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SINFRA
PASO DEPRIMIDO VEHICULAR EN EL DISTRIBUIDOR
VIALCINCO SEORES
Oaxaca de Jurez
Agosto 2012
1
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SINFRA
CRITERIOS DE DISEO
2
PASO DEPRIMIDO
1.-Diseo Geotcnico
2.- Revisin General de fondo2.1.1. CriterioNTC-DF2.1.2. FrmulaCOVITUR
3.- Revisin por Subpresin en el Fondo
4.- Revisin de Pateo5.- Clculo de Flotabilidad yCompensacin
6.- Empuje de Tierras6.1.1. Corto Plazo6.1.2. Largo Plazo
7.- Clculo de Deformaciones
8.- Sistema de Bombeo9.- Procedimiento Constructivo
10.- Conclusiones
11.- Normatividad
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SINFRA3
La verificacin geotcnica de la estabilidad del PasoDeprimido Vehicular, se realiz revisando las dosvariantes de Muro Miln:
Muros que corresponden a las zonas de acceso Muros correspondientes al cuerpo principal del Cajn.
1. DISEO GEOTCNICO.
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SINFRA4
2. REVISIN GENERAL DEFONDO.
Las NTC-DF suponen unasuperficie de falla circular bajo laexcavacin con un radio de fallaigual al ancho de la excavacin.
2.1.1. Criterio NTC-DF.
Se realiz la comprobacin del mecanismo en la que el suelotiende a emerger de forma plstica desde el fondo de laexcavacin.
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SINFRA5
2.1.1. FrmulaCOVITUR. Este mecanismo, COVITUR
(1987) supone una superficie defalla General, a una distancia Bde la Pata. Variando la posicinde la superficie de la falla (B),se puede obtener el factor deseguridad mnimo para laexcavacin.
2. REVISIN GENERAL DE FONDO.
LA EXCAVACIN ES SEGURA PARALAS CONDICIONES MOSTRADAS.
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SINFRA6
3. REVISIN POR SUBPRESIN EN ELFONDO.
FSs = 894+ 495.6 = 0.9 < 1.5
FALLA DE FONDO POR SUBPRESION1490.0
Cuando el gradiente hidrulico del terreno es mayor que el pesoespecfico del suelo debajo de la excavacin, pudiera darse unfenmeno de sifonamiento arriba del estrato arenoso prximo.
Se observa que la excavacin es propensa a la falla de fondo porSubpresin si no se dispone de un sistema de bombeo para reducirla presin de poro en el estrato arenoso, durante la construccin.
Asumiendo que el bombeo puede efectivamente abatir el NAF msde un metro por debajo del fondo de la excavacin, el factor deseguridad es mayor a 1.5, el cual es adecuado.
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7/37SINFRA7
4. REVISIN POR PATEO.
FSp = 27.6 = 2.0 > 1.5
13.8 BIEN
La revisin de este mecanismo se cumple cuando el factor deseguridad es mayor a 1.5, considerando el manual deCOVITUR (COVITUR, 1987), por lo que los muros Miln tienenun factor de seguridad adecuado.
Corresponde a la revisin pormomento flexionante de la patadebido al empuje pasivo del rellenopor debajo de la lnea deexcavacin.
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8/37SINFRA8
Se determinan las presiones de compensacin y de flotacin queactuarn durante la vida til del cajn, para verificar que lasexpansiones en la superficie a largo plazo no afecten a la estructura y avecinos.
5. CLCULO DE FLOTABILIDAD YCOMPENSACIN.
CONCEPTO CANTIDAD UNIDAD
DESCOMPRESIN 10.8 Ton/m2
PRESION DEESTRUCTURA
-5.1 Ton/m2
COMPENSACIN 5.7 Ton/m2
Para la flotabilidad se tomar en cuenta el peso de la estructura msla aportacin de la cohesin en las patas de los muros Miln contrael peso del agua desalojada durante las etapas constructivas.
Fs = We + R = 2.29 > 1.5
Ww NO FLOTA
Bien > 0
10.8 t/m2 -5.1 t/m2Compensad
o 5.7 t/m2
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9/37SINFRA9
Los muros Miln fueron diseados estructuralmente para soportarlos empujes de tierra, tanto a corto como a largo plazo.
6. EMPUJE DE TIERRAS
6.1.1. Corto Plazo
Corto plazo es el tiempo asociado con la construccin de la obra,
para lo cual se analiza el caso de una posible superficie de fallaActiva del terreno (si la estructura y el terrapln tienden asepararse).
6.1.2. Largo Plazo
Largo plazo implica el tiempo que le lleva a una formacinarcillosa para disipar la presin del poro, para lo cual se analiza lapresin de tierras en Reposo (si no se esperan movimientosrelativos entre estructura y el terrapln).
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SINFRA10
Anlisis de la presin de tierras en muros Miln en Accesos (a) y Miln en
Cajn (b).
(a)
(b)
6. EMPUJE DETIERRAS.
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SINFRA11
Con los anlisis de las fuerzas actuantes sobre la estructura secalculan las deformaciones probables.
7. CLCULO DE DEFORMACIONES.
Diagrama de Deformaciones
0.407cm
0.024cm
0.302cm
0.420cm0.415cm
0.366cm
0.134cm
0.189cm
0.023cm
0.316cm
0.349cm0.347cm
0.317cm
0.123cm
0.8
10cm
1.2
16cm
2.1
94cm
2.46
3cm
0.8
10cm
1.2
16cm
2.3
14cm
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SINFRA12
Node L/CX
(cm)
Y
(cm)
Z
(cm)
Resultant
(cm)
rX
(deg)
rY
(deg)
rZ
(deg)
Max X 19 4:1.3 CM + 1.95CV
0.347 -0.024 0.000 0.347 0.0 0.0 -0.0
Min X 84:1.3 CM + 1.95CV
-0.414 -0.026 0.000 0.415 0.0 0.0 0.0
Max Y 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Min Y 304:1.3 CM + 1.95CV
-0.071 -2.463 0.000 2.464 0.0 0.0 -0.0
Max Z 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Min Z 14:1.3 CM + 1.95
CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Max rX 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Min rX 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Max rY 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Min rY 14:1.3 CM + 1.95CV
0.000 0.000 0.000 0.000 0.0 0.0 0.0
Max rZ 364:1.3 CM + 1.95CV
-0.077 -0.873 0.000 0.876 0.0 0.0 0.3
Min rZ 24
4:1.3 CM + 1.95
CV -0.065 -0.808 0.000 0.810 0.0 0.0 -0.2
Max Rst 304:1.3 CM + 1.95CV
-0.071 -2.463 0.000 2.464 0.0 0.0 -0.0
Considerando lo anterior, las deformaciones de la estructura sonaceptables.
7. CLCULO DEDEFORMACIONES.
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SINFRA13
El objetivo del bombeo durante el proceso de construccin, consiste enextraer el agua que se encuentra libre de la masa del suelo mientraspermanece abierta la excavacin, para evitar eventuales condiciones deinestabilidad y deformaciones excesivas.
8. SISTEMA DE BOMBEO
q = 0.0013 m3/seg q = 111.69 m3/seg/da
q = 4.65 m3/hr F.S. = 1.5 qFS = 6.98 m3/hr pozo
37 Pozos de
bombeo.
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SINFRA14
BROCAL TERMINADO
EXCAVACIN
EXCAVADORA
A ) Excavacin con maquina para la construccin del brocal guapara alojamiento de muros Miln (se observa en la parte izquierdaun brocal ya terminado).
A )
EXCAVACIN PARA LA CONSTRUCCIN
DE BROCALES DE MURO MILN EN
ZONAS SIN INTERFERENCIA.
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
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SINFRA15
B ) Una vez formada lazanja se proceder a lacolocacin del acero derefuerzo fy = 4200 kg/cm2en brocal para despuscontinuar con el colado
del mismo, con concretofc=200 kg/cm2.
B )
AcerodeRefuerzo
fy=4200kg/cm2
Concretofc = 200kcg/cm2
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
AcerodeRefuerzo
fy=4200
Cimbraparacoladodel
Concreto
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SINFRA16
C ) Etapas de excavacin
para tableros de 2.5 m de
longitud estabilizados con
lodo bentonitico, los tableros
por construir sern los tipo 1
en forma alternada,
posteriormente se lleva a
cabo el retroceso del equipo
de excavacin y colado para
construir los muros tipo 2.
ETAPAS DE EXCAVACION.
JuntaMachimbrada
JuntaMachimbrada
Brocal
Orugas
Motor
Pluma
Gua o Kelly
Candelero
VISTA FRONTAL
Dragas sobre orugas
con equipo guiado.Posiciones del equipodurante el proceso deexcavacin de untablero de 2.50 mrealizado en unaposicin. C )
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
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SINFRA
D ) Proceso de excavacin muros Miln.
4
D )
SECUENCIA DE
CONSTRUCCIN
A Etapas de excavacin de un
tablero de 2.5m de longitud
estabilizadas con lodo arcilloso.
y Tableros por construir.
Primera etapa de
avance
a Retroceso del equipo deexcavacin y colado.
Segunda etapa de
avance, proceso para permitir la
CONSOLIDACIN de el ncleo y
de los propios Muros Miln.
1 2 3
4 5
1 8
5 6 7 8
y
y
17
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
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SINFRA18
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
Lodo
bentnitico
Tolva
Vaciado de lodopara estabilizar la
excavacin.
E) Inyeccin de lodo
bentonitico, el cual ser
vaciado de forma constante
para la estabilizacin detaludes verticales una vez
realizada la excavacin, con
una variacin de 1.0 m por
debajo del nivel del brocal.
E )
El nivel de lodo dentro dela trinchera varia 1m pordebajo del terreno natural.
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SINFRA19
1m Vaciado de lodo para
proceder la etapa deexcavacin.
No dejar la trinchera totalmenteexcavada y estabilizada por masde 24 hrs. antes de colar el muro.
ALTERNATIVAS1) Lodo bentnico, 2) Lodo arcilloso
Profundidadvariable.
F ) Una vez vaciado el lodo
bentonitico dentro de la
trinchera se continua con la
excavacin la cual tendr una
profundidad variable segn el
nivel de desplante de los
muros Miln.
F )
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
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SINFRA20
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
AlmejaGuiada
Draga
Camin
G )
G ) Esta segunda etapa de
excavacin ser con equipo
mecnico tipo almeja.
No dejar la trinchera totalmente excavada yestabilizada por mas de 24 hrs. antes de colarel muro.
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SINFRA21
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
H ) Izado del acero de refuerzocon balancn, para evitardeformaciones .
Notas : El Acero longitudinal se
colocar en toda la altura delmuro.
Una vez descabezado el muro
Miln se colocar el refuerzotransversal (en la longitudfaltante de descabece, 1 m).
H )
Balancn
Refuerzo1 m1 m
Cable de
draga
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SINFRA22
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
I)Alcanzando los niveles de
desplante de los muros
Miln se introducirnmoldes metlicos las
cuales servirn como gua
a las juntas O-15
I )
Moldes metlicos
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SINFRA23
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
J) Colocados los moldes
metlicos se introducir el
refuerzo de los muros,empleando gras hidrulicas
para la precisa ubicacin del
refuerzo y evitar
deformaciones del mismoJ)
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SINFRA24
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
K) Detalle de nivelado
del acero de refuerzo,
oreja de izaje y junta
de colado.
K)
Oreja de
izaje
Junta de colado
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SINFRA
Extraccin delodos(bomba)
Carro pipa
Remate de colado
Parrilla de acero
Tubo tremie
VISTALATERAL
L) Una vez teniendo
ubicadas las juntas
metlicas que servirn
como moldes de colado y
habiendo colocado el
acero de refuerzo, se
ejecutan las maniobras
para el colado del
concreto a travs del
mtodo tremie.
Tolva
N. D. T.
Nivel de sobreexcavacin
L ) N. D. T. (NIVEL DE DESPLANTETERMINADO)
25
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
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SINFRA26
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
M ) Descabece de
concreto en muros Miln
para la eliminacin de
concreto contaminado.M )
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SINFRA27
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
N ) Habilitado de refuerzopara una segunda etapa de
colado (despus del
descabece).
N )
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SINFRA28
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
) Colado final en
muros Miln para
recuperar volumen de
descabece.
)
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SINFRA29
O) Banda Sika de PVC tipo O-15 similar, en muros Miln
O)
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
EMPAQUE PARATRANSPORTE
BANDA COLOCADA ENMURO
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SINFRA30
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
P ) Con ayuda de gras hidrulicas se proceder al montaje de las tabletas de
concreto prefabricadas las cuales sern colocadas sobre los cabezales
adosados a los muros Miln, en la zona del cajn en el Paso Deprimido
P )
Cabezal
Cabezal
Muro MilnMuro Miln
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SINFRA31
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
Q ) Habiendo colocado las tabletas prefabricadas se hace el habilitado del
refuerzo y colado de la losa de compresin (Inicio de Bombeo 48 horas como
mnimo antes del inicio de la excavacin del ncleo)
Q )
CabezalCabezal
Acero de refuerzo
en losa decompresin.
Muro MilnMuro Miln
Vehculo deConcreto Pre-mezclado
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SINFRA32
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
R) Una vez que los muros Miln hayan alcanzado su resistenciamxima de fc = 300 kg/cm2, se ejecutar la excavacin del ncleopor debajo de la vialidad; para posteriormente habilitar el acero derefuerzo de las losas de fondo y proseguir con el colado de lasmismas. (Se continuar con bombeo de abatimiento del NAF)
R )
CabezalCabezal
Losa de compresin.
Muro Miln
Muro Miln
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SINFRA33
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
S) Habilitado, armado de acero de refuerzo y colado de la losa inferior.
CabezalCabezal
Losa de compresin.
Muro Miln
Acero derefuerzo en losainferior
Vehculo de concretoPre-mezaclado
S )
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SINFRA34
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
T) Apertura al trnsito una vez que las losas inferiores hayanalcanzado su resistencia mxima de f'c = 250 kg/cm2.
T )
CabezalCabezal
Losa de compresin.
Muro MilnLosa inferior.
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SINFRA35
9. PROCESOCONSTRUCTIVO.
U) Seccin del Cajn en el Paso Deprimido (Puesto en Circulacin)
U)
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SINFRA36
10. CONCLUSIONES.
Como puede verificar, los muros Miln en Accesos y Cajn del PasoDeprimido Vehicular, cumple con factores de seguridad superiores alos mnimos establecidos por las NTC-DF (GDF, 2004) y el manualCOVITUR.
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SINFRA37
11. NORMATIVIDAD.
COVITUR, Manual de diseo geotcnico V-1, Tamez, Enrique y SantoyoEnrique, MXICO, COVITUR, DDF Talleres de Offset de Colores, Mxico,D.F., Julio de 1987. COVITUR, Comisin de Vialidad y Transporte Urbano.
NTC-DF, Normas Tcnicas Complementarias del Reglamento deConstrucciones para el Distrito Federal, GACETA OFICIAL DEL DISTRITO
FEDERAL, Mxico, D.F., 6 de octubre de 2004.