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
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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