informe final de suelos-pamplona
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Ing. Johnny R. Olivares Mattos
Proyectos - Consultoria - 0bras
informe de descripcion e identificacion de suelos
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INFORME TÉCNICO
FINAL
ESTUDIO DE SUELOS CON FINES
DE CIMENTACIÓN
SOLICITADO:
PROYECTO:
ACTUALIZACION DEL PROYECTO Y ELABORACION DEL EXPEDIENTE
TECNICO DE REDES SECUNDARIAS Y CONEXIONES DOMICILIARIAS DE
AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN EL ASENTAMIENTO HUMANO
MARGEN DERECHA PAMPLONA ALTA SECTORES DISTRITO DE SAN JUAN
DE MIRAFLORES
UBICACION:
DISTRITO : LIMA
PROVINCIA : LIMA
DEPARTAMENTO : LIMA
DICIEMBRE-2008
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INDICE
1.0 GENERALIDADES1.1 Objeto del Estudio1.2 Ubicación del área en Estudio1.3 Características del Proyecto
2.00 INVESTIGACIONES EFECTUADAS2.1 Trabajos de Campo
2.1.1 Calicatas 2.1.2 Muestreo Disturbado2.1.3 Registro de Excavaciones
2.2 Ensayos de Laboratorio 2.3 Clasificación de Suelos3.0 DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO4.0 ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN
4.1 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector A,B) 4.2 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector C)
4.3 Cimentación de las redes de agua y alcantarillado5.0 EMPUJES LATERALES6.0 CONTENIDO DE SALES7.0 ASPECTOS SISMICOS8.0 TRATAMIENTO DEL RELLENO DE SANJAS
9.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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ANEXOS
ANEXO I
- Registros de Excavaciones
ANEXO II
- Resultado de los Ensayos de Laboratorio
ANEXO III
- Material Fotográfico
ANEXO IV
- Plano de Ubicación de Calicatas y Perfil Estratigráfico
ANEXO V
- Mapa de Zonificación Sísmica del Perú
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INFORME TÉCNICO
1.0 GENERALIDADES
1.1 Objeto del Estudio
El presente Informe Técnico tiene por objeto realizar un Estudio de Suelos
con Fines de Cimentación, para el Proyecto de “Actualización del
Proyecto y Elaboración del Expediente Técnico de Redes
Secundarias y Conexiones Domiciliarias de Agua Potable y
Alcantarillado en el Asentamiento Humano Margen Derecha
Pamplona Alta Sectores Distrito de San Juan de Miraflores”, el mismo
que se ha efectuado por medio de trabajos de exploración de campo y
ensayos de laboratorio, necesarios para definir el perfil estratigráfico del
área en estudio, así como sus propiedades de esfuerzo y deformación,
proporcionándose las condiciones mínimas de cimentación, indicándose
tipo y profundidad de los cimientos, capacidad portante admisible,
magnitud de asentamientos, así como la zonificación desde el punto de
vista de los tipos de suelos, a lo largo del trazo de las Redes de
Alcantarillado.
ED
1.2 Ubicación del Área en Estudio
El área de estudio se ubica en el Asentamiento Humano Margen Derecha
Pamplona Alta Sectores: Sector Virgen del Buen Paso (Ampliación) que
comprenden Corazón de Maria, Corazón de Jesús, ampliación 1° de
Enero. Sector Los Ángeles “C” Ampliación y Sector Los Laureles 2da
Ampliación,
en Distrito de San Juan de Lurigancho, Provincia de Lima, Departamento
de Lima.
1.3 Características del Proyecto
El proyecto consiste en la Instalación de redes secundarias y/o
conexiones domiciliarias de agua potable, Buzones, y estructuras anexas.
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2.0 INVESTIGACIONES EFECTUADAS
2.1 Trabajos de Campo
2.1.1 Calicatas
Con la finalidad de definir las características del subsuelo del área en
estudio, se realizaron 4 calicatas o pozo a cielo abierto, distribuidos
convenientemente en el área en estudio, con las siguientes profundidades:
CUADRO DE CALICATAS
(Redes de Agua y Desagüe, Laguna de Oxidación)
N° calicatas
Profundidad a
cielo abiertom
Observaciones
P-1 1.00 Subyace roca caliza
P-2 1.00 Subyace roca caliza
P-3 1.60 Subyace roca caliza
P-4 1.60 Subyace roca caliza
P-5 2.00 Subyace roca caliza
P-6 1.40 Subyace roca caliza
P-7 0.60 Subyace roca caliza
P-8 2.00 Subyace roca caliza
P-9 1.80 Subyace roca caliza
P-10 2.00 Subyace roca caliza
P-11 2.00 Subyace roca caliza
P-12 1.50 Subyace roca caliza
P-13 2.00 Subyace roca caliza
P-14 2.00 Subyace roca caliza
P-15 1.50 Subyace roca caliza
P-16 2.00 Subyace roca caliza
P-17 2.00 --P-18 2.00 --P-19 2.00 --P-20 1.90 Subyace roca caliza
Ver plano de ubicación de calicatas Anexo IV.
No se detectó el nivel freático a la profundidad explorada.
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2.1.2 Muestreo Disturbado
Se tomaron muestras disturbadas de cada uno de los tipos de suelos
encontrados, en cantidad suficiente como para realizar los ensayos de
clasificación e identificación de suelos.
Se extrajo asimismo 01 muestra representativa de para el Análisis
Microscópico de la Roca, Además se extrajo 03 muestra representativa de
los sectores en estudio, para realizar el análisis químico de sales
agresivas al concreto.
2.1.3 Registro de Excavaciones
Paralelamente al muestreo se realizó el registro de cada una de las
calicatas, anotándose las principales características de los tipos de suelos
encontrados, tales como: espesor, humedad, plasticidad, compacidad, etc.
2.2 Ensayos de Laboratorio
Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Mecánica de Suelos
GEOSERV-SAC y en el Laboratorio de de la Universidad Nacional de
Ingeniería- Facultad de Geología, Laboratorio de Espectrometría, de
acuerdo a la siguiente relación:
Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422.
Límite Líquido ASTM D-423.
Límite Plástico ASTM D-424.
Máximas y Mínimas
Contenido de Humedad ASTM D –2216
Análisis Químico del Contenido de Sales Agresivas al Concreto.
2.3 Clasificación de Suelos
Los suelos han sido clasificados de acuerdo al Sistema Unificado de
Clasificación de Suelos (SUCS), según se muestra en el siguiente cuadro:
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CUADRO DE CLASIFICACION
(Redes de Agua-Desagüe)
CALICATA Nº
P-1 P-3 P-4 P-5
Prof. (m) 0.20-1.00 0.60-1.00 0.50-1.60 1.10-2.00
Ret. Nº. 4 12.6 61.9 21.9 65.5
Pasa No. 200
62.1 7.9 36.40 3.5
L.L. --- -- -- ---
I.P. NP NP NP NP
SUCS GM GP-GM SM GW
CALICATA Nº
P-8 P-9 P-11 P-13
Prof. (m) 0.80-1.50 0.00-1.80 1.00-2.00 1.50-2.00
Ret. Nº. 4 61.8 61.9 31.9 62.2
Pasa No. 200
4.0 7.5 19.6 6.8
L.L. --- -- --- --
I.P. NP NP NP NP
SUCS GP GP-GM SM GP-GM
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CALICATA Nº
P-15 P-16 P-17 P-18
Prof. (m) 0.40-1.50 0.90-1.90 1.70-2.00 1.30-2.00
Ret. Nº. 4 62.7 27.2 --- ---
Pasa No. 200
6.44.4 2.4 2.0
L.L. --- -- --- --
I.P. NP NP NP NP
SUCS GP-GM SP SP SP
3.0 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO
En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se deduce la
siguiente conformación:
En general en las Calicatas P-1, P-2, P-7 el suelo esta conformado muy
súperficialmente por un suelo gravoso con partículas angulosas y suban
gulosas tipo detritus producto del fracturamiento e intemperismo de la roca
caliza, subyaciendo la Roca caliza.
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En general en las Calicatas P-3, P-4, P-5, P-6, P-8,P-9, P-10, P-11, P-13,
P-14, P-15 Y P-20 el suelo esta conformado por un suelo gravoso arenoso
con limos, de color beige, con partículas subangulosas y angulosas de
tamaños variables en buen porcentaje con presencia de fragmentos de
roca, subyaciendo la roca caliza hacia el fondo de la excavación, con
profundidades variables entre 1.50 y 2.00m
En general en las Calicatas P-1, P-2, P-7 el suelo esta conformado muy
súperficialmente por un suelo arenoso eolico, de grano fino, parcialmente
húmedo, semicompacto con gravillas y partículas angulosas aisladas, en
estado semicompacto.
4.0 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN
4.1 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector A y Sector
B)
Los Buzones se apoyarán sobre la roca calizas con diaclasas,
fisuradas, las cuales han sido clasificadas de acuerdo al South
African Council for Scientific and Industrial Research (CSIR),
empleando parámetros básicos de clasificación de Bienaski como
son: resistencia de la roca inalterada espaciamiento de fisuras,
estado de fisuras y condiciones del agua subterránea.
A continuación se proporciona la clasificación de una muestra
representativa
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Clasificación Geomecánica CSIR de Macizos de Roca Fisurada.
Parámetros de Clasificación Valor Descripción
Valuación
1. Resistencia del Material Inalterado 350 Kg/cm2 4
2. R.Q.D. 25%-50% 6
3. Espaciamiento de diaclasas 0.06 - 0.20 m 8
4. Estado de las Fisuras
Superficies muy rugosas 3
longitud de discontinuidad 6
separación 0.1-1mm, paredes 3
roca dura.
Relleno duro <5mm 2
Alteración 3
5. Aguas Subterráneas
Ninguna 15
6.Corrección por la orientación de las diaclasas
-2
VALUACION TOTAL
48
Clasificación de Rocas según el Total de Evaluación III
Descripción Media
Cohesión 0.20 Ton/m2
Angulo de Fricción de la Roca 27°
Luego, aplicando la Teoría de Bursman – Terzaghi (Terzaghi 1943), la
Capacidad Portante Admisible será de:
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Donde:
Peso Volumétrico de la Roca = 2.48
Ancho del cimiento B = 1.60
Profundidad de Cimentación DF = 1.50-2.00 m
Factor de Forma (1) Cf1 = 1.25
Factor de Forma (2) Cf2 = 0.85
Factores Adimensionales:
NC = 2 (N + 1)
N = ( + 1)
Nq =
Donde:
N = Tan2(45 + /2)
= 27°
Reemplazando valores:
N = 2.66
N = 9.94
NC = 11.95
Nq = 7.09
Asumiendo un Factor de Seguridad de FS=3, la Capacidad
Portante Admisible será de:
qad = 12 Kg/cm2
4.2 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (ZONA C)
En base a las exploraciones efectuadas, los buzones se apoyarán sobre
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los suelos arenosos de grano fino, con gravillas y gravas subangulosas en
poco porcentaje, en estado semicompacto, por medio de una losa armada
circular; las características de resistencia de las suelo de fundación se
obtiene mediante el resultado del ensayo de corte directo:
Densidad Seca Natural de 1.64 gr/cm3,
Angulo de fricción interna será de:
= 30°
Cohesión (C) = 0.00 Kgs/cm2
Pero tomaremos los parámetros delos suelos finos subyacentes
Luego, considerando la teoría de Karl Terzaghi, la Capacidad Portante
Admisible se puede calcular mediante la siguiente relación:
Donde:
Peso Volumétrico = 1.64 gr/cm3
Radio del Cimiento R = 0.80m
Profundidad de Cimentación Df = 1,5 y 2.0 m.
Factor de Seguridad FS = 3.00
Factores Adimensionales, función de N’q , N’
Reemplazando valores, se obtiene:
qad = 1.0 Kg/cm2
4.3 Cimentación de las Redes de Agua y Alcantarillado
De acuerdo a las calicatas ejecutadas y al perfil estratigráfico, se infiere
la siguiente zonificación Geotécnica
SECTOR A :
Se presenta rellenos muy superficiales de suelos gravosos arenosos
limosos con partículas subangulosas en buen porcentaje (detritus),
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subyaciendo la roca caliza
Las excavaciones se podrán realizar manualmente o mediante uso de
equipo mecánico y/o explosivos controlados.
La tuberías estarán apoyadas sóbrela roca caliza, sobre una cama de
afirmado y/o arena, con profundidades variables de 1.0 a 2.00m de
profundidad.
El Relleno de las zanjas se recomienda emplear un material de préstamo,
consistente en un suelo gravoso de cantera, compactado por capas y/o
podrá utilizarse el mismo material natural excavado, retirando las
partículas mayores de 3”, debidamente compactada por capas.
SECTOR B :
Se presenta rellenos muy superficiales de suelos gravosos arenosos
limosos con partículas subangulosas en buen porcentaje (detritus), con un
espesor variable de 1.50m a 2.00m subyaciendo la roca caliza
Las excavaciones se podrán realizar manualmente o mediante uso de
equipo mecánico.
La tuberías estarán apoyadas sóbrela roca caliza, sobre una cama de
afirmado y/o arena, con profundidades variables de 1.5 a 2.000m de
profundidad.
El Relleno de las zanjas se recomienda emplear un material de préstamo,
consistente en un suelo gravoso de cantera, compactado por capas y/o
podrá utilizarse el mismo material natural excavado, retirando las
partículas mayores de 3”, debidamente compactada por capas.
SECTOR C :
Se presenta suelos arenosos de grano fino tipo cólico, parcialmente
húmedo, en estado semicompacto, hasta la profundidad explorada de
2.00m
Las excavaciones se podrán realizar manualmente o mediante uso de
equipo mecánico.
La tuberías estarán apoyadas sobre la arena fina, con profundidades
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variables de 1.5 a 2.00m de profundidad.
El Relleno de las zanjas se recomienda emplear un material de préstamo,
consistente en un suelo gravoso de cantera, compactado por capas y/o
podrá utilizarse el mismo material natural excavado, retirando las
partículas mayores de 3”, debidamente compactada por capas.
5.0 EMPUJES LATERALES
Para la determinación de los Empujes Laterales sobre estructuras
enterradas, se empleará una distribución triangular de presiones. El
Empuje Total puede determinarse mediante la siguiente relación:
Donde:
Ko : Coeficiente de empuje en reposo.
H : Altura (m)
: Peso volumétrico de masa =1.64 ( arena), 2.22gr/cm3 ( grava)
KA = 1-sen
Para arenas:
Para : =30°
KA = 0.50
Para suelo gravoso:
Para : =35°
KA = 0.43
6.0 CONTENIDO DE SALES
Los resultados del análisis físico-químico efectuado con 03 muestras
representativa del subsuelo, muestran los siguientes valores:
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Calicata N°Profundidad
(m)Cloruros
ppmSulfatos
ppm
Sales Solubles
ppmP-4 0.0-1.60 0.519 0.160 1.398P-14 0.0-1.90 1.3226 0.233 2.70P-18 0.0-2.00 0.281 0.131 0.862Limites de agresividad
0.020 0.100 0.100
Dichos valores se encuentran por encima de los limites máximos
Permisibles de agresividad al concreto, pero lo que se recomienda emplear
Cemento Pórtland Tipo V en La preparación del concreto de los buzones y
un aditivo Hidrófugo tipo EUCO DM de Quimica Suiza o Plastiment HE de
Sika o similar, en la preparación del concreto de las losas y paredes del
buzón , a fin de impedir la corrosión del acero de refuerzo.
7.0 ASPECTOS SÍSMICOS
De acuerdo a la Información Sismológica, en el Departamento de Lima se
han producido sismos con intensidades promedio de VII - VIII, según la
Escala de Mercalli Modificada.
Por otra parte la zona en estudio se encuentra ubicada en la zona 3 del
Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, de acuerdo a la Norma Técnica de
Edificación E.030-Diseño Sismo Resistente.
La fuerza cortante total (V) pueden calcularse de acuerdo a las
Normas de Diseño Sismo Resistente según la siguiente relación:
Donde S es el factor suelo con un valor de:
Para suelo rocoso
S=1.0, para un período predominante de Ts=0.4 seg. y Z es el factor de
zona con un valor de Z=0.3 g.
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Para suelo arenoso
S=1.4, para un período predominante de Ts=0.9 seg. y Z es el factor de
zona con un valor de Z=0.3 g.
Ver Anexo V (Mapa de Zonificación Sísmica del Perú).
8.0 TRATAMIENTO DEL RELLENO DE ZANJAS
Para el relleno de zanjas, se deberá seguir el siguiente tratamiento.
Para los rellenos de zanjas se podrá usar el mismo material
excavado, retirando las partículas mayores de 2", compactada al
95% de la Máxima Densidad Seca del Ensayo de Proctor
Modificado (ASTM D-1557). En caso de encontrarse rellenos, serán
reemplazados por un material granular seleccionado, debidamente
compactado por capas.
El material de préstamo para rellenos de zanjas, consistiría en un
suelo gravoso de cantera, compactada por capas al 95% de la
Máxima Densidad Seca del Ensayo de Proctor Modificado, la misma
que deberá tener las siguientes características:
El material llenará los requisitos de granulometría dados en la
Tabla siguiente:
Tamaño de la Malla tipo AASHTO T-11 Y T-27
(ABERTURA CUADRADA)
Porcentaje en peso que pasa
GradaciónA
GradaciónB
GradaciónC
GradaciónD
2 pulg. 100 100 --- ---
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1 pulg.3/8 pulgNº4-(4.76 mm.)Nº10-(2.00 mm.)Nº40-(0.420 mm.)Nº200-(0.074 mm.)
--30 - 6525 - 5515 - 408 - 202 - 8
75 - 9740 - 7530 - 6020 - 4515 - 305 - 20
10050 - 8535 - 6525 - 5015 - 305 - 15
10060 - 10050 - 8540 - 7025 - 455 – 20
La granulometría definitiva que se adopte dentro de estos límites,
tendrá una gradación uniforme de grueso a fino.
La fracción del material que pase la malla N° 200, no debe exceder de
1/2, y en ningún caso de los 2/3 de la fracción que pase el Tamiz N°40.
La fracción del material que pase el Tamiz N° 40, debe tener un límite
líquido no mayor de 25% y un índice de plasticidad inferior o igual a 6%
determinados de acuerdo a los Métodos T-89 y T-91 de la AASHTO.
9.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se puede
concluir
lo siguiente:
El área de estudio se ubica en el Asentamiento Humano Margen Derecha
Pamplona Alta Sectores:Sector Virgen del Buen Paso (Ampliación) que
comprenden Corazón de Maria, Corazón de Jesús, ampliación 1° de
Enero. Sector Los Ángeles “C” Ampliación y Sector Los Laureles 2da
Ampliación,
en Distrito de San Juan de Lurigancho, Provincia de Lima, Departamento
de Lima.
El proyecto consiste en la Instalación de redes secundarias y/o
conexiones domiciliarias de agua potable, Buzones, y estructuras anexas.
En general el suelo se ha zonificado en tres sectores, Sector A , Sector B
y Sector C
En general para cimentación de Buzones apoyados en roca caliza para los
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sectores A y B, a la profundidad promedio de 1.50 a 2.00m, medidos con
respecto del nivel del nivel del terreno natural, por medio de una losa
circular de cimentación, para una Capacidad Portante Admisible de: qad =
12.0 Kg/cm2
En general para cimentación de Buzones apoyados sobre suelo arenoso,
para el sector C a la profundidad promedio de 1.50 a 2.00m, medidos con
respecto del nivel del nivel del terreno natural, por medio de una losa
circular de cimentación, para una Capacidad Portante Admisible de: qad =
1.0 Kg/cm2
Para el proceso constructivo de excavaciones se podrá realizar
manualmente y/o empleo de equipo mecánico o uso de explosivos
controlados.
Se recomienda emplear Cemento Pórtland Tipo V en la preparación del
concreto de los buzones, otros elementos de concreto y un aditivo
Hidrófugo tipo EUCO DM de Química Suiza o Plastiment HE de Sika o
similar, en la preparación del concreto de los cimientos, a fin de impedir la
corrosión del acero de refuerzo.
La Ciudad de Lima se encuentra en la Zona 3 del Mapa de Zonificación
Sísmica del Perú; por lo tanto para suelos muy rígidos, roca se empleará
un factor de zona de Z=0.4 g, un factor suelo de S=1.0 con un período
predominante de Ts=0.4 seg Para suelos arenosos se empleara un factor
de zona de Z=0.4 g, un factor suelo de S=1.4 con un período predominante
de Ts=0.9 seg
Cuadro de caracterización geotécnica:
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ANEXO I
Registros de Excavaciones
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ANEXO II
Resultado de los Ensayos de Laboratorio
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ANEXO III
Material Fotográfico
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ANEXO IV
Plano de Ubicación de Calicatas y Perfil Estratigráfico
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ANEXO V
Mapa de Zonificación Sísmica del Perú
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