0.2 Informe de Suelos

BONOS DE PROTECCIÓN DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS

EVALUACIÓN DE SUELOS

BONOS DE PROTECCIÓN DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS INDICE

1 2 3 4

5 6 7

8 9 10

GENERALIDADES: ........................................................... ...................... 1 GEOMORFOLOGÍA Y GEOLOGIA ......................................................... 1 SISMICIDAD............................................................................................ 1 EXPLORACIÓN EN CAMPO: ................................................................. 2 4.1 Trabajos de Campo: .................................................... ................. 2 4.2 Muestreo y Registros de exploración ............................................ 2 MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA .................................................. 2 TRABAJO DE GABINETE. ...................................................................... 3  ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN ........................................................... 3 7.1 Tipo y Profundidad de Cimentación .............................................. 3 7.2 Calculo de la Capacidad del Suelo .............................................. 4  AGRESIÓN AL SUELO DE CIMENTACIÓN ........................................... 4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................... ....... 6  ANEXOS:................................................................................................. 6 10.1  ANEXO 2: REFERENCIAS FOTOGRAFICAS DE LA  AUSCULTACION DE SULOS DE LAS VIVIENDAS A REFORZAR. ...... 6 10.2  ANEXO 3: ESTRATO DEL ESTUDIO DE MICROZONIFICACION SISMICA REALIZADO POR EL CISMID EN SAN JUAN DE LURIGANCHO......................................................................................... 7 10.4  ANEXO 4: ANALISIS. ................................................................. 10

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GENERALIDADES: Para la evaluación se realizó la excavación de calicatas de poca profundidad entre 0.60 a 1.5 metros, para determinar las características predominantes del suelo donde se izan las edificaciones evaluadas y verificar el estado de la cimentación.  A fin de obtener las principales características físicas y propiedades del suelo, sus propiedades de agresividad química, hemos hecho uso de los estudios de microzonificación geotécnica sísmica del distrito de San Juan de Lurigancho realizados por el CISMID , describiendo para cada zona las “

”

características mecánicas y dinámicas de los suelos que definen su res pues ta ante s olici taciones s ís micas y que s on neces arias para realizar el dis eño s is morres is tente de las edificaciones y obras de ing eniería. ”  

Es importante mencionar que a criterio del supervisor se harán los ens ayos de laboratorio que s e vea pertinentes.

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GEOMORFOLOGÍA Y GEOLOGIA a) Valles y Quebradas: Esta unidad geomorfológica comprende las quebradas afluentes al río Rímac, que permanecen secas la mayor parte del año, discurriendo agua solo en épocas de fuertes precipitaciones en el sector andino y especialmente asociados al Fenómeno del Niño; debido a ello presentan un clima seco, con piso cubierto por depósitos coluviales y materiales de poco transporte, provenientes de las estribaciones de la Cordillera Occidental. b) Estribaciones de la Cordillera Occidental: Esta unidad geomorfológica corresponde a las laderas y restos marginales de la cordillera andina, de topografía abrupta, formado por plutones los cuales han sido emplazados con rumbo NO-SE, los mismos que han sido disectados por las quebradas.(1) La geología comprende rocas, con edades que van desde el Cretáceo Medio y Superior, en el siguiente orden:  

3

Volcánico Quilmaná (Kms-q) Rocas Intrusivas

SISMICIDAD El distrito de SAN JUAN DE LURIGANCHO, y la ciudad de Lima en general, está expuesto a un alto nivel de peligro sísmico, producto de la alta actividad sísmica que genera la subducción de la Placa de Nazca debajo de la Placa Sudamericana, cuyos bordes convergen a pocos kilómetros del litoral peruano – chileno. De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma Sismo Resistente ( NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro de la Zona de alta sismicidad (Zona 4), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades tan considerables como VIII y IX en la escala Mercalli Modificada. De acuerdo con la nueva Norma Técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentación, se recomienda adoptar en los Diseños Sismo-Resistentes para las obras no lineales como son reservorios, y obras menores, los siguientes parámetros, según la siguiente. 1

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CUA DR O Nº 01 TIPO DE S UELO  Arenas

Z 0.45

S T   p(S) 1.02

0.6

(Z) Factor de zona (S) Factor de amplificación del suelo (Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro

4 EXPLORACIÓN EN CAMPO: 4.1 Trabajos de Campo: Para reafirmar los datos obtenidos del “estudios de microzonificación geotécnica sísmica del distrito del distrito de San Juan de Lurigancho ”, se ejecutaron calicatas y/o exploración del suelo en la mayoría de las viviendas estudiadas, y la información recopilada en forma visual confirma que el suelo encontrado tienen las mismas características que las obtenidas por el CISMID.

4.2 Muestreo y Registros de exploración Se realizó una clasificación de campo en forma visual de cada uno de los estratos registrados en cada calicata superficial, en los que se indican las diferentes características de los estratos, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, compacidad, consistencia etc, tal como se puede observar en los registros estratigráficos y fotos adjuntas en este informe.

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MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA El comportamiento satisfactorio de las estructuras, se deben cumplir las dos condiciones siguientes: a. La cimentación debe ser segura contra la falla de corte del suelo que la soporta. b. Los asentamientos producidos por la carga transmitida por la cimentación deben ser menores que los permisibles para cada tipo de edificación. En consecuencia, considerando que se cumplan estas dos condiciones, se ha realizado el cálculo de la capacidad de carga admisible para la cimentación de una vivienda convencional, consistente en un cimiento corrido de 0.50 m de ancho y profundidades de cimentación variable en función al tipo de suelo encontrado en las diferentes zonas del distrito de San Juan de Lurigancho. Zona I: Esta zona está conformada por los depósitos cuaternarios de grava con arenas de origen coluvial en la zona Norte y grava aluvial, en las riveras del Río Rímac, en la Zona Sur del distrito de San Juan de Lurigancho. Dentro de esta denominación se pueden incluir a los depósitos aluviales provenientes del cono de deyección del río Rímac, los depósitos de huayco que se encuentran en las quebradas y los depósitos coluviales (formados bajo la acción de la gravedad), que se encuentran al pie de las laderas de fuerte pendiente que circundan al distrito.

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BONOS DE PROTECCIÓN DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS En general, el material gravoso se encuentra a una profundidad que en promedio es menor a los 2.00 m, pudiéndose encontrar en zonas puntuales a profundidades mayores. En dirección Norte, esta profundidad va disminuyendo debido a la presencia de los afloramientos rocosos que conforman las laderas de los cerros. En esta zona, las cimentaciones estarán emplazadas, dependiendo el caso, en gravas semicompactas, arenas densas o material fino de consistencia firme. La capacidad de carga admisible para una cimentación corrida de 0.60 m de ancho varía de 2.30 a 3.30 kg/cm2 a la profundidad de cimentación de 0.80 a 1.20 m. Zona II: Esta zona predomina en la región central del distrito de San Juan de Lurigancho. Está conformada por materiales granulares finos superficiales y alternancias de suelos finos cohesivos y no cohesivos, de más de 10 m de espesor. En general, en esta zona el terreno de cimentación está conformado por suelos finos de consistencia media a dura, de bajo contenido de humedad. Considerando una cimentación corrida de 0.60 m de ancho se obtienen valores de capacidad portante de 1.30 a 1.90 kg/cm2 a la profundidad de cimentación de 0.80 a 1.20 m. Zona III: Esta zona está asociada a los taludes de pendiente moderada a fuerte que se localizan en los sectores Este y Oeste del distrito de San Juan de Lurigancho. En esta zona existe un peligro moderado de deslizamiento de detritos y lodos, derrumbes y caídas de rocas que están condicionadas a las precipitaciones pluviales y a la ocurrencia de sismos. Zona IV:  Esta zona está asociada a los taludes de fuerte pendiente que se localizan en el sector Norte del distrito de San Juan de Lurigancho. En esta zona existe un alto peligro potencial de deslizamiento de detritos y lodos, derrumbes y caídas de rocas que están condicionadas a las precipitaciones pluviales y a la ocurrencia de sismos. Zona V:  Esta zona está asociada a un depósito de rellenos heterogéneos localizados en la zona central del distrito de San Juan de Lurigancho, con un espesor de más de 6.0 m. En esta zona las condiciones del suelo no son adecuadas para soportar las cimentaciones de las edificaciones y que de acuerdo a la norma E-050 de Suelos y Cimentaciones no debe habilitarse con fines urbanos.

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TRABAJO DE GABINETE. Con la información existente se ha podido compatibilizar la información de los estudios obtenidos por el CISMID y los suelos encontrados en la exploración de campo hecha por la ET, para los cuales se mostraran los perfiles estratigráficos, los caculos de la capacidad portantes y fotografías exploratorias. Se pudo concluir que las viviendas producto de dicho estudio están ubicadas en la ZONA I y ZONA II.

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 7.1 Tipo y Profundidad de Cimentación 7

Las cimentaciones que se han analizado son superficiales estando a una profundidad aproximada de 1 a 1.5 metros, siendo lo mínimo aceptable para ser considerada como empotrada en el suelo. En el caso se requiera adicionar

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BONOS DE PROTECCIÓN DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS falsas zapatas, se basara en los trabajos de campo, perfiles estratigráficos y característica del suelo y la estructura a reforzar.

7.2 Calculo de la Capacidad del Suelo Se ha determinado la capacidad portante admisible del terreno en base al estudio de microzonificación sísmica hecha por el CISMID y a las características del suelo hechas en la visita a campo por parte de la ET. Se han propuesto dimensiones recomendables para la cimentación. Este análisis será aplicable a todos los elementos estructurales (zapatas) que formaran parte del reforzamiento estructural de las viviendas en estudio, ya que las características de carga son similares. DISEÑO DE CAPACIDAD PORTANTE Tipo de Suelos. GP: GRAVA POBREMENTE GRADADA

C

=

φ

=

32.00 °

γs

=

1.750 g/cm³

Peso unitario del suelo bajo el nivel de fundaci γ

=

1.750 g/cm³

 Ancho de la Cimentación

B

=

Largo de la Cimentación

L

Cohesión  Angulo de Fricción Peso unitario del suelo sobre el nivel de funda

0.00 Kg/cm²

Df = 1.00 m

γs =

1.75 g/cm³

0.80 m

C=

0.00 Kg/cm²

=

0.80 m

φ = 32.00 °

Profundidad de la Cimentación

Df  =

1.00 m

Factor de Seguridad

FS =

3.00

CIMENTACIÓN

         

B= 0.80 m

Calculando los factores de capacidad de carga y forma

Sq   

Factores de capacidad de carga

Factores de Forma

Nq =

Sq =

23.177

1.625

Nc =

35.490

Sc =

1.653

Nγ =

30.215

Sγ =

0.600

Reemplazando en la fórmula se tiene: qult =

Sc 

 

γ =

1.75 g/cm³

  φ 









S γ        

 

78.59 ton/m2

Finalmente Capacidad última de carga Con:

qult =

7.86 Kg/cm2

F.S. =

3.00

Se tiene finalmente

CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA qadm =

8

2.62 Kg/cm2

AGRESIÓN AL SUELO DE CIMENTACIÓN Los resultados del análisis químico, registrados en los diferentes estudios recopilados, demuestran en su mayoría que no existen problemas de agresión del suelo a los elementos de cimentación, dado que la presencia de sulfatos y sales solubles totales en el agua es menor que 1000 ppm y 15000 ppm respectivamente. Sin embargo, se han encontrado registros de zonas con valores de concentraciones de sulfatos superiores al resto donde existe un grado de 4

BONOS DE PROTECCIÓN DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS alteración químico al concreto de la cimentación por tener valores promedio a los límites permisibles, haciendo que sea considerado como ataque químico severo, llegando a ocasionar problemas de corrosión y pérdida de resistencia mecánica de las armaduras de la cimentación. Debido a la presencia de elementos nocivos para la cimentación en estos lugares, por prevención se recomienda que el concreto utilizado para las cimentaciones sea elaborado con cementos tipo II, V o puzolánicos (IP) que presentan una alta resistencia a los sulfatos.

De las auscultaciones hechas a las cimentaciones de cada vivienda a intervenir, hemos podido deducir que los daños existente en distintos elementos del concreto (por lo general fuera del área a intervenir) a raíz de la concentración de sulfatos, cloruros y sales solubles, ha provocado la corrosión de pintura, tarrajeo, concreto y en algunos casos el refuerzo estructural, tal como se mostrara en evidencia fotográfica. Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo V de alta resistencia a los sulfatos, para todas estructuras que estén en contacto con el suelo.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En base a los trabajos de campo realizados mediante la auscultación de las cimentaciones de cada vivienda y a la información recopilada documentación ya referenciada, podemos concluir que el estudio de suelos con fines de reforzamiento estructural que forma parte del proyecto: BONO DE REFORZAMIENTO DE VIVIENDAS VULNERABLES A LOS RIESGOS SÍSMICOS “  

”



 









El tipo de cimentación utilizada y a utilizarse (proyectando las viviendas a dos niveles) serán aisladas y superficiales. La profundidad mínima de zapatas será 1.0 metros. El estrato de suelo en todo el área en estudio está conformado por depósitos eólicos mayormente por grava pobremente gradada GP de compacidad que varía de poco suelto a firme, de coloración ploma a beige, poco húmedo (escorrentía superficial), no plástico. No se encontró la presencia de nivel freático en ninguna de las zonas exploradas. La presión admisible del suelo será de 2.62 kg/cm2, pero en los cálculos usaremos 2.5 kg/cm2 (valor conservador). El suelo es agresivo por lo que se recomienda la utilización de cemento Tipo V de alta resistencia a los sulfatos, para todas estructuras que estén en contacto con el suelo. Toda el área en estudio está constituido por suelos intermedios Tipo S2.

10 ANEXOS: 10.1 ANEXO 2: REFERENCIAS FOTOGRAFICAS DE LA AUSCULTACION DE SULOS DE LAS VIVIENDAS A REFORZAR. Excavaciones para la observación y auscultación del suelo.

Foto 1:H5-3

6

.

Foto 2: H20-2

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Foto 3: P -. 16.

Foto 4: M-6

CORROSIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES PRODUCTO DEL SUELO

10.2 ANEXO 3: ESTRATO DEL ESTUDIO DE MICROZONIFICACION SISMICA REALIZADO POR EL CISMID EN SAN JUAN DE LURIGANCHO.

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