de los tubos de hierro dúctil. La

brida se rosca sobre el tubo y se aprieta mecánicamente hasta que el extremo del

tubo sale más allá de la cara de la brida; luego se maquina a un terminado al ras

con el extremo del tubo y la brida para asegurarse de que la cara de la brida está

perpendicular con el eje del tubo. La brida está diseñada de tal forma que un aro

protector cubre la porción roscada del tubo.

Figura No. 103 Bridas


Previo al ensamble de la brida en el tubo, se aplica a la rosca un compuesto de

grado comercial para roscado, lo cual asegura una ensamble libre de fugas.



205

A los tubos con brida no se recomienda que se le aplique el roscado en el lugar

del trabajo. Las bridas que vienen con los tubos no son intercambiables en la obra

y generalmente no se pueden quitar después de haberse fabricado sin dañar el

tubo o el roscado. Si las condiciones de instalación requieren un ensamble de la

brida en la obra, la brida puede ser ensamblada en la fábrica para tener una

condición de "apretado-a-mano." Esto permite que se pueda quitar y volver a

ensamblar en el lugar de la obra, y en ese momento tiene que usarse un

compuesto adecuado para la rosca. Se recomienda que las bridas "apretadas-a-

mano" se limiten a los diámetros de 400mm y menores debido a la dificultad que

implica apretar bridas más grandes en el lugar de la obra.

1.12 SOLERAS

1.12.1 Generalidades

De acuerdo al diseño hidráulico de las estructuras, devido a las pendientes críticas de

la pendiente de construcción, lleva a estas estructuras ya sean canales o acequias a

soportar flujos supercríticos, con el consiguiente riesgo de erosión y socavación que

se produce por el fluido. Con la idea de evitar éste tipo de inconvenientes, que podrían

originar asentamientos en las obras, se establece la necesidad de colocar en el fondo

de la estructura tanto en la entrada como en la salida y por lo tanto en la sección

longitudinal una capa de hormigón denominada solera, que seria a la vez en caso de

un canal el fondo del mismo.



206

Figura No. 104 Estructura en la que se determina una Solera de hormigón

Tomada de http://www.arlita.com



207

Figura No. 105 Alcantarilla de cajón (box – culver t)

Indicando la Solera y el Solado en concreto pobre

Tomada de Diseño de Carreteras, Paulo Emilio Bravo.



208

CONDUCTA DE SALIDA









1. ¿Qué es un geofiltro y cuales son sus ventajas?

2. ¿Qué es una Solera?

3. ¿En que casos se utilizan las bridas? 4. ¿Para que son utilizados los colchones y las redes de alambre tejido a doble torsión?

5. ¿Qué ventajas ofrecen los colchones de revestimiento?



209

SOLUCIÒN DE CONDUCTA DE SALIDA


El geofiltro actúa como elemento de contención formando diques continuos, ó bolsas

que se apilan en el lugar que se quiere defender, economizando agregado pétreo y

capas de transición. La alta resistencia a la tracción del RG permite alturas que se

consiguen rápidamente, proporcionando un rápido rellenado con agregado suelto,

arena, suelo, etc.


De acuerdo al diseño hidráulico de las estructuras, las pendientes críticas de

construcción, llevan a estas estructuras ya sean canales o acequias a soportar flujos

supercríticos, con el consiguiente riesgo de erosión y socavación que se produce por

el fluido. Con la idea de evitar éste tipo de inconvenientes, que podrían originar

asentamientos en las obras, se establece la necesidad de colocar en el fondo de la

estructura tanto en la entrada como en la salida y por lo tanto en la sección

longitudinal una capa de hormigón denominada solera o solado, que seria a la vez en

caso de un canal el fondo del mismo.

5. ¿En que casos se utilizan las bridas? Los tubos con brida generalmente se especifican para servicio sobre el suelo para

manejo de aire, agua, aguas negras, u otros líquidos cuando es necesario usar

juntas rígidas con cerrojo. Se usan mucho en sistemas de tubos industriales,

estaciones de bombeo, plantas para tratamiento de aguas, plantas para

tratamiento de aguas negras y otras tuberías interiores.



210

4. ¿Para que son utilizados los colchones y las redes de alambre tejido a doble torsión?


durante más de un siglo para la construcción de obras hidráulicas y viales. Por su

propia naturaleza, estos materiales tienen la capacidad de integrarse con el terreno

circundante, asegurando así el éxito y la durabilidad de la obra llevada a cabo.

5. ¿Qué ventajas ofrecen los colchones de revestimiento?

Capacidad para drenar libremente y tolerar asentamientos, así como también para

promover el desarrollo de vegetación; todo esto junto a su gran resistencia, nos

permite documentar su gran confiabilidad y su armonía con el ambiente.

SESIÓN V

MOVIMIENTO DE TIERRA II



212

INTRODUCCIÓN

El proyecto de alineamiento vertical o diseño de la subrasante en el perfil debe elaborarse

bajo un doble punto de vista: de sujeción a las especificaciones sobre diseño geométrico

que en cada caso se señalen, como las pendientes y distancias de visibilidad, y de

economía en el costo del movimiento de tierras y de obras de arte procurando, en cuanto

sea posible, una compensación de volúmenes en corte y terraplén.

Si realizada la cubicación de un sector de carreteras con base en el alineamiento vertical

proyectado resultasen descompensaciones notables en aquellos volúmenes, puede

revisarse el diseño de ese alineamiento en procura de remediarlas.

OBJETIVOS

� Determinar cuales son las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras

en una construcción víal.

� Proporcionar herramientas suficientes para establecer el estudio económico de las

obras de tierra.

� Determinar el cálculo de factor de carga y reducción de volumen.

� Determinar la utilidad de un Diagrama de Masas.



213

CONDUCTA DE ENTRADA






1. ¿Cuáles son las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras en una

construcción vial?

2. ¿De que depende el costo de la excavación y de la formación de terraplenes?

3. ¿Qué volumen es considerado para efectuar una excavación y como se calcula?

4. ¿Qué volumen es considerado para el acarreo y el terraplen?

5. ¿Cómo se establece la variabilidad volumétrica?



214


1. ¿Cuáles son las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras en una

construcción vial?

Tres son, primordialmente, las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras en

una construcción vial: excavación, transporte y formación de terraplenes.

2. ¿De que depende el costo de la excavación y de la formación de terraplenes?

El costo de la excavación y de la formación de terraplenes depende del sentido y la

distancia en que debe efectuarse y de la acertada organización de los trabajos.

3. ¿Qué volumen es considerado para efectuar una excavación y como se calcula?

Para la excavación se considera el volumen en banco de los materiales en su estado

natural, que es el calculado en la cartera de cubicación.

4. ¿Qué volumen es considerado para el acarreo y el terraplén?

Para el acarreo se considera el volumen suelto que recibe durante la extracción, sufre un

esponjamiento debido a las oquedades o vacíos producidos entre las partículas al ser

depositado en los vehículos de transporte.

Para el terraplén debe computarse un volumen menor al de excavación, pues el material

apisonado se contrae por compactación mecánica y adquiere una densidad superior a la

de su posición original.

5. ¿Cómo se establece la variabilidad volumétrica?

La variabilidad volumétrica se establece por medio de coeficientes de conversión que se

clasifican en dos: uno de expansión para cubicar el material suelto o de acarreo y uno de

comprensibilidad o contracción para determinar el volumen compactado de los terraplenes

en relación con el volumen medido en corte del material utilizado.



215

1. MOVIMIENTO DE TIERRA II

Figura No. 106 Movimiento de Tierra

Tomada de http://www.prodac.com

1.1. EXCAVACIÓN, TRANSPORTE Y FORMACIÓN

DE TERRAPLENES

Tres son, primordialmente, las operaciones relacionadas con el movimiento de tierras en

una construcción vial: excavación, transporte y formación de terraplenes. El costo de la

primera y de la ultima depende del sentido y la distancia en que debe efectuarse y de la

acertada organización de los trabajos.

En el estudio económico de las obras de tierra hay que tener en cuenta los cambios de

volumen que sufre el terreno en el proceso de las operaciones mencionadas. Para la



216

excavación se considera el volumen en banco de los materiales en su estado natural, que

es el calculado en la cartera de cubicación. Para el acarreo, el volumen suelto que recibe

durante la extracción, sufre un esponjamiento debido a las oquedades o vacíos

producidos entre las partículas al ser depositado en los vehículos de transporte. Y para el

terraplén debe computarse un volumen menor al de excavación, pues el material

apisonado se contrae por compactación mecánica y adquiere una densidad superior a la

de su posición original.

Esta variabilidad volumétrica se establece por medio de coeficientes de conversión que se

clasifican en dos: uno de expansión para cubicar el material suelto o de acarreo y uno de

comprensibilidad o contracción para determinar el volumen compactado de los terraplenes

en relación con el volumen medido en corte del material utilizado.

Cuando se trata de roca dura el coeficiente de expansión es aun mayor que el de los otros

materiales, pues como para extraerlo el uso de explosivos su volumen suelto aumenta en

la medida en que los trozos sean más pequeños porque los vacíos entre ellos son

mayores. Cuando se utiliza la roca fragmentada para formar terraplenes, que se

denominara entonces “pedraplenes”, no hay naturalmente contracción alguna y la acción

del apisonado logra apenas reducir el volumen del material suelto. Puede también

mezclarse la roca con la tierra en proporción conveniente para conseguir mayor

consolidación.

1.2. FACTOR DE CARGA

Como quiera que los contratos de obras de movimientos de tierra se calculan

usualmente en metros cúbicos de excavación, es decir, en volumen medido en corte,

y los contratistas necesitan medir el volumen del material suelo para determinar el

numero y la capacidad de los vehículos de acarreo requeridos en el trabajo, es



217

indispensable conocer, así sea aproximadamente, el coeficiente de expansión de loso

diferentes materiales por mover. Este coeficiente se da en porcentaje y permite

deducir un factor volumétrico de conversión, denominado factor de carga (fc), en la

forma siguiente:

A B

Volumen de corte: A =100

Volumen de acarreo B = 100 + N

N: Porcentaje de aumento de volumen

Puede escribirse:

fcNB

A =+

=100

100

De donde, A = B x fc

Es decir el volumen medido en corte es igual a la capacidad de la unidad de acarreo

por el respectivo factor de carga.

EJEMPLO:

Se dispone de una volqueta de 2.5 m3 de capacidad que debe acarrear arcilla como

material de excavación, al cual asigna el 40% como coeficiente de expansión se tiene

entonces:

100

100

N



218

A = 2.5 x fc 72.0140

100==B

A

Luego, A= 2.5 x 0.72 = 1.8 m3

La volqueta llena acarrea 1.8 m3 de arcilla en corte.

El factor de carga permite también determinar el peso material suelto que acarrea un

vehículo, multiplicando por este factor el peso de un volumen equivalente en corte.

Para esto es necesario conocer la densidad aproximada del material en banco.

EJEMPLO:

Determinar el peso de los 2.5 m3 de arcilla suelta que carga la volqueta del ejemplo

anterior, sobre la base de que un metro cúbico de arcilla en corte tiene un peso

aproximado de 1750 Kg.

a) Los 2.5 m3 de arcilla suelta equivalen a 1.8 m3 del material en banco, que pesan 1.8

x 1750= 3150 Kg.

b) El peso de los 2.5. m3 de arcilla acarreada puede, pues, calcularse:

2.5 x 1750 x 0.72= 3150 Kg.

La firma Caterpillar Americas Co., ha publicado datos deducidos de sus experiencias

sobre densidad de expansión aproximados de materiales en obras de movimiento de

tierra, que se muestran en la tabla, los correspondientes a materiales de mayor

conocimiento en nuestro medio:

La densidad y el coeficiente o porcentaje de expansión de los materiales varían

sensiblemente según estos factores: naturaleza del terreno, mayor o menor



219

profundidad de donde este sea extraído, cantidad de agua que pueda contener, forma

de excavar y medio de transporte.

Como ya se dijo, en los contratos de movimiento de tierras el precio unitario

estipulado para corte se aplica a volúmenes medidos en banco o posición original y

estos mismos volúmenes rigen para el pago de transporte material; es decir, que el

aumento de volumen por expansión o esponjamiento ni cuenta para los pagos

adicionales de acarreo, cuando se estipulan, pero es un factor importante para prever

la capacidad del equipo de transporte por parte del contratista.

Tabla No. 5 CARACTERÍSTICAS APROXIMADAS DE ALGUNOS MATERIALES


Material Kg. Por M 3

en Banco

Porc entaje de

Expansion

Factor de

Carga

Kg. Por M 3

Suelto

Arcilla en banco 1750 40 0.72 1260

Arcilla y grava 1270 40 0.72 915

Idem. Mojadas 1380 40 0.72 995

Tierra común 1550 25 0.80 1240

Idem. Mojada 2000 25 0.80 1600

Grava, 6 a 51 mm 1680 12 0.89 1495

Idem. Mojada 2250 12 0.89 2000

Roca fragmentada 2620 65 0.61 1600



220

1.3. FACTOR DE REDUCCIÓN DE VOLUMEN

Entre el volumen de material en banco o posición natural y el de este material

consolidado por medios mecánicos, en la formación de un terraplén, se produce una

reducción significativa por la diferencia entre loa densidad en aquella condición

original y la exigida por la compactación que se estipule.

La determinación racional de un coeficiente de comprensibilidad como factor

volumétrico de conversión para calcular esta reducción resultaría muy compleja por la

variabilidad de condiciones que en ella influyen, como densidad original de los

materiales empleados en el terraplén, la heterogeneidad de estos, el tamaño de sus

partículas, contenido en humedad y grado de compactación prevista pro el apisonado.

En la reducción de volumen de los terraplenes con relación a los materiales medidos

en banco incluye, además, la prescindencia de materiales inadecuados para la obra,

entre los cuales figura como constante la capa vegetal de los terrenos, de espesor

muy variado y que suele utilizarse, en parte, paras extenderla sobre los taludes de los

terraplenes a titulo de vegetación protectora.

Como factor total y generalizado de reducción de volumen para terraplenes el

Ministerio de Obras Publicas acepta el 25%, sin discriminar lo concerniente a

contracción por compactación y remoción de materiales inadecuados.



221

1.4. ESTUDIO DE PERFILES

Las áreas representativas de cortes y terraplenes en el proyecto de alineamiento

vertical dan una idea general sobre la magnitud de los volúmenes de tierras por mover

y sobre la posibilidad de compensarse o no con otros. Pero no permite apreciar,

siquiera con aproximación, esa magnitud, dado que se carece allí de toda referencia

sobre valor de áreas en las secciones transversales del sector de carretera que haya

de examinarse.

Para facilidad de realizar un estudio concreto sobre movimiento de tierras en un

proyecto de construcción se requiere, entonces, un gráfico que represente con

precisión los volúmenes de corte y terraplén comprendido entre abscisas

determinadas del eje de la vía, y que permita establecer compensaciones

longitudinales y distancias del acarreo de masas en cualquier sentido. Estas

distancias son mínimas en el caso de compensaciones transversales, esto es, en

secciones mixtas en las cuales con el material de corte se forma el terraplén. Pero el

caso corriente es el de material sobrante de excavación en algunos tramos y faltante

para terraplenes en otros, y cuando es indispensable precisar las distancias de

acarreo para efectuar compensaciones longitudinales o para escoger zonas de bote

de material inútil y zonas de préstamo para la formación de terraplenes, según lo

aconseje las conveniencias económicas del trabajo.



222

Figura No. 107 Curva de Areas


El gráfico en cuestión lo ofrecen dos sistemas conocidos: la curva de las áreas y el

diagrama de masas.

1.5. CURVA DE ÁREAS

La curva de áreas se elabora y utiliza en la forma que se indica en la Figura 2.

Sobre un eje horizontal en papel milimetrado se trazan, en cada abscisa, normales

sobre las cuales se lleva a escala dada una magnitud que represente, en metros

cuadrados, el área de la respectiva sección transversal del trayecto de carretera en

estudio. Las normales de corte se llevan hacia arriba y las de terraplén hacia abajo, y



223

cada normal representativa de una sección mixta se dimensiona como equivalente al

exceso de una de las áreas sobre la otra.

De esta manera, ABCDEF es la curva de las áreas. El área de cada trapecio limitado

por dos ordenadas consecutivas representa el volumen comprendido entre las

secciones correspondientes. Así, por ejemplo, entre las ordenadas C2 y C3

correspondientes a las abscisas 120 y130 de la figura en referencia, se calcula el área

del trapecio por la formula,

102

32 xCC +

que es exactamente la formula de áreas medias para el calculo de volúmenes entre

dos abscisas consecutivas.

Las áreas limitadas por la curva hacia arriba del eje representan en verdadera

magnitud los volúmenes de corte y hacia abajo los volúmenes en terraplén. Puede

estudiarse allí las compensaciones longitudinales posibles por medio de tanteos

utilizando un planimetro. Por ejemplo: en el tramo que muestra la figura anterior,

puede medirse el área de corte comprendida entre los puntos E y F y determinar un

sector equivalente en área del terraplén EDC, limitado por una ordenada, con lo cual

se habrá logrado una compensación de volúmenes entre la abscisa 210 y la que

indique el pie de la ordenada aludida. En seguida se mide el resto del área EDC de

terraplén y se determina un sector equivalente en el área CBA de corte, limitado

también por una ordenada, lográndose así, una compensación entre las abscisas que

indiquen los pies de las dos ordenadas en mención.

A fin de obtener la distancia media de transporte para realizar cada una de las dos

compensaciones dispuestas en el gráfico, deben buscarse los centros de gravedad de

cada par de áreas equivalentes. La distancia entre los respectivos pares de tales

centros será la distancia media de transporte requerida.



224

El sector que restarse del área de corte CBA indica el volumen de material que habrá

que llevar a una zona de bote, si con el no se lograse una tercera compensación de la

abscisa 110 hacia atrás.

Puesto que entre el volumen de material e corte y el del terraplén compactado existe

una reducción que se asume, en un 25% como factor general, para el estudio de

compensación entre cortes y terraplenes debe existir proporcionalidad entre las áreas

que representan, en la curva, los volúmenes correspondientes. Esta proporcionalidad

se obtiene reduciendo en 25% todas las magnitudes longitudinales que representan

áreas secciónales transversales en corte, o aumentando en 33% todas las que

representen áreas de secciones en terraplén.

Lo anterior, porque asumir 25% como factor de reducción quiere decir que con 100 m3

de corte, solo pueden consolidarse 75 m3 de terraplén se forman con:

cortedemxx 313333.110075

100100 ==

La larga y bastante compleja labor de tanteos en busca de la compensación de

volúmenes en la curva de las áreas y de los centros de gravedad de figuras

irregulares para establecer las distancias medias de acarreos, no hace practico el

sistema de esta curva y le atribuye ventajas evidentes al del diagrama de masas.



225

1.6. DIAGRAMA DE MASAS

El sistema de diagrama de masas, ideado por el alemán Bruckner, reduce el problema

a determinar gráficamente la integral de la curva de las áreas, o sea la de los

volúmenes o curva de masas, que permite realizar breve y fácilmente los tanteos

precisos para fijar las compensaciones económicamente convenientes y sus

distancias medias transporte.

1.6.1. Curva de masas

Con un ejemplo numérico se explica claramente el proceso de elaboración de la curva

de masas, que se dibuja en la misma plancha de papel milimetrado en donde se

consigne el perfil del eje de la vía localizada y la subrasante del proyecto.

El estudio sobre movimientos de tierras para una construcción se adelanta por

sectores de carretera y en estas longitudes parciales se traza y utiliza esa curva.

La tabla que se presenta a continuación es un modelo de cartera para elaboración de

curva de masas, cuyas columnas se emplean en la forma que a continuación se

explica:

Las cifras anotadas en las tres primeras columnas se toman de la cartera de

Cubicación y se consigna en reglones alternados, asignados el signo (+) a los

volúmenes en corte y el signo (-) a los volúmenes en terraplén. Para facilitar

operaciones se adoptan en el ejemplo de abscisas completas y cifras enteras también

para los volúmenes.



226

En la columna cuarta se anota como factor de conversión el usual de 25% para todo

el sector de vía considerado, u otro que específicamente se indique como resultado

de un análisis de suelos. Y en la quinta se consignan, en lo respectivos renglones, los

volúmenes de terraplén incrementados en 33%.

Para efectos de compensación de volúmenes resulta prácticamente lo mismo reducir

en un 25% el volumen material de corte, o sea multiplicarlo por 075, y conservar

invariable el volumen del terraplén, que aumentan en 33% el volumen requerido de

terraplén, o sea multiplicarlo por 1.33, sin modificar el volumen de material de corte

disponible. El segundo de estos procedimientos es más usual por la circunstancia que

no se reducen sino se aumentan en algunas magnitudes representativas de los

volúmenes en el gráfico y se agrandan así las áreas, con la consiguiente ventaja de

facilitar su medición geométrica o de efectuarla con planímetro.



227

Tabla No. 6 CARTERA PARA ELABORAR LA CURVA DE MAS AS

Abscisa Cubicación m 3 Factor de

Conversión

Terraplenes

corregidos

Cubicación

acumulado

Ordenadas

1mm=100m 3 Corte Terraplén

Columna 1 Col 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5 Columna 6 Columna 7 K8 + 340 (+) (-)

25%

0.00 mm. 200

350 +200 +2.0 600

360 +800 +8.0 1000

370 +1800 +18.0 700

380 +2500 +25.0 400

390 +2900 +29.0 150 200 266

400 +2784 +27.8 100 600 798

410 +2086 +20.9 1100 1463

420 +623 +6.2 1600 2128

430 -1505 -15.0 1000 1330

440 -2836 -28.4 500 665

450 -3500 -35.0 300 250 332

460 -3532 -35.3 800 100 133

470 -2865 -28.6 1200

480 -1665 -16.7 1500

490 -165 -1.7 900

500 +735 +7.4 500

510 +1235 +12.4 200

520 +1435 +14.4




228

Siguiendo el procedimiento de afectar los volúmenes de terraplén con el aumento

relativo, en la columna quinta se anotan los productos de cada uno de tales

volúmenes por el factor 1.33, todos bajo el signo (-) que les corresponde.

En la columna sexta se anotan los resultados sucesivos de la suma algebraica de

todos los volúmenes netos de corte con los de terraplén corregidos. En esta forma se

tiene, a cada abscisa, los volúmenes acumulados hasta ella con el signo que allí

indique la suma.

En la ultima columna se consignan, traducidos a una escala dada, los valores de la

columna anterior con su signo respectivo. Representan estos valores las ordenadas

de la curva de masas, en la escala comúnmente usada de 1 cm por 1000 m3. Para

grandes volúmenes se usa como escala: 1 cm = 2000 m3.

Ordinariamente los sectores de carreteras en estudio se toman entre puntos de paso

longitudinal de corte a terraplén, o viceversa, es decir entre ceros en el eje. Entonces,

como en el caso del ejemplo propuesto, en la abscisa inicial de la carretera se asume

(0.00) como ordenada, pues ambas coinciden aproximadamente.

1.6.2. Propiedades de la curva de masas

Con la cartera en tal forma dispuesta se procede a dibujar la curva, en planchas de

papel milimetrado en las cuales se dibuja también el perfil en los sectores de vía

considerados.

En la parte interior de la Figura 108 que se muestra a continuación se presentan el

perfil y la subrasante de un tramo dado, trazado con las escalas habituales: la

horizontal 1/200 y la vertical de 1/200. Se ha prescindido de la cuadricula en esta

figura para mayor claridad.



229

En la parte superior se toma una horizontal AH que se denomina línea de base y

sobre ella, en los puntos correspondientes a las abscisas de perfil, se llevan las

respectivas ordenadas anotadas en la cartera, hacia arriba las positivas y hacia abajo

las negativas, a la escala adoptada. Se unen los puntos encontrados con línea

ondulada y se obtiene la curva de masas ABCDEFM o diagrama de Bruckner.

Figura No. 108 Diagrama de Masas


Examinando comparativamente esta curva con la curva de las áreas (Fig. 107.), de la

cual es integral, y con el perfil de localización adjunto se deducen como propiedades

de la primera las siguientes:

a) La curva crece en los cortes y decrece en los terraplenes y sus máximos y

mínimos corresponden a las cruces de la curva de las áreas con la horizontal y

D’



230

coinciden muy aproximadamente, en abscisa, con los ceros longitudinales del

perfil.

b) Una tangente a la curva en un máximo o un mínimo es horizontal, como la

recta JDLM.

c) Una ordenada de la curva en cualquier punto, relacionada con la horizontal AH,

representa los volúmenes acumulados hasta ese punto desde el origen de un

corte o terraplén; así, la ordenada BO mide el total del volumen en corte

comprendido entre las abscisas A’ y B’. Esta propiedad se extiende a

cualquier otra horizontal del diagrama.

d) La diferencia entre dos ordenadas, con respecto a una horizontal cualquiera,

da el volumen de corte o terraplén disponible entre ellas. Por ejemplo: la

digferencia entre las ordenadas de los puntos J y K del diagrama, con relación

a la horizontal AH, mide el volumen del terraplen comprendido entre las

abscisas (k) y (j); y la diferencia entre las de los puntos F y L, relacionadas con

la horozontal JM, mide el volumen de corte coprendido entre la abscisas L’ y F’.

e) Entre las secciones correspondientes a los puntos de intersección de una

horizontal con la curva existe compensación de corte y terraplén, pues la

igualdad de ordenadas de esos puntos implica igualdad de volúmenes hasta

ellos medidos. Así, las intersecciones o ceros A y K del diagrama indican que

entre las abscisas A’ y (k) hay compensación de volúmenes, esto es, que con

la excavación efectuada entre A’ y B’ se forma el terraplén entre B’ y (k). La

ordenada máxima BO de la onda ABK del diagrama mide el volumen de tierras

por mover en este caso.



231

f) Cuando la curva esta por encima de una horizontal, en una onda que

determine compensación, indica que el movimiento de tierras debe realizarse

de izquierda a derecha, tal como lo enseña la flecha en la figura entre las

abscisas A’ y (k). Y cuando esta por debajo indica que el acarreo debe

efectuarse de derecha a izquierda, como lo señala la flecha entre las abscisas

D’ y (j).

1.7. MEDIDA DEL TRANSPORTE

Uno de los factores que más influyen en el costo del movimiento de tierras es la

distancia a que deben llevarse las masas movidas. Es evidente que el transporte o

longitud promedio de acarreo de un volumen de material excavado con destino a un

terraplén es igual ala distancia entre los centros de gravedad de los volúmenes de

corte y de relleno. Y el diagrama de masas, que facilita precisar las abscisas de una

línea localizada entre las cuales pueden establecerse compensaciones, permite

también determinar la distancia media de transporte de cada caso.

En cualquier sistema que se emplee para acarrear una masa de tierras de un sitio a

otro, la suma de los productos de cada unidad de volumen por su respectiva distancia

de transporte será una constante igual a producto del volumen total por la distancia

entre los centros de gravedad de los volúmenes inicial y final de la masa movida.

Si se denomina vd cada uno de aquellos productos elementales, V el volumen total de

masa y D la distancia de los centros de gravedad aludidos, o distancia media de

transporte, puede escribirse:

∑ ∑==V

vdDdondedeVDvd



232

El valor V lo mide la ordenada correspondiente en el diagrama, y la representación

gráfica de la sumatoria del numerador se deduce en la forma que se explica en

seguida.

En una onda cualquiera del diagrama, por ejemplo ABK de la figura anterior, se

consideran dos horizontales (a) y (b) a la distancia infinitesimal (dh). El corte

elemental (z) habrá de compensarse con el terraplén (w) transportándolo a una

distancia.

2

ba +

Por tanto, el trapecio elemental de bases (a) y 8b) y altura (dh) tiene como área:

dhba

2

+

Que representara el momento de transporte del volumen elemental:

z=dh

Integrando

∫ =+OBABKáreadhx

ba0 2

El área ABK, integral del área del trapecio elemental, representara el momento del

transporte del volumen V entre las abscisas A’ y (k) , o sea la medida del transporte

entre esos puntos. Áreas de esta índole se denominan “cantera de compensación”

entre dos puntos.



233

Luego la distancia media de transporte se calcula por la formula.

V

ABKáreaD =

El área se obtiene con un planimetro de acuerdo con las escalas horizontal y vertical

dadas o aplicando la formula de Simpson, medida que se computa en unidades de

transporte, y el volumen se obtiene evaluando la ordenada BO según las escala

vertical.

1.8. DISTANCIA MEDIA DEL TRANSPORTE

Determinada la manera de medir el transporte, el diagrama de masas facilita el

estudio de todos los sistemas posibles de acarreo de tierras en un sector de

construcción para adoptar él más conveniente y asumir una distancia media de

transporte de acuerdo con el tipo de maquinaria disponible para la obra.

Conocidas las características de toda secante horizontal en el diagrama, cada una

que se ensaye determina un sistema de transporte.

Estas secantes se denominan “líneas de compensación o compensadoras” y su

utilidad se explica a continuación sobre la Figura 109.



234



Si se estudia AK como compensadora, esta indica que entre A’ y (k) hay

compensación y que el volumen de excavación esta medido por la ordenada BO. La

distancia media de transporte puede calculares por dos procedimientos: uno analítico

y otro gráfico.

Analíticamente se aplica la formula

V

ABKáreaD =

La evaluación numérica del área ABK se realiza con base en las escalas del

diagrama. Así, en la escala horizontal 1=2000, 1 cm representa 20 metros, y en la

vertical que se diere, 1 cm = 1000 m3. Un centímetro cuadrado representa, pues,

D’



235

20000 unidades de transporte (1 m3 transportado un metro lineal). Si, por ejemplo

dicha área mide 9.42 cm2, equivale a 188.400 unidades de transporte.

Para evaluar el volumen V basta medir la ordenada BO. En la escala vertical dada, si

esa ordenada tiene, por ejemplo, 3.25 cm, equivale a 3250 m3.

La distancia media de transporte será:

mD 97.57250.3

400.188 ==

De la formula empleada se deduce que ABK = DV o sea que la distancia D será la

base media de un trapecio equivalente al área ABK que tiene por altura la ordenada

V. En consecuencia, si con una recta horizontal se bisecta la ordenada BO, las

intersecciones de esta recta con la curva determinaran la distancia D.

Ejemplo: Si se estiman como una sola recta las horizontales infinitamente próximas

(a) y (b) y se supone que ella bisecta la ordenada BO, los puntos de intersección (z) y

(w) con la curva proyectaran sobre el perfil del terreno las abscisas (z’)y (w’) que

corresponden a los geocentros G y G’ o centros respectivos de gravedad de los

volúmenes compensados de corte y terraplén, cuya distancia entre si constituye la

distancia media de transporte.

Como la utilidad del diagrama es primordialmente gráfica, el segundo procedimiento

es mas practico y da una aproximación suficiente para determinada en cada caso la

distancia media de transporte.



236

1.9. UTILIDAD DE LA COMPENSADORA

No pudiendo utilizarse como compensadora otro segmento de la línea de base Ah por

no existir ningún otro cruce de esta con la curva, se estudia una mas baja: JDLM, por

ejemplo. Las intersecciones o ceros J, D, L y M señalan compensaciones sucesivas

entre (j) y D’, entre D’ y L’ y entre L’ y M’; la ordenada máxima de cada una de estas

tres ondas mide el respectivo volumen de excavación por mover. La situación de las

dos primeras por debajo de la compensadora indica que ambos acarreos deben

hacerse de derecha a izquierda, o sea hacia atrás por el sentido del abscisado, y la

situación de la ultima por encima indica que el movimiento del material debe realizarse

hacia adelante. Las correspondientes distancias medias de transporte se calculan por

el procedimiento indicado.

Si se adoptan como compensadoras Ak y JDLM porque las distancias de transporte

calculadas estuviesen dentro del limite previsto, queda un tramo de relleno sin

compensación, es decir, que para formarlo debe efectuarse un préstamo de material;

es el tramo comprendido entre las abscisas (k) y (j) cuyo volumen esta medido por la

diferencia de ordenadas de los puntos K y J del diagrama.

En caso de que las distancias de transporte obtenidas debieran reducirse se estudiara

una nueva compensadora como la NIPQ, que ofrece otro posible sistema de

transporte como compensaciones entre (n) e (i), entre (i) y (p) y entre (p) y (q). Como

el área de la cartera de compensación JNCID representa la medida del transporte de

tierras entre (j) y D’ y las otras áreas miden los correspondientes transportes, el hecho

de que las áreas de las canteras de compensación determinadas por la

compensadora JM son evidentemente superiores a la del sistema determinados por la

compensadora NQ indica que este segundo sistema establece menores distancias de



237

transporte, pero registra un préstamo para un terraplén entre (j) y (n) y un desperdicio

o material sobrante entre (q) y L’.

Por consiguiente, para hacer mínima la distancia de transporte debe estudiarse una

compensadora que haga mínima la suma de las áreas de las canteras de

compensación comprendidas entre ella y la curva de masas. Desde luego no es este

sistema de acarreos necesariamente el mas económico, pues implica prestamos y

botes de material que pueden costar mas que el ahorro del transporte.

La comparación de estos dos sistemas de transporte en el diagrama permite la fácil

adopción del más favorable económicamente.

En los contratos de obras de movimientos de tierra se estipula usualmente la

denominada distancia de transporte libre, que es la máxima a la cual puede ser

acarreado un material dentro del precio unitario pactado para excavación. Si el

segundo de los sistemas considerados se ajusta a esta estipulación, debe estudiarse

adicionalmente la conveniencia de formar el terraplén entre (j) y (n) con el material

sobrante entre (q) y L’, dado que sus volúmenes son dados a juzgar por la igualdad de

las diferencias entre ordenadas de los puntos J y N y Q y L del diagrama, o de formar

dicho terraplén con material de préstamo y llevar a zonas de bote el sobrante.

También se estipula en los aludidos contratos el precio de sobreacarreo, que es el

valor del transporte por metro cubico de material en toda la longitud que exceda a la

distancia de transporte libre, valor computado en Colombia por estación de 20 m o

fracción, que se paga como unidad completa. En el estudio mencionado debe

establecerse si el costo de sobreacarreo para efectuar la compensación de los dos

volúmenes iguales es mayor o menor que la suma de los siguientes costos: el de

excavación del material de préstamo y demás relacionados con derechos de



238

propiedad de predio; el sobreacarreo, si lo hubiere, de este material, y el de

sobreacarreo, si lo hubiere, a la zona de bote del material de excavación sobrante.

El transporte del material en referencia esta determinado pro el área del trapecio

JNQL, cuya base media equivale a la distancia, media de transporte. Esta distancia,

disminuida de la distancia libre de transporte que se estipule, indica la longitud de

sobreacarreo. Si el costo de sobreacarreo supera los enumerados que implican las

operaciones de préstamo, debe optarse por este; de lo contrario se prefiere la

compensación longitudinal, esto es, se ejecuta el sistema de transporte que dispone la

compensadora JDLM.

En método practico de conveniencia económica para lograr compensaciones de

escaso volumen en el movimiento de tierras, cuando resulta difícil o costosa la

ubicación de bancos de préstamo o de zonas de bote, el corte en un tramo inmediato

con moderada amplitud en el ancho de la explanación de la vía, y si sobra material de

corte se vacía en un terraplén vecino con la consiguiente y adecuada amplitud en el

ancho de la corona de la vía.



239

1.10. UNA MODIFICACIÓN DE LA CURVA DE MASAS

Supóngase que después de dibujar la curva de masas ( fig. 109) se juzgo conveniente

reemplazar una obra baja de desagüe, que soportará el terraplén comprendido entre

D’ y E’, por un puente de vigas rectas sobre estribos ubicados dentro de las abscisas

(r’)y (s’) del perfil. Si el diseño original hubiese sido así, la eliminación del volumen de

terraplén en el espacio cubierto por la nueva obra determinaría allí la recta horizontal

(rs) en la curva de masas, la cual hubiera continuado como línea punteada (setuf),

paralela a la inicial xEQLF.

La modificación operada en el diagrama presenta una nueva situación para su

estudio. La línea de base AH intersecta ahora la curva en los puntos (u) y H, lo cual

indica que una posible compensadora Ku establece equilibrio de volúmenes entre las

abscisas distantes (k) y (u’). Entonces, confirmada la adopción de la compensadora

JDt, con laguna reducción de transporte con respecto al estudio anterior, subsiste el

terraplén inicial no compensado entre (k) y (j), equivalente por igualdad de diferencia

de ordenadas al volumen de corte entre (t’) y (u’). Podría, así, efectuarse el análisis

comparativo entre el importe del sobrecargo en el trabajo de compensación y los

costos inherentes al préstamo y decidir.

La economía en el volumen de terraplén con la adopción del puente se traduce en la

reducción del transporte entre D’ y (t’), medido por el área Drset.

De la abscisa (t’) o (u’) hacia delante, la disposición de movimientos de materiales

estará regida por las indicaciones del perfil y del diagrama a la derecha de esa

abscisa.



240

1.11. LIMITE MÁXIMO DE ACARREO ECONÓMICO

Cuando el trayecto por el cual hay que transportar un material de compensación en

muy largo, puede suceder que sea más económico botar lo excavado en el corte y

obtener de una zona de préstamo el material para el terraplén. La máxima longitud

hasta la cual resulta económico ese transporte, sé denomina limite máximo de acarreo

económico, y dicha longitud disminuida en la distancia de transporte libre se denomina

limita máximo de sobreacarreo económico.

Él limite en mención depende a veces de condiciones locales y su determinación

requiere una solución independiente, pero no puede deducirse una formula de

aplicación general.

Designando:

Ce = costo de excavación de 1 m3, que incluye costo en distancia libre de acarreo.

Cs = Costo de sobreacarreo de 1 m3 por unidad de sobreacarreo o estación de 20m.

L = Limite de sobreacarreo económico de unidades de sobreacarreo (20m)

Se puede escribir:

Costo de 1 m3 de corte y 1 m3 de terraplén formado proveniente del corte: Ce + CsL.

Costo de 1 m3 de corte y 1 m3 de terraplén formado proveniente de un préstamo

situado a distancia libre de acarreo:

Ce + Ce

Igualando estas expresiones:



241

Ce + CsL = Ce + Ce o CsL = Ce

De donde, él limite máximo de sobreacarreo económico es

estaciónmdeacarreosobredeto

mdeescavacióndeto

Cs

CeL

/1cos

1cos3

3

==

Ejemplo: El precio unitario de corte de un material es de $700 y el precio de

sobreacarreo por estación de 20 m es $72. El limite máximo de sobreacarreo

económico será:

L = 700 / 72 = 9.72 estaciones = 9.72 x 20 = 194.40 m

Si se designa por (d) la distancia de transporte libre, dada en estaciones, y por L’ el

limite máximo de acarreo económico se tiene

L’ = (Ce/Cs) + d estaciones



242

1.12. LOS SOBREACARREOS EN EL DIAGRAMA

Una de las mayores utilidades del diagrama de masas es la de la facilidad para

determinar las distancias de sobreacarreo y los volúmenes de material

correspondientes para los pagos a contratistas.

Es realmente impracticable, de otra manera, medir el exceso para cada carga y las

mayores distancias de transporte sobre la de acarreo libre.

La distancia de transporte libre esta relacionada con el equipo mecánico que se

requiera para la construcción. Así, según la maquina que haya de emplearse, pueden

señalarse los siguientes limites para la distancia en cuestión

Con bulldozer Hasta 100 m Con traílla Hasta 300 m Con moto – traílla Hasta 3 Km Con cargador y volquetas Mas de 3 Km

Definida esta distancia, en un estudio sobre movimientos de tierras se opera en el

diagrama como pasa a explicarse.

La figura 110 presenta, en un tramo de vía localizada de 400 m de longitud,

aproximadamente, el perfil y su correspondiente diagrama de masas, en el cual ha

adoptado como compensadora la recta AE que indica equilibrio de volúmenes entre

las abscisas A’ y C’ y entre C’ y E’. Si la distancia libre de transporte es de 60 m se

toma en la escala del dibujo una longitud equivalente que, en situación horizontal,



243

ocupe las posiciones de los segmentos (ab) en cada una de las dos canteras de

compensación que muestra el diagrama.

En el estudio de la cantera de la izquierda ABC se registra lo siguiente: las

intersecciones (a) y (b) con la curva indican que entre las abscisas (m’) y (n’) hay

compensación, esto es, que en el corte n’B’ se forma el terraplén m’B’; la ordenada Bx

mide este volumen de material por mover; el área aBb representa el transporte entre

(m’) y (n’) que no paga acarreo porque su costo esta computado en el precio unitario

de excavación; el área del rectángulo MabN representa el transporte del volumen de

corte n’C’, medido por la ordenada Nb, a través de los 60 m para formar el terraplén

A’m’, transporte que es también libre de pago; la suma de las áreas AaM y NbC

representa el exceso de transporte, que es la suma de los productos de los metros

cúbicos por el exceso de distancia a la cual se deben transportar, exceso que

constituye el sobreacarreo.

El problema practico se concreta a obtener dos datos: el volumen del material en m3

que debe pagar exceso de transporte y la distancia en la cual hay lugar al

reconocimiento del sobreacarreo.

a) Si la escala horizontal del diagrama 1:2000 como las del perfil y la vertical 1

cm= 1000 m3, un centímetro cuadrado de área representa 20000 unidades de

transporte. En esta forma, si la medida total de las áreas AaM y NbC es, por

ejemplo, de 7.8 cm2, esa medida equivale a 7.8 x 20000= 156.000 unidades de

transporte (m3 por m).

Dado que el precio estipulado de sobreacarreo sea de $72 por m3 / estación de

20m, el volumen de sobreacarreo por estación será:



244

156.000/20 = 7.800 m3

y el costo de sobreacarreo por estación,

7800 x 72 = $561.600

b) En cuanto a la distancia de sobreacarreo, su determinación gráfica es

igualmente breve. La distancia media de transporte en la cantera total de

compensación ABC esta dada por la longitud de la secante horizontal HI,

trazada en el punto medio de la ordenada Nb que mide el volumen de material

de sobreacarreo9. Si esa longitud fuere, en la escala adoptada, de 9.4 cm,

ósea de 188 m y dado que la distancia de acarreo libre es de 60 m, la distancia

de sobreacarreo será de:

188 – 60 = 128 m = 6.4 estaciones = 7 estaciones

Luego el valor total de sobreacarreo será:

561.600 x 700 = $3.931.200

La distancia de sobreacarreo puede calcularse también, así: medias las áreas AaM y

NbC y traducido su total a unidades de transporte (156.000), se divide esta cifra por el

equivalente en m3 que indique la ordenada Nb en la escala vertical dada. Por ejemplo,

si esta ordenada midiere 1.2 cm que equivale a 1200 m3, la distancia de sobreacarreo

seria:

156000/1200 = 130m =6.5 estaciones = 7 estaciones

Loas unidades de transporte son un producto de volumen por distancias; su división

por volumen da distancia.



245



Un estudio análogo sobre la cantera de compensación CDE de la derecha (Fig. 110.)

conduce a los resultados requeridos en el sistema de transporte que ella representa:

(ab) es la distancia de transporte libre; el área aDb es la medida de transporte del

volumen Dz en la distancia máxima ab sin sobrecosto por acarreo; el área PabQ

representa el transporte del volumen de corte C’p’, medido por la ordenada aP, a lo

largo de (ab), o sea transporte libre de pago; la suma de las áreas CaP y QbE

representa el exceso de transporte, que debe pagarse adicionalmente; la longitud de

la secante horizontal JK, trazada como mediatriz de la ordenada aP, equivale a la

ab: distancia de transporte libre



246

distancia media de transporte total para la compensación de tierras entre las abscisas

C’ y E’; esa longitud, disminuida en la distancia de transporte libre (fh), señala la

distancia de sobreacarreo integrada por los segmentos Jf y hK; el segmento Ce de la

compensadora indica la distancia máxima de transporte en movimiento de

compensación dispuesto entre las abscisas C’ y E’.

Si en una licitación para obras de tierra en una vía de comunicación se prescinde de

fijar distancia de transporte libre para omitir el pago de sobreacarreo y evitar así

variaciones en el presupuesto de la obra, la utilidad del diagrama de masas es aun

mayor para el proponente, pues solo un estudio juicioso y amplio de los posibles

sistemas de transporte le permitirán definir adecuadamente un precio unitario único

para corte, que incluya todo costo de acarreo.

En la elaboración del diagrama de masas juega un papel importante el estudio

geotecnico de la vía. El análisis de los suelos de los cortes permite conocer si estos

son aptos para la construcción de los terraplenes, es decir, si su comportamiento

mecánico después de la compactación es adecuado y se mantiene a través de la vida

útil de la obra. En el caso de que los materiales de corte no reúnan las condiciones

para ser sometidos al proceso mecánico de compactación deberá prescindirse de

estos y recurrir a bancos de préstamo.



247

CONDUCTA DE SALIDA









1. Se dispone de una volqueta de 4 m3 de capacidad que debe acarrear roca

fragmentada como material de excavación, al cual asigna el 65 % como

coeficiente de expansión, ¿Cuántos m3 acarrea la volqueta llena?

2. ¿Qué puede determinar el factor de Carga?

3. ¿Determinar el peso de los 4 m3 de roca fragmentada suelta que carga la

4. ¿250 m3 de corte, a cuantos m3 de terraplén puede considerarse?

5. ¿250 m3 de terraplén, a cuantos m3 de corte puede considerarse



248

EVALUACION DE LA CONDUCTA DE SALIDA

EVALUACIÓN FINAL


fragmentada como material de excavación, al cual asigna el 65 % como coeficiente de

expansión, ¿Cuántos m3 acarrea la volqueta llena?

Se tiene entonces:

A = 4 x fc 61.0165

100==B

A

Luego, A = 4 x 0.61 = 2.42 m3

La volqueta llena acarrea 2.42 m3 de roca fragmentada en corte.

3. ¿Qué puede determinar el factor de Carga?

El factor de carga permite también determinar el peso material suelto que acarrea un

vehículo, multiplicando por este factor el peso de un volumen equivalente en corte.

Para esto es necesario conocer la densidad aproximada del material en banco.

3. ¿Determinar el peso de los 4 m3 de roca fragmentada suelta que carga la

volqueta del ejemplo anterior, sobre la base de que un metro cúbico de roca

fragmentada en corte tiene un peso aproximado de 2620 Kg.

a) Los 4 m3 de roca fragmentada equivalen a 2.42 m3 del material en banco, que

pesan 2.42 m3 x 2620 Kg / m3 = 6340 Kg.

b) El peso de los 4 m3 de roca fragmentada acarreada puede, pues, calcularse:



249

4 x 2620 x 0.61 = 36392.8 Kg.


terrapléndemcortedem

terrapléndemxcortedem 3

3

33 5.187

100

75250 =

5. ¿250 m3 de terraplén, a cuantos m3 de corte puede considerarse?

cortedemterrapléndem

cortedemxterrapléndem 3

3

33 33.333

75

100250 =

SESIÓN VI

DRENAJE VIAL



251

INTRODUCCIÓN

En esta sesión encontrará las bases necesarias dentro de la ingeniería de carreteras para

determinar las formas como se les hace drenaje, los factores que inciden en el correcto

drenaje, como calcular la sección hidráulica en una obra de drenaje, reconocimiento de

los diversos tipos de obras de drenaje, su localización, consideraciones geotécnicas

relacionadas con la cimentación de alcantarillas, calculo de aguas máximas, entre otras.

OBJETIVOS

� Identificar los diferentes tipos de drenaje y subdrenaje previstos en la etapa de

diseño y complementados durante el proceso de mantenimiento vial.

� Determinar la sección hidráulica de las obras de drenaje.

� Analizar los factores básicos aplicados al estudio del drenaje.

� Aplicar los elementos relacionados con el manejo de los filtros con geotextiles

� Determinar el cálculo de aguas máximas para estructuras mayores de drenaje



252

CONDUCTA DE ENTRADA






1. Defina los siguientes terminos:

� Hidrología

� Hidráulica

� Precipitación pluvial

� Intensidad

2. ¿Cuáles son los acontecimientos que presentan varios movimientos del agua?






253


1. Defina los siguientes terminos:

� Hidrología

� Hidráulica

� Precipitación pluvial

� Intensidad

Hidrología. Es la ciencia que trata de la precipitación del agua, encima y debajo de la

superficie de la tierra.

Hidráulica. Ciencia de la hidrodinámica que trata del modo de conducir y elevar las aguas.

Se define también como la ciencia que trata sobre las leyes del equilibrio y movimiento del

agua y modo de aplicar éstos a la solución de problemas prácticos.

Precipitación pluvial. Es la caída del agua en forma líquida o sólida sobre la superficie de

la tierra.

Intensidad. Es la mayor o menor cantidad de agua que cae en un lapso de tiempo

determinado. Se expresa en mm, cm, o pulg/hora.

2. ¿Cuáles son los acontecimientos que presentan los varios movimientos del agua?

Los acontecimientos que presentan los varios movimientos del agua son: precipitación,

infiltración, evaporación, transpiración, intersección, escurrimiento superficial,

escurrimiento subterráneo y almacenaje.





254




� Alcantarillas metálicas (de tubo circular o abovedado).

� Alcantarillas de tubo de concreto simple de ø = 060 m. y reforzado para diámetros

mayores.

� Alcantarillas de muros y losa, denominadas también tajeas, con una luz comprendida

entre 1.0 y 5.0 m.

� Alcantarillas de cajón o box-culvert.

� Alcantarillas de sección abovedada en concreto.

� Pontones y puentes.







socavaciones o erosiones que la destruyan o encarezcan su conservación, o que se




255

1. DRENAJE VIAL

Figura No. 111 Obras de Drenaje


1.1. GENERALIDADES

La vida útil de una carretera y su estado de conservación dependen, entre otros factores,

del drenaje y subdrenaje previstos en la etapa de diseño y complementados durante el

proceso de mantenimiento vial. La eficiente evacuación de las aguas, tanto naturales

como superficiales, determina la duración de la carretera y su nivel de servicio.



256

1.2. SECCIÓN HIDRÁULICA DE LAS OBRAS DE DRENAJE

1.2.1 Datos de Cálculo

Para el paso de una vía sobre cauces naturales se requiere el cálculo de la sección o área

hidráulica de las estructuras, de manera que respondan adecuadamente a los máximos

caudales obtenidos mediante la aplicación de fórmulas empíricas, para lo cual se debe

contar con un registro suficiente de lluvias de donde se deducen las curvas de "Intensidad

– Frecuencia - Duración".

Este gráfico suministra el valor de Intensidad de lluvia requerido en las fórmulas para una

duración y frecuencia dadas. Es necesario, además, disponer de mapas o cartas

aerofotogramétricas de la región para conocer el área aferente, es decir, la superficie de

la cuenca que verterá sus aguas al sitio de la obra. El coeficiente de escorrentía, incluido

en las fórmulas que se presentan adelante, indica las condiciones de la cuenca y la

permeabilidad del suelo; deberá consultarse de acuerdo con el tipo de terreno y su

vegetación, utilizando cuadros donde se obtiene el valor propiamente por adoptar en cada

caso.

También se debe conocer la duración de la lluvia que hacemos igual al tiempo de

concentración y la pendiente longitudinal del cauce.

Tales datos, aplicados en las fórmulas con el buen criterio que debe acompañar al

proyectista, dan un margen de seguridad y economía en el dimensionamiento de las

obras de drenaje de un proyecto vial. El presente capítulo se limita a presentar, en forma

general, una reseña práctica de los factores hidráulicos e hidrológicos que intervienen en

el cálculo y diseño de los elementos que conforman el drenaje para carreteras. Incluye, al

final, un comentario acerca de consideraciones geotécnicas para cimentación de las obras

y algunas generalidades sobre subdrenajes.



257

Figura No. 112. Representación Descriptiva del C iclo Hidrológico. Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras,



258

1.3. FACTORES BÁSICOS APLICADOS AL ESTUDIO DEL DRENAJE

Conviene definir previamente los factores básicos que intervienen en las fórmulas

empíricas para el cálculo de máximos caudales.

La secuencia de los acontecimientos que presentan los varios movimientos del agua

recibe el nombre de ciclo hidrológico. Estos acontecimientos son: precipitación,

infiltración, evaporación, transpiración, intercepción, escurrimiento superficial,

escurrimiento subterráneo y almacenaje.

A continuación se definen los principios hidráulicos e hidrológicos que se utilizarán en la

presente reseña, que trata de introducir al estudiante en estas áreas de la Ingeniería

aplicadas al drenaje vial.

Hidrología. Es la ciencia que trata de la precipitación del agua, encima y debajo de la

superficie de la tierra.

Hidráulica. Ciencia de la hidrodinámica que trata del modo de conducir y elevar las

aguas. Se define también como la ciencia que trata sobre las leyes del equilibrio y

movimiento del agua y modo de aplicar éstos a la solución de problemas prácticos.

Precipitación pluvial . Es la caída del agua en forma líquida o sólida sobre la superficie

de la tierra.

Intensidad. Es la mayor o menor cantidad de agua que cae en un lapso de tiempo

determinado. Se expresa en mm, cm, o pulg/hora.



259

Frecuencia . Es la mayor o menor ocurrencia con que una lluvia de determinada duración

e intensidad puede repetirse. Así, si durante 50 años se presenta una lluvia con una

intensidad tal que es igualada o excedida diez veces, esa lluvia tendrá una frecuencia de

5 años.

Periodo de retorno. En el diseño, la frecuencia de recurrencia de lluvias de magnitud

específica recibe el nombre de período de retomo, el cual es aplicado de acuerdo con la

magnitud de la obra por diseñar. En nuestro medio son usuales los siguientes períodos de

diseño: puentes 50 años, alcantarillas 25, obras menores 10, cunetas 5.

Tiempo de concentración. Es el tiempo requerido para que el agua que cae en el punto

más alejado de la cuenca llegue al punto de salida. Se expresa en minutos o en horas,

según lo indique la fórmula.

Escorrentía. Es la parte de agua de precipitación que se desplaza superficialmente. Se

llama también escurrimiento superficial, descarga o caudal.

1.4. FORMULAS EMPÍRICAS PARA CALCULAR LA

SECCIÓN HIDRÁULICA DE UNA OBRA DE DRENAJE

Para la evaluación de aguas naturales, los métodos empíricos permiten estimar un área o

sección hidráulica adecuada para alcantarillas y otras obras de drenaje.

Fórmula de A.N. TaIbot . Profesor de la Universidad de Illinois.

( ) 75.0183.0 AC=s



260

En la cual:

s = Sección hidráulica en m2.

C = Coeficiente de escorrentía

A = Área aferente en Ha.

Aplicable a cuencas con áreas entre 100 y 20.000 Ha. Es útil en la etapa dé anteproyecto

en una vía.

La fórmula supone una precipitación máxima (I) de 100 mm/hora. El coeficiente C

depende de la permeabilidad del terreno drenado. Para diversas condiciones se

recomiendan los valores siguientes:

Condición del Terreno Valor de C

Terrenos rocosos, con pendientes abruptas. 1.00

Terrenos quebrados, con pendientes moderadas 0.66

Valles irregulares, muy anchos en comparación con al largo. 0.5

Terrenos agrícolas ondulados, siendo el largo del valle 3 ó 4

veces el ancho.

0.33

Zonas planas, no afectadas por acumulación de nieve o

inundaciones.

0.20

Tabla No. 7 Relación entre las condiciones del te rreno y el coeficiente de

escorrentía

Tomada de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras,



261

Formula de Burki-Ziegler

Cuando la cuenca de la quebrada tiene un área aferente o tributaria mayor de 1.0 Km2 y

menor de 10.0 Km2, la fórmula indicada para estimar los caudales es la de Burki-Ziegler,

que incluye la intensidad de la lluvia y tiene la siguiente expresión:

En donde

Q = Caudal en lt/seg


I = Intensidad de la lluvia, correspondiente al tiempo de concentración, en

mm/hora.

S = Pendiente de la hoya en m/Km.

A = Área aferente o de escorrentía en Km2.

Con el caudal de escorrentía Q, se utiliza una fórmula empírica para encontrar el lado de

la obra, L, que se considera de sección cuadrada; la fórmula es aplicable en zonas

tropicales de lluviosidad media y fue obtenida mediante una regresión no lineal.

L = 0.824 Q0.359 (m); Q en m3/seg.

En la fórmula de Burki- Ziegler debe tenerse en cuenta el tiempo de concentración de la

hoya, que será el mismo de la duración de la lluvia, pues en el momento en que la obra

comienza a evacuar es de suponer que la cuenca no acumulará más agua, es decir, la

lluvia será de suficiente duración para permitir la llegada simultánea del agua que cae

sobre toda la superficie de la cuenca a la boca de la estructura de drenaje. La figura 3

presenta una topografía sobre la cual se demarca el área aferente de una cuenca.

25.075.05.69 SAICQ =



262

Figura No. 113 Identificación del área de una cuenca aferente a un a obra de drenaje

Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras,

El tiempo de concentración (tc) está dado por las siguientes fórmulas:

3

12

28.5

=

S

Ltc (minutos)

L = Longitud del cauce en kilómetros



263

S = Pendiente de la cuenca en tanto por uno

385.0387.0

=

H

Ltc (Horas)

H = Diferencia de nivel, en metros, desde la obra hasta el nacimiento del cauce.

L = Longitud de la cuenca en kilómetros

Ejemplos:

Calcular tc para una cuenca que tiene 3.2 kilómetros de longitud y una diferencia de altura

de 160 m, entre el sitio de la obra y su nacimiento.

Primera fórmula.

L = 3.2 kilómetros

3

12

28.5

=

S

Ltc (minutos)

05.03200

160 ==s

3

12

05.0

2.328.5

=tc

tc = 5.28 (204.8)0.33

tc = 31 minutos

segunda fórmula.



264

385.0387.0

=

H

Ltc (Horas);

385.03

160

2.3*87.0

=tc

385.0

160

51.24

=tc

tc = (0.1781)0.385 = 0.51 Horas

tc = 31 minutos

Figura No. 114 Curvas de intensidad – frecuencia - duración Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras,

El tiempo de concentración permite conocer una intensidad de lluvia (I) con base en las

curvas de Intensidad – Frecuencia - Duración de la región y así calcular el caudal máximo

de escorrentía Q con la fórmula. Un ejemplo de tales curvas se indica en la figura 4. Para



265

la utilización de las curvas es necesario adoptar, previamente, un período de retorno, de

acuerdo con la magnitud de la obra que se proyecta.

1.5 DISEÑO DE CUNETAS

Hay varias metodologías para el diseño de cunetas, similares a las de canales abiertos.

La más generalizada es la que tiene aplicación de la fórmula de Manning , para estudiar el

caudal (velocidad de flujo de volumen) que es capaz de transportar la cuneta o zanja, con

base en la estimación de las aguas de escorrentía para una lluvia máxima y una

frecuencia o período de retama adoptados previamente, que para cunetas se estima en 5

años.

Fórmula de Manning

=seg

msra

nq

32

1

3

21

En donde:

q = Caudal que transporta la cuneta en m3/seg.

r = Radio hidráulico (área/perímetro mojado).

s = Pendiente en tanto por uno, que coincide con la pendiente de la vía.

n = Coeficiente de fricción (0.017 en concreto y 0.027 en tierra).

a = Área de la cuneta en m2, a plena sección.



266

Figura No. 115 Cuneta Triangular Revestida Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras.

Para encontrar el caudal (Q) de escorrentía, o sea, las aguas que caen sobre el área

aferente y que debe ser evacuado por la cuneta, se aplica la fórmula racional:

Q = 0.28 C I A

En donde:

Q = Caudal en m3/seg.


I = Intensidad de lluvia, correspondiente al tiempo de concentración, en mm/hora.

A = Área aferente en Km2.



267

Figura No. 116 Sección transversal de una vía

Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras.

Para determinar el área aferente A, que tributa las aguas lluvias hacia la cuneta, se toma

sobre una sección transversal típica de la vía el ancho comprendido entre el eje de la

calzada y la zanja de coronación, cuando ésta existe, por la longitud de la cuneta entre

sumideros. El ancho se denomina también ancho de impluvium. Puede tomarse desde el

borde exterior de la calzada cuando es en curva como la indica la figura 6.

Cuando no existe zanja de coronación el método se torna laborioso, pues habría que

escoger del proyecto sobre planos topográficos un ancho típico promedio de acuerdo con

la longitud de las laderas naturales aferentes. En proyectos en zona montañosa algunas

firmas consultoras han adoptado anchos promedios hasta de 70 m, para el área

aferente y posterior cálculo de la capacidad de la cuneta.



268

.El coeficiente C se escoge de las tablas presentadas anteriormente y el tiempo de

concentración o duración de lluvia se adopta entre 5 y 10 minutos para obtener la

intensidad de lluvia en el gráfico respectivo.

Cuando se trata de cunetas en tierra, en los cálculos debe entrar el valor de la velocidad

no erosiva para el tipo de suelo que se tenga en la explanación.

La comparación de los valores obtenidos para los dos caudales el aferente y el que

alcance a transportar la cuneta, permite conocer sí la sección diseñada de la cuneta está

en capacidad de cumplir su función hidráulica para las precipitaciones máximas del lugar,

para una longitud dada y para diferentes pendientes de la vía.

Otro método que se menciona en esta sesión, para conocer la distancia mínima entre

sumideros o alcantarillas, cuando ya se dispone de una sección de cuneta, consiste en

igualar las dos fórmulas expresadas, la de Manning y la Racional y despejar la longitud

de la cuneta, transformando el área aferente en los factores B x L (ancho de impluvium x

longitud de cuneta).

Se obtiene así, primero analíticamente y posteriormente graficando, las lentitudes

máximas de cunetas para un diseño predeterminado de éstas y para diferentes

pendientes longitudinales de la vía.

Las cunetas de construcción más frecuentes son:

Cunetas de Concreto. Se construirán vaciadas en el sitio o donde se muestre en

los planos y de acuerdo con el diseño que aparece en ellos o en donde lo indique

el Interventor.



269

Figura No. 116a Sección transversal de una cuneta

Tomado de Normas ICONTEC Obras Varias.



270

Se conformará la subrasante excavando o llenando hasta la cota indicada para

cumplir con la pendiente, dimensiones y diseño señaladas en el plano. Todo el

material inadecuado de la subrasante a criterio del Interventor, será retirado para

sustituirse por otro apropiado. La subrasante se compactará y completará con un

acabado fino y firme en la superficie, para recibir un lecho de material filtrante de

10 cm. de espesor, si así se indica en los diseños o lo solicita el Interventor.

La subrasante será convenientemente humedecida y apisonada por métodos

manuales o mecánicos hasta que quede firme antes de vaciar el concreto o

colocar los prefabricados.

Las formaletas garantizarán caras uniformes, compactas, rectas y lisas en la

superficie de concreto y se colocarán siguiendo los alineamientos y pendientes de

acuerdo con las dimensiones requeridas, para garantizar un drenaje efectivo.

El vaciado se hará en módulos, máximo de 3 m de longitud, y en forma alternada,

a criterio del Interventor, se podrán dejar juntas de dilatación cada 6 m, en el caso

de vaciados a mayores longitudes, las cuales serán rellenadas posteriormente con

un material apropiado para su funcionamiento.

Las juntas de dilatación deben construirse formando ángulo recto con el eje

longitudinal. El Interventor exigirá al Contratista la demolición y nueva ejecución de

las cunetas cuyo alineamiento no sea regular, o se hayan construido con bloques

defectuosos.

Las juntas entre bloques prefabricados paralelos a la pendiente se pegarán con un

mortero de cemento-arena de proporción 1 a 3 en peso y las juntas normales a la

pendiente se dejarán al tope y sin pega.



271

Las aguas lluvias no podrán correr por las cunetas más de 80 m y la Entidad local

en concordancia con La Entidad determinarán el número y sitio de colocación de

las cajas pluviales.

Cunetas de Piedra Pegada. Cuando se construya en piedras pegadas, éstas se

incrustarán en la subrasante con las caras mas planas hacia arriba, en hileras

rectas y perpendiculares a la superficie acabada.

Las uniones se alternarán y las pegas no excederán los 2 cm. de ancho.

Cuando las piedras hayan sido colocadas correctamente de acuerdo con el

alineamiento, pendiente y sección indicada en el plano, deberá colocarse una

capa de mortero de cemento que llene los vacíos y cubra la piedra de tal manera

que forme una sola masa con un correcto acabado. El mortero deberá ser de una

consistencia tal que fluya fácilmente sin segregación.

Se atenderán las demás normas dadas para las cunetas en concreto.

Cunetas en tejones (prefabricadas en concreto). Se colocarán sobre una capa de

filtro, la cual estará a su vez sobre la base preparada para recibir las cunetas. Los

tejones irán con junta cementada de tal manera que se obtengan alineamiento y

pendientes uniformes, sin que se presenten quiebres que den mal aspecto o

causen empozamientos. El Interventor podrá exigir, a expensas del Contratista, la

demolición y nueva ejecución de las cunetas cuyo alineamiento vertical y

horizontal no sean uniformes o hayan sido construidas con tejones desbordados,

fracturados o defectuosos.

Las juntas se pegarán con un mortero de cemento-arena en proporción 1:3 al

peso. Cada 10 m o según las instrucciones de la Interventoría, se construirán



272

llaves de concreto fc= 175 kg./cm2, de 15 cm. de espesor por 20 cm. de ancho

alrededor del tejón, cuando la pendiente de la cuneta sea igual o mayor al 5%.

1.6 TIPOS DE OBRAS DE DRENAJE

La determinación de la estructura que mejor se acomode a las condiciones hidráulicas y

geotécnicas es una labor que requiere experiencia y suficiente capacidad técnica del

Ingeniero.

En la escogencia del tipo de obra, además del cálculo de la sección hidráulica, debe

tenerse en cuenta el suelo de cimentación y la posibilidad de que el cauce produzca

arrastre de materiales que pudieran obstruirla o dañarla.




� Alcantarillas metálicas (de tubo circular o abovedado).

� Alcantarillas de tubo de concreto simple de ø = 060 m. y reforzado para diámetros

mayores.

� Alcantarillas de muros y losa, denominadas también tajeas, con una luz comprendida

entre 1.0 y 5.0 m.

� Alcantarillas de cajón o box-culvert.

� Alcantarillas de sección abovedada en concreto.

� Pontones y puentes.

Para caminos de penetración está generalizada la batea, consistente en una placa de

concreto a nivel de superficie del afirmado.



273

Las siguientes figuras ilustran algunas de las obras más usadas en las carreteras.

Figura No. 117 Alcantarilla típica de tubo




274

Figura No. 118 Alcantarilla de cajón (box – culve rt)




275

Figura No. 119 Pontón




276

1.7 LOCALIZACION DE LAS OBRAS






socavaciones o erosiones que la destruyan o encarezcan su conservación, o que


Principios Básicos

En lo posible, la corriente debe entrar y salir de la obra en la misma línea del cauce

natural, ya sea variando ligeramente la dirección de éste o alineando oblicuamente el eje

de la alcantarilla con respecto al eje de la vía. Un alineamiento oblicuo requiere mayor

longitud, justificado por la eficiencia hidráulica y la seguridad del camino o carretera.

La velocidad adecuada de flujo para una alcantarilla es la que no ocasiona sedimento ni

erosión. No se aconsejan velocidades que excedan los 3 m/seg, ni pendientes menores

de 1.0 %.

La longitud necesaria para una alcantarilla depende de la anchura del camino, altura del

terraplén y los taludes, pendiente y oblicuidad. Los extremos de la alcantarilla deben

diseñarse de manera que reciban adecuadamente los taludes del terraplén. Debe

observarse que el eje vial no necesariamente divide la alcantarilla en dos partes iguales.

Los esquemas de la figura 10, que se muestran en la siguiente página, indican algunos

métodos recomendados para determinar el alineamiento correcto de las alcantarillas.



277

Figura No. 120 Alineamiento de Alcantarillas




278

El objetivo de las obras de drenaje es el de conducir las aguas de escorrentía, o de flujo

superficial, rápida y controladamente hasta su disposición final.

En su diseño existen tres componentes básicas:

1. Entrada a la red de drenaje.

2. Conducción.

3. Entrega al dispositivo final.

Las condiciones de diseño de estas componentes dependen de las características propias

de cada sistema de drenaje.

1. Entrada a la red de drenaje.

a. Canales interceptores.

Los canales interceptores reciben agua por una sola de sus orillas o márgenes. El caso

más común es el de una ladera que vierte sus aguas de escorrentía sobre un área plana

adyacente: el canal interceptor, trazado a lo largo de la divisoria entre la vertiente

inclinada y la zona plana, recibe las aguas de escorrentía y conserva el área plana libre

de estos caudales. Para el diseño del canal interceptor el caudal se incrementa a lo largo

del recorrido, de manera que las dimensiones del canal aumentan en la dirección hacia

aguas abajo.

b. Canales recolectores.

Los canales recolectores reciben agua por sus dos márgenes; pueden ser corrientes

naturales o canales artificiales. Los caudales de diseño y las capacidades de los canales

se incrementan a lo largo del recorrido.



279

c. Cunetas, sumideros y alcantarillas.

Como ya sabemos las cunetas son canales pequeños que se utilizan en combinación con

los sumideros y las alcantarillas en los sistemas de drenaje de vías, aeropuertos, calles y

patios. La localización de los sumideros limita las magnitudes de los caudales en las

cunetas. Las alcantarillas son conductos cerrados, parcialmente llenos, que reciben los

caudales de los sumideros en forma puntual a lo largo de su recorrido hasta el sitio de

entrega del sistema de alcantarillado.

d. Estaciones de bombeo.

En casos especiales se utilizan equipos de bombeo para drenar áreas bajas; las aguas

bombeadas se entregan luego a un sistema principal de drenaje en forma puntual.

2. Conducción de las aguas de drenaje.

Con pocas excepciones las aguas de drenaje se transportan por corrientes naturales o

por canales, que son conductos a superficie libre, abiertos o cerrados.

a. Corrientes naturales.

En las corrientes naturales se determina el nivel máximo de flujo para la creciente de

diseño, y se compara con el nivel a cáuce lleno. Cuando este último resulta inferior que el

de la creciente se presentan desbordamientos, los cuales afectarán una zona inundable

adyacente cuya amplitud debe determinarse. Para este objetivo se utilizan procedimientos

de hidráulica de canales naturales, con caudales variables y curvas de remanso.

La capacidad del cáuce puede ampliarse mediante la ejecución de dragados. Para

garantizar la estabilidad de las secciones de flujo se diseñan obras de encauzamiento y

de protección de márgenes. En cada diseño particular se deben tenerse en cuenta tanto



280

la magnitud de la carga de sedimentos que transporta la corriente natural como los

efectos que las obras pueden causar aguas arriba y abajo de su localización.

b. Canales.

El diseño de canales para conducción de aguas de drenaje debe aprovechar al máximo la

topografía del terreno con el fín de garantizar la conducción por gravedad, con un costo

mínimo.

Cuando la diferencia de cotas entre los puntos inicial y final del canal es muy pequeña el

diseño resulta en estructuras muy grandes con velocidades bajas y peligro de

sedimentación.

De otro lado, diferencias muy grandes de nivel ocasionan el trazado de canales de gran

pendiente, o requieren del diseño de estructuras de caída entre tramos de baja pendiente.

Además, dependiendo de la topografía, del tipo de suelo y de las velocidades de flujo, los

canales pueden ser excavados o revestidos.

Canales excavados.

El diseño de los canales excavados está limitado por las velocidades de flujo, la carga de

sedimentos y las filtraciones hacia terrenos adyacentes a través del fondo y las orillas. En

terrenos erosionables los canales excavados terminan siendo similares a las corrientes

naturales al cabo del tiempo, porque pierden su geometría inicial por causa de los

procesos de agradación, socavación y ataque contra las márgenes.



281

Canales revestidos.

Los canales revestidos permiten velocidades altas, disminuyen las filtraciones y requieren

de secciones transversales más reducidas que los anteriores. Sin embargo, su costo y su

duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se de a las

aguas subsuperficiales. Los materiales de revestimiento pueden ser arcilla, suelo-

cemento, ladrillo, losas de concreto simple o reforzado, piedra pegada, etc.

Dimensionamiento de los canales.

El dimensionamiento de los canales se hace mediante la aplicación de fórmulas

convencionales de flujo a superficie libre, teniendo en cuenta los aumentos de caudal en

la dirección aguas abajo, las pendientes de los tramos y los remansos que se generan

con los cambios de pendiente y con la localización de estructuras de caída, o de cruce

con obras civiles, por ejemplo con vías o con otros canales.

Para la relación entre caudal y nivel en secciones dadas del canal se utiliza la ecuación de

Manning, que estudiaremos mas adelante.

Las curvas de remanso que se generan por transiciones, cambios de pendiente o

localización de estructuras, se calculan por medio del método directo de pasos, que es el

más sencillo del flujo gradualmente variado.

e. Estructuras de caída.

Cuando las condiciones topográficas de la línea de trazado del canal no permiten el

trazado de un canal de pendiente constante deberá trabajarse por tramos, los cuales

empalman con el siguiente al mismo nivel o por medio de una caída.



282

Las estructuras de caída pueden ser rampas, escalones sencillos o gradas.

Las rampas son tramos de pendiente fuerte de corta longitud. Deben ser suficientemente

fuertes para soportar velocidades altas y generalmente se prolongan hacia aguas arriba y

abajo con obras de protección contra la socavación. Su capacidad para disipar energía

hidráulica es muy baja.

Los escalones sencillos son caídas verticales que se colocan en el extremo inferior de

canales de flujo subcrítico. El agua pasa por el escalón en caída libre hasta una placa de

fondo que debe proteger la estructura contra la acción erosiva del chorro. Esta placa

opera adicionalmente como disipador de energía. Dependiendo de la magnitud de la

velocidad de caída, la estructura puede ser de concreto o de piedra pegada, y en algunos

casos de gaviones.

Una serie de escalones consecutivos constituye un sistema en gradas. Las dimensiones

horizontales y verticales de las gradas deben seleccionarse de tal manera que estas

puedan cimentarse dentro del terreno natural; además, el sistema debe permitir un flujo

de agua controlado, con importante disipación de energía.

3. Estructuras de entrega.

Los canales de conducción de un sistema de drenaje pueden descargar en otros

conductos mayores, en corrientes naturales o en almacenamientos concentrados.

El diseño de las obras de entrega debe tener en cuenta la magnitud de las fluctuaciones

de nivel en los sitios de descarga y la estabilidad del área adyacente a la misma. Si se

trata de descarga a ríos, por ejemplo, la margen que recibe el caudal de drenaje deberá

tener una protección en gaviones o piedra pegada que evite su deterioro. A su vez, si la

parte final de la conducción queda localizada en una zona inundable, deberán tomarse las



283

medidas del caso para asegurar la estabilidad de las estructuras de drenaje, y su óptimo

funcionamiento hidráulico.

En general, una obra de entrega debe tratarse como un disipador de energía que

garantiza la llegada controlada del agua a su destino final, y la estabilidad de las obras de

drenaje.

Las obras de entrega más comunes están comprendidas dentro de las siguientes:

Transiciones de salida, con aletas divergentes.

Disipadores de tanque.

Escalones.

Pozos o estanques.

Conductos cerrados hasta el fondo del colector final.

1.8 CONSIDERACIONES GEOTÉCNICAS RELACIONADAS

CON LA CIMENTACIÓN DE ALCANTARILLAS

Se considera que una alcantarilla es una obra con una luz comprendida entre 0.6 y 5.0

metros, con diversidad de diseños, de acuerdo con las condiciones hidráulicas y del suelo

de cimentación. Existen entre este tipo de drenajes, obras rígidas y obras flexibles. Las

primeras sufren deformaciones muy pequeñas bajo el peso del terraplén y sobre los lados

de ellas. Las alcantarillas flexibles, generalmente de lámina corrugada, se usan mucho de

sección circular pero existen otras secciones como la ovoidal y la elíptica, apropiadas para

gastos mayores que las que desalojan los conductos circulares.



284

1.8.1 Alcantarillas rígidas

En suelos muy blandos, es habitual recurrir a la construcción de cajones de concreto.

Cuando el suelo tiende a ser cenagoso es preferible iniciar la construcción del terraplén

para mejorar el piso y evitar así asentamientos muy grandes, que destruyen las obras

rígidas convencionales o las deforman más allá de lo tolerable cuando son flexibles. Esta

solución de construir la obra sobre parte del terraplén es posible si no se perjudica

el comportamiento hidráulico al elevar la obra, de lo contrario no se crea un

almacenamiento de agua que pueda infiltrarse en el terraplén.

El cajón de concreto o box- culvert , es la estructura que resuelve el problema de falta de

capacidad del suelo, pues le transmite a éste un mínimo de niveles de esfuerzo, cuando

por capacidad hidráulica quede restringido el uso de tubería.

La estructura rígida del box soporta mejor los movimientos del terraplén sobre el terreno

de cimentación compresible, pues aunque sufran agrietamientos que hayan de ser

calafateados, su función no se ve esencialmente comprometida por el asentamiento y, al

comunicar al terreno esfuerzos del orden de los que comunica el propio terraplén, se

eliminan los problemas por asentamiento diferencial, tan grave de otro modo. Las

alcantarillas en concreto reforzado deben tener un análisis estructural respectivo.

1.8.2 Estructuras flexibles

La flexibilidad de una alcantarilla metálica alivia considerablemente los estados de

esfuerzos actuantes en la propia estructura, en comparación a una idealmente rígida,

debido al fenómeno de arqueo sobre la bóveda, que puede ser hasta un 5% de la máxima

dimensión vertical.

En los Manuales de Drenaje se especifica claramente la utilidad de estas tuberías según

el requerimiento hidráulico y estructural de cada caso.



285

De otra parte, se recomienda dejar una contraflecha en el centro respecto a las orillas,

debido al mayor asentamiento que se produce en este punto cuando se construyen

terraplenes en terreno compresible.

De los varios tipos de estructuras para drenajes que actualmente se usan en la tecnología

de las vías terrestres, ninguno se debe considerar como la solución óptima de todos los

problemas; todos tienen sus ventajas y sus inconvenientes.

Los tubos metálicos funcionan convenientemente aún en suelos de muy baja capacidad

de carga, pues comunican al terreno de cimentación presiones muy bajas. Son fáciles de

instalar y manejar y están disponibles en gran variedad de tamaños, secciones y calibres

de lámina, lo que permite libertad para llegar al diseño óptimo en cada caso.

Las obras de concreto o mampostería resultan más baratas donde hay disponibilidad de

materiales y el suelo de cimentación no plantea problemas especiales de capacidad de

carga.

Hacen inconvenientes a las alcantarillas metálicas todas las aguas de naturaleza

corrosiva, so pena de usar protecciones muy costosas sobre la lámina de acero. El

concreto y la mampostería resisten así mismo mucho mejor el efecto erosivo de aguas a

alta velocidad.

1.8.3 El subdrenaje de las carreteras

El sub-drenaje en obras viales es uno de los capítulos que requiere especial atención para

asegurar la estabilidad y el buen funcionamiento de las obras ejecutadas en suelos o que

descansan sobre ellos.

Esta importancia radica fundamentalmente en la gran influencia que el agua tiene en el

comportamiento mecánico de los suelos y en la estabilidad de cortes y terraplenes. Ya

sea que el agua se encuentre fluyendo a través de las masas de suelo o que esté en



286

forma estática, su presencia afecta el comportamiento del suelo y la durabilidad de los

pavimentos.

En muchos casos, un buen drenaje superficial es suficiente para garantizar un buen

funcionamiento de las obras viales. Esto es especialmente cierto cuando el nivel freático

es profundo y no existen flujos de agua en las masas de suelo próximas a la superficie.

Sin embargo, estas condiciones óptimas no siempre se tienen y habrá necesidad de

proyectar obras de sub-drenaje, tanto para abatir el nivel freático como para captar y

canalizar los flujos de agua subterránea que pudieran afectar el buen funcionamiento de

las estructuras de tierra.

Las obras de sub-drenaje más generalizadas son las de tubería perforada, cubierta con

arena de gradación especificada pero está actualmente cuestionada por sufrir obstrucción

según concepto de ingenieros de conservación; o bien, el filtro francés, consistente en la

colocación de piedra a lo largo de la zanja construida debajo de la cuneta envueltas por

una tela geotextil.

Un ejemplo de los tipos de sub-drenaje se muestra en las figuras siguientes:

Figura No. 121 Sección transversal típica con sub-drenaje de tuber ía perforada




287

Figura No. 122 Filtro francés


1.9 CÁLCULO DE AGUAS MÁXIMAS PARA

ESTRUCTURAS MAYORES DE DRENAJE

Para cuencas grandes, que requieren obras mayores a las señaladas en las fórmulas

empíricas descritas anteriormente, existen varios métodos para calcular caudales

máximos, utilizados universalmente. El más extendido es del Hidrógrafo Unitario.

1.9.1 Teoría del Hidrógrafo Unitario

Existen numerosas ocasiones en el planteamiento, diseño y operación de sistemas

hidráulicos en los cuales es necesario estimar las crecientes provenientes de aguaceros,

específicamente para la determinación hidráulica de las dimensiones de un puente. La

técnica del Hidrógrafo Unitario consiste en transformar la lluvia en escorrentía directa



288

superficial, medida en un punto específico de una cuenca o área de drenaje que, para

este caso, sería el sitio escogido como ponteadero o localización de un puente.

Figura No. 123 Hidrografo de una Cuenca Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras.

El hidrógrafo Unitario es, propiamente, la representación gráfica de dicha escorrentía

directa en un punto del cauce, resultante de una unidad de lluvia efectiva que ocurre en

un intervalo de tiempo (D). La unidad de lluvia es normalmente 1 cm o 1 mm.

Un Hidrógrafo se obtiene realizando aforos en un punto de una corriente y leyendo los

caudales con aparatos llamados limnígrafos . Se elaboran así curvas de caudales como

la indicada en la figura 123.

El área bajo la curva da el volumen total de agua que caería sobre la superficie de la

cuenca. Si dividimos el caudal medio QD entre el volumen de agua nos da un valor de

caudal unitario, es decir el caudal para 1 mm de lluvia de duración D, para una

determinada intensidad de lluvia medida en mm.



289

Figura No. 124 Hidrografo Unitario Tomado de BRAVO, P. E., Diseño de carreteras.

Del estudio de varias curvas de caudales, así obtenidas, se deduce un Hidrógrafo Unitario

para determinada cuenca, vale decir, se elabora el gráfico del caudal que produciría un

milímetro de lluvia sobre la cuenca en el intervalo de tiempo D. Figura 124.

Para estimar el caudal pico de diseño de estructuras hidráulicas se aplica, al Hidrógrafo

Unitario, una lluvia máxima efectiva, es decir, la lluvia máxima ocurrida en 50 ó 100 años,

descontando perdidas por intersección de la vegetación e infiltraciones que no

contribuyen a la generación directa de escorrentía superficial. Estas pérdidas se estiman

con la utilización de coeficientes de escorrentía suministrados por tratadistas

especializados en la materia. Métodos de obtención de lluvia efectiva pueden consultarse

en la bibliografía citada al final de este resumen.



290

No siempre se cuenta con registros suficientes para conocer la máxima lluviosidad de una

región. Por lo general es necesario recurrir a métodos probabilísticos para calcular una

lluvia total de diseño, partiendo de la serie histórica de lluvias máximas anuales de que se

disponga. Para puentes, por ejemplo, debe contarse con una serie de datos por lo menos

de 50 años. Para registros incompletos, no menores de 10 años, debe efectuarse un

análisis de frecuencia o distribución de probabilidad del evento máximo entre muchos

eventos.

1.9.2 Determinación del nivel de aguas máximas

Conocido el caudal de diseño (Q), lo mismo que la sección transversal del sitio del

ponteadero y la pendiente longitudinal (S) del lecho del río, por lo menos 100 m. aguas

arriba y abajo del ponteadero, es posible conocer el nivel de aguas máximas, bien sea por

tanteos o mediante la aplicación de un método analítico basado en la fórmula de Manning.

En efecto, esta fórmula puede descomponerse en dos términos:

Donde:

Q = Caudal máximo de diseño

N = Coeficiente de rugosidad

S = Pendiente en tanto por uno

A = Área mojada

R = Radio hidráulico

Los valores Q, n y S son conocidos y constantes. En la medida que sube el nivel de agua

varía el segundo término de la ecuación. Llegará al nivel máximo cuando sea igual al

valor constante del primer término de la ecuación.

32

21 RA

S

Qn

=



291

Figura No. 125 Sección transversal del cauce en e l sitio del ponteadero


Se facilita el cálculo dibujando una curva – cota vs. AR2/3 – que se llama método de

calibración de la sección transversal. Para cada metro de altura del nivel de agua se

obtiene un área y un perímetro mojado para calcular el radio hidráulico y así el factor

AR2/3. se dibuja la curva y para el valor desarrollado de Qn/S1/2 se sube a un punto de la

curva que corresponderá a la cota de aguas máximas.



292

CURVA DE CALIBRACION DE LA SECCION TRANSVERSAL

0

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10

VALORES DEL FACTOR

CO

TA

S

Figura No. 126


1.10 OTRAS OBRAS DE DRENAJE Y

SUBDRENAJE EN CARRETERAS

Las estructuras de drenaje tienen como objetivo controlar el agua que llega a la vía y la

afectan por escurrimiento superficial, independientemente que las aguas hayan caído

sobre o fuera de la vía. Las obras de drenaje más comunes son :

1.10.1 El bombeo

Se entiende por bombeo a la pendiente transversal que se da en las carreteras y en las

aeropistas para permitir que el agua que cae directamente sobre ellas escurra hacia sus

dos hombros. En una vía de dos carriles de circulación y en secciones en tangente el



293

bombeo debe tener un 2% de pendiente desde el eje del camino hasta el hombro

correspondiente, en las secciones en curva la pendiente transversal ocurre sin

discontinuidad, desde el hombro más elevado al más bajo. En las carreteras con

pavimento rígido el bombeo puede ser un poco menor, del orden de 1.5%.

En las aeropistas se dispone también el bombeo desde el eje hacia los hombros, con

pendiente de 1.5%, generalmente.

1.10.2 Los bordillos

Bordillos

Figura No. 127


Los bordillos son estructuras que se colocan en el borde exterior del acotamiento en las

secciones en tangente (ver la Figura 127), en el borde opuesto al corte en las secciones

en balcón o en la parte interior de las secciones de terraplén en curva. Son pequeños

bordos que forman una barrera para conducir el agua hacia los lavaderos o bajantes,

evitando erosiones en los taludes y saturación de éstos por el agua que cae sobre la

corona de la vía.



294

1.10.3 Los lavaderos

Los lavaderos son canales que se conectan con los bordillos y bajan transversalmente por

los taludes, con el objeto de conducir el agua lluvia que escurre por los acotamientos

hasta lugares alejados de los terraplenes, en donde ya sea inofensiva.

Lavadero

Figura No. 128


1.10.4 Las cunetas

Las cuentas son canales que se adosan a los lados de la corona de la vía y paralelamente

al eje longitudinal de la misma. El objetivo de esta estructura es recibir el agua superficial

proveniente del talud y de la superficie de rodamiento.

1.10.5 Obras de Subdrenaje

El subdrenaje en las carreteras permite reducir los efectos desfavorables del agua interna

sobre la estabilidad de las calzadas y de las explanaciones. El agua interna tiene

normalmente dos orígenes, interior y exterior.



295

El agua puede manifestarse por ascensión capilar a partir del nivel freático (más

precisamente por fenómenos de succión en fase líquida o aún en fase vapor). Además,

pueden aparecer, en los taludes o en la banca, fuentes de agua aisladas o repartidas que,

no solamente dificultan la realización de las obras nuevas, sino que también comprometen

la estabilidad de las carreteras posteriormente a su construcción.

El agua de lluvias no se evacuan totalmente por los dispositivos de drenaje superficial,

parte se infiltra a través de los taludes, de las bermas u ocasionalmente del pavimento.

Los objetivos del drenaje interno de las carreteras son:

� Facilitar la ejecución de las explanaciones durante la fase de construcción de la

carretera.

� Aumentar la capacidad portante de la subrasante y reducir así el espesor del

pavimento.

� Contribuir en la estabilidad de los taludes mediante la orientación más favorable de los

flujos de agua interna, la reducción de las presiones intersticiales y en consecuencia el

mejoramiento de las propiedades geotécnicas.

1.10.6 Sub-drenes longitudinales

En la fase de modernización de una carretera existente, como en la fase de construcción

inicial, los sub-drenes longitudinales son los dispositivos básicos de drenaje interno en

zonas de corte y sus principales funciones son:

� Abatimiento de un nivel freático.

� Eliminación de aguas de filtración.

� Derivación de fuentes de agua situadas debajo de la subrasante. (Ver las Figuras 129

y 130).



296

Talud del corte

Figura No. 129 Sección transversal de un subdren longitudinal de zanja

según la práctica mexicana (Secretaría de Obras Púb licas)

Tomada de Normas ICONTEC

1.10.7 Capas drenantes

Las capas drenantes pueden preverse en zonas de cortes o de terraplenes (Ver Figuras

131 y 132). En las zonas de corte una capa drenante se construye encima de la

subrasante como primera capa del pavimento; permite recoger el agua de filtración o el

agua de origen interior; se conecta imperativamente con sub-drenes longitudinales

localizados a ambos lados de la banca. Cuando la subrasante atraviesa una formación

con fuentes de agua, es conveniente asociar la capa drenante con una red de sub-drenes

oblícuos dispuestos en forma de espina de pescado.



297

90°221/ 2°

221/ 2°

010 m.

Figura No. 130 Disposición de las perforaciones en tuberías para sub-

drenaje

Tomada de Normas ICONTEC

CO

RTE

CO

RTE

CL

Figura No. 131 Subbase utilizada como capa permeabl e, para interceptar agua proveniente del pavimento




298

Figura No. 132 Subrasante utilizada como capa per meable, para interceptar

flujo ascendente por supresión


En zona de terraplén, puede preverse la interposición de una capa drenante entre el

terreno natural y el cuerpo del terraplén, especialmente en el caso de la construcción de

un terraplén sobre suelos compresibles; en algunos casos se completa este sistema de

aceleración de la consolidación con pozos verticales, llenados con arena y unidos en su

parte superior con la capa drenante.

El material de la capa drenante, así como el material colocado alrededor de los

eventuales subdrenes complementarios, deben cumplir las condiciones de filtro

siguientes:

Se denomina "S" el suelo natural en el cual se excava la trinchera, y "f" el material del

filtro cuya gradación se determina para que satisfaga las "condiciones de filtro" que se

refieren a permeabilidad relativa y no contaminación.



299

Condición de no arrastre del material de filtro a través de las perforaciones o de las juntas

de la tubería. Habitualmente esta condición se expresa por la relación experimental.

F85 > 2d

donde "f85" designa la malla del tamiz en el cual pasa el 85% (en peso) del material de

filtro; y "d" es el tamaño de los orificios de la tubería.

Condición de “no contaminación” del material del filtro por los elementos del suelo S y

condición de permeabilidad del filtro es notablemente superior a la del suelo S.

Estas condiciones se expresan experimentalmente por la doble desigualdad:

5S15 < f15 < 5S85

Como condición suplementaria se exige que la curva granulométrica del filtro sea

aproximadamente paralela a la del suelo S. A veces se añade una condición de

uniformidad relativa del material de filtro:

f60 < 20f10, así como una condición de limpieza de dicho material (por ejemplo,

equivalente de arena superior a 40).



300

CONDUCTA DE SALIDA









1. ¿De qué depende la longitud necesaria de una alcantarilla?

2. ¿Qué es una alcantarilla?

3. ¿Qué es un box- culvert?

4. ¿Qué significa el bombeo en las carreteras o aeropistas?

5. Calcule la pendiente mínima sobre la cual el canal que se muestra en la figura de

be estar instalado si éste va a transportar 50 pies 3 / s de agua con una

profundidad de 2 pies. Los lados y el fondo del canal están fabricados de concreto

formado semiterminado. Utilice las formulas dadas en el diseño de cunetas.



301

SOLUCIÒN DE LA CONDUCTA DE SALIDA

1. ¿De qué depende la longitud necesaria de una alcantarilla?

La longitud necesaria para una alcantarilla depende de la anchura del camino, altura del

terraplén, y los taludes, pendiente y oblicuidad. Los extremos de la alcantarilla deben

diseñarse de manera que reciban adecuadamente los taludes del terraplén. Debe

observarse que el eje vial no necesariamente divide la alcantarilla en dos partes iguales.







sección circular pero tienen otras secciones como la ovoidal y la elíptica, apropiadas para

gastos mayores que las que desalojan los conductos circulares


El cajón de concreto o box- culvert, es la estructura que resuelve el problema de falta de








302


eliminan los problemas por asentamiento diferencial, de otro modo tan grave.

4. ¿Qué significa el bombeo en las carreteras o aeropistas?

Se entiende por bombeo a la pendiente transversal que se da en las carreteras y en las

aeropistas para permitir que el agua que cae directamente sobre ellas escurra hacia sus

dos hombros.

5. Calcule la pendiente mínima sobre la cual el canal que se muestra en la figura debe

estar instalado si éste va a transportar 50 pies 3 / s de agua con una profundidad de 2

pies. Los lados y el fondo del canal están fabricados de concreto formado

semiterminado.

Solución:

2/13/200.1SAR

nQ

=

Utilizamos la siguiente formula cuando R esta expresado en pies

2/13/249.1SAR

nQ

=

2

3/249.1

=AR

QnS



303

Para concreto semiterminado, formado encontramos que n = 0.017. los valores de A y R

pueden calcularse de la geometría de la sección:

El área:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2122/22224 piesA =+=

El perímetro mojado:

piesWP 66.94424 =++=

EL radio hidráulico:

piesWPAR 24.166.9/12/ ===

Por consiguiente de la ecuación

2

3/249.1

=AR

QnS

tenemos:

Por lo tanto, el canal debe caer al menos 1.69 pies por cada 1000 pies de longitud.

00169.0)24.1()12(49.1

)017.0()50(2

3/2=

=S

SESIÓN VII

REDES Y ACOMETIDAS DE

ALCANTARILLADO



305

INTRODUCCIÓN

La redes y acometidas de alcantarillado, son un sistema vital para la higiene y comodidad

de la ciudad. A través de estas redes se conducen hacia el exterior en forma higiénica, las

aguas servidas o utilizadas y las aguas lluvias.

La construcción de las redes y acometidas de alcantarillado, comienza con la

interpretación del plano correspondiente, a partir de cuyas indicaciones se procede a

realizar la instalación, con la construcción de zanjas, entibados y apuntalamiento de las

mismas y drenaje, y todos aquellas tareas que hagan posible la misma.

OBJETIVOS

� Identificar las especificaciones de tuberías de acuerdo con las normas ICONTEC.

� Determinar las operaciones realizadas, cuando se efectúa una instalación de

tubería.

� Proporcionar herramientas suficientes para la instalación de tuberías.

� Conocer la importancia de las pruebas de las tuberías y la reparación de las

mismas.



306

CONDUCTA DE ENTRADA






1. ¿Cuál es el requisito sine qua non para la ejecución de un trabajo de

alcantarillado?



adecuados?

3. ¿ Cómo se clasifican las excavaciones de acuerdo al tipo de material excavado?



defínalas.


de derrumbe?



307


1. ¿Cuál es el requisito sine qua non para la ejecución de un trabajo de

alcantarillado?

El trabajo de alcantarillado en las vías públicas solo se podrá ejecutar cuando se

hayan obtenido los permisos correspondientes de las diversas entidades estatales

que tengan que ver con este tipo de obras y colocando las señales visibles de

peligro que exige la Entidad y las demás autoridades competentes. Estos avisos

sólo serán retirados cuando la obra esté terminada. Se deberán acatar las

disposiciones vigentes de las autoridades referentes a reglamentación sobre

excavaciones y desvíos.

Los urbanizadores o la persona responsable de la ejecución de las obras,

tramitarán directamente ante las entidades competentes los permisos

correspondientes.



adecuados?

Si los materiales encontrados o las cotas especificadas no son apropiadas para el

apoyo de las estructuras o tuberías, será necesario excavar a una profundidad

adicional, la excavación se llevará hasta donde lo ordene el Interventor. Cuando se

emplee material de préstamo para lleno, éste será aprobado por el Interventor.

3. ¿Cómo se clasifican las excavaciones de acuerdo al tipo de material excavado?

Excavación en Roca

Excavación Común en Tierra, Conglomerado y Roca Descompuesta



308



defínalas.

Excavación en Roca. Se define como roca para el pago de excavaciones, aquel

material cuyo tamaño exceda de 50 cm. y la dureza y textura sean tales que no

puede excavarse por métodos diferentes de voladuras o por trabajo manual por

medio de fracturas y cuñas posteriores cuando sea necesario, según las

condiciones del lugar o las características de la roca. La excavación en roca no

tendrá subclasificación, es decir a cualquier profundidad y no se distinguirá roca

húmeda o seca.

Excavación Común en Tierra, Conglomerado y Roca Descompuesta. Es aquel

material que no se asimila a la clasificación de roca ya definida y que pueden

extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos utilizando las

herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picas,

palas, retroexcavadoras. Entre estos materiales están: arcilla, limo, arena, cascajo

y piedras con tamaño inferior a 50 cm. (20"), sin tener en cuenta el grado de

compactación o dureza y considerados en forma conjunta o independiente.


de derrumbe?

En las excavaciones que presenten peligro de derrumbarse debe colocarse un

entibado que garantice la seguridad del personal que trabaja dentro de la zanja, lo

mismo que la estabilidad de las estructuras y terrenos adyacentes. El Contratista

dotará al personal, que labore en las excavaciones, con el equipo de seguridad

industrial necesario para garantizar al máximo su integridad física. La Entidad no

se hace responsable de daños que se causen a terceros, por causas imputables al

Contratista.



309

1. ESPECIFICACIONES, REDES Y ACOMETIDAS DE

ALCANTARILLADO

Figura No. 133 Redes y Acometidas de Alcantarillad o

Tomada de http://www.ambientales.vdirect.com

1.1. ESPECIFICACIONES DE TUBERIAS PARA

ALCANTARILLADOS

Las tuberías utilizadas para la construcción de alcantarillados cumplirán lo

especificado en el manual de Normas para Diseño de Alcantarillado, o en su defecto

cumplirán con las normas ICONTEC 1328 o las normas ASTM C425-74.



310

El Interventor podrá ordenar los ensayos que estime convenientes para las tuberías y

rechazará las que se encuentren defectuosas. Los costos tanto de los ensayos como

de los materiales fallados, serán de cuenta del Contratista y se considerarán incluidos

en el precio de este ítem.

Se tomarán las precauciones necesarias para prevenir daños a las tuberías durante

su transporte y descargue. En la obra no se podrán usar las tuberías agrietadas o

defectuosas, a criterio de la Interventoría; éstas serán marcadas y retiradas del lote.

Se utilizarán tuberías del tipo de unión flexible.

Se hace énfasis en que las especificaciones de las tuberías de concreto, PVC o gres,

se ceñirán a las normas ICONTEC y/o ASTM y por consiguiente los tubos deberán

estar, al momento de su utilización, rotulados con marcas legibles que indiquen su

origen (fábrica), clase de tubo, diámetro, fecha de fabricación y resistencia.

1.2. NORMAS GENERALES DE CONSTRUCCIÓN

Para realizar la etapa de construcción, se cumplirán los requisitos exigidos en los

siguientes aspectos:

1.2.1. Aviso Previo

Los urbanizadores o la persona responsable de la ejecución de las obras, avisarán

por escrito a la jefatura de Interventoria, quince (15) días antes de iniciar la

construcción.



311

1.2.2. Acta de Iniciación

La Jefatura de Interventoría nombrará el Interventor, quien elaborará el acta de

iniciación de las obras y la firmará conjuntamente con los interesados.

1.2.3. Permisos y Señales de Peligro

Ningún trabajo de alcantarillado en las vías públicas se podrá ejecutar sin que se

hayan obtenido los permisos correspondientes de las diversas entidades estatales

que tengan que ver con este tipo de obras y colocado las señales visibles de peligro

que exige La Entidad y las demás autoridades competentes. Estos avisos sólo serán

retirados cuando la obra esté terminada. Se acatarán las disposiciones vigentes de las

autoridades referentes a reglamentación sobre excavaciones y desvíos.

Los urbanizadores o la persona responsable de la ejecución de las obras, tramitarán

directamente ante las entidades competentes los permisos correspondientes.

1.2.4. Instalación de Tuberías

La instalación de las tuberías sólo se podrá iniciar cuando se tengan las vías

explanadas por las subrasantes definitivas.

1.2.5. Ancho de las Zanjas

El ancho de las zanjas se hará conforme a lo establecido en el numeral 1.2.7.3.

1.2.6. Excavación de las Zanjas.



312

Antes de iniciar las excavaciones se verificará la nivelación y contranivelación para

obtener los cortes de construcción. Para la excavación se atenderá lo especificado en

los numerales 1.2.7.3, 1.2.7.4, 1.2.7.5 de estas especificaciones.

1.2.7. Excavaciones y Llenos Estructurales

Comprende las actividades necesarias para la ejecución de las excavaciones y su

clasificación, llenos, botada de tierra, control de aguas y otras actividades que

usualmente se presentan en la construcción.

1.2.7.1 Excavaciones

1.2.7.1.1 Consideraciones Generales.

Esta parte comprende en general, toda clase de excavación necesaria para la

construcción de las obras mostradas en los planos.

Las excavaciones se ejecutarán como se especifica en este numeral de acuerdo con

las líneas y pendientes que se muestran en los planos o como lo indique el

Interventor. Podrán ejecutarse por métodos manuales o mecánicos de acuerdo con

las normas establecidas o las indicaciones de la Interventoría. Durante el progreso del

trabajo puede ser necesario o aconsejable variar las dimensiones de las excavaciones

mostradas en los planos, contenidas en las especificaciones o recomendadas por la

Interventoría y cualquier variación en las cantidades como resultado de esos cambios,

se reconocerá al Contratista a los precios unitarios fijados en el contrato para cada

uno de los ítems de excavación. Si los materiales encontrados a las cotas

especificadas no son apropiadas para el apoyo de las estructuras o tuberías, o sea

necesario excavar a una profundidad adicional, la excavación se llevará hasta donde



313

lo ordene el Interventor. Cuando se emplee material de préstamo para lleno, éste será

aprobado por el Interventor.

Las excavaciones y sobre-excavaciones hechas para conveniencia del Contratista y

las ejecutadas sin autorización escrita de la Interventoría, así como las actividades

que sea necesario realizar para reponer las condiciones antes existentes, serán por

cuenta y riesgo del Contratista. La Entidad no reconocerá ningún exceso sobre las

líneas especificadas. Estas excavaciones y sobre-excavaciones deberán rellenarse

con material aceptable, compactado y aprobado por el Interventor.

Antes de iniciar la excavación se precisará el sitio por donde pasan las redes

existentes de servicios. Si es necesario remover alguna de estas instalaciones se

deberán desconectar todos los servicios antes de iniciar el trabajo respectivo y

proteger adecuadamente las instalaciones que van a dejarse en su lugar. También se

hará un estudio de las estructuras adyacentes para determinar y asumir los posibles

riegos que ofrezca el trabajo.

No se permitirán voladuras que puedan perjudicar los trabajos o estructuras vecinas.

Cualquier daño resultante de voladuras indiscriminadas, incluyendo alteraciones o

fracturas de materiales de fundación, o que estén fuera de las líneas de excavación,

será reparado por el Contratista a su costo.

Cuando las excavaciones presenten riesgos, sus bordes deberán ser suficientemente

resguardados por medio de vallas. Durante la noche el área de riesgos potenciales

quedará señalizada por medios luminosos y a distancias suficientes para prever el

peligro.

Los materiales resultantes de las excavaciones son propiedad de La Entidad,

igualmente las tuberías, cables, condulines (u otros que a juicio de éstas se



314

consideren de provecho), que resulten en las zanjas con motivo de la construcción o

reemplazo de redes para servicios públicos.

Al hacer excavaciones en zonas pavimentadas, no deberá mezclarse el afirmado con

los demás materiales que se puedan extraer con el fin de buscar su futura

reutilización.

El material de las excavaciones se depositará evitando, en todo momento,

obstaculizar la entrada a edificaciones. A cada lado de la zanja se deberá dejar una

faja de 0.60 m libre de tierra excavada, escombros, tubos, u otros materiales que

obstruyan la misma.

1.2.7.1.2 Clasificación de las Excavaciones Estructurales.

Si para la obra existen estudios de suelos o geológicos suficientes, al momento de

iniciar una excavación habrá una clasificación previa de la Interventoría y el

Contratista sobre la clase de material que se extraerá. Si en la ejecución de una

excavación el Contratista o la Interventoría consideran que hay un cambio en la

clasificación anterior, conjuntamente Interventor y Contratista verificarán y

reclasificarán y se medirá el material ya excavado dejando los puntos de referencias

fácilmente determinables para medir el volumen con la nueva clasificación.

Para efectos del pago, las excavaciones se clasificarán atendiendo al siguiente orden,

definiciones y denominaciones:

1.2.7.1.2.1 Por Tipo de Material Excavado.

Excavación en Roca. Se define como roca para el pago de excavaciones, aquel

material cuyo tamaño exceda de 50 cm. y la dureza y textura sean tales que no puede



315

excavarse por métodos diferentes de voladuras o por trabajo manual por medio de

fracturas y cuñas posteriores cuando sea necesario, según las condiciones del lugar o

las características de la roca. La excavación en roca no tendrá subclasificación, es

decir a cualquier profundidad y no se distinguirá roca húmeda o seca.

Excavación Común en Tierra, Conglomerado y Roca Descompuesta. Es aquel

material que no se asimila a la clasificación de roca ya definida y que pueden

extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos utilizando las

herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picas,

palas, retroexcavadoras. Entre estos materiales están: arcilla, limo, arena, cascajo y

piedras con tamaño inferior a 50 cm. (20"), sin tener en cuenta el grado de

compactación o dureza y considerados en forma conjunta o independiente.

1.2.7.1.2.2 Por Grado de Humedad.

Excavación Húmeda. Es aquella que se ejecuta por debajo del nivel freático existente

en el momento de hacer la excavación y que exige el uso continuo de equipo de

bombeo para extracción.

No se considera como excavación húmeda, la debida a lluvias, infiltraciones, fugas de

acueducto, aguas procedentes de alcantarillados existentes, aguas perdidas o de

corrientes superficiales que puedan ser corregidas o desviadas sin necesidad de

bombeo.

Excavación Seca. Se considera como seca toda excavación que no se asimile a la

definición dada para la clasificación "excavación húmeda".



316

1.2.7.1.2.3 Por Profundidad.

Excavación Hasta 2.00 m de Profundidad. Es aquélla que se hace a una profundidad

menor de 2.00 m medidos desde la superficie original del terreno excavado.

Excavación a Más de 2.00 m de Profundidad. Es la que se ejecuta a mayor

profundidad que la anterior.

Excavaciones Especiales. Son aquellas que por su profundidad y otras características

requieren de procedimientos, herramientas y equipos especiales como caisons,

cargadores de bandeja, tirfors, y similares.

1.2.7.2 Excavaciones para Fundaciones de Estructuras

1.2.7.2.1 Excavaciones en Tierra o Conglomerado.

El fondo y los taludes de excavaciones en las que va a colocarse concreto deberán

terminarse exactamente de acuerdo con las líneas y pendientes establecidas. No se

permitirá que equipos pesados trabajen a menos de 20 m. de las líneas de fondo de

las excavaciones. Inmediatamente se termine la excavación de la última capa de

material por medio de métodos manuales o equipo liviano, se colocará sobre el suelo

excavado una capa de mortero, concreto o material granular, con las especificaciones

y dimensiones que se muestran en los planos. Si no se puede colocar esta capa

inmediatamente se termine la excavación, el Contratista protegerá las superficies

expuestas de ésta con un sistema aprobado por el Interventor, en forma continua y

total, hasta tanto se coloque la capa protectora.

Se ejecutarán por métodos manuales las excavaciones que así se indiquen en los

planos y las que ordene el Interventor.



317

La profundidad de las excavaciones estará regida por los estudios de suelos, cuando

éstos se hubieren realizado; si existen dudas sobre la capacidad de soporte del

terreno en las cotas previstas, podrán llevarse a mayor profundidad, de acuerdo con la

Interventoría.

1.2.7.2.2 Excavaciones en Roca.

El fondo y los taludes de roca en los sitios en donde vaya a colocarse concreto se

excavarán de acuerdo con las líneas y dimensiones mostradas en los planos o como

lo indique el Interventor.

No se permitirá que el material excavado sobresalga de las líneas netas requeridas.

Si las sobre-excavaciones ordenadas se llenan con concreto o material seleccionado,

el pago de lleno se hará de acuerdo con el precio unitario para estos ítems.

Todas las cavidades de excavaciones en roca sobre las cuales ha de colocarse

concreto, producidas por negligencias o descuido del Contratista al hacer la

excavación, o porque haya sido necesario retirar los materiales que hubiesen sufrido

desperfectos por falta de cuidado al hacer las voladuras, o por otras operaciones

ejecutadas por el Contratista para su conveniencia se llenarán sólidamente con

concreto, siguiendo las instrucciones de la Interventoría, y por cuenta exclusiva del

Contratista.

1.2.7.3 Excavaciones de Zanjas para Acueducto, Alcantarillado, Drenajes.

1.2.7.3.1 Generalidades.

Este trabajo se ejecutará atendiendo las normas dadas en el numeral 1.2.7.1 y

comprende la remoción del suelo necesaria para la construcción de las redes de

acueducto y alcantarillado, o de las canalizaciones, tal como se muestran en los



318

planos. También incluirá la excavación requerida para las conexiones domiciliarias,

cámaras de inspección, cajas, nichos y cualquier excavación que en opinión del

Interventor sea necesaria para la correcta ejecución de las obras.

No podrá iniciarse la ejecución de zanjas en las vías públicas mientras no se hayan

obtenido los permisos correspondientes y colocado las señales visibles de peligro y

desvío que exijan las normas vigentes locales. Estos avisos sólo serán removidos

cuando la obra este terminada y se haya retirado la tierra sobrante; especial cuidado

se tendrá con las señales para que siempre estén colocadas, de forma tal que permita

a los transeúntes prever el peligro con suficiente antelación.

En las excavaciones que presenten peligro de derrumbarse debe colocarse un

entibado que garantice la seguridad del personal que trabaja dentro de la zanja, lo

mismo que la estabilidad de las estructuras y terrenos adyacentes. El Contratista

dotará al personal, que labore en las excavaciones, con el equipo de seguridad

industrial necesario para garantizar al máximo su integridad física. La Entidad no se

hace responsable de daños que se causen a terceros, por causas imputables al

Contratista.

1.2.7.3.2 Ancho de las Zanjas.

Las paredes de las zanjas se excavarán y mantendrán prácticamente verticales,

excavadas uniformemente de modo que el espacio entre las paredes y la tubería sea

igual. Se variará el ancho de las excavaciones cuando se requiera entibado de

cualquier clase y se conservarán los anchos que adelante se indican, entre las caras

que miran al centro de la zanja.



319

El ancho mínimo aconsejable de la zanja deberá mantenerse sin tener en cuenta el

tipo de suelo sobre el cual se colocará la tubería, la profundidad de la excavación, ni

el método de compactar el lleno.

Las zanjas tendrán los siguientes anchos:

Tabla No. 8 Anchos de las Zanjas

Diám. tub. mm. Diam. tub. pulg. Ancho en Metros

150 y 200 mm. (6" y 8") 0.60

250 y 300 mm. (10" y 12") 0.70

375 y 400 mm. (15" y 16") 0.80

450 mm. (18") 0.90

500 y 525 mm. (20" y 21") 1.00

600 mm. (24") 1.10

675 mm. (27") 1.20

750 mm. (30") 1.30

825 mm. (33") 1.40

900 mm. (36") 1.50

1000 mm. (40") 1.80

Tomada de las Normas ICONTEC

El ancho de las zanjas con profundidad superior a 2 m o para condiciones especiales

será definido por el Interventor, quien podrá también ordenar o autorizar la excavación

de las zanjas con taludes. En este último caso, se procurará que las paredes sean

estables. Para las zanjas excavadas con taludes, los anchos especificados se refieren

al ancho en el fondo de la zanja.



320

Para diámetros mayores a los contemplados en esta tabla, el ancho de la zanja en su

parte inferior será igual al diámetro exterior de la tubería más 0.80 m.

1.2.7.3.3 Profundidad de las Zanjas.

Las zanjas para la colocación de las tuberías de acueducto y alcantarillado tendrán las

profundidades indicadas en los planos. Cuando en la ejecución de las zanjas se

emplee equipo de excavación, las excavaciones se llevarán hasta una cota de 0.20 m

por encima de la indicada en los cortes y excavar el resto por medios manuales y en

forma cuidadosa, para no alterar la fundación y poder dar al fondo forma adecuada

para que los conductos queden completamente apoyados y no trabajen a flexión.

Si los materiales encontrados a las cotas especificadas de colocación de los

conductos no son apropiados para la fundación de los mismos, o se requiera la

colocación de concreto de atraque, la excavación se llevará hasta la profundidad

indicada por el Interventor quien también indicará el material de base a utilizar. Las

actividades adicionales ordenadas por el Interventor se medirán y pagarán

asimilándolas a los ítems y precios del contrato.

Cuando las excavaciones se hagan en roca, se llevarán hasta una cota de por lo

menos 0.10 m. por debajo de la indicada en los cortes, para rellenar este espacio con

material seleccionado que sirva de apoyo uniforme y adecuado.

1.2.7.3.4 Saneamiento de las Zanjas.

De encontrarse aguas negras en las zanjas donde vaya a extenderse la red de

acueducto, será necesario eliminarlas y desinfectar la zona contaminada y antes de

extender las redes se requerirá aprobación del Interventor.



321

Las aguas se clasifican en:

1. Aguas residuales domesticas: Siempre de idéntica naturaleza, no presentan

peligro alguno de corrosión para los tubos. Por otra parte, llevan ciertas

materias en suspensión que al depositarse en las paredes, provocan una

autoprotección de los tubos contra la agresividad ocasional de algunas aguas

con sustancias perjudiciales para las paredes de los mismos. Esas aguas

provienen de cocinas, lavaderos, sanitarios, duchas, sifones, lavamanos y

demás.

2. Aguas residuales industriales: Sus características de calidad y naturaleza

dependen de su procedencia.

Desde este punto de vista es oportuno mencionar el peligro de agresividad de

las aguas que contienen ácidos, grasas minerales u orgánicas, sales diversas.

Así pues, las aguas residuales de los laboratorios, fabricas de productos

químicos, tintorerías, talleres, garajes, deben ser objeto de un estudio detenido.

Ciertas aguas residuales pueden presentar peligros reales de contaminación

del vecindario y de ataque u obstrucción de las canalizaciones. Resulta por lo

tanto obligatorio que, mediante un sistema de depuración previa, se eliminen o

neutralicen las sustancias no admisibles en las conducciones.

Lo mismo que las aguas residuales domesticas, las aguas residuales

industriales suelen circular con caudales casi constantes en una misma red:

unas y otras deben ser sometidas a tratamientos antes de ser vertidas a

exterior.

3. Aguas lluvias: Procedentes de precipitaciones, pueden ser recogidas en su

superficie por las cubiertas, las calles, las plazas; o en profundidad, por los

drenajes.



322

Esta agua, cuya cantidad es variable, contienen a veces arenas y gravas que

pueden dañar las canalizaciones por rozamiento y desgaste mecánico.

Las aguas lluvias son neutras y no presentan peligro alguno de corrosión

química para las conducciones. Pueden además ser vertidas sin riesgo alguno

en los cauces naturales.

Las alcantarillas también llamadas cloacas presentan por lo general el punto más

importante de salud pública implícita en la planificación del sitio. La pobre eliminación

de efluente puede facilitar la propagación de enfermedades y la amenaza a los

asentamientos adyacentes. Dependerá de cómo se maneje el problema del sitio, de la

capacidad del gobierno local para extender las cloacas, el nivel del costo de la

construcción para incorporar tal infraestructura y otros factores. Por lo menos, es

importante ver al futuro haciendo enlaces de cloacas posibles, aun si se han planeado

otras formas de eliminación desde el principio. Idealmente, una construcción ideal

debe usar un sistema centralizado de recolección de aguas negras y tratamiento para

minimizar los problemas de filtrado y contaminación del agua subterránea.

Si no se ha instalado un sistema de aguas negras al principio, las casas individuales

deberán tener por lo menos una conexión subterránea pre instalada a la orilla de la

calle para facilitar conexiones futuras. En lugar de cloacas, los tanques sépticos

frecuentemente presentan amenazas a largo plazo para la pureza de los suministro de

agua subterránea subyacentes y por lo tanto son más problemáticos como una

solución para la eliminación de las aguas negras.

El diseño del lote y de la calle debe considerar la necesidad de usar el flujo de la

gravedad para operar un sistema de cloacas y así orientar el drenaje en descenso en

lo posible hacia una instalación de tratamiento en el lado bajo del sitio. Se debe

procurar suficiente espacio para una facilidad de tamaño adecuado para manejar la

demanda, la cual deberá proyectarse como parte de la planificación del sitio. Si es



323

posible dirigir las aguas negras fuera del sitio a una facilidad de tratamiento municipal,

esa opción se debe tomar en cuenta.

Los diseñadores deben tomar en cuenta las realidades locales dentro de la región.

Los tanques sépticos son todavía una solución requeridos por norma en lugares

donde no hay una red de alcantarillado, por ejemplo, las plantas de tratamiento

dependen de la electricidad y si los apagones son un problema, ellas inevitablemente

tendrán que tener su propio sistema de respaldo o quedar sujetas a interrupciones en

su operación. Otro modelo posible que puede ser investigado es el uso de “filtros

verdes,” o tratamiento biológico de los desechos, los cuales al menos tienen menos

requerimientos de capital y dar beneficios ecológicos mayores si pueden ser

adaptados a la construcción del sitio. Ello probablemente requerirá alguna educación,

sin embargo, acerca de su diseño y funcionalidad, al igual que la participación de un

consultor conocedor acerca de tales productos.

La ejecución de una zanja y su rellenado dependen de los siguientes parámetros:

� Medio, (urbano, o rural),

� Características de la tubería (material, tipo de junta y diámetro),

� Naturaleza del terreno (con o sin agua),

� Profundidad de colocación.

Las recomendaciones para la instalación que se indican a continuación son las que se

suelen prescribir para las cañerias de hierro fundido dúctil.

Obras preparatorias

Después del estudio completo del entorno y acuerdos con los diversos concesionarios

(telecomunicaciones, eletricidad...), el contratista materializa, en el terreno, el diseño y



324

el perfil de la cañeria a instalar, de conformidad con el proyecto, y comprueba la

concordancia entre las hipótesis del mismo y las condiciones de ejecución.

Apertura de la zanja

En zonas de calzada, prever la rotura de la misma, con recortes prévios de los bordes

de la zanja, para evitar la degradación de las partes colindantes. El ancho debe ser

ligeramente superior al de la zanja. La excavación de la zanja se efectua

generalmente con ayuda de una pala retroexcavadora, cuyas características deben

ser adaptadas al diámetro del caño, al medio y a la profundidad de la excavación.

Anchura de la zanja

La anchura de la zanja es función de la naturaleza del terreno, de la profundidad de

colocación y del método de sujección y compactación.

Durante la ejecución, se debe tener cuidado para:

Estabilizar las paredes de la zanja, mediante tablaestacado o enmaderado, o bien por

taludes, eliminar los vacíos de los flancos de los taludes para evitar que caigan

bloques de tierra o de roca, colocar el material removido, a una distancia de 0,4

metros del borde de la zanja.



325

Profundidad de la zanja

Figura No. 134 Profundidad de la zanja

Tomada de http://www.saint-govain.com

Salvo indicación contraria, la profundidad normal de las zanjas es la que resulta de

una altura de tapada no inferior a 0,8m, a partir de la generatriz superior del caño. A

retirar antes de la instalación.

Naturaleza de los terrenos

Los terrenos pueden clasificarse en tres grandes categorías, en función de su

cohesión:



326

a. Terrenos rocosos

Figura No. 135 Terrenos Rocosos


Poseen una cohesión muy grande, que complica el trabajo de excavación, pero que

no excluye la posiblilidad de desprendimientos. A veces presentan fisuras que pueden

provocar caída de bloques enteros.

b. Terrenos blandos

Figura No. 136 Terrenos Blandos




327

Son los más numerosos, presentan cierta cohesión que, durante las obras de

excavación, les permite mantenerse algún tiempo. Esta cohesión puede variar muy

rápidamente bajo los factores ya citados (llegada de agua, paso de maquinaria,etc.):

son posibles los desprendimientos.

c. Terrenos sueltos

Figura No. 137 Terrenos Sueltos


Son terrenos desprovistos de cohesión, como arena seca, lodos o rellenos

recientemente depositados. Se caen prácticamente en el acto. Cualquier obra en

estos terrenos requiere procedimientos especiales.

Es imprescindible protegerse contra cualquier riesgo de desprendimiento:

� Bien haciendo taludes.

� Bien protegiendo las paredes de la zanja.

� La adopción del tipo de precauciones referentes a las paredes de la zanja también

depende del medio (urbano o rural) y de la profundidad de colocación.



328

Ejecución en taludes

Figura No. 138 Terrenos Rocosos


Pocas veces utilizada en el medio urbano, debido a las superficies que requiere. La

realización de taludes consiste en dar a las paredes una inclinación denominada

ángulo de talud, que debe aproximarse al ángulo de frotamiento interno del terreno.

Este ángulo varía con la naturaleza de los terrenos hallados.

Protección de las excavaciones

Las técnicas de protección de las excavaciones son numerosas y es importante

estudiarlas y adaptarlas antes de comenzar las obras.

La protección debe realizarse en los casos previstos por la reglamentación vigente o,

de manera general, cuando lo requiera la naturaleza del terreno.

Técnicas de protección más comunes

� Tableros de madera hechos con elementos prefabricados.

� Entibados de madera o metálicos.



329

� Tablaestacas.

Fondo de zanja

El fondo de la excavación debe nivelarse de conformidad con el perfil longitudinal de

la cañería y quedar libre de cualquier material rocoso o de mampostería. Comprobar

que el apoyo del caño en el suelo éste regularmente distribuido en toda su longitud.

En los casos de la junta mecánica (JM) y de la junta acerrojada externa (JTE), es

necesario realizar nichos destinados a facilitar el montaje.

Presencia de agua:

1. Suelo 2. Bombeo 3. Protección de las excavaciones 4. Caño de aspiración 5. Nível estático 6. Zona seca 7. Nivel dinámico

Figura No. 139 Trabajo en presencia de agua


La excavación debe empezar a ser hecha desde el nivel más bajo hacia el más alto,

de manera de permitir la auto-evacuación del agua del fondo de la zanja. Cuando la

excavación es realizada en un terreno saturado de agua (capa freática), puede ser

necesario evacuar las aguas de la zanja por bombeo (directamente desde la zanja o

en un pozo lateral).



330

Figura No. 140 Evacuación de las aguas de la zanja por bombeo


Lecho de asiento

Figura No. 141 Lecho de asiento


El fondo de la excavación constituye la zona de asiento del caño. Si el suelo existente

es relativamente homogéneo, es posible colocar el caño en el fondo de la zanja como

se acaba de describir.



331

Lecho de asiento: grava o arena

Figura No. 142 Lecho de asiento en grava o arena


Es conveniente asegurarse del perfecto apoyo del caño, en especial para los grandes

diámetros. Cuando el fondo de la zanja no se presta para la colocación directa, se

debe ejecutar un lecho de asiento de grava o de arena cuyo espesor es del orden de

los 10 cm.

Zona de relleno alrededor del caño

1. Relleno superior

2. Relleno de sujección

3. LLecho de asiento

Figura No. 143 Zona de relleno alrededor del caño




332

Se distinguen:

El relleno de sujección (resistencia a la ovalización únicamente en el caso de los

grandes diámetros), realizado con material extraído durante la excavación o con

material de préstamo, el relleno de protección (en el caso de terrenos de

granulometría muy heterogénea), efectuado con tierra tamizada o arena; este relleno

puede actuar como protección y sujeción.

Zona de relleno superior

Por lo general se va llenando con la tierra sacada sin compactar (caso general), o con

materiales de aporte compactados (por debajo de calzada).

1.2.7.3.5 Medida y Pago.

La medida de las excavaciones se hará por metro cúbico (m3) de material excavado,

medido en su posición original, de acuerdo con los alineamientos, pendientes, cotas y

dimensiones indicadas en los pliegos, mostradas en los planos o autorizadas por el

Interventor. Para la medida del volumen de excavación se aplicará la fórmula

prismoidal al material "en el sitio", en las condiciones antes señaladas y su pago se

hará a los precios contemplados en el contrato para las siguientes clasificaciones:

� Excavación en material común seco hasta 2.00 m de profundidad.

� Excavación en material común seco a más de 2.00 m de profundidad.

� Excavación en material común húmedo hasta 2.00 m de profundidad.

� Excavación en material común húmedo a más de 2.00 m de profundidad.

� Excavación en roca a cualquier profundidad.



333

Se pagará el mismo precio para excavaciones hechas a mano y para las que se

ejecutan utilizando equipo mecánico.

Los precios para excavaciones deberán incluir, además de la excavación misma, las

operaciones contempladas en estas especificaciones para "Remoción de derrumbes",

"Control de aguas lluvias, de infiltraciones y servidas", el costo de los equipos,

herramientas, materiales, mano de obra y los demás costos directos e indirectos

necesarios para ejecutar las excavaciones de acuerdo con estas especificaciones.

1.2.7.4 Alineamientos Horizontales y Verticales de Redes y Canalizaciones

1.2.7.4.1 Generalidades.

Las redes de: acueducto, alcantarillado y las canalizaciones de teléfonos y energía no

podrán ir por la misma zanja; la distancia horizontal libre mínima entre el alcantarillado

de aguas residuales y el acueducto será de 1.50 m; entre las aguas lluvias y el

acueducto de 1.00 m y entre el alcantarillado de aguas lluvias y el de aguas residuales

1.50 m. La distancia desde las redes de acueducto y de alcantarillado hasta las

canalizaciones de teléfonos y de energía serán las especificadas en las respectivas

normas de diseño o definidas por la Interventoría.

Los alineamientos horizontales y verticales de las redes de: acueducto, alcantarillado

y las canalizaciones de teléfonos y energía, serán los que aparecen en los planos o

los que indique la Interventoría, teniendo en cuenta los siguientes límites de

profundidades.



334

1.2.7.4.2 Acueducto.

La profundidad mínima a la clave será de un (1) metro y la máxima no será superior a

1.30 m. En casos especiales como: vías para tráfico pesado, cruces ferroviarios, o

cualquier zona donde pueda transmitirse vibración, se colocará la tubería a la cota

que indique el Interventor; su localización será de la siguiente manera: en las carreras

por el costado oriental, en las calles por el costado norte; ocupando una franja mínima

de 2.00 m, cuando se trata de una sola calzada.

1.2.7.4.3 Alcantarillado.

En las vías que lleven red doble (ver Figura No. 144, 145, 146, 147, 148 y 149,

tipología vial) la profundidad del alcantarillado de aguas lluvias no será menor de 1.20

m a la clave y la del de aguas residuales no será menor de 1.60 m a la clave.



335

Parámetro

Ant. Anden Z. Verde Calzada

1

3.00

3.502.00 10.50

4 5

10.003.00

42.00 m (1a. Etapa)

Separador

C

Calzada

10.50 3.50 2.00

Parámetro

1

3.003.00

Figura No. 144 Red de Alcantarillado

Tomada del Manual de Normas para Diseño de Alcantarillado ICONTEC



336





337





338





339





340

Pretenciones oposic iones





341

Para los casos críticos de construcción donde sea imposible colocar la clave de la

tubería a más de 1.20 m de profundidad.

En ningún caso, aún cuando se emplee empotramiento, la profundidad a la clave será

inferior a 0.60 m.

Cuando la profundidad de un colector supere las profundidades permisibles a la clave

deberá presentarse un análisis de carga para determinar la clase de tubería a utilizar

conforme con las Normas ICONTEC si las hubiese o ASTM, DIN u otra. Además,

deberán indicarse en los planos las obras de defensa necesarias para las propiedades

adyacentes a los trabajos y deberán quedar bien referenciadas en el plano récord de

entrega de trabajos por parte del Contratista.

Siempre que se presente un cruce de un alcantarillado con una tubería de acueducto,

la primera de ellas deberá ir a mayor profundidad.

Su localización será de acuerdo con lo siguiente: Aguas lluvias por el costado norte de

las calles y por el costado oriental en las carreras. Aguas negras por el costado sur en

las calles y por el costado occidental en las carreras.

1.2.7.5 Entibados y Derrumbes en Excavaciones de Zanjas

1.2.7.5.1 Entibado.

El entibado para las excavaciones será de materiales aceptados por la Interventoría.

Las excavaciones serán entibadas cuando sea necesario: para prevenir el

deslizamiento de material, impedir daño a la obra o a propiedades adyacentes,



342

proporcionar condiciones seguras de trabajo y facilitar el avance del mismo. Los

arriostramientos serán hechos en forma que no se ejerza ningún esfuerzo en las

partes de la obra terminada y hasta que la construcción general haya adelantado lo

suficiente como para proporcionar amplia resistencia. Si el Interventor considera que

en cualquier zona, el entibado es insuficiente para el fin a que se le destina, podrá

ordenar que se aumente. Durante todo el tiempo, el Contratista deberá disponer de

materiales suficientes y adecuados para esta labor.

El Contratista cumplirá en su totalidad las normas de seguridad sobre rotura de zanjas

que tienen establecidas La Entidad y las demás autoridades competentes y será

responsable por: daños y perjuicios, la seguridad de las estructuras adyacentes, las

personas y las vecindades.

Especial precaución se tendrá con las redes subterráneas de energía y teléfonos,

para evitar daños y accidentes. Las dudas serán consultadas con la Interventoría.

En general, el entibado y arriostramiento serán extraídos a medida que se rellene y

consolide la excavación, para evitar así, el derrumbe de los taludes o se afecte a

estructuras o áreas adyacentes. Los vacíos dejados por la extracción del entibado,

serán rellenados cuidadosamente por inyecciones, apisonado o en la forma que

indique el Interventor. Para la extracción de cualquier entibado o arriostramiento, se

requerirá la autorización del Interventor. Tal autorización no relevará al Contratista de

su responsabilidad por daños que puedan ocurrir a las obras o al personal por no

haber dejado el entibado y arriostramiento en su lugar.

Cuando lo estime necesario, el Interventor podrá ordenar por escrito que todo o parte

del entibado colocado sea dejado en el sitio y en este caso, será cortado a la altura

que se ordene, pero por lo general tales cortes serán realizados 0.40 m por debajo de



343

la superficie original del terreno. El arriostramiento que quede en el lugar se dejará

bien ajustado.

El Contratista entibará las zanjas en todos los tramos y en la longitud que sea

necesaria por la naturaleza del terreno, de acuerdo con las órdenes que reciba de la

Interventoría; si el Contratista no ha recibido la orden de entibar cuando ello sea

necesario, procederá a realizar esta operación justificándola posteriormente ante la

misma Interventoría. El entibado se colocará en forma continua (toda la pared

cubierta) o discontinua (las paredes cubiertas parcialmente) según lo requieran las

condiciones del terreno o de las vecindades. En este último caso se computarán, para

efectos de pago, las áreas netas cubiertas por el entibado. Los materiales empleados

para el entibado serán de buena calidad; y si son en madera deben tener las

dimensiones mínimas siguientes: 25 mm. (1") de espesor para los tablones, sección

de 100 x 100 mm. (4" x 4") para los cuadros, y distanciados máximo un (1) metro,

sección de 100 mm. (4") de diámetro para los tacos. De todas maneras el Contratista

velará y será el responsable en cuanto a que las dimensiones y calidad de la madera

sean las adecuadas para garantizar la resistencia requerida. El espaciamiento entre

soportes será tal que no estorbe la colocación de la tubería.

1.2.7.5.2 Derrumbes.

Teniendo en cuenta que el Contratista tiene la responsabilidad de colocar entibado en

la cantidad que se requiere con el fin de evitar derrumbes, los costos que se deriven

de ellos serán parte del valor unitario de la propuesta.

1.2.7.5.3 Medida y Pago.

El entibado se pagará por metro cuadrado (m2) de pared cubierta aceptada por el

Interventor, a los precios estipulados en el contrato para los siguientes ítems:



344

"Entibado permanente" aquel que se deja en el sitio para prevenir daños.

"Entibado temporal" aquel que se retira al ejecutar el lleno.

Dichos precios incluyen los costos directos e indirectos que sean necesarios para la

ejecución del entibado

No se pagará como entibado aquella parte del mismo que sobresalga de la superficie

del terreno ni las superficies de pared descubiertas.

1.2.8. Entibado y Apuntalamiento de las zanjas

Cuando las excavaciones presenten, peligro de derrumbarse, se procederá a colocar

a medida que avance la excavación, un entibado que garantice la seguridad del

personal que trabaja dentro de las zanjas, lo mismo que la estabilidad de las

estructuras adyacentes.

Antes de comenzar con el trabajo, es necesario tener en cuenta una serie de

medidas:

1.2.8.1 Medidas Preliminares

1. Examinar las características del terreno.

2. Asegurarse de la ubicación de todas las instalaciones del subsuelo que entrañen

peligro.

3. Cortar o desplazar en lo posible estos suministros.

4. Si no fuera posible esto, vallarlos o colgarlos.

5. Limpiar el terreno de árboles, piedras y demás obstáculos.

6. Vallar y señalizar la excavación.



345

1.2.8.2 Procedimientos Generales

1. No trabajar en un plano muy inclinado si el terreno no ofrece apoyo seguro para los

pies, en cuyo caso se deberán usar andamios o cinturones de seguridad.

2. No trabajar debajo de masas que sobresalgan horizontalmente.

3. Examinar las paredes de excavaciones después de:

� una interrupción del trabajo prolongada

� una operación de voladura

� un desprendimiento de tierra

� fuertes lluvias

4. Si se encuentran capas de tierra poco consistentes o grandes bloques de roca,

estos deben removerse comenzando desde la parte superior de la excavación.

5. Evitar la presencia de agua.

6. De existir riesgo de inundación o desmoronamiento, prever más de una vía de

escape segura para los trabajadores.

7. No penetrar en alcantarillas, pozos, aljibes, etc. sin comprobar las condiciones de

la atmósfera interior.

8. El personal que descienda a comprobar la atmósfera debe ir equipado con

cinturón de seguridad, cable salvavidas y aparato respiratorio.

9. No utilizar motores a explosión dentro de excavaciones estrechas.

Figura No. 149a Motores a explosión dentro de excavaciones estrechas

Tomada www. Itcito.it/actrav/osh-es



346

10. No amontonar materiales en los bordes de una excavación.

11. No desplazar cargas, instalaciones ni equipo cerca del borde de una excavación

si existe riesgo de desmoronamiento.

1.2.8.3 Muros de contención y trabajos entre medianeras

1. Los desniveles de terreno deben protegerse mediante taludes apropiados o

apuntalamientos.

2. Examinar las propiedades colindantes para detectar:

� defectos estructurales

� asentamientos irregulares

� grietas preexistentes

3. Tomar fotografías y levantar acta notarial sobre el estado preexistente de las

construcciones adyacentes.

4. Las construcciones adyacentes deben ser apuntaladas para que no asienten ni

tengan movimientos laterales.

Figura No. 149b Apuntalado de Muro de Contención y Zanja




347

5. Se debe proteger contra la lluvia:

� los cimientos por socavación

� las medianeras por filtraciones

6. Los taludes sobre aceras y calles se deben apuntalar considerando los vehículos

que sobre ella circulan.

7. Los apuntalamientos muy peligrosos deben estar calculados por un profesional.

8. Se debe constatar que:

� los puntales estén asentados en terreno firme

� las descargas sean normales al terreno

� los puntales estén arriostrados entre sí

9. Disponer un espacio para desechar el material de las excavaciones y una ruta para

su acarreo.

10. Donde haya presencia de humedad los trabajadores deben disponer de botas y

ropa impermeable.

11. No trabajar de noche.

12. Los obreros deberán dar aviso ante cualquier indicio de debilidad de los

apuntalamientos o taludes.

13. Ante una irregularidad:

� señalizar el riesgo

� evacuar la excavación

� averiguar las causas

� recalcular las entibaciones

1.2.8.4 Zanjas

A partir de 1,5m. de profundidad deben apuntalarse las paredes de toda zanja si no se

adopta ángulo de talud natural.



348

Figura No. 149c Construcción de zanja


Como mínimo dicha anchura debe ser:

� hasta 1,00m de profundidad

� 0,65m hasta 1,50m de profundidad




� 1,00m para más de 4,00m de profundidad



349

1. A partir de 1,2m. de profundidad deben colocarse escaleras a no más de 15m. de

distancias entre ellas, que descansen en el fondo y sobresalgan 1m. de la excavación.

2. Los trabajadores deben distanciarse más de 3m. en el sentido longitudinal de la

zanja para trabajar en ella.

3. Si se usa un equipo mecánico para realizar la excavación, la entibación debe

efectuarse lo más cerca posible al avance del trabajo.

4. La entibación debe mantenerse todo el tiempo posible, y no desmontarse hasta

que la zanja esté lista para ser tapada.

5. Cuando las capas halladas son de diferente consistencia se efectúan los entibados

con tablas verticales u horizontales

6. La entibación debe hacerse de acuerdo con las características del terreno.

7. No apoyar nada sobre los codales ni usarlos como escalones a menos que sean

concebidos para ello.

1.2.8.5 Movimiento de tierras en galería

La realización de los movimientos de tierra en galería implica la ejecución de una

entibación o de un enmaderado.

1.2.8.6 Pozos

1. Encofrar las paredes de los pozos a medida que se profundiza, sin que la distancia

descubierta sea superior a 1,5m.

2. El tablestacado se hará según las características del terreno.

3. Proveer una escalera para todo pozo de más de 1,2m.

4. Si fuera necesario, bombear constantemente un pozo; se debe disponer de equipo

auxiliar de bombeo



350

Figura No. 149d Construcción de Pozos


5. Guiar los baldes con materiales durante su izado para que no golpee las paredes

de la entibación.

6. Ningún trabajador debe permanecer en un pozo mientras se utilice equipo de

profundización mecánico.

7. Los trabajadores empleados deben protegerse contra la caída de objetos.



351

8. Mantener separados con un tabique el equipo de izado y las escaleras de acceso

si se usan al mismo tiempo.

9. No se debe:

� llenar los cubos hasta el borde

� transportar personal en los cubos

10. Es conveniente:

� amarrar los objetos que sobresalgan del cubo al cable.

� prever suficiente espacio libre entre la polea y el cubo cuando éste se

encuentra en lo alto del pozo.

� utilizar equipo protector compuesto por casco, guantes y gafas por parte de los

perforadores.

11. Las bocas de los pozos deben:

� ser señalizadas

� protegerse con baranda y rodapié

� poseer terraplén contra la entrada de agua.

1.2.9. Drenaje de las Zanjas

Durante la instalación de la tubería, la zanja deberá estar completamente seca; en

caso que algunas aguas corran por la misma zanja, ésta se podrá ampliar, con

autorización del Interventor, para conducir el agua por un costado de la zanja

empleando tuberías, canoas o filtros.

Cuando aparezcan aguas de infiltración en la zanja, se empleará un sistema

adecuado para bajar el nivel freático mientras se efectúan los trabajos. Este

procedimiento se podrá omitir cuando las juntas de las tuberías sean flexibles y

estancas. Por ningún motivo las aguas de infiltración se dejarán conectadas a los

alcantarillados.



352

1.2.10. Cimentación de las Tuberías.

Si la fundación es en tierra buena y firme, la tierra será cortada en forma tal, que

proporcione un apoyo completo al tercio inferior de cada tubo y debajo de cada

campana se abrirá un nicho que permita el apoyo de la campana y la revisión de la

unión.

Si la fundación es en roca, se colocará sobre ésta un lecho de concreto o arenilla. El

espesor de este lecho no será menor de 0.10 m y las tuberías se colocarán sobre el

lecho de manera que, por lo menos el tercio inferior de cada tubería quede apoyado

en toda su longitud.

Para asegurar una fundación firme, en caso de que la excavación se haya hecho más

profunda de lo necesario, se deberá rellenar la sobre-excavación con concreto

ciclópeo.

Si no hay buena fundación natural, las tuberías se colocarán en un lecho de concreto,

sostenido en una fundación llevada hasta un suelo de resistencia satisfactoria, o

apoyadas en una estructura diseñada para transmitir el peso de la tubería y de su

carga a un apoyo firme.

1.2.11. Colocación de las Tuberías

Antes de iniciar la colocación, las tuberías serán limpiadas cuidadosamente de lodos y

otras materias extrañas, tanto en la campana como en el espigo.

Se iniciará la colocación de las tuberías partiendo de las cotas más bajas de la red

hasta las más altas y teniendo en cuenta que la campana ocupe el extremo superior

de cada tubo.



353

Cuando la zanja quede abierta durante la noche, o la colocación de tuberías se

suspenda, los extremos de los tubos se mantendrán parcialmente cerrados para evitar

que penetren basuras, barro y sustancias extrañas y para que permitan el drenaje de

las mismas.

1.2.12. Juntas de las Tuberías

Las juntas de las tuberías serán únicamente con empaque de caucho colocado en

forma de anillo continuo, que encaje ajustado dentro del espacio anular existente

entre las superficies traslapadas de la junta ensamblada, en la tubería y sometido a

presión al entrar el espigo en la campana. Cumplirá la norma ICONTEC 1328.

El empaque será un anillo vulcanizado y será el único elemento del cual dependa que

las juntas sean flexibles y estancas, cumplirá la norma ICONTEC 1328.

Las juntas flexibles para la tubería de gres cumplirán con la última revisión de la

norma ASTM C425-74

Debajo de la campana de cada tubería se abrirá un nicho en el terreno, para que el

operario pueda introducir la mano por debajo con el fin de revisar satisfactoriamente la

junta.

Se usará empaque de caucho para todos los tipos de alcantarillado.



354

1.2.13. Nivelación

Antes de proceder con el relleno de las zanjas, la nivelación de todas las tuberías

instaladas será revisada.

El error máximo tolerable en las cotas de bateas, por cada tramo de 10 m de tubería

colocada será:

Para pendientes comprendidas entre el 0.1% y el 1.0% se admitirá un error que va de

1.0 mm. a 10.0 mm., entre el 1.0% y el 5.0% el error será hasta 15.0 mm. y para las

mayores del 5.0%, hasta 20.0 mm.

Para el chequeo de tramos con longitud diferente a 10.0 m, el máximo tolerable será

proporcional a los valores anteriores.

Para el chequeo de dos tramos consecutivos el error acumulado será menor al

máximo permitido para el tramo de mayor longitud.

El error máximo acumulado entre dos cámaras será 20.0 mm. de tal manera que no

elimine la menor escala en la cámara de inspección superior.

1.2.14. Relleno de las Zanjas.

El relleno de la zanja se podrá iniciar sólo cuando el Ingeniero Interventor lo autorice.

El material de relleno se seleccionará y depositará previendo la seguridad futura de

las tuberías. Para el relleno se usará tierra libre de desperdicios, materia orgánica,

piedras, basura y otros materiales fangosos o inapropiados. La densidad seca mínima

del material a colocar será la que corresponda al 85% del ensayo Proctor Estándar.



355

Esta densidad nunca será menor de 1.5. El relleno se hará en capas de 0.10 m

sólidamente apisonadas. Cuando las zanjas se abran en calles pavimentadas, la capa

de afirmado será de material de base y de 0.30 m de espesor o el aprobado por la

Secretaría de Obras Públicas y las Normas Generales para la construcción de

pavimentos de La Entidad. Al rellenar no deberán quedar en contacto con las tuberías.

No se permitirá caminar o trabajar sobre las tuberías instaladas, excepto lo necesario

para el relleno y apisonado, y solamente cuando aquél alcance una altura de 0.30 m

sobre la clave de las tuberías.

El relleno de las zanjas se hará simultáneamente a ambos lados de las tuberías, de tal

manera que no se produzcan presiones laterales.

Los primeros 0.30 m sobre la clave se apisonarán manualmente y a partir de allí con

equipos mecánicos de compactación.

No se permitirá acumular materiales a menos de 0.60 m del borde de la zanja.

1.2.15. Formaletas

Las formaletas para cámaras de inspección y cajas pluviales serán metálicas, sólidas,

adecuadamente arriostradas y amarradas, de manera que mantengan su posición,

forma y resistan todas las presiones a las cuales puedan ser sometidas.

La superficie interior de las formaletas debe limpiarse completamente, humedecerse y

aceitarse antes de colocar el concreto



356

Responsabilidad Civil

El urbanizador o la persona interesada en la ejecución de las obras, será responsable

por los daños a terceros que se ocasionen durante la ejecución de las obras.

1.2.16. Prueba de la Tubería

La Interventoría, con la asistencia del Contratista, probará las tuberías con el fin de

corregir las infiltraciones o fugas. La realización de las pruebas se hará de forma que

se reduzcan al mínimo, las interferencias con los trabajos en ejecución.

El Contratista avisará oportunamente cuando puede procederse a probar las tuberías,

para lo cual suministrará los equipos, accesorios y el personal que se. requiera. Será

requisito necesario para el pago final de uno o más tramos de tubería instalada, el que

las pruebas hayan sido efectuadas en conjunto con la Interventoría con resultados

satisfactorios.

La prueba de infiltración se hará cuando el nivel freático está por encima de las

tuberías y consistirá en medir la cantidad de agua infiltrada en una determinada

longitud de tubería taponada en ambos extremos, superior e inferior. La medición del

agua se hará por cualquier método que garantice una precisión aceptable. Antes de

iniciar la prueba, el tramo de tubería que va a ensayarse se dejará saturar de agua

para evitar que la absorción de ésta, por la tubería de concreto afecte los resultados.

Una vez producida la saturación se procederá a extraer el agua de la tubería con el fin

de iniciar la prueba.

Si el nivel freático en el momento de la prueba está por debajo del alcantarillado, se

efectuará la prueba de fugas mediante sello provisional del alcantarillado en la cámara

situada en el extremo inferior del tramo a probarse, y luego llenando la alcantarilla con



357

agua hasta una altura de 0.30 metros por encima de la clave, en la cámara de la parte

superior del tramo que se prueba. La fuga será la cantidad medida de agua que sea

necesario agregar para mantener el nivel a esa altura. El tiempo mínimo para las

pruebas será de 4 horas, con lecturas a intervalos de 30 minutos. Al calcular la

longitud de alcantarillas que contribuyen con infiltración, se incluirán las longitudes de

las conexiones domiciliarias si las hubieren, en la longitud total.

Una vez realizada la prueba, el criterio de aceptación de la tubería será el que se

indica más adelante. La infiltración máxima permisible, en litros por hora por metro de

tubería será:

Tabla No. 9 Diametro Vs Lts/h/m

Diámetro de la Tubería Lts/h/m

150mm (6") 0.14

200mm (8") 0.19

250mm (10") 0.23

300mm (12") 0.28

375mm (15") 0.36

450mm (18") 0.42

500mm (20") 0.47

600mm (24") 0.56


Los valores anteriores han de considerarse como normas generales quedando a juicio

del Interventor cualquier situación especial. Sin embargo, se advierte al Contratista

que el exceder los valores anotados será motivo para rechazar la tubería y por lo tanto



358

procederá a hacer las reparaciones en las juntas o inclusive a variar el sistema y

material de la junta

El Interventor podrá exonerar de pruebas determinados tramos de tubería, cuando la

obra haya sido construida cumpliendo la totalidad de las especificaciones.

1.2.17. Reparación de Uniones de Tubería

Si las infiltraciones o fugas exceden los valores máximos permisibles, el contratista

procederá a localizar las tuberías y uniones defectuosas y las reparará. Si no se

pueden localizar las uniones defectuosas, y aún después de repetir la prueba se

exceden dichos valores, el Contratista, con autorización del Interventor, procederá a

remover y reconstruir toda la tubería original hasta obtener una infiltración menor del

máximo permisible. Antes de llegar a esta decisión se asegurará que la tubería

cumple los requisitos de absorción y permeabilidad. Los costos de la reparación serán

por cuenta del Contratista.

1.2.18. Medida y Pago

La medida será por metro (m), la cual se hará por proyección horizontal de la tubería y

entre centros de cámaras. El pago se hará a los precios unitarios, cotizados para cada

tipo de tubería; dichos precios incluyen todos los costos directos e indirectos, además

de los ensayos y todos los otros gastos, que tenga que hacer el Contratista para su

entrega.



359

1.3. CONSTRUCCIÓN DE OBRAS ACCESORIAS

Se considerarán los requisitos de construcción relacionados con las siguientes obras

accesorias:

1.3.1. Cámaras de inspección

1.3.1.1. Normas Generales de Construcción

Las cámaras de inspección serán de hormigón simple y se construirán de acuerdo con

el diseño correspondiente a la figura No. 150 para tuberías de 200 mm (8") a 750 mm

(30"). Serán de concreto 210 kgf/cm2 a la compresión. La cimentación consistirá en

una mesa de 0.20 m de espesor (y de diámetro 1.76 m). Sobre esta mesa se

construirán las cañuelas de transición, cuya forma será semicircular con pendiente

uniforme, igual o mayor que la tubería aguas arriba y con altura hasta medio tubo. Las

cámaras de inspección estarán provistas de ganchos para facilitar su inspección,

espaciados como se indica en la figura No. 150.



360

0.0810 3/8” repartidasuniformemente.f y = 2800 kgf/ cm

0.600.20

0.74

0.08 0.08

0.080.10

0.60

1.20

15%

0.20

0.20

0.08

2

2

0.05

0.05

Figura No. 150 Cámara de Inspección


Los ganchos serán de acero al carbono PDR-40 y cumplirán la norma ICONTEC 161.

Además se les aplicará una capa de removedor de óxido, luego dos capas de base

anticorrosiva y finalmente dos capas de acabado de pintura epóxica sin disolver.

Para tuberías de 800 mm (32") y mayores las cámaras de inspección se construirán

de 1.50 m de diámetro según figura No. 151 o esquemas especiales que se elaboren.



361

Figura No. 151 Cámara de Inspección


Las cámaras de inspección podrán ser prefabricadas o fabricadas en el sitio.

1.3.1.2. Medida y Pago

La unidad de medida será el metro (m) tomado por el eje de la cámara. El pago se

hará por el precio unitario establecido en el formulario de la propuesta e incluye: los

costos directos e indirectos para la construcción de la cámara acorde con las

especificaciones. El conjunto tapa-anillo se paga en el ítem respectivo.



362

1.3.2. Cámaras de Caída

Se construirán cámaras de caída cuando haya un desnivel de 0.60 m entre las

proyecciones al centro de la cámara, de la batea del tubo de salida y la batea del tubo

de entrada, según figura No. 152.

La tubería principal se unirá al fondo de la cámara con un tubo bajante, cuyo diámetro

será igual al de aquella. Tendrá como mínimo 200 mm (8") y se conectará a la tubería

principal por medio de una sección cuya forma y dimensiones se indican en la figura

No. 153. Dicho tubo será colocado por fuera de la cámara y en el mismo plano vertical

de la tubería principal, la cual se prolongará con su pendiente original hasta la pared

interior de la cámara, con el objeto de facilitar la inspección del conducto.



363

0.855

0.20

0.08

Figura No. 152 Cámara de Caída




364

0.05

0.12 0.03

0.40 0.12

0.90A A

0.60

Figura No. 153 Sumidero




365

1.3.2.1. Medida y Pago

La unidad de medida será el metro (m), tomado por el eje de la cámara de caída

(bajante); el pago se hará de acuerdo con el precio unitario establecido por el

Contratista en el formulario de la propuesta; el precio incluye: Tubería, caja de

empalme correspondiente, concreto de atraque del bajante, excavación, relleno,

rotura de paredes de la cámara adyacente y todos los demás costos directos e

indirectos; la cámara de inspección adyacente se paga por separado y de acuerdo

con el ítem respectivo.

1.3.3. Normas para las Tapas de Hormigón

El conjunto tapa-anillo para las cámaras de inspección será únicamente del tipo de

hormigón reforzado como se indica en la figura No. 154.



366

Figura No. 154 Tapa de Hormigón




367

El conjunto comprende dos (2) elementos básicos: la tapa propiamente dicha y el

anillo.

El anillo irá unido con mortero al cono de la cámara con el objeto de permitir la

entrada de aire y la salida de gases; la tapa contará con cuatro orificios cónicos de

diámetro 25 mm (1"), tal como se muestra en las figuras Nos. 155 y 156.



368





369





370

El hormigón para el vaciado de cada uno de los elementos tendrá como mínimo una

resistencia de 210 kg/cm2 a la compresión.

Los aros de la tapa y del anillo de la tapa se fabricarán con láminas de acero (fy =

2.800 kg/cm2) de 1/8" y cumplirán la norma ICONTEC 6.

Las varillas y ganchos serán de acero al carbono PDR-40 y cumplirán la norma

ICONTEC 161.

Los niples que servirán de guía al gancho de la tapa serán de hierro galvanizado de

25 mm (1") de diámetro.

El recubrimiento mínimo de la armadura será de 20 mm.

El cruce de las varillas de la tapa estará libre de amarras o soldaduras.

Las soldaduras de unión de los aros y de las varillas a los aros serán sanas, libre de

defectos, se ejecutarán sobre material limpio y seguirán en un todo las

recomendaciones del fabricante de los electrodos.

Los materiales que se utilicen en la fabricación de la tapa y el anillo cumplirán los

siguientes requisitos:

El cemento Portland cumplirá las normas ICONTEC 30,121 Y 321.

Los agregados cumplirán la norma ICONTEC 174 con las siguientes desviaciones:

Los agregados gruesos tendrán una gradación comprendida entre los límites

especificados en el siguiente cuadro.



371

Tabla No. 10 Tamiz Vs Porcentaje Acumulado

TAMIZ ICONTEC mm.

PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA

POR EL TAMIZ ICONTEC

38.1 100 %

25.4 95 a 100%

19.0 64 a 83%

12.7 25 a 60%

9.51 18 a 46%

4.76 0 a 10%

2.38 0 a 5%


El tamaño máximo del agregado grueso será de 19 mm.

El asentamiento máximo del concreto será de 50 mm. El límite máximo de grumos de

arcilla será 3% para agregado fino y 0.25% para grueso.

El límite máximo de partículas blandas del agregado grueso será 5% y determinado

de acuerdo con la norma ICONTEC 183.

El límite máximo de contenido de materia orgánica del agregado fino estará definido

por máximo color igual a tres (3), según norma ICONTEC 127.

El agua deberá ser limpia, exenta de sustancias que puedan afectar la calidad del

hormigón.

En el siguiente cuadro se indican los valores máximos admitidos de sustancias o

propiedades disueltas en el agua.



372

Si se utilizan aditivos, estos cumplirán la norma ICONTEC 1299.

La tolerancia de las dimensiones será:

� Para el diámetro de la tapa - 2 mm.

� Para el espesor de la tapa +/- 2 mm.

� Para el diámetro interior del anillo superior 2 mm.

� Para el diámetro interior del anillo inferior +/- 3 mm.

Para controlar la resistencia a la compresión de los concretos, utilizados para la

fabricación del conjunto tapa-anillo, se tomarán cuatro (4) cilindros por cada cincuenta

(50) tapas.

Los cilindros de prueba y el ensayo de resistencia a la compresión cumplirán las

normas ICONTEC 550 y 673.

PROPIEDADES Y SUSTANCIAS DISUELTAS EN AGUA

PROPIEDADES COLORANTES AUSENTES O DEBILES APRECIEABLES

MATERIA ORGANICA (EXPRESADA COMO DEMENDA

BIOLÓGICA DE OXIGENO)

3.0 mg / l

RESIDUO SOLIDO, MAXIMO 5.000 mg / l

SULFATO, EXPRESADO EN ION SO4 MAXIMO 6.0 mg / l

CLORUROS EXPRESADOS EN ION CL- - -, MAXIMO 1.000 mg / l

HIERRO EXPRESADO EN ION FE+++ 1.0 mg / l



373

1.3.4. Sumideros de Aguas Lluvias

En los diseños se establecerá la colocación y número aproximado de los sumideros

de aguas lluvias y la Interventoría los definirá exactamente en el sitio de la obra.

Se construirán los sumideros de aguas lluvias de acuerdo con el modelo que se

muestra en la figura No. 153. En casos especiales se podrán construir sumideros tipo

B. Ver figura No. 157.



374

Figura No. 157 Sumidero




375

Las paredes y la base de las cajas serán de hormigón 175 kg/cm2.

1.3.4.1. Medida y Pago.

La medida se hará por unidades debidamente terminadas y recibidas por la

Interventoría. El pago será a los precios establecidos en el formulario de la propuesta

para cada tipo de sumidero e incluye: excavación, relleno, concretos, reja metálica

con su pintura anticorrosiva y acabado, retiro de escombros y todos los demás costos

directos e indirectos.

1.3.5. Sifones Invertidos

Los sifones invertidos se construirán en acero o en hierro fundido; para estos casos

los diseños y la medida y pago se estipularán en los respectivos pliegos de

condiciones o a lo acordado con la Interventoría.

1.3.6. Cajas de Empalme

Se construirán en concreto simple de 175 Kg/cm2 y serán simples o con caja de

aliviadero, de acuerdo con lo dispuesto por el Interventor para cada caso. Las cajas

simples serán de sección interior 30 x 30 cm. con altura total de 40 cm.; las paredes y

el fondo serán de 10 y 20 cm. de espesor respectivamente. La tapa será de concreto

de 175 Kg/cm2, reforzado con dos varillas No. 3 (3/8") en cada sentido y de 50 x 50 x

10 cm.

En el fondo de la caja se conformarán las cañuelas necesarias, y todas las superficies

interiores se esmaltarán con cemento puro.



376

Las cajas con aliviadero se construirán de manera que las dimensiones anteriores se

varíen lo necesario para que el elemento funcione adecuadamente. La tapa tendrá las

mismas características y especificaciones necesarias para el caso de la caja sencilla.

En el caso de acometidas se señirán a las normas del fabricante.

Medida y pago. La medida se hará por unidad y en el precio el valor de todos los

costos (directos e indirectos) que debe asumir el Contratista para entregar la caja

completamente terminada con su tapa.

1.4. INSTALACIONES DE ACOMETIDAS

1.4.1. Acometidas Individuales

La Entidad local, se encargará de la construcción y conexión de la acometida al

alcantarillado principal existente; ninguna otra persona o entidad está autorizada para

hacerlo.

En las nuevas urbanizaciones, la acometida se construirá conjuntamente con el

alcantarillado principal y se llevará hasta el hilo interior del andén, donde se construirá

una caja de empalme o caja de acometida. Esta caja tendrá una tapa removible a

nivel de la superficie con el objeto de facilitar las labores de mantenimiento en la

conexión domiciliar. El último tubo de la acometida de aguas residuales se pintará de

color negro. El urbanizador informará lo anterior a los compradores de lotes.



377

Las instalaciones de la acometida se construirán siguiendo las mismas normas

usadas para el alcantarillado principal, las cuales serán complementadas con las

siguientes:

Para edificios multifamiliares se colocará una acometida por cada edificio.

El diámetro de la acometida será como mínimo de 150 mm (6"), la pendiente mínima

será del 2% y la longitud máxima será de diez (10) metros.

Cuando la tubería principal sea de concreto, se construirá en el empalme con la

acometida una caja con una cañuela que derramará a 45°, en el sentido del flujo. En

el caso de otros tipos de tuberías aceptados por La Entidad, se utilizarán los

accesorios correspondientes.

Las acometidas se conectarán al alcantarillado principal en la parte media superior de

éste. Cuando el alcantarillado principal sea del tipo separado y la red del inmueble sea

del tipo combinado, se deberá construir un aliviadero con el fin de separar las aguas.

Dicho aliviadero será aprobado por La Entidad.

La tubería para la acometida podrá ser de los siguientes tipos de material: concreto,

PVC, gres vitrificado, fibra-cemento o hierro fundido.

En ningún caso se permitirá usar tuberías de barro, tuberías hechas a mano, tuberías

porosas o tuberías que no cumplan con las normas de fabricación.

Todas las acometidas de alcantarillado a las redes principales que sean de material

diferente a tubería de concreto se harán por medio de yees prefabricadas para evitar

la rotura posterior de la tubería.



378

1.5. NORMATIVIDAD AMBIENTAL

El conjunto de normas aplicable a la ejecución de obras lineales en el Distrito Capital,

comprende aquellas emitidas por diversas entidades de orden nacional, regional y

local que tienen como objetivo global garantizar un ambiente sano.

1.5.1 LICENCIAS, PERMISOS Y OTROS TRÁMITES.

De acuerdo con la Ley 99/93, el decreto 1753/94 del Ministerio del Medio Ambiente

(MMA) y la resolución 655/96, del MMA los proyectos que dada la magnitud y

características de las obras lineales requieran Licencia Ambiental o un permiso, deben

contar con este requisito, con anterioridad a la iniciación de la obra y el contratista

debe conocer sus especificaciones. Esta licencia o permiso es otorgado por la

autoridad ambiental correspondiente, que en el Distrito Capital es el Departamento

Técnico Administrativo del Medio Ambiente (DAMA).

Para obtener concepto del DAMA, el contratista debe presentar toda la información

concerniente a la localización de la obra, descripción de las actividades a ejecutar,

cronograma de actividades, costos y otros aspectos que la autoridad ambiental

solicite.

Además debe obtener los permisos que se relacionan en el siguiente cuadro:



379

PERMISO DOCUMENTO DE REFERENCIA LUGAR

Licencia de excavacion Acuerdo 6/90.DC

Resolucion 541/94MMA

Decreto 039/97.AM

Decreto 220/97.AM

Decreto 357/97.AM

IDU

Permiso para el cierre de

vías y rutas de desvios

Acuerdo 21/96.DC STT

Para cada permiso o licencia, los trámites a seguir son los siguientes:

1.5.1.1 Licencia de excavación.

Para poder efectuar obras de infraestructura de servicios públicos en espacio público

se requiere licencia del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) y para ello se deben

presentar los siguientes documentos:

� Planos a escala 1:2.000 ó 1:10.000 con la ubicación general del proyecto.

� Planos detallados a escala 1:1.000, donde se señale la ruta, el costado y la

localización por donde se llevará a cabo el respectivo proyecto.

� Presentación de la ejecución de las obras a través de un diagrama de barras de

acuerdo con su magnitud.



380

� Cuando existan tramos dentro del proyecto que por razones de ocupación de los

andenes, el solicitante requiera desviarse de los parámetros establecidos por el

IDU, este justificará el uso de la calzada o del otro costado mediante registro

fotográfico y una explicación técnica la cual deberá incluir esquemas de detalle a

escala 1:500 en los cuales se demuestre la congestión del andén o la

imposibilidad de su uso.

� Registro de la Cámara de Comercio.

Las entidades partícipes del trámite de licencias de excavación deben expedir sus

respectivos conceptos; para tal fin se deberá anexar en paquetes independientes a la

solicitud radicada en el IDU, los siguientes documentos:

� Formato elaborado por el IDU por cada una de las entidades partícipes: Secretaría

de Tránsito y Transporte (STT), DAMA y las Empresas de Servicios Públicos

(ESP): Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB), CODENSA,

EMTELCO, SEMAFORIZACIÓN, Empresa de Teléfonos de Bogotá (ETB),

TELECOM, CAPITEL, EPM-BOGOTÁ, GAS NATURAL).

� Juego de planos a escala 1:500 y 1:10.000 por cada una de las entidades

partícipes. La elección de la escala con la cual se presenten los planos quedará a

criterio del solicitante, con la condición de abarcar la totalidad del proyecto.

Se excluyen de la obligación de solicitar licencia de excavación aquellas obras que

deban adelantarse para reparar daños no previstos, de emergencia o que estén

contempladas dentro de las acciones de tutela o similares.

Cuando se requiere la instalación de acometidas de servicios públicos en

edificaciones en las que haya rompimiento de la calzada, dicha obra debe ser



381

autorizada por la respectiva empresa de Servicios Públicos y necesita licencia de

excavación, pero en este caso, la solicitud será presentada directamente por el

constructor ante la Secretaría de Obras Públicas o quien haga sus veces (IDU),

acompañada de los documentos mencionados anteriormente.

Excavación en una obra lineal en el espacio público

1.5.1.2. Permiso para el cierre de vías y rutas de desvíos

Antes de iniciar las obras, en caso de ser necesario, se debe elaborar el Plan de

Manejo de Tránsito que incluye: programa de señalización, definición de cierre de

vías, programa de desvíos, pasos peatonales y vehiculares y programa de divulgación

a la comunidad que se verá afectada.

Este plan debe presentarse a la STT, para la autorización respectiva, anexando un

plano a escala 1:2.000, georeferenciado, con nomencladores específicos y la

información que solicite la STT.

Una vez aprobado el Plan de Manejo de Tránsito, se debe colocar un aviso de prensa

en un periódico de amplia circulación para cumplir con la información a la comunidad.

Se recomienda realizar esta labor por lo menos una vez, con tres días de antelación al

inicio de la obra.



382

CONDUCTA DE SALIDA









1. ¿Qué procedimiento se debe realizar en caso de encontrar aguas negras en las

zanjas donde vaya a extenderse la red de acueducto?

2. ¿Cómo se utilizan las juntas de las tuberías?

3. ¿Que tipo de material se utiliza para el relleno de las zanjas de las tuberías

instaladas?

4. ¿Cuál deberá ser el tipo de material para la tubería de acometida de

alcantarillado?

5. ¿Mediante que parámetros debe regirse una entidad que pretenda ejecutar un

proyecto de redes y acometidas de alcantarillado?



383

SOLUCIÒN DE LA CONDUCTA DE SALIDA 1. ¿Qué procedimiento se debe realizar en caso de encontrar aguas negras en las

zanjas donde vaya a extenderse la red de acueducto?

De encontrarse aguas negras en las zanjas donde vaya a extenderse la red de

acueducto, será necesario eliminarlas y desinfectar la zona contaminada y antes

de extender las redes se requerirá aprobación del Interventor.


Las juntas de las tuberías serán únicamente con empaque de caucho colocado en

forma de anillo continuo, que encaje ajustado dentro del espacio anular existente

entre las superficies traslapadas de la junta ensamblada, en la tubería y sometido

a presión al entrar el espigo en la campana. Cumplirá la norma ICONTEC 1328.

El empaque será un anillo vulcanizado y será el único elemento del cual dependa

que las juntas sean flexibles y estancas, cumplirá la norma ICONTEC 1328.

3. ¿Que tipo de material se utiliza para el relleno de las zanjas de las tuberías

instaladas?

El material de relleno se seleccionará y depositará previendo la seguridad futura de

las tuberías. Para el relleno se usará tierra libre de desperdicios, materia orgánica,

piedras, basura y otros materiales fangosos o inapropiados. La densidad seca

mínima del material a colocar será la que corresponda al 85% del ensayo Proctor

Estándar. Esta densidad nunca será menor de 1.5. El relleno se hará en capas de

0.10 m sólidamente apisonadas. Cuando las zanjas se abran en calles



384

pavimentadas, la capa de afirmado será de material de base y de 0.30 m de

espesor o el aprobado por la Secretaría de Obras Públicas y las Normas

Generales para la construcción de pavimentos de La Entidad. Al rellenar no

deberán quedar en contacto con las tuberías.

4. ¿Cuál deberá ser el tipo de material para la tubería de acometida de

alcantarillado?

La tubería para la acometida podrá ser de los siguientes tipos de material:

concreto, PVC, gres vitrificado, fibra-cemento o hierro fundido.

En ningún caso se permitirá usar tuberías de barro, tuberías hechas a mano,

tuberías porosas o tuberías que no cumplan con las normas de fabricación.

Todas las acometidas de alcantarillado a las redes principales que sean de

material diferente a tubería de concreto se harán por medio de yees prefabricadas

para evitar la rotura posterior de la tubería.



Debe regirse por los parámetros consagrados en las normas ICONTEC.

N FINAL

SESIÓN VIII

CIMENTACIONES



386

INTRODUCCIÓN

La cimentación es la parte estructural de toda obra de construcción, tales como edificios,

puentes, muros de contención y cimentación para tuberías, entre otros. Encargada de

transmitir las cargas al terreno, el cual es el único elemento que no podemos elegir, por lo

que la cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo tiempo este no se

encuentra todo a la misma profundidad por lo que será un motivo que influye en la

decisión de la elección de la cimentación adecuada.

OBJETIVOS

� Identificar las clases de cimentación y sus características.

� Determinar la clase de cimentación que se debe aplicar de acuerdo al tipo de

terreno.

� Conocer las cimentaciones realizadas por medio de zapatas, pilotajes y losas.

� Determinar el efecto que las arcillas expansivas producen en los terrenos de

cimentación.

� Identificar los parámetros utilizados para determinar el tipo de cimentación en la

construcción de una obra.



387

CONDUCTA DE ENTRADA






1. ¿Cómo se clasifican las Cimentaciones? 2. Dentro de una estructura, ¿cómo identificaría usted las zapatas? 3. Ubique una obra cuya cimentación se este ejecutando por medio de pilotaje y


4. Dentro del Sistema Constructivo, ¿cómo se clasifican los pilotes?




388

SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA

1. ¿Cómo se clasifican las Cimentaciones? Las cimentaciones se clasifican:

� Cimentaciones superficiales

� Cimentaciones profundas

� Cimentaciones especiales

2. Dentro de una estructura, ¿cómo identificaría usted las zapatas? 3. Ubique una obra cuya cimentación sé este ejecutando por medio de pilotaje y



de forma uniforme mediante el empleo de sistemas de cimentación directa como

zapatas o losas.


gran profundidad.




� Cuando se prevea que los estratos inmediatos a la superficie de cimentacion pueden





estacionales como hinchamientos, retracciones , etc...



389


4. Dentro del Sistema Constructivo, ¿cómo se clasifican los pilotes?

a. Pilotes prefabricados hincados, o apisonados, ejecutados a base de

desplazamiento del terreno.

b. Pilotes excavados o perforados, ejecutados a base de extracción de tierras y

relleno de hormigón armado.


a) Cuando son insuficientes otros tipos de cimentación o se prevean asientos

diferenciales en el terreno, aplicamos la cimentación por losas.

b) En general, cuando la superficie de cimentación mediante zapatas aisladas o corridas

es superior al 50 % de la superficie total del solar, es conveniente el estudio de

cimentación por placas o losas.

c) También es frecuente su aplicación cuando la tensión admisible del terreno es menor

de 0.8 Kg/cm2.



390

1. CIMENTACIONES

Figura No. 158 Cimentación Superficial Tomada de http://www.conceptocapital.com



391

1.1. GENERALIDADES

En ocasiones, cuando comenzamos a realizar la excavación para la ejecución de una

obra, podemos encontrarnos diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o

firme donde queremos cimentar. O simplemente se nos presenta la necesidad de apoyar

una carga aislada sobre un terreno sin firme, o difícilmente accesible por métodos

habituales como cimentaciones superficiales.

En estos casos se recurre a la solución de cimentación profunda, que se constituye por

medio de muros verticales profundos, los muros pantalla o bien a base de pilares

hincados o perforados en el terreno, denominados pilotes.

1.2. CLASIFICACIÓN DE LAS CIMENTACIONES

Las cimentaciones se clasifican:

� Cimentaciones superficiales

� Cimentaciones profundas

� Cimentaciones especiales

1.2.1. Cimentaciones Superficiales

Las cimentaciones superficiales engloban las zapatas en general y las losas de

cimentación.



392

Los distintos tipos de cimentación superficial dependen de las cargas que sobre ellas

rehacen:

Puntuales Zapatas aisladas

Lineales Zapatas corridas

Superficiales Losas de cimentación

Zapatas Aisladas : Aislada propiamente dicha

� Centrada

� Combinada

� Medianeria

� Esquina

Zapatas Corridas : Bajo Muro

� Bajo pilares

� Bajo muro y pilares

Emparrillados : limite de cimentación por zapatas corridas antes de entrar en el campo de

las losas

Placas o losas

1.2.1.1. Zapatas

Las zapatas pueden ser de hormigón en masa o armado con planta cuadrada o

rectangular como cimentación de soportes verticales pertenecientes a estructuras de

edificación, sobre suelos homogéneos de estratigrafía sensiblemente horizontal.



393

Figura No. 159 Zapata

Tomada de http://www.conceptocapital.com

Las zapatas aisladas para la cimentación de cada soporte en general serán centradas con

el mismo, salvo las situadas en linderos y medianerias, serán de hormigón armado para

firmes superficiales o en masa para firmes algo más profundos:

� De planta cuadrada como opción general.

� De planta rectangular: cuando las cuadradas equivalentes queden muy próximas, o

para regularizar los vuelos en los casos de soportes muy alargados o de pantallas.



394

Como nota importante hay que decir que se independizaran las cimentaciones y las

estructuras que estén situadas en terrenos que presenten discontinuidades o cambios

sustanciales de su naturaleza, de forma que las distintas partes de edificio queden

cimentadas en terrenos homogéneos. Por lo que el plano de apoyo de la cimentación será

horizontal o ligeramente escalonado suavizando los desniveles bruscos de la edificación.

La profundidad del plano de apoyo o elección del firme, se fijara en función de las

determinaciones del informe geotécnico, teniendo en cuenta que el terreno que queda por

debajo de la cimentación no quede alterado, como ya he dicho antes, para la cimentación,

o mejor dicho, para saber que tipo de cimentación hemos de utilizar, tenemos que saber

el tipo de terreno con el que nos vamos a encontrar (informe geotécnico).

1.2.1.1.1. Zapatas Aisladas

Es aquella zapata en al que descansa o recae un solo pilar. Encargada de transmitir a

través de su superficie de cimentación las cargas al terreno.

Una variante de zapata aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso

se denomina " zapata bajo pilar en junta de diapasón ".

La zapata no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por

los cambios térmicos, aunque en las estructuras si que es normal además de aconsejable

poner una junta cada 30 mts., aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula

como si sobre ella solo recayese un único pilar.

Importante es saber que además del peso del edificio y las sobre cargas, hay que tener

también en cuenta el peso de las tierras que descansan sobre sus vuelos.

Las zapatas según la relación existente entre el vuelo y el canto se clasifican en:



395

Tipo 1 . Semirígida o flexible

El vuelo es igual a: la variación que hay de 0.5 veces la altura a la de 2 veces esta.

Solo se calculan a flexión.

Tipo 2. Maciza de cimentacion o superrígida

El vuelo es menor a ½ de la altura

Hay veces que en este tipo de zapata no son necesarios los armados, todo depende de la

resistencia del terreno

Tipo 3. Denominadas flexibles

Son las mas económicas, pero su calculo también es el mas complicado, pues ha de

realizarse a flexión, a cortante, a punzonamiento, y hay que tener en cuenta la adherencia

entre el acero y el hormigón.

El vuelo es mayor de 2 veces la altura.

1.2.1.1.1.1. Disposición de las armaduras

La armadura calculada se distribuirá uniformemente en toda la superficie de la zapata y

en dos direcciones (porque tiene dos vuelos y direcciones principales) a modo de mallazo.

Cuando hay cargas importantes se recomienda disponer una armadura perimetral de

tracción que zunche la base del tronco de pirámide que define las vielas de compresión

respecto a las direcciones principales de la zapata.

En la zapata hay que tener en cuenta :

� Que han de tener un recubrimiento mínimo de 5 cms

� Separación máxima entre barras de 30 cms

� Es aconsejable levantar los extremos de las barras, al menos 10 cms



396

1.2.1.1.1.2. Disposición de anclaje de las armaduras

Dependiendo del tipo de vuelo :

a. Vuelo menor de la altura: Será anclada a partir de la zona que deje de estar, o

de ser la armadura en longitud recta.

Se anclara por patilla .

b. Vuelo mayor que la altura: Se anclara a partir de la longitud h por prolongación

y cuando no quepa por patilla.

1.2.1.1.1.3. Cantos mínimos y armaduras mínimas

� El canto mínimo en el borde de las zapatas de hormigón en masa no será inferior a 35

cms.

� En zapatas de hormigón armado no será inferior a 25 cms.

� En encepados de pilotes ( que se consideran zapatas ) no será inferior de 40 cms o no

inferior de 1.5 veces el diámetro del pilote .

La armadura transversal mínima es o será capaz de absorber esfuerzos cortantes y de

punzonamiento, o lo que es lo mismo, impiden que el pilar intente penetrar en el terreno.

1. En zapatas y encepados tipo 1 no es necesaria armadura transversal.

2. En zapatas y encepados tipo 2 si que es necesaria la armadura transversal.

3. En zapatas y encepados tipo 3 solo se dispondrá armadura transversal si por la

comprobación a punzonamiento o a cortante son necesarias, en caso contrario el

hormigón absorbe el esfuerzo.

La armadura longitudinal mínima es siempre necesaria, además hay que tener en cuenta

que estas no podrán distanciarse mas de 30 cms, ni se podrán colocar redondos menores

del 12.



397

Figura No. 160 Disposición de la Armadura Tomada de http://www.conceptocapital.com

1.2.1.1.1.4. Proceso constructivo

1. Desbroce del solar

2. Replanteo por medio de camillas previa explanación.

3. Señalamiento o señalización de la superficie o perímetro de las zapatas y vigas

4. Fijar o marcar perfectamente los ejes mediante las camillas

5. Excavación siguiendo o guiados por el plano de replanteo hasta la cota que se

considere como firme según el estudio geotécnico, no se excavaran los últimos 15 o

20 cms del canto de la zapata si no se va introducir inmediatamente el hormigón de

regulación o de limpieza.

6. Refinado de paredes y del fondo hasta la cota del firme

7. Verter el hormigón de regularización. Antes del vertido de hormigón es conveniente

espolvorear las paredes de la excavación para entibarlas.



398

8. Disposición de las armaduras sobre calzos que aseguren el recubrimiento y que

serán tantos como se necesiten para mantener la horizontalidad de las armaduras.

La capa de hormigón de regularización será de unos 15 cms, el recubrimiento será

tal que la armadura disté mas de 10 cms del hormigón de limpieza.

9. Fijar a la parrilla los enanos de arranque del pilar .

10. Colocación y fijado de las armaduras de las vigas de atado, riostras o centradoras

11. Vertido del hormigón por tongadas, en el caso de preverse junta de hormigonado en

la viga de riostra o de atado será vertical y estará dispuesta en el centro de esta , se

vertira el hormigón en el centro de las vigas . Si por necesidad debe de haber una

junta en la zapata por falta de hormigón se realizara bajo el nivel de canto de las

vigas y será perpendicular a la dirección de esfuerzos horizontales.

12. Curado a base de riegos, 3 veces diarias durante la primera semana.

1.2.1.1.1.5. Recomendaciones

� Disponer debajo de cada zapata una capa de hormigón de limpieza de al menos 15

cms

� Cuando sea posible se dispondrán zapatas tipo 3 que son las mas económicas

� Por economía conviene disponer zapatas de canto constante; si se realizan

ataluzadas es conveniente realizar un resalte para el encofrado mayor de 10 cms

� Recubrimientos ( constantes ) y que serán en paramentos verticales mas de 5 cms y

respecto al hormigón de limpieza mas de 10 cms

� Conviene ejecutar la superficie de cimentacion con múltiplos de 10, facilita el replanteo

y la ejecución de la ferralla.

� Cuando no sea posible el anclaje de los enanos, debido al insuficiente armado de

estos, se dispondrán dos o tres barras de espera cuya suma de diámetros sea

equivalente. En caso de zapatas de poco canto se dispondrá zapata flexible.



399

1.2.1.1.2. Zapatas aisladas descentradas

Figura No. 161 Zapata Aislada Tomada de http://www.triditec.com

Las zapatas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas

recaen, lo hacen de forma descentrada, por lo que se producen unos momentos de vuelco

que habrá que contrarrestar.



400

Pueden ser de medianeria y de esquina

1.2.1.1.2.1. Formas de trabajo

Se solucionan y realizan como las zapatas aisladas con la salvedad de la problemática

que supone el que se produzcan momentos de vuelco, debido a la excentricidad de las

cargas.

1.2.1.1.2.2. Soluciones para evitar el momento de vuelco

� Viga centradora : A través de su trabajo a flexión, tiene la misión de absorber el

momento de vuelco de la zapata descentrada. Deberá tener gran inercia y estar

fuertemente armada.

� Vigas o forjados en planta primera: Para centrar la carga podemos recurrir a la

colaboración de la viga o forjado superior al pilar de medianeria.

La viga o forjado deberá dimensionarse o calcularse para la combinación de la flexión

propia mas la tracción a la que se ve sometida con el momento de vuelco inducido por

la zapata.

1.2.1.1.3. Zapatas corridas



401

Figura No. 162 Zapata Corrida Tomada de http://www.triditec.com

Las zapatas corridas pueden ser bajo muros, o bajo pilares, y se define como la que

recibe cargas lineales, en general a través de un muro, que si es de hormigón armado,

puede transmitir un momento flector a la cimentacion.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal.

Las zapatas corridas están indicadas cuando :



402

� Se trata de cimentar un elemento continuo, como por ejemplo un muro

� Queremos homogeneizar los asientos de una alineación de pilares y nos sirve de

arriostramiento.

� Queremos reducir el trabajo del terreno

� Para puentear defectos y heterogeneidades del terreno

� Por la proximidad de zapatas aisladas, resulta mas sencillo realizar una zapata corrida

1.2.1.1.3.1. Forma de trabajo

A. Zapata corrida bajo muro

Para el calculo se considera invertida

B. Zapata corrida bajo dos pilares

B.1 – Zapata combinada :

Aquella sobre la que apoyan dos pilares separados una distancia que oscila de 3 a 5 mts

de distancia.

Para calcularla hay que hacer pasar la resultante de los esfuerzos provenientes de los

soportes por el centro de gravedad de la zapata .

B.2- Zapata asociada

Aquella sobre la que apoyan dos soportes muy próximos, se une por el bulbo de

presiones.

Jugando con el vuelo desaparece el momento flector positivo, que en un primer momento

nos aparece.

B.3- Zapata corrida bajo tres o más pilares. Viga reversa o viga de cimentación.

Sección transversal :

� En forma de t



403

� Rectangular

Tenemos mayor superficie de cimentacion y por lo tanto necesitamos menor respuesta del

terreno, los pilares tiene una alineación.

Funciona:

� longitudinalmente : como una viga invertida

� Transversalmente : como una zapata

1.2.1.1.3.2. Técnicas de ejecución

Las técnicas de ejecución son las mismas que para las zapatas aisladas, partiendo del

replanteo, movimiento de tierras.

1.2.2. Cimentaciones Profundas

1.2.2.1. Pilotes

Denominamos pilote a un soporte, normalmente de hormigón armado, de una gran

longitud en relación a su sección transversal, que puede hincarse o construirse " in situ "

en una cavidad abierta en el terreno. Constituye un sistema constructivo de cimentación

profunda al que denominaremos: cimentación por pilotaje.



404

Figura No. 163 Pilotes pretenzados en concreto Tomada de http://www.conceptocapital.com

1.2.2.1.1. Partes de una cimentacion por pilotaje

Soporte o pilar: Elemento estructural vertical, que arranca del encepado

� Encepado: Pieza prismática de hormigón armado similar a una zapata aislada,

encargado de recibir las cargas del soporte y repartirlas a los pilotes.

� Vigas riostras: Elementos de atado entre encepados. Son obligatorias en las dos

direcciones si el encepado es de un solo pilote. En encepados de dos pilotes es

obligatorio el arriostramiento en al menos una dirección, la perpendicular a la dirección

de su eje de menor inercia.

� Fuste del pilote: Cuerpo vertical longitudinal del pilote. Las cargar son transmitidas al

terreno a través de las paredes del fuste por efecto de rozamiento con el terreno

colindante.

� Punta del pilote: Extremo inferior del pilote. Transmite las cargas por apoyo en el

terreno o estrato resistente.

1.2.2.1.2. Terreno circundante

Los pilotes pueden alcanzar profundidades superiores a los 40 mts teniendo una sección

transversal de 2-4 mts, pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 2000 t .



405

La eficacia de un pilote depende de:

� El rozamiento y la adherencia entre el suelo y el fuste del pilote

� La resistencia por punta, en el caso de transmitir compresiones. Ante posibles

esfuerzos de tracción, se puede ensanchar la parte inferior del pilote, de forme que

trabaje el suelo superior.

� La combinación de las dos anteriores.

1.2.2.1.3. Aplicaciones

El empleo de cimentaciones mediante pilotaje esta indicado en los siguientes casos:


de forma uniforme mediante el empleo de sistemas de cimentacion directa como

zapatas o losas.


gran profundidad.




� Cuando se prevea que los estratos inmediatos a la superficie de cimentacion pueden





estacionales como hinchamientos, retracciones, etc...




406

Figura No. 164 Armadura de los pilotes Tomada de http://www.piresa.com

1.2.2.1.2. Clasificación de los Pilotes

Según su forma de trabajo :

a. Pilotes rígidos de primer orden: Aquellos cuya punta llega hasta el firme

transmitiéndole la carga aplicada a la cabeza. La acción lateral del terreno

elimina el riesgo de pandeo.

b. Pilotes flotantes: Aquellos cuya punta no llega al firme, quedando hincado en el

terreno suelto y resistiendo por adherencia, su valor resistente es función de la

profundidad, diámetro y naturaleza del terreno. Se sitúan en terrenos de

resistencia media baja, y transmiten su carga por rozamiento, a través del

fuste.

c. Pilotes semi-rigidos: Aquellos cuya punta llega hasta el firme, pero este esta

tan profundo, o es tan poco firme, que el pilote resiste simultáneamente por

punta y por adherencia.



407

Según su forma de ejecución :

a. Pilotes de hinca prefabricados: Se hincan en el terreno mediante unas maquinas a

golpe de mazas, con martillo neumático y son prefabricados, constituidos en toda

su longitud mediante tramos ensamblables. Son relativamente caros ya que están

fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el hincado

en el terreno.

Una vez hincado en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie

lateral, una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes

en las proximidades, pudiendo conseguir mediante este procedimiento, una

consolidación del terreno.

Es importante indicar que la operación de hincado del pilote debe de realizarse

siempre de dentro hacia fuera.

b. Pilotes hormigonados in situ: Su técnica de ejecución es similar a la de una zapata

profunda, realizada mecánicamente desde la superficie.

Los pilotes in situ se subdividen:

� Pilotes de hinca o apisonados, realizados con entubación, recuperable,

disponiendo un tapón perdido o azuche en la punta.

� Pilotes perforados, mediante la utilización de cucharas especiales, que permiten

realizar perforaciones en el terreno, pudiendo utilizar o no, una entubación

recuperable.

� Pilotes barrenados, en el que se introduce el hormigón a la vez que se extrae el

terreno .

� Pilotes perforados por hélice o berbiquí, sin entubación; hormigonados con trompa

desde el fondo de la perforación.

� Pilotes de entubación perdida, normalmente empleados cuando el nivel freático

existente, es de considerable importancia. Generalmente se ejecutan con doble

entubación, una recuperable, la que sirve de guía y otra perdida.



408

Figura No. 165 Pilotes Tomada de http://www.conceptocapital.com

Según el sistema constructivo:

c. Pilotes prefabricados hincados, o apisonados, ejecutados a base de

desplazamiento del terreno.

d. Pilotes excavados o perforados, ejecutados a base de extracción de tierras y

relleno de hormigón armado.

Según el diámetro del pilote:

a. Micropilotes: diámetro menor de 200 mm. Se emplean en obras de recalce

b. Pilotes convencionales : de 300 a 600 mm

c. Pilotes de gran diámetro : diámetro mayor de 800 mm

d. Pilotes pantalla, de sección pseudorrectangular

e. Pilotes de sección en forma de cruz



409

1.2.3. Cimentaciones Especiales

1.2.3.1. Losas o placas de cimentación

Cuando son insuficientes otros tipos de cimentacion o se prevean asientos diferenciales

en el terreno, aplicamos la cimentacion por losas.

En general, cuando la superficie de cimentacion mediante zapatas aisladas o corridas es

superior al 50 % de la superficie total del solar, es conveniente el estudio de cimentacion

por placas o losas.

También es frecuente su aplicación cuando la tensión admisible del terreno es menor de

0.8 Kg/cm2.

La cimentación que se requiere depende de las características del suelo.

Para una vivienda de un nivel recomendamos simplemente colar una losa de cimentación

elaborando una plancha de concreto armado con dentellones (trabes integradas a la losa

de cimentación) donde se desplantarán o colocarán los muros de carga (ver cortes).



410

Figura No. 166 Losa de Cimentación Tomada de http://www.triditec.com

Colocar conectores de varilla de 3/8" con una longitud de 60 cms. cuatrapeadas en los

dentellones (ver vistas) perforando el concreto 10 cms. dejando la separación del espesor

del panel a usarse como muro.



411

Figura No. 167 Panel de losa de cimentacion Tomada de http://www.triditec.com

Verificar que los conectores estén alineados.



412

Figura No. 168 Cimentación muro intermedio Tomada de http://www.triditec.com



413

Figura No. 169 Cimentación para barda Tomada de http://www.triditec.com

1.2.3.1.1. Definición

Elemento estructural de hormigón armado cuyas dimensiones en planta son muy

elevadas respecto a su canto.

Define un plano normal a la dirección de los soportes.



414

1.2.3.1.2. Campo de aplicación

� Los asientos en una cimentacion directa son aproximadamente el doble de lo

admisible.

� Para el sellado de cubetas sometidas a una subpresión, evitando así que fluya el agua

en un sótano.

� Estanqueidad de sótanos.

� Para la estabilidad de una cimentacion por placa o losa es condición indispensable

que la resultante de cargas y la reacción del terreno sean colineales y pasen por el

centro de gravedad de la placa.

1.2.3.1.3. Forma de trabajo

Su forma de trabajo es inversa a la de un forjado unidireccional.

En la placa los pilares están más próximos y trabajan en las dos direcciones.

Se hormigona en dos fases:

� Primer día la cara inferior para sujetar sobre ella el encofrado de las vigas reversas

que sobresalen.

� Día siguiente la cara o mitad superior hasta llegar a una junta de momento flector igual

a 0.

� Tercer día se hormigonaria lo restante.

1.2.3.1.4. Tipología de Losas

� De espesor constante

� Con refuerzos o capiteles

� Nervada

� Aligerada



415

� Especiales con alvéolos. En forma de cajón.

1.2.3.1.5. Disposición de las armaduras

Se dispone de barras dobladas en las dos direcciones para absorción del cortante cuando

el canto de hormigón no es suficiente.

Las armaduras se colocan:

Dos mallazos de montaje + Armaduras de momento + y momento – en la dirección de los

pilares, a modo de vigas reversas + las barras dobladas necesarias para la absorción del

cortante en las proximidades de los pilares.

Figura No. 170 Losa de cimentación y armado de los a Tomada de http://www.losadecimentacion.es

1.2.3.1.6. Técnica Constructiva

� Capa de bolos o piedra de escollera apisonadas en el suelo para evitar que suba el

agua por capilaridad .



416

� Dos capas de zahorra compactas

� Hormigón de regularización

� Membrana impermeabilizante

� Capa de hormigón de áridos finos ( 5 cms ) para proteger la membrana

� Mallazo con calzos

� Armaduras de refuerzo y de momento

� Mallazo superior con los distanciadores además de armadura de refuerzo y de

momento + mas armaduras de cortante.

� Armaduras de los enanos de pilares con sus cercos.

� Vertido de hormigón por tongadas y vibrado, excepto en zona del pilar.

1.2.3.1.7. Recomendaciones

� Disponer bajo la losa una capa de hormigón de regularización de 10 cms y apoyar las

armaduras en el mediante los calzos.

� Si es posible, conviene que las losas sean de espesor constante.

� La junta placa soporte será muy rugosa.

� Las juntas coincidirán con las juntas de retracción para disminuir el nùmero de ellas y

evitar que el hormigón dilate en función del clima.

� Las juntas tendrán el tratamiento adecuado y estará en los lugares de momento flector

mínimo y se dispondrán en el talud natural del hormigón.

� El canto mínimo será de 25 cms.

� Separación entre armaduras mas de 10 cms y menos de 30 cms

� Recubrimiento lateral mas de 5cms , con el hormigón de limpieza entre 5 y 10 cms

� Evitar que la diferencia de cargas en distintas direcciones de pilares sea mayor del

50%

1.2.3.2. Pozos de cimentacion



417

Los pozos de cimentacion se plantean como solución entre las cimentaciones

superficiales, ( zapatas, losas, ect.. ) y las cimentaciones profundas. La elección de pozos

de cimentacion aparece como consecuencia de resolver de forma económica, la

cimentacion de un edificio cuando el firme se encuentra a una profundidad de 4 a 6 mts .

Como soluciones constructivas para la ejecución de pozos de cimentacion podemos

indicar:

Estas soluciones con pozos rectangulares o circulares están condicionadas por los

medios manuales de excavación, pudiendo alcanzar profundidades de 30 mts con medios

mecánicos. Se puede observar cierta analogía, como se vera mas adelante, con los

pilotes de gran diámetro.

Las formas geométricas adoptadas, según la capacidad portante del terreno y su situación

respecto a la edificación pueden ser:

Los pozos circulares suelen variar desde los 0.60 m ( dimensión mínima para permitir el

acceso de un operario ) hasta los 2 m de diámetro.

Generalmente, al producirse la acción lateral de las tierras sobre el pozo, impide el

pandeo de este, por lo que se calcula como un soporte corto.

Según las solicitaciones, los pozos se pueden ejecutar de hormigón armado, o de

hormigón en masa.

De forma análoga a las zapatas, se deben disponer vigas de atado entre los pozos, para

arriostramiento de los mismos, siendo criterio del proyectista como y cuando deben

disponerse.



418

Encepados

Para completar la solución de pilotajes como sistema de cimentacion profunda, debe de

ejecutarse en la cabeza de los pilotes el elemento que denominamos encepado.

Definimos el encepado como una pieza prismática que une las cabezas de un grupo de

pilotes que trabajan conjuntamente. Como caso particular, pueden existir encepados de

un solo pilote. El encepado sirve de base al soporte que descansa sobre el, de forma

análoga a lo que seria una zapata aislada. Se puede decir que es el elemento de

transición entre la estructura y los pilotes.

Como hemos dicho que los encepados son elementos análogos a las zapatas, la norma

establece una tipología de clasificación similar para unos y otras:

Tipo 1 0.5 h = V = 1.5 h

Tipo 2 V 0.5 h

Tipo 3 V 1.5 h

Siendo V el vuelo, y h el canto.

Normalmente se emplean encepados tipo 1 y 2, es decir piezas bastante rígidas que

permiten economizar en disposición de armado.

1.2.3.2.1.1. Forma de trabajo

La forma de trabajo de un encepado sobre pilotes, se asemeja al de una zapata aislada,

de modo que, la carga recibida de la estructura se distribuye homogéneamente a los

pilotes.



419

El numero mínimo de pilotes que puede haber bajo un encepado, es uno, siendo este un

caso especial, ya que un error excesivo de excentricidad entre el eje del soporte y el eje

del pilote, nos condiciona la disposición de la armadura, colocando barras respecto de las

tres direcciones principales del espacio.

En cualquier caso, el encepado es una estructura tridimensional de funcionamiento

complejo y difícil de determinar.

En el caso de disponer de un encepado de dos pilotes, la forma de trabajo podemos

describirla de la siguiente manera:

La carga transmitida a través del soporte llega al encepado, considerando que la

intensidad de esta acción queda dividida en dos cargas de igual intensidad, cada una de

ellas va hacia cada uno de los pilotes, lo que produce una reacción en cada pilote, igual a

la mitad de la carga que gravita sobre el encepado. De esta forma se generan tracciones

en la cara inferior, y compresiones en la cara superior.

1.3. FUNCIONES DE LAS CIMENTACIONES

La función principal de una cimentación es la transmisión de las cargas al terreno donde

son absorbidas y el anclaje del edificio en previsión de posibles movimientos horizontales

o desplazamientos.

Hay tres parámetros para establecer el tipo de cimentación adecuada a un edificio:

1 Por las características de la estructura y la magnitud de las cargas.

2 Por la profundidad del firme.



420

3 Por las características del suelo en contacto con la cimentación y por debajo del

plano de carga.

Figura No. 172 Cimentación

Tomada de http://www.cype.es

1.3.1. Por las características de la estructura y la magnitud de las cargas.

A. Líneas de carga.

La cimentación más apropiada es la de zanja corrida. En el caso de que se dispongan

zapatas aisladas, sería necesario un elemento estructural que, recogiendo las cargas

lineales, sirva de transmisión y reparto de las mismas a la cimentación puntual.

También sería posible cimentar sobre pantallas, caso de la necesidad de contener tierras

o la construcción de sótanos y donde también sería necesario disponer de un elemento de

reparto es sobre pilotes, si fuera necesario cimentar a mayor profundidad, como caso

similar de las zapatas aisladas.



421

B. Cargas Puntuales.

Tanto las zapatas aisladas como las continuas pueden ser utilizadas en caso de que las

cargas no sean excivamente fuertes, siendo conveniente en el segundo caso que la

estructura responda a una retícula regular ortogonal.

En el caso de fuertes cargas, lo más conveniente es ir a cimentación por pilotes,

favoreciendo las grandes luces.

Las cimentaciones por losas estarían indicadas tanto para cargas débiles como para

cargas fuertes, siendo conveniente comprobar, en todo caso, su estabilidad, para evitar la

posibilidad de giro o vuelco, intentando que la resultante de las cargas que se transmiten

al terreno y la de los empujes que este produce coincidan al máximo, o bien se sitúen

dentro o en el límite del núcleo central de la losa. Si esto no fuera así, se tendrá que

buscar una solución en el diseño o forma de la losa.

En el caso de que se utilice la losa como encepado de un pilotaje, deberá comprobarse

también a punzonamiento.

1.3.2. Por la profundidad del firme

Se pueden distinguir dos situaciones con respecto a este parámetro: las cimentaciones

superficiales y las cimentaciones profundas.

Es difícil su delimitación que no esta solo en función de la cota a la que se establece el

plano de carga, sino que también es necesario considerar la tecnología a utilizar o la

complejidad de su puesta en obra.

Podrían ser consideradas como evidentemente superficiales los pozos, las zanjas y

zapatas continuas, las zapatas aisladas, ya sean rígidas o flexibles, así como las losas.

Puede entenderse, pues, que serían superficiales las que, como en todos estos casos, el

plano de carga está a relativa poca distancia de donde comienza la edificación, aunque

tenga una profundidad considerable por la construcción de varios sótanos, por ejemplo.



422

Así pues si fuera necesario llegar a una profundidad mucho mayor de donde comienza la

edificación podríamos considerar que estamos ante una cimentación profunda y

tendríamos que ir a la aplicación de tecnologías más complejas, en cuanto a su puesta en

obra, como la ejecución de pantallas, pilotes, micropilotes, etc. algunas de las cuales

desarrollaremos mas adelante.

1.3.3. Por las características del suelo en contacto con la cimentación y por debajo

del plano de cargas

a Rocas.

Son terrenos inmejorables para cimentar sobre ellos, el simple apoyo de las zapatas sería

suficiente para equilibrar las fuerzas transmitidas por la edificación. Sin embargo la

función de anclaje exige la realización de un cajeado que fije el elemento al terreno.

Hay, no obstante, que tener la precaución de constatar que no existen fallos en la masa

rocosa, como es caso de la piedra caliza que en algunas formaciones presenta galerías

ocultas.

b Gravas y Arenas.

La cimentación más adecuada viene a ser las zapatas, aisladas o continuas y las zanjas

corridas.

En general no son buenos terrenos de cimentación ya que, aunque soportan bien los

esfuerzos, su falta de cohesión hace que estén sujetos a movimientos de acomodación,

permitiendo además la circulación del agua en su interior, dejándola llegar hasta el propio

cimiento. Sin embargo si las condiciones de humedad son constantes y se tiene garantías



423

de que estas circunstancias no se alteran con el tiempo, la arena soporta y reparte

bastante bien las cargas que recibe.

En vista de ello hay que tener la precaución de que no se produzcan fugas de terreno y

llegar a cotas donde la humedad sea constante, evitando averías en los desagües y

alcantarillados, así como cuidar las operaciones de drenado para su mejora superficial.

c Arcillas, sujetas o no a movimientos. Limos.

En este tipo de suelo se debe cimentar con zanja corrida o zapata aislada o continua y es

conveniente, siempre que sea posible, llegar a las capas de nivel freático.

Si las arcillas están sujetas a movimientos, la situación se complica enormemente. Lo

primero es conocer lo más ampliamente posible el comportamiento del terreno del que se

trata y después hay una serie de recomendaciones de tipo constructivo que conviene

tener en cuenta a la hora de diseñar la cimentación correspondiente.

Hay que procurar transmitir al terreno grandes cargas puntuales, y no lineales, mediante

pozos que deben estar dimensionados de forma lo mas ajustada posible considerando

para ello los posibles empujes del propio terreno. Los referidos pozos deben ser

cilíndricos, evitando así los empujes laterales que pueden hacer girar la cimentación.

Para reducir, e incluso anular, los empujes del terreno puede disponerse una capa de

grava al rededor de la cimentación, nunca en el plano de carga, solución esta que también

puede adoptarse para evitar que el hinchamiento propio del terreno afecte a soleras y

zunchos a los que se le pueden dar formas que reduzcan dicha acción.

Existe la posibilidad de neutralizar la posible expansividad añadiendo sal común, pero ello

exige un riguroso control, mediante los ensayos pertinentes, ya que un exceso en el

tratamiento puede traer consigo un ambiente agresivo para la cimentación y una

considerable perdida de capacidad portante del terreno.



424

Así pues es conveniente a la hora de cimentar en este tipo de terreno ir a zonas de

humedad constante.

En el caso de cimentar sobre estas arcillas mediante pilotes es conveniente mantener el

entubado como camisa perdida, disponer armaduras longitudinales en toda su dimensión,

caso de no utilizar tubos de entibación. Además de todas las precauciones generales

descritas antes.

Si por el contrario vamos a cimentar mediante losa, hay que hacer las comprobaciones

pertinentes en cuanto a punzonamiento, giro o vuelco. De todas maneras habrá que

cuidar los pilares extremos y reforzar con vigas de borde tanto los exteriores como los

interiores de los huecos o perforaciones que estén previstas; así mismo las armaduras

deben contar un mayor recubrimiento de protección del acostumbrado y los solapes

necesarios no deberán presentar una franja definida ya que se puede convertir en una

fácil línea de fractura.

Es importante en todo caso, y con losas aun más, cuidar la ejecución del alcantarillado, ya

que cualquier fallo provoca un cambio en las condiciones de humedad del terreno y por lo

tanto su temida acción de hinchamiento.

d Rellenos o firmes de baja resistencia.

Son terrenos de aportación y de muy escasa capacidad portante por lo que deben

utilizarse cimentaciones que transmitan la menor presión posible al terreno, como zanjas

o zapatas continuas y las losas, estas con todas las precauciones vistas hasta el

momento al respecto.

En todo caso cabría buscar una capa de terreno a una mayor profundidad y como última

solución llevar a cabo una mejora del propio terreno mediante algunas de las técnicas que

veremos más adelante.



425

e Terrenos que contiene aguas agresivas.

Tan solo tener la precaución de utilizar los cementos adecuados para resistir el medio

agresivo y dotar de mayor recubrimiento a las armaduras caso de que se utilicen.

f Terrenos con peligro de deslizamiento.

Deben utilizarse cimentaciones rígidas como losas que mediante la disposición de

resaltes y tacones en su parte inferior doten de un mayor anclaje a las edificaciones.

1.4. CAUSAS DE ASENTAMIENTOS EN LOS

TERRENOS DE CIMENTACIÓN

1.4.1. Generalidades

No son pocas las ocasiones en las que los medios de comunicación transmiten la noticia

del desalojo de un edificio o de la aparición de grietas y fisuras generalizadas, debidas a

fallos en el terreno sobre el que se asientan las construcciones. O, incluso, quedan a la

vista los socavones que se producen por hundimientos parciales en el terreno, afectando

a calzadas o aceras próximas a las edificaciones.

Todos estos movimientos se producen por asentamientos del terreno, que suelen deberse

a que las tierras han cedido por alguna causa extrínseca, como la realización de pozos en

su proximidad, excavaciones subterráneas, o pérdidas en la red de abastecimiento de

agua o en la de saneamiento, produciendo el arrastre de los finos y creando oquedades

en el subsuelo.



426

Excepcionalmente la causa de estos asentamientos puede deberse a un alto contenido de

arcillas expansivas en el terreno o a niveles freáticos situados en las capas profundas del

terreno que varían el caudal del agua que discurre por ellos.

En general, cuando se produce un cedimiento parcial del terreno, la cimentación que

apoya sobre esa zona asienta, haciendo que la estructura que hay sobre ella se mueva,

fisurándose y produciendo patologías en el conjunto del edificio. Estas fisuras son tanto

más graves cuánto mayor es la extensión de terreno que cede, mayor la profundidad del

asentamiento y mayor la velocidad con que el movimiento se produce.

En todos los casos aparecen una serie de fisuras en las fachadas y zonas próximas al

fallo, que suelen tener una inclinación próxima al 45 %, y otras fisuras o grietas verticales

que arrancan de la zona inferior o superior del edificio, en función de que el cedimiento se

produzca en el centro o en los extremos del inmueble.

En caso de sospechar que se haya producido un asiento de la cimentación, debe

efectuarse un reconocimiento de emergencia por un aparejador o arquitecto técnico, quien

decidirá si es necesario adoptar alguna medida provisional para apuntalar o apear la zona

afectada y recomendará la actuación técnica adecuada para eliminar la causa del

cedimiento, asegurando así la estabilidad del edificio y reparando posteriormente los

daños aparecidos.

La técnica tradicional consiste en recrecer hacia abajo la cimentación, ejecutando un

nuevo muro de hormigón. Más correcta es la ejecución de micropilotes o cilindros de

hormigón armado de pequeño diámetro y gran longitud, que se introducen atravesando la

cimentación o adosándose a ella y llegan a hincarse en capas más profundas del terreno,

buscando una mejor transmisión de las cargas.

En la actualidad se imponen las técnicas de inyecciones de refuerzo del terreno, en las

que se incorporan lechadas o morteros compuestos con resina en forma de gel que



427

aumentan la cohesión y la dureza del suelo hasta las profundidades necesarias para

garantizar la estabilidad del edificio que sobre él asienta.

1.5. CLASIFICACIÓN DE LOS TERRENOS DE

CIMENTACIÓN

En consideración a su comportamiento frente a las cargas de cimentación, y a los efectos

de determinar las presiones admisibles, se clasifican los terrenos de cimentación en:

rocas, terrenos sin cohesión, terrenos coherentes y terrenos deficientes.

1.5.1. Rocas.

Formaciones geológicas sólidas, con notable resistencia a compresión. Se agrupan en:

A.- Rocas isótropas. Sin visible estratificación: granitos, dioritas, etc.

B.- Rocas estratificadas. Con visible estratificación laminar: pizarras, esquistos, etc.

1.5.2. Terrenos sin cohesión

Terrenos formados fundamentalmente por áridos: grava, arena y limo inorgánico,

pudiendo contener arcillas en cantidad moderada. Predomina en ellos la resistencia

debida al rozamiento interno. Se clasifican en:

A.- Terrenos de graveras. Si predominan las gravas y gravillas, conteniendo al menos un

30 por 100 de estos áridos.

B.- Terrenos arenosos gruesos. Si predominan las arenas gruesas y medias, conteniendo

menos del 30 por 100 de gravas y gravillas y menos del 50 por 100 de arenas finas y limo

inorgánico.



428

C.- Terrenos arenosos finos. Si predominan las arenas finas, conteniendo menos del 30

por 100 de grava y gravilla y más del 50 por 100 de arenas finas y limo inorgánico.

A estos efectos, se denominarán los áridos, según el tamaño de sus granos, como sigue:

� Gravas y gravillas: mayor de 2 mm.

� Arenas gruesas y medias: entre 2 y 0,2 mm.

� Arenas finas: entre 0,2 y 0,06 mm.

� Limos inorgánicos: menor de 0,06 mm.

1.5.3. Terrenos coherentes

Terrenos formados fundamentalmente por arcillas, que pueden contener áridos en

cantidad moderada. Al secarse forman terrones que no pueden pulverizarse con los

dedos. Predomina en ellos la resistencia debida a la cohesión. Según su consistencia, y

su resistencia a compresión en estado natural no alterado, se clasifican en:

A.- Terrenos arcillosos duros. Los terrones con su humedad natural se rompen

difícilmente con la mano. Tonalidad en general clara. Resistencia a compresión superior a

4 kg/cm2.

B.- Terrenos arcillosos semiduros. Los terrones con su humedad natural se amasan

difícilmente con la mano. Tonalidad en general oscura. Resistencia a compresión entre 2

y 4 kg/cm2.

C.- Terrenos arcillosos blandos. Los terrones con su humedad natural se amasan

fácilmente, permitiendo obtener entre las manos cilindros de 3 mm de diámetro. Tonalidad

en general oscura. Resistencia a compresión entre 1 y 2 kg/cm2.



429

D.- Terrenos arcillosos fluidos. Los terrones con su humedad natural, presionados en la

mano cerrada fluyen entre los dedos. Tonalidad en general oscura. Resistencia a

compresión inferior a 1 kg/cm2.

1.5.4. Terrenos deficientes

Terrenos en general no aptos para la cimentación. Entre ellos se encuentran los

siguientes:

A.- Fangos inorgánicos. Limos inorgánicos y arcillas con gran cantidad de agua, que no

permite la formación de cilindros que resistan su propio peso.

B.- Terrenos orgánicos. Los que contienen proporción notable de materia orgánica.

C.- Terreno de relleno o echadizos. De naturaleza artificial, como vertederos sin

consolidar.

1.6. PRESIONES ADMISIBLES DE LOS TERRENOS

DE CIMENTACIÓN

La presión admisible en un terreno, bajo cargas verticales, depende fundamentalmente de

la naturaleza del terreno y de la profundidad y anchura del cimiento, y, además, de otras

circunstancias. La variedad y dificultad de clasificación de los terrenos sólo permite dar

valores de la presión admisible a titulo de orientación, debiendo en cada caso el autor del

proyecto, con su criterio técnico y tras el reconocimiento y ensayos de terreno que

considere precisos, elegir para cada caso la presión admisible que considere adecuada.

Igualmente es preciso observar que si bien los valores que figuran en la Tabla No. 11 se

consideran admisibles para cada clase de terreno que en ella se especifica, dichos



430

valores no garantizan que los asientos que se produzcan sean tolerables para cada obra

en particular, debiendo el autor del proyecto comprobar en cada caso estos extremos.

Con las salvedades que se acaban de señalar, los valores de las presiones admisibles se

consignan en la Tabla No. 11.

Tabla No. 11 Presiones admisibles en el terreno de cimentación

Naturaleza del terreno Presión admisible en kg/cm2, para profundidad de cimentación en m de:

0 0,5 1 2 £ 3

1. Rocas(1) No estratificadas Estratificados

30 10

40 12

50 16

60 20

60 20

2. Terrenos sin cohesión (2) Graveras Arenosos gruesos Arenosos finos

- - -

4 2,5 1,6

5 3,2 2

6,3 4 2,5

8 5 3,2

3. Terrenos coherentes Arcillosos duros Arcillosos semiduros Arcillosos blandos Arcillosos fluidos

- - - -

- - - -

4 2 1 0,5

4 2 1 0,5

4 2 1 0,5

4. Terrenos deficientes Fangos Terrenos orgánicos Rellenos sin consolidar

En general resistencia nula, salvo que se determine experimentalmente el valor admisible.

Observaciones: (1) a) Los valores que se indican, corresponden a rocas sanas, pudiendo tener alguna grieta. b) Para rocas meteorizadas o muy agrietadas las tensiones se reducirán prudencialmente. (2)



431

a) Los valores indicados se refieren a terrenos consolidados que requieren el uso del pico para removerlos. Para terrenos de consolidación media en que la pala penetra con dificultad, los valores anteriores se multiplicarán por 0,8. Para terrenos sueltos, que se remuevan fácilmente con la pala, los valores indicados se multiplicarán por 0,5. b) Los valores indicados corresponden a una anchura de cimiento igual o superior a 1 m. En caso de anchuras inferiores, la presión se multiplicará por la anchura del cimiento expresada en metros. c) Cuando el nivel freático diste de la superficie de apoyo menos de su anchura, los valores ‘de la Tabla se multiplicarán por 0,8.

1.7. PRESIONES EN LAS CAPAS PROFUNDAS DE

LOS TERRENOS DE CIMENTACIÓN

Cuando el terreno que soporta el cimiento descansa sobre otro cuya presión admisible

sea inferior, se comprobará que la presión resultante sobre el inferior no excede de la

presión admisible que le corresponda.

El cálculo de las presiones sobre el terreno inferior puede determinarse con los métodos

de la Mecánica del Suelo, o puede suponerse uniforme en cada capa de terreno, en la

superficie limitada por sus intersecciones con planos trazados por los bordes de la

cimentación que formen ángulo de 30º con la vertical. En el caso de zapatas próximas, si

los planos a 30º contiguos se cortan, se tomará el plano vertical que pasa por su

intersección.



432

1.8. PRESIÓN GENERAL EN TERRENOS

COHERENTES DE CIMENTACIÓN

En caso de terrenos coherentes, se comprobará, además, que la carga total de cada

cuerpo de edificación, disminuida en el peso del terreno excavado y dividida por la

superficie que ocupa en planta, no excede de la mitad de la presión admisible que

corresponda al terreno en la Tabla No. 11.

1.9. CONSIDERACIONES DE LOS

ASENTAMIENTOS

Cuando calculados los asientos o sus diferencias entre las diversas zonas del edificio, no

sean de valor tolerable, se reducirán las presiones admisibles hasta conseguir que lo

sean.

El asiento máximo tolerable se fijará por el autor del proyecto, atendiendo a las

características especiales de cada tipo de obra. Ello no obstante, y a titulo de orientación,

se fijan los valores que indica la Tabla No. 12.



433

Tabla No. 12 Asientos generales admisibles

Características del edificio

Asiento general, máximo admisible en terrenos:

Sin cohesión mm

Coherentes mm

Obras de carácter monumental 12 25

Edificios con estructura de hormigón armado de gran rigidez

35 50

Edificios con estructura de hormigón armado de pequeña rigidez. Estructuras metálicas hiperestáticas. Edificios con muros de fábrica.

50 75

Estructuras metálicas isostáticas. Estructuras de madera. Estructuras provisionales

50

75

Comprobando que no se produce desorganización en la estructura ni en los cerramientos.

1.10. CARGAS EXCÉNTRICAS

Cuando la actuación de cargas sobre el cimiento produzca por su excentricidad presiones

no uniformes sobre el terreno, se admitirá en los bordes un aumento del 25 por 100 en la

presión admisible indicada en la Tabla 11, siempre que la presión en el centro de

gravedad de la superficie de apoyo no exceda de la presión admisible.



434

1.11. SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO

Cuando la resultante de las fuerzas transmitidas al terreno incida oblicuamente sobre la

superficie de contacto del cimiento y terreno, el terreno deberá ser capaz de equilibrar la

componente horizontal de aquella resultante multiplicada por 1,5. El equilibrio se consigue

por el rozamiento entre cimiento y terreno, y en algunos casos además con el empuje

pasivo del terreno. Sólo podrá contarse con este empuje pasivo en los casos en que el

terreno no pueda desaparecer definitivamente o temporalmente y sean admisibles los

corrimientos horizontales de la estructura precisos para originar los referidos empujes.

No se contará en ningún caso con el empuje pasivo de la capa superior del terreno en una

profundidad de 1 m.

1.12. CARGAS A CONSIDERAR EN EL

PROYECTO DE CIMENTACIÓN

En el cálculo de las presiones sobre el terreno se considerarán las combinaciones más

desfavorables de las concargas, incluido el peso propio de la cimentación, y de las

sobrecargas de uso, de nieve, de viento, etc., con sus reducciones admisibles.

Se tendrán en cuenta las subpresiones en el caso que la cimentación alcance la capa

freática.



435

1.13. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO

Para la elección de la presión admisible en el terreno se procederá a un reconocimiento

de éste. Los criterios que suelen seguirse son los que a continuación se indican.

1.13.1. Estudio de las observaciones e informaciones locales, así como del

comportamiento de las cimentaciones de edificios próximos.

1.13.2. Realización de perforaciones o calicatas con profundidad suficiente para llegar

a todas las capas que puedan influir en los asientos de la obra, y en número

necesario para juzgar la naturaleza de todo el terreno afectado por la

edificación.

La profundidad de las perforaciones no será en general inferior a las siguientes:

� Cimentaciones discontinuas. Tres veces el ancho mínimo de las zapatas, con un

mínimo de 5 m.

� Cimentaciones continuas. Vez y media el ancho de la placa de cimentación.

Estas profundidades se aumentarán prudencialmente en el caso de terrenos de mala

calidad, en el que se presuma que puedan existir a profundidad que afecte a la obra, y

en el de terrenos de estructura irregular.

1.13.3. Si con los estudios y observaciones de los apartados anteriores u otros

adecuados no pudiera fijarse de manera clara la presión admisible para el

terreno, se procederá a la realización de los ensayos precisos, que deben ser

programados, ejecutados e interpretados por personal especializado.



436

1.14. EXCAVACIONES PARA CIMIENTOS

Las cepas o zanjas son excavaciones dentro de las cuales se construyen la cimentación

de una construcción. El ancho y la profundidad de esta excavación por ser de un tamaño

adecuado a las dimensiones de los cimientos que se van a construir, de lo contrario no

cabra el cimiento, si es que esta muy angosta o se desperdiciara trabajo si se hace más

ancha y profunda.

1.14.1. Herramienta necesaria:

Para hacer la excavación se necesita únicamente de pala y zapapico. Cuando es

necesario acarrear el producto de la excavación, se puede hacer en carretilla, cestos de

mimbre, botes de lamina o en costales de yute o similares.

Conocimiento de la resistencia del terreno:

Figura No. 173 Cepas Tomada de http://www.cimentaciones.com



437

Para construir una cimentación es necesario eliminar la capa de tierra vegetal superficial

que es la menos resistente, cuyo espesor es muy variable.

Retirada la capa de tierra vegetal, se recomienda hacer una pequeña excavación hasta de

50cm de profundidad para conocer la dureza del terreno.

Por su dureza los terrenos pueden dividirse en cuatro tipos:

� Terreno malo

Es el que presenta aspecto húmedo y esponjoso y que lanzando una herramienta pesada

(por ejemplo, la pala) se clava en el terreno penetrando con facilidad.

� terreno regular

Se puede excavar fácilmente con pala sin necesidad de aflojar la tierra con zapapico.

� terreno bueno

Tan solo es posible excavar a base de zapapico, que penetra difícilmente en el terreno.

Figura No. 174 Tipos de Terreno Tomada de http://www.cimentaciones.com



438

Es sumamente importante determinar, de acuerdo con el esfuerzo necesario para hacer la

excavación, cual es el tipo de terreno donde se va a construir, ya que de esto depende el

ancho de la cimentación que se construirá.

Procedimiento de trabajo: la excavación se hará respetando las líneas marcadas con cal

que indican el ancho de la cimentación. No es necesario hacer la zepa más ancha de lo

que ha sido señalada.

Cuando en la excavación, se encuentra basura enterrada o desperdicios de poca

resistencia, deberá hacerse la excavación mas profunda, hasta encontrar terreno

resistente.



439

CONDUCTA DE SALIDA









1. Ubique una obra de construcción cuya cimentación se este ejecutando por medio

de zapatas, ¿Qué etapas realizaría en el proceso constructivo de las mismas?

2. Indique el procedimiento a seguir en la construcción de la losa de cimentación

3. De acuerdo con el tema tratado, determine ¿cuál será la función principal de la

cimentación, ya sea por zapatas, losas o pilotes?

4. Establezca los parámetros para establecer el tipo de cimentación adecuada

empleada en un proceso constructivo.

5. ¿Cuales cree usted, que son las causas de los asentamientos producidos en los

terrenos de cimentación?

6. Si estuviera usted como interventor o residente de obra, ¿cómo determinaría usted

si el tipo de cimentación que sé esta llevando a cabo es el adecuado o no?



440

SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA EVALUACIÓN FINAL



a. Desbroce del solar

b. Replanteo por medio de camillas previa explanación.

c. Señalamiento o señalización de la superficie o perímetro de las zapatas y vigas

d. Fijar o marcar perfectamente los ejes mediante las camillas

e. Excavación siguiendo o guiados por el plano de replanteo hasta la cota que se

considere como firme según el estudio geotécnico, no se excavaran los últimos 15

o 20 cms del canto de la zapata si no se va introducir inmediatamente el hormigón

de regulación o de limpieza.

f. Refinado de paredes y del fondo hasta la cota del firme

g. Verter el hormigón de regularización. Antes del vertido de hormigón es

conveniente espolvorear las paredes de la excavación para entibarlas.

h. Disposición de las armaduras sobre calzos que aseguren el recubrimiento y que

serán tantos como se necesiten para mantener la horizontalidad de las armaduras.

i. La capa de hormigón de regularización será de unos 15 cms, el recubrimiento será

tal que la armadura disté mas de 10 cms del hormigón de limpieza.

j. Colocación y fijado de las armaduras de las vigas de atado, riostras o centradoras

k. Vertido del hormigón por tongadas, en el caso de preverse junta de hormigonado

en la viga de riostra o de atado será vertical y estará dispuesta en el centro de

esta, se vertira el hormigón en el centro de las vigas. Si por necesidad debe de

haber una junta en la zapata por falta de hormigón se realizara bajo el nivel de

canto de las vigas y será perpendicular a la dirección de esfuerzos horizontales.

l. Curado a base de riegos, 3 veces diarias durante la primera semana.



441

2. Indique el procedimiento a seguir en la construcción de la losa de cimentación

� Capa de bolos o piedra de escollera apisonadas en el suelo para evitar que suba el

agua por capilaridad.

� Dos capas de zahorra compactas

� Hormigón de regularización

� Membrana impermeabilizante

� Capa de hormigón de áridos finos ( 5 cms ) para proteger la membrana

� Mallazo con calzos

� Armaduras de refuerzo y de momento

� Mallazo superior con los distanciadores además de armadura de refuerzo y de

momento + mas armaduras de cortante.

� Armaduras de los enanos de pilares con sus cercos.

� Vertido de hormigón por tongadas y vibrado, excepto en zona del pilar.





o desplazamientos.

4. Establezca los parámetros para establecer el tipo de cimentación adecuada

empleada en un proceso constructivo.

Hay tres parámetros para establecer el tipo de cimentación adecuada a un edificio:

1 Por las características de la estructura y la magnitud de las cargas.

2 Por la profundidad del firme.



442

3 Por las características del suelo en contacto con la cimentación y por debajo del

plano de carga.



Los asentamientos del terreno, suelen deberse a que las tierras han cedido por alguna

causa extrínseca, como la realización de pozos en su proximidad, excavaciones

subterráneas, o pérdidas en la red de abastecimiento de agua o en la de saneamiento,

produciendo el arrastre de los finos y creando oquedades en el subsuelo.




6. Si estuviera usted como interventor o residente de obra, ¿cómo determinaría usted

si el tipo de cimentación que sé esta llevando a cabo es el adecuado o no?

SESIÓN IX

CONSTRUCCION DE SUBBASES Y

BASES GRANULARES



444

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha desarrollado mucha actividad en la restauración de viejos

pavimentos deteriorados. Uno de los procedimientos que ha ganado creciente aceptación

es el reciclado de esos viejos pavimentos en nuevas bases de suelo cemento,

procedimiento que, aunque no es nuevo, ha ganado creciente aceptación por sus

excelentes resultados.

Son numerosas las referencias de pavimentos constituidos por bases granulares cubiertas

con capas bituminosas, cuyos materiales debidamente procesados se han utilizado para

construir bases de suelo cemento.

Cuando un pavimento flexible presente fallas, ellas tienen su origen normalmente en

defectos internos, más que superficiales de la base. Es por ello, que un recubrimiento

superficial con una delgada capa bituminosa no soluciona el problema, sino por un breve

lapso, de ahí la importancias de tener en cuenta las consideraciones especificas sobre la

adecuada construcción tanto de las bases y subbases granulares.

OBJETIVOS

� Identificar las características de las bases y subbases granulares en un proyecto

de construcción vial.

� Proporcionar las especificaciones generales con base en las normas expedidas

por INVIAS.

� Conocer los equipos requeridos para la construcción de bases y subbases

granulares.



445

CONDUCTA DE ENTRADA






1. Si usted esta en una obra de construcción vial, ¿cómo identificaría las bases y

subbases granulares?


3. ¿Qué requisitos deben poseer los materiales para la construcción de la sub – base?

4. ¿ Que es la base granular?




446

SOLUCION DE LA CONDUCTA DE ENTRADA

1. Si usted esta en una obra de construcción vial, ¿cómo identificaría las bases y sub -

bases granulares?

Las bases y sub-bases son capas de material pétreo adecuadamente seleccionadas para

traspasar las cargas de la carpeta de rodadura a la sub-rasante (Infraestructura). Por

tanto se identifican observando su granulometría.


La sub – base es la capa granular localizada entre la sub-rasante y la base en pavimentos

flexibles o rígido y ocasionalmente, sobre todo en pavimentos rígidos, se puede prescindir

de ella. Su principal función es la de Prevenir la intrusión de los finos del suelo de sub-

rasante en las capas de base, para lo cual se debe especificar materiales de graduación

relativamente densa para este propósito.


Se podrá usar partículas limpias, con suelos tipo grava arenosa, arenas arcillosas o

suelos similares, que cumplan los siguientes requisitos:

� Inorgánicos.

� Libres de materia vegetal.

� Libres de escombros.

� Libres de basuras.

� Libres de material congelado.

� Sin presencia de terrones.

� Sin presencia de trozos degradables.



447


Capa sobre sub-base o sub-rasante destinada a sustentar la estructura del pavimento. Es

la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos.

Regularmente esta capa además de la compactación, necesita otro tipo de mejoramiento

(estabilización) para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse y además

transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores.



vegetal, arcillas u otro material perjudicial. Además debe cumplir los siguientes requisitos:











448

1. CONSTRUCCIÓN DE SUBBASES Y BASES

GRANULARES

Figura No. 175 Construccion de Bases Y Subbases Gr anulares Tomada de http://www.obrasviales.com

1.1. GENERALIDADES

Las bases y sub-bases son capas de material pétreo adecuadamente seleccionadas

para traspasar las cargas de la carpeta de rodadura a la sub-rasante (Infraestructura).

Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, la ubicación

de estos materiales dentro de la estructura de un pavimento (superestructura), esta

dada por las propiedades mecánicas de cada una de ellas.



449

Figura No. 176 Traspaso de Cargas a la estructura de Pavimento

Tomada de http://www.obrasviales.com

1.2 DESCRIPCIÓN SUBBASES

1.2.1 Sub-Base

Es la capa granular localizada entre la sub-rasante y la base en pavimentos flexibles o

rígido y ocasionalmente, sobre todo en pavimentos rígidos, se puede prescindir de

ella.

1.2.2 Función de la Sub-Base

Prevenir la intrusión de los finos del suelo de sub-rasante en las capas de base, para

lo cual se debe especificar materiales de graduación relativamente densa para este

propósito.

� Minimizar los daños por efecto de las heladas y en estos casos se debe

especificar materiales con alto porcentaje de vacíos.



450

� Ayuda a prevenir la acumulación de agua libre dentro de la estructura del

pavimento. En este caso se debe especificar material de libre drenaje y colectores

para evacuar el agua.

� Proveer una plataforma de trabajo para los equipos de construcción.

� Dar soporte a las capas estructurales siguientes.

1.2.3 Materiales

Se podrá usar partículas limpias, con suelos tipo grava arenosa, arenas arcillosas o

suelos similares, que cumplan los siguientes requisitos:

� Inorgánicos.

� Libres de materia vegetal.

� Libres de escombros.

� Libres de basuras.

� Libres de material congelado.

� Sin presencia de terrones.

� Sin presencia de trozos degradables.



451

Además se debe cumplir las siguientes características:

Tabla No. 13

Limite liquido (LL) 25 % Max.

Indice de plasticidad (IP) 6 % Max.

Poder de soporte (CBR) 40 % Min.

Desgaste de los Angeles 60 % Max.

Finos que pasa malla Nº 200 15 % Max.

1.2.4 Equipo utilizado

Figura No. 177 Equipo de mezclado y perfilado - Motoniveladora


La motoniveladora es la maquina mas adecuada para hacer los trabajos de

perfiladura. Es automotriz y sus cuchillas auto ajustables.



452

Figura No. 178 Equipo de riego


Pueden estar formados por camiones estanque provisto de bombas y barras

regadoras que permitan una aplicación uniforme y continua del agua, en anchos

variables y en cantidades controladas.

Figura No. 179 Equipo de compactación


La elección del equipo de compactación, dependerá de las características del

material.



453

1.2.5 Limitaciones meteorológicas.

Las faenas de construcción de la sub-base, deberán suspenderse cuando las

condiciones del tiempo afecten en forma adversa la calidad de la capa terminada.

1.2.6 Confección

La confección de la sub-base deberá ejecutarse en plantas procesadoras fijas o

móviles, que aseguren la obtención de material que cumpla con los requisitos

establecidos. El material deberá acopiarse en canchas habilitadas especialmente para

este efecto, de manera que no se produzca contaminación ni segregación de los

materiales.

1.2.7 Colocación

La sub-base debidamente preparada se extenderá sobre la plataforma del camino,

incluyendo las áreas de bermas, mediante equipos distribuidores autopropulsados,

debiendo quedar el material listo para ser compactado sin necesidad de mayor

manipulación para obtener el espesor y perfil transversal deseado.

La sub-base deberá construirse por capas de espesor compactado no superior a 0.3

m ni inferior a 0.12 m. Espesores superiores a 0.3 m se extenderán y compactaran en

capas. El material extendido debe ser de una granulometría homogénea, no debiendo

presentar bolsones o nidos de materiales finos o gruesos. Ningún material deberá ser

colocado sobre nieve o sobre una capa blanda, barrosa o helada.



454

1.2.8 Compactación

Una vez esparcido el material, este deberá compactarse mediante rodillos

preferentemente del tipo vibratorios y riegos adicionales para terminar con rodillos

lisos o neumáticos. El rodillado deberá progresar en forma gradual desde el punto

bajo de los costados hacia el centro de la vía en construcción, traslapando cada

pasada con la precedente en por lo menos la mitad del ancho del rodillo.

1.2.9 Terminación

Cualquier área de la sub-base terminada que presente un espesor compactado menor

al espesor indicado, deberá corregirse mediante el escarificado de la superficie,

agregando material aprobado, perfilando, recompactando y terminando conforme a lo

especificado. No se recomiendan los parches superficiales de un área, sin que se

escarifique la superficie de manera de lograr la ligazón correcta del material agregado.

Las áreas con un nivel superior a la tolerancia especificada, serán rebajadas, regadas

y compactadas nuevamente hasta cumplir con lo establecido. La subbase terminada,

deberá quedar uniformemente lisa y paralela a la superficie terminada de la calzada,

recomendándose no tener variaciones en ningún lugar de mas de 2 cm por sobre o

bajo los perfiles indicados en los planos.

1.2.10 Mantención

La sub-base deberá mantenerse en su longitud total, mediante el uso de

motoniveladoras y rodillos aprobados para recibir la capa inmediatamente superior.



455

1.3 DESCRIPCIÓN BASES

1.3.1 Bases

Capa sobre sub-base o sub-rasante destinada a sustentar la estructura del pavimento.

Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos.

Regularmente esta capa además de la compactación, necesita otro tipo de

mejoramiento (estabilización) para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse

y además transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores.

1.3.2 Materiales


vegetal, arcillas u otro material perjudicial. Además debe cumplir los siguientes

requisitos:

Tabla No. 14











456

1.3.3 Equipos

� Motoniveladora.

� Equipo de riego.

� Equipo de compactación

� Compactadores vibratorios, y eventualmente rodillos de neumáticos.

1.3.4 Limitaciones climáticas

La faena de construcción de la base deberá suspenderse cuando las condiciones

meteorológicas afecten en forma perjudicial la calidad de la capa terminada.

No deberá ser colocada cuando la temperatura ambiente en descenso alcance a 3°C.

1.3.5 Condiciones de la sub-base

Con anterioridad a la construcción de la base, deberá limpiarse y retirarse toda

sustancia extraña a la sub-base o sub-rasante previamente aceptada. Los baches o

puntos blandos deformables que se presenten en su superficie o cualesquiera área

que tenga una compactación inadecuada o cualquier desviación de la superficie,

deberán corregirse.

1.3.6 Colocación

La construcción de la base deberá ajustarse a los perfiles longitudinales y

transversales del proyecto y cubriendo un ancho mayor al que la calzada de a lo

menos 10 cm a ambos costados. Se depositaran y se esparcirán los materiales por

cordones, en una capa uniforme sin segregación de tamaños, de manera que la capa

tenga el espesor requerido al ser compactada.



457

No se permitirá el acarreo por sobre la base no compactada. El material de base

agregado, que haya sido procesado en una planta o haya sido mezclado o combinado

in situ, deberá tenderse en una capa uniforme con la profundidad y ancho indicados

en los planos del proyecto.

El esparcido se realiza mediante una motoniveladora, esparcidor mecánico u otro

método aprobado. Durante el tendido, deberá cuidarse de evitar cortes en la capa

subyacente. La operación deberá continuar hasta que el material haya alcanzado por

lo menos un 95% de la densidad máxima seca dada por el ensaye del Proctor

Modificado.

Ningún material deberá colocarse en nieve o en una capa blanda, barrosa o helada.

1.3.7 Compactación

Después que el agregado haya sido esparcido, se le deberá compactar por medio de

rodillado y riego. La compactación deberá avanzar gradualmente desde los costados

hacia el centro de la vía en construcción. El rodillado deberá continuar hasta lograr la

densidad especificada y hasta que no sea visible el deslizamiento del material delante

del compactador.

La distribución y el rodillado continuaran alternadamente tal como se requiere para

lograr una base lisa, pareja y uniformemente compactada. No se deberá compactar

cuando la capa subyacente se encuentre blanda o dúctil, o cuando la compactación

cause ondulaciones en la capa de la base.

1.3.8 Controles

Una vez compactado el material se procederá a controlar la compactación por medio

de la toma de densidades in situ de acuerdo a la norma T 147 de AASHTO. Los



458

controles mínimos son ensayo de granulometría, capacidad de soporte (CBR), Limites

de Atterberg y Proctor Modificado.

1.3.9 Terminación

Cualquier área de la base terminada cuyo espesor compactado sea inferior al indicado

o tenga ondas o irregularidades que excedan de 1 cm, deberán corregirse mediante

escarificación de la superficie, perfilando, recompactando la respectiva área.

La superficie de la base terminada, no deberá tener ningún punto cuya cota varíe en

mas de 1.5 cm sobre o bajo los niveles establecidos en los planos. Los espesores no

podrán ser inferiores al 5% del espesor especificado.

1.4 DESCRIPCIÓN BASES MIXTAS

1.4.1 Bases Mixtas

Las bases mixtas son aquellas que están conformadas por una base granular y

además una cantidad dosificada de cemento y asfalto liquido. Se necesita de

maquinaria especializada para desarrollar los trabajos dosificación y mezclado de

estas bases. Generalmente la maquinaria utilizada para tales efectos son los equipos

del tipo Pulver Mix o Bomag MPh-100, que son maquinas mezcladoras de suelo.



459

1.4.2 Equipos para Bases-Mixtas

Figura No. 180 Equipo de mezclado y perfilado






460


Tomada de http://www.obrasviales.com 1.4.3 Dosificacion de Cemento

Figura No. 183 Dosificacion de cemento




461

Figura No. 184 Dosificacion de cemento


1.4.4 Proceso de Mezclado con Asfalto

Figura No. 185 Proceso de Mezclado con Asfalto




462

Figura No. 186 Proceso de Mezclado con Asfalto


1.4.5 Compactacion y Perfilado con Motoniveladora

En la compactación y terminación del proceso constructivo, se utilizan los equipos

convencionales.



463

Figura No. 187 Proceso de Compactación y Perfila do


1.4.6 Colocación en Carpeta en Caliente sobre Base Mixta

Este tipo de base se puede colocar sobre cualquier tipo de carpeta de rodado,

incluyendo tratamientos superficiales y carpetas en caliente.



464

Figura No. 188 Proceso de Colocación en Carpeta en Caliente sobre Base

Mixta


1.5 DISPOSICIONES GENERALES PARA LA EJECUCIÓN

DE AFIRMADOS, SUBBASES GRANULARES Y BASES

GRANULARES Y ESTABILIZADAS

Los artículos mencionados en este capitulo corresponden a las Especificaciones

Generales de Construcción de Carreteras propuestas por el Instituto Nacional de Vías y el

Ministerio de Transporte.



465

1.5.1 Descripción

Esta especificación presenta las disposiciones que son generales a los trabajos sobre

afirmados, subbases granulares y bases granulares y estabilizadas.

Tabla No. 15 Requisitos de los materiales para af irmados, subbases granulares

y bases granulares.

Tomada de Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras INV y MOPT.

1.5.2. Materiales

Para la construcción de afirmados y subbases granulares, los materiales serán

agregados naturales clasificados o podrán provenir de la trituración de rocas y gravas,

o podrán estar constituidos por una mezcla de productos de ambas procedencias.

Capa

Partículas

fracturadas

mecánicament

e

(Agr. Grueso)

Desgast

e

Los

Ángeles

Perdidas en

ensayo

de solidez en

Índice de

aplanamient

o

Y

alargamient

o

C.B.R. I.P. Equiv.

de

arena

Sulfato

de

sodio

Sulfato

de

magnesio

Norma

INV

E-227 E-218 y

E-219

E-220 E-220 E-230 E-148 E-125

y

E-126

E-133

Afirmado 50%

máx.

12%

máx.

18% máx. 4-9

Subbase

granular

50%

máx.

12%

máx.

18% máx. 20, 30

ó 40%

mín.1

< = 6 25%

mín.

Base

granular

50% mín. 40%

máx.

12%

máx.

18% máx. 35% máx. 80%

mín.1

< = 3 30%

mín.



466

Para la construcción de bases granulares, será obligatorio el empleo de un agregado

que contenga una fracción producto de trituración mecánica.

En ambos casos, las partículas de los agregados serán duras, resistentes y durables,

sin exceso de partículas planas, blandas o desintegrables y sin materia orgánica u

otras sustancias perjudiciales. Sus condiciones de limpieza dependerán del uso que

se vaya a dar al material.

Los requisitos de calidad que deben cumplir los diferentes materiales, se resumen en

la Tabla 3-2. Los requisitos granulométricos se presentan en la especificación

respectiva.

Los requisitos que deben cumplir los materiales para la construcción de bases

estabilizadas, se indican en las especificaciones respectivas.

1.5.3. Equipo

Todos los equipos deberán ser compatibles con los procedimientos de construcción

adoptados y requieren la aprobación previa del Interventor, teniendo en cuenta que su

capacidad y eficiencia se ajusten al programa de ejecución de las obras y al

cumplimiento de las exigencias de la presente especificación y de la correspondiente

partida de trabajo.

1.5.4. Ejecución de los Trabajos

1.5.4.1 Explotación de materiales y elaboración de agregados

Las fuentes de materiales, así como los procedimientos y equipos utilizados para la

explotación de aquellas y para la elaboración de los agregados requeridos, deberán



467

tener aprobación previa del Interventor, la cual no implica necesariamente la

aceptación posterior de los agregados que el constructor suministre o elabore de toles

fuentes, ni lo exime de la responsabilidad de cumplir con todos los requisitos de cada

especificación.

Los procedimientos y equipos de explotación, clasificación, trituración, lavado y el

sistema de alimento, deberán garantizar el suministro de un producto de

características uniformes si el constructor no cumple con esos requerimientos, el

Interventor exigirá los cambios que considere necesarios.

Todos los trabajos de clasificación de agregados y en especial la separación de

partículas de tamaño mayor que el máximo especificado para cada gradación, se

deberán efectuar en el sitio de explotación o elaboración y no se permitirá ejecutarlos

en la vía.

Siempre que las condiciones lo permitan, los suelos orgánicos existentes en la capa

superior de las canteras deberán ser conservados para la posterior recuperación de

las excavaciones y de la vegetación nativa. Al abandonar las canteras temporales, el

Constructor remodelará el terreno para recuperar las características hidrológicas

superficiales de ellas.

1.5.4.2 Fase de experimentación en subbases granulares y bases granulares y

estabilizadas.

Antes de iniciar los trabajos, el Constructor emprenderá una fase de experimentación

para verificar el estado de los equipos y determinar, en secciones de ensayo, el

método definitivo de preparación, transporte, colocación y compactación de los

materiales, de manera que se cumplan los requisitos de cada especificación.



468

Para tal efecto, construirá una o varias secciones de ancho y longitud definidos de

acuerdo con el Interventor y en ellas se probará el equipo y el plan de compactación.

El Interventor tomará muestras de campo y las ensayará para determinar su

conformidad con las condiciones especificadas de densidad granulometría y demás

requisitos.

En el caso de que los ensayos indicaren que la subbase o base granular o

estabilizada no se ajusta a dichas condiciones, el constructor deberá efectuar

inmediatamente las correcciones requeridas a los sistemas de preparación, extensión

y compactación, hasta que ellos resulten satisfactorios para el Interventor.

1.5.4.3 Acopio de los materiales

Los agregados para afirmados, subbase granular y base granular se deberán acopiar

cubriéndolos con plásticos, de manera que no sufran daños o transformaciones

perjudiciales, cada agregado diferente deberá acopiarse por separado, para evitar

cambios en su granulometría original. Los últimos quince centímetros (15 cm) de cada

acopio que se encuentren en contacto con la superficie natural del terreno no deberán

ser utilizados, a menos que se hallan colocado sobre éste lonas que prevengan la

contaminación del material de acopio.

ARTÍCULO 320-96

1.5.5 Subbase Granular

1.5.5.1. Descripción



469

Este trabajo consiste en el suministro, transporte, colocación y compactación de

material de subbase granular aprobado sobre una superficie preparada, en una o

varias capas, de conformidad con los alineamientos, pendientes y dimensiones

indicados en los planos del proyecto o establecidos por el Interventor.

1.5.5.2. Materiales

Los agregados para la construcción de la subbase granular deberán satisfacer los

requisitos indicados en el aparte 2 del Artículo 300 para dichos materiales. Además,

deberán ajustarse a la franja granulométrica que se muestra en la siguiente tabla.

Tabla No. 16 Franja Granulométrica


Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactación y resistencia

medidos por la presente especificación, el material que produzca el Constructor

deberá dar lugar a una curva granulométrica uniforme y sensiblemente paralela a los

Tamiz Porcentaje

que pasa

Normal Alterno SBG-1

50 mm 2” 100

37.5 mm 1 ½” 70-100

25 mm 1” 60-100

12.5 mm ½” 50-90

9.5 mm 3/8” 40-80

4.75 mm No. 4 30-70

2.0 mm No. 10 20-55

425 µm No. 40 10-40

75 µm No. 200 4-20



470

límites de la franja, sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de

un tamiz adyacente y viceversa.

El valor mínimo de resistencia a que hace referencia la Tabla 300. i del Artículo 300,

deberá definirse en los documentos del proyecto.

1.5.5.3. Equipo

Rigen las condiciones generales establecidas en los numerales 300.3 y 311.3, de los

Artículos 300 y 311, respectivamente, de las presentes especificaciones.

1.5.5.4. Ejecución de los Trabajos

1.5.5.4.1 Explotación dé materiales y elaboración dé agregados

Rige lo indicado en el aparte 4.1 del Artículo 300.

1.5.5.4.2 Preparación de la superficie existente

El Interventor sólo autorizará la colocación de material de subbase granular cuando la

superficie sobre la cual debe asentarse tenga la densidad apropiada y las cotas

indicadas en los planos o definidas por él. Además, deberá estar concluida la

construcción de las cunetas, desagües y filtros necesarios para el drenaje de la

calzada.

Si en la superficie de apoyo existen irregularidades que excedan las tolerancias

determinadas en las especificaciones respectivas, de acuerdo con lo que se prescribe

en la unidad de obra correspondiente, el constructor hará las correcciones necesarias,

a satisfacción del Interventor.



471

1.5.5.4.3 Fase de experimentación


1.5.5.4.4 Transporte y colocación del material

El constructor deberá acarrear y verter el material, de tal modo que no se produzca

segregación, ni se cause daño o comunicación en la superficie existente. Cualquier

contaminación que se presentare, deberá ser subsanada antes de proseguir el

trabajo.

La colocación del material sobre la capa subyacente se hará en una longitud que no

sobrepase mil quinientos metros (1.500 m) de las operaciones de mezcla,

conformación y compactación del material de la subbase.

1.5.5.4.5 Extensión y mezcla del material

El material se dispondrá en un cordón de sección uniforme, donde será verificada su

homogeneidad si la subbase se va a construir mediante combinación de varios

materiales, éstos se mezclarán formando cordones separados para cada material en

la vía, los cuales luego se combinarán para lograr su homogeneidad. En caso de que

sea necesario humedecer o airear el material para lograr la humedad óptima de

compactación, el Constructor empleará el equipo adecuado y aprobado, de manera

que no perjudique la capa subyacente y deje el material con una humedad uniforme.

Éste, después de mezclado, se extenderá en una capa de espesor uniforme que

permita obtener el espesor y grado de compactación exigidos, de acuerdo con los

resultados obtenidos en la fase de experimentación.

En operaciones de bacheo en áreas de reducida extensión, el Constructor propondrá

al Interventor los métodos de extensión y mezcla que garanticen la calidad de la capa.



472

1.5.5.4.6 Compactación

Una vez que el material de la subbase tenga la humedad apropiado se conformará y

compactará con el equipo aprobado por el Interventor, hasta alcanzar la densidad

especificada.

Aquellas zonas que por su reducida extensión, su pendiente o su proximidad a obras

de arte no permitan la utilización del equipo que normalmente se utiliza, se

compactarán por los medios adecuados para el caso, en forma tal que las densidades

que se alcancen no sean inferiores a las obtenidas en el resto de la capa. La

compactación se efectuará longitudinalmente, comenzando por los bordes exteriores y

hacia el centro, traslapando en cada recorrido un ancho no menor de un tercio (1/3)

del ancho del rodillo compactado. En las zonas peraltadas, la compactación se hará

del borde inferior al superior.

No se extenderá ninguna capa de material de subbase mientras no haya sido

revaluada la nivelación y comprobación del grado de compactación de la capa

precedente. Tampoco se ejecutará la subbase granular en momentos en que haya

lluvia o fundado temor de que ella ocurra, ni cuando la temperatura ambiente sea

inferior a dos grados Celsius (2 °C).

1.5.5.4.7 Apertura al tránsito

Sobre las capas en ejecución se prohibirá la acción de todo tipo de tránsito mientras

no se haya completado la compactación. Si ello no es factible, el tránsito que

necesariamente deba pasar sobre ellas, se distribuirá de forma que no se concentren

ahuellamientos sobre la superficie. El Constructor deberá responder por los daños



473

producidos por esta causa, debiendo proceder a la reparación de los mismos con

arreglo a las indicaciones del Interventor.

1.5.5.4.8 Bacheos

Las excavaciones para reparación de pavimento existente cuya profundidad sea

superior a treinta centímetros (30 cm) deberán rellenarse con material de subbase

granular hasta una profundidad de veinticinco centímetros (25 cm) por debajo de la

rasante existente, material que deberá ser compactado con el equipo adecuado hasta

alcanzar la densidad especificada.

1.5.5.4.9 Conservación

Si después de aceptada la subbase granular, el Constructor demorare la construcción

de la capa inmediatamente superior, por conveniencia o negligencia, deberá reparar,

a su costa, todos los daños en la subbase y restablecer el mismo estado en que se

aceptó.

ARTÍCULO 330-96

1.5.6 Base Granular

1.5.6.1. Descripción

Este trabajo consiste en el suministro, transporte, colocación y compactación de

material de base granular aprobado sobre una subbase, afirmado o subrasante, en

una o varias capas, conforme con las dimensiones, alineamiento y pendientes

señalados en los planos del proyecto u ordenados por el Interventor.



474

1.5.6.2. Materiales

Los agregados para la construcción de la base granular deberán satisfacer los

requisitos indicados en el aparte 2 del Artículo 300 para dichos materiales.

Además, deberán ajustarse a alguna de las siguientes franjas granulométricas:

Franjas granulométricas para agregados de construcción

Tabla No. 17 Franja Granulométrica


La franja por utilizar será la establecida en los documentos el proyecto o la por el

Interventor. Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactación y

resistencia exigidos por la presente especificación, el material que produzca el

Constructor deberá dar lugar a una curva granulométrica uniforme, sensiblemente

Tamiz Porcentaje que

pasa

Normal Alterno BG-1 BG-2

37.5 mm 1 ½” 100 -

25 mm 1” 70-100 70-100

19.0 mm ½” 60-90 50-80

9.5 mm 3/8” 45-75 50-80

4.75 mm No. 4 30-60 35-65

2.0 mm No. 10 20-55 20-45

425 µm No. 40 10-30 10-30

75 µm No. 200 5-15 5-15



475

paralela a los límites de la franja por utilizar, sin saltos bruscos de la parte superior de

un tamiz a la inferior de un tamiz adyacente o viceversa.

1.5.6.3 Equipo

Rigen las condiciones generales establecidas en los numerales 3 y 3 de los Artículos

300 y 311 de este documento, con la salvedad de que la planta de trituración, con

unidades primaria y secundaria, como mínimo, es obligatoria.

1.5.6.4 Ejecución de los Trabajos

1.5.6.4.1 Explotación de materiales y elaboración de agregados


1.5.6.4.2 Preparación de la superficie existente

El Interventor sólo autorizará la colocación de material de base granular cuando la

superficie sobre la cual debe asentarse tenga la densidad y las cotas indicadas o

definidas por el Interventor. Además, deberá estar concluida la construcción de las

cunetas, desagües y filtros necesarios para el drenaje de la calzada.

Si en la superficie de apoyo existen irregularidades que excedan las tolerancias

determinadas en las especificaciones respectivas, de acuerdo con lo que se prescribe

en la unidad de obra correspondiente, el constructor hará las correcciones necesarias

a satisfacción del interventor.



476

1.5.6.4.3 Fase de experimentación

Se aplica lo descrito en el aparte 4.2 del Artículo 300.

1.5.6.4.4 Transpone y colocación de material

Tiene validez lo indicado en el aparte 4.4 del Artículo 320.

1.5.6.4.5 Extensión y mezcla del material

El material se dispondrá en un cordón de secado uniforme, donde será verificada su

homogeneidad Si la base se va a construir mediante combinación de varios

materiales, éstos se mezclaran formando cordones separados para cada material en

la vía, que luego se combinará para lograr su homogeneidad. En caso de que sea

necesario humedecer o airear el material para lograr la humedad de compactación, el

Constructor empleará el equipo adecuado y aprobado, de manera que no perjudique a

la capa subyacente y deje una humedad uniforme en el material. Éste, después de

mezclado, se extenderá en una capa de espesor uniforme que permuta obtener el

espesor y grado de compactación exigidos, de acuerdo con los resultados obtenidos

en la fase de experimentación.

En operaciones de bacheo en áreas de reducida extensión, el Interventor definirá,

dentro de los sistemas de extensión y mezcla que le proponga el Constructor, el que

considere más adecuado.

1.5.6.4.6 Compactación

El procedimiento para compactar la base granular es igual al descrito en el aparte del

Artículo 320, para la subbase granular.



477

También resultan validas las limitaciones expuestas en dicho aparte.

1.5.6.4.7 Apertura al tránsito

Se aplica lo descrito en el aparte 4.7 del Artículo 320, para la subbase granular.

1.5.6.4.8 Bacheos

En las excavaciones para reparación del pavimento existente cuya profundidad sea

mayor de treinta centímetros (30 cm), se empleará material de base granular para su

relleno por encima de la subbase granular descrita en el aparte 4.8 del Artículo 320 y

hasta una profundidad de claco centímetros (5 cm) por debajo de la rasante existente.

Si la excavación tiene una profundidad mayor de quince y menor o igual a treinta

centímetros (> 15 y ≤ 30 cm), ella se rellenará con material de base granular hasta

cinco centímetros (5 cm) por debajo de la rasante existente.

En las excavaciones para reparación del pavimento existente cuya profundidad sea

menor o igual a quince centímetros (≤ 15 cm), no se empleará material de base

granular en su relleno.

El material de base granular colocado en estos rellenos deberá ser compactado hasta

alcanzar la densidad especificada.



478

CONDUCTA DE SALIDA









1. ¿Cómo deberá ser el acopio de los agregados para afirmados, subbase granular y base granular?

2. ¿Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la subbase

granular?

3. Dentro de una obra de construcción vial, ¿cómo deberá compactarse la subbase

granular?.

4. ¿Cuál es el procedimiento a seguir para la realización de los bacheos?

5. ¿ En que consiste el trabajo de las bases granulares?

6. ¿Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la base

granular?



479

SOLUCION DE LA CONDUCTA DE SALIDA 1. ¿Cómo deberá ser el acopio de los agregados para afirmados, subbase granular y base granular?





acopio que se encuentren en contacto con la superficie natural del terreno no deberán ser

utilizados, a menos que se hallan colocado sobre éste lonas que prevengan la


2. ¿Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la subbase

granular?

Los agregados para la construcción de la subbase granular deberán satisfacer los

requisitos ajustados a la franja granulométrica que se muestra en la siguiente tabla.



480

3. Dentro de una obra de construcción vial, ¿cómo deberá compactarse la subbase

granular?.

Una vez que el material de la subbase tenga la humedad apropiada se conformará y

compactará con el equipo aprobado por el Interventor, hasta alcanzar la densidad

especificada.

Aquellas zonas que por su reducida extensión, su pendiente o su proximidad a obras de

arte no permitan la utilización del equipo que normalmente se utiliza, se compactarán por

los medios adecuados para el caso, en forma tal que las densidades que se alcancen no

sean inferiores a las obtenidas en el resto de la capa. La compactación se efectuará

longitudinalmente, comenzando por los bordes exteriores y hacia el centro, traslapando

en cada recorrido un ancho no menor de un tercio (1/3) del ancho del rodillo compactado.

En las zonas peraltadas, la compactación se hará del borde inferior al superior.

4. ¿Cuál es el procedimiento a seguir para la realización de los bacheos?

Tamiz Porcentaje

que pasa

Normal Alterno SBG-1

50 mm 2” 100

37.5 mm 1 ½” 70-100

25 mm 1” 60-100

12.5 mm ½” 50-90

9.5 mm 3/8” 40-80

4.75 mm No. 4 30-70

2.0 mm No. 10 20-55

425 µm No. 40 10-40

75 µm No. 200 4-20



481

Las excavaciones para reparación de pavimento existente cuya profundidad sea superior

a treinta centímetros (30 cm) deberán rellenarse con material de subbase granular hasta

una profundidad de veinticinco centímetros (25 cm) por debajo de la rasante existente,

material que deberá ser compactado con el equipo adecuado hasta alcanzar la densidad

especificada.

5. ¿ En que consiste el trabajo de las bases granulares?

Este trabajo consiste en el suministro, transporte, colocación y compactación de material

de base granular aprobado sobre una subbase, afirmado o subrasante, en una o varias

capas, conforme con las dimensiones, alineamiento y pendientes señalados en los planos

del proyecto u ordenados por el Interventor.

6. ¿ Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la base

granular?

Los agregados para la construcción de la base granular deberán satisfacer los requisitos

ajustados a la franja granulométrica que se muestra en la siguiente tabla.

Tamiz Porcentaje que

pasa


37.5 mm 1 ½” 100 -

25 mm 1” 70-100 70-100

19.0 mm ½” 60-90 50-80

9.5 mm 3/8” 45-75 50-80

4.75 mm No. 4 30-60 35-65

2.0 mm No. 10 20-55 20-45

425 µm No. 40 10-30 10-30

75 µm No. 200 5-15 5-15

PRUEBA FINAL









1. ¿Cómo se clasifican las excavaciones, mencione tres tipos?

2. ¿Cómo debe realizarse la ejecución del relleno y mediante el uso de que equipos?

3. ¿En que consiste un movimiento de tierras?

4. ¿Qué fuerzas deben considerarse para el calculo de un muro de contención en

gaviones?

5. ¿Cuáles son las aplicaciones y usos de los muros de contención en gaviones?


7. ¿Cuáles son los tipos de geotextiles y describa sus características?



483


8.¿Qué es un geofiltro y cuales son sus ventajas?


10. ¿En que casos se utilizan las bridas?





13. ¿Determinar el peso de los 4 m3 de roca fragmentada suelta que carga la volqueta del

ejemplo anterior, sobre la base de que un metro cubico de roca fragmentada en corte

tiene un peso aproximado de 2620 Kg.





be estar instalado si éste va a transportar 50 pies 3 / s de agua con una profundidad de 2

pies. Los lados y el fondo del canal están fabricados de concreto formado semiterminado.



484










23. ¿Cómo deberá ser el acopio de los agregados para afirmados, subbase granular y

base granular?

24. ¿Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la base

granular?



485

SOLUCIÓN PRUEBA FINAL

EVALUACIÓN FINAL EVALUACIÓN FINAL

1. ¿Cómo se clasifican las excavaciones, mencione tres tipos?

Las excavaciones se clasifican en:

� Excavación en terreno blando.

� Excavación en terreno semiduro.

� Excavación en terreno duro.

� Excavación en terreno muy duro.

� Excavación en roca.

Excavación en terreno blando : Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la

pala. El material del suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de

estos materiales; también puede contener materiales de origen orgánico.

Excavación en terreno duro : Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la

chuzo. El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente

consolidada.

Excavación en roca : La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El material

puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no

pueden ser removidas mediante el uso de maquinaria.

2. ¿Cómo debe realizarse la ejecución del relleno y mediante el uso de que equipos?

El relleno debe ejecutarse por capas horizontales de espesor suelto no mayor de 20 cm,

en todo el ancho de la calzada o acera y en longitudes adecuadas, de acuerdo al método

empleado en la distribución, mezcla y compactación. En caso de ser transportado y

vaciado mediante camiones, mototraillas, u otro equipo de volteo, la distribución debe ser

efectuada mediante Bulldozer, Motoniveladoras u otro equipo adecuado. Si el material no

fuese uniforme, se debe proceder además a mezclarlo hasta obtener la debida



486

uniformidad. Al mismo tiempo, deberá controlarse el tamaño máximo de los elementos

que integren dicho material, eliminando todo aquel que supere este tamaño.

3. ¿En que consiste un movimiento de tierras?

Un movimiento de tierras consiste en una modificación del perfil natural del suelo para la

ejecución de una obra de pavimentación por medio de las cotas de proyecto de rasante y

subrasante, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos

elevarlas, el primer caso corresponde ejecutar un trabajo de "corte o excavación", y en el

segundo, un trabajo de "relleno o de terraplén", En ambos casos debe efectuarse lo que

constituye propiamente un "movimiento de tierras”.

4. ¿Qué fuerzas deben considerarse para el calculo de un muro de contención en

gaviones?

Para el cálculo de un muro de contención deben considerarse las siguientes fuerzas:

Peso propio del muro

Presión del relleno contra el respaldo

La componente normal de las presiones en la cimentación.

La componente horizontal de las presiones en la cimentación

La presión de la tierra contra el frente del muro.

Fuerzas de puente. (en el caso de que fuera estribo de puente)

Sobrecargas actuales sobre el relleno.

Fuerzas de filtración y otras provocadas por el agua.

Las subpresiones.

La vibración.

El impacto de fuerzas

Los temblores



487

La acción de las heladas

Las expansiones debidas a cambios de humedad en el relleno.

5. ¿Cuáles son las aplicaciones y usos de los muros de contención en gaviones?

Las aplicaciones y usos de los muros de contención en gaviones son:

Defensas de riberas, muros de encausamiento, espigones y protección de diques.

Muros de contención y terraplanes. Protección de estribos de puentes y accesos.

Cabezales de alcantarillas. Tomas rústicas. Revestimientos de canales, etc.





7. ¿Cuáles son los tipos de geotextiles y describa sus características?


Geotextiles Tejidos: tienen altas fuerzas a la tensión, alto módulo y baja elongación.

Geotextiles no Tejidos: son muy permeables y tienen altas características de elongación.


El geofiltro actúa como elemento de contención formando diques continuos, ó bolsas que

se apilan en el lugar que se quiere defender, economizando agregado pétreo y capas de

transición. La alta resistencia a la tracción del RG permite alturas que se consiguen

rápidamente, proporcionando un rápido rellenado con agregado suelto, arena, suelo, etc.



488


De acuerdo al diseño hidráulico de las estructuras, las pendientes críticas de

construcción, llevan a estas estructuras ya sean canales o acequias a soportar flujos

supercríticos, con el consiguiente riesgo de erosión y socavación que se produce por el

fluido. Con la idea de evitar éste tipo de inconvenientes, que podrían originar

asentamientos en las obras, se establece la necesidad de colocar en el fondo de la

estructura tanto en la entrada como en la salida y por lo tanto en la sección longitudinal

una capa de hormigón denominada solera o solado, que seria a la vez en caso de un

canal el fondo del mismo.

10. ¿En que casos se utilizan las bridas?

Los tubos con brida generalmente se especifican para servicio sobre el suelo para

manejo de aire, agua, aguas negras, u otros líquidos cuando es necesario usar juntas

rígidas con cerrojo. Se usan mucho en sistemas de tubos industriales, estaciones de

bombeo, plantas para tratamiento de aguas, plantas para tratamiento de aguas negras y

otras tuberías interiores.



durante mas de un siglo para la construcción de obras hidráulicas y viales. Por su propia

naturaleza, estos materiales tienen la capacidad de integrarse con el terreno circundante,

asegurando así el éxito y la durabilidad de la obra llevada a cabo.



489




Se tiene entonces:

A = 4 x fc 61.0165

100==B

A

Luego, A = 4 x 0.61 = 2.42 m3

La volqueta llena acarrea 2.42 m3 de roca fragmentada en corte.

13. ¿Determinar el peso de los 4 m3 de roca fragmentada suelta que carga la volqueta del

ejemplo anterior, sobre la base de que un metro cubico de roca fragmentada en corte

tiene un peso aproximado de 2620 Kg.

a) Los 4 m3 de roca fragmentada equivalen a 2.42 m3 del material en banco, que pesan

2.42 m3 x 2620 Kg / m3 = 6340 Kg.

b) El peso de los 4 m3 de roca fragmentada acarreada puede, pues, calcularse:

4 x 2620 x 0.61 = 36392.8 Kg.


terrapléndemcortedem

terrapléndemxcortedem 3

3

33 5.187

100

75250 =



490







sección circular pero tienen otras secciones como la ovoidal y la elíptica, apropiadas para

gastos mayores que las que desalojan los conductos circulares


El cajón de concreto o box- culvert, es la estructura que resuelve el problema de falta de







eliminan los problemas por asentamiento diferencial, de otro modo tan grave.


be estar instalado si éste va a transportar 50 pies 3 / s de agua con una profundidad de 2

pies. Los lados y el fondo del canal están fabricados de concreto formado semiterminado.



491

Solución:

2/13/200.1SAR

nQ

=

Utilizamos la siguiente formula cuando R esta expresado en pies

2/13/249.1SAR

nQ

=

2

3/249.1

=AR

QnS

para concreto semiterminado, formado encontramos que n = 0.017. loa valores de A y R

pueden calcularse de la geometría de la sección:

El área:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2122/22224 piesA =+=

El perímetro mojado:

piesWP 66.94424 =++=

EL radio hidráulico:

piesWPAR 24.166.9/12/ ===

Por consiguiente de la ecuación

2

3/249.1

=AR

QnS



492

Tenemos :

por lo tanto, el canal debe caer al menos 1.69 pies

por cada 1000 pies de longitud.


Las juntas de las tuberías serán únicamente con empaque de caucho colocado en forma

de anillo continuo, que encaje ajustado dentro del espacio anular existente entre las

superficies traslapadas de la junta ensamblada, en la tubería y sometido a presión al

entrar el espigo en la campana. Cumplirá la norma ICONTEC 1328.

El empaque será un anillo vulcanizado y será el único elemento del cual dependa que las

juntas sean flexibles y estancas, cumplirá la norma ICONTEC 1328.



Debe regirse por los parámetros consagrados en las normas ICONTEC.

N FINAL



� Desbroce del solar

� Replanteo por medio de camillas previa explanación.

� Señalamiento o señalización de la superficie o perímetro de las zapatas y vigas

� Fijar o marcar perfectamente los ejes mediante las camillas

� Excavación siguiendo o guiados por el plano de replanteo hasta la cota que se

considere como firme según el estudio geotécnico, no se excavaran los últimos 15 o

20 cms del canto de la zapata si no se va introducir inmediatamente el hormigón de

regulación o de limpieza.

� Refinado de paredes y del fondo hasta la cota del firme

00169.0)24.1()12(49.1

)017.0()50(2

3/2=

=S



493

� Verter el hormigón de regularización. Antes del vertido de hormigón es conveniente

espolvorear las paredes de la excavación para entibarlas.

� Disposición de las armaduras sobre calzos que aseguren el recubrimiento y que serán

tantos como se necesiten para mantener la horizontalidad de las armaduras.

� La capa de hormigón de regularización será de unos 15 cms, el recubrimiento será tal

que la armadura disté mas de 10 cms del hormigón de limpieza.

� Colocación y fijado de las armaduras de las vigas de atado, riostras o centradoras

� Vertido del hormigón por tongadas, en el caso de preverse junta de hormigonado en la

viga de riostra o de atado será vertical y estará dispuesta en el centro de esta, se

vertira el hormigón en el centro de las vigas. Si por necesidad debe de haber una junta

en la zapata por falta de hormigón se realizara bajo el nivel de canto de las vigas y

será perpendicular a la dirección de esfuerzos horizontales.

� Curado a base de riegos, 3 veces diarias durante la primera semana.





o desplazamientos.



Los asentamientos del terreno, suelen deberse a que las tierras han cedido por alguna

causa extrínseca, como la realización de pozos en su proximidad, excavaciones

subterráneas, o pérdidas en la red de abastecimiento de agua o en la de saneamiento,

produciendo el arrastre de los finos y creando oquedades en el subsuelo.






494

23. ¿Cómo deberá ser el acopio de los agregados para afirmados, subbase granular y

base granular?





acopio que se encuentren en contacto con la superficie natural del terreno no deberán ser

utilizados, a menos que se hallan colocado sobre éste lonas que prevengan la


24. ¿ Qué requisitos deben satisfacer los agregados para la construcción de la base

granular?

Los agregados para la construcción de la base granular deberán satisfacer los requisitos

ajustados a la franja granulométrica que se muestra en la siguiente tabla.

Tamiz Porcentaje que pasa


37.5 mm 1 ½” 100 -

25 mm 1” 70-100 70-100

19.0 mm ½” 60-90 50-80

9.5 mm 3/8” 45-75 50-80

4.75 mm No. 4 30-60 35-65

2.0 mm No. 10 20-55 20-45

425 µm No. 40 10-30 10-30

75 µm No. 200 5-15 5-15



495

BIBLIOGRAFÍA

1. BEDFORD Anthony y FOWLER Wallace L.., Mecanica para Ingenieria. Adison-

Wesley Iberoamericana 1996.

2. BELTRÁN M., Lisandro. El uso de la vegetación en estabilización de taludes.

Primer Simposio Suramericano de Deslizamientos. Sociedad Colombiana de

Geotecnia, Vol. I, 1989. pp.

3. BOWLES, Joseph E. Foundation analysis and design 5a ed. 1996.

4. BRAVO Paulo Emilio. Diseño de Carreteras. 4ta. Edición. Bogotá: Paulo Emilio

Bravo y Cia. Ltda, 1980. Tomo 13.

5. DOCAMPO López, José M. Manual de ejecución de trabajos de movimiento de

tierras / José M. Docampo López y Anatoli A. Franivski. Habana (Cuba) : MTI ;

Científico-Técnica México : Trillas, 1985

6. CASALLAS, Jurado John William. Diseño de Estructura para control de inundaciones.1985

7. CARCIENTE Jacob. Carreteras Estudio y Proyecto. Caracas (Venezuela) :

Imprenta Universitaria, 1985.

8. CLARKSON H. Oglesby. Ingeniería de Carreteras. 2da Edición. New York:

Compañía Editorial Continental S.A, 1989.

9. CHOW Ven Te. Handbook of Applied Hidrology. New York: Mc Graw Hill Book Co,

1965.



496

10. DUQUE C., Humberto Control de la erosión con gaviones . Bogotá Usta, 1977

11. ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES. Manual: Modo de descripción y

conocimiento del equipo.

12. EL EMPLEO DE GAVIONES EN OBRAS DE INGENIERIA. Escuela de Ingenieros

Militares. Bogota 1995

13. GARCIA L. Manuel. Utilización de pantallas ancladas para estabilizar un deslizamiento en Bogotá. II Jornadas Geotécnicas. Bogotá: Sociedad Colombiana de Ingenieros, 1980.

14. GUTIERREZ, C. Aurelio. Calculo y Diseño de un Edificio Convencional.1985

15. GONZÁLEZ DELGADILLO, Germán Guillermo Pilotes y muros pantalla

preexcavados bajo lodos bentonitico / Bogotá : Usta, 1998

16. INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS Y MINISTERIO DE TRANSPORTE.

Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras. Escuela Colombiana

de Ingeniería, 1998.

17. ICONTEC. Especificaciones Generales de Construcción de Redes Y Acometidas

de Alcantarillado.1.996

18. Problemas de inestabilidad, Circuito Vial Centro-Vitelma, Zona de la Concordia.

Informe No. 116 de Ingeniería y Geotecnia Ltda.. para el Instituto de Desarrollo

Urbano, 1979.

19. ROBERT L. MOOT., Mecanica de Fluidos Aplicada. Prentice hall

Hispanoamericana, S.A.

20. 1996.



497

21. LINSLEY, KOHLER AND PAULHUS. Hidrology for Engineers. New York: Mc Graw

Hill Book Co, 1982.

22. ROBERT L. MOOT., Mecanica de Fluidos Aplicada. Prentice hall

Hispanoamericana, S.A.

23. 1996.

24. ORGANIZACIÓN DE AVIACIÓN CIVIL INTERNACIONAL. Diseño y Operaciones

de Aeródromos, Caracas (Venezuela): OACI, Volumen 1, Anexo 14, 1984.

25. LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados

26. Santafé de Bogotá : Escuela Colombiana de Ingeniería, 1997

27. MERRIt, Frederick S Manual integrado de diseño y construcción 5a ed. Merrit,

Frederick S., ed. 1997

28. MONTEJO PECK, Ralph B Ingeniería de cimentaciones 2a ed. 1996

29. SÁNCHEZ SABOGAL F. Pavimentos. Bogotá: Universidad La Gran Colombia,

Tomo I. . 1984.

30. TORRES, Segura Ricardo. Manual para la Utilización de los Geotextiles en las Obras Civiles. 1986.

31. Técnicas de Bioingeniería para la Estabilización de Taludes y el Control de la

Erosión. Memorias del IV Congreso Colombiano de Geotecnia, Sociedad

Colombiana de Geotecnia, Bogotá, 1991.

32. UNIVERSIDAD, Santo Tomas de Aquino. Muros de Contención y Muros de Sótano.1986

modulo fundamentos de la construccion vial 1

Documents

paulo emilio

prentice hall

jaime leal

posibles vacos

polmeros altamente

criterio del

satisfaccin

tienen altas