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DISEDISEÑÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓÓN N PARA LA AMPLIACIPARA LA AMPLIACIÓÓN DE LA SUB ESTACIN DE LA SUB ESTACIÓÓN N
AGUAYTIAAGUAYTIA
Dr. Jorge E. Alva HurtadoIng. Roberto Tello BarbaránIng. Deycy Tellez Monzón
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
SECCIÓN DE POST GRADO
2VISTA PANORÁMICA DE LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA
3
ÍÍNDICENDICEINTRODUCCIÓN
INVESTIGACIÓN DE CAMPO
ENSAYOS DE LABORATORIO
PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN
Sistema TerrameshTendido del Talud Sistema de Drenaje Revegetación
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4
INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
Se ejecutó la ampliación de la Subestación Eléctrica Aguaytía que consiste en estructuras de pórticos de llegada de línea, instalación de equipos y la construcción de una vía perimetral de circulación interna.
Los sectores oeste y sur de la Subestación se ubican sobre taludes inestables, por lo que se analizó la estabilidad de estos taludes y se diseñó una estabilización mediante estructuras de contención, tendido del talud, drenaje y revegetación.
5
INVESTIGACIINVESTIGACIÓÓN DE CAMPON DE CAMPO
- Levantamiento topográfico
- Ejecución de ensayos de penetración estándar y Cono Peck (7)
- Ejecución de calicatas de exploración (5)
- Ejecución de ensayos de Cono Sowers (10)
- Obtención de muestras alteradas e inalteradas
6
N
CS-9
SPT-6
CS-2
SPT-7CS-3
C-1
SPT-1
CS-7
SPT-2
SPT-3
C-5
CS-4
CS-5
SPT-4C-4
SPT-5
CS-6A'A
ESTRATIGRAFICOEJE DEL PERFIL
CONO SOWERS
CALICATACS-1
C-1LEYENDA
SPT-5 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
M.I.C.APROBO:
DIBUJO:
DIMENSIONES: ESCALA:
DISENO:
FECHA:
ICE
1/250
CONSTRUCCION
ASPECTO TECNICO:
CODIGO ISA:
FASE:
OBRAS CIVILES
N° PLANO:
MAYO 2002
AMPLIACION DE LA SUBESTACION AGUAYTIAUBICACION DE SONDAJES Y CALICATAS
SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA
7Calicata en la cual se han extraído muestras en tubos Shelby.
8
Ubicación de la Calicata C-5 y SPT-3
Ensayo de Penetración Estándar (SPT-1)
9
Vista de la plataforma en la parte alta del talud en estudio
Vista del talud inferior cubierto de vegetación
10
Límite de la sub estación con la zona de la ampliación en la parte alta del talud
Talud superior en la zona crítica
11
Zona sin vegetación por depósito de material de las excavaciones
12
Ensayo de Penetración Estándar SPT con recuperación de muestras
Extracción de muestras con la posteadora y limpieza del punto de perforación
13
Ensayo de Cono Sowers CS-8 en el fondo de la Calicata C- 1
Cono Sowers en la Calicata C- 2
14
Calicatas inundadas por las intensas lluvias. Cono Sowers (CS-10)
Extracción de muestra inalterada de la excavación para la cimentación de maquinarias
15
ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO
Ensayos Estándar
Análisis Granulométrico
Límites de Atterberg
Contenido de Humedad
Compactación Proctor y CBR
Ensayos Especiales
Compresión No-confinada
Corte Directo
16
17
18
: :: :: :: :: :
Resist. ResidualC = 0.2 Kg/cm²Φ = 6.2 º
Inalterado
SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)EstadoMayo, 2002
PROYECTOUBICACIONFECHA
Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali
ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)
1.50SC
INFORME NºSOLICITANTE
LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.
C - 4M - 2
ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)
Esf
uerz
o C
orta
nte
( Kg/
cm² )
ESFUERZO vs. DEFORMACION
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)
Esf
uerz
o de
Cor
te (K
g/cm
²)
0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²
Φ
C
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES
LABORATORIO GEOTECNICO
c
19
: :: :: :: :: :
C = 0.15 Kg/cm²Φ = 22.7 º
Inalterado
SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)Estado
Resist. Residual
Mayo, 2002
PROYECTOUBICACIONFECHA
Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali
ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)
1.00CL
INFORME NºSOLICITANTE
LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.
C - 5M - 2
ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)
Esf
uerz
o C
orta
nte
( Kg/
cm² )
ESFUERZO vs. DEFORMACION
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)
Esf
uerz
o de
Cor
te (K
g/cm
²)
0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²
ΦC
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES
LABORATORIO GEOTECNICO
c
20
: :: :: :: :: :
C = 0.1 Kg/cm²Φ = 6.6 º
Inalterado
Resist. Residual
SondajeMuestraProfundidad (m)Clasific. (SUCS)EstadoMayo, 2002
PROYECTOUBICACIONFECHA
Sub Estación AguaytíaAguaytía - Ucayali
ENSAYO DE CORTE DIRECTO(ASTM - D3080)
0.70SC
INFORME NºSOLICITANTE
LG02-050HIDROENERGIA S. R. L.
B - 16M - 6
ESFUERZO DE CORTE vs. ESFUERZO NORMAL
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Esfuerzo Normal (Kg/cm²)
Esf
uerz
o C
orta
nte
( Kg/
cm² )
ESFUERZO vs. DEFORMACION
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0 2 4 6 8 10 12Deformación Tangencial (%)
Esf
uerz
o de
Cor
te (K
g/cm
²)
0.5 Kg/cm²1 Kg/cm²2 Kg/cm²
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES
LABORATORIO GEOTECNICO
21
PERFILES ESTRATIGRPERFILES ESTRATIGRÁÁFICOSFICOS
Se prepararon 5 perfiles estratigráficos, 4 en el sector oeste y
1 en el sector sur, en la zonas inestables. El talud está
compuesto por una capa superior de material arcilloso-limoso
(CL-ML) blando, seguido de una capa de arena limo-arcillosa
(SM-SC) medianamente densa y por debajo material gravoso.
No se encontró nivel freático.
22
C - 1
S P T - 1P E R F I L E S T R A T I G R A F I C O 1 - 1 '
C L - M L
S M - S C
G R A V A
OESTE
23
C - 2
S P T - 2
C - 5
P E R F I L E S T R A T I G R A F I C O 2 - 2 '
S C
S C
S C
C L
C L
C L
C L
S C
S C
C L
G R A V A
OESTE
24
S P T - 7
S P T - 3
P E R F IL E S T R A T IG R A F IC O 3 - 3 '
C L
S C
G C
G R A V A
OESTE
25
C S - 1 0C - 3
C S - 4
C S - 5
S P T - 4C - 4
P E R F IL E S T R A T IG R A F IC O 4 - 4 '
S C
S C
C L
C L
G R A V A
OESTE
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ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDESLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Se realizó el análisis de estabilidad de taludes mediante el método de equilibrio límite en el perfil 2-2’, que es el más crítico.
Se utilizó el programa SLOPE/W en condiciones estáticas y pseudoestáticas, con un coeficiente lateral sísmico de 0.10.
Los parámetros geotécnicos utilizados fueron para condiciones drenadas en base a las investigaciones de campo y los ensayos delaboratorio.
Se consideró que la vía perimetral soportaría una carga de 50 toneladas.
27
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD NATURAL
Consideraciones del Análisis :
Carga aplicada de 50 toneladas Parámetros de diseño de los ensayos SPT y ensayos de laboratorioMétodo BishopPrograma Slope/wSección crítica entre las secciones 6-6 y 7-7 al Oeste de la sub estación Aguaytía
Parámetros de los materiales (talud natural)
0.995
SC
CL
SC
GC
SIN SISMOFS = 0.995
0.837
SC
CL
SC
GC
CON SISMOa = 0.1gFS = 0.837
ZONAMATERIAL
(SUCS)FRICCION
(φº)COHESIÓN
C(kg/m2)PESO UNITARIO
γ(T/m3)
1 SC 14 0 1.55
2 CL 20 0 1.65
3 SC 20 0 1.7
4 GC-- GM 35 0 2.1
28
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD DE DISEÑOConsideraciones del Análisis :Carga aplicada 50 toneladasParámetros de diseño de los ensayos SPT y ensayos de laboratorioMétodo de BishopPrograma Slope/wNuevo talud 1V:5HSección típica
Parámetros de los materiales (talud de diseño)
1.305
1
5GC
CL
SC
GC
1 .047
GC
CL
SM
GC
15
SIN SISMOFS = 1.305
CON SISMOa = 0.1gFS = 1.047
ZONAMATERIAL
(SUCS)FRICCION
(φº)COHESIÓN PESO UNITARIO
γ(T/m3)
1 GC 30 0.5 1.8
2 CL 20 0 1.65
3 SC 20 0 1.7
4 GC - GM 35 0 2.1
C(kg/m2)
29
1.- Mejora de la Cimentación de la Vía2.- Contención de la Vía (Uso de Terramesh)
SISTEMA TERRAMESH
- El Sistema Terramesh está conformado por un muro de gravedad (tipo gavión) y un refuerzo del suelo adyacente.
COMPONENTES
- Geotextil no tejido- Mallas de alambre revestidas con PVC- Relleno del paramento del Sistema Terramesh- Material de relleno seleccionado
DISEDISEÑÑO DE ESTRUCTURAS DE O DE ESTRUCTURAS DE CONTENCICONTENCIÓÓNN
3.- Mejora del Talud (Tendido del Talud Sector Oeste)4.- Drenaje Superficial y Subdrenaje5.- Revegetación de los Taludes
30
EL SISTEMA TERRAMESH®
31
EL SISTEMA TERRAMESH®
Cómo la malla desarrolla su capacidad de anclaje
32
33
34
35
36
37
38OBRAS CIVILESH=
CONSTRUCCIONDIBUJO:
MAYO 2002FECHA:
M.I.C.FASE:
CONTRATO:
ICE
P0001
CODIGO ISA:APROBO:DISENO:
SISTEMA TERRAMESH
AMPLIACION DE LA SUBESTACION AGUAYTIAPROYECTO:
PLANO:
DIMENSIONES: ESCALA: V=
ASPECTO TECNICO:
N° PLANO:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SECCION DE POST GRADO
SISTEMA TERRAMESH
39
LEYENDA
40
PERFIL 3-3
41
PERFIL 6-6
42CONSTRUCCIÓN DEL TERRAMESH AL OESTE DE
LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA
43
CONSTRUCCIÓN DEL TERRAMESH AL OESTE DE LA SUB ESTACIÓN AGUAYTÍA
44AMPLIACIÓN DE LA VÍA AL OESTE DE LA SUB
ESTACIÓN AGUAYTÍA
45VISTA DE LA ZONA SUR DE LA SUB
ESTACIÓN AGUAYTÍA
46VISTA DEL ENROCADO DE CONTENCIÓN
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- El material de la zona de ampliación está compuesto por una capa superior arcillosa limosa (CL-ML) blanda, una segunda capa de arena limosa arcillosa (SM-SC) medianamente densa y finalmente un material gravoso.
- El talud se estabilizó a través de una estructura de suelo reforzado tipo Terramesh de 1.0 m de ancho y 3.0 m de altura.
- El talud planteado en la parte sur es de 1V:5H, con un enrocado de protección al pie del talud desde la sección 2-2 hasta la sección 4-4.
- Construcción de un drenaje superficial (canal revestido) y un subdrenaje (dren francés).
- Revegetación del talud para proteger el talud de la erosión
-
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