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ING. JIMMY CASMA CARHUAYO Ingeniero Civil Reg. C.I.P. Nº 66895 ______________________________________________________________________

Av. Belisario Suarez Nº 1038 Zona C – San Juan de Miraflores e-mail: [email protected] Telefono: 98662319

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO: “ESTUDIO DE SUELOS PARA LA

IMPLEMENTACION DE JUZGADOS DE PAZ LETRADOS EN COMISARIAS EN LA ZONAS DE FRONTERA”- COMISARIA DE NAUTA

ENTIDAD : UNIDAD EJECUTORA 002-PODER

JUDICIAL UCP. SMJ/PJ UBICACIÓN

DIRECCIÓN : CALLE MANUEL PACAYA

DISTRITO : NAUTA

PROVINCIA : LORETO

DEPARTAMENTO : LORETO

SETIEMBRE 2007



CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES

1.1. Objeto del Estudio 1.2. Ubicación y Descripción del Área en Estudios 1.3. Condiciones Climáticas de la Zona 1.4. Altitud de la Zona

2.0 GEOMORFOLOGIA, GEOLOGIA Y SISMICIDAD EN EL AREA EN

ESTUDIO

2.1 Geomorfología 2.2 Geología 2.3 Geodinámica 2.4 Sismicidad

3.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO

3.1. Trabajo de Campo 3.1.1. Calicata o Pozo de Exploración 3.1.2. Muestreo y registros de Exploración

4.0 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO 5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

5.1 Ensayos Estándar 5.2 Ensayos Especiales 5.3 Clasificación de Suelos

6.0 PERFILES ESTRATIGRAFICO 7.0 DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL AREA

EN ESTUDIO 8.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

8.1 Tipo y profundidad de Cimentación 8.2 Calculo de capacidad admisible 8.3 Criterio de Asentamiento admisibles

9.0 POTENCIAL DE EXPANSION 10.0 AGRESION DEL SUELO AL CONCRETO DE LA CIMENTACIÓN 11.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



ANEXOS RESULTADOS DE LABORATORIO PANEL FOTOGRAFICO PLANO DE UBICACIÓN DE CALICATAS



1.0 GENERALIDADES 1.1 Objetivo del Estudio

El presente Informe Técnico tiene por objeto investigar el terreno de fundación del Proyecto:“ESTUDIO DE SUELOS PARA LA IMPLEMENTACION DE JUZGADOS DE PAZ LETRADOS EN COMISARIAS EN LA ZONAS DE FRONTERA”, ubicado en el Departamento de Loreto; por medio de trabajos de campo a través de pozos de exploración o calicatas “A Cielo Abierto”, ensayos de de laboratorios a fin de obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia, asentamientos y labores de gabinete en base a los datos obtenidos de los perfiles estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante admisible, asentamientos, agresión del suelo al concreto, recomendaciones y conclusiones para la cimentación. El proceso seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

Reconocimiento del terreno Distribución y ejecución de calicatas Tomas de muestras inalteradas y disturbadas Ejecución de ensayos de laboratorio Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio Perfil estratigráfico Análisis de la Capacidad Portante Admisible Calculo admisible permisibles Análisis del potencial Expansión Agresión del suelo a la cimentación Conclusiones y recomendaciones

1.2 Ubicación y descripción del área en estudio

El área de estudio se encuentra ubicada en la Calle Pacaya S/n, en el Distrito de Nauta, Provincia y Departamento de Loreto

1.3 Condiciones Climáticas de la zona El Distrito de Nauta, su clima es muy calido tropical y húmedo, moderadamente lluvioso y con amplitud térmica moderada. La media anual de temperatura máxima y mínima es de 32°C y 20.7°C, respectivamente.

1.4. Altitud de la zona

La ciudad de Nauta se encuentra en un altitud de 109.00 m.s.n.m. aproximadamente.



2.0 GEOMORFOLOGIA, GEOLOGIA Y SISMICIDAD EN EL AREA EN ESTUDIO

2.1 GEOMORFOLOGIA

La topografía de la zona donde se localiza el área del estudio, es plana en casi toda su extensión, debido a rellenos de material de arena eólica y de origen fluvial que han cubierto el material duro y/o rocoso inferior.

2.2 GEOLOGIA Las Locaciones se emplazan sobre sedimentos del Neógeno (terciario). La litología se compone de arcillitas y areniscas (formación Pebas); lodolitas gris azulinas fosilíferas (Formación Ypururo); y, limoarcillas de coloración amarillo rojiza (Formación Nauta), que caracterizan al sistema de colinas bajas.

2.3 GEODINAMICA

La Geodinamica se enclavan dentro del paisaje colinado (colina baja) que involucra el conjunto de colinas bajas de cimas cónicas de disección moderada. Representan geoformas de tierra de buen drenaje, es decir, libre y, pendientes dominantes del relieve de configuración colinada, y donde se ubica las Locaciones está en 25- 50%. El sistema de drenaje es dentrítico y profuso a base de quebradas y canales naturales estrechos

2.4 CONSIDERACIONES SISMICAS

2.4.1 Intensidades

Según análisis sismotectonicos, existen en el mundo dos zonas muy importantes de actividad sísmica conocidas como: el Círculo Alpino Himalayo y el Circulo Pacifico. En esta última zona han ocurrido el 80 % de los eventos sísmicos, quedando el 15 % para el Circulo Alpino Himalayo, y el 5 % restante se reparte en todo el mundo. La fuente básica de datos de intensidades sísmicas es el trabajo del Silgado (1978), que describe los principales eventos sísmicos ocurridos en el Perú. De lo anterior se concluye que de acuerdo al área sísmica donde se ubica la zona en estudio existe la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades del orden VIII en la escala de Mercalli Modificada. 2.4.2 Zonificación Sísmica Dentro del territorio peruano se han establecido diversas zonas, las cuales presentan diferentes características de acuerdo a la mayor o menor presencia de los sismos. Según el mapa de Zonificación Sísmica del Perú la localidad del Distrito de Nauta, Provincia y Departamento de Loreto comprendida en



la Zona Sísmica 2, correspondiéndole una sismicidad media y un factor de zona Z=0.4 . 2.4.3 Tipo de Suelo y Periodo De acuerdo a las normas de Diseño Sismo Resistente del Reglamento Nacional de Construcciones, al suelo de cimentación del mencionado estudio le corresponde un perfil de suelo tipo S3, con un periodo Tp(s) = 0.9 seg. Y un factor de suelo S = 1.4 2.4.4 Fuerza Horizontal Equivalente

La fuerza horizontal o cortante en la base debido a la acción sísmica se determinara mediante la siguiente expresión:

V = Z * V * S * C . P Rd Donde: Z = Factor de Zona U = Factor de Uso S = Factor de Suelo C = Coeficiente Sísmico Rd = Factor de Ductilidad P = Peso de la Estructura

3 INVESTIGACION DE CAMPO 3.1 Trabajos de Campo

Correspondió a la etapa de prospección in-situ, donde se tomaron muestra de Única (01) calicata de 2.50 m de profundidad, que permitieron caracterizar al suelo de fundación en el área delimitada para el Proyecto en mención, tomándose muestras de las capas de suelo encontrado. 3.1.1 Calicata o Pozo de Exploración

Se programo la ejecución de la Única (01) calicata o pozo de exploración “A Cielo Abierto”, designado como C – 1, ubicada convenientemente y con profundidades suficientes de 2.50 m. La ubicación de la calicata se presenta en el plano “Ubicación de Calicatas”. 3.1.2 Muestreo y registros de Exploración Las muestras de materiales obtenidas en los trabajos de campo fueron analizadas en el LABORATORIO DE GEOTEC S.R.L., para determinar sus propiedades y características físico – mecánicas fundamentales, tales como, Análisis Granulométricos por tamizado, Limites de Consistencia, Humedad, Pesos Unitarios, Pesos Específicos, Corte Directo y Análisis



químicos (Sulfatos y Cloruros), ensayos ejecutados siguiendo las normas vigentes.

4 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

El Proyecto:“ESTUDIO DE SUELOS PARA LA IMPLEMENTACION DE JUZGADOS DE PAZ LETRADOS EN COMISARIAS EN LA ZONAS DE FRONTERA”, en la Comisaría de Nauta, consistirá en la construcción de una edificación de un piso, que corresponde a una Edificación común de Categoría “C”, donde se que trasmitirá una carga al terreno de fundación de 5.00 Tn/ml.

5 ENSAYOS DE LABORATORIO. Los ensayos de Laboratorio, fueron realizados en el LABORATORIO DE GEOTEC S.R.L. bajos las normas de la American Society For Testing and Materials (A.S.T.M).

5.1 Ensayos Estándar

Se realizaron los siguientes ensayos:

Análisis Granulométrico por _Tamizado (ASTM C – 136) Constantes Físicas (ASTM D – 4318)

Limite Líquido. Limite Plástico. Índice de Plasticidad.

Humedad Natural (ASTM D – 2216) Pesos Unitarios (ASTM C – 29) Pesos Específicos (ASTM – C128) Clasificación de Suelos SUCS (ASTM D – 2487)

5.2 Ensayos Especiales Se realizaron los siguientes ensayos:

Con las muestras de suelo alteradas, obtenidas de la calicata, se realizaron ensayos especiales en una muestra representativa de la calicata C – 1 de profundidad (0.20 – 2.50 m.) se realizo el ensayo de Corte Directo (ASTM D-3080)

De la misma forma de una muestra representativa de la Calicata C – 1 de profundidad (0.20 – 2.50 m,), se realizo el Análisis Químico del suelo de fundación. (ACI 319 -83)

5.3 Clasificación de Suelos

Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) y las muestras restantes que no figuran en el cuadro fueron clasificados por pruebas



sencillas de campo, observación y comparación con las muestras representativas ensayadas.

CUADRO DE CLASIFICACION DE SUELOS

6 PERFILES ESTRATIGRAFICOS.

Según la prospección efectuada en la calicata C – 1 de 2.50 m de profundidad y el análisis de la muestra recuperada, el suelo de fundación esta constituido por Dos capas de suelo, la primera capa a una profundidad de 0.00 – 0.20 m, es un estrato superficial o de cubierta conformado suelo tipo tierra agrícola con grass. . En la segunda capa de 0.20 – 2.50 m de profundidad y el análisis de la muestra recuperada, presenta un estrato de suelo natural conformado por arcillas inorgánica de elevada plasticidad grano fino, baja compacidad, encontrándose en estado saturado de humedad, suelos de color rojizo con matizado color beige y oxido tipo metálico, perteneciente en la clasificación SUCS corresponde (CH) No se aprecio nivel freático, hasta el nivel prospectado, de 2.50 m de profundidad, a la fecha de ejecutados los trabajos (Setiembre del 2,007).

7 DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL AREA DE

ESTUDIO. De acuerdo con los perfiles estratigráficos inferidos, se determina que el subsuelo del área en estudio esta conformado de la siguiente manera: Una cubierta superficial de profundidad de 0.00 – 0.20 m., conformado por un estrato superficial conformado por suelos tipo tierra agrícola con grass. Luego se aprecia de profundidad de .20 – 2.50 m un potente estrato de suelo por arcillas inorgánicas, grano finos, alta plasticidad, en estado saturado, con un limte liquido de

CALICATA C - 1

Profundidad (m) 0.20 -3.00 m.

Muestra M -1

% Pasa Malla N° 4 100.00

% Pasa Malla N° 200 61.00

Limite Liquido 48.76

Índice Plástico 13.52

Contenido de Humedad (%) Saturado

Clasificación de Suelos “SUCS” CH



48.76%, con un Índice de plasticidad de 13.52%, perteneciente en la clasificación SUCS corresponde (CH).

8 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

8.1 Tipo y Profundidad de cimentación De acuerdo al análisis de cimentación, trabajo de campo, ensayos de laboratorio, descripción de los perfiles estratigráficos y características del proyecto se ha considerado un tipo de cimentación de cimientos corridos armados desplantados a una profundidad de 1.30 m en material de arcilla inorgánica.

8.2 Cálculo de Capacidad Admisible (qad)

Parámetros de Cálculo Se empleará para él calculo de capacidad de carga última por corte las fórmulas propuestas por Terzaghi (ecuación N° 01), para zapatas continuas y cuadradas.

qad = 1 ( c Nc + γ Df Nq + 1/2 B γ Nγ ) (ecuación N° 01)

F.S. Donde:

qad : Capacidad Portante Admisible

φ : Ángulo de fricción interna γ : Peso especifico (gr/cm3) C : Cohesión (kg/cm2) Df : Prof. de cimentación (m) B : Ancho de zapata (m) Nq Nc y Nγ : Factores de capacidad de carga (función de φ) FS : Factor de Seguridad N : 4 (estimado según suelo característico)

Debido a que la falla que podría producirse sería del tipo local (suelo tipo arcilla inorgánica, alta plasticidad), obteniéndose un valor de 11°. Los factores de capacidad de carga para un ángulo de 11° son:

Nq = 1.0 Nγ = 0.0 Nc = 4.0 Utilizando la formula: qad = 1 ( c Nc + γ Df Nq + 1/2 B γ Nγ ) (ecuación N° 01)



F.S. Donde: Suelo Característico = CH (arcillas orgánicas) Napa Freático = No habida C = 0.45 kg/cm2 φ = 11° γ = 2.20 gr/cm3 Df = 1.30 m B = 0.80 m Nq = 1.0 Nγ = 0.0 Nc = 4.0 FS = 3

Reemplazando en la ecuación N° 01 se tienen capacidades de cargas admisibles de:

qad = 0.70 kg/cm2

8.3 Criterio de Asentamiento Permisible (qd)

Se aplicará la ecuación N° 02, para un asentamiento permisible de 2.5 cm qd = 0.6 ( N – 3 ) (B + 0.305)2 . Fp (ecuación N° 02)

2 B Fp = 1 + Z ≤ 2 B

Siendo Z la profundidad de desplante sin tomar en cuenta el nivel freático. Parámetros de Cálculo: Suelo Característico = CH (Arcillas orgánicas) N = 4 (estimado según suelo característico) B = 0.80 m Z = 1.30 m Fp = 2.0

Aplicando la ecuación N° 02, se obtiene que:

qd = 0.91 Kg/cm2

Es decir se requerirá aplicar al suelo una carga de 0.91 kg/cm2, sobre el suelo de arcillas orgánicas que constituye el suelo de fundación, para generar un asentamiento permisible de 2.5 cm. cumpliéndose que:

qad < qd OK!



9 POTENCIAL DE EXPANSION De acuerdo a Seed, Woodwuard y Lundgren, establecieron la siguiente tabla de potencial de expansión determinado en laboratorio

INDICE DE PLASTICIDAD

POTENCIAL DE EXPANSION

0 - 15 BAJO 15 - 35 MEDIO 35 - 55 ALTO

>55 MUY ALTO

Con los datos obtenidos en el laboratorio se tiene:

CALICATA PROF. (m) INDICE PLASTICO

POTENCIAL DE

EXPANSION C -1 0.20 – 2.50 13.52 BAJO

Comparando estos valores con los Índices Plásticos de los suelos encontrados (CH), se concluye que el potencial de expansión es BAJO 10 AGRESION DEL SUELO AL CONCRETO DE LA CIMENTACION

La agresión que ocasiona el suelo bajo el cual la estructura, está en función de la presencia de elementos químicos que actúan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causándole efectos nocivos y hasta destructivos sobre las estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea que reacciona con el concreto; de eses modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel freático, zona de ascensión capilar o presencia de agua infiltrada por otra razón (rotura de tuberías, lluvias extraordinarias, inundaciones, etc.). Los principales elementos químicos a evaluar son los sulfatos y cloruros por su acción química sobre el concreto y acero del cimiento. Las concentraciones de estos elementos en proporciones nocivas, aparecen en el análisis químico efectuado en el LABORATORIO GEOTEC S.R.L. La fuente de esta información corresponde a las recomendaciones del ACI (Comité 319-83) en el caso de los sulfatos presentes en el suelo y a la experiencia en los otros casos.



En los análisis químicos se puede observar que a la profundidad de cimentación que se recomienda se tiene una concentración de sulfatos promedio de 0.14 %, lo cual nos indica que no ocasiona ataque al concreto de la cimentación. La concentración promedio de cloruros en el suelo es de 225.5 p.p.m., lo anterior indica una acción de baja agresividad a la armadura de la cimentación, más aun si no existe agua o nivel freático en la zona. En resumen se concluye que el estrato de suelo que forma parte del contorno donde irá desplantada la cimentación contiene bajas concentraciones de sulfatos y cloruros, por lo tanto se recomienda el uso de CEMENTO TIPO I

11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo al resultado de los Cálculos, Características Físico – Mecánicas de los Suelos, se establecen las siguientes consideraciones finales: El Presente Trabajo ha consistido en la ejecución del “Estudio de Suelos con

fines de Cimentación para la Implementación de Juzgados de Paz Letrados de las Comisarías en la zonas de Frontera”, en la Comisaría de Nauta, ubicado en el Distrito de Nauta, Provincia y Departamento de Loreto.

Los Trabajos de campo han consistido en la excavación de Única (01) calicata

hasta alcanzar una profundidad de 2.50 m. La calicata se ha ubicado convenientemente en el área del terreno y así poder contar con la información y resultados correctos. De las calicatas se extrajeron muestras alteradas para realizar ensayos Análisis Granulométrico por tamizado, Límites de Consistencia, Humedad natural, Pesos Unitarios, Pesos Específicos, Clasificación de Suelos SUCS, Análisis Químicos (Sulfatos y Cloruros) y Ensayos de Corte Directo.

El Perfil Estratigráfico que se presenta ha sido elaborado mediante la

interpretación de la estratigrafia encontrada en las calicatas.

Una cubierta superficial de profundidad de 0.00 – 0.20 m., conformado por suelos tipo tierra agrícola con grass. Luego se aprecia de profundidad de 0.20 – 2.50 m un potente estrato de suelo natural de arcillas inorgánicas, grano finos, alta plasticidad, en estado saturado, con un Limite liquido de 48.76, con un Índice de plasticidad de 13.52%, perteneciente en la clasificación SUCS corresponde (CH).

Se recomienda que el tipo de cimentación a utilizar sea cimientos corridos armados, para evitar los asentamientos diferenciales.

Profundidad de la cimentación:



En base a las características del perfil estratigráfico, se recomienda cimentar a la profundidad de Df = 1.30 metros.; a esta profundidad se cimentarán en arcilla inorgánica, de alta plasticidad.

La capacidad admisible del terreno a la profundidad de cimentación de Df = 1.30

metros se puede considerar de:

qad = 0.70 kg/cm2

En cuanto a los asentamientos permisibles se requerirá aplicar al suelo una carga de qd =0.91 kg/cm2 , sobre el suelo arcilla inorgánica, de alta plasticidad que constituye el suelo de fundación, para generar un asentamiento permisible de 2.5 cm, cumpliéndose que:

qad < qd OK!

Se aplicara para obtener la Capacidad admisible (qad) del suelo de fundación un factor de seguridad (F.S. = 3)

La estructura de los pisos , patios y obras exteriores tendrá el siguiente diseño

geométrico:

- Subrasante.- El material de la subrasante esta conformado por arena limosa, la que será escarificada y compactada en un espesor de 0.20 m, al 90% de la Máxima densidad Seca del Proctor Modificado

- Base.- El material a emplear en la base será tipo granular seleccionado A-1-a (0) o A-1-b (0), con un espesor de 0.25 m. compactada, al 100 % de la Máxima densidad Seca del Proctor Modificado.

- Losa de Concreto.- El concreto a utilizar tendrá una resistencia de f´c= 175 kg/cm2 y un espesor de 0.10 m , siguiendo las normas vigentes del Reglamento Nacional de Construcciones

En lo referente a la sismicidad del área de estudio, ésta se encuentra ubicada

dentro de la Zona Sísmica 2 (Zona de Sismicidad Media), por lo que se deberá tener presente la posibilidad de que ocurran sismos de gran magnitud.

Para el análisis sismo-resistente según el RNC se recomienda considerar un

suelo de un perfil tipo S3, con un periodo Tp(s) = 0.9 seg., factor de suelo S = 1.4

Es conveniente tener presente el cuidado necesario para que los empalmes de las tuberías de agua y desagüe estén bien instalado de tal forma evitar fugas que pueden generar la reacción de los sulfatos y cloruros.



De los análisis de suelos (químicos) realizados a la muestra del suelo donde irá desplantada la cimentación y de la inspección de la zona en estudio se recomienda el uso de CEMENTO TIPO I.

Las conclusiones y recomendaciones presentes, sólo se aplican al terreno

estudiado, no pudiendo aplicarla para otros fines o a otros sectores.

Lima, Setiembre del 2007

ING. JIMMY CASMA CARHUAYO Ingeniero Civil Reg. C.I.P. Nº 66895 ______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________ Av. Belisario Suarez Nº 1038 Zona C – San Juan de Miraflores e-mail: [email protected] Telefono: 98662319

FOTO N° 01 – VISTA DE FACHADA DE LA COMISARIA DE NAUTA - LORETO



FOTO N° 02 – VISTA POSTERIOR DE LA COMISARIA DE NAUTA - LORETO



FOTO N° 03 – VISTA DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA CALICATA C – 1 COMISARIA DE NAUTA - LORETO



FOTO N° 04 – VISTA DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA CALICATA C – 1 PROFUNDIDAD - 2.50 M. COMISARIA DE NAUTA - LORETO



FOTO N° 05 – UBICACIÓN DE LA CALICATA C - 1 AL COSTADO DE LA CISTERNA COMISARIA DE NAUTA - LORETO



FOTO N° 06 – VISTA DE LA CALICATA C - 1 COMISARIA DE NAUTA - LORETO

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