UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE EXCAVACIONES EN EL TALUD

DE LA COSTA VERDE

TESISTA: MIGUEL ANGEL VILLANUEVA DE LA CRUZ

ASESOR: PhD. JUAN GUILLERMO RIOS SEGURA

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1. INTRODUCCIÓN.

2. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA.

3. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOMORFOLÓGICAS.

4. ESTUDIOS DE SUELOS DEL ACANTILADO DE MIRAFLORES.

5. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO DEL LUGAR EN ESTUDIO.

6. EXPERIENCIAS CONSTRUCTIVAS.

7. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS.

8. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN.

9. ANÁLISIS Y RESULTADOS.

10. APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS.

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

INDICE DE SUSTENTACIÓN

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INTRODUCCIÓN

Edificaciones construidas en el

acantilado

Investigaciones pasadas

Entrevistas a especialistas

Ámbito de Estudio

Análisis experimental

Aportes Importantes

ProyectoHotel Larcomar

MetodologíasConstructivas

Corte y Excavación

EstabilidadSeguridad del

acantilado

Talud de laCosta Verde

UBICACIÓN

Extremo Nor-Oeste

Larcomar Miraflores - Lima

JUSTIFICACIÓN

Zona en Estudio Presenta

CaracterísticasEspeciales

Relieve

Material

Pendiente Talud

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PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA EN ESTUDIO

Zona en estudio – Larcomar (Miraflores) Zona en estudio – Larcomar (Miraflores)

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CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS Y GEOMORFOLÓGICAS

Según: INGEMMET

ACANTILADO

Truncamiento del cono aluvial

Acción marina que progresivamente ha erosionado el material, formando una línea imaginaria que va desde Chorrillos hasta la altura de la isla San Lorenzo.

Suelo Conglomeradicos

gravososEn general

Cantos Rodados 20%Gravas y Gravillas 60%Matriz limo-arenoso 20%

Corresponde

Producto

Conformado

Figura : Sectorización Geológica de Lima

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ESTUDIOS – ACANTILADO MIRAFLORES

A. Estudios de Tesis:

Ing. Mariella Cañari (UNI - 2001)

Ing. Ronald Macazana (Posgrado UNI - 2006 )

Ing. Pablo Urrutia Varese (PUCP – Octubre 2008)

Ing. Alonso Vargas Madueño (PUCP – Abril 2008)

B. Estudios Específicos:

Empresa M&M: Parámetros de suelo, construcción Larcomar

(3)

Empresa Alva Ingenieros: Estudio geotécnico y estabilidad

para el Hotel Larcomar, Zona Sur y Zona Norte.

C. Estudios Generales:

Ing. Alberto Carrillo Gil. Ing. Alberto Martínez Vargas. INGEMMET

Cohesión: 55 KN/m2 Fricción : 40º

Ensayo de Corte Directo Insitu

Cohesión: 70 KN/m2 Fricción : 60º

Método - Back Análisis

Cohesión: 30 KN/m2 Fricción : 40º

Experiencia Profesional

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CARACTERÍSTICAS DEL SUELO – LUGAR EN ESTUDIO

Exploración de campo: Empresa M&M

Perforaciones rotativas de 30 m, de 10 m.

Calicatas de 2 – 8m

Capa de elementos Finos (Arena, arcilla y Limo)De pocos cm – 3.8mLimo Arenoso – (ML)

Grava arenosa (SP) mal graduada de 16 pulg. como máximo

Nivel freático de 3.1 a 3.3 m debajo del pie del talud.

Perforaciones rotativas

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EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADOCENTRO COMERCIAL LARCOMAR – PRIMERA ETAPA

Utilización de Rampas.

Material de relleno

CalzadurasMuros pantalla

Características

Esquema del sistema de excavación

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EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADO

CENTRO COMERCIAL LARCOMAR – SEGUNDA ETAPA

(1) Excavación de la ladera (2) Utilización de cajones metálicos

(3) Utilización de la Torre Grúa (4) Depósito Final en volquetes

Características

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EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADOEDIFICIO DE DEPARTAMENTOS - DISTRITO BARRANCO

(1) Demolición

Etapas

Fotografía: Demolición y excavación – Edificación en el Distrito de Barranco

(2) Caída de Gravas

(3) Excavación

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HIPÓTESIS

Planteamiento de los sistemas de protección.

Planteamiento del trabajo restrictivo de los equipos en la excavación.

Sistema constructivo adecuado para la excavación.

Los parámetros más importantes en la etapa de excavación en el talud de la Costa Verde.

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OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPAL

Establecer una estrategia de trabajo que sea segura y

mantenga la estabilidad del acantilado.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Plantear la forma adecuada para eliminar el material

excavado.

Plantear metodologías para trabajos de los equipos.

Plantear la metodología adecuada para el proceso de

excavación.

Plantear sistemas de protección.

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

TRABAJOS TOPOGRÁFICOS

Vol. Corte Vol. Corte

-Vía costanera: 5 msnm- Norte: cotas de 70 – 71 msnm- Sur : cotas de 53 – 54 msnm - Presencia de quebradas.- Partes del talud con pendientes cercanas a 90º

Volumen Total Corte

80 000 m3

Vista Planta

Vista Perfil – Sec 1

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

SELECCIÓN DE EQUIPO DE EXCAVACIÓN: Seguridad

Dimensiones excavadora Seleccionada

CATERPILLER312 CL 320 CL 320 DL

DESCRIPCION

Fabricado en Francia Japón. Brasil Japón, China, Indonesia

Peso en orden del trabajo (ton) 15,15 21 21,5Capacidad de Cucharon (Colmado) – (m3) 0,24 -0,75 0,8 -1,5 0,45 -1,7

Excavadoras:

CATERPILLER 416 E 420 EDESCRIPCIONPeso en orden del trabajo (ton) 6,79 7cucharon cargador 0,76 m3 0,96

Retro - excavadoras:

Excavadora 320 CL Longitud (m)

Largo total (2) 8,9

Ancho total (8) 3,18

Altura máxima (1) 3,43

Profundidad máxima 7,66

Alcance horizontal 10,71

Alcance vertical 9,82

Características:

Fuente: Entrevistas a Empresas Ferreyros y Unimaq

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓNPRIMER SISTEMA DE EXCAVACIÓN: Eliminación de material utilizando la quebrada.

Esquema del sistema de eliminación del material por el eje de la quebrada hasta el pie del talud

Fotografía: Señalización del eje de la quebrada.

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓNSEGUNDO SISTEMA DE EXCAVACIÓN: Excavación mediante sectorización utilizando rampas y faja transportadora

Orden de Excavación

Zona 5 – Zona 4Zona 4 – Zona 1Zona 1 – Zona 2Zona 2 – Zona 3

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓNSISTEMAS DE PROTECCIÓN: Trabajos preliminares – Antes de la Excavación

Cuidar la presencia de las costras calcáreas.

Zona A

Identificación de gravas con alta probabilidad de desprenderse.

Zona B

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓNSISTEMAS DE PROTECCIÓN: Durante la excavación.

Estructura tipo túnel Valla de protección

Forma de trabajo Forma de trabajo

Fuente : Entrevistas a Empresas Maccaferri y Empresa TDM.

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

ANALISIS DE ESTABILIDAD:Análisis de Estabilidad con Contención

Consideraciones:Cohesión: 30 KN/m2Fricción: 40ºAnálisis Pseudo – Estático:Coeficiente Lateral 0.2 <> Aceleración Horizontal máxima 0.4g con periodo de retorno de 450 años.

Resultados – Estabilidad con contención

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DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

Planeamiento del sistema de Banquetas

FS= 1.5 (Análisis Estático – Suelo Gravoso)H promedio de 3.5 m – 4.5 m Pendiente de 70°

Análisis Global - Local

ANALISIS DE ESTABILIDAD: Dimensiones de la banqueta

Geométricamente

Comportamiento de la Banqueta

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ANÁLISIS DE RESULTADOSAnálisis de equilibrio límite Análisis de esfuerzo deformación

Evitar deformaciones excesivas

Controlarlo con la estructura de contención

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ANÁLISIS DE RESULTADOS

Sistema de excavación Será necesario la aplicación de ambos métodos por la complejidad del terreno.

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ANÁLISIS DE RESULTADOSANÁLISIS DE CAÍDA DE ROCAS:

Trayectoria de la caída de rocas Envolvente de la altura de roca

Dh= 6m del pie del talud Dv= 4.5 m

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APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS

%Corrección matemático = 2.5 %

% Corrección experimental = 10%

ANÁLISIS EXPERIMENTAL:

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APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS

Fundamento Teórico:Análisis caída Libre.Movimiento Parabólico.Choques y colisiones.

ANÁLISIS MATEMÁTICO: HOJA DE CÁLCULO

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APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS

ANÁLISIS MATEMÁTICO: HOJA DE CÁLCULO

OBJETIVO

Simular la trayectoria de la roca

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CONCLUSIONES

Para la excavación será necesario la aplicación de ambos métodos.

Según los cálculos efectuados la valla de protección deberá colocarse a 6

metros como mínimo del pie del talud y tener una altura mínima de 4.5 m

y soportar una energía de 1500J. Desvío de la vía en un sentido.

Las banquetas utilizadas en la excavación sirven como soporte para

mantener la estabilidad del talud, si es bien aplicado. Sin embargo se ha

podido notar que en algunas excavaciones no se está desarrollando una

verdadera aplicación de este sistema.

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CONCLUSIONES

Para cada etapa de la excavación es necesario realizar un monitoreo

durante la excavación del acantilado, de esta manera evitar

deformaciones excesivas del suelo.

El sistema de excavación dependen del análisis de estabilidad, por tal

motivo se recomienda hacer una ensayo de corte directo insitu, que es el

ensayo en campo más recomendado para obtener los parámetros

geotécnicos de cohesión y fricción en nuestro medio.

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RECOMENDACIONES

Se recomienda hacer un estudio de esfuerzo y deformaciones en cada

etapa de la excavación para conocer los desplazamientos máximos

esperados.

Se recomienda que en toda excavación que se efectúe en el Acantilado

se realice un análisis de caída de rocas por el peligro que ocasionaría en

la vía de la Costa Verde.

En el sistema de excavación que plantea como medio de eliminación la

quebrada más pronunciada se ocasionaría ruido y polvo, que en el

proceso de excavación se puede evitar haciendo el riego controlado, sin

embargo se recomienda hacer un estudio ambiental más minucioso.

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GRACIAS