Este documento presenta un estudio sobre sistemas de excavación en el acantilado de la Costa Verde en Lima. Se analizan las características geológicas y del suelo, y se plantean dos sistemas de excavación utilizando rampas, faja transportadora o una quebrada. Se realizan análisis de estabilidad y caída de rocas para determinar medidas de protección como vallas y banquetas. Las conclusiones recomiendan monitorear deformaciones durante la excavación y realizar un ensayo de corte directo para

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD 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 1

2. INDICE DE SUSTENTACIÓN INTRODUCCIÓN. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOMORFOLÓGICAS. ESTUDIOS DE SUELOS DEL ACANTILADO DE MIRAFLORES. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO DEL LUGAR EN ESTUDIO. EXPERIENCIAS CONSTRUCTIVAS. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN. ANÁLISIS Y RESULTADOS. APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 2

3. INTRODUCCIÓN Estabilidad Seguridad del acantilado Metodologías Constructivas Corte y Excavación Talud de la Costa Verde AportesImportantes Edificaciones construidas en el acantilado Investigaciones pasadas Entrevistas a especialistas Análisis experimental Ámbito de Estudio Proyecto Hotel Larcomar 3

4. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA EN ESTUDIO UBICACIÓN JUSTIFICACIÓN Zona en Estudio Extremo Nor-Oeste Presenta Larcomar Miraflores - Lima Características Especiales Relieve Material Pendiente Talud Zona en estudio – Larcomar (Miraflores) Zona en estudio – Larcomar (Miraflores) 4

5. CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS Y GEOMORFOLÓGICAS Según: INGEMMET Suelo Conglomeradicos gravosos Engeneral ACANTILADO Conformado Corresponde Cantos Rodados 20% Gravas y Gravillas 60% Matriz limo-arenoso 20% Truncamiento del cono aluvial Producto Acción marina que progresivamente ha erosionado el material, formando una línea imaginaria que va desde Chorrillos hasta la altura de la isla San Lorenzo. Figura : Sectorización Geológica de Lima 5

7. Ing. Ronald Macazana (Posgrado UNI - 2006 )

8. Ing. Pablo Urrutia Varese (PUCP – Octubre 2008)

11. Ing. Alberto Martínez Vargas.

12. INGEMMETEnsayo de Corte Directo Insitu Cohesión: 55 KN/m2 Fricción : 40º Método - Back Análisis Cohesión: 70 KN/m2 Fricción : 60º Experiencia Profesional Cohesión: 30 KN/m2 Fricción : 40º 6

13. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO – LUGAR EN ESTUDIO Exploración de campo: Empresa M&M Perforaciones rotativas de 30 m, de 10 m. Calicatas de 2 – 8m Perforaciones rotativas Capa de elementos Finos (Arena, arcilla y Limo) De pocos cm – 3.8m Limo 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. 7

14. EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADO CENTRO COMERCIAL LARCOMAR – PRIMERA ETAPA Características Material de relleno Utilización de Rampas. Calzaduras Muros pantalla Esquema del sistema de excavación 8

15. EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADO CENTRO COMERCIAL LARCOMAR – SEGUNDA ETAPA Características (1) Excavación de la ladera (2) Utilización de cajones metálicos 9 (4) Depósito Final en volquetes (3) Utilización de la Torre Grúa

16. EXPERIENCIA – EXCAVACIONES ACANTILADO EDIFICIO DE DEPARTAMENTOS - DISTRITO BARRANCO (1) Demolición Etapas (2) Caída de Gravas (3) Excavación 10 Fotografía: Demolición y excavación – Edificación en el Distrito de Barranco

17. HIPÓTESIS Planteamiento de los sistemas de protección. Los parámetros más importantes en la etapa de excavación en el talud de la Costa Verde. Planteamiento del trabajo restrictivo de los equipos en la excavación. Sistema constructivo adecuado para la excavación. 11

19. Plantear metodologías para trabajos de los equipos.

20. Plantear la metodología adecuada para el proceso de excavación.

21. Plantear sistemas de protección.12

22. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN TRABAJOS TOPOGRÁFICOS Vista Planta -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 Vista Perfil – Sec 1 Volumen Total Corte 80 000 m3 Vol. Corte Vol. Corte 13

23. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN SELECCIÓN DE EQUIPO DE EXCAVACIÓN: Seguridad Retro - excavadoras: Excavadoras: Características: Dimensiones excavadora Seleccionada Fuente: Entrevistas a Empresas Ferreyros y Unimaq 14

24. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN PRIMER SISTEMA DE EXCAVACIÓN: Eliminación de material utilizando la quebrada. Fotografía: Señalización del eje de la quebrada. Esquema del sistema de eliminación del material por el eje de la quebrada hasta el pie del talud 15

25. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN SEGUNDO SISTEMA DE EXCAVACIÓN: Excavación mediante sectorización utilizando rampas y faja transportadora Orden de Excavación Zona 5 – Zona 4 Zona 4 – Zona 1 Zona 1 – Zona 2 Zona 2 – Zona 3 16

26. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN SISTEMAS DE PROTECCIÓN: Trabajos preliminares – Antes de la Excavación Identificación de gravas con alta probabilidad de desprenderse. Cuidar la presencia de las costras calcáreas. Zona B Zona A 17

27. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN SISTEMAS 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. 18

28. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANALISIS DE ESTABILIDAD: Análisis de Estabilidad con Contención Resultados – Estabilidad con contención Consideraciones: Cohesión: 30 KN/m2 Fricción: 40º Análisis Pseudo – Estático: Coeficiente Lateral 0.2 <> Aceleración Horizontal máxima 0.4g con periodo de retorno de 450 años. 19

29. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANALISIS DE ESTABILIDAD: Dimensiones de la banqueta Planeamiento del sistema de Banquetas Análisis Global - Local Comportamiento de la Banqueta Geométricamente FS= 1.5 (Análisis Estático – Suelo Gravoso) H promedio de 3.5 m – 4.5 m Pendiente de 70° 20

30. ANÁLISIS DE RESULTADOS Análisis de equilibrio límite Análisis de esfuerzo deformación Evitar deformaciones excesivas Controlarlo con la estructura de contención 21

31. ANÁLISIS DE RESULTADOS Será necesario la aplicación de ambos métodos por la complejidad del terreno. Sistema de excavación 22

32. ANÁLISIS DE RESULTADOS ANÁLISIS 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 23

33. APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS ANÁLISIS EXPERIMENTAL: %Corrección matemático = 2.5 % % Corrección experimental = 10% 24

34. APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS ANÁLISIS MATEMÁTICO: HOJA DE CÁLCULO Fundamento Teórico: Análisis caída Libre. Movimiento Parabólico. Choques y colisiones. 25

35. APRECIACIÓN CON LA HIPÓTESIS ANÁLISIS MATEMÁTICO: HOJA DE CÁLCULO OBJETIVO Simular la trayectoria de la roca 26

37. 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.

38. 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. 27

40. 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.28

42. 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.

43. 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.29

44. GRACIAS 30