Estudio de Suelos 79
August 18, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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INFORME TÉCNICO ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, CLASIFICACION E IDENTIFICACION
MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EDUCATIVO EN LA I.E. Nª 42217 NUESTROS HEROES DE LA
“
GUERRA PACIFICO, EL DISTRITO TACNA,DEL PROVINCIA DEEN TACNA, TACNA DE ”
UBICACIÓN: CALLE SAUCINE S/N Distrito Tacna Provincia y Departamento de Tacna
SOLICITANTE CONSORCIO VICTORIA
NOVIEMBRE DEL 2017
AV.BOLOGNESI 1950 - TACNA
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ÍNDICE ÍNDICE 1.-
GENERALIDADES 1.1 Objetivo del Estudio 1.2 Ubicación y descripción del Área en estudio 1.3 Acceso al Área de Estudio. 1.4 Condiciones Climáticas del área en Estudio. 1.5 Descripción del Proyecto. 1.6 Alcances del Estudio. 1.7 Limitaciones. 1.8 Metodología de Estudio
2.
GEOLOGÍA Y SISMICIDAD 2.1 Sismicidad 2.2 Parámetros de Sismos
3.-
INVESTIGACI INVESTIGACIONES ONES DE CAMPO
4.-
ENSAYOS DE LABORATORIO 4.1 Ensayos Estándar 4.2 Ensayos Especiales 4.3 Perfiles Estratigráf Estratigráficos icos
5.-
AGRESIÓN AL SUELO DE CIMENTACIÓN
6.-
ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 6.1 Profundidad de la Cimentación 6.2 Tipo de Cimentación 6.3 Cálculo de la capacidad portante 6.4 Análisis de Asentamientos
7.-
COEFICI ENTE DE BALAST RO
8.-
OBSERVACIONES
9.-
CONCLUSIONES
10 -
RECOMENDACIONES ANEXO I ANEXO II ANEXO III ANEXO IV
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EN SA YO S DE LA BO RA TO RI O PE RF IL ES TR AT IG RA FI CO UBICACIÓN DE CALICATAS PANEL FOTOGRÁFI FOTOGRÁFICO CO
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ESTUDIO GEOTECNICO MEM ORI A DES CRI PTI VA
1.-
DATOS GENERALES El objetivo del presente estudio de mecánica de suelos con fines de Cimentación, Clasificación Clasificaci ón e Identifi Identificación cación consiste en establecer las características físicas, químicas y mecánicas del suelo del área de estudio correspondiente al proyecto de MEJORAMIENTO “
DEL SERVIICO EDUCATIVO
EN LA I.E. Nª 42217 NUESTROS HEROES DE LA
GUERRA DEL PACIFICO , para luego establecer el diseño de la cimentación de las ”
estructuras a proyectar. 1.2
Ubicación y Descripción del Área en Estudio: Estudio:
El área en estudio se encuentra ubicada en la calle Saucine S/N – Distrito Tacna, Provincia y Departamento de Tacna. La Ciu Ciudad dad de Tacn Tacna a se encu encuentr entra a situa situado do en el Su r d e l P er ú, pertene pertenece ce a la regi región ón natural de la costa. Se encuentra situado con una altitud de 500 m.s.n.m. 1.3
Acceso al area de Estudio
Para acceder a la zona de estudio, desde la ciudad de Tacna, se puede utilizar la vía Asfaltada que es la calle Saucine . Que es un una a pista en regular estado de conservación conservación.. 1.4
Condiciones Climáticas.
Clima Clima Por su localización loc alización geográf geográfica, ica, su altitud alt itud y la proximida proximidad d al mar, tiene un efecto termorregulador, el clima de la Costa Sur, se caracteriza por ser templado con alta humedad atmosférica atmosféric a y constant constante e nubosidad durante el invierno. Particularmente tiene llovizna o garua lluvia con gotas pequeñas, que cae durante el invierno. Presenta Temperatura media anual de 18 °C, en verano la temperatura Máxima llega a los 28.5°C, en tanto que en invierno llega a una temperatura mínima de 10°C. 1.5
Descripción del Proyecto. Proyecto.
El proyecto contempla la construcc construcción ión de un edificio con todos sus servicios necesarios. 1.6
Alcances del Estudio. Estudio.
El presente estudio es válido solamente dentro de los límites del área del proyecto y con fines de Cimentación. 1.7 Limitaciones Limitaciones Las conclusiones y recomendaciones incluidas en este informe, así como la descripción generalizada de los perfiles de suelo que se encuentran están basadas en la exploración ejecutada, considerándose adecuada tanto en el número de sondeos como en la profundidad efectuada, dadas las características de la ubicación del terreno y el tipo de estructura. AV.BOLOGNESI 1950 - TACNA
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Sin embargo por la naturaleza de los suelos encontrados, en los que siendo necesario generalizar la información obtenida en los sondeos al área de proyecto, no siempre es posible tener la seguridad total acerca de la generalización efectuada. Por lo tanto se recomienda que el caso poco probable que durante la etapa de ejecución de la obra se observen suelos de características distintas a las indicadas en este informe, se notifique de inmediato al proyectista para efectuar las correcciones necesarias. 1.8 Metodología de Estudio Estudio El método empleado en el presente estudio comprende las siguientes etapas: Inspección ocular: etapa de reconocimiento general del terreno, a fin de
adecuadamente
planificar
los trabajos, como son: per personal, sonal, método y equipos a emplearse,
determinación de las zonas de acceso, programación de los trabajos, etc.
Recopilación de información: trabajo que implica:
Se realizó la exploración del suelo por medio de calicatas ubicadas en la zona a investigarse, convenientemente convenientement e distribuidas, de manera de tener un muestreo representativo para determinar las característica característicass del subsuelo. Se ex excavaron cavaron 03 (tres) calicatas, siendo para el cálculo de Capacidad Portante realizadas según la N Norma orma Técnica ASTM D 420. Paralelamente al muestreo de suelos se realizó el registro e identific identificación ación de cada uno de los estratos encontrados en las calicatas, anotándose las principales características características,, tales como: ubicación, profundidad, espesor, tipo de suelo, color, plasticidad, compacidad, entre otros. Se recolecto información proveniente de material útil para el estudio, tales como mapas, planos, informes, estudios similares en la zona y alrededores. Se accedió a la información del I.G.N., INGEMMET, Instituto Geofísico, etc
Ensayos
de
laboratorio. laboratorio.--
Las
muestras
alteradas
llevaron
al Laboratorio de
Mecánica de Suelos, para efectuar los ensayos correspondientes. Estos ensayos, cuyos resultados se presentan en el anexo respectivo, han permitido caracterizar los suelos, así como definir los parámetros para el diseño de cimentación.A continuación se realiza re aliza una breve explicac explicación ión de los pri principales ncipales ensayos ef efectuados ectuados y los objetivos de cada uno de ellos. Cabe precisar que los ensayos físicos corresponden a aquellos que permiten determinar las propiedades índices de los suelos y que permiten su clasificación: Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM Tamizado (ASTM D-421)
La granulometría es la distribución de las partículas de un suelo de acuerdo a su tamaño, que se determina mediante el tamizado o paso del agregado por mallas de distinto diámetro hasta el tamiz Nº 200 (de diámetro 0.074 milímetro), considerándose el material que pasa dicha malla en forma global. El análisis granulométrico deriva en una curva en curva
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granulométrica, donde se plotea plote a el diámetro de tamiz versus porcentajes porcent ajes acumulado que pasa o retiene el mismo. Limite Liquido (ASTM D-423) y Limite Plástico (ASTM D-424) Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla que contiene el material que pasa la malla Nº 200, porque es este el material que tiene la propiedad de cohesión. El suelo, de acuerdo al contenido de humedad que tenga, pasa por tres estados: Liquido, Plástico y seco. Cuando el agregado tiene determinado humedad en la cual se encuentra húmedo de modo que no puede ser moldeado, se dice que está en estado semilíquido. Conforme se le reduce la humedad, comienza a adquirir una consistencia que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se dice que está en estado plástico. Si continuamos reduciendo la humedad, se logra un punto en el cual el material pierde su trabajabilidad, lo que es observable, pues se cuartea al tratar de moldearlo, entonces se dice que está en estado semi-sec semi-seco. o. El contenido de humedad en el cual el suelo pasa del estado semilíquido al plástico es el límite líquido (ASTMD-423), y el contenido de humedad en el que para el estado plástico al semi-seco es el límite plástico (ASTM-424) Clasificación de Suelos por el Método SUCS y por el Método AASHTO. Los diferentes tipos de suelos son definidos por el tamaño de las partículas. Son frecuentemente encontrado en combinación de dos o más tipos de suelos diferentes, por ejemplo: arena, gravas, limo, arcilla y limos. Uno de los más usuales sistemas de clasificación de suelos en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por términos simbólicos. El sistema de clasificac clasificación ión para Construcción de Carreteras AASHTO, es también usado de manera general .Los suelos pueden ser también clasificados en grandes grupos, pueden ser porosos, de grano grueso o grano fino, granular o no granular y cohesivo, semi-cohesivo y no cohesivo. Análisis de los resultado resultadoss e informe final.- En base a la información reco recopilada pilada de la zona, trabajo de campo y ensayos de laboratorio, se efectuaron los análisis, cálculos y conclusiones respectivas, cuyo producto final se detalla en el presente informe técnico.
2.-
GEOLOGÍA Y SISMICIDAD:
A continuación continuación se desc describen riben algu algunos nos aspec aspectos tos geol geológicos ógicos y de si sismicidad smicidad que tienen estre estrecha cha relación con la obra proyectada. El levantamiento geológico del cuadrángulo Tacna, ubicadas en el departamento de Tacna, comprende una extensión de 2,320 kilómetros cuadrados. En el área estudiada se han diferenciado 5 unidades geomorfológicas: faja litoral, cordillera de la costa, pampas costaneras, cono de deyección del rio Caplina y superficie de Huaylillas.
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Estratigráficamente la unidad más antigua es el volcánico chocolate del jurásico inferior, encima de la cual yace una secuencia volcánica-sedimentaria de más de 2,000m. De grosor, denominada formación guaneros de edad Calloviana. Luego, en la columna geología del área se advierte un hiato que abarca desde los pisos superiores del jurásico hasta el terciario inferior. Superiormente a dichas unidades se presenta la formación Moquegua, compuesta de clásticos de origen continental y de edad terciaria superior. Encima de esta formación yace discordantemente el volcánico Huaylillas, también del terciario superior. Los depósitos del cuaternario consisten de materiales inconsolidados de origen aluvial, eólico, etc.; y se encuentran cubriendo parcialmente a las formaciones ya indicadas. Los rasgos estructurales están obscurecidos por la cubierta cuaternaria, no habiéndose observado mayores efectos de fallamiento ni de plegamiento. INTRODUCCION El presente trabajo es el resultado de las investigaciones geológicas de campo, de carácter estratigráfico, estratigr áfico, estructural y económico, realizadas en el área del cuadrángulo de Tacna del departamento departamen to de Tacna. UBICACIÓN Y EXTENSION El cuadrángulo referido abarca la faja costanera del departamento de Tacna; Tacna; geográficamente están comprendidos entre los 18°00’ de latitud sur y el límite internacional con Chile, y el meridiano 70°00’ de longit ud oeste de Greenwich, y la rivera del océano pacifico. Su superficie
es 2,319 km2. ACCESIBILIDAD La vía principal de acceso a la región es la carretera Panamericana Sur que alcanza la frontera con Chile, conectando la ciudad de lima con Arequipa, Moquegua y Tacna, que se encuentran en el sector meridional del país. La ciudad de Tacna, capital del departamento, constituye el principal centro político, demográfico y económico de la región. De la ciudad de Tacna parte en dos vías, una que va a la frontera con Chile y otra que se interna al departamento de Puno. Merecen citarse las vías principales asfaltadas que unen la ciudad de Tacna con las localidades de la Yarada y Boca del Río la que nos lleva a la zona de estudio. FISIOGRAFIA ASPECTO GENERAL DEL RELIEVE El área estudiada se extiende ext iende desde el nivel del mar hasta los 1,500 m. de altu altura ra de los flancos de la cordillera Occidental de los andes. En ella apreciamos 5 unidades fisiográficas diferentes, caracterizadas por la naturaleza de las formaciones infrayacentes y por sus rasgos propios de expresión topográfica.
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1) El primer rasgo fisiográfico lo constituye el litoral, que es una angosta faja de terreno llano que se extiende entre la rivera del mar y el pie de la cadena costanera, su ancho varía desde pocos metros en el extremo NO en el Morro Sama, hasta un máximo de 5 kms. A la altura de los cerros de la Yarada. La rivera del mar, al Norte del rio Sama, es sinuosa y presenta entrantes y numerosas puntas e islotes, tales como Comajuato, Islas Santa Rosa, Punta Mesa, Punta Panteon, Gentilar e Isla Vila Vila con pequeños desarrollos de playas como en Gentilar y Barredera Chica. Desde el rio Sama hacia el Sur se extiende una zona playera que llega hasta los Balnearios de Arica. El litoral se encuentra está cubierto por arenas eólicas. El limite occidental de esta unidad geomorfológica geomorfológic a se caracteriza por la presencia de farallones localmente muy pronunciado. Hacia el Sureste, los cerros de relieve moderado que caracterizan la Cadena Costanera, van perdiendo gradualmente su elevación hasta interrumpirse al lado Norte del cono de deyección del Caplina. Entre este punto y el Morro de Arica, ubicado en territorio chileno, la Cadena Costanera no está presente y las Pampas Costaneras se extienden hasta la rivera del mar. La zona de estudio corresponde a esta unidad fisiográf fisiográfica. ica. 2) La tercera unidad fisiográfica se extiende entre la Cadena Costanera y el pie de los contrafuertes de los Andes, regionalmente se denomina “Pampas Costaneras” y consisten de
un terreno llano, entre 200 y 1.00 m. de altitud, su ancho varía entre 30 y 50 km. Y tiene una suave inclinación hacia el Sur y Suroeste. Esta unidad fisiográfica se extiende hasta el territorio chileno y se encuentra deisectada por numerosas quebradas secas de sauce ancho y de poca profundidad. A la altura de la ciudad de Tacna ha sido fuertemente erosionada por el rio Caplina, que ha labrado un valle ancho y formado un amplio cono deyectivo en su desembocadura. desembocadura. 3) El cono deyectivo del rio Caplina constituye otra unidad fisiográfica, se inicia en las cercanías de Punta Magollo y se ensancha progresivamente aguas bajo hasta alcanzar el Océano, adoptando una forma triangulas cuya base mide aproximadamente 20 km. La topografía de este abanico aluvial es completamente llana con suave inclinación al oeste (10 a 12 m. por mil) y esta surcada por numerosas quebraditas superficiales. superficiales. En el sector comprendido entre un punto situado a 3 km. Al norte de la Hda. La Morena y la Hda. Los Palos, la superficie del cono aluvial está atravesada por numerosas quebradas pequeñas, que constituyen un drenaje apretado con orientación predominante al S 40° O y que pueden ser consideradas como cauces originados por las desviaciones rápidas del rio Caplina durante las grandes avenidas, la existencia de capas de lodo de regular espesor y Extensión en la zona que se extiende aguas abajo de Tacna, confirma en parte este hecho.
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El cono aluvial ha sido formado principalmente por el acarreo del rio Caplina, con aporte de las quebradas Honda y Ospicio. La acción erosiva del rio Caplina ha sido muy intensa durante el Cuaternario, habiendo cortado notablemente la planicia. En la altitud de la ciudad de Tacna, existe una diferencia de nivel de 340 m. entre la Pampa de Alto de la Alianza y el Piso del Valle. 4) En el borde oriental del cuadrángulo de Tacna, aproximadamente desde los mil metros de elevación, se destaca un rasgo de expresión topográfica particular al que se ha denominado Superficie de Huaylillas. Es una Superficie caracterizada por un plano suavemente inclinado hacia el Sur y originada por la erosión de los tufos rio líticos blancos y blandos de la parte superior de la formación Huaylillas; esta acción erosiva ha alcanzado los horizontes superiores de los tufos rio líticos rosados del miembro medio de dicha información, que son característicos por su alto grado de compactación y dureza, y sobre el cual se ha formado la Superficie. DRENAJE DRENAJE Los ríos Caplina y Sama son los cursos principales de drenaje del área estudiada, ambos constituyen la única fuente permanente de agua que proviene de las precipitaciones pluviales y deshielos de los nevados situados en sus cuencas colectoras. Los cuadrángulos de la Yarada y Tacna están atravesados por los tramos inferiores de estos ríos, así como por las numerosas quebradas que complementan el drenaje General de la Región RIO CAPLINA El rio Caplina nace en la Cordillera del Barroso a 5,800 m.s.n.m. los deshielos de los nevados Tacora y Yurimani que se encuentran en dicha cordillera constituyen una de las fuentes de alimentación del rio y de los numerosos afluentes de su curso superior. El curso del rio Caplina tiene un rumbo promedio de S 35 O y su longitud se calcula en 118 km. Dentro del cuadrángulo de Tacna se encuentra solo un pequeño tramo del canal de arrastre de este rio y su cono deyectivo con una longitud total de 44 km. QUEBRADA VILAVILANI VILAVILANI Otro curso de agua de menor importancia está constituido por la quebrada de Vilavilani que toma diversos nombres locales a lo largo de su trayecto de 104 km. Así desde sus nacientes hasta su desembocadura se denomina sucesivamente: QDA. Millune, Palcota, QDA. Chucchuco, QDA. Viñani, QDA. Molles y QDA. Ospicio. Dentro del área tiene 53 km. De largo. El tramo inferior de esta quebrada permanece seco casi todo el año, solo en esta época de lluvias en la cierra conduce un pequeño caudal de agua. A la altura del Puesto de Frontera, desemboca por su margen izquierda la quebrada La Garita, cuyo sauce seco de fondo plano, presenta taludes verticales de 2 a 3 metros como máximo; en estos cortes se pueden observar una sucesión de depósitos de origen eólico e hídrico, que nos indican la alternancia de periodos seco y húmedos; sin embargo, la espesa cubierta eólica AV.BOLOGNESI 1950 - TACNA
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que se extienden a ambos lados de su curso y la ausencia casi absoluta de vegetación no sugieren que durante un largo periodo no ha habido circulación de agua por su lecho, con excepción de los cortos lapsos de lluvias eventuales que han producido corrientes efímeras. La quebrada de La Garita se forman por la confluencia de las quebradas Cauñani y Espíritus, cuyos cursos superiores cortan los tufos rio líticos de la formación Huaylillas, donde han labrado sauces estrechos de laderas empinadas, con numerosos conos de escombros compuestos de rocas volcánicas. DEPOSITOS ALUVIALES (+ 100 m.) m.) Estos depósitos están constituidos por conglomerados, arenas y arcillas inconsolidados que se intercalan irregularmente, cubriendo aproximadamente el 30% del área mapeada. Los conglomerados consisten principalmente de cantos de forma redondeada hasta su angular de diferentes tipos de rocas volcánicas y en menor proporción de rocas intrusivas sus dimensiones varían entre 1 y 30 cm. De sección, predominando en término medio los cantos de 10 a 20 cm. En el cuadrángulo de Tacna estos depósitos constituyen el cono de deyección del rio Caplina y sus tributarios; en la Yarada, los depósitos aluviales se encuentran en los bordes de la planicie costanera. El grosor de los depósitos aluviales varia desde pocos metros hasta más de 100, pues en los pozos perforados en Tacna y la Yarada para la extracción de agua subterránea, se han atravesado más de 100 m. de estos materiales. DEPOSITOS EOLICOS (10 m.) Acumulaciones Acumulacio nes de arenas de origen eólico se encuentran en las pampas de Cruz Verde, la Yarada y Hospicio, formando una delgada cubierta discontinua que algunas veces constituyen tunas y médanos, tal como se observa en el sector situado entre Cruz Verde y Pampa de Hospicio. RECURSOS HIDRICOS Los ríos Caplina y Sama constituyen la fuente acuíferas principales del área estudiada. La quebrada Vilavilani cuyo caudal es incrementado por las aguas del canal Maure, que en la actualidad remplaza al antiguo canal de Uchusuma, aporta otro caudal de agua importante para el riego de los diferentes cultivos del valle de Tacna. AGUAS SUBTERRANEAS Existe unanimidad de criterios para establecer que las aguas subterráneas del Valle de Tacna don originadas por las infiltraciones de los caudales del rio Caplina y Quebradas asociadas. Para el aprovechamiento de dichas aguas se han perforado, desde el año 1,904. Los pozos perforados se agrupan en 3 sectores o zonas de prospección hidrológica:
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Primera Zona: Se extiende desde la ciudad de Tacna hasta la irrigación de Magollo, aproximadamente 11 km. Aguas debajo de dicha ciudad. Segunda Zona: Abarca una área que se extiende desde la rivera marina hasta aproximadamente 11 km. Tierra adentro con un ancho de 20 km. Tercera Zona: Comprende la Pampa Magollo 2.1 Sismicidad Sismicidad Dentro del contexto de la tectónica de placas los fenómenos sísmicos son en su gran mayoría, resultado de la interacción entre bordes de grandes placas litosféricas que convergen junto a los márgenes continentales activos y que tiene un efecto atenuado para las áreas especificadas en el estudio, debido a la lejanía en la que se encuentra el área evaluada. 2.2 Parámetros de Sismos Sismos
Conforme lo mencionado en la norma sismo-Resistente E-030, el país se encuentra dividido en las zonas siguientes:
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Zona 1.- Comprende la ciudad de Iquitos, y parte del Departamento de Iquitos, parte del Departamento de Ucayali y Madre de Dios; en esta región la sismicidad es baja. Zona 2.- En esta zona la sismicidad es medía. Comprende el resto de la región de la selva, Puno, Madre de Dios, y parte del Cusco. En esta región los sismos se presentan con mucha frecuencia, pero no son percibidos por las personas en la mayoría de las veces. Zona 3.- Es la zzona ona de la sierra Comprende toda la Sierra peruana, de Tumbes a Tacna, la sierra norte y central, así como, parte de ceja de selva. Zona 4.- Es la zona de más alta sismicidad. Comprende Comprende toda la costa peruana, de Tumbes a Tacna, es la zona más afectada por los fenómenos telúricos. De acuerdo al mapa de Zonificación Sísmica del Perú, la zona de estudio se encuentra ubicada en Tacna, por tanto en la Zona 4, correspondiéndole una Sismicidad alta con intensidad mayor de VII en la escala modificada de Mercalli, los registros históricos dan una aceleració aceleración n de la gravedad del terreno de hasta 0.45 g; y del desplazamiento continental relacionada a la tectónica de placas, un coeficiente que varía desde 0.10 hasta 0.30. Las Fuerzas sísmicas horizontales cortantes en la base pueden calcularse de acuerdo a las normas de diseño sismo resistente E-030, del Reglamento Nacional de Edificaciones, según la siguiente relación: V
Z xU xS xC x P R
Donde: V = CORTANTE BASAL Z= FACTOR DE ZONA U= FACTOR DE USO S= FACTOR DE AMPLIFICACIÓN DEL SUELO C= FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA R =COEFICIENTE DE REDUCCIÓN P= PESO DE LA EDIFICACIÓN En el mapa de Zonificación Sísmica de la Zona, se observa que el perfil de suelo para la zona de estudio estudio es tipo S2, el ccual ual ccorresponde orresponde a estratos Intermedios. Esto es válido válido para la zona en donde se se proyecta empla emplazar zar la estructura proyectada. El valor del periodo predominante del suelo es adoptado de la norma E-030 del RNE. CUADRO I COEFICIENTES SÍS MICOS
ZONA 4 FACTOR DE USO FACTOR DE AMPLIACION DEL SUELO PERIODO PREDOMINANTE
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Z = 0.45 U = 1.3 S = 1.05 Tp(s) = 0.60 Tl (s) = 2.0
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INVESTIGACION INVESTIGACIONES ES EN CAMPO
3.-
Todos los trabajos de campo fueron realizados, por personal especialista programándose de tal manera que toda el área de investig investigación ación fuera cubierta. Así, se excav excavó ó tres (03) Calicatas a cielo abierto, la cual se profundizo hasta un máximo de 3.00 mts. Este sondaje se ubicó de tal forma que permitan establecer una información estratigráfica de la zona zona caracterizando el tipo de suelo de la misma, así como la toma de muestras disturbadas en la excavación excavació n reali realizada, zada, en cantidad su suficiente ficiente para su análisis y realiz realización ación de ensayos de laboratorio tendiente a conocer las características físicas mecánicas de la zona. Las características físicas y mecánicas del material extraído se pueden ver en los registros correspondientes de los perfiles estratigráficos. No se encontró presencia de la napa freática.
CUADRO DE CALICATAS Calicata
4.-
Prof. (m)
NIVEL FREATICO
CALICATA 01 0.00 – 3.00
NO SE ENCONTRO
CALICATA 02 0.00 – 3.00
NO SE ENCONTRO
CALICATA 03 0.00 – 3.00
NO SE ENCONTRO
ENSAYOS DE LABORATORIO
Los ensayos se realizaron en base a las muestras obtenidas y seleccionadas como representativas en la etapa de trabajo de campo. Los trabajos de gabinete y ensayos se realizaron en laboratorio propio de TECOSUR SRL; A continuación continuación se detall detallan an los ens ensayos ayos reali realizados: zados: 4.1 Ensayos Estándar Con las muestras de suelos tomadas en el campo se han efectuado los siguientes ensayos, con fines de identificación de suelos: Analisis Granulomètrico Granulomètrico p por or Tamizado Norma ASTM D 422 Lìmite Lìquido
Norma ASTM D 4318
Lìmite plástico
Norma ASTM D 4318
Contenido de Humedad
Norma ASTM D 2216
Densidad máxima y Mínima 4.2
Ensayos Especiales
- Análisis quí químicos micos para determinar el contenido de: - Sales Solubles Totales (ASTM D1889). AV.BOLOGNESI 1950 - TACNA
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- Porcentaje de Sulfatos
(ASTM D516).
- Porcentaje de Cloruros
(ASTM D512).
Los resultados se muestran en el Anexo – Resultado de los Ensayos de Laboratorio. De los resultados obtenidos se constata constat a la presencia, hasta la profundidad máxima explorada, que en términos generales el suelo de la zona en estudio está constituido por Arenas limosas (tierra de de ch chacra) acra) en el primer estrato y de Grav Gravas as arenosas mal gra graduadas duadas con p poco oco limos No plásticos, en estado semi semi compacto, siendo suelo sueloss de lecho de río clasificado clasificadoss como GP; No se encontró Napa Freática. Se reseña brevemente la estratigrafía de las exploraciones: 4.3 Perfiles estratigráficos estratigráficos Calicata 01 estrato 01 Está stá co con nstitu tituid ida a por Are nas lim osa s (ti err a de cha cr a) has ta la pr ofu ndi dad de 2.30 m. color marrón claro en estado semi denso Calicata 01 estrato 02 Está constituido por gravas arenosas mal graduadas con poco finos No plásticos, en es t ad o s em i c o m pa ct o , pres presenta enta Bolo Bolonerí nería a aisl aislada ada sien siendo do suel suelos os de lech lecho o de rio colocados por gravedad por el transport transporte e de las aguas. Presenta partículas de canto rodado hasta de 10” de diámetro.
Calicata 02 estrato 01 Está stá co con nstitu tituid ida a por Are nas lim osa s (ti err a de cha cr a) has ta la pr ofu ndi dad de 2.00 m. color marrón claro en estado semi denso Calicata 02 estrato 02 Está constituido por gravas arenosas bien graduadas con poco finos No plásticos, en es t ad o s em i c o m pa ct o , pres presenta enta Bolo Bolonerí nería a aisl aislada ada sien siendo do suel suelos os de lech lecho o de rio colocados por gravedad por el transport transporte e de las aguas. Presenta partículas de canto rodado hasta de 10” de diámetro.
Calicata 03 estrato 01 Está stá co con nstitu tituid ida a por Are nas lim osa s (ti err a de cha cra ) has ta la pr ofu ndi dad d e 2.0 m. color marrón claro en estado semi denso. Calicata 03 estrato 02 Está constituido por gravas arenosas mal graduadas con poco finos No plásticos, en es t ad o s em i c o m pa ct o , pres presenta enta Bolo Bolonerí nería a aisl aislada ada sien siendo do suel suelos os de lech lecho o de rio colocados por gravedad por el transport transporte e de las aguas. Presenta partículas de canto rodado hasta de 10” de diámetro.
5.-
AGRESIÓN AL SUELO DE CIMENTACIÓN
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Con la finalidad de estimar el grado de agresividad del suelo hacia las estructuras de concreto y acero proyectada, se realizaron los ensayos químicos consistentes en la determinación de cloruros y sulfatos presentes en las muestras de la calicata. Sin embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea que reacciona reacciona con el concreto; de ese modo el deterioro de con concreto creto ocurre bajo el nivel freático, zona de ascensión capilar o presencia de agua infiltrado por otra razón (rotura de tuberías t uberías lluvias extraordinarias extraordinarias,, inundaciones, etc). De los resultados resultados de los análisi análisiss químicos efectuados y obtenidos a partir de las mu muestras estras de la calicata C-01, tenemos:
CALICATA 01 2do ESTRATO
ELEMENTO QUIMICO
PARAMETROS
RESULTADO DEL ENSAYO
GRADO DE AGRESIVIDA AGRES IVIDAD D
1270 ppm.
MODERADO
1120 p.p.m.
MODERADO
1000 a 2000 CLORUROS
ppm. 1000 a 2000
SULFATOS
ppm..
Para interpretar los resultados obtenidos se han usado los siguientes cuadros:
Cuadro Obtenido de la Norma Técnica Peruana E-060
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Se concluye concluye que el e estrato strato de suelo que forma pa parte rte del con contorno torno contiene concentra conc entracion ciones es m od er ad a s de Sul Sulfatos fatos y Clo Cloruros ruros;; por lo que de acuerdo a las Normas Técnicas de Edificaciones, se recomienda el uso de cemento tipo IP para las estructuras de concreto en contacto con el suelo
6.- ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 6.1
Profundidad de la Cimentación. Cimentación.
Basado en los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles y registros estratigráf estratigráficos, icos, características característi cas de las estructur estructuras as a edificar, se recomienda cimentar a partir de una profundidad mínima de Df = 2.00 m con respecto a la superficie del terreno natural sobre material granular y/o gravoso (GP – GW) Cabe señalar que el nivel del piso terminado se encuentra por sobre el de terreno natural entre 0.50 y 1.00 m. 6.2
Tipo de Cimentación. Cimentación.
Teniendo en cuenta las características del proyecto y el tipo de suelo, corresponde a un diseño de cimen cimentaciones taciones armadas, apoyad apoyados os sobre el estra estrato to granu granular lar gravo arenoso. 6.3
Cálculo de la capacidad portante.portante.-
Para los ccálculos álculos de la ccapacidad apacidad por portante tante ad admisible misible d del el ssuelo uelo d de e fundación, se consideraron las ecuaciones de Terzaghi modificadas por Vesic: Los parámetros utilizados en los cálculos de la cimentación de la estructura proyectada, consistente en zapatas aisladas, se tomaron de los ensa ensayos yos físicos efectuados a la ma matriz triz del material gravo arenoso (GP), del estrato donde se estima se cimentará dicha estructura. Aplicando el Método indirecto (Densidad Relativa Relativa)) Determinación Determinació n del Ángulo de Fricción Interna
Para la
(O),
(fórmula de Meyerho Meyerhof,f, suelos
granulares con menos de 5 % de finos. (pasante la malla Nº 200)
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Angulo de Frìcciòn 0.15*Yrel Frìcciòn = 30 + 0.15*Yrel Yrel = (Ymax/Ynat)*(Ynat-Ymin)/(Ymax-Ymin)*100 En donde: Yrel
= Densidad Relativa
Ymax. = Densidad Maxima Ynat. = Densidad Natural Ymin = Densidad Mínima En el presente estudio tenemos : Densidad Relativa C-1 = 50.70 % Aplicando la fórmula : Angulo de Fricción Fricción Calicata N° 1 = 37.61º Cohesión
= 0.0 kg/cm
Densidad Relativa C-2 = 50.90 % Aplicando la fórmula : Angulo de Fricción Fricción Calicata N° 2 = 37.64º Cohesión
= 0.0 kg/cm
Densidad Relativa C-3 = 53.60 % Aplicando la fórmula : Angulo de Fricción Fricción Calicata N° 1 = 38.04 Cohesión
= 0.0 kg/cm
Para la aplicación de la capacidad portante, se aplica la teoría de Terzaghi para el caso de zapatas aisladas ( cuadradas ). Ver formato de capacidad portante En donde : Qult.
= Capacidad ültima de Carga
Qadm = Capacidad de Carga Admisible FS
= Fact Factor or de Seguridad
Yd
= Peso específic específico o ó Densidad Natural seca (Kg/m3)
B
= Ancho de la Cimentación
DF
= Profundidad de la Cimentación
Nc, Nqs, Ny = Factores de Capacidad de carga Para la aplicación de la capacidad portante, se aplica la teoría de Terzaghi. a)
Capacidad Portante para suelos granulares. granulares.(ver (ver formatos de cálculos)
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Calicata CAPACIDAD PORTANTE CALICATA 01 3.04 Kg/cm2 (Df=2.30 m.) CALICATA 02 2.72 Kg/cm2 (Df=2.00 m.) CALICATA 03 2.81 Kg/cm2 (Df=2.00 m.) 6.4
Análisis de Asentamientos sentamientos
Se ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento asentamient o
total de la cimentación a 1”
(2.54cm.). Así, el asentamiento elástico inicial según la Teoría de la elasticidad (Lambe y Withman, 1,969), está dado por:
Donde: S = Asentamiento (cm) Q = Esfuerz Esfuerzo o neto transmitido Es = Módulo de Elasticidad u = Relación de Poissón ME.=Módulo de elasticidad 7.- COEFICIENTE DE BALASTRO Ante la imposibilidad imposibilidad de reali realizar zar un ensayo de plac placas as para obtener el coe coeficiente ficiente de balast balastro, ro, se ha determinado este mediante tablas realizadas para los diferentes tipos de suelos. Gravas gruesa con arena gruesa Coeficiente Coeficient e de balastro = 15.0 - 20.0 kg/cm3 Gravas gruesa con poca arena Coeficiente Coeficient e de Balastro = 15.0 – 20.0 kg/cm3 El terreno en estudio presenta gravas bien graduadas con arenas gruesas Por lo que se deberá considerar el sgte. Valor AV.BOLOGNESI 1950 - TACNA
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COEFICIENTE DE BAL BALASTRO ASTRO = 15.0 kg kg/cm3. /cm3.
8. -
OBSERVACIONES
a) El terreno en estudio se encuentra u ubicado bicado en la calle Saucine S/N - Distrito Tacna Provincia de Tacna. b) No se encontró nivel freático hasta la profundidad alcanzada. c) De los resultados obtenidos se constata la presencia, hasta la profundidad máxima explorada, que en términos generales el suelo de la zona en estudio está constituido por Arenass limos Arena limosas as en el prime primerr estr estrato ato y de Grava Gravass areno arenosas sas mal gradu graduadas adas con poco finos No plásticos en el segundo estrato, clasificadas como GP. Y GW.
9.-
CONCLUSIONES
1. Por los sondajes efectuados, se determin determina a que la cimentación de las estructuras se efectuará efectuar á en el estr estrato ato de gravas arenosas, las cuales tienen como propiedad buena a la resistencia al corte. 2. El diseño de la cimentación de las ciment cimentaciones aciones proyectadas proyectadas,, deberá utilizar los siguientes paráme parámetros: tros:
Tipo de cimentación: El tipo de cimentación ser será á superf superficial, icial, pudiendo utilizarse cimientaciones armadas.
Estrato de apoyo de la cimentación: Se cimentará siempre sobre el estrato gravo arenosos. No se cimentará sobre relleno o en zona con presencia de arcillas y limos.
Nivel de cimentación: De acuerdo con las características del subsuelo, así como de la estructura a construir, se ha considerado para el análisis una profundidad de cimentación mínima de 2.00 metros (Df=2.00 m.) con respecto a la superficie del terreno sobre el material granular.
En caso de encontrarse material arenosos a más profundidad del desplante recomendado,
se deberá utilizar sub zapatas o solados que descansen sobre suelos gravo arenosos.
Capacidad portante admisible del terreno: La capacidad admisible máxima para ser considerado en el diseño es de: Calicata 01 = 3.04 Kg/cm2. (Df = 2.30) Calicata 02 = 2.72 Kg/cm2. (Df = 2.00) Calicata 03 = 2.81 Kg/cm2. (Df = 2.00)
El Df o profundidad de desplante en la calicata fue tomada a partir del nivel de terreno
natural.
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Parámetros de diseño sismo-resistente: CO EFI CI EN TES TES SÍ S MI CO S
ZONA 4 FACTOR DE USO FACTOR DE AMPLIACION DEL SUELO PERIODO PREDOMINANTE
10.-
Z U S Tp(s) Tl (s)
= = = = =
0.45 1.3 1.05 0.60 2.0
RECOMENDACIONES
a) En cualquier caso en que al nivel de cimentación se encuentre un lente de desechos o bolsón de arcillas o material limoso, deberá profundizarse la excavación hasta haber sobrepasado en por lo menos 20 cms en el suelo granular y vaciar en la altura de sobre ex excavación cavación efectuada un falso cimiento de concreto ciclópeo. b) Se recomienda el u uso so de cemento Tipo IP para las estructuras de concreto en contacto con el suelo. c) El relleno sobre las estructuras debe ser compactado al 95% de la máxima densidad seca, considerando los datos siguientes: - Compactación Compact ación en capas
20 cm como máximo
d) Los trabajos de excavación deben ser supervisados por el ingeniero de seguridad de la obra. e) Los niveles de cimentación finales los definirá el profe profesional sional encargado de la formulación del proyecto, de acuerdo a las secciones y perfiles topográficos f) Cualquier di dificult ficultad ad no prevista en presente estudio deber ser resuelta durante el proceso constructivo, construct ivo, atendiendo a las especificaciones técnicas y a
lo previsto en el
REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES. g)
Los suelos del área de estudio están considerados como suelos de tipo Normal, siendo necesario para el movimiento de tierras, herramientas standares, tales como pala, picos, barretas etc.
h) Las conclusiones
y los resultados de este estudio son válidos sólo para la zona
investigada investigad a y con fines de cimentación. Su uso en zonas diferentes o para otros fines no es responsabilidad del suscrito.
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ANEXO 01 ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO 02 02 PERFIL ESTRATIGRAFICO
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ANEXO 03 03 UBICACIÓN DE CALICATAS
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ANEXO 04 04 FOTOS
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