01.00 informe de suelos gilatamarca-puno
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Informe de Estudio de Mecánica de Suelos con Fines de CimentacionTRANSCRIPT
Centro De Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, DistritoÁcora, Provincia Puno, Departamento Puno
PERCY JORGE GARCIA CHAIÑA CONSULTORINGENIERO CIVIL REG. N° C4311REG. CIP N° 72144
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ESTUDIO GEOTECNICO CON FINES DE CIMENTACION
Nombre del Proyecto:CREACION DEL CENTRO DE SERVICIOS – TAMBO
EN EL CENTRO POBLADO GILATAMARCA,DISTRITO ÁCORA, PROVINCIA PUNO,
DEPARTAMENTO PUNO.
Solicitante : MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION YSANEAMIENTO/PROGRAMA NACIONALTAMBOS
Centro Poblado: GILATAMARCADistrito : ÁCORAProvincia : PUNODepartamento : PUNO
OCTUBRE – 2015
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INDICE1.00 GENERALIDADES
1.1 Objetivos del Estudio
1.2 Ubicación y Accesos
1.3 Topografía
2.00 DESCRIPCION GEOLOGICA2.1 Geografía
2.2 Geomorfología
2.3 Geología Local
2.4 Geodinámica externa
3.00 INVESTIGACIONES EFECTUADAS3.1 Trabajo de Campo
3.2 Trabajo de Laboratorio
3.3 Clasificación de suelos
3.4 Estratigrafía
4.00 ANALISIS DE LA CIMENTACION5.00 CAPACIDAD PORTANTE6.00 ANALISIS DE ASENTAMIENTOS7.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ANEXOSANEXO I : Ensayos de Laboratorio
ANEXO II : Registro de Excavaciones
ANEXO III : Plano de Ubicación
ANEXO IV : Ilustración Fotográfica
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INFORME TECNICO1.00 GENERALIDADES
1.1 OBJETIVOEl presente Informe Técnico tiene por objeto reportar las características
geotécnicas del terreno en el cual se ubica el Centro De Servicios – Tambo
en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno,
Departamento Puno, el estudio del área elegida se ha efectuado mediante
una investigación geotécnica que involucra trabajos de exploración de
campo y ensayos de laboratorio, necesarios para definir el perfil
estratigráfico del área de emplazamiento.
1.2 UBICACIÓN Y ACCESOSDepartamento : Puno
Provincia : Puno
Distrito : Ácora
Centro Poblado : Gilatamarca
GRAFICO Nº 01
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Ubicación Política del Centro Poblado Gilatamarca
Coordenadas UTM Datum WGS84 Zona 19 (referencial)
Este (X) : 379553.00
Norte (Y) : 8175736.00
Altitud : 4,460 m.s.n.m. (referencial)
Región : Sierra
GRAFICO Nº 02
Vista satelital de la ubicación del Tambo Gilatamarca
o
1.2.1 VÍAS DE ACCESOEl acceso para llegar a la zona de intervención es como indica el siguiente
cuadro (referencial):
CUADRO Nº 01
Ítem Descripción Tipo de vía Medio Distancia(km.)
1 Lima - Juliaca Aérea Avión 838.00
2 Juliaca – Puno Carreteraasfaltada Bus 45.00
3 Puno – Pichacani Laraqueri Carreteraasfaltada
Vehículoparticular 40.00
4 Pichacani Laraqueri – C.P.Gilatamarca
Trochacarrozable
Vehículoparticular 70.00
UBICACIÓN DE LACONSTRUCCIÓN DEL
TAMBO
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1.3 TOPOGRAFIAEl relieve topográfico en la zona de estudio es ligeramente inclinado, con
una pendiente 1 %.
Área y Perímetro.-El área levantada correspondiente al terreno definido para el proyecto, es
del Centro Poblado Gilatamarca, cuya área y perímetro corresponde a:
Área : 2,500.00 M2Perímetro : 200.00 ML.
Linderos.-
Los linderos del perímetro corresponde a:
Por el Noreste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea
recta, con 50.00 ml.
Por el Suroeste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea
recta, con 50.00 ml.
Por el Noroeste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea
recta, con 50.00 ml.
Por el Sureste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea
recta, con 50.00 ml.
Coordenadas UTM del Perímetro.Las coordenados UTM corresponden al siguiente cuadro:
CUADRO Nº 02
VERTICE ESTE NORTE
A 379564.0862 8175791.5926B 379589.0894 8175748.2932c 379545.7900 8175723.2900D 379520.7868 8175766.5894
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2.00 DESCRIPCION GEOLOGICA
2.1 GEOGRAFIA
El Distrito de Ácora, donde se ubica el tambo limita con los siguientes
distritos y provincias:
Por el Norte: Limita con los distritos de Plateria y Pichacani.
Por el Sur : Limita con la provincia del Collao.
Por el Este : Limita con el lago Titicaca.
Por el Oeste: Limita con el distrito de Pichacani.
2.2 GEOMORFOLOGIA
La zona de estudio se encuentra básicamente sobre una terraza aluvial. De
acuerdo al INGEMMET (Ver Gráfico N° 03), esta localidad se encuentra
sobre la unidad geomorfológica:
Altiplano
En general esta unidad tiene una extensión considerable y se desarrolla
sobre altitudes que oscilan entre 3900 y 4000 m.s.n.m., con una superficie
relativamente ondulada en la que algunas veces se presentan cauces
antiguos de ríos abandonados. Los ríos actuales desarrollan meandros
sobre esta superficie.
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GRAFICO Nº 03
2.3 GEOLOGIA LOCALDe acuerdo al mapa geológico del INGEMMET (Ver Gráfico N° 04), esta se
encuentra litológicamente sobre las siguientes unidades:
Depósitos Fluvio-glacial (Qh-fg)
Estos depósitos se han formado por erosión de los depósitos morrénicos y
del substrato constituido por rocas pre-cuaternarias. Se trata de conos
aluviales que descienden de las parte laterales de los valles, construyendo
terrazas que rellenan los fondos en los valles y quebradas. Los depósitos
fluvio-glaciales están compuestos de gravas subangulosas a
subredondeadas, arenas en matriz limoarenosa, arcillas limosas y
materiales residuales no consolidadas.
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GRAFICO Nº 04
Qh-fg: Depositos Fluvio-glacial (33-v-II Pichacani), Actualizado 2000-2003.
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2.4 GEODINAMICA EXTERNA
De acuerdo a sus características topográficas (ver Gráfico 05) y a la
Información del INGEMMET, el área de estudios presenta susceptibilidad
alta a movimientos de masa sobre el área del tambo.
GRAFICO Nº 05
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GRAFICO Nº 06MAPA NEOTECTONICO DEL PERU 1991
TAMBOGILATAMARCA
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GRAFICO Nº 07MAPA DE AREAS DE DESLIZAMIENTO POR SISMO
Trocha carrozable
TAMBOGILATAMARCA
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GRAFICO Nº 08MAPA GEODINAMICO DEL PERU
TAMBOGILATAMARCA
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GRAFICO Nº 09MAPA DE INVENTARIO NACIONAL DE PELIGROS GEOLOGICOS DEL PERU
TAMBOGILATAMARCA
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2.4 SISMICIDADDe acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú (Ver GRAFICONº 10), según la nueva Norma Sismo Resistente ( NTE E-030 del
Reglamento Nacional de Edificaciones 2006 y actualizada el 2011) y del
Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el
Perú (Ver GRAFICO Nº 11), 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 media sismicidad (Zona 2), existiendo la
posibilidad de que ocurran sismos de intensidad tan considerables como Ven la escala Mercalli Modificada.
GRAFICO Nº 10
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GRAFICO Nº 11MAPA DE DISTRIBUCION DE MAXIMAS INTENSIDADES SISMICAS DEL PERU
TAMBOGILATAMARCA
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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, y obras menores, los siguientes
parámetros, según la siguiente;
CUADRO Nº 03
(Z) Factor de Zona
(S) Factor de ampliación del suelo
(Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro
TIPO DE SUELO Z Tp(S) S
0,9
0,40
1,4
1,00
Arcillas, Arenas con Gravas oGravas Arenosas
Rocas Sedimentarias
0,3
0,3
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3.00 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS EFECTUADAS3.1 TRABAJOS DE CAMPO
La exploración del subsuelo del área comprometida en el Proyecto se realizó
mediante 01 calicata o excavación a cielo abierto ubicándose en la parte
central del área donde se construirá el Tambo. En el siguiente cuadro se
indica la ubicación de las excavaciones:
CUADRO Nº 3
UBICACIÓN DE EXCAVACIONES
EXCAVACION COORDENADAS PROF. (m)
ESTE NORTE
C-1, M-1 379553 8175736 3.00
3.1.1 Muestreo DisturbadoSe extrajo una muestra representativa del tipo de suelo encontrado en
cantidad suficiente como para realizar los ensayos de Corte Directo.
3.1.2 Registro de ExcavacionesParalelamente al muestreo se realizó la descripción de cada una de
las exploraciones, anotándose las principales características de los
estratos encontrados tales como: color, humedad, plasticidad, etc.
(Ver GRAFICO Nº 12 – Registro de Excavación)
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GRAFICO Nº 12
:
SOLICITANTE :UBICACIÓN :FECHA :CALICATA : C-1
Tipo
Exca
vaci
on
Mue
stra
Sim
bolo
gia
Clas
ifica
cion
SUC
S
0.100.200.300.400.500.600.70
0.800.901.001.101.201.301.401.501.601.701.801.902.002.102.202.302.402.502.602.702.802.903.00
REGISTRO DE EXCAVACION
Centro De Servicios – Tambo En El Centro PobladoGilatamarca, Distrito Acora, Provincia Puno,Departamento PunoMVCS - PNTGilatamarcaOctubre de 2015
M1 Grava Arcillosa, Mezclas de Grava, Arenay Arcilla
EXC
AVAC
ION
A C
IELO
ABI
ERTO
GC
PROYECTO
Prof
undi
dad
(m
)
Descripcion
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3.2 TRABAJOS DE LABORATORIOLa muestra representativa del suelo se ensayó en el Laboratorio No 2 de
Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad
Nacional de Ingeniería, efectuándose los siguientes ensayos:
ENSAYO DE CORTE DIRECTO (ASTM D3080/NTP 339.171) (Incluye
Análisis granulométrico por tamizado ASTM D- 422, Límite
líquido ASTM D4318, Límite plástico ASTM D4318)
PESO VOLUMETRICO DE SUELOS COHESIVOS (METODO DE LA
PARAFINA NTP 339.139)
ANALISIS QUIMICO CLORUROS (ASTM D-512)
ANALISIS QUIMICO SULFATOS (ASTM D-516)
ANALISIS QUIMICO SALES SOLUBLES TOTALES (MTC E-219)
Ver Anexo (Ensayos de Laboratorio).
3.3 CLASIFICACION DE SUELOSLos suelos representativos se han clasificado según el Sistemas de
Clasificación SUCS, según se muestra en el siguiente cuadro:
CUADRO Nº 5RESUMEN DE LOS ENSAYOS ESTÁNDAR DE LABORATORIO
L.L.: Límite líquidoI.P.: Índice plásticoC.H.: Contenido de humedad
Grava Arena Finos L.L. L.P. I.P.
C-1 M-1 0.00-3.00 43.2 31.5 25.3 43.2 16 27.2 GC
Calicata MuestraProfundidad
(m)
Granulometría (%) ClasificaciónSUCS
Límites (%)
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CUADRO Nº 6
CUADRO Nº 7RESULTADOS PESO VOLUMETRICO
Calicata MuestraProfundidad
(m)Clasificación
SUCS
PesoVolumetrico
(gr/cm3)
PesoVolumetrico
(gr/cm3)
C-1 M-1 0.00-3.00 GC 2.020 2.020
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3.4 ESTRATIGRAFIADe las investigaciones efectuadas en el campo a través de las
exploraciones, se ha podido establecer la siguiente estratigrafía del
subsuelo:
En el lugar de emplazamiento de la Calicata C-1, la información obtenida
nos permite establecer la siguiente estratigrafía:
En el lugar de emplazamiento de la calicata C-1, la estratigrafía muestra una
capa homogénea de un material de GRAVA ARCILLOSA hasta los 3.00 mt.
De profundidad.
Siendo la clasificación SUCS ASTM D2487 GC
4.00 ANALISIS DE LA CIMENTACIONDe acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, estratigrafía del
suelo, se determinó la capacidad portante en cada una de las Calicatas,
teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:
4.1 C-1, M-1Se estima con un criterio conservador los siguientes parámetros de
resistencia al esfuerzo cortante del subsuelo:
CUADRO Nº 8RESUMEN DEL ENSAYOS ESPECIAL DE CORTE DIRECTO
4.2 Según el diseño estructural, la alternativa de cimentación será mediante
zapatas de concreto armado de geometría rectangular, cuyas dimensiones
se especifican en los planos estructurales. La profundidad mínima de
cimentación será de 1.50 m.
C(Kg/cm2 )
Ф(Kg/cm2)
C-1 M-1 0.00-3.00 GC 0.12 29.7
Calicata MuestraCorte Directo
Profundidad(m)
ClasificaciónSUCS
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)NDS+NB2
1S+NCS(
F.S.
1=q qfqccad
5.00 CAPACIDAD PORTANTE5.1 C-1
La capacidad portante admisible se calcula aplicando la Teoría de
Alexander Vesic para cimentaciones superficiales adoptando el criterio de
falla local, mediante la siguiente relación:
Dónde:
q ad = Capacidad portante admisible (Kg/cm2)
C = Cohesión (Kg/cm2)
= Peso unitario del suelo (gr/cm3)
Df = Profundidad de cimentación
B = Ancho del cimiento
Nc, Nq, N = Factores de capacidad de carga
Sc, Sq, S = Factores de forma
F.S. = Factor de seguridad
Reemplazando datos, según corresponda para cada estribo y
considerando la influencia del nivel freático se obtiene:
GRAFICO Nº 9
q ad = 3.57kg/cm2
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E
I)u-qB(1=S
S
f2
6.00 ANALISIS DE ASENTAMIENTOSSe determinó los asentamientos a esperarse en la Calicata C-1, M-1; para tal
efecto se utilizó el método elástico para el cálculo de los asentamientos
inmediatos según la relación siguiente:
Dónde:
S = Asentamiento inmediato en cm.
u = Relación de Poisson
If = factor de forma (cm/m)
Es = Módulo de elasticidad (Ton/m2)
q = Presión de trabajo (Ton/m2)
B = Ancho de la cimentación (m)
Según los metrados de cargas, la presión de trabajo para la Calicata C-1, M-1
es 3.57 kg/cm2, con lo cual resulta:
CUADRO Nº 9
Material Tipo deCimentacion Df (m) B Qadm
(kg/cm2) S (cm) Rigida S (cm) FlexibleCentro
S (cm) FlexibleEsquina
S (cm) FlexibleMedio
1.00 1.00 2.50 0.04 0.05 0.03 0.05Cuadrada 1.50 1.30 3.57 0.07 0.10 0.05 0.09
2.00 1.40 4.56 0.10 0.14 0.07 0.122.50 1.60 5.58 0.14 0.20 0.10 0.17
ConcretoArmado
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7.00 CONTENIDO DE SALES
Se efectuó un ensayo de contenidos de sales en una muestra representativa de
material proveniente de la calicata C1 obteniéndose los siguientes resultados:
CUADRO N° 10
CUADRO COMPARATIVO DE SULFATOS Y SUGRADO DE AGRESIVIDAD AL CONCRETO
(VALORES EXPRESADOS EN PARTES PORMILLÓN)
CUADRO Nº 11RESULTADOS ENSAYOS QUÍMICOS
SO4 = Sulfatosppm = Partes por millón
Calicata MuestraProfundidad
(m)Clasificación
SUCS
SulfatosSolubles
(ppm)
Cloruros(ppm)
SalesSolublesTotales(ppm)
C-1 M-1 0.00-3.00 GC 2178 109 2394
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El porcentaje de ppm de sales solubles es SEVERO, por lo tanto se recomienda
utilizar Cemento Portland Tipo V en la preparación del concreto de los cimientos
de la estructura.
Para determinar el grado de agresividad del suelo a la cimentación de
estructuras se han realizado ensayos químicos a las muestras, determinando los
contenidos de sulfatos. De la comparación de los resultados obtenidos y los
límites permisibles de agresión de sulfatos al concreto, estos presentan un grado
de agresión SEVERO colindante a la C-1 y se recomienda Cemento Portland
Tipo V.
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8.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESEn concordancia con las investigaciones geotécnicas de campo y laboratorio
se deduce:
8.1 El presente Informe Técnico corresponde al Estudio Geotécnico con
Fines de Cimentación del Proyecto: Creación Del Centro De Servicios –
Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia
Puno, Departamento Puno.
8.2 El mencionado Proyecto consiste en la construcción Del Centro De
Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora,
Provincia Puno, Departamento Puno, según el diseño estructural, las
columnas se cimentarán mediante zapatas de concreto armado.
8.3 Las columnas se cimentarán mediante zapatas de concreto armado
desplantadas a una profundidad mínima de 1.50 m. Se calculó la
capacidad de carga admisible, obteniéndose:
C-1, M-1 : qad = 3.57 kg/cm2
8.4 Se calculó el asentamiento a producirse en las columnas por el método
elástico, obteniéndose:
S = 0.10 cm.
8.5 El material de relleno con material propio a colocarse sobre las zapatas
y sobre el cimiento, deberá ser compactado en capas de 0.30 m.
debiendo alcanzar un grado de compactación mínimo del 95 % de la
Máxima Densidad Seca del Ensayo Próctor Modificado. El material a
usarse para tal fin deberá ser del tipo granular de limpio a ligeramente
arcilloso con un contenido de finos no mayor de 12 % y el tamaño
máximo de las gravas no deberá ser mayor de 3” en su máxima
dimensión.
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8.6 Para efectos del cálculo de empuje activo sobre la zapata y verificar su
estabilidad, al material de relleno compactado se le asignará los
siguientes parámetros.
Angulo de fricción interna : 29.7
Cohesión, C (Kg/cm2) : 0.12
8.7 Presenta sales agresivas SEVERO por lo cual se podrá utilizar cemento
Portland Tipo V, en la preparación del concreto de los cimientos.
8.8 Según la información de campo proporcionada por el Área de Búsqueda de
terrenos el tipo de terreno de la zona del proyecto es NORMAL.
8.9 Las Conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente Informe
Técnico solo son válidos para el Centro De Servicios – Tambo en el
Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno, Departamento
Puno y no avala a otros que lo tomen como referencia.
8.10 Los suelos y sus características solicitadas son recomendaciones
técnicas, en algunos casos normativos y en otros de experiencias
profesionales. En cualquier caso será el contratista el responsable de usar
los suelos recomendados u otros existentes en la zona del proyecto que
cumplan o mejoren las características solicitadas”.
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BIBLIOGRAFÍA
Norma E-050 “Suelos y Cimentaciones” – Reglamento Nacional de
Construcciones
Norma E-030 “Diseño Sismo Resistente” – Reglamento Nacional de
Construcciones
INGEMMET – Mapas Geológicos
Braja M. Das “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”
Lambe - Whitman “Mecánica de Suelos”
A.C.I. “Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones”
Juárez Badillo – Rico Rodríguez “Mecánica de Suelos”
UNI – FIC - DAMS “Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones
Superficiales”
Alva Hurtado J. (1992), “Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones”,
Capítulo de Estudiantes ACI-UNI, Lima.
Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), “Soil Mechanics in Engineering Practice”,
John Wiley, New York.
Vesic A. (1973), “Análisis de la Capacidad de Carga de
Cimentaciones
Superficiales”, JSMFED, ASCE, Vol. 99.
Memorias del Seminario Taller, Mecánica de Suelos y Exploración
Geotécnica (2002) - Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas
y Mitigación de Desastres –Facultad de Ingeniería Civil – Universidad
Nacional de Ingeniería.
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ANEXO I ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO II CÁLCULO DE CAPACIDADPORTANTE Y ASENTAMIENTOS
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ANEXO III PLANO DE UBICACIÓN
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ANEXO IV ILUSTRACION FOTOGRAFICA
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VISTAS FOTOGRAFICAS DE LA CALICATA C-1
VISTA 01.- Vista panorámica de la ubicación de la Calicata C -1
VISTA 02.- Se aprecia la altura de 3.00 mt y Muestra de suelos de la calicata C-1