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"ANTEPROYECTO SUB ESTACION AMARILIS”
INFORME DEL ESTUDIO DE GEOLOGICO, GEOTECNICO Y DE
MECANICA DE SUELOS
HUANUCO NOVIEMBRE DEL 2012
LABORATORIO DE SUELOS,
CONCRETO Y ASFALTO
“LA PIRAMIDE”E.I.R.L.
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Ruc: Nº20528905511
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INDICE
1. DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO
2. EXPLORACION DE CAMPO
3. CONDICIONES GENERALES DEL TERRENO Y DEL SUBSUELO
4. ENSAYOS DE LABORATORIO
5. ANALISIS DE LAS PRUEBAS DE CAMPO Y DE LABORATORIO
6. METODOLOGIA EMPLEADA EN EL ESTUDIO GEOTECNICO
6.1. Estabilidad de Taludes (excavación y rellenos)
7. CRITERIOS DE DISEÑO
7.1. Tipo de cimentación
7.2. Profundidad de cimentación (Df)
7.3. Determinación de la carga de rotura al corte y factor de seguridad (FS).
7.4. Estimación de los asentamientos que sufriría la estructura con la carga
aplicada (diferenciales y/o totales).
7.5. Presión admisible del terreno (determinada a diferentes profundidades,
con variación de 0.50 m).
7.6. Indicación de las precauciones especiales que deberá tomar el diseñador
o el constructor de la obra, como consecuencias de las características
particulares del terreno investigado (efecto de la napa freática, contenido
de sales agresivas al concreto, etc.)
7.7. Parámetros para el diseño de muros de contención y/o calzadura
7.8. Otros parámetros que se requieran para el diseño o construcción de las
estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.
8. CONCLUSIONES
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1. DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO
1.1. INTRODUCCIÓN
El presente informe del Estudio de Mecánica de Suelos, Geológico y
Geotécnico con fines de describir los aspectos de geología, sismicidad,
clima, vegetación existente y características de las edificaciones vecinas,
realizar exploraciones de las calicatas ejecutadas cimentación,
corresponde al proyecto: “ANTEPROYECTO SUBESTACION AMARILIS”, y
se ha desarrollado dentro de los lineamientos que establece las
especificaciones técnicas para estudio de suelos que comprende el
proyecto indicado.
La zona de estudio está ubicada en la localidad de La Esperanza,
jurisdicción del Distrito de Amarilis, Provincia de Huanuco, Departamento
de Huánuco.
El terreno destinado para el proyecto cuenta con libre disponibilidad y
está localizado en la parte alta de la localidad de La Esperanza,
actualmente el terreno no cuenta con los servicios básicos: agua potable,
energía eléctrica, teléfono.
Sin embargo el terreno cuenta con una accesibilidad a través de la trocha
carrozable La esperanza-Malconga, en la jurisdicción del Distrito de
Amarilis.
El terreno por estar en la parte alta de la localidad de La Esperanza esta
sujeto la acción de los vientos que en la zona del proyecto corre de Norte
Este con velocidades media de viento mensual de 15 km/h. a 35 km /h.
En la zona del proyecto las precipitaciones promedio es de 175 mm
anuales.
En el presente trabajo de Mecánica de suelos, Geológico y Geotécnico se
ha desarrollado trabajos de campo, laboratorio y gabinete con la
elaboración del informe del Estudio de Mecánica de Suelos se ha
desarrollado en el mes de Noviembre del 2012.
1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO
El objetivo general del estudio de mecánica de suelos con fines de
cimentación del proyecto : “ANTEPROYECTO SUBESTACION AMARILIS”,
ha sido realizar la prospección geológica y geotécnica en el terreno de
libre disponibilidad para obtener las muestras y determinarse en el
laboratorio los parámetros físico mecánicas y constantes físicas de los
suelos predominantes en el área de estudio del proyecto.
Dentro de los objetivos específicos tenemos:
o Exploraciones de las calicatas en todo el área del proyecto.
o Registro de calicatas y toma de muestras de suelo alteradas.
o Ensayos de laboratorio de las muestras extraídas
o Análisis geotécnico en subestaciones
o Determinar la información mínima para efectos sísmicos del
proyecto.
o a Determinar el tipo de suelo existente y predominante en cada
calicata realizada, verificando las propiedades físicas mecánicas y la
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capacidad de carga para soportar las cargas estáticas que
transmiten la estructura al terreno de fundación.
o Muestreo basados en las normas NTP 339.151 (ASTM D4220), para
la toma de muestras de cada calicata efectuada en el terreno de
libre disponibilidad para el proyecto.
o Determinar en el campo y laboratorio las propiedades y
características de esfuerzo deformación de los suelo, la profundidad
activa de cimentación en cada calicata realizada.
o Determinar las condiciones de cimentación, capacidad portante
admisible, niveles de deformación y grados de agresividad del
terreno al concreto y acero.
o Identificar los problemas de geodinámico interna y externa a fin de
recomendar las medidas de mitigación que eviten, reduzcan o
controlen el desarrollo de los mismos en el área de estudio.
o Interpretar los resultados de laboratorio, los registros de campo y
dar las recomendaciones necesarias para el diseño de la
cimentación del proyecto.
1.3. UBICACIÓN DEL PROYECTO
Departamento : Huánuco
Provincia : Huánuco
Distrito : Amarilis
Localidad : La Esperanza
Lugar : La Esperanza
Altitud. : 2042.00 msnm.
El proyecto se encuentra ubicado al costado de la carretera La Esperanza-
Malconga, en la localidad de La Esperanza, en la jurisdicción del Distrito
de Amarilis, Provincia de Huánuco, Departamento de Huánuco, Región
Huánuco.
Plano topográfico del terreno en la localidad de la Esperanza
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Localización Distrital del Proyecto
Localización Regional del proyecto
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LOCALIZACIÓN NACIONAL DEL PROYECTO
1.4. CONDICIONES CLIMÁTICAS
El clima en la ciudad de Huánuco y en la localidad de La Esperanza
donde se encuentra el proyecto es propio de la serranía peruana
con una acentuada uniformidad de característica propia del lugar,
que corresponde al área del estudio con climas Templado y seco
(Cw) según la distribución de Koppen W, en la parte andina y
cálido en la zona montañosa. La temperatura promedio de la zona
del proyecto es de 19ºC en el valle de Huánuco.
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1.5. ALTITUD DE LA ZONA
El proyecto se encuentra localizado en una altitud de 2042.00 m.s.n.m.
1.6. CARTOGRAFIA UTILIZADA
Mapa físico-político del Departamento de Huánuco.
Mapa físico-político de la Provincia de Huánuco
Mapa fisico-politico del Distrito de Amarilis
Carta del IGN a escala 1/100 000.
Geología del cuadrángulo de Huánuco (hoja 20-k) INGEMMET.
RNE, norma E-050 suelos y cimentaciones
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2. EXPLORACIÓNES DE CAMPO
2.1 CRITERIOS GENERALES DE PLANEAMIENTO
Las exploraciones de campo han consistido en la ejecución de cuatro
calicatas, excavaciones a cielo abierto realizadas en forma manual, calicatas
realizadas con la finalidad de obtener muestras de suelos de cada estrato en
cada horizonte del terreno destinado para el proyecto.
Se ha determinado la excavación de cuatro pozos de exploración (C-01), (C-
02), (C-03), C-04) a cielo abierto de las siguientes dimensiones: 1.50 m x
1.50 m x 3.50 mts. De profundidad, profundidad a la que se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
Los sondeos ejecutados han cubierto completamente el área de estudio, de
dichos sondeos se ha elaborado los perfiles estratigráficos que nos ha
permitido conocer los estratos y sus horizontes en el terreno de fundación.
De las calicatas realizadas se ha obtenido muestras de cada estrato según
indica la norma ASTM D-420, y se han obtenido muestras alteradas según la
característica del suelo predominante.
Vista fotográfica de la zona de exploraciones del campo para el proyecto
de subestación.
2.2 TRABAJO DE CAMPO
Para la exploración de campo se estableció el programa de
investigación mínimo, de acuerdo a lo exigido en el Reglamento
Nacional de Edificaciones Norma E-050, Esta norma será de
aplicación en todo el informe por constituir la base legal vigente
a. Calicatas
Se realizó la excavación de cuatro calicatas a cielo abierto con
el objetivo de determinar el perfil estratigráfico del terreno y
extraer las muestras alteradas, las cuales se han recolectado en
bolsas de polietileno.
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A las calicatas realizadas se les ha denominado (C-1), (C-2),
(C-3), y (C-4) y se ha procedido a evaluarlos de acuerdo a la
norma ASTM D-420.
La profundidad a la que se ha alcanzado en las calicatas ha
sido hasta los 3.50 mts. en promedio, pues a esta altura se
encontró afloramiento rocoso (roca metamórfica), se ha usado
una pionjar para poder fracturar las rocas existentes a esa
profundidad.
En cada calicata se ha desarrollado los ensayos de densidad
natural del terreno.
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b. Muestreo
Se tomaron muestras alteradas y disturbadas de cada uno de
los tipos de suelos encontrados en cada estrato y de cada
calicata, de acuerdo a la norma ASTM D-420, en cantidad
suficiente como para realizar ensayos de laboratorio y poder
obtener las constantes físicas y las propiedades físico mecánica
de los suelos encontrados en cada estrato.
c. Registro de excavación
Luego de las excavaciones realizadas en cada calicata se ha
procedido a la descripción visual–manual de los suelos
encontrado en cada estrato y cada horizonte, anotando
propiedades como: espesor del estrato, color, humedad
natural, consistencia, etc., según la norma ASTM D – 2488.
2.3 PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LAS CALICATAS
La estratigrafía de cada calicata se puede considerar uniforme en cada
estrato encontrado, con algunas variaciones puntuales, tal como se
evidencia en las calicatas realizadas, se ha seguido la secuencia de los
estratos de arriba hacia abajo en la calicata.
CALICATA C-1
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado tres estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 0.80 mts., de espesor está compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un suelo de grano grueso
compuesto por arenas limosas de color marrón rojizo con presencia de
gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de espesor esta conformado
por un suelo de grano grueso compuesto por mezcla de arenas con limos
y presencia de gravas esquistosas, al final de la excavación se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
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CALICATA C-2
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado dos estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 1.20 mts., de espesor está compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 2.30 mts.de espesor esta conformado por un suelo de
grano grueso compuesto por mezcla de gravas arenosas, al final de la
excavación se encontró afloramiento rocoso (roca metamórfica).
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CALICATA C-3
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado tres estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 0.80 mts., de espesor esta compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un suelo de grano grueso
compuesto por arenas limosas de color marrón rojizo con presencia de
gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de espesor esta conformado
por un suelo de grano grueso compuesto por mezcla de arenas con limos
y presencia de gravas esquistosas, al final de la excavación se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
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CALICATA C-4La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x
1.50 mt, hasta 3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado
tres estratos compuesto por un suelo de grano fino en las capas
superiores y suelo de grano grueso en las capas inferiores, suelo de color
marrón oscuro en las capas superficiales y de marrón amarillento en las
capas profundas, el primer estrato a 0.80 mts., de espesor esta
compuesto por una arcilla inorgánica con presencia de material granular
en poco porcentaje. El segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un
suelo de grano grueso compuesto por arenas limosas de color marrón
rojizo con presencia de gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de
espesor esta conformado por un suelo de grano grueso compuesto por
mezcla de arenas con limos y presencia de gravas esquistosas, al final de
la excavación se encontró
2.4 DESCRIPCION GEOTECNICA DE LA ZONA La zona de estudio presenta un suelo uniforme y consolidado, es un suelo
residual, con estratos uniformes donde en las capas superiores se
evidencia la presencia de un suelo de grano fino y en las capas profundas
se evidencia un suelo de grano grueso, este estratos de suelo denso
están presentes hasta una profundidad de 3.50 mts. en promedio a partir
del cual se evidencia la presencia de roca metamórfica, roca del tipo
esquisto de color grisáceo rojizo.
Para evaluar la descripción geotécnica de la zona del proyecto se ha
realizado la exploración de cuatro calicatas, convenientemente ubicadas
en el terreno de libre disponibilidad.
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2.5 PRESENCIA DE NIVEL FREATICO
En la zona del proyecto en las cuatro calicatas realizadas no se ha
encontró la presencia de napa freática, en todas las calicatas se ha
encontrado suelo consolidado con humedad natural.
3 CONDICIONES GENERALES DEL TERRENO Y DEL SUBSUELO
3.1. MORFOLOGIA DEL AREA DE ESTUDIO
El área del terreno destinado para el proyecto se encuentra emplazada en
la parte alta de la localidad de La Esperanza, el relieve presenta una
topografía semiplana, con pendientes moderados de 1º - 2º de
inclinación.
El terreno destinado al proyecto en la actualidad no cuenta con servicios
básicos de agua potable, desagüe y energía eléctrica.
El terreno destinado al proyecto cuenta con una vía de acceso que es la
trocha carrozable La Esperanza-Malconga.
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El terreno es de libre disponibilidad parta el proyecto, la zona de
emplazamiento del terreno está formada por un suelo residual
consolidado, alejado de áreas sujetas a erosión, aludes, huaycos,
deslizamientos, fallas geológicas, hondanas o área susceptible a
inundaciones.
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El terreno por sus características topográficas presenta una pendiente
que permite una rápida evacuación de las aguas de lluvia y no es
vulnerable a los aniegos, ni acumulación de aguas o lodos.
El terreno destinado para el proyecto se puede ubicar en la hoja del
cuadrángulo de Huánuco (hoja 20k), cuyos materiales pertenecen al
sistema cuaternario, de la era cenozoica de la serie Holoceno, con
unidades lito estratigráficas Qr-al, en los alrededores afloran rocas
sedimentarias.
En el aspecto geomorfológico el área de estudio es el resultado de los
efectos degradatorios causados por los agentes de meteorización que
han actuado sobre las unidades litológicas constituidos por rocas
sedimentarias y areniscas.
Dentro de los agentes meteorizantes que tuvieron un papel importante en
el modelado actual del área de estudio, resulta la acción del rio Huallaga,
la temperatura del medio ambiente, las precipitaciones fluviales, la
escorrentía superficial.
En la base a los criterios geomorfológicos y estructurales se puede afirmar
que la zona de estudio se encuentra en la unidad geomorfológica etapa
valle.
Las áreas de la jurisdicción regionalmente está conformado por una
cadena de cerros alineados dispersamente, con un relieve abrupto
variable, la erosión del área es moderada debido a la naturaleza y
composición litológica, siendo generalmente afectado por las aguas pluvio
aluviales que generan geoformas características como: valles estrechos,
quebradas profundas, etc.
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3.2. GEOGRAFÍA DEL ÁREA DE ESTUDIO
La zona de estudio para el proyecto presenta la acción geodinámica del
río Huallaga y sus afluentes. El río Huallaga, con nacimiento en el
departamento de Pasco, al Sur de la llamada Cordillera de Rauna, en la
laguna de Huascacocha, en sus orígenes se llama río Ranracancha y
luego se llama sucesivamente río blanco y río Chaupihuaranga, hasta
unirse con el río Huariaca, lugar a partir del cual toma la denominación de
río Huallaga. En Huánuco forma un importante valle interandino entre
Ambo - Huánuco y Santa María del Valle luego de cruzar el relieve de
Carpish ya en la Selva Alta, forma el valle de Tingo María, El Huallaga es
afluente del Marañón, al que vierte sus aguas por la margen derecha y en
territorio del Departamento de Loreto, luego de recorrer aproximadamente
1300 km.
Según la clasificación realizada, el área de estudio del proyecto
comprende la región Yunga, con un clima cálido templado.
Geográficamente, el Cuadrángulo de Huánuco y la zona del proyecto esta
situado en la región andina central del Perú, enclavada en la parte alta del
valle del Pillco.
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3.3 UNIDADES GEOGRAFICAS EN LA ZONA DEL PROYECTO
3.3.1Cordillera Oriental
La Cordillera Oriental es la unidad geográfica que comprende gran parte
de la Región Huánuco y que se caracteriza por presentar una superficie
con crestas escarpadas de dirección NE-SO, valles fluvioglaciares y
numerosas quebradas.
Esta unidad geográfica en sus márgenes orientales está conformando un
relieve de cumbres elevadas que progresivamente van descendiendo en
cota hasta limitar con las márgenes de la zona subandina (selva alta). La
Cordillera Oriental comprendida en este sector del Perú es atravesada
profundamente, diagonal y transversalmente por el río Huallaga que
recorre de Suroeste a Norte Este.
3.4 UNIDADES GEOMORFOLOGICAS EN LA ZONA DE ESTUDIO
3.4.1 Valles
La unidad valles son depresiones en forma longitudinal sobre cuyos
fondos discurre los ríos. Según su forma, se puede evidenciar la unidad
geomorfológica de valle de fondo amplio en la zona del proyecto.
3.4.1.1 Valle de fondo amplio
Esta unidad se encuentra situada al SE del área del cuadrángulo de
Huánuco, comprendiendo al río Huallaga, el mismo que tiene una
dirección general SO-NE.
Morfológicamente esta unidad presenta un fondo de valle con amplias
terrazas fluvio-aluviales, donde se desarrollan las labores agrícolas de la
zona.
Estas terrazas están limitadas a ambos flancos por suaves pendientes, las
que son disectadas por numerosos ríos y quebradas que vierten sus
aguas al río Huallaga. Litológicamente, este valle comprende en gran
parte a la secuencia metamórfica, y parte a un intrusito de edad Cretáceo-
Paleógeno. La erosión fluvial-pluvial es el agente principal en un
modelado, trayendo consecuentemente una removilización y
socavamiento permanente del material a lo largo del río Huallaga.
3.5 Estructuras Geológicas
En el área de influencia en estudio a nivel regional se presenta las
unidades reconocidas que comprende la litología del Qr-al, de la serie
Holoceno que pertenece al sistema Cuaternario del Eratema Cenozoico.,
hasta el cuaternario reciente distribuido ampliamente en la faja sub andina
y la cordillera oriental con dirección Norte Sur.
El cenozoico comprende unidades del Holoceno distribuidos en áreas
como depósitos de suelos residuales, así como depósitos del tipo Qr- al.
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Fallas
Para la zona del proyecto las fallas existentes en el área regional se
manifiestan de manera poco significativa con dirección NE-SE, producto
de distensiones post compresionales que conforman el huayco de Las
Moras, con formaciones de rocas esquistosas, las mismas que no
representan una incidencia al área localizada del proyecto.
Estas estructuras se observan en las rocas metamórficas en áreas
definidas y en las partes más altas del área de estudio, esto se presentan
en forma laminar formando pliegues de dimensiones pequeñas alteradas
por efectos del intemperismo en la zona de Las Moras.
3.6 ESTRATIGRAFIA
En el cuadrángulo de Huánuco (hoja 20-K) la columna estratigráfica esta
constituida por rocas metamórficas, sedimentarias e ígneas, que en edad
van desde el Neoproterozoico hasta el Cuaternario reciente.
El Neoproterozoico esta representado por rocas metamórficas que
constituyen el casamiento de la secuencia estratigráfica, siendo el gnosis
la roca mas antigua, seguido de mica esquistos, los cuales afloran en gran
parte de la Cordillera Oriental.
El Paleozóico engloba a una secuencia ordoviciana y missisipiana
representada esta última por el Grupo Ambo, las cuales reposan sobre las
rocas del casamiento. El Paleozóico Terminal esta representado por
depósitos molásicos del Grupo Mitu.
El Triásico- Jurásico esta representado por una serie carbonatada del
grupo Pucará, la cual es infrayacente a un conjunto de edad Cretáceo
igualmente carbonatado, el mismo que es subdividido en las formaciones
Chúlec, Pariatambo y Jumasha.
En Cretáceo Terminal-Paleógeno esta representado por series detríticas
rojizas y carbonatadas de edad Eoceno, denominadas como Formación
Casapalca. Cubriendo a toda la secuencia litoestratigráfica pre-cuaternaria
se tiene depósitos morrénicos, fluvioglaciares y aluviales.
3.6.1 NEOPROTEROZOICO
3.6.1.1 Complejo del Marañón
Las rocas más antiguas aflorantes en la región de Huánuco corresponden
al “Complejo del Marañon”. La exposición de este complejo en el área de
estudio ocupa el 70% de su superficie, siendo reconocida principalmente
en las rutas ambo-Huánuco, Huanuco-Hda. Shishmay-Macha y Huanuco-
Huallanca: Asimismo, en forma sectorizada al Norte y sur de la corriente a
Pampas donde es intrusionada en gran parte por el Batolito de Higueras.
Otras ocurrencias son observadas al NE de la localidad de Tanta Coto.
Litológicamente, el complejo del marañón se encuentra conformado por
esquistos y gneises.
3.6.1.2 Esquistos
Se trata de micaesquistos que se exponen en gran parte del área de
estudio, ocupando casi la totalidad de las series metamórficas del
Complejo del Marañón. En el mapa geológico se observa que estos
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micaesquistos afloran continuamente en la mitad Este del cuadrángulo de
Huánuco, siendo reconocido en las localidades de Chicchuy, Malconga,
Santa María del Valle, Cabracancha, Molino; Manzano; laguna
Mancapozo, San Sebastián de Quera, Tambogán, Churubamba, Acomayo
y Puente Durand; asi como también en la mitad Oeste del área de estudio,
en las localidades de Puyac, Chullay, Cutapalla, Tanta Coto, del mismo
modo, en la carretera de Huánuco al aeropuerto David Figueroa.
Los esquistos en general son grises oscuros y verdosos, estando en
algunos casos asociados a venilla con lentes de cuarzo concordantes con
la esquistocidad.
Los esquistos más comunes son cuarzo-micáceos, y esquistos cuarzo
muscovoticos, esquitos cuarzo-muscovitas-cloritas, esquitos macas-
cuarzo y esquistos cuarzo, biotitas-muscovitas, cuyas texturas mas
frecuentes son granoblasticas y granoblásticas suturadas.
Una muestra tomada en la localidad de Nauyan Rondos (NO de
Huanuco), es denominada esquisto de cuarzo-muscovita-clorita.
Como característica petrográfica, presenta granos de cuarzo (cz),
moscovita (mus) y cloritas (CLOs). Las micas se encuentran en capas
flexionadas y los minerales opacos (OPs) están diseminados
indistintamente. La moscovita se encuentra con la clorita. Otra muestra
procedente de la localidad de Pampacocha (NO e Huánuco) es
denominada como esquisto de cuarzo-muscovita-clorita.
La sección estudiada presenta capas compuestas por abundantes
cristales e moscovita (mus) y cloritas (CLOs), con cristales de cuarzo (cz)
entre las capas. Los minerales opacos (OPs) ocurren rellenando
intersticios de cuarzo y micas. La muestra presenta una esquistocidad
bien marcada; las micas se encuentran flexionadas y plegadas, los
minerales opacos y cuarzo se presentan siguiendo los plegamientos de
las micas, asimismo las limonitas y opacos siguen los plegamientos de las
moscovitas y las cloritas.
3.6.2 PALEOZOICO
3.6.2.1 Serie Paleozoico inferior
La serie de Paleozoico aflora al Norte de al cuidad de Huánuco, en las
alturas de los ríos Maray, Sogobamba y Huaricancha, extendiéndose
hasta cerca del rió Rangra Huasi, formando un sinclinorium sobre rocas
neoproterozoicas. Se trata una serie constituida por arsénicos, cuacitas,
pizarras y lutitas que han sido asumidos por DALMAYRAC, B. (1977) al
Llanvirniano – Siluro Devoniano, en las que al Noreste de Yuraccacca, se
observan plegamientos y fuertes fracturamientos de rumbo NO –SE y
hacia el Este de esta localidad, pequeñas fallas y diaclasamientos de
rumbo NE – SO.
3.6.2.2 Paleozoico Superior
3.6.2.2.1 Grupo Ambo
El grupo Ambo aflora al SO del cuadrángulo de Huánuco, en los Cerros
Luichi Punta-Cumbe Cochamarca, Guarcamarca, Cordón, Chunca-
Huiscash y Augush, presentándose en las cumbres de estas elevaciones.
También es reconocido en el camino a San Pedro de Cani y en la ruta
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Chullay-Cozo-Yarumayo.
Litológicamente, el afloramiento consiste de una secuencia de areniscas
beige-grisáceos en estratos que varia de 10 a 50 cm, intercalados con
delgados niveles de pizarras grises.
3.6.2.2.2 Grupo Mitu
Mc LAUGHLIN, D. (1924), se da el nombre de Grupo Mitu a una serie
detrítica rojo-violácea definida en el Perú central.
El Grupo Mitu en el cuadrángulo de Huánuco aflora al NO de
Huancapallac, en las localidades de Pampas, Rosapampa y quebradas
Caracocha-Ragra Cocha; también al NE. en la ruta Acomayo-Tingo Maria,
próximos al puente Durand.
Litologicamente. Presenta una serie sedimentaría que está constituida por
arsénicas de color marrón rojizo de grano fino a medio, en estratos que
varían de 10 a 30 cm., de espesor, los cuales en la localidad de Pampas
por meteorización se disgregan en partículas gruesas.
El Grupo Mitu en el área de estudio, reposa discordantemente sobre rocas
metamórficas del Neoproterozoico e infrayace a las facies carbonatadas
del Grupo Pucará.
3.6.3 CUATERNARIO
3.6.3.1Depósitos morrénicos
Son depósitos de glaciar de composición heterogenea en cuanto a la
forma y tamaño de los fragmentos que le componen siendo por lo general
sudredondeados debido al poco transporte sufrido.
Estos depósitos morrenicas se sitúan mayormente al NE y SE de
Huánuco, conformando colinas morrenicas alargadas en sentido
longitudinal a los valles en su parte alta.
3.6.3.2 Depósitos aluviales
Estos depósitos están conformados por conglomerados polimicticos
deleznables, con clastos de diferente tamaño, unidos por una matriz
arena-arcillosa. Estos depósitos se acumulan en ambas márgenes de los
valles y quebradas anexas.
Estas acumulaciones son reconocidas en el río Huallaga y en el río
Higueras, ambos situados al sur del área de estudio.
3.6.4 BATOLITA DE HIGUERAS
Es un cuerpo plutónico que se presenta en el lado Occidental de
Huánuco, en el valle del río Higueras. Presenta una dirección de
emplazamiento de N-S, teniendo una anchura máxima de 6 km. Y una
longitud mayor de 20 km, alcanzando continuidad en el cuadrángulo de
Ambo.
Su descomposición mineralógica, así como su textura, grado de
metaformismo y deformación varía de un lugar a otro.
En este batolito se puede reconocer dioritas, tonalitas deformadas
(gneisificadas y parametamorficas), y por otro lado, granodioritas que
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intruyen a las primeras apareciendo como la última gran manifestación
ígnea (GRANDIN, G., ET AL 1980).
Según el orden cronológico de emplazamiento lo podemos dividir en la
siguiente forma:
a) Diorita
Comprende a los primeros emplazamientos del magma. En muestra
obtenida al Sur del Cerro Jactay, anexo Cachuna (margen izquierda del
río Higueras), se tiene una diorita anfibolitica que presenta textura
granular hipidiomorfica, parcialmente poiquilitica.
Los minerales esenciales están constituidas por plagioclasas 701%, con
un tamaño promedio de 1.28 mm de forma euhedral a subhedral
maclados y zonados y anfiboles en 20%, con un tamaño de 2.08 mm
tomando formas euhedrales a subhedrales.
Entre los minerales accesorios se han reconocido al cuarzo en un 3%,
con tamaño 0.80% mm. Piroxenos en un 3% con tamaños de 0.75%mm.
Feldespatos potásicos en 2%, con tamaños de 0.57% mm, cloritas en un
1%, con tamaños de 0.01% y trazas de carbonatos, sericita, esfenas.
Limonitas, arcillas y apatito. Los carbonatos se alteran a plagioclasas y
máficos.
b) Tonalita
La tonalita corresponde a una segunda manifestación magmatica en el
batolito de Higueras. Una muestra tomada en el fundo Canchan (8 km al
Oeste de Huánuco).margen izquierda del río Higueras, bajo el estudio
micropetrografico tiene las siguientes características:
Textura granular hipidiomórfica, siendo esenciales las plagioclasas en un
43% maclados, con tamaño promedio de 2.24 mm. En composición varia
de andesina a oligoclasa y sus formas son auhedrales a anhedrales,
ocasionalmente como granoblastos, se tienes además hornblenda y
cuarzo en un porcentaje del 30% alcanzando sus cristales un tamaño de
2 a 8 mm de forma anhedral, y a veces ocurre como intersticios.
Entre los minerales accesorios se considera a la sericita, en porcentaje
del 6% y con un tamaño de 0.01 mm, epidota-zoicita 3%y tamaño de 0.1
mm, arcillas en un 2% y tamaño de 0.64 mm; piroxenos en un 1% cloritas
1% de 008 mm, opacos en trazas, así como también carbonatos, albita
esfena apatito y zircón.
Entre las alteraciones importantes se tiene; sericitacion, epidotizacion,
argilitizacion, cloritizacion, carbonatacion, albitizacion, silicificacion.
Las alteraciones de epidota-clorita se observan mayormente en el
contacto con las rocas ultrabásicas, donde el cuarzo desminuye hacia el
contacto, hasta finalmente desaparecer en los enclaves de la diorita
hibrida dentro del ultrabásico (GRANDIN, G. 1980). Las alteraciones del
tipo argilitica, carbonatas, albitica y sericitica se presenta manera de
venas y diseminados, observándose, ello mayormente en las
inmediaciones de la granodiorita y granitos. Se observa intercrecimiento
mirmequitico de cuarzo y plagioclasas, además de cristales euhedrales
de apatito, así como inclusiones de plagioclasas.
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c) Granodiorita
La granodiorita corresponde a tercera manifestación del magma en el
batolito de Higueras. Una muestra obtenida en la margen derecha de la
quebrada Parará, próxima a la localidad homónima y clasificada como
granodiorita, presenta una textura de tipo granular hipidiomorfica. Los
minerales escenciales de la muestra son: plagioclasa en un 44% con
tamaño promedio de 2.72 mm, de forma euhedral, cuarzo en un 30% de
tamaño 0.80 mm de forma subhedral y feldespatos potásicos en un 15%,
de tamaño 0.70% mm de forma subhedral y maclados.
Entre los minerales accesorios se observa arcillas 7%, liminitas 2%,
biotitas 1% de tamaño 0.56 mm y pequeñas trazas anfiboles y minerales
opacos. Como minerales secundarios se considera a las arcillas,
sericitas, limonitas, y cuarzo en tamaños de 0.8 mm.
Los minerales presentan alteración de los tipos: argilitizacion,
sericitizacion, limonitizacion (débil), epidotizacion, silisificacion y
cloritizacion incipiente.
También notamos intercrecimiento granofidico de cuarzo y feldespatos,
potasicos e intercrecimeinto micropertitico de albita con feldespatos
potásicos teniendo finas venillas de cuarzo.
Otra muestra obtenida en la localidad del Cerro del Pillco Mozo (próximo
a Cayrán), la roca se presenta alterada a sericita y cloritas, presentando
una textura de tipo granular hipidiomorfica. Como minerales esenciales
se tiene la sericita 60%, con tamaños de 0.006 mm en promedio, de
forma euhedrales, cloritas 25% de forma anhedral intercrecidas con el
cuerzo, propiamente cuarzo con 14% de 1.6 mm de tamaño promedio y
de forma subhedrales. Entre los minerales accesorios tenemos limonitas,
y pequeñas trazas de carbonatos, apatito, zircón, esfena, epidotas y
minerales opacos.
Las alteraciones que se observan en estas muestras son: sericitizacion,
limonitizacion, epidotizacion, cloritizacion intensa incipiente y
carbonitización. En algunos casos, observamos moldes de plagioclasa
alterados a sericita y moldes máficos cloritizados, acompañados de
minerales opacos asociado a los máficos.
Otra muestra tomada al SO del cerro Jactay (próximo a Huánuco y al río
Higueras) clasificada como metagranito, presenta una textura granular
hipidiomorfica.
Los minerales esenciales de esta muestra son: cuarzo 35% de 1.12 mm
de formas anhedrales plagioclasas con un 30% de 1.76 mm de tamaño,
de formas anhedrales y feldespatos potásicos 15% de 0.88 mm de
tamaño. Cuyas formas son anhedrales.
Entre los minerales accesorios se encuentra la biotita 5 %, zircón 4% y
los minerales secundarios tenemos las arcillas 3%, así como sericitas y
cloritas.
La muestra presenta alteración tipo argilitizacion y limonitizacion. Los
granos de cuarzo se encuentran algo deformados, mostrando
crecimiento
mirmequitico de cuarzo y plagioclasa.
Mientras que en otra muestra procedente del Cº Huallaycopata ubicado
en las cercanías del río Higueras (próximo al Hda. Higueras) es
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clasificada como granodiorita, la cual presenta una textura granular
hipidiomorfica. Entre los minerales esenciales de esta muestra se han
reconocido Plagioclasa 53% con un tamaño promedio de 4.8 mm de
forma euhedral en cristales maclados, cuarzo 25% con un tamaño de
1.76 mm de forma anhedral. Entre los minerales accesorios se ha
observado feldespatos potasios 7%, con tamaños aproximadamente de
3.68 mm, biotitas 5% de 1.60 mm de tamaño, anfíboles 5% con
tamaños de 1.60 y arcillas 3%; además de nota pequeñas trazas de
minerales como sericita, albita, epidota y cloritas.
Los tipos de alteración que se observa en esta muestra son la
argilizacion débil, cericitacion, apidotizacion, albitizacion y epidotizacion
incipientes. Por otro lado, observamos intercrecimientos micropertitico
de albita y feldespatos potásicos intercrecimientos mirmequitico de
cuarzo y plagioclasa. Así mismo, se observa que la albita se encuentra
en los bordes de las plagioclasas.
3.7 GEOLOGIA ESTRUCTURAL
La actual configuración morfotectonica de esta parte del Perú es el
resultado de los afectos de tres eventos tectónicos superpuestos: La
tectonica del Neoproterozoico, Hercínica y Andina, desarrollándose cada
una con diferentes intensidad y estilo de deformación.
3.7.1 TERRENOS DEL NEOPROTEROZOICO
Estos terrenos están constituidos generalmente por series metamórficas
polideformadas. Litologicamente están representados por facies de
esquistos verdes y gneises. El origen paraderivado del material
metamórfico provendría de un zócalo siálico muy antiguo.
3.7.2 TECTÓNICA Y METAMORFISMO
Las deformaciones en las rocas del Neoproterozoico son poco conocidas,
por lo que se infiere un desarrollo de varias fases tectónicas aun no bien
determinadas; Estas diferentes fases tectónicas habrían deformado las
rocas peliticas primarias dando origen a un desarrollo variado de
foliaciones (esquistos).
En el área de Huancapallac las deformaciones de rocas del
neoproterozoico corresponderían a cuatro fases tectónicas (CARLIER, G.
1983).
La primera fase es sincrónica con el metamorfismo regional y afecta a la
serie arenopelitica inferior, formando pliegues isoclinales con planos
aziales poco inclinados, marcados por una esquistocidad de flujo, las
orientaciones de los ejes de los pliegues son 100ºE (San Pedro de CANI)
y la inclinación del flanco axial parece estar al NE, esta deformación es
también observada en el sector de Chullay, los cuerpos ultrabasicos
también están igualmente afectados por esta primera fase de
deformación, formándose en el contacto con la serie arenopelitica
micaesquistos talcosos y anfibolitas.
La segunda fase pliega la esquistocidad primaria desarrollada por la fase
anterior originando a su vez una esquistocidad de fractura (tipo Strian-
Slip), con orientación N-S y cerca de la vertical.
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La tercera fase forma estructuras post-esquistosas que son generalmente
pliegues en chevron, sin desarrollo de esquistocidad en la secuencia
arenopelitica inferior y en los micaesquistos observada cerca de de
Higueras, donde los pliegues son concéntricos y centimetritos. El plano
axial es relativamente inclinado y esta orientado de SE a NE, la dirección
axial de los pliegues acostados.
Según estudios referenciales (MEGARD, F. 1973, DALMAYRAC, B.1973)
en general la zona de estudio estaría afectada por un metamorfismo
regional que va en un rango de catazonal a epizonal, lo que da lugar a
una transformación de las rocas originales. El 60% del área de Huánuco
se halla comprendido por esquistos resultantes de la acción del
metamorfismo, estas rocas han sido reconocidas en las localidades de
Maray, San Sebastián de Quera, tramo de Huánuco –Cascay, tramo de
Acomayo-Tingo Maria, tramo de Huánuco-Molino, etc. Asimismo, se ha
denotado la presencia de gnosis en las localidades de Mitra, Cerro
Cuchimachay, San Luís Chico, etc., los cuales son considerados
litologicamente como los más antiguos en la región.
3.7.3 Fase Eohercínica (360 A 345 m.a.)
La fase eohercínica se manifiesta por la discordancia general del
Carbonifero inferior sobre las estructuras que afectan al Paleozoico
inferior.
En el área de estudio lose escasos depósitos del Paleozoico inferior que
se localizan al Norte de la ciudad de Huánuco están afectados por esta
fase, mostrando una débil deformación.
El reducido afloramiento del paleozoico inferior en esta parte de la
cordillera Oriental, se explica debido a que la zona de Huánuco estaría
situada en las márgenes orientales de una antigua cuenca eopaleozoica.
El desarrollo tectónico en estos terrenos de modo general, entonces
representarian esfuerzos de naturaleza comprensiva de poca intensidad,
originando plegamiento de dirección NO-SE.
De acuerdo al grado de deformación, la zona de Huánuco estaría
comprendida en los límites de la esquistocidad de fractura y el dominio de
la flexión que se puede estar acompañado de ruptura.
Debido a la ausencia de depósitos devonianos en la zona estudiada
resulta difícil establecer con precisión la edad de las deformaciones que
afectan al Paleozoico inferior.
3.7.4 Discordancia de Higueras
Esta discordancia es observada a 15 km al oeste de Huánuco cerca del
pueblo de Higueras y marca el límite entre los terrenos del Paleozoico
inferior y/o Neoproterozoicos (no evidentes) con el Paleozoico superior.
Esta discordancia seria una evidencia de una fase tectónica post-
ordoviciana y pre-carbonifera y seria la evidencia de la fase Eohercínica
(DALMAYRAC, B. 1986).
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3.7.5 MAGNETISMO INDIFERENCIADO
3.7.5.1 Emplazamiento de Plutones.- En el área de Huánuco se ha
diferenciado dos tipos de intrusitos emplazados en la Cordillera Oriental,
en los cuales se carece de edades geocronologicas que permitan su
identificación con algunas de las orogenias.
Uno de estos cuerpos constituye un macizo compuesto por granitos,
granodioritas y dioritas, situados al Oeste y NO de la ciudad de Huánuco
ocupando un 20% del área de estudio. Este intrusito es bien reconocido
en el tramo Huánuco-Pampas, donde se le encuentra intruyendo a rocas
esquistosas y a unidades paleozoicas. La edad de este macizo aun no
está definida, debido a que no existen dataciones radiométricas para
determinarla, sin embargo la ausencia de deformaciones en ella,
supondría que son probablemente tardihercinianos o andinos.
3.8 FENOMENOS DE GEODIMANICA EXTERNA
3.8.1 Agentes Geodinámicos
Lluvia
Las gotas de agua como lluvia actúan sobre la superficie cayendo a
velocidades y energía variable que conforman escurrimientos de torrentes
desarrollando desgaste en zonas donde no existen vegetación, la erosión
aumenta a medida que se concentra una arrollada, para luego formar la
red Hidrográfica, estos fenómenos son de mayor intensidad en la
temporada de invierno, los mismos que producen escorrentías en las
laderas de los cerros circundantes al area del terreno disponible para el
proyecto.
Cobertura Vegetal
Aumenta la permeabilidad y porosidad de los suelos por acción de las
raíces y el agua, asimismo aumenta la capacidad de retención por ser
arenas y arcillas que absorben líquidos produciéndose hinchamientos
continuos y fragilidad en los estratos rocosos existentes en la zona del
proyecto.
3.9 RIESGOS GEOLOGICOS
Geodinámica Externa
Las pendientes existentes en los alrededores de la zona del proyecto no
evidencia la presencia de riesgos geológicos tales como: deslizamientos,
desprendimientos de rocas y huaycos.
Estos riesgos geológicos están presentes fuera del área de influencia del
terreno de libre disponibilidad, como es en la zona de Jancao, LLicua y las
Moras que en épocas de invierno se evidencian estos fenómenos, por lo
que se recomienda implementar medidas de mitigación para evitar la
acción de estos eventos de geodinámica externa.
Cobertura Vegetal
Aumenta la permeabilidad y porosidad de los suelos por acción de las
raíces y el agua, asimismo aumenta la capacidad de retenerlo, en la zona
del proyecto se carece de cobertura vegetal por lo que se recomienda
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plantear áreas verdes tratadas en el perímetro del terreno disponible
(Cerco vivo).
Organismos Vivos
Por ser un medio que conserva las diferentes formas de vida animal y
vegetal dan origen a muchos otros organismos, pero en nuestro caso por
ser una área intervenida no existe mucha presencia de organismos vivos
en la zona del proyecto.
3.10 FACTORES GEODINAMICOS
Aspecto Topográfico
La pendiente moderada que tiene el terreno de libre disponibilidad para el
proyecto no permite la formación de aniegos, charcos de agua, por el
contrario facilita la fácil evacuación de las aguas pluviales, sobre todo en
temporadas de máxima precipitación en la época de Invierno.
Erosión inducida o anotropica
Los trabajos de eliminación de la cobertura vegetal en la zona del
proyecto, producto de la expansión urbana pone vulnerable la zona del
proyecto por la presencia de un suelo con ligera cohesión, sin embargo la
permeabilidad ayuda a mantener el estado saturado de los suelos en
épocas de invierno con presencia de lluvias.
3.11 GEODINAMICA INTERNA
3.11.1 Sismicidad
La zona del proyecto se encuentra emplazada en la región central del
Perú y según el mapa de zonificación sísmica la zona del proyecto se
encuentra en una clasificación de tipo 2 en importancia sísmica. Con la
ocurrencia de sismos de intensidad del orden VI en la escala de Mercalli
modificada.
Para la aplicación de la Norma del RNE:
A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1.
Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con
una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.
La zona del proyecto esta en una Zona 2, con un Z=0.3
Perfil tipo S2: suelos intermedios
Suelo Tipo S3
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Factor de Suelo S=1.2
Espectro para el Tipo de Suelo Tp(s) = 0.60 seg
Mapa de zonificación sísmica del Perú
3.12 FALLAS
En el área de estudio no se mapeo presencia de estructuras geológicas
importantes, tales como fallas geológicas activas o inactivas,
discordancias, fracturas y grietas de gran potencia, sin embargo se debe
tener en cuenta
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3.13 DESCRIPCION GEOTECNICA DE LA ZONA Para la descripción Geotécnica de la zona de estudio, se ha realizado en
campo el análisis in situ de los materiales presentes en cada calicata, que
comprende el estudio del suelo existente y el subsuelo, para lo cual se
excavaron 04 calicatas, con la finalidad de establecer la variación del tipo
de suelo en toda la zona en estudio, tomándose como referencia la
ubicación de la sub estación proyectada. Las calicatas se realizaron de
dimensiones 1.50 x1.50 mts. X 3.50 mts. de profundidad, tomando las
muestras presentes en cada perfil estratigráfico, siendo uniformes los
estratos del suelo encontrado en el área de estudio.
En los pozos de exploración C-1, C-2, C-3, y C-4 se observan la
conformación de un suelo de grano grueso, compuesto por un material de
arenas y limos o arenas mal graduadas con presencia de bolonerías de
diferente gradación, de color marrón plomizo.
4 ENSAYOS DE LABORATORIO
Se realizaron los ensayos de laboratorio aplicando las siguientes normas:
ASTM D 422 ANALISIS GRANULOMETRICO
ASTM D 4318 LIMITE LIQUIDO Y PLASTICO
ASTM D 2216 CONTENIDO DE HUMEDAD
ASTM D 854 PESO ESPECIFICO
ASTM D 2487 CLASIFICACION SUCS
ASTM D4253 DENSIDAD RELATIVA
ASTM D 2488 DESCRIPCCION VISUAL-MANUAL
ASTM BS1377 PESO VOLUMÉTRICO
ASTM D3080 CORTE DIRECTO
ASTM D 3370 CLORUROS
ASTM E 275 SULFATOS
ASTM D 1888 SALES SOLUBLES
4.1 Trabajos de laboratorio
Las muestras obtenidas de las calicatas realizadas han sido remitidas al
laboratorio de Mecánica de Suelos, Concreto y Asfalto “LA PIRAMIDE
E.I.R.L. de la ciudad de Huánuco, donde se ha desarrollado los ensayos
de laboratorio, obteniendo los datos para la elaboración de las hojas de
resultados de acuerdo a la norma técnica E-050 SUELOS Y
CIM,ENTACIONES
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Vista fotográfica de la prueba de tamizado de las calicatas
Vista fotográfica del análisis de humedad de las calicatas
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5.0 ANALISIS DE LAS PRUEBAS DE CAMPO Y DE LABORATORIO
5.1 Evaluación de resultados de campo
En este punto se realiza el análisis de resultados de los ensayos según
reporte así como descripción de campo y laboratorio, elaboración de
certificados, perfiles estratigráficos de las excavaciones realizadas, lo que
se adjuntan en los anexos del presente informe.
5.2 Evaluación de resultados de laboratorio
En este punto se realiza el análisis de resultados de los ensayos según
reporte así como descripción de campo y laboratorio, elaboración de
certificados, perfiles estratigráficos de las excavaciones realizadas, lo que
se adjuntan en los anexos del presente informe.
5.3 PARAMETROS PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD
ADMISIBLE DEL SUELO (Q adm)
Los parámetros que se han adoptado para el cálculo de la capacidad
admisible de carga por corte en los sectores evaluados se indican en el
siguiente cuadro
Parámetros adoptados para el calculo de la Capacidad Admisible del suelo a la profundidad de 0.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
0.50 16º 0.26 1.85 0.49
C-02
0.50 15º 0.29 1.85 0.45
C-03
0.50
17º 0.25 1.85 0.52
C-04
0.50
16.69º 0.258 1.85 0.53
Parámetros adoptados para el calculo de la Capacidad Admisible del suelo a la profundidad de 1.00 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
1.00 22º 0.293 1.78 1.23
C-02
1.00 15º 0.29 1.85 0.63
C-03
1.00 22º 0.293 1.85 1.23
C-04
1.00 17º 0.258 1.85 0.76
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Parámetros adoptados para el calculo de la Capacidad Admisible del suelo a la profundidad de 1.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
1.50 26.56º 0.05 1.65 2.19
C-02
1.50 28º 0.01 1.65 2.77
C-03
1.50
27.47º 0.04 1.64 2.45
C-04
1.50
28º 0.05 1.65 2.78
Parámetros adoptados para el calculo de la capacidad admisible del suelo a la profundidad de 2.00 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.00 26.56º 0.05 1.65 2.77
C-02
2.00 28º 0.010 1.65 3.52
C-03
2.00 27.47º 0.04 1.64 3.10
C-04
2.00 28º 0.05 1.65 3.51
Parámetros adoptados para el calculo de la capacidad admisible del suelo a la profundidad de 2.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.50 26.56º 0.05 1.65 3.35
C-02
2.50 28º 0.010 1.65 4.28
C-03
2.50 27.47º 0.04 1.64 3.76
C-04
2.50 28º 0.05 1.65 4.25
Parámetros adoptados para el calculo de la capacidad admisible del suelo a la profundidad de 3.00 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.00 26.56º 0.05 1.65 3.94
C-02
3.00 28º 0.010 1.65 5.03
LABORATORIO DE SUELOS, CONCRETO Y ASFALTO “LA PIRAMIDE” E.I.R.L.
Ruc: Nº20528905511
“ANTEPROYECTO SUBESTACION AMARILIS” Página 32
C-03
3.00 27.47º 0.04 1.64 4.41
C-04
3.00 28º 0.05 1.65 4.98
Parámetros adoptados para el calculo de la capacidad admisible del suelo a la profundidad de 3.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Angulo de
Fricción ø (º)
Cohesión
c (Kg/cm2)
Peso Especifico
(Tn/m3)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.50 26.56º 0.05 1.65 4.52
C-02
3.50 28º 0.010 1.65 5.78
C-03
3.50 27.47º 0.04 1.64 5.06
C-04
3.50 28º 0.05 1.65 5.71
Para la determinación de la presión admisible el planteamiento de las
dimensiones de la zapata ha sido de 1.50 mts x 1.50 mts.; la misma que
será definida posteriormente por el proyectista o el ingeniero
estructurista.
Para la verificación de las dimensiones en planta de las zapatas para las
cargas estáticas se hará empleado el valor de la presión admisible
determinada en el presente estudio de mecánica de suelos.
6. METODOLOGIA EMPLEADA EN EL ESTUDIO GEOTECNICO
La metodología de los estudios geotécnicos está basada en el desarrollo
secuencial de una serie de fases como se indica a continuación:
RECOPILACIÓN Y ESTUDIO DE LA DOCUMENTACIÓN
Se ha recopilado y estudiado toda la documentación previa existente,
sobre todo mapas geológicos de INGEMET.
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO
Se ha visitado y reconocido la zona donde se tiene previsto la ejecución
del proyecto y se tomado atención a la topografía de la zona, a los
desniveles de la parcela, a la presencia en superficie de zonas hundidas,
zonas eriazasd, etc
PLANTEAMIENTO DE LA CAMPAÑA DE CAMPO
Las operaciones de ejecución de reconocimientos, toma de muestras y
ensayos se han planificado y realizado para conseguir la identificación de
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los distintos estratos del subsuelo y determinar sus características
geotécnicas, es decir sus valores de resistencia y de deformación,
principalmente.
El planteamiento de la campaña de reconocimiento en campo, como ya
hemos dicho, atiende al criterio de diseño ( 4 calicatas), y al tipo de
estructura a cimentar
Las técnicas, número y tipo de muestras y ensayos a realizar se han
determinado en forma manual y equipo liviano como pionjar para fracturar
las rocas existentes.
Como norma general de cada calicata se ha extraido muestras alteradas
que se han sometido al análisis en el laboratorio, realizando como
complemento ensayos del contenido en sales sulfatadas
TRABAJOS DE LABORATORIO
De las muestras obtenidas en las distintas prospecciones (calicatas y/o
sondeos), se han realizado los ensayos pertinentes para la determinación
de las propiedades geotécnicas de los tipos de terrenos atravesados. El
número de muestras a ensayar se han adaptado a la variabilidad del
terreno
Los ensayos más usuales, tal como hemos expuesto son los siguientes
Humedad natural.
Granulometría por tamizado.
Límites de Atterberg.
Rotura a compresión simple.
Corte directo.
Ensayo Triaxial.
Ensayo Edométrico
6.1 Estabilidad de Taludes (excavación y rellenos)
Se conoce con el nombre genérico de taludes cualesquiera superficies inclinadas respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las masas de tierras Cuando el talud se produce en forma natural, sin intervención humana, se denomina ladera natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artificiales, según sea la génesis de su formación; en el corte, se realiza una excavación en una formación térrea natural, en tanto que los taludes artificiales son los inclinados de los terraplenes. También se producen taludes en los bordes de una excavación que se realice a partir del nivel del terreno natural, a los cuales se suele denominar taludes de la excavación TIPOS DE FALLAS MÁS COMUNES EN LOS TALUDES En primer lugar se distinguen las que afectan principalmente a las laderas naturales de las que ocurren sobre todo en los taludes artificiales:
a) Factores Geomorfológicos 1) Topografía de los alrededores del talud. 2) Distribución de las discontinuidades y estratificaciones
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b) Factores internos 1) Propiedades mecánicas de los suelos constituyentes. 2) Estados de esfuerzos actuantes. 3) Factores climáticos y concretamente el agua superficial y subterránea Se presentan a continuación las fallas más comunes de los taludes en las vía terrestres. En primer lugar, se distinguen las que afectan principalmente a las laderas naturales de las que ocurren sobre todo en los taludes artificiales 1. Fallas ligadas a la estabilidad de las laderas naturales. Se agrupan en esta división las fallas que ocurren típicamente en laderas naturales, aun cuando de un modo u otro también pudieran presentarse de manera ocasional en taludes artificiales. La inclinación de este talud tiene que ser suficientemente suave y/o su altura suficientemente pequeña para que sea estable. La inclinación del talud una vez que ha cesado el vertido talud máximo para el cual el material estable se denomina ángulo de reposo El talud tendrá una inclinación media aproximadamente igual al ángulo de reposo que tendría si el material se vertiera directamente 4. Fallas por erosión
Estas también son fallas de tipo superficial provocadas por arrastres de viento, agua, etc., en los taludes. El fenómeno es tanto más notorio cuando más empinadas sean las laderas de los taludes. Una manifestación típica del fenómeno suele ser la aparición de irregularidades en el talud, originalmente uniforme. Desde el punto de vista teórico esta falla suele ser imposible de cuantificar detalladamente, pero la experiencia ha proporcionado normas que la atenúan grandemente si se las aplica con cuidado
Tipología de fallas
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PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES EN SUELOS RESIDUALES Los suelos residuales presentan, en lo que se refiere a la estabilidad de sus taludes (naturales y aun artificiales), algunas particularidades En conexión con la estabilidad de los taludes en los suelos residuales existen tres conceptos que desempeñan un papel muy importante; estos son el perfil de meteorización, las estructuras heredadas y, naturalmente, el efecto del agua subterránea. El perfil de meteorización es la secuencia de capas de materiales con diferentes propiedades que se ha formado en el lugar donde se le encuentra y que sobreyace a la roca no meteorizada.
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En realidad será preciso considerar también ciertos perfiles de suelos no propiamente formados “in situ”, sino con mayor o menor grado de transporte, tales como los perfiles en depósitos de talud, de piemonte, coluviales, etc.; la razón es que estos perfiles y sus condiciones de estabilidad son tan similares a los de los suelos residuales que no resulta conveniente su separación. El perfil de meteorización se forma tanto por ataque mecánico como por descomposición química. Puede variar en forma considerable de un sitio a otro, sobre todo por variaciones locales en el tipo y estructura de la roca, topografía, condiciones de erosión, régimen de aguas subterráneas y variaciones locales de clima, especialmente en régimen e intensidad de lluvias En casi todas las rocas metamórficas e ígneas intrusitas, el perfil de meteorización comprende una capa de suelo residual, una de roca meteorizada y la roca fresca, poco meteorizada
7. CRITERIOS DE DISEÑO
7.1. Tipo de cimentación y otras soluciones si las hubiera
El presente proyecto se trata de la construcción de una sub estación, este
tipo de estructuras requiere una cimentación superficial, con una
profundidad de desplante en función a la altura de la torre, el terreno
disponible es adecuado para la cimentación de la sub estación pues
evidencia potentes estratos de suelo residual compuesto por arenas con
gravas y limos y a la profundidad de 3.50 mts se ha evidenciado
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
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Para calcular las dimensiones de la cimentación de un apoyo, lo primero que
deberemos conocer
es el momento de vuelco del apoyo, el cual viene determinado por la fórmula
Mv es el momento de vuelco de todas las fuerzas exteriores expresada en metros
por tonelada(m.t.)
F es la fuerza flectora resultante que actúa sobre el apoyo en toneladas.
Generalmente se suele tomar el esfuerzo en punta del apoyo elegido.
H es la altura sobre el terreno, hasta el punto de aplicación de F, en metros.
h es la altura de la cimentación en metro.
Ahora bién, este momento de vuelco debemos contrarrestarlo por una parte con el
momento estabilizador del terreno M1 y por otra con el momento estabilizador del
bloque de hormigón y el peso propio del apoyo M2
El momento estabilizador del terreno podemos calcularlo mediante la fórmula:
M1 es el momento estabilizador del terreno expresado en m.t.
Ch es el coeficiente de compresibilidad a la profundidad "h".
tag es la tangente del ángulo de giro de la cimentación.
a es el lado de la base de la cimentación en metros (se supone cuadrada).
h es la altura de la cimentación en metros
Estrato de apoyo de la cimentación.- Lo constituye la masa de suelo
residual compuesto por un suelo de grano grueso en su mayor parte
mezcla de arenas y arcillas con presencia de gravas esquistosas y a la
profundidad de 3.50 mts. en promedio afloramiento rocoso.
Las cimentaciones deben diseñarse para que el conjunto estructural sea
estable (que no sufra movimientos excesivos) y para que todas las
acciones sean transmitidas adecuadamente al terreno. Para cumplir este
punto, hay que considerar el comportamiento tanto del terreno que recibe
las cargas (aspectos geotécnicos) como el elemento de cimentación que
las transmite (aspectos estructurales.
7.2. Profundidad de cimentación (Df)
Existen clasificaciones empíricas que permiten distinguir las
cimentaciones según su posición en el terreno; se basan en la relación
que existe entre la anchura B (dimensión menor de la superficie de apoyo)
y la profundidad en la que se ubica el desplante o plano de implantación,
D. Así, a modo nada más que orientativo, podemos señalar los siguientes
tipos:
Cimentación superficial, si cumple D/B ≥ 4
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La zapata es una cimentación somera que se usa cuando las cargas a
transmitir al terreno no son muy grandes y existen, a poca profundidad,
estratos de suelo con la capacidad de carga y rigidez suficiente para
soportar las presiones que se le van a transmitir, sin que se produzcan
roturas ni asientos excesivos
Las zapatas se pueden clasificar según distintos criterios: Por su
comportamiento estructural, por su forma de trabajar, por su morfología y
por su forma geométrica en planta
Aisladas: cuando soportan un solo pilar. Se emplea cuando el terreno es
firme y competente, es decir, cuando se pueda cimentar con una presión
media-alta y esperamos asientos pequeños o moderados. Suele ser la
cimentación normal de este tipo de estructuras.
7.3. Determinación de la carga de rotura al corte y factor de seguridad
(FS).
FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE
Los factores de seguridad mínimos que deberán tener las cimentaciones
son los siguientes:
a) Para cargas estáticas: 3.0.
b) Para solicitación máxima de sismo o viento (la que sea mas
desfavorable): 2.5.
7.4. Estimación de los asentamientos que sufriría la estructura con la
carga aplicada (diferenciales y/o totales).
ASENTAMIENTO INMEDIATO
En todo EMS se deberá indicar el asentamiento inmediato que se ha
considerado para la estructura.
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 0.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
0.50 0.25 100 0.45 0.615
C-02
0.50 0.25 850 0.061 0.083
C-03
0.50
0.25 80 0.599 0.819
C-04
0.50
0.25 850 0.103 0.140
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 1.00 mts.
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Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
1.00 0.15 250 0.589 0.805
C-02
1.00 0.25 850 0.086 0.117
C-03
1.00 0.15 200 0.736 1.006
C-04
1.00 0.25 850 0.103 0.140
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 1.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
1.50 0.25 1000 0.252 0.345
C-02
1.50 0.25 560 0.380 0.520
C-03
1.50
0.25 860 0.328 0.448
C-04
1.50
0.25 860 0.248 0.339
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 2.00 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
2.00 0.25 1000 0.320 0.436
C-02
2.00 0.25 560 0.484 0.661
C-03
2.00 0.25 860 0.416 0.568
C-04
2.00 0.25 860 0.314 0.429
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 2.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
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C-01
2.50 0.25 1000 0.387 0.528
C-02
2.50 0.25 560 0.587 0.802
C-03
2.50 0.25 860 0.504 0.688
C-04
2.50 0.25 860 0.379 0.518
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 3.00 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
3.00 0.25 1000 0.454 0.620
C-02
3.00 0.25 560 0.691 0.943
C-03
3.00 0.25 860 0.591 0.807
C-04
3.00 0.25 860 0.445 0.608
Parámetros considerados en el calculo del asentamiento inmediato a la profundidad de 3.50 mts.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
Modulo
de
Poisson
(u)
Modulo de
Elasticidad
del suelo
(E
Ir (cm) If (cm)
C-01
3.50 0.25 1000 0.521 0.712
C-02
3.50 0.25 560 0.794 1.084
C-03
3.50 0.25 860 0.679 0.927
C-04
3.50 0.25 860 0.511 0.697
7.5. Presión admisible del terreno (determinada a diferentes
profundidades, con variación de 0.50 m).
Según el suelo predominante la presión admisible en el terreno de
fundación es como sigue:
Presion admisible del terreno a 0.50 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
0.50 0.49
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C-02
0.50 0.45
C-03
0.50 0.52
C-04
0.50 0.53
Presion admisible del terreno a 1.00 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
1.00 1.23
C-02
1.00 0.63
C-03
1.00 1.23
C-04
1.00 0.76
Presion admisible del terreno a 1.50 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
1.50 2.19
C-02
1.50 2.77
C-03
1.50
2.45
C-04
1.50
2.78
Presion admisible del terreno a 2.00 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.00 2.77
C-02
2.00 3.52
C-03
2.00 3.10
C-04
2.00 3.51
Presion admisible del terreno a 2.50 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.50 3.35
C-02
2.50 4.28
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C-03
2.50 3.76
C-04
2.50 4.25
Presion admisible del terreno a 3.00 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.00 3.94
C-02
3.00 5.03
C-03
3.00 4.41
C-04
3.00 4.98
Presion admisible del terreno a 3.50 mts. de profundidad.
Calicata Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.50 4.52
C-02
3.50 5.78
C-03
3.50 5.06
C-04
3.50 5.71
7.6. Indicación de las precauciones especiales que deberá tomar el
diseñador o el constructor de la obra, como consecuencias de las
características particulares del terreno investigado (efecto de la napa
freática, contenido de sales agresivas al concreto, etc.)
El terreno de libre disponibilidad para el proyecto no presenta la presencia
de napa freática, por lo tano este aspecto no será redundante en el
proceso constructivo ya que se ha encontrado un suelo natural
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Se ha realizado los análisis químicos de las muestras de suelo de las
calicatas realizadas en el terreno de libre disponibilidad.
Tabla Nº 3
Elementos químicos nocivos para la cimentación.
Presencia en el
suelo de:
p.p.m. Grado
alteración
observaciones
* Sulfatos
0 – 1000
1000 – 2000
2000 – 20,000
>20,000
Leve
Moderado
Severo
Muy severo
Ocasiona un ataque
químico a la cimentación.
** Cloruros
> 6000
Perjudicial
Ocasiona problemas de
corrosión de armaduras
de elementos metálicos
** sales solubles
totales
>15,000
Perjudicial
Ocasiona problemas de
pérdidas de resistencia por
problemas de lixiviación
* Comité 318 – 83 ACI.
** Experiencia Existente.
En nuestro caso de los análisis químicos realizados tenemos los
siguientes resultados:
ANÁLISIS QUIMICO DEL SUELO
CALICATA
MUESTRA
Cl
p.p.m
(SO4)=
p.p.m
S.S.T
p.p.m
C-1 ; M-1
Prof. 3.50 m
78 1021 1146
C-2 ; M-1
Prof. 3.50 m
79 1025 1148
C-3 ; M-1
Prof. 3.50 m
76 1020 1149
Los resultados de los análisis químicos indican la posibilidad de un ataque
leve a moderado de los sulfatos presentes en el suelo, al concreto de la
cimentación.
Se recomienda, por lo tanto, el empleo de cemento tipo II.
En relación a la presencia de cloruros, la concentración de estos
elementos se encuentra muy por debajo de los límites perjudiciales. Se
concluye por lo tanto que no existirá problemas de corrosión del acero,
asociado a la presencia de cloruros, debiéndose emplear el recubrimiento
normal para los elementos estructurales.
7.7. Parámetros para el diseño de muros de contención y/o calzadura.
Son muchos los factores que intervienen en el diseño de un muro de
contención, pero el principal es el empuje del relleno. Para determinar el
valor de este empuje existen varias teorías más o menos aceptadas hoy
en día, con las cuales el estudiante debe familiarizarse para comprender
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hasta donde se puede ir en las aproximaciones. La literatura existente es
muy amplia e incluye todos los textos de mecánica de suelos por su
aplicación directa a los problemas estructurales recomendamos
especialmente las obras de “Foundation Engineering” de Peck Hanson y
Thormburn y “Earth Pressures and
Retaining Walls” de W.C. Huntington Las teorías más comúnmente usadas
son las C.A. Coulomb (Francia 1776), y W.J.M. Rankine (Inglaterra 1857),
las cuales pueden sintetizarse diciendo que el empuje activo de tierra es
una fricción del empuje hidrostático debido a la misma altura de agua, la
cuantía de la fricción depende del ángulo formado por la tierra del relleno
con el horizontal trazada en el extremo superior del muro.
y del ángulo de fricción interna (∅) del mismo material de relleno, (el
empuje de tierra actúa paralelo al relleno, o sea formando el mismo
ángulo con lahorizontal ); para una altura h de agua, el empuje
hidrostático vale
El empuje activo debido a una altura igual de tierra vale
Ph = Ka h
siendo, el peso unitario del relleno y ka un factor menor que la
unidad cuya expresión varía según la teoría que se esté aplicando;
para materiales granulares puros, es decir, sin ninguna cohesión,
las teorías de Coulomb y Rankine coinciden y la expresión de ka
según Rankine es:
Tipos de muros de Contención
Los muros de contención se clasifican por su perfil y los usados
con mayor frecuencia son los siguientes:
Muros de gravedad, son los que tienen en general un perfil
trapezoidal y dependen principalmente de su peso propio para
asegurar la estabilidad; se hacen generalmente de concreto
ciclópeo o aún de piedras y no llevan ningún refuerzo: debe
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proporcionarse de tal manera que no haya esfuerzos de tracción en
ninguna de las secciones; son muros muy económicos para alturas
bajas (hasta 3 ó 3.50 metros aproximadamente
Bases para el diseño de muros de contención
Las fuerzas que actúan sobre un muro de contención pueden
dividirse en dos grupos; fuerzas horizontales provenientes del
empuje del terreno, sobrecargas, etc., y fuerzas verticales
provenientes del peso propio, peso del relleno, sobrecarga, etc
La acción de las fuerzas horizontales tienden a desplazar el muro
de su posición original y si ese desplazamiento es lo
suficientemente grande, el muro ya no estará cumpliendo su
función, o sea habrá fallado, aún si el desplazamiento tuvo lugar sin
daños para las partes constitutivas del muro
El desplazamiento puede ser rotacional o lineal y contra ambos
debe estar dirigido el diseño en lo que se denomina análisis de
estabilidad. En el esquema a) puede verse como el empuje del
relleno tiende a volcar el muro, junto con el relleno que hay
directamente sobre el talón, alrededor del extremo del voladizo
delantero (punto A); las fuerzas que se oponen a ese vuelco son
precisamente las verticales, las cuales dan momentos de sentido
contrario al del empuje con respecto al punto A. El factor de
seguridad mínimo contra la posibilidad de volcamiento o sea
relación entre momentos que impiden el volcamiento y momentos
que tienden a producirlo alrededor del punto A, debe ser 2 según
especificación de la mayoría de los códigos
En el esquema b) puede apreciarse como la componente horizontal
del empuje puede deslizar el muro, junto con la parte de relleno
que está directamente sobre el talón, en el sentido del empuje. La
fuerza que se opone a este deslizamiento es la fricción que hay
entre la base del muro y el terreno de fundación principalmente;
esta fricción es función de las fuerzas verticales que actúan sobre el
muro del terreno de función en la forma f x V, siendo f el coeficiente
de fricción entre el Concreto o material del muro y el terreno de
fundación; este coeficiente tiene los siguientes valores usuales
Arena o grava gruesas 0.5 a 0.7
Arena o grava finas 0.4 a 0.6
Arcillas duras 0.3 a 0.5
Arcillas blandas o limo 0.2 a 0.3
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Para mejorar la estabilidad al deslizamiento conveniente no alisar
mucho la superficie del terreno de fundación y dejar más bien una
superficie rugosa
7.8. Otros parámetros que se requieran para el diseño o construcción de
las estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.
Se debe asumir que las fundaciones y anclajes estándares o los
pilotes excavados y acampanados resisten la fuerza de
levantamiento mediante sus pesos propios más el peso de
todo el suelo encerrado dentro de un cono o pirámide invertida
cuyos lados forman un ángulo de 30º respecto de la vertical. Si hay
un aumento de sección en la parte inferior de la fundación la base
del cono será la base de la fundación o, caso contrario, en ausencia
del aumento de sección, la base del cono será la parte superior de
la base de la fundación. Se asumirá que el suelo pesa 100 libras
por pie cúbico [16 kN/m3] y el hormigón 150 libras por pie cúbico
[24 kN/m3].
Los pilotes excavados de fuste recto para fundaciones estándares
deben tener una fricción superficial última de 200 libras por pie
cuadrado por pie lineal de profundidad [31kPa] por metro lineal de
profundidad] hasta un máximo de 1000 libras por pie cuadrado de
superficie de fuste [48 kPa] para resistencia al levantamiento o
hundimiento
Las fundaciones, anclajes y pilotes excavados se deben diseñar de
acuerdo con la siguiente ecuación:
(WR / 2,0) + (WC / 1,25) UP y (WR + WC) / 1,5 UP
donde: WR = resistencia del suelo WC = peso de hormigón UP = máxima reacción de levantamiento La profundidad de las fundaciones excavadas sometidas a cargas laterales o de vuelco se debe dimensionar de acuerdo con las siguientes ecuaciones
LD 2,0 + S/(3d) + 2 [S2/(18d2) + S/2 + M/(3d)]1/2 (ft)
LD 0,61 + S/(143d) + 2 [S2/(41333d2) + S/96 + M/(143d)]1/2 [m]
donde: LD = Profundidad de la fundación excavada debajo del nivel del terreno (ft) [m] d = Diámetro de la fundación excavada (ft) [m] S = Reacción de corte a nivel del terreno (kips) [kN] M = Momento de vuelco a nivel del terreno (ft-kips) [m-kN]
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Las exploraciones de campo han consistido en la ejecución de cuatro
calicatas, excavaciones a cielo abierto realizadas en forma manual, calicatas
realizadas con la finalidad de obtener muestras de suelos de cada estrato en
cada horizonte del terreno destinado para el proyecto.
Se ha determinado la excavación de cuatro pozos de exploración (C-01), (C-
02), (C-03), C-04) a cielo abierto de las siguientes dimensiones: 1.50 m x
1.50 m x 3.50 mts. De profundidad, profundidad a la que se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
Los sondeos ejecutados han cubierto completamente el área de estudio, de
dichos sondeos se ha elaborado los perfiles estratigráficos que nos ha
permitido conocer los estratos y sus horizontes en el terreno de fundación.
De las calicatas realizadas se ha obtenido muestras de cada estrato según
indica la norma ASTM D-420, y se han obtenido muestras alteradas según la
característica del suelo predominante.
La estratigrafía de cada calicata se puede considerar uniforme en cada
estrato encontrado, con algunas variaciones puntuales, tal como se
evidencia en las calicatas realizadas, se ha seguido la secuencia de los
estratos de arriba hacia abajo en la calicata.
CALICATA C-1
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado tres estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 0.80 mts., de espesor está compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un suelo de grano grueso
compuesto por arenas limosas de color marrón rojizo con presencia de
gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de espesor esta conformado
por un suelo de grano grueso compuesto por mezcla de arenas con limos
y presencia de gravas esquistosas, al final de la excavación se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
CALICATA C-2
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado dos estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 1.20 mts., de espesor esta compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 2.30 mts.de espesor esta conformado por un suelo de
grano grueso compuesto por mezcla de gravas arenosas, al final de la
excavación se encontró afloramiento rocoso (roca metamórfica).
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CALICATA C-3
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado tres estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 0.80 mts., de espesor esta compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un suelo de grano grueso
compuesto por arenas limosas de color marrón rojizo con presencia de
gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de espesor esta conformado
por un suelo de grano grueso compuesto por mezcla de arenas con limos
y presencia de gravas esquistosas, al final de la excavación se encontró
afloramiento rocoso (roca metamórfica).
CALICATA C-4
La excavación se ha realizado de dimensiones 1.50 mt x 1.50 mt, hasta
3.50 mts de profundidad, en esta calicata se ha encontrado tres estratos
compuesto por un suelo de grano fino en las capas superiores y suelo de
grano grueso en las capas inferiores, suelo de color marrón oscuro en las
capas superficiales y de marrón amarillento en las capas profundas, el
primer estrato a 0.80 mts., de espesor esta compuesto por una arcilla
inorgánica con presencia de material granular en poco porcentaje. El
segundo estrato de 0.40 mts.de espesor es un suelo de grano grueso
compuesto por arenas limosas de color marrón rojizo con presencia de
gravas aisladas, el tercer estrato de 2.30 mts. de espesor esta conformado
por un suelo de grano grueso compuesto por mezcla de arenas con limos
y presencia de gravas esquistosas, al final de la excavación se encontró
Según el suelo predominante la presión admisible en el terreno de
fundaciones como sigue:
Presion admisible del terreno a 0.50 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
0.50 0.49
C-02
0.50 0.45
C-03
0.50 0.52
C-04
0.50 0.53
Presion admisible del terreno a 1.00 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
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C-01
1.00 1.23
C-02
1.00 0.63
C-03
1.00 1.23
C-04
1.00 0.76
Presion admisible del terreno a 1.50 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
1.50 2.19
C-02
1.50 2.77
C-03
1.50
2.45
C-04
1.50
2.78
Presion admisible del terreno a 2.00 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.00 2.77
C-02
2.00 3.52
C-03
2.00 3.10
C-04
2.00 3.51
Presion admisible del terreno a 2.50 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
2.50 3.35
C-02
2.50 4.28
C-03
2.50 3.76
C-04
2.50 4.25
Presion admisible del terreno a 3.00 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.00 3.94
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C-02
3.00 5.03
C-03
3.00 4.41
C-04
3.00 4.98
Presion admisible del terreno a 3.50 mts. de profundidad.
Cali
cata
Nivel de
Desplante
Df (m)
qadm 2
(kg/cm )
C-01
3.50 4.52
C-02
3.50 5.78
C-03
3.50 5.06
C-04
3.50 5.71
Con respecto a la agresividad del suelo al concreto y acero corrugado se
ha realizado los ensayos químicos del suelo obteniéndose los siguientes
resultados:
ANÁLISIS QUIMICO DEL SUELO
CALICATA
MUESTRA
Cl
p.p.m
(SO4)=
p.p.m
S.S.T
p.p.m
C-1 ; M-1
Prof. 3.50 m
78 1021 1146
C-2 ; M-1
Prof. 3.50 m
79 1025 1148
C-3 ; M-1
Prof. 3.50 m
76 1020 1149
Los resultados de los análisis químicos indican la posibilidad de un ataque
leve a moderado de los sulfatos presentes en el suelo, al concreto de la
cimentación.
Se recomienda, por lo tanto, el empleo de cemento tipo II.
En relación a la presencia de cloruros, la concentración de estos
elementos se encuentra muy por debajo de los límites perjudiciales. Se
concluye por lo tanto que no existirá problemas de corrosión del acero,
asociado a la presencia de cloruros, debiéndose emplear el recubrimiento
normal para los elementos estructurales.
Existen clasificaciones empíricas que permiten distinguir las
cimentaciones según su posición en el terreno; se basan en la relación
que existe entre la anchura B (dimensión menor de la superficie de apoyo)
y la profundidad en la que se ubica el desplante o plano de implantación,
D. Así, a modo nada más que orientativo, podemos señalar los siguientes
tipos:
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Cimentación superficial, si cumple D/B ≥ 4
La zapata es una cimentación somera que se usa cuando las cargas a
transmitir al terreno no son muy grandes y existen, a poca profundidad,
estratos de suelo con la capacidad de carga y rigidez suficiente para
soportar las presiones que se le van a transmitir, sin que se produzcan
roturas ni asientos excesivos
Las zapatas se pueden clasificar según distintos criterios: Por su
comportamiento estructural, por su forma de trabajar, por su morfología y
por su forma geométrica en planta
Aisladas: cuando soportan un solo pilar. Se emplea cuando el terreno es
firme y competente, es decir, cuando se pueda cimentar con una presión
media-alta y esperamos asientos pequeños o moderados. Suele ser la
cimentación normal de este tipo de estructuras.
Perú y según el mapa de zonificación sísmica la zona del proyecto se
encuentra en una clasificación de tipo 2 en importancia sísmica. Con la
ocurrencia de sismos de intensidad del orden VI en la escala de Mercalli
modificada.
Para la aplicación de la Norma del RNE:
A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1.
Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con
una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.
La zona del proyecto esta en una Zona 2, con un Z=0.3
Perfil tipo S2: suelos intermedios
Suelo Tipo S3
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Factor de Suelo S=1.2
Espectro para el Tipo de Suelo Tp(s) = 0.60 seg
Previamente a la localización y el replanteo se efectuará la limpieza y
emparejamiento del terreno en general y en especial de la zona de trazado el
descapote del area de terreno a usar será de 0.30 mts. (30 cm.) de acuerdo
a las características físico mecanicas del terreno existente en al area
destinado al proyecto y según los analisis de suelos realizados, puesto que
superficialmente tenemos un suelo de grano fino, arcillas inorgánicas de baja
plasticidad y no es adecuado para ser usado en obras civiles.
El descapote, vinculado con la nivelación, nos indicará, de acuerdo con el
espesorde la capa por retirar, la cantidad en volumen de material que será
trabajado. Generalmente para la zona regional que nosotros tratamos, los
descapotes se ajustarán principalmente a retirar la capa vegetal o capa
orgánica, suelo de cultivo limoso que no da características de estabilidad en
el suelo para conformar una estructura y por lo tanto se deberá descapotar
es decir retirar.
El material excavado a la profundidad de 3.50 mts. que corresponde al tercer
estrato con un espesor de 2.30 mts. esta conformado por un suelo de grano
grueso compuesto por mezcla de arenas con limos y presencia de gravas
esquistosas, este material se puede usar como material de relleno, ya que
cumple los requerimientos minimos según las normas técnicas
correspondientes, este material se compactara con equipo adecuado y cada
30 cm de espesor, obtenidose la maxima densidad seca y según la humedad
optima, de acuerdo a los resultados del proctor y CBR del material analizado.
Todas las conclusiones y recomendaciones de este informe especifico no
podrán ser aplicados indiscriminadamente para otras obras por más
cercanas que estuvieran al área, ya que se podrían cometer graves errores
que podrían en peligro esas construcciones.