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ESTUDIO GEOTECNICOConjunto Residencial Parque Araguaney

Ing. Raimundo Prez S.15 / Marzo / 2012

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A. CONTENIDO1.- INTRODUCCIN 1.1.- Objetivos 1.2.- Ubicacin del urbanismo 1.3.- El proyecto urbanstico. 2.- DESCRIPCION DE LOS TRABAJOS DECAMPO. 2.1.- Procedimiento y Equipo. 2.2.- Ubicacin de la exploracin. 3.- DESCRIPCION GEOLOGICA DE LA REGION 3.1.- Geologa general. 3.2.- Geologa local. 3.2.1.- Estratigrafa General. 3.2.2.- Nivel fretico. 3.3.- Subsuelo de la parcela. 4.- ZONIFICACION Y PARAMETROS SSMICOS 4.1.- Zonificacin ssmica. 4.2.- Parmetros de diseo. 4.3.- Espectro de diseo. 5.- CONSIDERACIONES DE FUNDACIN 5.1.- Suelo de fundacin 5.2.- Mejoramiento del Subsuelo de fundacin. 6.- CAPACIDAD DE SOPORTE Y ASENTAMIENTOS 7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1.- Conclusiones: 7.2.- Recomendaciones:8.- REFERENCIAS 9.- ANEXOS A: PLANILLAS DE PERFORACION B: CALCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO C: CALCULO DE LOS ASENTAMIENTOS DEL SUELO 2

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A. 1.- INTRODUCCION 1.1.- Objetivo.El presente informe tiene por finalidad hacer un estudio de forma de determinar la fundacin ms viable a las viviendas a construirse en esta parcela en base a los resultados proporcionados por la empresa ejecutora de las perforaciones en el terreno y los resultados de los ensayos de laboratorio efectuados a las muestras obtenidas.3

1.2.- El parcelamiento.La parcela en estudio corresponde a un terreno ubicado en la carretera Anaco Buena Vista del sector Colinas I del municipio autnomo Anaco del Edo. Anzotegui. La parcela esta ubicada al sur geogrfico de la carretera Anaco Bella Vista y teniendo un desnivel del norte al sur de la carretera comprendido entre las cotas 195,80 y 194,20 con una pendiente suave no mayor al 1,60 %. La parcela contempla una vegetacin tpica de la zona y de poca altura.

1.3.- El proyecto urbanstico.El urbanismo consta de 72 unidades de viviendas en parcelas menores de 200 m de una sola planta y sus conexos relativos a zonas verdes y recreativas. Tiene su entrada por la va Anaco-Buena Vista (Prolongacin avenida Jos Antonio Anzotegui) y las viviendas estn distribuidas cada una al frente de cada calle interna de la urbanizacin las cuales son cinco calles internas que componen la vialidad.2

FIGURA 1 Planta del proyecto urbanstico

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A. 2.- DESCRIPCION DE LOS TRABAJOS DE CAMPO.Para la realizacin del presente informe se utilizo la data proporcionada por la empresa que ejecuto las perforaciones y por los ensayos de laboratorio suministrados.4

2.1.- Procedimiento y Equipo.La exploracin de campo consisti fundamentalmente en la ejecucin de perforaciones a maquina del tipo percusin con un dimetro de 2 , la toma de muestra e identificacin de las misma cada metro de profundidad y la determinacin de la resistencia a la penetracin mediante el mtodo STP siguiendo las especificaciones indicadas por el ASTM 1586-63T.

2.2.- Ubicacin de la exploracin.Para realizar estos ensayos se utiliz una mquina de perforacin provista de torre, barras de perforacin y todos los accesorios requeridos para realizar una perforacin segn el ensayo STP y la toma del muestreo respectivo. Las muestras obtenidas provenientes de las perforaciones fueron trasladadas al laboratorio a fin de determinar las caractersticas de estas y sus propiedades ndices con el objetivo de clasificar el material segn el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos. En la parcela se ubicaron tres puntos a fin de realizar las perforaciones a percusin, los cuales se indican en la grafica n2 y los cuales corresponden a los datos de sondeo que se especifican en la tabla n1 a continuacin: TABLA # 1 Ubicacin geogrfica de los sondeos y profundidad de perforacin.

SONDEO N P1 P2 P3

COORDENADAS NORTE ESTE 1.040.784 1.040.837 1.040.769 339.628 339.712 339.708

COTA snmm 195,00 195,40 194,60

PROFUNDIDAD mt 8,00 8,00 8,00

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FIGURA 2 Ubicacin fsica de los puntos de sondeo.

3.- DESCRIPCION GEOLOGICA DE LA REGION 3.1.- Geologa Regional.El sitio en estudio se encuentra al norte del Rio Orinoco en la denominada Formacin Mesa, segn el Cdigo Estratigrfico de las Cuencas Petroleras de Venezuela PDVSA - Intevep [1], FIGURA 3 Formacin Mesa

1

http://www.pdv.com/lexico/m40w.htm

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.Descripcin litolgica: En los lmites norte y sur de la Mesa de Guanipa (Gonzlez de Juana, 1946), la Formacin Mesa consiste de arenas de grano grueso y gravas, con cemento ferruginoso cementadas y muy duras; conglomerado rojo a casi negro, arenas blancoamarillentas, rojo y prpura, con estratificacin cruzada; adems contiene lentes discontinuos de arcilla fina arenosa y lentes de limolita. En la Mesa de Tonoro se observan capas lenticulares de conglomerado, arenas, y algunas arcillas. Al noroeste de Santa Rosa existe una capa lenticular de conglomerado, de ms de 25 m de espesor, con delgadas intercalaciones de arenas. Espesor: El espesor de la Formacin Mesa es muy variable, pero en trminos generales disminuye de norte a sur, como consecuencia del cambio en la sedimentacin fluviodeltica y aumenta de oeste a este, por el avance de los sedimentos delticos (Gonzlez de Juana et al., 1980). En la Mesa de Maturn, la Formacin Mesa tiene un espesor mximo de 275 m, mientras que en el estado Bolvar rara vez llega a los 20 m. Extensin geogrfica: La Formacin Mesa se extiende por los llanos centro-orientales y orientales (estados Gurico, Anzotegui, Monagas). Se encuentran algunos afloramientos en los estados Sucre y Bolvar, inmediatamente al sur del ro Orinoco. Paleoambientes: Segn Gonzlez de Juana (1946), la Formacin Mesa es producto de una sedimentacin fluvio-deltica y paludal, resultado de un extenso delta que avanzaba hacia el este en la misma forma que avanza hoy el delta del ro Orinoco. El mayor relieve de las cordilleras septentrionales desarroll abanicos aluviales que aportaban a la sedimentacin clsticos de grano ms grueso, mientras que desde el sur el aporte principal era de arenas. En la zona central, postul la existencia de cienagas. Coplanarh (1974) considera que los sedimentos de la formacin representan depsitos torrenciales y aluviales, contemporneos con un levantamiento de la Serrana del Interior.6

3.2.- Geologa Local.Esta constituida por un estrato de arenas limosas con lentes de arcilla arenosa hasta el fin de la profundidad de cada uno de los sondeos (8,00 mt).

3.3.- Subsuelo de la parcela.3.2.1.- Estratigrafa General. El subsuelo de la parcela es bastante regular y homogneo en cuanto a la distribucin de los estratos a ser presionadas por la carga transmitida por la fundacin al subsuelo. En forma general el subsuelo de la parcela presenta las siguientes caractersticas, las cuales son muy generales para toda la zona a ser fundada por las viviendas del urbanismo a desarrollarse.

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.Capa subsuelo comprendida entre 0,00 mt y 0,50 mt. Capa vegetal color marrn oscuro y arena fina y muy suelta, esta capa debe ser totalmente removida y desechada. Capa subsuelo comprendida entre 0,50 mt y 1,20 mt. Capa de arena fina limo-arcillosa muy suelta, no plstica, de color beige y hmeda. En condicin natural esta capa no es propia para fundar directamente en ella aun recurriendo a un proceso una compactacin, por lo cual debe ser removida. Capa subsuelo comprendida entre 1,20 mt y 2,50 mt. Capa de arena fina limo-arcillosa con lentes errticos de colores negruzcos a grisceos y de amarillento a rosceo, medianamente compacta y con menor hmeda que la capa anterior. Para los niveles de carga a esperar sean transmitidos al subsuelo esta capa previamente compactada con un equipo de rodillo compactador vibratorio seria acta para recibir las cargas de la estructura de las viviendas. Capa subsuelo comprendida entre 2,50 mt y 5,00 mt. Esta capa igualmente que la anterior esta formada de arena fina limo-arcillosa con y presentando lentes errticos de igual color menos hmeda y con presencia de finos plsticos Pero ms densa y compacta. Capa subsuelo comprendida entre 5,00 mt y 8,00 mt. Esta capa fue a la mxima profundidad a la cual se perforo el terreno, por considerar que ya sobre los 8 metros, se puede considerar como el basamento rocoso en los anlisis de asentamiento y capacidad portante debido a la dureza y por obtenerse el rechazo de 80 golpes/pie a la penetracin. 3.2.2.- Nivel fretico. La presencia de agua subterrnea en la parcela no se obtuvo, ni como nivel fretico ni como agua atrapada, esto debido a la alta permeabilidad relativa que presentan los depsitos de arenas flojas que tienen una alta tasa de percolacin de las aguas de lluvia.7

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.4.- ZONIFICACION Y PARAMETROS SSMICOS. Con la finalidad de ejecutar el diseo antissmico de las edificaciones del conjunto residencial y considerando las indicaciones expuestas en las normas venezolanas Covenin 1756-1:2001 [2] indicaremos la zonificacin ssmica de la zona, as como los parmetros a tomar en cuenta en dicho diseo antissmico. 4.1.- Zonificacin ssmica. La parcela se encuentra demarcada dentro de la zona 4 del mapa de zonificacin ssmica de Venezuela (Tabla 4.2) [2], correspondiente al Edo. Anzotegui y el Municipio Anaco. 4.2.- Parmetros de diseo. Los parmetros de diseo los obtenemos de los captulos 5,6 y 7 de las normas [2], y los cuales se encuentran indicados en la compilacin de la tabla 2, y los cuales se requieren a fin de obtener el espectro de diseo. TABLA # 28

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.4.3.- Espectro de diseo. Los parmetros considerados para construir el espectro de diseo (fig. 3) Zona Ssmica: IV Riesgo Ssmico: I (Intermedio) Coeficiente de Aceleracin: Ao = 0.25 Grupo: B2 Factor de Importancia: a = 1 Sistema Estructural: I (Prticos) Tipo de Estructura: Concreto Armado Nivel de Diseo ND = 2 Factor de Reduccin de Respuesta: R = 4 Tipo de Subsuelo: Suelo Duro / Denso Espesor del Estrato: H > 50 mt Perfil Espectral: S3 Velocidad promedio Ondas de Corte: 250 m/s< Vsp < 400 m/s Numero de Golpes Ensayo SPT: Nc > 50 golpes Resistencia al Corte no Drenado: 0,7 k/cm2< Su < 1,0 k/cm2 Factor de Correccin para Ao: j = 0.75 Periodo Mximo Intervalo del Espectro Constante: T* = 1.0 seg Periodo Espectro Normalizado es Constante: T0 = 0.250 seg Periodo de variacin de Respuesta Dctil: T+ = 0.3 Factor de magnificacin promedio: b = 2.8 Exponente de la rama descendente: p= 1.09

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.5.- SUBSUELO DE FUNDACIN Y CRITERIOS. 5.1.- Suelo de fundacin. Se descartara la capa vegetal y el suelo entre 0,50 mt y 1,20 mt para remplazarlo por un material granular colocado bien humedecido y compactado, de manera de hacer toda la profundidad de la zona activa muy densa para recibir la fundacin proyectada. A la profundidad mayor a 5,00 mt los subestratos estn muy compactos que se puede considerar como un basamento rocoso para el nivel de las solicitaciones esperadas a ser transmitida por la superestructura. La zona activa del subsuelo sometida un cambio en su estado de esfuerzos y deformaciones geostticas equivale en las arenas a un prisma de profundidad igual al ancho de la fundacin y con la planta igual a la forma de esta. En este caso, la fundacin proyectada es una losa corrida de dimensiones aproximadas de 12mx12m, por lo tanto la zona activa tendr una profundidad de 12 mt. 5.2.- Mejoramiento del Subsuelo. Paso 1: Excavar y remover todo el material comprendido entre cota de terreno actual hasta 1,00 mt de profundidad. Las dimensiones en planta de la excavacin correspondern al rea de la placa de fundacin ms tres metros de sobreancho de la misma. Paso 2: Nivelar el fondo de la excavacin y verificar la uniformidad a la profundidad de 1.00 mt. Paso 3: Compactar el fondo de la excavacin con equipo de compactacin vibratorio a fin de obtener una base firme y aumentar la densidad relativa. Para evitar el derrumbe de las paredes verticales de la excavacin por las vibraciones del equipo, inclinarlas a 45. Paso 4: El material de prstamo seleccionado deber humedecerse y mezclarse con el patrol para llevar la humedad al rango de humedad de moldeo. Descartar las piedras mayores o iguales de 12 cm de dimetro. El material se extender en el fondo de la excavacin en capas sueltas no mayores de 30 cm y compactarlas hasta alcanzar un 95% o ms de la densidad seca mxima del proctor modificado verificando y controlando que el valor de la humedad y grado de compactacin estn dentro de los valores admisibles. Paso 5: Homogenizada la humedad del material de prstamo de Santa Rosa en el, se colocar y, para luego proceder a Antes de proceder a colocar una nueva capa, la densidad y humedad lograda 10

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.6.- CAPACIDAD DE SOPORTE Y ASENTAMIENTOS La capacidad de soporte ser analizada tanto para cargas estticas como dinmicas considerando las condiciones geotcnicas de los estratos del subsuelo especificados para cada uno y tomando en cuenta las condiciones ms desfavorable que se puedan dar en el terreno para adoptar la cimentacin a ser proyectada y la cual segn los ingenieros calculista es una placa de fundacin corrida y la cual resulta una buena solucin. El modelo geotcnico del subsuelo considerado para el anlisis de la capacidad de soporte y asentamientos se muestra en la figura # 4.11

Figura # 4 Modelo geotcnico para anlisis de la capacidad de soporte y asentamientos. El estrato menos resistente de la secuencia litolgica lo representa el estrato # 2, y el ms resistente el estrato # 3 desde el punto de vista de la resistencia y compresibilidad para el nivel de presin de contacto de trabajo de la fundacin. No se obtuvo presencia de agua segn los sondeos efectuados pero si un contenido de humedad en la zona activa del suelo de fundacin debido a fuentes distintas al nivel fretico y la alta permeabilidad relativa que presentan los depsitos de arenas flojas que tienen una alta tasa de percolacin. Se considerara la zona activa como saturada por ser el caso ms desfavorable para la capacidad de soporte. Para el anlisis de la capacidad de soporte esttica se considera el criterio de falla general segn Terzaghi y Vesic. Se chequea el efecto de la compresibilidad del estrato # 2 segn la analoga de expansin de cavidades (Vesic) y la condicin de suelo granular estratificado segn (Meyerhof) con suelo mas resistente (Estrato #1) sobre suelo ms dbil (Estrato #2).

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.Para el anlisis de la capacidad de soporte y asentamientos consideramos la profundidad de asiento Df = 0 y la cohesin C= 0. La profundidad del estrado duro H=6.00 mt y B=L=12 mt. Para el anlisis de la capacidad de soporte dinmico se considera, el criterio de Richards, considerando parmetros ponderados del suelo y los coeficientes de aceleracin ssmica horizontal y vertical de la zona ssmica IV. Se utilizara el coeficiente de capacidad de soporte ssmico tan{[ /(1 )]}. Para evaluar el asentamiento total en la fundacin corrida tanto para cargas estticas (Steinbrenner / Schmertmann) como para dinmicas (Richards) se toma como admisible 5 cm y para el anlisis se considerara tanto una losa flexible as como una rgida. Los resultados de la evaluacin de la capacidad de soporte para la falla por esfuerzos cortantes en el caso de cargas estticas y para el caso de la induccin por sismo se muestran a continuacin y en los cuales se uso un factor de seguridad de 5 al considerar que los parmetros de corte fueron obtenidos por correlaciones entre el ndice de penetracin NSPT y los resultados de las pruebas de laboratorio. En el anexo se especifican los detalles de las operaciones. TABLA # 3 Resultados del anlisis de la capacidad de soporte.12

CAPACIDAD (k/cm2) qu qadm

Terzaghi 21.12 4.22

ESTATICO Vesic Estratificado 17.15 13.43 3.43 2.69

DINAMICO Richards Vesic1 20.59 11.52 4.11 2.302

(1) Capacidad de Soporte Ssmica ltima al aplicar la Frmula General de Vesic para caso esttico. (2) Capacidad de Soporte admisible mas desfavorable.

qu = Capacidad de Soporte ltima para cargas Estticas y Dinmicas. qadm = Capacidad de Soporte Admisible para cargas Estticas y Dinmicas.TABLA # 4 Resultados del anlisis de los asentamientos totales (mm).

ESTATICO SteinbrennerFLEXIBLE ESQUINA CENTRO RIGIDA

Schmertmann - HartmanFLEXIBLE INMEDIATO DIFERIDO

SISMO Richards

3.15

6.30

4.75

18.30

50.00

1.25

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1.- Conclusiones. El subsuelo corresponde a un depsito sedimentario profundo de textura arenosa predominante, es de origen elico-aluvial, de edad cuaternaria reciente, caracterstica de la Formacin Mesa. Presencia muy ocasional de concreciones de hierro, grava y cuarcita a la profundidad investigada. Estratigrficamente, se presenta un Horizonte superficial (1) que va desde el tope del terreno hasta 1,00m o 2,00m de profundidad, constituido por una arena fina limosa marrn amarillenta a rojiza tenue, floja y muy hmeda. Incluye la cobertura vegetal de 50cm de espesor aproximado, de textura arena fina color chocolate. Corresponde al sedimento de origen elico, dada su estructura abierta, de baja densidad y su posicin superficial. Subyacente el Horizonte (2), ms denso, duro y menos compresible que el Horizonte 1, aunque en ocasiones se presenta, a manera de cua triangular, una transicin en la compacidad relativa de la arena fina limosa de medianamente compacta a densa, se ubica a partir de 2,00m y puede llegar a 5,00m de profundidad. Presenta laminillas o vetas limosas y arcillosas, algo plsticas, incrustadas en la matriz de arena fina, color amarillento a rosado, siendo las laminillas de color negro cuando estn a poca profundidad y rojizas a mayor profundidad (representan la fraccin arcillosa), otras son de color gris blanquecino (representan la fraccin limosa). Constituye el sedimento de origen aluvial. No se detect el nivel de agua fretica en esta investigacin, aunque el subsuelo presenta una alta humedad atribuible a factores externos o a la retencin de agua de percolacin e infiltracin en la poca lluviosa de estas fechas. Es factible el empleo de un sistema de fundacin superficial, tipo placa corrida, para las viviendas proyectadas, siempre y cuando se proceda previamente al saneamiento del Horizonte 1, tal como se indica en este informe. Como modelo geotcnico para los anlisis de capacidad de soporte y asentamientos, a cargas estticas y dinmicas, una vez subsanada la densificacin original del horizonte 1, el subsuelo se dividi en tres estratos en consideracin a su compacidad relativa, la cual se consider densa en el estrato #1 (relleno), medianamente densa en el estrato #2 (arena floja densificada por compactacin mecnica in situ) y muy densa en el estrato #3 (arena fina limo-arcillosa dura), tal como se indico anteriormente. Los estratos 1 y 2 son de espesor finito (1,70m y 3,80m respectivamente) y la capa 3 considerada infinita. El lmite admisible de trabajo para la placa corrida diseada para los edificios del Conjunto Residencial Parque Araguaney, resulta de 2,30 Kg/cm. Los asentamientos calculados asumiendo, que la presin de trabajo de la placa corrida es igual a la admisible para falla de cortante del suelo de soporte, estn muy por debajo de los considerados admisibles para este tipo de fundacin corrida, de manera especial los diferenciales (absoluto de 50mm y diferencial de 20mm), para el perodo de diseo de las estructuras. As que para la presin de fundacin de trabajo considerada en el diseo, menor que qadm= 2,30 Kg/cm, cumplir con esta requisito holgadamente. 7.2.- Recomendaciones.13

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.Dado el carcter granular y la baja densidad relativa que presenta el horizonte 1 en toda la parcela, es conveniente retirar la cobertura vegetal de la misma en las reas no edificables y despus compactar a paso de mquina vibratoria en dichas reas. Esta densificacin es importante para evitar que las aguas de lluvia comiencen un proceso de erosin por estas reas y desmejoren la calidad del suelo de soporte saneado en las distintas infraestructuras del desarrollo habitacional. Especial inters debe darse al diseo del sistema de drenaje en la parcela de las aguas de escorrenta superficiales, pues es sabido que las arenas de baja densidad relativa tienden a formar crcavas cuando estas aguas no se encausan adecuadamente, garantizando de esta manera la integridad portante de todos los elementos estructurales contemplados en el proyecto durante su vida til.14

Oficina de Ingeniera Raimundo Prez & Asociados, C.A. OFIRPA, C.A.8.- REFERENCIAS 1.- Cdigo estratigrfico de las cuencas petroleras de Venezuela. PDVSA, 2008. 2.-. Mapa de zonificacin ssmica. FUNVISIS, 2001. 3.- Mapa Neotectnico de Venezuela. FUNVISIS, 2001. 4.- Norma Venezolana de Edificaciones Sismorresistente (1 Revisin) COVENIN 1756:2001. FUNVISIS. 5.- Geologa de Venezuela y de sus cuencas petrolferas. Gonzlez De Juana, 1980. . 9.- ANEXOS A: PLANILLAS DE PERFORACION B: CALCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE C: CALCULO DE LOS ASENTAMIENTOS15

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ANEXO A. PLANILLAS DE PERFORACION.

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ANEXO B. CALCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO. ESTATICO Y DINAMICO.

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ANEXO C. CALCULO DE LOS ASENTAMIENTOS DEL SUELO. ESTATICO Y DINAMICO.