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TABLA DE CONTENIDO

1.0 PROYECTO.- ................................................................................................... 2 2.0 INVESTIGACIN SUBSOLAR.- ...................................................................... 4 2.1 DESCRIPCION DEL SUBSUELO.-............................................................... 5 2.2 NIVELES DE AGUAS.-.................................................................................. 7 3.0 PARAMETROS GEOTECNICOS DE DISEO.- ............................................. 8 4.0 METODOLOGIAS DE DISEO.- ..................................................................... 8 5.0 RECOMENDACIONES DE CIMENTACION.- ................................................. 9 5.1 PARMETROS DE DISEO.- ...................................................................... 9 6.0 VALIDACIN SISTEMA DE FUNDACION DE PILOTES.- .......................... 11 7.0 DRENAJES.- .................................................................................................. 15 8.0 DISEO DE PAVIMENTOS- .......................................................................... 15 8.1 PARMETROS DE DISEO.- .................................................................... 15 8.1.1 CALCULO DE LA CLASE DE TRFICO ......................................... 16 8.2 DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE LA SUBRASANTE ............................................................................................ 19 8.3 CALCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ............................................. 21 8.4. CLCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO - METODOLOGIA AASHTO 27 8.5 CLCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RGIDO ............................... 30 8.5.1 MODULACIN DE LAS LOSAS .......................................................... 31 8.5.2 JUNTAS ................................................................................................. 32 8.5.3 PROCESO CONSTRUCTIVO CUANDO HAY PRESENCIA DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS ...................................................................... 41 8.5.4 ENSANCHAMIENTO FUTURO DE LA VA...................................... 43 8.6 RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCION DE LA ESTRUCTURA GRANULAR.-............................................................... 44 8.7 DRENAJE DEL PAVIMENTO...................................................................... 45

8.8 RECOMENDACIONES PARA LOS ANDENES, RAMPAS DE ACCESO Y ZONAS VERDES. ........................................................................................ 46 8.9 LIMITACIONES DEL DISEO DE PAVIMENTO........................................ 52 9.0 PARMETROS DE DISEO SISMICO.- ....................................................... 53 10.0 OBSERVACIONES FINALES.- ..................................................................... 53

ANEXOS ANEXO 1 ANEXO 2 ANEXO 3 SONDEOS ENSAYOS DE LABORATORIO CLCULOS

Fecha 15/02/10

Versin 1

Modificaciones ----

Motivo

1

Bogot, D.C., Febrero 24 de 2010 EYR-S 9521

Seores ASCHNER CONSULTORES ASOCIADOS LTDA Atn. Dr. Toms Ocando Ciudad

Estimados seores: Tenemos el gusto de entregarle el estudio de suelos para las Bodegas del proyecto Prodispel a construirse en el Parque Industrial y Comercial del Cauca en Puerto Tejada Cauca.

1.0

PROYECTO.-

Consta de 1 bodega con un rea de 9000 m aproximadamente con una altura de 7.0 m en estructura convencional de prticos en concreto con luces de ejes entre columnas de 8.0 m para la zona de oficinas y mezanine y entre 30.0 y 40.0 m para la zona de bodega. La bodega contar con zonas de maquinaria y almacenamiento de materias primas y producto terminado. Las cargas previstas, estimadas por reas aferentes, son del orden de 1300 Toneladas para las columnas centrales y del orden de 150 toneladas para las columnas del sector oriental y occidental y para las columnas del sector norte y sur del orden de 1100 toneladas. As mismo se esperan cargas vivas variables entre 5 y 8 T/m2.2

A continuacin se ilustra una planta y un corte de las bodegas:

3

2.0

INVESTIGACIN SUBSOLAR.-

Se realizaron 7 sondeos distribuidos as: 2 sondeos de 15 m, 1 sondeo de 10 m y 4 sondeo de 8 m de profundidad perforados con un equipo de percusin y lavado. As mismo se realizaron 4 apiques mediante excavacin manual de los cuales en 2 apiques se tomo una muestra de CBR. A lo largo de los sondeos se midi la resistencia al corte de los estratos detectados con un penetrmetro manual Cl700. As mismo se realiz el ensayo de penetracin estndar como ndice de consistencia de los mantos arcillosos y granulares detectados. Finalmente y de los4

estratos que se estim conveniente, se tomaron suficientes muestras alteradas en bolsa para inspeccin visual e inalteradas en tubos de pared delgada, los cuales se enviaron al laboratorio para ensayos de compresin inconfinada, expansin en probeta, consolidacin rpida, humedad natural, pesos unitarios, clasificacin USC y ASSHO. 2.1 DESCRIPCION DEL SUBSUELO.-

Segn el estudio de suelos entregado a esta consultora el lote en estudio se encuentra localizado en la margen derecha del rio cauca, a unos 250 m del cauce del rio palo, por lo tanto en la zona predominan gruesos depsitos de sedimento aluvial, compuestos por estratos alternos de limos arcillosos y/o arenosos y arenas limosas.

La descripcin promedio de la estratigrafa detectada por est consultora con cotas a partir de los niveles del terreno en el punto es la siguiente:

a) 0.00 0.50m.

Capa vegetal y/o relleno de escombros este estrato solo se encontr en sondeo 2.

b) 0.50 4.0/8.0 m.

Arcilla gris y/o habana algo arenosa con races, vetas oxidadas y pintas blancas y negras de consistencia medio firme a muy dura y potencial expansivo (30% en el ensayo de expansin libre en probeta a 1.0 m de profundidad y 40% a 3.0m de profundidad), adems el ensayo de

5

consolidacin rpida arrojo un valor de presin de consolidacin de 2.4 Kg/cm2. La resistencia al corte medida con penetrmetro manual arroj valores entre 0.50 y >4.50 Kg/cm. N del ensayo de penetracin estndar arroj valores entre 1 y 16 golpes/pie. Al final del sondeo 7 se presento una arcilla con turba.

c) 4.00/8.0 15.0 m.

Arena gris

con intercalaciones de arcilla algo

arenosa verde, al final de las perforaciones profundas hay presencia de gravas de densidad muy suelta a muy compacta. En el sondeo 6 y 7 a una profundidad de 7.50 y 6.50 m respectivamente se encontr un limo arcilloso carmelito y/o arcilla gris con presencia de turba con un espesor de 2.0 m. N del ensayo de penetracin estndar arroj valores entre 3 y 53 golpes/pie.

De acuerdo con los ensayos de penetracin y resistencia al corte realizados in-situ se graficaron los valores de N y Qu en funcin de la profundidad, obtenidos

mediante los ensayos de penetrmetro manual como se muestra a continuacin:

6

2.2

NIVELES DE AGUAS.-

El nivel fretico se detect entre 2.20 y 4.50 m de profundidad. Este nivel podr variar de acuerdo con el rgimen de lluvias.

7

3.0

PARAMETROS GEOTECNICOS DE DISEO.-

Teniendo en cuenta las caractersticas geomecnicas del subsuelo obtenidas del programa de ensayos de campo y laboratorio, se determinaron los parmetros de resistencia al corte y compresibilidad de los mantos a lo largo de la profundidad explorada obteniendo lo siguiente:Estrato 1 2 3 4 Profundidad (m) 0.00 0.50 0.50 4.50/8.00 4.50/8.00 12.00 12.00 15.00 (t/m) Qu (Kg/cm) 1.4 --1.6 2.45 1.8 --1.8 c (Kg/cm) --1.23 - () ----30 35 E (t/m) 600 1500 2300 6000

4.0

METODOLOGIAS DE DISEO.-

Para efectos del desarrollo de los diseos se seguirn metodologas elsticas clsicas, modelos clsicos de la Ingeniera geotcnica incluidos en la literatura especializada y utilizada ampliamente por esta oficina a lo largo de su ejercicio profesional. As mismo se utilizaron los siguientes modelos o paquetes computacionales: Programa de sondeos. Settle 3D: Programa de elementos finitos para el clculo de asentamientos. PHASE: Para la modelacin mediante mtodos de elementos finitos de la interaccin suelo-estructura. En el caso particular del presente anlisis se utilizaron modelos constitutivos de suelo basados en el modelo elasto-plstico.

8

5.0

RECOMENDACIONES DE CIMENTACION.-

Consistir en una placa maciza con vigas descolgadas si el ingeniero calculista lo considera pertinente, cuyo espesor ser determinado igualmente por el ingeniero estructural, apoyada sobre un colchn de recebo de 0.60m de espesor. El colchn de recebo ser construido de acuerdo con las recomendaciones que se dan ms adelante. Los cimientos se proyectarn con base en los siguientes parmetros: 5.1 a) PARMETROS DE DISEO.El rea de la placa ser por lo menos igual a la proyeccin horizontal de la casa y tal que la presin de contacto no exceda en ningn punto un valor de (incluyendo el peso mismo del cimiento): P = 8.0 Ton/m b) Para las condiciones aqu descritas se tiene un mdulo de reaccin del subsuelo Ks= 11078 Ton/m3 calculado con base en la ecuacin de Ayse T. Daloglu and C. Girila Vallabhan, JOURNAL GEOTECHNICAL AND GEOENVIROMENTAL ENGINEERING, Mayo del 2000. c) Se debern proyectar andenes perimetrales con el fin de evitar el acceso directo de las aguas de escorrenta al suelo de fundacin. d) El espesor definitivo de la losa ser tal que no se presente deformaciones mayores a 1/300 de la luz entre ejes de columnas. e) El calculista deber verificar que el centro de cargas de la estructura coincida con el de la placa de fundacin.

9

f) g)

El ingeniero de suelos aprobar el manto de apoyo. Los planos de cimentacin producto de las anteriores recomendaciones sern revisados y aprobados por esta oficina. Sin dicho visto bueno los planos no tendrn ninguna validez.

h)

De acuerdo con las condiciones descritas, los asentamientos esperados son del orden de 11 cm a 15 cm de acuerdo con el rango de cargas vivas aplicadas, de los cuales el 40% se desarrollarn por consolidacin.

A continuacin se ilustran los clculos de asentamientos para una condicin de carga viva de 8.0 T/m2: Asentamientos elsticos

10

Asentamientos por consolidacin

6.0

VALIDACIN SISTEMA DE FUNDACIN.-

Con base en la estratigrafa encontrada con sus propiedades geomecnicas, se model el sistema de fundacin para el proyecto mediante modelos en elementos finitos obteniendo lo siguiente:

11

Malla utilizada

12

Asentamientos.Del modelo se tiene que se prevn asentamientos elsticos mximos de 10.0 cm. como se ilustra a continuacin:

Esfuerzos.Teniendo en cuenta las cargas aplicadas y dada la cimentacin se tienen esfuerzos verticales de 8.10 Ton/m en el suelo de apoyo de los cimientos. As mismo se obtiene un esfuerzo cortante unitario de 2.8 Ton/m, valores considerados aceptables teniendo en cuenta la resistencia al corte del suelo.

13

ESFUERZOS VERTICALES

ESFUERZOS CORTANTES

14

7.0

DRENAJES.-

Se debern proyectar una red de drenajes superficiales con el objeto de recoger y conducir todas las aguas de escorrenta por fuera de los lmites del proyecto.

8.0

DISEO DE PAVIMENTOSen

A continuacin se incluye el diseo del pavimento asfltico con alternativa

pavimento rgido para las vas internas del proyecto. El diseo de pavimento se realiz con base en los parmetros de diseo que se dan a continuacin: 8.1 a) PARMETROS DE DISEO.PERIODO.-

El diseo se realiz para un perodo de 10 aos para pavimento flexible y 20 aos para pavimento en concreto. b) ESTIMACIN DE REPETICIONES DE CARGA Y EJES EQUIVALENTES

Desde el punto de vista del diseo del pavimento slo tienen inters los vehculos comerciales con carga til mayor de 3.5 Ton, entre los que se encuentran buses, camiones, tractores con remolque, entre otros. El trfico se caracteriza por el nmero equivalente de ejes de referencia, que corresponde al nmero de vehculos pesados acumulados en la vida til. El eje de referencia utilizado es 13 toneladas, la carga se supone uniformemente repartida en dos huellas circulares.

Para la estimacin de las repeticiones de carga y ejes equivalentes se estim un

15

trnsito promedio de 100 VC/da para las vas de acceso a la Bodega Prodispel. En caso de tener un trnsito mayor al mencionado, ser necesario dar aviso a esta consultora para revisar las alternativas recomendadas.

8.1.1 CALCULO DE LA CLASE DE TRFICOSe determina calculando el nmero de vehculos comerciales VC de carga til superior a 35 KN (3.5 Ton) que pasan por la va durante la vida til de servicio de acuerdo con la siguiente ecuacin:

N = 365 * VC * N a * F cPara el clculo del trnsito (N) se utilizarn los siguientes parmetros: VC = Vehculos comerciales por da VC = 100

Fc =

(1+ i Na ) 1Nai

Donde, i = Crecimiento anual del trnsito i= 1.0% Na = Periodo de diseo Na = 10 aos Fc = Factor de Crecimiento

16

El nmero de pasadas de ejes equivalentes de 13 Ton durante la vida til de servicio del pavimento se calcula con la ecuacin:

NE13 TON = N * CAM Donde: CAM = Coeficiente de agresividad medio

Teniendo en cuenta el nmero de vehculos comerciales adoptado, a continuacin se muestra un cuadro en el que se realiz el clculo del coeficiente de agresividad media de acuerdo a la proyeccin dada y la tabla B.4-3 de la RSV 2000.

TRNSITO 10 AOS VC 100 Periodo de Diseo 10aos % crecimiento anual del 1,00% trnsito Factor de Crecimiento (Fc) 1,05 Trnsito (N) 381.871 Tipo de Pavimento a disear (Flexible, SemiFlexible rigido-Rgido)

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COEFICIENTE DE AGRESIVIDAD MEDIO PARA PAVIMENTO

Tipo de vehculo Pesado Buseta Bus Bus articulado (Transmilenio) Bus Metropolitano C2-P C2-G Camin C3 Camin C4 Tractor-Camin C2-S1 Tractor-Camin C2-S2 Tractor-Camin C3-S1 Tractor-Camin C3-S2 Tractor-Camin C3-S3 Total

Cantidad de VC/da

Aci 0,44 0,45 1,71 0,45 0,44 0,45 0,671 0,68 0,88 1,11 1,11 1,32 0,96

CAMi 0 0 0 0 22 22,5 0 0 0 0 0 0 0 44,5

50 50

100

CAM =CAM =

VP VP

E

PC

44.5 = 0.445 100

N*CAM = NE13 TON 381871* 0.45 = 169932 Con el fin de determinar la equivalencia del nmero de ejes de 13 Ton con ejes de 8.2 Ton, se utiliz la metodologa propuesta por la AASHTO ROAD TEST en donde indica:

18

P Factor de Equivalenc ia de carga = 1 P 0 donde:

4

P0 = Carga estndar P1 = Carga cuya equivalencia con la estndar se desea calcular.

P Factor de Equivalencia de carga = 1 P 0

4

13 Ton Factor de equivalencia de carga = 8.2 Ton Factor de equivalencia de carga = 6.32

4

Por lo tanto el trnsito estimado para el diseo de la va en ejes de 8.2 Ton, corresponde a:

N8.2Ton= 6.32 * 169.932 = 1.073.970

8.2

DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE LA SUBRASANTE

Para la determinacin de la capacidad portante del suelo se realizaron 2 ensayos de CBR en 2 de los 4 apiques efectuados para tener una mejor aproximacin del

19

comportamiento mecnico de los suelos donde se realizar el proyecto. continuacin se ilustran los resultados obtenidos:

A

Apique

Profundidad (m)

CBR corregido 0.1

CBR corregido 0.2

seco 4.952 3.388

saturado 1.303 1.303

Seco 6.081 4.517

saturado 1.390 1.216

1 3

1.30 1.50 1.20 1.50

De acuerdo con lo anterior se trabajar con el promedio de los CBR secos y saturados obtenidos de los ensayos, que corresponde a 3.00%. Para obtener el Mdulo de Resiliencia del suelo se utiliz la correlacin propuesta en la RSV 2002 en el captulo B.4.10 como se muestra a continuacin: Ers = 7.5 CBR Ers = 7.5*3.0 Ers = 22.64 Mpa

Adicionalmente para determinar los mdulos de la capa de mejoramiento, subbase y base se utilizaron las siguientes frmulas:Mdulo de la subrasante

10 CBR

10*3.0= 30.0 Mpa

Modulo del mejoramiento

2.5Modulo de la subrasante

2.5*30.0 = 75 Mpa

20

Mdulo de la subbase y la base

Teniendo en cuenta que la categora del trnsito para el proyecto clasifica como un T2 y que se tendr que utilizar un material de base (BG_B) con un CBR = 100% y un material de subbase (SBG_B) con un CBR = 40%, se utilizar un mdulo de 2200 Kg/cm para la base y de 1150 Kg/cm para la subbase teniendo en cuenta la metodologa AASHTO.

8.3

CALCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

Teniendo en cuenta los parmetros de diseo ya establecidos, se calcularon los siguientes espesores de pavimento.

Para el trnsito y los materiales a utilizar se estimaron las admisibilidades tanto para la capa de rodadura como para la capa de subrasante, obteniendo lo siguiente:

z , ad

= A * ( NE ) 0.222

Si T < T3 Si T T3

A = 0.016 A = 0.012

z , ad

= 0.016 * (169932) 0.222 = 1104 * 10 6

t , ad

E (10C ) NE = 6 (10C ;25 HZ ) * 6 * * Kc * Kr * Ks E ( eq ) 10 b

21

2 c2 * n = + b2 2 n

2

0.02 * 3 = 0.30 + = 0.42 0.2

2

kr = 10 ( ub ) = 100.125*0.42*02 ) = 0.98

t , ad = 100 * 10

6

169932 * 1000000

0.2

*

6171 * 1.3 * 0.98 * 1 = 238 * 10 6 3600MDC-1

MDC-2 E 20C E 10C b c 5000 8571 0,35 -0,20 0,02 1,15E-04 0,25 1,00 45,00 -0,125 0,27 1,10 0,98 1,00 2,32E-04 E 20C E 10C b c 6 n h Pf % u Kc Kr Ks t

5000 8571 0,35 -0,20 0,02 1,00E-04 0,30 3,00 45,00 -0,125 0,42 1,30 0,98 1,00 2,37E-04

6n h Pf % u Kc Kr Ks t

22

Subrasante

z = 0.016(NE)^-0.222 1,10E-03 z

Admisible Admisibilidad subrasantez

Calculada 402 E-6 235E-6

1100 E-6 237 E-6

Admisibilidad capa asfltica t

Para realizar el anlisis de la estructura se utiliz el programa DEPAV que es un programa creado para resolver las ecuaciones simultneas en un sistema elstico multicapa, sometido a la accin de una carga de diseo actuante. Al programa se le introducen los siguientes parmetros de entrada:

Numero de capas: Especifica el nmero de capas que conforma la estructura.

Nombre del diseo: Se utiliza para identificar el diseo actual. Radio de carga: Distancia del centro al extremo de la rueda (cm) Presin de contacto: Presin ejercida por la carga sobre la superficie de la estructura (Kg/cm).

Distancia entre ejes de llantas: Distancia de separacin de las llantas del eje (cm).

Capa No: Identificacin del nmero de la capa. E: modulo dinmico de la capa (Kg/cm): Relacin de Poisson de la capa23

H: Espesor de la capa i (cm) Ligada/no ligada: condicin de interfase entre la capa i y la capa i+1

A continuacin se muestran los parmetros de entrada al programa para el diseo:

De acuerdo con los anteriores parmetros de entrada se obtiene la siguiente estructura de pavimento que cumple con las admisibilidades tanto para la carpeta asfltica como para la subrasante. Es de anotar que el material utilizado para las capas asfltica en el anlisis es el correspondiente a un material de BBSG de acuerdo con la tabla B.2 Caractersticas de los materiales Bituminosos del libro Diseo Racional de Pavimentos del Ingeniero Fredy Alberto Reyes Liscano.

24

25

Por lo tanto el diseo cumplira con las exigencias de las deflexiones admisibles para la recepcin de obras de un eje de 13 ton, cabe anotar que esta verificacin est sujeta a la calidad y procedimiento usados en la construccin del pavimento y no al dimensionamiento del diseo puesto que los parmetros exigidos por el diseo (deformacin a traccin y deformacin en la subrasante) cumple satisfactoriamente.

E s t ru c t u r a MD C 1 MD C 2 B as e G r a n u lar S u b b a s e gr a n u lar M ej or a m ie n to S u b ra s a n te

Es pe s o r 6 cm 7cm 2 0 cm 25 cm 30 cm

E sp e c ific a c io n e s A r t. 4 5 0 IN V IA S A r t. 4 5 0 IN V IA S A r t. 3 3 0 IN V IA S A r t. 3 2 0 IN V IA S

El mejoramiento se realizar en material de rajn o de subbase con un mnimo de 30 cm. De todas formas su espesor definitivo podr ser superior de acuerdo con lo establecido en el terreno por el ingeniero geotecnista durante sus visitas. Una vez efectuado el mejoramiento con rajn se dispondr una tela geotextil tipo PAVCO 2400 o similar con el fin de aislar la estructura de pavimento de la subrasante. Con el fin de no punzonar la tela se dispondr un relleno de sello sobre el rajn en material B-200 o recebo de segunda con el espesor tal que genere una superficie uniforme para el apoyo del geotextil.

26

8.4.

CLCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO - METODOLOGIA AASHTO

Esta metodologa establece para el diseo de pavimentos el clculo de un nmero estructural el cual satisface las solicitaciones de carga, condiciones mecnicas de los materiales de subrasante, subbase granular, base granular y materiales asflticos, adems el modelo introduce factores de confiabilidad, drenaje, nivel de servicio inicial y final. El modelo de diseo consta de una carpeta asfltica compuesta por rodadura y base asfltica (con asfalto normalizado), base granular, una subbase granular y un mejoramiento en rajn para un periodo de diseo de 10 aos. Los parmetros de entrada de diseo del pavimento con la metodologa AASHTO (1986) se presenta en el siguiente cuadro:Parmetros de diseo AASHTO (1986) Trnsito (Ejes equivalentes a 8.2 T) para 10 aos Confiabilidad (clasificacin: va colectoras trfico recomendacin AASTHO 1986) Desviacin estndar ndice de servicio inicial ndice de servicio final Prdida de serviciabilidad CBR de diseo (%) Mdulo resiliente subrasante (Psi) Mdulo resiliente subbase granular(Psi) CBR 40% Mdulo resiliente base granular (Psi) CBR 100% Factor Mi (drenaje) (clasificacin: drenaje pobre de la va recomendacin AASTHO 1986)

1073970 80% 0,45

4,5 2,5 2,0 3.0 4285.71 16230 30751 Carpeta asfltica 0.9; Base y subbase granular 0,9

27

Teniendo en cuenta que el mdulo de la subrasante utilizando en el programa se da en PSI, se adopta un CBR que se acomode al valor del mdulo correspondiente al 7.5 CBR que para este caso correspondera a 3234.29 PSI.

Espesores en pulgadas

28

Estructura MDC-2 (cm) MDC-1 (cm) Base Granular Subbase granular Mejoramiento

Espesor (m) 6 7 20 25 30

EspecificacionesArt. 450 INVIAS Art. 450 INVIAS Art. 330 INVIAS Art. 320 INVIAS

El material utilizado para las capas asfltica en el anlisis es el correspondiente a un material de BBSG de acuerdo con la tabla B.2 Caractersticas de los materiales Bituminosos del libro Diseo Racional de Pavimentos del Ingeniero Fredy Alberto Reyes Liscano.

Se debe aclarar que la capa de mejoramiento, adicional al diseo obtenido por la metodologa AASHTO, hace parte de las recomendaciones finales adoptadas por el diseador dadas las caractersticas de la subrasante teniendo en cuenta que si no se adopta la capa de rajn el diseo no cumplira con las admisibilidades. As mismo y dados los rellenos encontrados ser estrictamente necesario realizar el mejoramiento en material de rajn y/o el material que cumpla con las observaciones que se dan en el numeral 10.0 con un mnimo de 30 cm. De todas formas su espesor definitivo podr ser superior de acuerdo con lo establecido en el terreno por el ingeniero geotecnista durante sus visitas. Una vez efectuado el mejoramiento con rajn se dispondr una tela geotextil tipo PAVCO 2400 o similar con el fin de aislar la estructura del pavimento de la subrasante. Con el fin de no punzonar la tela se dispondr un relleno de sello sobre el rajn en material B-200 o recebo de segunda con un espesor tal que genere una superficie uniforme para

29

el apoyo del geotextil. As mismo y dados los rellenos heterogneos que conforman la subrasante, la estructura granular se proyectar con un sobreancho equivalente al espesor de dicha estructura.8.5 CLCULO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RGIDO

Para el diseo de pavimento rgido se utiliz la metodologa de la PCA mtodo simplificado, utilizando la categora 2 de carga por eje, para calles colectoras, carreteras rurales y segundarias (de alto peso relativo de las cargas por eje) y para las calles, arterias y carreteras primarias (de bajo peso relativo de las cargas por eje). Adicionalmente el valor de mdulo de reaccin de la subrasante

subbase se adopt 28 Mpa/m obtenido a partir de la tabla 6.13 tipos de suelos de subrasante y valores aproximados de k del libro de Ingeniera de Pavimentos para Carreteras de Alfonso Montejo, en donde para el tipo de suelo encontrado el valor de k obtenido est en los valores establecidos en el rango bajo. As mismo a partir de la figura 6.1 del mismo libro Relaciones aproximadas entre los valores de resistencia y clasificacin de suelos, se adopta un mdulo de reaccin de la subrasante k de 28 Mpa/m. Considerando que el pavimento tendr sardineles y cunetas, con el uso de pasadores se tiene la siguiente estructura:

30

Mdulo Rotura 4.4MPa Losa Subbase Mejoramiento

Espesor 16 cm 20 cm 30 cm

Especificaciones

Art. 320 INVIAS

Se aclara que el diseo se realiz teniendo en cuenta el efecto de berma, de no ser as, se deber dejar vinculado el bordillo del andn. Como alternativa y de no ser posible dicha condicin se deber incrementar el espesor de la losa de concreto a 18 cm.

8.5.1

MODULACIN DE LAS LOSAS

Para controlar la fisuracin del concreto, mantener la capacidad estructural y la calidad del pavimento dividiendo el pavimento en tramos lgicos, se debe tener en cuenta dos criterios fundamentales para la modulacin de las losas: La longitud de la losa, L debe ser mximo veinticinco veces el espesor e (L=25e) La relacin de esbeltez L/a debe estar comprendida entre el rango [1-1.4], donde a es el ancho de la losa. Se debe tomar al menos uno de los dos criterios para determinar la longitud de la losa. Una relacin de esbeltez cercana a 1 permitir que las losas presenten un mejor comportamiento en cuanto a la distribucin de los esfuerzos.

31

8.5.2

JUNTASconcreto y

El diseo de las juntas tiene por objeto controlar la fisuracin del mantener la capacidad estructural y calidad del pavimento.

Las juntas en los

pavimentos rgidos son necesarias para controlar las grietas longitudinales y transversales. El agrietamiento resulta de los efectos combinados de la retraccin por secado del concreto, de los cambios de temperatura y de humedad, de la friccin entre la losa y la base, de las caractersticas de trnsito aplicadas y de las caractersticas propias del concreto.a) JUNTAS LONGITUDINALES Y BARRAS DE ANCLAJE

La junta longitudinal controla el agrietamiento producido por alabeo.

En la

construccin del pavimento, la junta debe ser marcada con una ranura que separe los carriles y proporcione alojamiento para el sellado, unida por una barra de anclaje que se encarga de la transferencia de carga.

Para este caso se recomienda una separacin entre juntas de 4.50 m, ya que se ha demostrado que cuando la separacin entre juntas se aproxima a este valor se logra controlar prcticamente todas las fisuras y el comportamiento del pavimento a lo largo de su periodo de diseo es mejor.

Las caractersticas de las barras de anclaje se establecieron de acuerdo a la metodologa PCA. En la siguiente tabla se muestra la recomendacin para el refuerzo, teniendo en cuenta que el acero usado deber cumplir con una fluencia de 280MPa.

32

Dimensiones del acero de refuerzo.

Ancho de Losa (m) 4.50

Espesor de losa (m) 0.16

Dimetro pulgadas (m)

Longitud (m) 0.85

Espaciamiento (m) 1.20

Las barras de acero no se deben instalar a menos de 40cm de la junta transversal para evitar que interfieran con el movimiento de las juntas.

b)

JUNTAS TRANSVERSALES Y PASADORES

Las juntas transversales o juntas de contraccin son juntas de alabeo, es decir, controlan las grietas causadas por la retraccin de fraguado del hormign y por las acciones climticas (temperatura y humedad). Se deben cumplir las separaciones mximas que se nombran a continuacin:

Separacin mxima entre las juntas (criterio I)Separacin Mxima de Juntas Longitudinales (m) 4,0 4,0

Tipo de Agregado Grueso Piedra Partida Agregado Redondeado

Separacin Mxima de Juntas Transversales (m) 6,0 4,5

Fuente: Pavimentos de Concreto. Manual de Diseo

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Que el espaciamiento en pies entre juntas de contraccin para pavimentos de hormign no supere 2 veces el espesor de la losa en pulgadas.

Que el espaciamiento entre juntas sea veinticinco veces el espesor de la losa. Que la mxima relacin de esbeltez de la losa sea de 1,4 veces el ancho de la losa.

Por razones constructivas y respetando los criterios anteriores, se ha establecido una separacin mxima entre juntas transversales de 5,50 metros.

Para la transmisin de cargas se recomienda el uso de pasadores de 1 1/8 con una longitud de 40cm engrasado en una de sus mitades y con una separacin entre centros de 30 cm.

c)

JUNTAS DE EXPANSIN

Son creadas para aislar una estructura fija, como son los pozos de inspeccin, sumideros y otras estructuras que presenten diferente comportamiento al pavimento que se construye. As mismo se debern utilizar donde se presenten cambios de direccin de la va e intersecciones con otros pavimentos, o en cualquier caso en que se generen esfuerzos en las losas.

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En los casos donde se presentan cambios de direccin de la va, una empujara a la otra producindose esfuerzos, que deben ser controlados con la ayuda de juntas de expansin. Con el fin de incrementar la transferencia de carga y la eficiencia de la junta se deben usar pasadores de carga, ubicados en la mitad de la losa, adems deben de ir engrasados en su totalidad para facilitar el movimiento.

En juntas de expansin en una interseccin asimtrica o en rampas, las dovelas se deben omitir para permitir los movimientos horizontales diferenciales y evitar el dao del concreto colindante. As mismo se construye la losa aumentndole su espesor para absorber los esfuerzos de borde no transferidos.

DETALLE No 1 JUNTA DE EXPANSIN CON DOVELA

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DETALLE No 2 JUNTA DE EXPANSION SIN DOVELA

d)

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCION DE JUNTAS

Las juntas debern ajustares al alineamiento, dimensiones y caractersticas consignadas en el proyecto. En la construccin de las juntas deber considerarse la siguiente clasificacin:

Longitud de contraccin aserradas con barras de amarre (Tipo A) y Transversales de contraccin aserradas y con pasajuntas (Tipo B)

Se construirn en los sitios que indique la seccin tpica del proyecto de acuerdo con lo indicado en los planos del proyecto.

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DETALLE NO 3 JUNTA DE CONTRACCIN LONGITUDINAL CON BARRA DE AMARRE (Tipo A)

DETALLE NO 4 JUNTA DE CONTRACCIN TRANSVERSAL CON PASAJUNTAS (Tipo B)

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TIPO B Longitudinales de construccin y con barras de amarre (Tipo C).

Quedar formada en la unin de la junta fra entre las dos franjas de pavimentacin.

DETALLE NO 5 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUCCIN CON PASAJUNTAS (Tipo C)

Transversales de construccin cimbradas con pasajuntas (Tipo D)

Cuando por causa de fuerza mayor sea suspendida la colocacin del concreto con ms de 30 minutos, se proceder a construir una junta transversal de emergencia con la que se suspender la colocacin del concreto hasta que sea posible reiniciarlo, a menos que segn el criterio del interventor el concreto se encuentre todava en condiciones de trabajabilidad adecuada.

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DETALLE NO 6 JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUCCION CON PASAJUNTAS (Tipo D)

e)

SELLADO DE JUNTAS

Las juntas transversales se deben cortar con un equipo autopropulsado con disco diamantado cumpliendo con las siguientes dimensiones:

Corte inicial de 1/3 del espesor de la losa, medido desde la superficie, con un ancho mximo de 3 mm. Corte de ensanche de 3 mm de ancho mximo y una profundidad de 31 mm medido desde la superficie de la losa.

El ancho total de la junta transversal debe tener 6 mm (1.5 mm) de ancho, incluido el corte inicial y el corte de ensanche.

Se deben ejecutar los cortes de las juntas transversales y el sello de las juntas de acuerdo con el detalle de la siguiente figura:

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6 mm Junta sellada con silicn o poliuretano Sello plstico no adherente de polietileno (Baker Rod) 3 mm(9mm de dimetro

3-6 mm D/3

DETALLE NO 7 SELLO DE JUNTA

Se incluye la colocacin del sello plstico (cordn de respaldo) para mantener el factor de forma apropiado para las masillas de sello aplicadas. Para la instalacin del material de sello con silicn o poliuretano se debe tener especial cuidado en la adecuada limpieza de los bordes de la junta para evitar el desprendimiento prematuro en el tiempo del sello. En el momento de colocacin del sello, la junta debe estar seca, limpia, libre de partculas suelas. Tambin para evitar el

desprendimiento prematuro, el material de sello debe quedar de 3 a 6 mm por debajo de la rasante de las calzadas.

Para el sellado de junta debe cumplirse lo siguiente:

La tirilla de respaldo debe tener un dimetro de 9 mm 1,5 mm. La relacin ancho / profundidad del sellador de silicn deber ser como mnimo 1:1 y mximo 2:1.

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La ranura inicial de 3 mm para debilitar la seccin deber ser en el momento oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la prdida de agregados en la junta, o el despostillamiento. El corte adicional para formar el depsito de la junta deber efectuarse cuando menos 72 horas despus del colado.

La superficie del sello debe quedar entre 3 y 6 mm por debajo de la superficie de la losa. La cavidad debajo de la junta siempre debe permanecer limpia y libre de cualquier tipo de material.

8.5.3 PROCESO CONSTRUCTIVO CUANDO HAY PRESENCIA DE ESTRUCTURAS HIDRULICASCuando el proyecto presente estructuras hidrulicas tales como pozos de inspeccin, se debe ajustar la modulacin de las losas manteniendo la relacin de esbeltez para que la junta transversal coincida con dichas estructuras y as prevenir las fisuras que aparecern por retraccin del concreto. Igualmente alrededor de los sumideros se debe ajustar la modulacin para que las juntas transversales coincidan con el eje del sumidero. Para el caso en que el pozo de inspeccin coincida con la junta longitudinal, se ajusta la modulacin para que la junta trasversal coincida con el pozo. Cuando se tienen varios pozos de inspeccin, se debe remodular las losas con el fin de hacer coincidir los pozos dentro de la misma losa, la cual debe reforzarse mediante una parrilla de refuerzo. Adicionalmente existen diferentes tipos de juntas para los pozos de inspeccin:

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Cuando la junta de expansin alrededor de las tapas de los pozos coincide con la junta trasversal y la junta longitudinal se construye como se describe:

Cuando la junta de expansin alrededor de las tapas de los pozos no coinciden con la junta longitudinal, se debe ajustar la modulacin para que la junta transversal coincida con el eje del pozo.

Alrededor de los sumideros se debe ajustar la modulacin para que las junta transversal coincida con el eje del sumidero:

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8.5.4 ENSANCHAMIENTO FUTURO DE LA VA

En los casos en que se prevea un ensanchamiento futuro de la va, deben tomarse las disposiciones necesarias para asegurar la transferencia de carga en la junta de las dos vas adyacentes: Realizar una junta longitudinal de construccin. En general se recomienda realizar la ranura durante la primera fundida y as la lengeta se conforma naturalmente cuando se realiza la fundida posterior. El momento para la colocacin de las barras de refuerzo en la junta de construccin depende del tiempo de espera entre las dos fundidas. Si este tiempo es mayor a tres aos, se recomienda, dado el alto riesgo de corrosin, colocar los refuerzos en el momento de realizar la ampliacin. Las dimensiones de las barras de refuerzo en la junta y su espaciamiento deben definirse en funcin del trfico esperado.

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DETALLE No 8 ESQUEMA TIPICO DE JUNTA TIPO RANURA-LENGETA

8.6 RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCION LA ESTRUCTURA GRANULAR.-

DE

La subrasante se compactar con un vibrocompactador cuyo peso esttico no exceda 3 T. Un mayor peso del equipo podr producir en los suelos fallas por capacidad portante y el remoldeo del suelo. La subrasante de la estructura del pavimento deber ser aprobada por un ingeniero geotecnista. De ser necesario se deber colocar un mejoramiento con rajn cuyo espesor se definir en el terreno. Los materiales a utilizar debern cumplir con la norma especificada. La base y/o subbase se compactarn con cilindro hasta alcanzar una densidad mnima del 95% del ensayo proctor modificado o en todo caso la exigida por la norma. La densidad se verificar en un punto cada 200 m.

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Con el objeto de controlar el grado de compactacin se harn antes de iniciar la construccin de la estructura granular un mnimo de 3 ensayos proctor sobre el material a utilizar. Para garantizar el confinamiento de la estructura se deber construir un sardinel, el cual ser colocado desde la profundidad de la base (pavimento flexible) y deber sobresalir 25cm. Se deber manejar los drenajes de agua lluvia con bombeo mnimo del 2%. Los sumideros se construirn mnimo cada 30 m o en su defecto se ubicarn 2 por calle. Se deben utilizar filtros laterales y aislamiento de la subrasante con geotextil.

8.7 DRENAJE DEL PAVIMENTO

Se proyectarn las pendientes y drenajes superficiales para impedir el acumulamiento sobre el pavimento de las aguas lluvias. As mismo y a lo largo de las vas, se construirn drenajes en tubera PVC de 4 pulgadas de dimetro perforada, envuelta en geotextil y embebida en un filtro de 0.50 m de profundidad por debajo de la estructura de pavimento y 0.40 m de ancho compuesto por arena lavada de pea (deber arrojar un valor de porcentaje pasa tamiz No.200 inferior al 5% y ser no plstica a criterio de esta consultora) y gravilla de pulgada mezclada en proporciones 0.60:0.40. En caso de que la arena lavada de pea no cumpla con las recomendaciones descritas el filtro podr estar compuesto solo por gravilla de pulgada.

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8.8 RECOMENDACIONES PARA LOS ANDENES, RAMPAS DE ACCESO Y ZONAS VERDES. Andenes:

Los andenes deben constituir franjas continuas de circulacin exclusivamente peatonal. Para ello, se debe definir una altura de al menos 20 centmetros respecto al nivel de la calzada, para garantizar la delimitacin de dicha franja respecto a la circulacin vehicular, sin la utilizacin de otras barreras continuas adicionales al sardinel.

As mismo, debe existir, como mnimo, una pendiente del 2% hacia la calzada, o proponerse sistemas alternos de drenaje que respeten dicha pendiente. Podrn disponerse cauelas adyacentes al sardinel para conducir las escorrentas. En sumideros, se preferirn rejillas horizontales a trampas sobre sardinel.

En accesos a parqueaderos, estaciones de servicio y similares, los vehculos debern subir al nivel del andn, de manera que prime la circulacin peatonal

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De acuerdo con el CBR de diseo que para este caso es igual a 3.0% la estructura para el diseo del andn deber ser igual a:

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Rampas de acceso

Debe garantizarse la continuidad del andn en cuanto a nivel y a materiales, de manera que en los puntos de acceso a predios prime la circulacin peatonal respecto a la vehicular. El ancho mximo de las rampas ser de 3.00m, 2/10 del total del frente del predio. El ancho mnimo de la franja continua de circulacin ser de 1.00m, y en cada caso se escoger entre la rampa estndar y las rampas Tipo A y Tipo B, teniendo en cuenta que la rampa nunca podr ocupar ms de 3/10 del ancho total del andn. En anchos inferiores a 1.40m, donde ninguna de las rampas cumple ese requisito, deber alabearse la superficie en la totalidad del ancho del andn, sin que las pendientes resultantes excedan el 15. En pasos para discapacitados, se utilizar la rampa estndar, que permite una pendiente adecuada del 15%.

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Para el proyecto se podr utilizar una rampa tipo estndar, los esquemas se ilustran a continuacin:

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Detalle del diseo de la rampa

La loseta prefabricada se instala sobre una capa de arena de nivelacin la cual tendr un espesor despus de la compactacin de 4 cm. La subbase est definida por el tipo de suelo de acuerdo a la clasificacin establecida en la tabla en el numeral de Andenes clasificacin de estructuras tpicas la cual segn el CBR de la subrasante detectada ser de aproximadamente 30cm de subbase y 20cm como mnimo de mejoramiento.

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Es de anotar que la subbase a utilizar ser de tipo SBG - CZONAS VERDES

En el diseo de pavimento de las vas, las zonas verdes y los parques se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones con el fin de advertir posibles danos por individuos arbreos: Todas las siembras de especies de mediano y alto porte en andenes, vas y zonas verdes, deben contemplar contencin para las races de los rboles, para garantizar la no interferencia futura de stas con los materiales de piso. Se consultar con el Jardn Botnico para seleccionar entre los Contenedores de Races Tipo A y Tipo B el adecuado para cada especie.

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La distancia mnima del eje de siembra a la fachada ser de 3.00m - o mayor de acuerdo a la especie seleccionada -, y la interdistancia recomendada entre rboles, en sentido longitudinal al andn, ser de 16.00m, siendo 10.0 m el mnimo estricto. En los perfiles que incluyan antejardn, el ancho efectivo del andn nunca estar por debajo de 1.20m. No debe haber siembras a menos de 10.00m de la esquina ms prxima

8.9

LIMITACIONES DEL DISEO DE PAVIMENTO

El presente diseo de pavimentos fue realizado con base en la informacin del subsuelo recopilada por medio de los apiques. En caso que durante la construccin se detecten condiciones divergentes a las descritas en el presente informe se deber dar aviso al diseador, con el objeto de revisar la informacin geotcnica y las recomendaciones del presente informe.

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9.0

PARMETROS DE DISEO SISMICO.-

De acuerdo con el Decreto 33 de 1998 el suelo de este proyecto es de tipo S2 con los siguientes parmetros de diseo ssmico:

S2 = 1.50 Aa = 0.20

10.0

OBSERVACIONES FINALES.-

Las recomendaciones aqu incluidas se basan en el proyecto y estratigrafa descritos. De presentarse alguna variacin se deber dar aviso a esta oficina para tomar las medidas pertinentes.

Sin otro particular, nos suscribimos de usted.

Atentamente,

E Y R ESPINOSA Y RESTREPO S.A.

Ing. Carlos Restrepo G. Matrcula No. 2520222127AYR/dpl

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