GEOLOGIA APLICADA A LA CONSTRUCCION DE PUENTES ING. JOSE ABEL RUIZ NAVARRETE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

GEOLOGIA APLICADA A LA CONSTRUCCION DE PUENTES

ING. JOSE ABEL RUIZ NAVARRETE

Qu ES UN PUENTES?

ESTRUCTURA QUE PERMITE CONTINUIDAD DE UNA VIA A TRAVES DE UN OBSTACULO NATURAL O ARTIFICIAL.

- VIA PEATONAL.- CARRETERA.- CALLE O AVENIDA.- VIA DE FEROCARRIL

PARTES DE LA ESTRUCTURA DE UN PUENTE:

SUPERESTRUCTURA:

PARTE DE CONTACTO CON EL TRAFICO, CONSISTE DE UN SISTEMA DE PISO (TABLERO) QUE SE APOYA O INTEGRA MONOLITICAMENTE CON LOS ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA SUPERESTRUCTURA SEAN VIGAS LONGITUDINALES O ARMADURAS.

SUBESTRUCTURA:

SOPORTA LA SUPERESTRUCTURA, TRANSFIERE LAS CARGAS SOLICITANTES A LAS CIMENTACIONES Y DE ESTAS AL TERRENO DE CIMENTACION.

- ESTRIBOS.- PILARES (PILAS).

ESTRIBOS:

SE UBICAN EN LOS EXTREMOS DE UN PUENTE, SON DE CONCRETO CICLOPEO, ARMADO, TIERRA ARMADA O REFORZADA, GAVIONES Y SISTEMAS SEMIPREFABRICADOS DE CONCRETO POSTENSADO.

PILARES:

SE UBICAN COMO SOPORTE INTERIOR DE UN PUENTE, GENERALMENTE CERCA DEL LECHO DE LOS RIOS, QUEBRADAS, ETC.SON DE CONCRETO ARMADO, ESTRUCTURA METALICA, COMBINACION DE AMBOS Y CONCRETO POSTENSADO.

ELEMENTOS PORTANTES DE UN PUENTES:

- SUPERESTRUCTURA: DIAFRAGMAS.- SISTEMAS DE PISOS (LOSAS).- PILAS Y ESTRIBOS.- SUBESTRUCTURA: SISTEMAS DE APOYOS (FIJO Y MOVIL).- CIMENTACION: ZAPATAS.- PILOTES.- JUNTAS DE DILATACION.- SISTEMAS DE DRENAJE.- EQUIPAMIENTO DE PARAPETOS.- SEALIZACION.DIAFRAGMAS

LOSA

PILARES Y ESTRIBOS

APOYO FIJO Y MOVIL

JUNTAS DE DILATACION

SISTEMA DE DRENAJE

EQUIPAMIENTO DE PARAPETOS

ESTUDIOS GEOLOGICOS: CIMENTACION, ESTRIBOS Y PILARES:

CRITERIOS:

- GRADO DE INCERTIDUMBRE EN LA INFORMACION DISPONIBLE.- METODO USADO PARA CALCULOS ESTUCTURALES.- ESTDIOS DE SOCAVACION.- GARANTIZAR LA SEGURIDAD AL PUBLICO USUARIO.- MINIMIZAR LA POSIBILIDAD DE FALLAS.

CONCEPTOS BASICOS:

- INGENIEROS CON EXPERIENCIA EN DISEO HIDRAULICO, ESTRUCTURAL Y GEOTECNICO.- EVALUACION DE ASPECTOS TOPOGRAFICOS, HIDROLOGICOS, HIDRAULICOS, ESTRUCTURALES Y GEOTECNICOS.- PUENTES DISEADOS CON RESISTENCIA A EFECTOS DE SOCAVACION POR CRECIDAS DEL LAS VERTIENTES.- DIMENSIONAMIENTO ADECUADO DE LA VIA.- LA ESTABILIDAD DEL PUENTE Y LA SEGURIDAD DEL USUARIO SON LOS FACTORES ESENCIALES A CONSIDERAR.PROCEDIMIENTO DISEO CIMENTACION DE PUENTE:

- SELECCIN DE LA CRECIENTE QUE SE ESPERA Y QUEDA PRODUCIR SEVERAS DE SOCAVACION.- DESARROLLO DE PERFILES DEL AGUA PARA LOS CAUDALES DE CRECIENTE, TENIENDO CUIDADO DE ANALIZAR LOS RANGOS DE VARIACIONES DE NIVELES DEL AGUA TANTO AGUAS ARRIBA Y ABAJO.- CALCULO Y EVALUACION DE LA SOCAVACION TOTAL PARA LAS PEORES CONDICIONES.- DIBUJO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION TOTAL SOBRE UNA SECCION TRANSVERSAL DEL CAUCE PRINCIPAL Y ZONA DE INUNDACION.- EVALUACION DE LOS RESULTADOS CONSIDERANDO LAS LIMITACIONES DE LOS METODOS EXISTENTES PARA CALCULO DE SOCAVACION.TIPOS DE CIMENTACION:

A) TIPOS COMUNES DE CIMENTACION:

- ZAPATAS CORRIDAS.- CAISSONS O CAJONES.- PILOTES.- TABLA ESTACA O DE TUBOS DE ACERO.- PARED SUBTERRANEA O CONTINUA.

B) TIPOS CONVENCIONALES:

- FUNDACION CON TORRES GEMELAS.- FUNDACION RIGIDA O HUECA.- FUNDACION TIPO JACKET.

ZAPATA CORRIDA:

CAISSONS O CAJONES

PILOTES

TABLESTACA DE TUBOS DE ACERO

PARED SUBTERRANEA CONTINUA

FUNDACION DE TORRES GEMELAS

FUNDACION RIGIDA Y HUECA

FUNDACION TIPO JACKET

TIPOS DE PUENTES

ZAPATAS CORRIDAS SOBRE ROCA ALTAMENTE RESISTENTE A SOCAVACION:

SE COLOCARA DIRECTAMENTE SOBRE LA SUPERFICIE LIBRE DE LA ROCA SI SE TRATA DE FORMACIONES MACIZAS QUE SON ALTAMENTE RESISTENTES A LA SOCAVACION.COLOCACION DE BARRAS DE ACERO ANCLADAS POR DEBAJO DEL NIVEL DE LA ZAPATA.

ZAPATAS CORRIDAS SOBRE ROCA EROSIONABLE:

ROCAS METEORIZADAS O SUSCEPTIBLES A LA EROSION DEBEN EVALUARSE CUIDADOSAMENTE CON RELACION A LA SOCAVACION.

PROBLEMA DE SOCAVACION EN ESTRIBOS Y PILAS PUENTE.

FACTORES:

- DENSIDAD DE AGUA.- VELOCIDAD DE APROXIMACION DE FLUJO.- PROFUNDIDAD DE FLUJO.- DIAMETRO MEDIO DE LOS SEDIMENTOS.- ANCHO EFECTIVO DE LA PILA.- ACELERACION DE LA GRAVEDAD.- VISCOCIDAD CINEMATICA DEL FLUIDO.- GRAVEDAD ESECIFICA DEL MATERIAL DEL LECHO.- DESVIACION ESTNDAR DE LA GRADACION DEL MATERIAL.- FORMA DE LA PILA.- ALINEAMIENTO DE LA PILA CON DIRECCION AL FLUJO. CLASIFICACION DE PILAS, SEGN SU TIPO:

- CIRCULARES.- RECTANGULARES.- SEMICIRCULARES.- BISELADAS.

FORMAS DE SOCAVACION:

SOCAVACION EN LECHO MOVIL:

SE PRESENTA CUANDO HAY TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DESDE EL LECHO AGUAS ARRIBA HASTA EL SITIO DEL PONTEADERO, QUEDANDO POR LO TANTO PARTE DE ESTE SEDIMENTO ATRAPADO EN EL HUECO DE SOCAVACION.

SOCAVACION EN AGUA CLARA:

SE PRESENTA CUANDO HAY TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DESDE EL LECHO AGUA ARRIBA, AL SITIO DEL PONTEADERO, POR LO TANTO NO HAY REABASTECIMIENTO DEL HUECO SOCAVADO.

TIPOS DE SOCAVACION:

NORMAL O GENERAL:

ES EL DESENSO DEL FONDO DE UN RIO QUE SE PRODUCE AL PRESENTARSE UNA CRECIENTE Y ES DEBIDA AL AUMENTO DE LA CAPACIDAD DE ARRASTRE DE MATERIAL SOLIDO QUE EN ESE MOMENTO ADQUIERE LA CORRIENTE, EN VIRTUD A SU MAYOR VOLOCIDAD.

SOCAVACION EN ESTRECHAMIENTOS:

SE PRODUCE POR EL AUMENTO EN LA CAPACIDAD DE ARRASTRE DE SOLIDOS QUE ADQUIERE UNA CORRIENTE CUANDO SU VELOCIDAD AUMENTA POR EFECTO DE UNA REDUCCION DE AREA HIDRAULICA EN SU CAUCE.

SOCAVACION EN CURVAS:

CAPACIDAD DE ARRASTRE DE SOLIDOS ES MAYOR EN LA PARTE DEL CAUCE EXTERIOR QUE EN LA INTERIOR.

SOCAVACION LOCAL EN ESTRIBOS:

ES UNA SOCAVACION ANALOGA A LA QUE PRESENTA LAS PILAS DE UNA PUENTE, SE DISTINGUEN POR SUS METODOS TEORICOS Y EXPERIMENTALES PARA SU EVALUACION.

SOCAVACION LOCAL EN PILAS:

CUANDO SE COLOCA UNA PILA DE PUENTE EN UN RIO SE PRODUCIRAN CAMBIOS EN LAS CONDICIONES HIDRAULICAS, EN SU CAPACIDAD PARA PRODUCIR ARRASTRE SOLIDO. PARAMETROS DE DISEO:

1. PARAMETROS HIDRAULICOS:

- VELOCIDAD MEDIA.- TIRANTE FRENTE A LA PILA.- DISTRIBUCION DE VELOCIDADES.- DIRECCION DE LA CORRIENTE RESPECTO AL EJE DE PILA.

2. PARAMETROS DE FONDO:

- DIAMETRO DE LOS GRANOS.- DISTRIBUCION GRANULOMETRICA DEL MATERIAL DEL FONDO.- FORMA DE LOS GRANOS.- GRADO DE COHESION O CEMENTACION.- PESO ESPECIFICO SUMERGIDO.- ESTRATIFICACION DEL SUBSUELO.

PARAMETROS DE DISEO:

3. PARAMETROS GEOMETRICOS:

- ANCHO.- RELACION LARGO ANCHO.- PERFIL DE LA SECCION HORIZONTAL.

4. PARAMETROS DE UBICACIN DEL PUENTE:

- CONTRACCION EN LA SECCION.- FORMA DEL RIO EN PLANTA.- OBRAS DE CONTROL DE GASTO QUE SE HAYA CONSTRUIDO AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO.

GRACIAS POR SU ATENCION.