01 memoria descriptiva

5/21/2018 01 Memoria Descriptiva

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MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES

GERENCIA DE ESTUDIOS Y PROYECTOSGERENCIA DE ESTUDIOS Y PROYECTOS

PROYECTO ESPECIAL DE INFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTE NACIONAL

PROVAS NACIONAL

LIMALIMA--PERPER

2 0 0 62 0 0 6


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ESTUDIO DEFINITIVO DE INGENIERIA PARA EL MEJORAMIENTO DE LACARRETERA PATAHUASI YAURI - SICUANI, TRAMO: SAN GENARO EL

DESCANSO, Km. 11+096 Km. 42+860

MMEEMMOORRIIAADDEESSCCRRIIPPTTIIVVAA

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33..33 DDEESSCCRRIIPPCCIINNDDEELLEEJJEE33..44 CCAARRAACCTTEERRIISSTTIICCAASSTTEECCNNIICCAASSDDEELLTTRRAAZZOO33..55 PPEERRFFIILLLLOONNGGIITTUUDDIINNAALL33..66 SSEECCCCIIOONNTTRRAANNSSVVEERRSSAALLDDEELLAAVVIIAA33..77 MMUURROOSS33..88 GGAAVVIIOONNEESS33..99 BBAANNWWUUEETTAADDEECCOORRTTEE33..1100 AALLCCAANNTTAARRIILLLLAASS33..1111 CCUUNNEETTAASSYYZZAAQQNNJJAASSDDEEDDRREENNAAJJEE33..1122 SSUUBBDDRREENNEEJJEE33..1133 PPLLAAZZOODDEEEEJJEECCUUCCIINN'# PPRREESSUUPPUUEESSTTOO


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MMEEMMOORRIIAADDEESSCCRRIIPPTTIIVVAA

ESTUDIO DEFINITIVO DE INGENIERIA PARA EL MEJORAMIENTO DE LACARRETERA: PATAHUASI YAURI SICUANI,

TRAMO: SAN GENARO EL DESACANSO, Km. 11+096 Km. 42+860

1.0 ASPECTOS GENERALES

1.1 ANTECEDENTES

El Proyecto Rehabilitacin y Mejoramiento de la Carretera Patahuasi Yauri Sicuani, fue declarado viable por la Direccin General de ProgramacinMultianual del Sector Pblico (DGPM) mediante oficio N 1413-2002EF/68.01del 12-11-2002, e Informe Tcnico N 111-2002-EF/68.01

Debido a los incrementos de costos y cambios de estndar tcnico del

proyecto, la unidad ejecutora Provas Nacional del Ministerio de Transportes yComunicaciones, ha efectuado una nueva evaluacin del ProyectoRehabilitacin y Mejoramiento de la Carretera Patahuasi Yauri Sicuani, elcual ha sido aprobado por la OPI Transportes mediante Informe N 482-2006-MTC/09.02, solicitndose la verificacin de la viabilidad a la DGPM medianteOficio N 481-2006-MTC/09.02.

Efectuada la revisin y tomando en cuenta los resultados positivos obtenidosen la nueva evaluacin efectuada al proyecto, en el que se considera nuevoscostos de inversin, la Direccin General de Programacin Multianual delSector Pblico del MEF declara mediante Oficio N 1021-2006-EF/68.01 del28-06-06 e Informe Tcnico N 111-2006-EF/68.01, haber verificado la

viabilidad del Proyecto Rehabilitacin y Mejoramiento de la CarreteraPatahuasi Yauri Sicuani, el cual considera el cambio de estndar delTramo Yauri El Descanso Langui de afirmado a asfaltado (carpetaasfltico en caliente de 7.5 cm.)

A fin de continuar con la fase de inversin del Proyecto Mejoramiento de laCarretera: Patahuasi Yauri Sicuani, la Gerencia de Estudios y Proyectosdel Proyecto Especial de Infraestructura Nacional PROVIAS NACIONAL delMinisterio de Transportes y Comunicaciones, dispone la ejecucin del EstudioDefinitivo de Ingeniera para el Mejoramiento del Tramo: San Genaro ElDescanso, Km. 11+096 Km. 42+860, perteneciente a la Red Vial Nacional28, ubicada en el departamento del Cusco.


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1.2 OBJETIVO

El objetivo del estudio es mejorar las condiciones tcnicas y la eficiencia delservicio, a fin de contribuir eficazmente al desarrollo y la integracin fsica dela Selva y Sierra Sur a la Costa Peruana

Asimismo, es el de convocar a Licitacin Pblica la obra Mejoramiento de laCarretera Patahuasi Yauri Sicuani, tramo: San Genero El Descanso,Km. 11+096 Km. 42+860, que es la continuacin del tramo: Espinar SanGenaro, Km. 0+000 Km. 11+660

Asimismo, el presente Estudio acoge los reclamos de la sociedad civil,manifestada por los frentes de defensa, organizaciones comunales ycampesinas de la provincia de Espinar, a travs de diversas movilizaciones

regionales que permitieron la suscripcin de compromisos a nivel poltico deejecutar la obra.

1.3 UBICACIN DEL PROYECTO

El proyecto Mejoramiento de la Carretera Patahuasi Yauri Sicuani, tramo:San Genero El Descanso, Km. 11+096 Km. 42+860, est localizado entrelos distritos de Espinar y El Descanso, en las provincias la Espinar y Canas,en el departamento del Cuzco.

Este tramo se inicia en la localidad de San Genaro Km. 11+096 que

corresponde al Km. 11+660 del El Estudio Definitivo de Ingeniera para laEvaluacin de Pavimentos Econmicos de Carreteras de Bajo trfico de laRed Vial Nacional, aprobado mediante RD N 457-2006-MTC/20 del 23 defebrero 2006 y cuya Obra, a la fecha, se encuentra en ejecucin. El Estudiofinaliza en la localidad de El Descanso con progresiva Km. 42+860 a unaaltitud de 3860 m.s.n.m

Geogrficamente se inicia en la progresiva Km. 11+096 con coordenadas:Norte 8370,203 y Este 248,775 de la carretera Yauri El Descanso y finalizaen el Km. 42+902+30+000 con coordenadas: Norte 8393,000 y Este 251,800,

1.4 ACCESO A LA ZONA DEL PROYECTO

Hay dos vas de acceso a la zona del Proyecto

Desde Lima el acceso a la zona del proyecto por va terrestre es, siguiendo laPanamericana Sur, Lima Arequipa, y luego a travs de la ruta Yura Patahuasi Condoroma Yauri - El Descanso, por la va Lima Nazca Abancay Cuzco Sicuani - Yauri.

Por va area: Viajar al aeropuerto Velasco Astete de la Ciudad del Cusco yenseguida tomar las carreteras Cusco Sicuani - Espinar descritas en el

prrafo anterior, hasta llegar a El Descanso Km. 42+860 fin del tramo.


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1.5 INFORMACION TOPOGRAFIA, CARTOGRAFICA

1.5.1 Informacin Topogrfica

Los terrenos por donde transcurre la carretera del proyecto, es llano yondulado predominantemente y tramos puntuales poco accidentados por loque no existen problemas de carcter tcnico que obliguen a obras costosas.

1.5.2 Informacin Cartogrfica y otros Estudios

En el Instituto Geogrfico Nacional (IGN), se ha obtenido el mapa de la cartanacional correspondiente

En el Servicio Nacional de Meteorologica e Hidrologa (SENAMHI). Se harecogido informacin de precipitaciones diarias y anuales en las estacionesde la zona.

2.0 ESTADO ACTUAL DE LA CARRETERA

La carretera San Genaro el Descanso actualmente es una carretera afirmadaen regular estado de transitabilidad, transcurre por terrenos de topografaondulada en ascenso y descenso continuo por el que se mantiene casi a lamisma altura con referencia al nivel del mar

2.1 CARACTERISTICAS TECNICAS

Velocidad Directriz : 25 Km. /h.Longitud total : 31+800 Km.Ancho de superficie de rodadura : 5.00 m. promedioBermas laterales : sin bermasCunetas triangulares : de tierra de 0.50*0.30

Radio Mnimo : 15.00 m.Pendiente Mxima : 5.00 %.Bombeo : 1.0%.

2.2 OBRAS DE DRENAJE

La carretera esta provista de obras de drenaje transversal conformada poralcantarillas rusticas de piedra con dimensiones que varan entre 0.3 m. x 0.3m. hasta 1.5 x 1.00 m.; encontrndose cinco pontones tipo losa y un puenteque se datallan.

Quebrada San Miguel Km. 21+959Quebrada Chancarani Km. 24+900.7Quebrada Km. 28+000Quebrada Laramani Km. 28+435Quebrada Pulla Pulla Km. 34+655Rio Jalhuatapica Km. 40+865


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Asimismo, el drenaje longitudinal esta conformada por cunetas triangulares detierra de 0.50m x 0.30 m. que deben ser limpiadas como parte del trabajo demantenimiento.

Es una carretera con taludes de corte y relleno estables debido a su tiempode servicio y a la poca altura de los cortes. no se evidencian deslizamientosy/o derrumbes.

2.2 DISEO EN PLANTA

Desde el punto de vista del trazo, la carretera transcurre con tangentes largasintercaladas con curvas de radios de amplios; sin embargo existen tramospuntuales donde la geometra se reduce drsticamente debido a loaccidentado del terreno.

La plataforma de la carretera actual transcurre en relleno y corte a medialadera 40% a 60% de su longitud total respectivamente, por consiguiente laparte que est en relleno se ha construido con el material propio del corterecubierta por material seleccionado (afirmado).

En el trazo de la nueva va ser necesario mejorar las condiciones y sobretodo aumentar los radios de las curvas cerradas.

2.3 DISEO EN PRFIL

La carretera actual tiene pendientes moderadas llegando en algunos puntossolo al 5.91% en 90 m por lo que no existe problema en la proyeccinlongitudinal o altura: La pendiente promedio es 2.5%.

2.4 DISEO EN SECCION TRANSVERSAL

Este es el punto dbil de la carretera actual. El ancho promedio de lacarretera se puede estimar en 5 m; en algunos puntos este ancho es de 6 m.permitiendo cruzar y adelantar con relativo cuidado pero tambin hay lugaresdonde la carretera tiene 5.00 m. de ancho que permite cruzar y/o adelantar

con ciertas restricciones..La carretera actual no tiene pavimento, solamente tiene lastrado con materialgranular con piedras hasta de 4 pulgadas.

Tiene cunetas sin revestir de 0.50 x 0.30 aunque en varios lugares han sidoobstruidas o empleadas como canales de regado.

No tiene bermas porque no tiene pavimento y el bombeo transversal esmnimo.


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2.5 CRUCES DE CENTROS POBLADOS

El tramo de la carretera San Genaro El Descanso cruza muy pocos

poblados de importancia, solo se reduce a Laramani en el Km. 28+2002.6 CLIMA

El clima en el rea del estudio es variable, dependiendo esta de lasestaciones del ao, por lo que se puede resumir a los siguientes datos:

Temperatura Sicuani El Descanso Yauri

Mxima AnualMedia anual promedio

Mnima histrica

20.0C9.0C

-6.0C

18.0C8.0C

-8.C

17C7.0C

-10C

Las heladas se presentan durante los meses de invierno desde mayo hastaagosto

3.0 ASPECTOS TCNICOS DE LA ACTUALIZACIN DEL ESTUDIO

GENERALIDADES

El Estudio Definitivo de Ingeniera para la Rehabilitacin y Mejoramiento de lacarretera Patahuasi Sicuani - El Descanso, tramo San Genaro ElDescanso, Km. 11+096 Km. 42+860, transcurre sobre terreno de topografaondulada puntualmente cambia a terrenos de topografa accidentada. Lalongitud del trazo es de 31+764 Km.

3.2 TRAZADO EN PLANTA Y ESTACADO DEL EJE

El trazado del eje, ha sido ejecutado tratando de aprovechar al mximo laplataforma de la carretera existente, cumpliendo los parmetros establecidosen el Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras (DG-2001).El procesamiento de la informacin de campo se efectu con el software de

topografa AIDC Asistencia Integral al Diseo de Carreteras y el softwareCivil Survey.

La manifestacin fsica de los Pis del eje de la carretera se puede apreciar enel terreno por medio de hitos de concreto con fierro corrugado claramentereferenciados con pintura y cuya codificacin usada es la siguiente:

PI N: Indica que se trata de un punto de interseccin seguido de su nmerocorrespondiente, este puede ir acompaado de una letra en caso de tratarsede PIs inaccesibles.

La ubicacin de los Pis, su monumentacin y referenciacin fue la actividad

desarrollada en primera instancia, de manera tal que se logre losalineamientos adecuados.


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El eje propiamente dicho de la carretera se ha materializado en campomediante estacas de madera a una distancia de 20 m en tangentes y 10metros en curva.

Las mediciones de los ngulos de deflexin y distancias, se realizaron conequipos electrnicos como la estacin total, los datos fueron trasladados aequipos de cmputo para los clculos de los respectivos elementos de curvasy coordenadas.

Una vez procesado el eje en gabinete, en donde se determino el radio paracada curva, se procedi a importar los datos a la estacin total, para realizarel estacado respectivo del eje en campo.

Todos los PIs fueron referenciados y monumentados con concreto y unavarilla de acero de 1/2 al centro, colocndose su nomenclatura,

pintndolos de color naranja y ubicando su respectiva referencia.

Se han realizado levantamientos topogrficos de las quebradas, para poderhacer la proyeccin de la obra correspondiente.

El eje del trazo no cuenta con ecuaciones de empalme, siendo la longitud deltrazo 31+764 Km.

Los datos obtenidos en campo de los PIs se muestran en el CuadroELEMENTOS DE CURVAS de los planos.

3.3 DESCRIPCION DE EJE

Ubicacin Geogrfica

El tramo Geogrficamente se inicia en la progresiva Km. 11+096 concoordenadas: Norte 8370,203 y Este 248,775 a 4,005.5 m.s.n.m. de lacarretera Yauri El Descanso y finaliza en el Km. 42+902+30+000 concoordenadas: Norte 8393,000 y Este 251,800, a 3,960.5 m.s.n.m.

Descripcin del Trazo del Proyecto

El trazo discurre sensiblemente en forma descendente, por terrenos detopografa ondulada del Km. 11+096 hasta el Km. 42+860 e y en tramoscortos sobre terrenos de topografa poco accidentada.

El eje atraviesa numerosas quebradas pequeas con cursos de aguasestacionarias y permanentes; donde se han proyectado pontones yalcantarilla, siendo las ms representativas las siguientes:

Quebrada San Miguel Km. 21+959Quebrada Chancarani Km. 24+900.7Quebrada Km. 28+000Quebrada Laramani Km. 28+435

Quebrada Pulla Pulla Km. 34+655Rio Jalhuatapica Km. 40+865


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En planta se han proyectado curvas horizontales con radio mnimo de 30metros y un total de 197 PIs, haciendo un promedio de 6.2 curvas porKilmetro (ver cuadro Calculo de Peraltes, Sobreanchos).

El trazado en perfil longitudinal parte a una altitud de 4005.5 m.s.n.m,ubicada en el Km. 11+096 de la carretera Yauri - El Descanso Sicuani(0+000 en Yauri), transcurre sensiblemente en forma descendente hasta elfinal del trazo Km. 42+860, llegando con una cota igual a 3960.5 m.s.n.m.

La clasificacin de los materiales en este tramo mayoritariamente es materialsuelto en 39.45%, 55.34% en roca suelta y 5.21% en roca fija, los taludes decorte a proyectar son 1:2 a 1:4 (H:V material suelto), 1:6 y 1:8 (H:V rocasuelta y 1: 10 (V:H roca fija).

3.4 CARACTERSTICAS TCNICAS DEL TRAZO

Velocidad Directriz : 40 Km. /h.Longitud total : 31+764 Km.Ancho de superficie de rodadura : 6.00 m.Bermas laterales : 0.50 m a cada ladoCunetasTriangulares : VariablesRadio Mnimo : 30.00 m.Pendiente Mxima : 5.91 en un tramo de 90 m.Pendiente Mnima : 0.50%.Bombeo : 3.0%.Peralte : De acuerdo a las Normas DG - 2001.

Sobreancho : De acuerdo a las Normas DG 2001Curvas Verticales : De acuerdo a las Normas DG-2201.Talud en Corte : De acuerdo al Estudio Geolgico.

4.5 PERFIL LONGITUDINAL

La nivelacin se ha realizado mediante nivel automtico con sus respectivasmiras, tomando como referencia la Red de BMs que se viene arrastrandodesde Yauri Km. 0+000 siendo la cota del punto de inicio para el presenteestudio, el BM ubicado en el Km. 10+000 con cota 4,004.582 m.s.n.m.,

establecindose la red interna de control basada en circuitos cerrados decada 500 m. con una tolerancia de cierre de 0.010 metros por Kilmetro.

Los puntos de cierre se encuentran en puntos inamovibles (muros deconcreto, base de puentes, piedras grandes etc.) claramente identificados encampo, pintados con su respectiva codificacin, dicha relacin se adjunta alpresente informe en los planos de planta. En cuanto a la toma de datos parael perfil, estos se obtuvieron cada 20 m. en tangente y cada 10 m. en zonasde curva, y a menor distancia en caso de ubicacin de alguna obra de drenajecomo por ejemplo el cruce de una alcantarilla.


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4.6 SECCION TRANSVERSAL DE LA VIA

Las secciones transversales fueron tomadas en el campo con eclmetro sobre

el estacado del eje entre 25 m. a 30 a cada lado del ejeEn cauces de ros, cursos de agua menores y de huaycos que atraviesan eleje, se ha efectuado levantamientos topogrficos materializando poligonalesauxiliares a lo largo del cauce hasta una longitud de 100 metros aguas arribay 100 metros aguas abajo.

Todos estos trabajos han servido para ejecutar el relleno topogrfico(Generacin de Curvas de Nivel) a lo largo de todo el trazado, con unprograma computarizado (AIDC-2000: Asistencia Integral al DiseoGeomtrico versin 2000).

Las caractersticas de las seccin es el siguiente:

Ancho de explanaciones : 8.575 m.Superficie de Rodadura : 6.00 m.Carpeta Asfltica : 0.075 m.Cunetas Revestidas : VariableTalud de Relleno : 1:1.5Talud de Corte : de acuerdo al estudio geolgicoBermas : 0.50 a cada ladoBombeo Transversal : 3.0 %

4.7 MUROS

En las secciones donde no es posible construir un terrapln, ya sea porque eltalud no se encuentra con la ladera, por ser esta muy escarpada, o por lavecindad de un curso de agua, etc, se ha proyectado muros de sostenimientocorrespondientes las mismas que figuran en el Cuadro MUROS DESOSTENIMIENTO

4.8 BANQUETAS DE CORTE

En las secciones de corte donde no es posible proveer el taludcorrespondiente que permita su estabilidad, por ser esta muy inestable, por la

mala calidad de los materiales que lo conforman, alturas muy considerables,etc, se ha proyectado banquetas las mismas que debern construirse consenderos de acceso de acuerdo a las Normas.

4.9 ALCANTARILLAS

Son estructuras que se construirn en cada una de las quebradas y/o caucesde cursos de aguas permanentes y/o estacionarias. Las alcantarillasconforman el sistema de drenaje transversal, las misma que suman en elproyecto 83 alcantarillas metlicas TMC con dimetros de 36, 24 alcantarillasmetlicas TMC de 48 5 alcantarillas metlicas TMC de 60 y una de tipo

marco de 3.00 m. x 2.00 m. ubicada en las quebrada del Km. 28+000.


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4.10 CUNETAS Y ZANJAS DE DRENAJE

Son estructuras paralelas al camino que sern las que recolecten encausen y

desemboquen en las alcantarillas las aguas provenientes de las lluvias, estassern de forma triangular y trapezoidal y estarn revestidas de concreto conlas dimensiones siguientes:

Triangular de 1.00 m x 0.40 m.Triangular de 0.75 m x 0.35 m.Triangular de 0.50 m x 0.30 m.Rectangular 1.00 m x 0.40 m.Trapezoidal variable

Asimismo. Se proyectan zanjas laterales de seccin trapezoidal, que sernlas encargadas de recolectar, encausar y desembocar las aguas de las

laderas circundantes a la carretera principalmente en terrenos de topografallana a fin de alejar las aguas de la estructura de la va.

4.11 SUB DRENAJE

Los sub drenajes se construirn con la finalidad de captar y evacuarconvenientemente los flujos subterrneos que inciden sobre la estructura della via, especialmente el pavimento,

Los sub drenes sern longitudinales y transversales.

5.0 PLAZO DE EJECUCIN

El tiempo establecido para la ejecucin de la obra es de 450 das calendario(15 meses) determinndose para este plazo el equipo mnimo, mano de obra,materiales que permitan cumplir con el programa y las metas.

5.0 PRESUPUESTO DE OBRA

El monto del Presupuesto de Obra asciende a S/. 49 587 509,89 incluidoGastos Generales , Utilidad e Impuesto General a las Venta, con preciosreferidos a setiembre del 2006.


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Tabla N1 Estaciones Pluviomtricas Cercanas a la Va Yauri ElDescanso

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Tabla N2 Estacin Pluviomtrica de Yauri

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Tabla N3 Serie Histrica de Precipitacin Mxima en 24 Horas Estacin Yauri

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Tabla N5 Areas Mayores Interseptadas por la Va Yauri ElDescanso

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Tabla N6 Pequeas Areas de Drenaje Puntual Hacia la Va Yauri El Descanso

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Tabla N7 reas de Drenaje Paralelo en la Va Yauri ElDescanso

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Tabla N9 Alcantarillas en Uso en la Va Actual Yauri - El

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Tabla N12 Zanjas Proyectadas, Va Yauri El Descanso (

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Tabla N13 Zanjas, Funciones, Va Yauri El Descanso! 9 .

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Tabla N14 Alcantarillas Proyectadas en la Va Yauri - El Descanso

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ESTUDIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS PARA LA REHABILITACIN Y

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA PATAHUASI YAURI SICUANI

TRAMO: ESPINAR EL DESCANSO

INDICE

1.1. ANTECEDENTES:

1.2. ASPECTOS GENERALES

1.3. UBICACIN:

A.- ESTUDIO DE SUELOS

A.1.0 INTRODUCCION:

A.2.0 DESCRIPCION DE LA VIA:

A.3.0 EVALUACION ESTRUCTURAL DE LA VIA:

1.1. Trabajos de Campo

1.2. Ensayos de campo y de Laboratorio realizados

1.3 Ensayos de Mecnica de Suelos

A.4.0 PROPIEDADES MECANICAS:

A.4.1 Ensayo de Densidad de campo

A.4.2 Ensayo de Proctor Modificado

A.4.3 California Bearing Ratio-CBR(ASTM D-1883)

2.0 RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO

3.0 PERFIL ESTRATIGRAFICO

B.- ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

DESCRIPCION DE CANTERAS

PROPIEDADES FISICAS:

B.1.0 CANTERA RIO SALADO:

PROV IA S NA C IONAL

ESTUDIO DEFINITIVO DE INGENIERA PARA LA REHABILITACIN Y MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA PATAHUASI YAURI - SICUANITRAMO: SAN GENARO EL DESCANSO, Km. 11+096 Km. 42+860


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1

B.2.0 CANTERA Km. 25+000:



C. FUENTES DE AGUA

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

DISEO DE PAVIMENTOS

1.0 ANTECEDENTES

1.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEO

2.0 ANLISIS DE TRFICO

3.0 ESTRUCTURA EXISTENTE

4.0 EVALUACION ESTRUCTURAL

5.0 EVALUACIN SUPERFICIAL

6.0 CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS DE LA SUBRASANTE (CBR)

7.0 DISEO ESTRUCTURAL-DETERMINACIN DE ESPESORES

7.1 METODO AASHTO 1993

7.2 METODO INSTITUTO NORTEAMERICANO DEL ASFALTO

9.0 RESUMEN DE ESPESORES




76/130



ESTUDIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS

ESPINAR - EL DESCANSO

1.1. ANTECEDENTES:

Con el objeto de mejorar la eficiencia del Sistema de Transporte Vial Nacional, eldesarrollo y la integracin fsica de las regiones del Pas mediante la rehabilitacin ymantenimiento de la red Vial Nacional, PROVIAS NACIONAL, ha incluido en suprogramacin el Proyecto denominado Estudio de Suelos, Pavimentos, Geologa yGeotecnia del Estudio Definitivo del proyecto: Mejoramiento de la Carretera Patahuasi

Yauri Sicuani. Tramo Espinar El Descanso (Long. 42.90 Km).

En el ao 2,002, la Direccin General de Programacin Multinacional del MEF aprobel estudio de factibilidad del proyecto y otorg la viabilidad correspondiente segninforme tcnico N 11-2002-EF/68.01.

PROVIAS NACIONAL, por la modalidad de Administracin Directa, ha ejecutado lostrabajos de trazo y topografa, para que sirvan de base para la ejecucin de losestudios bsicos como parte de la ingeniera definitiva.

PROVIAS NACIONAL, como consecuencia del Concurso Pblico correspondiente, haadjudicado la Buena Pro al CONSORCIO SICUANI, conformado por las EmpresaGEOCONSULT CONSULTORES GENERALES SA y ECSA INGENIEROS, para quedesarrollen los estudios de suelos, pavimentos, geologa y geotecnia para el estudiodefinitivo del proyecto.

Para lograr los alcances anteriormente mencionados, se han dado los siguientespasos:

Trabajos de Campo:

Estudio de Suelos.

Estudio de Canteras y Fuentes de Agua.

Estudio Geolgico y Geotcnico.

Trabajos de Gabinete:

Estudio de Suelos.

Estudio de Canteras y Fuentes de Agua.


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1

Estudio Geolgico y Geotcnico.

1.2. ASPECTOS GENERALES:

La Carretera Patahuasi Yauri Sicuani, tramo: Espinar - El Descanso, forma partede la Ruta Departamental que une los departamentos de Cuzco y Arequipa, con unalongitud de 42.90 Km., uniendo los Poblados de Yauri, San Genaro, San Miguel y elDescanso.

El inicio de la carretera Km. 0+00 est ubicado a unos 400 m. del Puente que cruza elRio Yauri por el cual se ingresa a la ciudad de Yauri, capital de la Provincia delEspinar desde donde se inicia la carretera siguiendo por el altiplano, cruzando el roSalado, paralelo al ro Tambomayo, cruzando los ros San Miguel, Chancarani yAguatapiza hasta llegar al Poblado de El Descanso Km. 42+900.

1.3. UBICACIN:

El Provincia de Espinar geogrficamente est situado en la parte central entre losDepartamentos de Arequipa y Cuzco, en plena regin andina

El tramo estudiado corresponde al Tramo: Espinar El Descanso, de la Carretera:Patahuasi Yauri Sicuani, cuyo inicio (Km. 0+000), se encuentra en la Provincia deEl Espinar, Distrito de Yauri, a 2950 m.s.n.m. y en su recorrido atraviesa los pobladosde San Genaro, San Miguel, hasta llegar al Poblado de El Descanso, a 3900m.s.n.m., punto final del tramo; con una longitud aproximada de 42.90 Kilmetros.

El acceso, desde la capital Peruana, es por la carretera asfaltada, Lima - Arequipa;para luego proseguir por carretera afirmada hasta la Provincia de el Espinar, quepasa por el abra de Negro Mayo y Mina Tintaya para llegar a la ciudad de Yauri(Capital de la provincia de Espinar), con una distancia de 300 Km. y un tiempo derecorrido de 5 horas en bus.

De este lugar, se sigue por la carretera afirmada que es motivo de estudio, que llevaa la ciudad de Sicuani, hasta llegar al poblado de El Descanso, con una longitud de42+900 Km., va que se encuentra en regular a mal estado de conservacin, siendoparte de una carretera importante que comunica a la ciudad del Cuzco con el restodel pas.

La Va en estudio se encuentra ubicada en la:

Regin : Cuzco

Provincia : Espinar


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Distrito : Yauri

Limitada por el:

Norte: Distrito de Pichigua,

Sur: Distrito de Oqoruro,Este: Distrito de Pallipata,

Oeste: Distrito de Coporaque,

Geogrficamente ubicada en una zona frgida, sus temperaturas medias oscilanentre 8.6 C. y 7.2 C., la temporada ms propicia para la visita del turismo es deabril a octubre.

A.- ESTUDIO DE SUELOS

A.1.0 INTRODUCCION:

Los trabajos de mecnica de suelos se han desarrollado con la finalidad de investigarlas caractersticas del suelo que permitan establecer los criterios de diseo de la va.

Los trabajos de desarrollaron en tres etapas; inicialmente los trabajoscorrespondientes al relevamiento de informacin, ejecutados directamente en elcampo; posteriormente los trabajos que evalan las caractersticas de los materialesinvolucrados en el proyecto; y finalmente el procesamiento de toda la informacin

recopilada que permita establecer los parmetros de diseo.

Los trabajos de campo se orientaron a explorar la superficie de rodadura y el subsuelo (sub rasante), mediante la ejecucin de calicatas distribuidas a cada 250 m. enel rea en estudio. Se tomaron muestras disturbadas de cada una de lasexploraciones ejecutadas, las mismas que fueron remitidas al laboratorioespecializado.

Los trabajos en el laboratorio se han orientado a determinar las caractersticas fsicasy mecnicas de los suelos obtenidos del muestreo, las que sirvieron de base paradeterminar las caractersticas de diseo. Adems se realizaron ensayos qumicos enmuestras seleccionadas, con el fin de determinar la agresividad de los suelos.

Adjunto al presente informe, presentamos: Planos de Ubicacin de calicatas, PlanoPerfil Estratigrfico, Resumen de Ensayos de Laboratorio, Ensayos de Laboratorio,Panel Fotogrfico y Registros de Exploracin de Calicatas.


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A.2.0 DESCRIPCION DE LA VIA:

Esta es la etapa inicial antes de evaluar las otras etapas. Corresponde a determinarla condicin de la va existente en el rea en estudio.

Se encontr que en toda su extensin, el tramo: Espinar el Descanso seencuentran a nivel de afirmado, consistente en grava sub redondeada, con matrizarenosa, proveniente de material de cantera. El ancho promedio de la va es de 6.00m., mientras que los sobre anchos en las curvas tienen una seccin promedio de 9.00m.

La carretera en estudio se encuentra en regular a mal estado de conservacin,predominando la existencia de Baches (dimetro mximo de 1.00 m) en los tramostangentes en un 30 % del ancho de la va y encalaminados en las curvas quepresentan cambio de pendiente o gradiente. Adems se observa que la composicinde la superficie de rodadura es compuesta por material gravoso, (ver Anexo:Evaluacin Superficial de la Carpeta de Rodadura).

Con referencia al drenaje de la carretera se aprecia a lo largo de la misma laexistencia de cunetas de tierra, las cuales se encuentran sin mantenimiento(colmatadas entre un 25 a 50%); ocasionando la inundacin de la va en algunossectores. Adems la carretera presenta alcantarillas, predominando las alcantarillasde seccin 0.80 x 0.60en todo el tramo.

A.3.0 EVALUACION ESTRUCTURAL DE LA VIA:

Los trabajos para evaluar los materiales que componen la superficie de rodadura y lasub rasante se ha realizado mediante la toma de muestras: ensayos destructivos deltipo de calicatas.

A.3.1 Trabajos de Campo

Con la finalidad de identificar y realizar la evaluacin geotcnica del suelo dela sub rasante existente a lo largo del trazo, se llev a cabo un programa deexploracin de campo, excavacin de calicatas y recoleccin de muestraspara ser ensayadas en el laboratorio. En total se excavaron 171 pozos "a cielo

abierto", los que se denominan C-l al C-171. La ubicacin (progresiva, lado),numero de muestras, profundidad y descripcin de las calicatas ejecutadas sepresentan en el siguiente cuadro N1 denominado Relacin Detallada deCalicatas Ejecutadas.


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La profundidad alcanzada en las perforaciones mencionadas es de 1.50 m.por debajo de la sub rasante proyectada y ubicadas en forma alternada(derecha e izquierda) de la carretera en estudio.

En cada calicata se registr el perfil estratigrfico del suelo de la sub rasante,clasificando visualmente los materiales mediante el procedimiento de campoestablecido por el sistema Unificado de Clasificacin de suelos (S.U.C.S.).Cuando se detect la presencia de cambios de las caractersticas de losmateriales encontrados en la excavacin, se tom una muestra representativapara la evaluacin e identificacin correspondiente.

De cada estrato de suelo identificado, se tomaron muestras representativas,las que convenientemente identificadas, fueron empaquetadas en bolsas depolietileno y trasladadas al laboratorio para efectuar ensayos de suscaractersticas fsicas y mecnicas.

Sobre la base de la clasificacin visual de los suelos, se elabor un perfilestratigrfico preliminar del tramo (presentado en el informe N 1), el cualpermiti determinar secciones de caractersticas similares, escogindosepuntos representativos generales y especficos, los generales para determinarlas caractersticas de los suelos predominantes y similares en las calicatasescogidas, y los especficos para determinar las caractersticas mecnicas delos suelos de sub rasante. Las calicatas se realizaron manualmente con pala ypico a un costado de la va en estudio, a intervalos de cada 250 m, no ha sidonecesario realizar prospecciones a menor distancia dado que lascaractersticas del terreno han permanecido homogneas.

Se extrajeron muestras de cada estrato de las calicatas para su evaluacin enlaboratorio. Con los resultados obtenidos de los anlisis en laboratorio, sedetermino el perfil estratigrfico de la carretera el cual describe la ubicacin delas calicatas efectuadas as como la descripcin del material encontrado encada una de ellas.

(Ver Anexo Planos: Perfil Estratigrfico PE 01 al PE 13)

La descripcin de cada una de las calicatas se presenta en el siguiente cuadro N 2Descripcin de Prospecciones Efectuadas. (Ver Anexo: Registro de Exploracin deCalicatas)

A.3 .2 Ensayos de campo y de Laboratorio realizados

Se realizaron los ensayos por cada variacin estratigrfica en base a los Trminos deReferencia y en conformidad con las especificaciones dadas en el reglamento EG-2000.


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Los trabajos de laboratorio permitieron evaluar las propiedades de los suelosmediante ensayos fsicos, mecnicos y qumicos de las muestras disturbadas desuelo, provenientes de cada una de las exploraciones.

Las muestras se analizaron en el Laboratorio de Suelos de la Empresa GeoconsultS.A, bajo la supervisin del Ingeniero Especialista de Suelos y Pavimentos, y detcnicos de laboratorio, cuyos resultados se presenta en el Anexo I, tem: Resultadode Ensayos de Laboratorio.

A.3.3 ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOS

El Cuadro N 03 Ensayos de Mecnica de Suelos se presentan losdiferentes ensayos realizados, describiendo el propsito de cada uno.

CUADRO N 03

ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOS

NOMBRE DELENSAYO

USOMETODOAASHTO

ENSAYOASTM

TAMAODE

MUESTRAPROPOSITO DEL ENSAYO

AnlisisGranulomtrico por

TamizadoClasificacin T88 D422 2.50 Kg.

Para determinar la distribucindel tamao de partculas delsuelo.

Contenido deHumedad

Clasificacin D2216 2.50 Kg.

Limite liquido Clasificacin T89 D4318 2.50 Kg.Hallar el contenido de aguaentre los estados Liquido yPlstico

Limite Plstico Clasificacin T90 D4318 2.50 Kg.Hallar el contenido de aguaentre los estados plsticos ysemi solid.

ndice Plstico Clasificacin T90 D4318 2.50 Kg.

Hallar el rango de contenidode agua por encima del cual,el suelo esta en un estadoplstico.

CompactacinPrctor Modificado

Diseo deEspesores

T180 D1557 45.0 Kg.

CBRDiseo deEspesores T193 D1883 45.0 Kg.

Determinar la capacidad decarga. Permite inferir elmodulo resiliente.


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A.4.0 PROPIEDADES MECANICAS:

Los ensayos para definir las propiedades mecnicas, permiten determinar laresistencia de los suelos o comportamiento frente a las solicitaciones de

cargas.

A.4.1 Ensayo de Densidad de Campo (ASTM D-1556)

Siendo la densidad una de las propiedades fsicas del suelo y como tal hayque conducir su estudio no solamente involucrando mtodos de razonamientoy de procedimiento con propsitos netamente mecnicos, sino el uso de uncriterio amplio y practico de su influencia en el comportamiento de los suelos.

Basado en la observacin del comportamiento real en el campo. Teniendoestas consideraciones se llega a analizar la densidad como una propiedadfsica del suelo y como tal un requisito indispensable para el estudio de lacompactacin de los suelos y su importancia de este, se ve reflejada enmejorar las caractersticas de comportamiento mecnico.

Para el proyecto, esta verificacin se realizo empleando el aparato del conode arena. El Cono de Densidad de Arena constituye un mtodo prctico paradeterminar la densidad in situ de los suelos.

El ensayo se realiza con la finalidad de comprobar el grado de compactacinen rellenos compactados artificialmente. Es muy til en el caso de suelos sincohesin (gravas y arenas), los cuales, por lo general no permiten obtenermuestras inalteradas, y por medio de la densidad in situ se puede reproducirel suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada.

El Cuadro N 06 Ensayo de Densidad de Campo, presenta el grado decompactacin del terreno proveniente del ensayo con el equipo Cono deArena y con estos valores se ha calculado la capacidad de soporte del suelo.


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CUADRO N 06

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

DENSIDAD (gr/cm)

N

PROGRESIVA

Km.

MUESTRA

PROF.

(m) HUMEDA SECA

13 11+800 AFIRMADO 0.12 2.361 2.256

14 12+800 AFIRMADO 0.12 2.456 2.313

15 13+800 AFIRMADO 0.12 2.459 2.321

16 14+800 AFIRMADO 0.12 2.454 2.331

17 15+800 AFIRMADO 0.12 2.468 2.337

18 16+800 AFIRMADO 0.12 2.491 2.343

19 17+800 AFIRMADO 0.12 2.461 2.327

20 18+800 AFIRMADO 0.12 2.461 2.338

21 19+800 AFIRMADO 0.12 2.545 2.352

22 20+800 AFIRMADO 0.12 2.512 2.344

23 21+800 AFIRMADO 0.12 2.469 2.333

24 22+800 AFIRMADO 0.12 2.483 2.338

25 23+800 AFIRMADO 0.12 2.506 2.341

26 24+800 AFIRMADO 0.12 2.556 2.341

27 25+800 AFIRMADO 0.12 2.452 2.325

28 26+800 AFIRMADO 0.12 2.498 2.348

29 27+800 AFIRMADO 0.12 2.502 2.330

30 28+800 AFIRMADO 0.12 2.477 2.353

31 29+800 AFIRMADO 0.12 2.461 2.339

32 30+800 AFIRMADO 0.12 2.450 2.336

33 31+800 AFIRMADO 0.12 2.439 2.332

34 32+800 AFIRMADO 0.12 2.405 2.331


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CUADRO N 06

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

DENSIDAD (gr/cm)

N

PROGRESIVA

Km.

MUESTRA

PROF.

(m) HUMEDA SECA

35 33+800 AFIRMADO 0.12 2.462 2.344

36 34+800 AFIRMADO 0.12 2.480 2.347

37 35+800 AFIRMADO 0.12 2.455 2.332

38 36+800 AFIRMADO 0.12 2.504 2.334

39 37+800 AFIRMADO 0.12 2.511 2.339

40 38+800 AFIRMADO 0.12 2.535 2.336

41 39+800 AFIRMADO 0.12 2.522 2.350

42 40+800 AFIRMADO 0.12 2.502 2.340

43 41+800 AFIRMADO 0.12 2.498 2.333

44 42+850 AFIRMADO 0.12 2.531 2.354

A.4.2 Ensayo de Prctor Modi ficado (ASTM D-1557)

El ensayo de Prctor se efecta para determinar un ptimo contenido dehumedad, para la cual se consigue la mxima densidad seca del suelo conuna compactacin determinada. Este ensayo se debe realizar antes de usar elagregado sobre el terreno, para as saber que cantidad de agua se debeagregar para obtener la mejor compactacin.

Con este procedimiento de compactacin se estudia la influencia que ejerceen el proceso el contenido inicial de agua del suelo, encontrando que tal valor

es de fundamental importancia en la compactacin lograda. En efecto, seobserva que a contenidos de humedad creciente, a partir de valores bajos, seobtienen ms altos especfic

01 memoria descriptiva

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