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Consultoría de Obra para la elaboración del Estudio definitivo y Expediente técnico del proyecto: “Instalación del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Para El A.H. Huampaní- Distrito de Lurigancho”

ESTUDIO DE SUELOS

CONTENIDO

CAPITULO 1 ASPECTOS GENERALES 3

1.1 NOMBRE DEL PROYECTO 3

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO Y OBJETIVO 3

1.3 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO 4

CAPITULO 2 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO 5

CAPITULO 3 INVESTIGACIONES REALIZADAS 6

3.1 ANTECEDENTES DE LA ZONA GEOLOGICA 6

3.1.1 GEOLOGÍA 63.1.2 GEOMORFOLOGÍA 8

3.2 ASPECTOS SÍSMICOS 8

3.3 TRABAJOS DE CAMPO 10

3.3.1 CALICATAS 103.3.2 MUESTREOS 113.3.3 REGISTRO DE EXPLORACIÓN 11

3.4 ENSAYOS DE LABORATORIO 12

CAPITULO 4 CLASIFICAION DE SUELOS 12

CAPITULO 5 PERFILES ESTATIGRAFICOS 15

CAPITULO 6 ANALISIS DE LA CIMENTACION 15

6.1 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE 15

6.1.1 RESERVORIO PROYECTADO APOYADO 250M3 SOBRE ROCA 156.1.2 CERCO PERIMETRICO – ZONA ROCOSA 176.1.3 EN BUZONES PARA REDES SECUNDARIAS DE ALCANTARILLADO 186.1.4 CASETA DE POZO TUBULAR 206.1.5 CÁMARA ROMPE PRESIÓN 216.1.6 CAMARA DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES 226.1.7 TORRE DE AUTOSOPORTADA 23

CAPITULO 7 ASPECTOS SISMICOS 26

CAPITULO 8 ANALISIS QUIMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO 27

CAPITULO 9 ZONIFICACION GEOTECNIA 30

CAPITULO 10 TRATAMIENTO DEL RELLENO DE ZANJAS 31

CAPITULO 11 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES. 32

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ANEXOSANEXO I

PANEL FOTOGRAFICOANEXO II

PERFILES ESTRATIGRAFICOS

ANEXO III ENSAYOS DE LABORATORIOANEXO IV PLANOS

UBICACIÓN DE CALICATAS (UC-01)ZONIFICACIO (PZ-01)

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CAPITULO 1 ASPECTOS GENERALES

1.1 NOMBRE DEL PROYECTO

Elaboración del estudio definitivo y expediente técnico de obra del Proyecto: Instalación del Sistema de agua Potable y Alcantarillado Para el A.H. huampaní - distrito de Lurigancho.

La Empresa de Servicios de Agua Potable y Alcantarillado de Lima, SEDAPAL, en su afán de prestar mejores servicios de Agua Potable y Alcantarillado a la ciudad, viene desarrollando estudios y ejecutando obras de rehabilitación de redes de agua potable y alcantarillado que permitirán mejorar las condiciones de vida de la población. Para este fin, ha previsto contratar los servicios de una consultoría de obra que se encargue de la elaboración del Estudio Definitivo y Expediente Técnico del Proyecto “Instalación del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado para el A.H. Huampaní – Distrito de Lurigancho".

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO Y OBJETIVO

El 0bjetivo es determinar las características y condiciones geológicas y geotécnicas del suelo de fundación, para las estructuras proyectadas, para lo cual se está efectuando trabajos de exploración de campo por medio de calicatas, así mismo se han llevado muestras al laboratorio de mecánica de suelos para realizar sobre ellas ensayos de laboratorio. Con los resultados del laboratorio y los registros de exploración nos permitirá definir el perfil estratigráfico del área en estudio y conocer las propiedades del suelo. Con esta información, se sugerirá y recomendara métodos apropiados, que permiten tener situaciones seguras y confiables para las labores de construcción. Y determinar los datos necesarios para fijar los diseños de instalación, material, clase de tubería y diseño de las estructuras proyectadas.Para el caso de las obras lineales, estos resultados permitirán definir las actividades del proceso constructivo dependiendo del tipo de suelo encontrado, (suelo normal, semirocoso ó rocoso), para estimar los costos unitarios asociados al presupuesto de la obra en la partida de excavaciones.Para el caso de las obras no lineales, como reservorios apoyados, cámaras de bombeo, cámaras de registro de alcantarillado y obras menores se determinaran los parámetros de resistencia del suelo para el cálculo de la capacidad admisible del terreno para absorber las diferentes solicitaciones de carga.

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1.3 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO

El área donde se desarrollara el proyecto está ubicada de acuerdo a la siguiente distribución:

País :Perú

Departamento : LimaProvincia : LimaDistrito : LuriganchoAsentamiento Humano : Huampaní

El Distrito de Lurigancho es un Distrito de la Provincia Peruana de Lima, situado en la Parte oriental de la misma, en la cuenca del rio Rímac. Limita al Norte y Este con la Provincia de Huarochirí, Al sur con los Distritos de Chaclacayo y Ate, y al Oeste con el Distrito de san Juan de Lurigancho.

La zona en estudio es el Asentamiento Humano Huampaní que corresponde al distrito de Lurigancho, que se encuentra ubicado en la Provincia de Lima Departamento de Lima en la margen derecha del rio Rímac, geográficamente se encuentra ubicado entre los 11° 58' 19.31"Latitud sur,76° 46' 18" Longitud Oeste y11° 58' 04.58"latitud Sur, 76° 45' 45.71"Longitud Oeste, las variaciones de nivel varían desde 673.00msnm hasta 770msnm.

Figura nº1FOTOGRAFIA SATELITAL: AH HuampaníFUENTE GOOGLE EARTH

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CAPITULO 2 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

El presente informe técnico corresponde al estudio de mecánica de Suelos para la elaboración del estudio definitivo y expediente técnico de obra del proyecto: Instalación del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Para el A.H. Huampaní – Distrito de Lurigancho.Que contempla lo siguiente:

Sistema de Agua Potable

Perforación de un pozo tubular (Prof.-= 60 m). Instalación de una línea de impulsión DN 150 mm – HFD K-7 (L= 523.26 m) Construcción de un reservorio apoyado de 250 m3 Instalación de redes de distribución (L = 10,412.95 m) Instalación de conexiones domiciliarias (514 Und) Obras contra desastres y vulnerabilidad del sistema Implantación de medidas de Mitigación Capacitación en Intervención Social y Educación Sanitaria

Sistema de Alcantarillado

Instalación de conexiones domiciliarias condominiales (370 unidades) Instalación de conexión domiciliaria convencional ( 144 unidades) Instalación de la ramales condominiales (L= 5013.35 m – DN 160 mm) Instalación de colectores secundarios ( L= 2,104.74 m – DN 200 mm) Instalación del colector principal ( L = 1478.75 m – DN 200 mm) Instalación del colector de desvío Centro Vacacional Huampaní (L= 115.68 m – DN

250 mm) Construcción de 114 buzones, para el colector principal, colectores secundarios Construcción de 118 cajas condominiales, para ramales condominiales Construcción de una cámara de bombeo de desagües ( Qb = 16.00 l/s y HDT = 8.31

m) Instalación de una línea de impulsión de 307.74 m - HDPE NTP-ISO 4427 PN 10

DN 160 mm Implantación de medidas de Mitigación Capacitación en Intervención Social y Educación Sanitaria

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CAPITULO 3 INVESTIGACIONES REALIZADAS

3.1 ANTECEDENTES DE LA ZONA GEOLOGICA

3.1.1 GEOLOGÍA

Geología Regional

La cartografía geológica elaborada por el INGEMMET y publicada en el cuadrángulo deChancay, Chosica, Lima y Lurín del Boletín N° 43, describe la geología en el contexto regionalque incluye Lima Metropolitana y la parte baja de la cuenca del río Rímac, donde los materialesterrestres consiste principalmente de depósitos sedimentarios y en menor extensión de rocade basamento.Los depósitos sedimentarios están reconocidos con la denominación de DepósitosCuaternarios, conformados por depósitos aluviales del Cuaternario Reciente y la roca debasamento consisten en rocas de origen ígneo plutónico y sedimentario.

El proyecto se ubicará sobre un manto de material depositado en el cuaternario reciente y el pleistoceno, el depósito es de origen aluvial originado por el río Rímac. El valle en el sector del proyecto es de mediana amplitud y se interrumpe en algunos sectores por conos aluviales que desembocan en el río. En los alrededores se han ubicado afloramientos ígneos del grupo Santa Rosa y Atocongo pertenecientes al Batolito de la Costa con rocas identificadas como Tonalitas, Granodioritas y Dioritas. La geodinámica externa de la zona en estudio no presenta mayor peligro, en cuanto a la geodinámica interna se deberá tener en cuenta el ambiente sismo tectónico, por ubicarse el área en una zona altamente sísmica.

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Figura N°2: Mapa Geológico, conformada por la Unidad Estratigráfica depósito aluvial depositado en el Pleistoceno de la era Cenozoica

Mapa Geológico del Cuadrángulo de Chosica: Ingemet Carta Geológica 24j

Figura Nº 3: Leyenda del Mapa Geológico

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ZONA DE ESTUDIO


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3.1.2 GEOMORFOLOGÍA

Los rasgos geomorfológicos presentes en el área de estudio han sido modelados por eventos de geodinámica externa y/o interna y por la erosión del río Rímac y sus quebradas afluentes. Las unidades geomorfológicas en la zona del proyecto son:

Valles y Quebradas: Comprende el valle del río Rímac , que ha conformado un depósito aluvial ubicado sobre cauces antiguos del río Rímac, donde se han acumulado materiales transportados de la cordillera occidental..

Lomas y Cerros Testigos: Son las colinas que bordean las estribaciones de la cordillera occidental y que aparecen como testigos dentro de la llanura aluvial, a manera de remanentes producto de la acción erosiva del río Rímac

3.2 ASPECTOS SÍSMICOS

La ciudad de Lima se ubica en la costa Occidental de Sudamérica, en una franja desértica entre el Océano Pacífico y los Andes. Lima está localizada en los conos de deyección de los ríos Rímac y Chillón que descienden de los Andes al Océano Pacífico. La región es parte del Cinturón Circum-Pacífico, que es una de las zonas sísmicas más activas del mundo. Los sismos se originan principalmente por la subducción de la placa de Nazca, bajo la placa sudamericana. Esta zona ha generado sismos de alta magnitud con periodos de recurrencia relativamente cortos.

Según los mapas de zonificación sísmica y mapa de máximas intensidades sísmicas del Perú y de acuerdo a las Normas Sismo-Resistentes del Reglamento Nacional de Construcciones, el distrito de Lurigancho–Chosica se encuentra comprendido en la Zona 3, correspondiéndole una sismicidad alta y una intensidad de IX a X en la escala Mercalli Modificada. En la Figura N°4, se presenta el Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el Perú realizado por Alva et al (1984), el cual se basó en Mapas de Isosistas de Sismos Peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos recientes.

En la Figura N°5, se presenta el Mapa de Zonificación Sísmica considerando por la norma Técnica E-030 “Diseño Sismo resistente” del Reglamento Nacional de Construcciones.

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Figura N°4 Zonificación Sísmica del Perú Según el Reglamento Nacional de Construcciones (1977)

Figura N°5: Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas

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ZONIFICACION SISMICA DEL PERU

ZONA 3 SISMICIDAD ALTAZONA 2 SISMICIDAD MEDIAZONA 1 SISMICIDAD BAJA

CURVAS DE INTENSIDADES MAXIMAS

Escala de MercalliLEYENDA


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3.3 TRABAJOS DE CAMPO

3.3.1 CALICATAS

La norma Técnica E-05 indica ejecutar calicatas o pozos a cielo abierto para verificar el estrato del subsuelo, al cual se transmitirá cargas mediante cualquier sistema convencional: como cimientos corridos, zapatas aisladas, combinadas, conectadas, plateas de cimentación, dependerá de las condiciones de “suelo de Cimentación”

Se han efectuado 30 calicatas en la zona de estudio y hasta una profundidad máxima de 3.80 metros

Cuadro NO 1

Ubicación de Calicatas

Calicata

Profundidad (m) Ubicación

C-01 1.50 AUTOPISTA RAMIRO PRIALE





C-06 1.50 CALLE LA PERLA


C-08 1.50 CALLE S/N

C-09 1.50 CALLE SANTA TERESA

C-10 1.35 CALLE SANRA TERESA

C-11 1.20 CALLE S/N

C-12 1.40 CALLE BELGICA

C-13 1.70 CALLE BELGICA

C-14 1.40 CALLE CRISTAL

C-15 1.55 CALLE LOS GERANIOS

C-16 1.40 CALLE SAN MARTIN

C-17 1.50 CALLE S/N

C-18 1.50 CALLE LAS MALVINAS

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C-19 1.50 CALLE LIBERTAD

C-20 1.35 CALLE S/N


C-22 1.45 CALLE LOS ROSALES


C-24 Roca CALLE S/N

C-25 Roca CERRO. RESERVORIO




C-29 1.70 DEFENSA RIVEREÑA


C-31 1.75 CALLE LAS MALVINAS – RAMIRO PRIALE

C-32 3.80 CAMARA DE BOMBEO – CLUB RECREACIONAL HUAMPANI


C-35 1.50 AV LOS MANZANOS

C-01 3.00 PTAR CARAPONGO

3.3.2 MUESTREOS

En las exploraciones a cielo abierto efectuadas, 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.

Se tomaron muestras representativas para los ensayos de granulometría, Limites de consistencia, contenido de humedad, análisis químico (sales totales, Cloruros, Sulfatos y PH, para la evaluación de de la agresividad al concreto y la corrosión), además de los ensayos de granulometría, límites de consistencia, contenido de humedad, análisis químico, se realizólos ensayos de corte directo a dos muestra y un ensayo de Compresión de Roca Simple a una profundidad determinada con el fin de determinar el Angulo de fricción interna y la cohesión aparente para así poder determinar la capacidad portante del terreno.

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3.3.3 REGISTRO DE EXPLORACIÓN

Paralelamente al muestreo se efectuó el registro de excavaciones, anotándose las principales características de los estratos encontrados, tales como: Humedad, compacidad, consistencia, plasticidad, forma y tamaño de las partículas, clasificación, presencia del nivel freático, etc., los mismos que se adjuntaran en el anexo II Perfiles estratigráficos.

3.4 ENSAYOS DE LABORATORIO

Todos Los ensayos de laboratorio se realizaron en laUNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA.los ensayos de análisis granulométrico, límites de consistencia, contenido de humedad, Corte Directo, Compresión de Roca Simple, se realizaron en el Departamento de Construcciones Rurales, Laboratorio de Mecánica de Suelos de dicha Universidad, y los análisis químico se realizó en la facultad de ingeniería Agrícola, Departamento de Recursos Hídricos, Laboratorio de Agua, suelo, medio ambiente, y ferrtirriego, Universidad Nacional Agraria La Molina

Se realizaron los siguientes ensayos de laboratorioRedes de Agua Potable y Alcantarillado

17 Análisis Granulométrico ASTM- D42203 Limites de Consistencia ASTM-D 431817 Contenido de Humedad (%) ASTM-D 221609 Análisis químico (Cloruros, Sulfatos, Sales totales y PH)04 Corte Directo. NTP 339.171 (ASTM D 3080)01 Ensayo de Compresión de roca Simple ASTM – D- 3148 - 2002

CAPITULO 4 CLASIFICAION DE SUELOS

Los suelos ensayados se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado de clasificación de suelos (SUCS ASTM D – 2487), según se muestran en los cuadros del No 2 al No 7. Resultados de ensayos de laboratorio, en los planos de ubicación de calicatas- Laminas de

Cuadro N02

Calicata 03 04 06

Profundidad (m) 0.90 0.9 1.50

Ret. N0 4 (%) 53 42 26

Pasa. N0 200 (%) 6 9 8

L.L. (%) NT NT NT

I.P. (%) NT NT NT

SUCS ASTM D-2487 GP-GM SP-SM SW-SM

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Cuadro N03

Calicata 07 11 13


Ret. N0 4 (%) 22 41 39

Pasa. N0 200 (%) 65 13 4

L.L. (%) NT NT NT

I.P. (%) NT NT NT

SUCS ASTM D-2487 SM SM SP

Cuadro N04

Calicata 14 16 19


Ret. N0 4 (%) 32 33 33

Pasa. N0 200 (%) 10 11 10

L.L. (%) NT NT NT

I.P. (%) NT NT NT

SUCS ASTM D-2487 SW-SM SP-SM SP-SM

Cuadro N05

Calicata 20 21 22


Ret. N0 4 (%) 33 45 25

Pasa. N0 200 (%) 14 16 11

L.L. (%) NT 23.44 NT

I.P. (%) NT 4.86 NT

SUCS ASTM D-2487 SM GC-GM SW-SM

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Cuadro N06

Calicata 23 28 29


Ret. N0 4 (%) 24 26 49

Pasa. N0 200 (%) 14 21 9

L.L. (%) NT 24.48 NT

I.P. (%) NT 2.20 NT

SUCS ASTM D-2487 SM SM GP-GM

Cuadro N07

Calicata 30 32 01A


Ret. N0 4 (%) 15 42 48

Pasa. N0 200 (%) 29 1 51

L.L. (%) 24.98 NT NT

I.P. (%) 6.45T NT NT

SUCS ASTM D-2487 SC-SM SP SP

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CAPITULO 5 PERFILES ESTATIGRAFICOS

Con los registros de las perforaciones y los ensayos de laboratorio se han elaborado los perfiles estratigráficos del terreno, que se mostraran en el Anexo II perfiles estratigráficos.

CAPITULO 6 ANALISIS DE LA CIMENTACION

La cimentación de las estructuras de concreto seráanalizada de manera minuciosa y detallada, para el cálculo de la capacidad portante se empleara la teoría de Terzaghi y de acuerdo a los factores de carga y los parámetros de resistencia que arrojen los resultados de laboratorio.Para Cimentación sobre roca, los parámetros de Resistencia se tomaran en cuenta a la valorización propuesta por BIENIASWKI.El tipo de cimentación para los buzones de la red de alcantarillado,Cámara de bombeo de aguas residuales y el reservorio apoyado serán del Tipo platea circular.

6.1 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

6.1.1 RESERVORIO PROYECTADO APOYADO 250m3 SOBRE ROCA

Para Cimentación sobre roca, se tomaran en cuenta los parámetros de Resistencia en función a la valorización propuesta por BIENIASWKI.

Se emplearan parámetros básicos de clasificación de Bienawski como son: resistencia de la roca inalterada espaciamiento de fisuras, estado de fisuras y condiciones del agua subterránea.

Calculo de la capacidad Admisible

Clasificación Geotécnica CSIR de Macizos de Roca Fisurada.

Parámetros de Clasificación Valor Descripción Valuación1 Resistencia del Material Inalterado 974.51 Kg/cm2 72 R.Q.D. 25% - 50% 83 Espaciamiento de fisuras 0.20m – 0.60m 104 Estado de las fisuras

Abertura de las discontinuidadesContinuidad de las discontinuidadesRugosidad de las discontinuidadesRelleno de las discontinuidadesAlteración de las discontinuidades

0.1mm – 1 mm1.00m – 3.00 m

Ligeramente RugosaDuro < 5mm.

Moderadamente

44343

5 Aguas Subterráneas: Seco 156 Corrección por orientación de las diaclasas Desfavorable -2

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Valuación total 56Calidad del Macizo rocoso con relación al índice RMR

Clase Calidad Valoración RME Cohesión Angulo de rozamientoI Muy Buena 100-81 >4Kg/cm2 >450

II Buena 80-61 3-4 Kg/cm2 350-450

III Media 60-41 2-3 Kg/cm2 250-350

IV Mala 40-21 1-2 Kg/cm2 150-250

V Muy Mala <20 <1 Kg/cm2 <150

Clasificación de Rocas según el Total de Evaluación : III

Descripción : MediaPor lo tanto se tienen los siguientes valores:

Cohesión C : 2.80Kg/cm2

Angulo de Fricción de la Roca Φ : 32°

Luego, aplicando la Teoría de Bursman – Terzaghi (Terzaghi 1943), la Capacidad Portante Admisible será de:

qadm= 1FS

∗(C f 1 CN c+γ∗D f Nq+0 . 5∗C f 2 Bγ∗N γ )

Dónde:

Peso Volumétrico de la Roca

a

= 2.42 gr/cm3

Ancho del cimiento B = 1.00mProfundidad de Cimentación DF = 0.80 mFactor de Forma (1) Cf1 = 1.20Factor de Forma (2) Cf2 = 0.70

Factores Adimensionales:

NC = 2*Nφ1/2

(N + 1)

N = Nφ1/2

(Nφ2

- 1)

Nq = Nφ2

N = Tan2(45 + /2)

Reemplazando valores:N = 2.66

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N = 17.31NC = 15.35Nq = 10.59FS = 3

Asumiendo un Factor de Seguridad de FS=3, la Capacidad Portante Admisible será de:

Qadm = 19.21 Kg/cm2

6.1.2 CERCO PERIMETRICO – ZONA ROCOSA

Para Cimentación sobre roca, se tomaran en cuenta los parámetros de Resistencia en función a la valorización propuesta por BIENIASWKI.

Se emplearan parámetros básicos de clasificación de Bienawski como son: resistencia de la roca inalterada espaciamiento de fisuras, estado de fisuras y condiciones del agua subterránea.Usando los parámetros ya mencionados

Luego, aplicando la Teoría de Bursman – Terzaghi (Terzaghi 1943), la Capacidad Portante Admisible será de:

Calculo de la capacidad Admisible

Clasificación Geotécnica CSIR de Macizos de Roca Fisurada.

qadm= 1FS

∗(C f 1 CN c+γ∗D f Nq+0 . 5∗C f 2 Bγ∗N γ )

Peso Volumétrico de la Roca

a

= 2.42 gr/cm3

Ancho del cimiento B = 0.50.00mProfundidad de Cimentación DF = 0.60 mFactor de Forma (1) Cf1 = 1.20Factor de Forma (2) Cf2 = 0.70

Factores Adimensionales:

NC = 2*Nφ1/2

(N + 1)

N = Nφ1/2

(Nφ2

- 1)

Nq = Nφ2

N = Tan2(45 + /2)

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ESTUDIO DE SUELOS

Reemplazando valores:N = 2.66N = 17.31NC = 15.35Nq = 10.59FS = 3

Asumiendo un Factor de Seguridad de FS=3, la Capacidad Portante Admisible será de:

Qadm = 18.93 Kg/cm2

6.1.3 EN BUZONES PARA REDES SECUNDARIAS DE ALCANTARILLADO

Capacidad Admisible en Suelos Granulares

Los Buzones se cimentaran mediante platea circular, Considerando la teoría de Karl Terzaghi, la Capacidad Portante Admisible se Calculara mediante la siguiente relación:

qadm= 1FS

∗(1. 2CN c+γ∗D f Nq+0 . 4 γ∗BN γ )

Dónde:

Peso Volumétrico = 1.58 gr/cm3Radio del Cimiento R = 0.80mProfundidad de Cimentación Df =

1.20m – 4.00m m.Factor de Seguridad FS = 3.00Angulo de Fricción Interna Φ = 29˚Cohesión C = 0.00Kg/cm2

N, NC, Nq , factores adimensionalesque dependen de Φ

Reemplazando valores se obtiene:

Qadm = 2.51kg/cm2

Calculo de Asentamientos: suelos Granulares

Se empleara el Métodos elásticos para el cálculo de asentamiento inmediatos:

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AH = B∗qO x (1− U2

S ) x ∝ ¿ES

¿


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Dónde:

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Ancho de Cimiento B = 1.60Presión Admisible q0 = 2.51Kg/cm2Relación de Poisson(suelo granular) US = 0.20Módulo de Elasticidad (Suelo Granular) ES = 800Kg/cm2Factor de Forma, coeficiente adimensional ⍺ = 90(cm/m)

Reemplazando valores:

AH=0.43cm

Calculo de los Empujes Laterales Suelos Granulares

La determinación de los empujes laterales sobre elementos enterrados se efectuara considerando una distribución triangular de presiones. El empuje total se determinara de la siguiente manera:

EA=12∗γ m∗H2∗K0

Dónde:

K0 : Coeficiente de empujeen reposoϒm : Peso específico del terrenoH : Altura enterrada (m)K0 : 1-senΦ

Reemplazando datos:ϒm =1.58gr/cm3H :1.20-4.00mΦ =29˚Ko=1-sen29˚

Reemplazando Ko=0.52

Capacidad Admisible en Suelos Arenas Limosas

Los Buzones se cimentaran mediante platea circular, Considerando la teoría de Karl Terzaghi, la Capacidad Portante Admisible se Calculara mediante la siguiente relación:

qadm= 1FS

∗(1. 2CN c+γ∗D f Nq+0 . 4 γ∗BN γ )

Dónde:

Peso Volumétrico = 1.52 gr/cm3Radio del Cimiento R = 0.80mProfundidad de Cimentación Df =

1.20m – 4.00m m.Factor de Seguridad FS = 3.00Angulo de Fricción Interna Φ = 27˚

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Cohesión C = 0.00Kg/cm2N, NC, Nq , factores adimensionalesque

dependen de Φ

Reemplazando valores se obtiene:

Qadm = 2.01kg/cm2

Cálculo de Asentamientos: En Arenas Limosas


Dónde:



AH=1.37cm

Reemplazando Ko=0.52

6.1.4 CASETA DE POZO TUBULAR

Calculo de la Capacidad AdmisibleSe cimentara mediante Cimiento corrido armado, Para analizar la cimentación se ha estudiado la resistencia de los suelos y la deformabilidad de estos, determinando la capacidad portante y magnitud de los asentamientos.El bulbo de presiones debido a las trasmisiones de cargas actuantes alcanza los estratos granulares y, de compacidad media

qadm= 1FS

∗(C∗Nc+γ∗Df Nq+0 .5∗γ∗BN γ )

De acuerdo a los ensayos efectuados de corte directo que concuerdan con la condición del material activo de cimentación superficial, se determino

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AH = B∗qO x (1− U2

S ) x ∝ ¿ES

¿


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Angulo de fricción interna (Ø) =25.12ºCohesión C = 0.03Kg/cm2

Aplicando la teoría de Terzaghi y tomando en cuenta que la densidad natural del terreno es de 1.77 gr/cm3 y los factores de carga correspondiente y los parámetros de resistencia, Para una cimentación de cimiento corrido con Df=1.20m, B=0.80m, FS=3.0, la capacidad portante será:

Qadm = 1.17kg/cm2

Calculo del asentamiento


Dónde:



AH=0.08cm

6.1.5 CÁMARA ROMPE PRESIÓN

Calculo de la Capacidad AdmisibleSe cimentara mediante platea rectangular, Para analizar la cimentación se ha estudiado la resistencia de los suelos y la deformabilidad de estos, determinando la capacidad portante y magnitud de los asentamientos.El bulbo de presiones debido a las trasmisiones de cargas actuantes alcanza los estratos granulares y, de compacidad media

.qadm= 1

FS∗(1. 2 CN c+γ∗D f Nq+0 . 4 γ∗BN γ )

De acuerdo a los ensayos efectuados que concuerdan con la condición del material activo de cimentación superficial, se tiene un

Angulo de fricción interna (Ø) =29.17º

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AH = B∗qO x (1− U2

S ) x ∝ ¿ES

¿


ESTUDIO DE SUELOS

Cohesión C = 0.00Kg/cm2

Aplicando la teoría de Terzaghi y tomando en cuenta que la densidad natural del terreno es de 1.58 gr/cm3 y los factores de carga correspondiente y los parámetros de resistencia, Para una cimentación armada mediante platea rectangular, con Df=2.00m, B=1.50m, FS=3.0, la capacidad portante será:

Qadm = 1.00kg/cm2

6.1.6 CAMARA DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES

Calculo de la Capacidad Admisible

Para analizar la cimentación se ha estudiado la resistencia de los suelos y la deformabilidad de estos, determinando la capacidad portante y magnitud de los asentamientos.El bulbo de presiones debido a las trasmisiones de cargas actuantes alcanza los estratos granulares y, de compacidad media.

qadm= 1FS

∗(1. 2CN c+γ∗D f Nq+0 . 4 γ∗BN γ )


Angulo de fricción interna (Ø) = 30.00ºCohesión C = 0.00Kg/cm2

Aplicando la teoría de Terzaghi y tomando en cuenta que la densidad natural del terreno es de 1.77 gr/cm3 y los factores de carga correspondiente y los parámetros de resistencia, Para una cimentación armada mediante platea Circular, con Df=4.00m, R=1.50m, FS=3.0, la capacidad portante será:

Qadm = 1.96kg/cm2



Dónde:

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AH = B∗qO x (1− U2

S ) x ∝ ¿ES

¿


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AH=0.63cm

Calculo de los Empujes Laterales



Dónde:

K0 : Coeficiente de empuje en reposoϒm : Peso específico del terrenoH : Altura enterrada (m)K0 : 1-senφ

Reemplazando datos:ϒm =1.77gr/cm3H :4.00mΦ =30˚Ko=1-sen30˚ = 0.50

6.1.7 TORRE DE AUTOSOPORTADA

Calculo de la Capacidad Admisible

Para analizar la cimentación se ha estudiado la resistencia de los suelos y la deformabilidad de estos, determinando la capacidad portante y magnitud de los asentamientos.El bulbo de presiones debido a las trasmisiones de cargas actuantes alcanza los estratos granulares y, de compacidad media.

qadm= 1FS

∗(1. 3CN c+γ∗D f N q+0 . 4 γ∗BN γ )

SEDAPAL

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ESTUDIO DE SUELOS


Angulo de fricción interna (Ø) = 31.25ºCohesión C = 0.00Kg/cm2

Aplicando la teoría de Terzaghi y tomando en cuenta que la densidad natural del terreno es de 1.76 gr/cm3 y los factores de carga correspondiente y los parámetros de resistencia, Para una cimentación armada mediante platea Circular, con Df=2.53m, R=1.80m, FS=3.0, Los factores de carga dependen directamente del ángulo de fricción interna

Nc =37.16

Nq=22.46

NW=19.13

La capacidad Admisible será de :

Qadm = 4.14kg/cm2



Dónde:



AH=1.47cm

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AH = B∗qO x (1− U2

S ) x ∝ ¿ES

¿


ESTUDIO DE SUELOS

Calculo de los Empujes Laterales



Dónde:

K0 : Coeficiente de empuje en reposoϒm : Peso específico del terrenoH : Altura enterrada (m)K0 : 1-senφ

Reemplazando datos:

ϒm =1.76gr/cm3Φ =30˚Ko=1-sen30˚ = 0.50

Se usara un coeficiente de 0.50

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CAPITULO 7 ASPECTOS SISMICOS

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) puede calcularse de acuerdo a las Normas de Diseño Sismo Resistente según la siguiente relación:

V = Z x U x S x C x PR

De acuerdo a la Norma Peruana de diseño sismo resistente E-030, hemos establecido los parámetros sísmicos para esta área del Proyecto:

CUADRO N03

PARÁMETROSFÍSICOSZONA DE ALTA SISMICIDAD FACTOR DE ZONA Z

3 0.4PARÁMETROS DEL SUELO

TIPO DESCRIPCIÓN Tp (s) SS1, S2, Suelos: Rígido, Intermedios, 0.4, 0.6, 1.0, 1.2,

MAPA DE REGIONALIZACIÓN SÍSMICA EN EL PERÚ

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CAPITULO 8 ANALISIS QUIMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

La evaluación de la agresividad del suelo, se determinó con los resultados de los análisis químicos de suelos, para el caso de las estructuras de concreto y en el caso de la corrosión se complementa con los resultados de análisis de clorurosLa agresividad del suelo al concreto, es función directa del contenido de sales totales, sulfatos, cloruros y PHPara la determinación del grado de agresividad del suelo al concreto, se establecerá la comparación con los valores permisibles establecidos por las normas internacionales, para lo cual se adjunta el cuadro de valores estándares que se utiliza en el desarrollo de los proyectos con estructuras de concreto.Valores permisibles para uso de concreto

CUADRO NO5

Presencia en el suelo

ppmGrado de Agresividad

Observaciones

Sulfatos Solubles en agua

0-1000 Leve

Ataque directo al concreto de las estructuras

1000-2000 Moderado

2000-20000 Severo

>20000 Muy severo

Cloruros >1000 PerjudicialOcasiona corrosión a los elementos metálicos

Sales solubles totales

>15000 PerjudicialOcasiona perdida de resistencia mecánica por problema de lixiviación

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Resultados de Análisis Químicos.

CUADRO NO7

Componente Calicata Ubicación S.S.T.(ppm)Cloruros(ppm)

Sulfatos (ppm)

PH

Colector C-05Autopista Ramiro

Priale 13,050.00 2,183.42 1,838.63 8.06

Redes de Distribución C-09 Calle Santa Teresa 4,602.00 505.88 1,201.85 7.97

Línea de Impulsión Agua Potable

C-12 Calle Bélgica 2,637.00 465.41 264..36 8.62

Redes de Distribución

C-19 Calle Libertad 1,509.00 97.13 467.13 8.05

Colector C-23Autopista Ramiro

Priale 5,904.00 688.00 1861.22 7.87

Reservorio C-26 Cerro 3,660.00 627.30 746.30 9.82

Colector C-28

Autopista Ramiro Priale – Calle

Huayco584.40 42.49 146.36 8.08

Defensa Rivereña

C-30 Defensa del Rio 351.00 28.33 85.48 7.73

Cámara de Bombeo de Aguas Residuales

C-32

Centro Recreacional

Huampani297.00 26.31 42.70 8.16

Torre Auto soportada

C-01 PTAR Carapongo 492.30 48.56 132.38 7.33

Del Cuadro Nº7 (resultados de análisis químicos), observamos lo siguiente

a) La zona donde se va a cimentar el Reservorio Apoyado; No presenta agresividad por acido, sulfato, contenido de sales totales y cloruros, por lo que se recomienda usar cemento Tipo I a si mismo se deberá usar pintura asfáltica en zonas en contacto con el terreno.

b) La zona donde se va a cimentar La cámara de Bombeo de Aguas Residuales; No presenta agresividad por acido, sulfato, contenido de sales totales y cloruros, pero por estar en contacto con aguas residuales se recomienda usar cemento Tipo V, así mismo con la finalidad de bajar la permeabilidad se recomienda usar aditivo impermeabilizante y/o usar concreto de f'c=280Kg/cm2 con una relación agua

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cemento de 0.45 yademás usar pintura asfáltica en zonas en contacto con el terreno con el fin de prevenir daños a la estructura.

c) En la Zona donde se van a cimentar los buzones de alcantarillado se encontraron valores de agresividad bajo a moderado, se deberá usar cemento tipo II, y usar aditivo impermeabilizante.

d) La Zona donde se va a Cimentar La torre Auto soportada no presenta agresividad del Suelo al concreto ni al acero de Refuerzo. Por lo que se Recomienda Utilizar Cemento Tipo I

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CAPITULO 9 ZONIFICACION GEOTECNIA

Zonificación de SuelosHabiéndose realizado las excavaciones del tipo de material del que está conformado parte del área del proyecto, se ha realizado la zonificación de suelos tomando en consideración el grado de dificultad de las excavaciones y principalmente la existencia del tipo de material encontrado en las diferentes estratos de la calicatas excavadas.

De acuerdo a la clasificación de materiales de SEDAPAL, será necesario establecer dentro de las tres clases establecidos para la cuantificación tanto en las excavaciones como en la programación de las actividades de obras.Las clases de material de acuerdo a las especificaciones técnicas de SEDAPAL, son las siguientes:

Terreno Normal

Son los que pueden ser excavados sin dificultad a pulso y/o con equipo mecánico, y puede ser:

A.1.- Terreno Normal Deleznable sueltoConformado por materiales sueltos tales como: Arena, limo, arena limosa, gravillas, etc., que no pueden mantener un talud estable superior de 5:1

A.2.- Terreno Normal Consolidado o CompactoConformado por terrenos consolidados tales como: hormigón compacto, afirmado o mezcla de ellos, etc. Los cuales pueden ser excavados sin dificultad a pulso y/o con equipo mecánico. Excavaciones mayores a 2.50m se entiban.

Terreno Semirocoso

El constituido por terreno normal, mezclado con botonería de diámetros de 200mm hasta 500mm y/o con roca fragmentada de volumen 4 dm3 hasta 66 dm3 y que para su extracción no se requiere el empleo de equipos de rotura y explosivos.

Terreno de Roca Descompuesta

Conformado por roca fracturada, empleándose para su extracción medios mecánicos y en que no es necesario utilizar explosivos.Terreno de Roca Fija

Compuesto por roca ígnea o sana, y/o bolonería mayores de 500mm de diámetro, en que necesariamente se requiere para su extracción de explosivos o procedimientos especiales de excavación.

Teniendo en consideración la clasificación de suelos de SEDAPAL, comparando los materiales encontrados en las diferentes excavaciones del área de trabajo, se ha clasificado los suelos a terrenos Normales, Semirocosos, y Rocoso las que se mostraran en el plano de zonificación de suelos. (PZ-01)

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CAPITULO 10 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

Gradación A

GradaciónB GradaciónC Gradación

2 pulg.1 pulg.3/8 pulgNº4-(4.76 mm.)Nº10-(2.00 mm.)Nº40-(0.420 mm.)Nº200-(0.074 mm.)

100--30 - 6525 - 5515 - 408 - 202 - 8

10075 - 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.

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CAPITULO 11 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES.

En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se puede concluir lo siguiente:

e) El sector de estudio se encuentra ubicado en el AH Huampani- Distrito de Lurigancho, Provincia de Lima-Departamento Lima

f) El Proyecto consiste en La Instalación del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado para el Asentamiento Humano Huampani – Distrito de Lurigancho que comprende los Siguientes componentes:

Sistema de Agua Potable

Perforación de un pozo tubular Instalación de una línea de impulsión Construcción de un reservorio apoyado de 250 m3Instalación de redes de distribución Instalación de conexiones domiciliarias Obras contra desastres y vulnerabilidad del sistema

Sistema de Alcantarillado

Instalación de conexión domiciliaria convencional y CondominialesInstalación de colectores Primarios y Secundarios Instalación del colector de desvío Centro Vacacional Huampaní Construcción de buzones, para el colector principal, colectores secundariosConstrucción de cajas condominiales, para ramales condominialesConstrucción de una cámara de bombeo de desagües Instalación de una línea de impulsión de desagüe.

g) Se ha realizado una zonificación geotécnica de acuerdo a los materiales encontrados en las exploraciones efectuadas, desde terreno normal, terreno semirocoso y Rocoso, como se puede ver en el Plano PZ-01.

h) Los buzones, cámara de bombeo de aguas residuales y el reservorio apoyado por ser estructuras de almacenamiento, se plantearan cimentaciones del tipo zapata platea, pudiendo ser esta de geometría circular o rectangular.

i) En general los buzones de alcantarillado se cimentara mediante una losa circulara a una profundidad que varía desde 1.20m hasta 4.00m, de capacidad portante:

Capacidad Portante Suelos Granulares

Qadm = 2.51kg/cm2

Capacidad Portante de Suelo Areno Limosos

Qadm = 2.01kg/cm2

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j) El Reservorio Proyectado de 250m3 se cimentara en una zona rocosa, cuya capacidad portante se ha Determinado mediante la teoría de Bursman – Terzaghi (Terzaghi 1943), la Capacidad Portante Admisible será de:

Qadm = 19.21 Kg/cm2

Se Recomienda usar Taludes en cortede 1H. 5V

k) La Cámara de Bombeo de Aguas Residuales se cimentara en un terreno de Arena gravosa mediante una platea circular de radio 1.50m.

Qadm = 1.96 Kg/cm2

l) La torre auto soportado se cimentara en el terreno de la planta de tratamiento de aguas residuales Carapongo, mediante una zapata cuadrada. Cuya capacidad admisible es de

Qadm = 4.14kg/cm2

m) La Ciudad de Lima se encuentra en la Zona 3 del Mapa de Zonificación Sísmica del Perú; por lo tanto se empleará un factor de zona de Z=0.4 g, un factor suelo de S=1.0 con un período predominante de Tp(s)=0.4seg . para la estructura del Reservorio, mientras que para la cámara de Bombeo de aguas residuales se usara un factor de suelo S=1.2 con periodo predominante de Tp(s)=0.6seg.

n) La zona donde se va a cimentar el Reservorio Apoyado; No presenta agresividad por acido, sulfato, contenido de sales totales y cloruros, por lo que se recomienda usar cemento Tipo I a si mismo se deberá usar pintura asfáltica en zonas en contacto con el terreno.

o) La zona donde se va a cimentar La cámara de Bombeo de Aguas Residuales; No presenta agresividad por acido, sulfato, contenido de sales totales y cloruros, pero por estar en contacto con aguas residuales se recomienda usar cemento Tipo V, así mismo con la finalidad de bajar la permeabilidad se recomienda usarun aditivo impermeabilizante y/o concreto de f'c=280Kg/cm2 con una relación agua cemento de 0.45y usar pintura asfáltica en zonas en contacto con el terreno con el fin de prevenir daños a la estructura.

p) La Zona donde se va a Cimentar La torre Auto soportada no presenta agresividad del Suelo al concreto ni al acero de Refuerzo. Por lo que se Recomienda Utilizar Cemento Tipo I

q) En la Zona donde se van a cimentar los buzones de alcantarillado se encontraron valores de agresividad bajo a moderado, se deberá usar cemento tipo II, y usar aditivo impermeabilizante para disminuir la permeabilidad.

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r) Todo material de relleno contaminado debe ser eliminado, y reemplazado por material propio, proveniente de estratos más profundos o de otros lugares.

s) 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 2”, debidamente compactada por capas al 95% de la Máxima Densidad seca del Proctor Modificado

t) Para evitar desprendimiento, derrumbes de material durante las excavaciones de ejecución de obra, Las entibaciones deben estar en obra con suficiente anticipación para que puedan ser revisadas antes de su uso.

u) Con la finalidad de no someter carga y originar desprendimiento y/o derrumbe, el material excavado será ubicado a una distancia no menor de 1.50 de distancia al borde de la zanja.

v) La Aprobación del método de excavación de la Supervisión no eximirá al contratista de la obligación de tomar las medidas de protección y seguridad necesaria para evitar daños al resto de la obra o a terceros.

w) con el fin de prevenir los deslizamientos de material que afecten la seguridad del personal, las estructuras mismas y las propiedades adyacentes, se recomienda usar entibados para la protección de las paredes durante los trabajos de excavación de zanjas para instalación de tuberías y construcción de buzones desde el nivel de la superficie. Estos entibados serán obligatorio a partir del 1.80m de profundidad y donde el ingeniero supervisor crea conveniente. Se recomienda entibado metálico

x) Los materiales para la construcción serán puesta en obra y deberán cumplir los requisitos para clasificarlas como tal (agregado grueso, agregado fino)

Agregado Fino: debe cumplir con las normas establecidas por el ASTM –C- 330

Agregado Grueso: deberá cumplir con las normas de ASTM-C33, ASTM-C-131, ASTM-C88, ASTM-C 127.

y) Los centros de acopio para el depósito de los desmontes y/o materiales peligrosos se depositarán solamente en los lugares permitidos por la autoridad municipal

Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente estudio solo son válidas para el área en estudio.

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