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PARA DESCARGAR

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by JUAN SANCHEZ on 29 March 2013

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CAPÍTULO III.
MARCO METODOLOGICO CAPÍTULO II.
MARCO REFERENCIAL BIENVENIDOS REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
"SANTIAGO MARIÑO"
EXTENSION MARACAY ANÁLISIS DE LOS NIVELES DE COMPACTACIÓN DE TERRAPLENES APLICANDO LA METODOLOGÍA RAMCODES PARA EL INTERPUERTO DE SAN DIEGO, TRAMO FERROVIARIO PUERTO CABELLO-LA ENCRUCIJADA, MUNICIPIO SAN DIEGO, ESTADO CARABOBO. Trabajo Especial de Grado Para Optar al Título de Ingeniero Civil Autor: Juan Sánchez
Tutor Académico: Ing. Francisco Escobar
Asesora Metodologica: Msc. Jacqueline García Maracay, Marzo 2013 Software SoilDesigner-RAMCODES Block de Notas
Cámara Fotográfica
Grabadora
Calculadora
Equipos de Laboratorio
Software SoilDesigner
Equipos de Computación
Manuales Ensayos de Laboratorio Observacion Descriptivo de carácter
experimental correlacional
con apoyo documental Investigación
de Campo Norma ASTM D1883-84.Ensayo de CBR
Norma ASTM D1557. Ensayo Proctor Modificado.
Norma ASTM D 4318-84 Limites
Norma ASTM D-422-63 Granulometria
Norma ASTM D 854-02 Gravedad Especifica NORMA TÉCNICA FONDONORMA NTF 2000-1:2009.
Carreteras, autopistas y vías urbanas.
Especificaciones y Mediciones Constitución de la Republica Bolivariana de Venezuela Reducción del Grado de Compactación a la Realidad del Proyecto Compactación de Suelos
95% del PROCTOR Variación de la capacidad de un suelo en relación con su grado de compactación, Tesis de Grado presentada en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. Método básico de compactación Nivel 1 + Comparación
Laboratorio-Campo Nivel 1 + Nivel 2 + Grado de saturación = SoilDesigner FASE DE INTRODUCCION CAPÍTULO I
EL PROBLEMA CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA Sistema ferroviario Nacional (SFN) Proceso de Compactacion Deficiente Retrasos en Culminacion del Proyecto Gastos Elevados en el Presupuesto de la Obra Paradigma de Compactacion
95% del Proctor M. (D.M.S) OBJETIVOS
DE LA INVESTIGACION General Analizar los niveles de compactacion de terraplenes aplicando la Metodologia RAMCODES, para el interpuerto de San Diego, Tramo Ferroviario Puerto Cabello-La Encrucijada, Municipio San Diego, Estado Carabobo OBJETIVOS
DE LA INVESTIGACION Especificos Describir los factores o variables que intervienen en los niveles de compactacion de terraplenes para el Interpuerto de San Diego.

Establecer los parametros o lineamientos normativos que deben seguirse en la compactacion de terraplenes.

Aplicar la metodologia RAMCODES para determinar los niveles de compactacion de terraplenes en los ensayos Proctor y CBR, para el Interpuerto de San Diego

Determinar como se ahorrarian los costos de presupuesto y de tiempo si se aplicara la metodologia RAMCODES en el analisis de los ensayos Proctor y CBR, para la construccion de los terraplenes del Interpuerto, ubicado en San Diego, Municipio San Diego, Estado Carabobo. Reduccion de Costos
y Tiempos
de la Obra Desarrollo y
Avance Social Para VENEZUELA Apoyo teorico y
Metodologico Diagnostico de
Causas y
Consecuencias Avance Tecnologico
Nacional
Metodologia
Ramcodes-SoilDesigner JUSTIFICACION DE LA
INVESTIGACION Sistematización del Uso de la Metodología Ramcodes para el Análisis de un Material de Préstamo, presentado en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. Análisis de varianza de los resultados del método RAMCODES como herramienta para el aseguramiento de calidad en geomateriales compactados; presentado en la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION Valdez S. (2008) Alvarado L. (2008) Briceño J. (2010) BASES TEORICAS Ensayos de laboratorio NOTA: Actualmente la norma covenin para carreteras, establece que se deben compactar los agregados a un 95% de la densidad maxima seca o "se debe verificar su valor de CBR solicitado en el proyecto". Sumamente costoso. Nivel optimo de Compactación. Piramide de Compactacion Implicaciones Economicas BASES TEORICAS BASES LEGALES MODALIDAD DE LA INVESTIGACION TIPO DE INVESTIGACION OPERACIONALIZACION DE VARIABLES Analizar los niveles de compactacion de terraplenes aplicando la Metodologia RAMCODES, para el interpuerto de San Diego, Tramo Ferroviario Puerto Cabello-La Encrucijada, Municipio San Diego, Estado Carabobo Objetivo General FASES DE LA
INVESTIGACION Ensayos de Laboratorio: Granulometria, Proctor, CBR, Limite Liquido, Limite Plastico, Gravedad Especifica. Parametros o Lineamientos de Compactacion: Paradigma del 95% de Compactacion o Verificacion de la Resistencia en Campo Metodologia RAMCODES: Aplicacion del Software Soildesigner en el Analisis de los Resultados de Laboratorio. Ahorro en Tiempo y Dinero Estimaciones en la Disminucion de Gastos en Compactacion de Terraplenes del Sistema Ferroriario Poblacion Muestra La Poblacion y Muestra estuvo delimitada por los Terraplenes del tramo ferroviario Puerto Cabello-La Encrucijada. para dicha Poblacion y Muestra se incluyen los analisis de los Agragados usados para la construccion de los mismos y los procedimientos utilizados actualmente. TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS Revision
Documental Instrumentos Tecnicas POBLACION Y MUESTRA TECNICA DE ANALISIS Datos de Entrada en Software SoilDesigner: CBR, Proctor (Humedad, Densidad), Gravedad Especifica. Juan Diego Sanchez CAPÍTULO IV.
RESULTADOS Granulometria Arcilla Grava Tamizado Representación gráfica de tamizado para GRAVA DEL
PROYECTO Representación gráfica de tamizado para material ARCILLOSO Norma ASTM D-422-63 Granulometria FASE I: Gravedad o Superficie Especifica, (Gs) Arcilla Grava Harina Pan Arroz Crudo Expulsion de vacios de aire Pesos del Picnometro Picnometro + Agua Norma ASTM D 854-02 Gravedad Especifica Limite Liquido (LL) Preparacion de Material Arcilloso Colocacion en Copa Casagrande Determinacion del Numero de Golpes en la Arcilla Horno de secado Norma ASTM D 4318-84 Limites Limite Plastico (LP) Elaboracion de Tiras con Arcilla Tiras enrolladas en Taras para Pesar Proceso de Secado, para Volver A Pesar Tiras para Pesar y Aplicar Secado Pesado Final Seco Norma ASTM D 4318-84 Limites Sistema de Clasificacion de Suelos AASHTO Carta de Clasificacion de Suelos "Casagrande" Resultados de Clasificacion de Suelos (Arcilla y Grava) IP = 19,67 LL = 44,09
Sistema de Clasificación de Suelos Unificados U.S.C.S : CL
Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO : A7 Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO : A7
LIMITE LIQUIDO: 44.0855 > 41 MIN
INDICE DE PLASTICIDAD: 19.67 > 11 MIN
EL MATERIAL PASA EL TAMIZ NUMERO 200
EN UN 87.92% > 35%MIN Arcilla Grava Arcilla Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO : A-1-a Ensayo Proctor Modificado (Grava y Arcilla) Norma ASTM D1557. Ensayo Proctor Modificado. Resultados en Ensayo Proctor M. (Grava y Arcilla) Norma ASTM D1557. Ensayo Proctor Modificado. Ensayo de Compactacion a Percusion Mecanica Pesos de Tara Para Calculo de Humedades Ensayo Proctor Modificado, 56 Golpes, Martillo de 4,5kg. Hoja de Calculo Para Datos de Ensayo Proctor en "ARCILLA" Hoja de Calculo Para Datos de Ensayo Proctor en "GRAVA" D.M.S = 2077,341 WO = 8% D.M.S =2134.6262
WO = 6% Ensayo CBR
(Resistencia al Esfuerzo Cortante de un Suelo) Ensayo CBR
(Resistencia al Esfuerzo Cortante de un Suelo) Ensayo de Penetracion con Piston de 3,14cm2 de Area Molde de 6" con Penetracion en Maquina Humbolt Automatica Penetrometros Manuales y Automaticos Usados en Ensayo CBR Norma ASTM D1883-84.Ensayo de CBR Moldes de 6",
con Martillo de
4,6Kg. Moldes de ensayo CBR, Para Grava y Arcilla Sobrecargas Equivalentes en Ensayo CBR Norma ASTM D1883-84.Ensayo de CBR CBR de 15 Puntos (Arcilla) Aplicable Para Suelos Cohesivos 1. Del ensayo Proctor Modificado (ASTM D 1557) tomar la humedad óptima (WO)
2. Elaborar quince (15) especímenes de suelo compactando cada espécimen en cinco (5) capas de material de suelo prehumedecido y utilizando un determinado número de golpes del martillo Proctor de 10 lb (5 kg) de peso (martillo grande), y molde Proctor de 6” (15 cm) de diámetro.
3. Los quince especímenes se dividen en tres grupos según las energías de compactación 56, 25 y 12 golpes por capa.
4. Los especímenes para 56 g/c se elaboran con humedades de WO-2%, WO-1%, WO, WO+1%, WO+2%
5. Los especímenes para 25 g/c se elaboran con humedades de WO-1%, WO, WO+1%, WO+2%, WO+3%
6. Los especímenes para 12 g/c se elaboran con humedades de WO, WO+1%, WO+2%, WO+3%, WO+4%
7. Cada espécimen se ensaya en la prensa CBR a la humedad de fabricación y colocando el número de sobrecargas preestablecido. No se ensayarán especímenes sujetos a 4 días de inmersión.
8. Con las quince ternas de humedad, densidad seca y CBR (w, DD, CBR) correspondientes a cada uno de los especímenes, se elabora un archivo de texto en MS Excel y se introduce en cualquiera de los software de RAMCODES, ContourMaps o SoilDesigner, a fin de obtener el mapa de resistencia del suelo. Norma ASTM D1883-84.Ensayo de CBR, Variante 7.2: CBR Para un Rango de humedad Resultados de Arcilla, Variante 7.2 Ensayo CBR Densidades y humedades para ensayo CBR, con 56 golpes y una sobrecarga, ARCILLA. Ensayo de penetración para cálculo de CBR, 56 golpes y una sobrecarga, ARCILLA. Resultados de densidad, humedad y CBR definitivos para una (1) sobrecarga en ARCILLA utilizada. PORQUE NO USAR DOS SOBRECARGAS (PESAS) O TRES, EN VEZ DE UNA SOBRECARGA Según ASTM D 1883-07, se pueden colocar hasta tres sobrecargas anulares sobre el espécimen de suelo durante el ensayo de CBR. Aunque el número mínimo especificado es uno, no existe en la actualidad una guía para escoger el número de sobrecargas que vaya más acorde con las condiciones del proyecto o de la situación que se quiere emular. Por otro lado, el número de sobrecargas, o la consideración de la sobrecarga como presión de confinamiento en el mix de variables que influyen en la resistencia durante el diseño de un suelo compactdo, no es tomado en cuenta en ninguna especificación. Para solventar este problema se propone una investigación utilizando un suelo típico para relleno y haciendo tres ensayos CBR de 15 puntos, según la variante "CBR para un rango de humedad" de la norma ASTM D 1883-07. En el primero ensayo se utilizará una sobrecarga, en el segundo, dos sobrecargas, y en el tercero, tres sobrecargas. La condición de hidratación de cada uno de los 45 especímenes es "tal como se compactó". La interpretación de los resultados se realizará a través de espectros de curvas de ensayo utilizando el software SoilDesigner. Resultados de densidad, humedad y CBR definitivos para una (1) sobrecarga en ARCILLA utilizada. Resultados de densidad, humedad y CBR definitivos para dos (2) sobrecargas en ARCILLA utilizada. Resultados de densidad, humedad y CBR definitivos para tres (3) sobrecargas en ARCILLA utilizada. Nota: en ningun manual actual se establece el numero de sobrecargas a utilizar en el ensayo CBR RESULTADOS EN GRAVA DE PRESTAMO, PARA TERRAPLENES (SFN). Ensayo de penetración para cálculo de CBR, 56 golpes y una sobrecarga, GRAVA DE PRESTAMO. Densidades y humedades para ensayo CBR, con 56 golpes y una sobrecarga, GRAVA DE PRESTAMO. Resultados de densidad, humedad y CBR definitivos para una (1) sobrecarga en GRAVA DE PRESTAMO. Arcilla de Prestamo Grava de Prestamo Arcilla, Verificacion de Sobrecargas en simulacion de Subrasante. Terraplenes del Ferrocarril Grava, Utilizada en Construccion de Terraplenes del Ferrocarril Variables que Intervienen en los Niveles de compactacion de terraplenes para el Interpuerto de San Diego. ENSAYOS DE LABORATORIO: FASE II: FASE III: FASE IV: En agosto de 2009, FONDONORMA publicó la Norma Técnica NTF 2000-1:2009 titulada «Carreteras, Autopistas y Vías Urbanas. Especificaciones y mediciones», Norma Técnica NTF 2000-1:2009 «Carreteras, Autopistas y Vías Urbanas. Especificaciones y mediciones» Capitulo 11 1) Especificar el 95% del Proctor, o 2) Hacer un análisis con experimentos factoriales y mapas de resistencia para especificar la compactación según la resistencia y grado de saturación del proyecto para: Grava Granzon ¿Es 100% Confiable el Mito del 95% del Proctor (D.M.S)? Curva de Diseño Gráfico cartesiano que relaciona el grado de compactación del suelo, representado en el eje horizontal, con la resistencia del mismo, mostrada en el eje vertical, bajo condiciones de hidratación y sobrecarga constantes. El CBR requerido para el proyecto (curva azul) es de 20%, de modo que compactando al 93% del Proctor es suficiente para alcanzar dicho nivel. En la gráfica también se ve que compactar al 95% del Proctor produciría un suelo con más de 70% de CBR. Una arena limosa con clasificación A-1-b(0), y según su curva de diseño para 65% de saturación, necesitaría ser compactado al menos al 98% del Proctor para alcanzar CBR de 20%. Reingenieria de Especificaciones
(Paradigma de Compactacion) En conclusión, especificar irreflexivamente al 95% del Proctor puede ser una práctica sumamente peligrosa o bien costosa METODOLOGIA RAMCODES D.M.S =2134.6262
WO = 6% D.M.S = 2077,341
WO = 8% Arcilla Grava Ensayo de Placa de Carga Carta
"Casagrande" Curva de Diseño
Software SoilDesigner Piramide de Diseño de Suelos Compactados "Camaras Triaxiales"
ALTO COSTO DE
INVERSION 5 PASOS PARA DISEÑAR CON RAMCODES
Software SoilDesigner Gravedad Especifica (Gs) Ensayo Proctor RESISTENCIA DE DISEÑO: MAYOR O IGUAL A 20%
GRADO DE SATURACION PARA CARABOBO: Densidad Maxima Seca, (D.M.S) Humedad Optima (WO) Crear un archivo de escritura txt en excel con los datos de D.M.S, WO, CBR Abrir SoilDesigner, en WWW.RAMCODES. COM Obtencion de Curvas de Diseño a Partir de los Contornos e Interseccion con Gs Resultados de la intercepción de las líneas de saturación con las cantidades de densidad y porcentajes de CBR para una (1) sobrecarga. RESULTADOS DE ARCILLA Verificacion de Sobrecargas (Pesas), en Ensayo CBR Con Software
SoilDesigner. Lineas de Saturacion 1 PESA 2 PESAS 3 PESAS RESULTADOS DE ARCILLA Verificacion de Sobrecargas (Pesas), en Ensayo CBR Con Software
SoilDesigner. Curvas de Diseño 1 PESA 2 PESAS Verificacion de Sobrecargas (Pesas),
en Ensayo CBR Con Software
SoilDesigner. RESULTADOS DE ARCILLA DATOS OBTENIDOS CON 1 SOBRECARGA DATOS OBTENIDOS CON
2 SOBRECARGAS DATOS OBTENIDOS CON 3 SOBRECARGAS Tablas de Resultados RESULTADOS DE ARCILLA Analisis Comparativo en Resultados Obtenidos con Diferentes Sobrecargas en Ensayo CBR Para Arcilla Las curvas de diseño obtenidas con el Software SoilDesigner para la arcilla de prestamo, demostraron que no existe variacion amplia, en la relacion de compactacion con las resistencias obtenidas, con diferentes grados de saturacion y diferentes sobrecargas. Esto quiere decir, que la variacion de las pesas en el ensayo CBR para arcillas no tienen ningun efecto en los resultados obtenidos para el diseño de suelos. Para ampliar dichos conocimientos es necesario que se realizen estudios con otros agregados, para determinar si existe variacion, dicho punto de investigacion sera un gran aporte para el area de pavimentos y rellenos estructurales, puesto que, en ninguna norma actual se especifica cuantas pesas se deben utilizar en las condiciones de diversos proyectos que contemplen estructuras granulares. RESULTADOS EN GRAVA DE PRESTAMO Datos Obtenidos con Aplicacion del Software SoilDesigner en Material de Terraplen. Linea de Saturacion Curva de Diseño Datos Obtenidos con Aplicacion de Una (1) Sobrecarga CBR de 15 Puntos CBR de 3 Puntos RESULTADOS EN GRAVA DE PRESTAMO Datos Obtenidos con Aplicacion del
Software SoilDesigner en Material
de Terraplen. Resultados de la intercepción de las líneas de saturación con las cantidades de densidad y porcentajes de CBR para una (1) sobrecargas. Dicho asi, se obtuvieron de la grava de prestamo estudiada diferentes resultados aplicando la metodologia RAMCODES, teniendo en consideracion del proyecto ferroviario que los terraplenes del mismo deben tener una resistencia mayor o igual a un 20% del CBR, con un grado de saturacion de 80% para el estado Carabobo establecido en mapas nacionales de precipitacion año 2012. Para finalizar, se establecio que la mejor condicion que cumple con el diseño del proyecto, son la interseccion del grado de saturacion Gs= 80%, con un CBR= 20% y un porcentaje de compactacion %C= 92,8%. Con estos resultados se puede realizar un analisis economico que establezca el grado de disminucion de costos si se compacta por debajo del 95% del PROCTOR siempre y cuando el proyecto cumpla con las condiciones de diseño. Reducir el porcentaje de compactacion de 95% a un 92.8% es diseñar con RAMCODES, un diminuto 2.2% de diferencia se convertira en grandes cantidades de ahorro en dinero, detallado en la ultima fase. DISMINUCION EN COSTOS DE PRESUPUESTO PARA PROCESOS DE COMPACTACION DE TERRAPLENES (SFN) Tramo Puerto Cabello-La Encrucijada Dimensiones de Terraplen: Longitud del Tramo = 108.000m = 108km
Altura de terraplen = 6m
Ancho de Terraplen = 10m
Nota: se desprecia triangulo en espaldon, el terraplen se calcula como figura cubica DISMINUCION EN COSTOS DE PRESUPUESTO,
PARA PROCESOS DE COMPACTACION
DE TERRAPLENES (SFN) Matematica Basica ¿Cuanto Material se Necesita? Dimensiones del terraplen = m3
108.000m*6m*10m = 6.480.000m3 Se necesitan 6.480.000 m3 de material para el tramo FERROVIARIO ¿Cual es el 95% del Proctor en Grava a utilizar? Regla de Tres 100% Grava 2077,341kg/m3 95%Grava x x = 1973,470kg/m3 El 95% de la densidad maxima seca = 1973,470Kg/m3 ¿Cuanto es el 92,8 de la densidad maxima seca. si 95% = 1973,470kg/m3? 95%Grava D.M.S = 1973,470kg/m3
92,8%Grava D.M.S = 1927,773kg/m3 El 92,8 de la densidad maxima seca para la grava es = 1927,773kg/m3 Diferencias de compactacion 95%Grava D.M.S - 92,8%Grava D.M.S = 2,2% 1973,470kg/m3 - 1927,773kg/m3 = 45,70kg/m3 Se ahorrarian 45,70kg de material si se compactara a un 92,8% D.M.S ¿Cantidad de Grava que se ahorra? 1m3 45,70kg/m3 6.480.000m3 x x = 298.080.000kg Este valor se divide entre entre la D.M.S para saber cuantos m3 no serian necesarios de la Grava 298.080.000kg / 2077,341 = = 143.491m3 Se ahorrarian de la cantidad de m3 necesarios para el terraplen un total 143.491m3 de Grava de prestamo. DISMINUCION EN COSTOS DE PRESUPUESTO,
PARA PROCESOS DE COMPACTACION
DE TERRAPLENES (SFN) Factor Monetario Ahorro de material x Precio de partida = Ahorro de dinero 143.491m3 X 125Bsf = 17.936.390Bsf = 3Millones$ Analisis de Resultados en Ahorro de Costos Para el Sistema Ferroviario. 17.936.390Bsf = 3Millones$ CONCLUSION Desarrollo Sostenible Una ves me hablaron de la "suerte" y respondi que eso era un don divino para los mediocres. Para mi la "suerte" es la formacion academica, moral y espiritual apropiada que debe tener un ser humano en pro a un venturoso destino. GRACIAS POR SU ATENCION
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