espigones jibito
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memoria descriptiva de proyecto de defensa ribereñasTRANSCRIPT
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ING CESAR A. CHERRE MORALES
CIP: 72495
DIRECCION: CALLE UGARTE N 886 SULLLANA
TELEFONO: 505369 CEL: 969469305
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS
Y GEOTECNIA DEL PROYECTO:
INSTALACION DE DEFENSAS
RIBEREAS DEL RIO CHIRA
MARGEN IZQUIERDA SECTOR
CHACRAS VIEJAS, DISTRITO DE
MICGUEL CHECA - PIURA
META: CONSTRUCCION DE
ESPIGONES
PIURA FEBRERO DEL 2015
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ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y GEOTECNIA DEL PROYECTO:
INSTALACION DE DEFENSAS RIBEREAS DEL RIO CHIRA MARGEN
IZQUIERDA SECTOR CHACRAS VIEJAS DISTRITO DE MICGUEL CHECA
PIURA
META: CONSTRUCCION DE ESPIGONES
CONTENIDO
1.1.- Introduccin
1.2.- Objetivos
1.3.-Defensas Ribereas
1.3.1.-Comportamiento de los Ros
1.3.2.- Espigones
1.3.3.- funciones Generales de los Espigones
1.4.- Normatividad
1.5.- Ubicacin y Descripcin del rea en Estudio
1.6.- Acceso al rea de Estudio
1.7.- Condiciones Climticas y Altitud de la Zona
2.0.- GEOLOGIA DEL AREA EN ESTUDIO
2.1.- GEOLOGIA
2.1.1.- Formacin Verdun
2.1.2.- Formacin Chira
2.1.3.- Depsitos Cuaternarios
2.2.- FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA
2.3.- FENOMENOS DE GEODINAMICA INTERNA
2.3.1.- Sismicidad y Riesgo Ssmico
2.3.2.- Parmetros para Diseo Sismo Resistente
2.3.3.- Anlisis de Licuacin de Suelos
3.0.- INVESTIGACION DE CAMPO
4.0.- ENSAYOS DE LABORATORIO
5.0.- PERFILES ESTRATIGRAFICOS
6.0.- ANALISIS DE LA CIMENTACION.
6.1.- Clculo y anlisis de la Capacidad Admisible de Carga
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6.2.-Capacidad Portante y Capacidad Admisible de Carga del Terreno
6.3.- AGRESION DEL SUELOS A LA CIMENTACION
6.4.- Condiciones de cimentacin.
7.0.-EVALUACION DE CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
7.1.- CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCIN
7.1.1.- Ubicacin y accesos a las canteras
7.1.2.- Materiales de construccin disponibles en las canteras
8.0.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ANEXOS
- Testimonio fotogrfico
- Ensayos de Laboratorio
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1.1.- INTRODUCCION
El presente estudio de mecnica de suelos se ha realizado a solicitud del ingeniero
proyectista con el objeto de estudiar el suelo donde se realizar la construccin de
Espigones empotrados en la margen izquierda del rio chira sector Chacras Viejas
Jibito Miguel Checa
Se program y se realiz la excavacin de 03 calicatas en la orilla del rio Chira con la
finalidad de realizar estudios del comportamiento del suelo y del subsuelo para definir
el corte de materiales sueltos y compactos, as como los parmetros fsico-mecnico del
terreno de fundacin, as mismo verificar la presencia de nivel fretico y reconocimiento
geolgico de la zona para ubicar posibles fenmenos geolgicos en el rea de influencia.
En las tres calicatas excavadas el suelo de fundacin est compuesto por gravas
arenosas GP, infrayaciendo a estas arenas pobremente graduadas con presencia de
gravas SP, con alto contenido de humedad aumentando al profundizarse encontrando
nivel fretico superficial.
1.2.- OBJETIVOS
El presente informe tiene como objetivo realizar el estudio de Mecnica de Suelos con
fines de defensas Ribereas con Espigones en el sector Chacras Viejas Jibito Miguel
Checa este trabajo se realizo por medio de exploracin de campo (calicatas) y ensayos
de laboratorio, para determinar, la estratigrafa, las propiedades fsicas y mecnicas del
suelo, y posibles peligros geolgicos. Dndonos informacin de la capacidad portante y
admisible, asentamientos y las recomendaciones generales que nos servirn para la
ejecucin de este proyecto
1.3.- DEFENSAS RIBEREAS CON ESPIGONES
1.3.1.- Comportamiento de los Ros
Los ros tienen un comportamiento impredecible, adquieren un mecanismo de
auto ajuste de ancho, tirante y pendiente en su recorrido adoptan diferentes
caminos
Rectilneos meandriforme
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Anastomasados
Este comportamiento impredecible e inestable hace que los ros signifiquen una
amenaza al generar hechos como:
Peligros ante el establecimiento de poblados cerca de los ros
Deforestacin
Perdidas de capacidad de retencin de agua del suelo
Encauzamientos y correcciones del curso que provocan mayor velocidad
del flujo
Como solucin a este problema surge la utilizacin de defensas fluviales y
protecciones Costeras, para nuestro trabajo se utilizara protecciones con Espigones
1.3.2.- ESPIGONES
Los espigones son elementos que arrancan de la orilla fluvial, a la que
pueden estar empotrados o no, y penetran dentro la corriente. Esto los hace
bastante vulnerables a la fuerza del agua
Un espign o escollera es una estructura no lineal construida con bloques de
rocas con dimensiones considerables, son colocados dentro del agua en ros,
arroyos o prximos a la costa con la intencin de aumentar el flujo en varias
direcciones determinadas
1.3.3.- Funciones Generales de los Espigones
Las funciones de los dependen del objetivo que se busque, pero en general
pueden ser los siguientes
Reducir las velocidad de la corriente cerca de la orilla
Desviar, es decir alejar la corriente de la orilla
Prevenir la erosin de las mrgenes
Establecer y mantener un ancho fijado para el rio
Fijar las mrgenes es decir estabilizar el cauce fluvial.
1.4.- NORMATIVIDAD
Est comprendido con la Norma E 050 de Suelos y Cimentaciones.
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1.5.- UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL REA EN ESTUDIO
1.5.1.- La zona de estudio, se encuentra en el cauce del rio chira en el centro
poblado de Jibito - distrito de Miguel checa Provincia de Sullana,
Departamento de Piura Regin Piura.
1.5.2.- Mapa de la zona y plano de ubicacin.
El proyecto cuenta con plano topogrfico con curvas a nivel y de distribucin que
ha sido entregado por el proyectista que ha servido para ubicar las calicatas
proyectadas en funcin de la infraestructura a edificar.
1.6.- ACCESO AL REA DE ESTUDIO
1.5.1.- El acceso a la zona de estudio se realiza, desde Piura a travs de la
carretera Panamericana Norte hasta llegar a la ciudad De Sullana ( Ovalo ) por
este se cruza hacia la izquierda por la carretera que llega a Paita pasando por el
A.H. Villa Primavera, A.H. Nuevo Sullana hasta llegar al Centro poblado de Jibito
lugar del presente proyecto.
1.7.- CONDICIONES CLIMTICAS Y ALTITUD DE LA ZONA
1.6.1.- Las condiciones climticas de la zona de estudio, se caracterizan por
variables debido a diversos factores tales como las corrientes marinas, los
vientos, la posicin geogrfica (Latitud y Longitud ), el rea de estudio se puede
describir como las de un clima Subtropical, seco y rido, con caractersticas
similares imperantes en las regiones subtropicales, con una precipitacin pluvial
anual de 100 mm.
Sin embargo, como consecuencia del Fenmeno del Nio, se producen
precipitaciones pluviales extraordinarias, con una recurrencia aproximada de 11
aos, originando escorrenta y por tanto, erosin intensa y movimiento de
materiales detrticos
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1.6.2.- Temperatura media mxima y mnima
La temperatura es variable en verano es de 30 a 36 y en Invierno de 22 - 30 y
la topografa es de relieve moderado
2.0.- GEOLOGIA DEL AREA EN ESTUDIO
2.1.- Geologa
El rea de estudio corresponde geomorfolgicamente a la denominada
Cuenca Para Andina, limitada al Oeste por la Cadena denominada Los Amotapes
y por el Este con los contrafuertes Andinos y se caracteriza por su topografa
suave con pequeas colinas y compuestas de materiales de edad Terciaria a
Cuaternaria.
Geolgicamente el rea est constituido por rocas de Edad Terciaria de las
Formaciones Chira Verdn, caracterizadas por presentar una litologa
compuesta por una alternancia de lutitas y areniscas de color marrn y gris
verdosa respectivamente; y que conforman las pequeas colinas que se observan
a lo largo del curso inferior del Ro Chira, particularmente en su margen
Izquierda. Suprayaciendo a la rocas Terciarias, afloran depsitos Cuaternarios
Pleistocnicos constituidos por conglomerados y areniscas de matriz
carbonatada, de resistencia media a alta; finalmente se encuentran los depsitos
cuaternarios contemporneos, caracterizados por presentar diversidad,
destacando los depsitos aluviales, deluviales y elicos en proceso de diagnesis.
El relieve de la zona es de una topografa moderada, formando colinas y
depresiones por donde drenan las aguas durante la pocas de intensa
precipitacin pluvial (meses de enero a marzo).
En las excavaciones realizadas, el suelo est constituido por arcillas
limosas con regular contenido de humedad. En general los suelos de Fundacin,
donde se ha proyectado el estudio son de calidad mala, siendo necesario
densificar el suelo para que soporte la estructura de la zapata y no pueda afectar
el rea del estudio.
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2.1.1.- Formacin Verdun
El Eoceno Superior aflora a lo largo de toda la margen derecha e
izquierda del Ri Chira y est representado por las areniscas de la
Formacin Verdn, que hacia el Oeste del rea de estudio, descansan en
disconformidad con el Grupo Talara y su contacto superior es transicional
hacia la Formacin Chira.
Esta Formacin es reconocible por su potente espesor de areniscas
masivas, con gradacin vertical a areniscas poco consolidadas e
intercaladas con algunos horizontes de lutitas arcillosas fcilmente
disgregables.
2.1.2.- Formacin Chira
Esta formacin de carcter regional aflora en mayor proporcin,
conformando por lutitas arcillosas, descansa sobre la formacin Verdn y
Formaciones ms antiguas.
2.1.3.- Depsitos Cuaternarios
Estos materiales in consolidados, constituyen los suelos aluviales,
fluviales, deluviales, proluviales y elicos ubicados en los valles cultivados,
laderas y quebradas que discurren de los cerros hacia el valle principal.
En las tres exploraciones realizadas, en el rea del estudio el suelo est
constituido por gravas pobremente graduadas y arenas pobremente
graduadas con presencia de nivel fretico superficial
2.2.- FENMENOS DE GEODINAMICA EXTERNA.
De los procesos Fsico Y Geolgicos Contemporneos de Geodinmica externa, la
mayor actividad corresponde a los procesos de erosin e inundacin de las zonas
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depresivas durante los periodos extraordinarios de lluvias, relacionadas con el
"Fenmeno de El Nio.
Los factores que influyen en los fenmenos geolgicos mencionados son: las
precipitaciones pluviales, filtraciones etc.
El fenmeno de Geodinmica externa que afecta el rea de estudio y zonas
adyacentes son las precipitaciones pluviales y las intensas precipitaciones pluviales
originadas por el fenmeno del Nio originado inundacin y socavamiento en el Rio que
tendrn que tomase en cuenta en el diseo de los Espigones para que no afecte las
obras proyectadas
2.3.- FENMENOS DE GEODINAMICA INTERNA
2.3.1.- Sismicidad y Riesgo Ssmico
Sismicidad
El sector del Nor-Oeste de Per se caracteriza por su actividad Neotectnica muy
tenue, particularidad de la conformacin geolgica de la zona; sin embargo, los
Tablazos marinos demuestran considerables movimientos radiales durante el
Pleistoceno, donde cada tablazo est ntimamente relacionado a levantamientos
de lneas litorales, proceso que an contina en la actualidad por emergencia de
costas.
Debido a la confluencia de las placas tectnicas de Cocos y Nazca, ambas que
ejercen un empuje hacia el Continente, a la presencia de las Dorsales de Grijalvo y
Sarmiento, a la presencia de la Falla activa de Huaypir se pueden producir sismos
de gran magnitud como se observa en el siguiente cuadro:
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Sismos Histricos (MR .> 7.2 ) de la regin
Fecha
Magnitud
Escala
Richter
Hora
Local Lugar y Consecuencias
Jul. 09 1587 - - - 19:30 Sechura destruida, nmero de muertos no
determinado
Feb. 01 1645 - - - - - - Daos moderados en Piura
Ago. 20 1657 - - - - - - Fuertes daos en Tumbes y Corrales
Jul. 24 1912 7,6 Parte de Piura destruido
Dic. 17 1963 7,7 12:31 Fuertes daos en Tumbes y Corrales
Dic. 07 1964 7,2 04:36 Algunos daos importantes en Piura, daos
en Talara y Tumbes
Dic. 09 1970 7,6 23:34 Daos en Tumbes, Zorritos, Mncora y
Talara.
Riesgo ssmico
Se entiende por riesgo ssmico, la medida del dao que puede causar la
actividad ssmica de una regin en una determinada obra o conjunto de obras y
personas que forman la unidad de riesgo.
El anlisis del riesgo ssmico de la regin en estudio define las
probabilidades de ocurrencia de movimientos ssmicos en el emplazamiento as
como la valoracin de las consecuencias que tales temblores pueden tener en la
unidad analizada.
La probabilidad de ocurrencia en un cierto intervalo de tiempo de un sismo
con magnitud superior a M, cuyo epicentro est en un cierto diferencial de rea
de una zona ssmica que se considere como homognea puede deducirse
fcilmente si se supone que la generacin de sismos es un proceso de Poisson en
el tiempo cuya experiencia tiene la forma de la ecuacin:
LOG N = a bM
En este sentido, la evaluacin del riesgo ssmico de la regin en estudio ha
sido estimada usando los criterios probabilsticos y determinsticos obtenidos en
estudios de reas con condiciones geolgicas similares, casos de Tumbes,
Chimbote y Bayovar. Si bien, tanto el mtodo probabilstico como determinstico
tienen limitaciones por la insuficiencia de datos ssmicos, se obtiene criterios y
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resultados suficientes como para llegar a una evaluacin aproximada del riesgo
ssmico en esta parte de la regin Piura.
Segn datos basados en el trabajo de CIASA-Lima (1971) usando una lista
histrica se ha determinado una ley de recurrencia de acuerdo con Gutemberg y
Richter, que se adapta realsticamente a las condiciones sealadas, es la
siguiente:
Log N = 3.35 0,68m.
En principio, esta ley parece la mas apropiada frente a otros, con la que es
posible calcular la ocurrencia de un sismo M = 8 para periodos histricos. En
funcin de los periodos medios de retorno determinados por la Ecuacin 1, y
atribuyendo a la estructura una vida operativa de 50 aos, es recomendable
elegir el terremoto correspondiente al periodo de 50 aos, el cual corresponde a
una magnitud Mb = 7.5. Para fines de clculo se ha tomado tambin el de Mb =
8, correspondiente a un periodo de retorno de 125 aos.
De acuerdo con Lomnitz (1974), la probabilidad de ocurrencia de un sismo
de Mb = 7.5 es de 59% y la de un sismo de Mb = 8 es de 33%.
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Mapa de intensidades ssmicas del Per
As mismo es necesario mencionar que las limitaciones impuestas por la
escasez de informacin ssmica en un perodo estadsticamente representativo,
restringe el uso del mtodo probabilstico y la escasez de datos tectnicos
restringe el uso del mtodo determinstico, no obstante un clculo basado en la
aplicacin de tales mtodos, pero sin perder de vista las limitaciones citadas,
aporta criterios suficientes para llegar a una evaluacin previa del riesgo ssmico
en el Norte del Per, J. F. Moreano S. (trabajo de investigacin docente UNP,
1994) establece la siguiente ecuacin mediante la aplicacin del mtodo de los
mnimos cuadrados y la ley de recurrencia : Log n = 2.08472 - 0.51704 +/-
0.15432 M. Una aproximacin de la probabilidad de ocurrencia y el perodo
medio de retorno para sismos de magnitudes de 7.0 y 7.5 Mb. se puede observar
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en el siguiente cuadro:
Magnitud Probabilidad de
Ocurrencia
Perodo
medio de
retorno
Mb 20 (aos) 30 (aos) 40 (aos) (aos)
7.0 38.7 52.1 62.5 40.8
7.5 23.9 33.3 41.8 73.9
2.3.2.- Parmetros para Diseo Sismo Resistente
De acuerdo al Mapa de Zonificacin ssmica para el territorio Peruano
(Normas Tcnicas de edificaciones E.030 para Diseo Sismorresistente), el rea de
estudio se ubica en la zona 03, cuyas caractersticas principales son:
1. Sismos de Magnitud VII MM
2. Hipocentros de profundidad intermedia y de intensidad entre VIII y IX.
3. El mayor Peligro Ssmico de la Regin est representado por 4 tipos de efectos,
siguiendo el posible orden (Kusin,1978) :
Temblores Superficiales debajo del ocano Pacfico.
Terremotos profundos con hipocentro debajo del Continente.
Terremotos superficiales locales relacionados con la fractura del plano
oriental de la cordillera de los Andes occidentales.
Terremotos superficiales locales, relacionados con la Deflexin de
Huancabamba y Huaypira de actividad Neotectnica.
Sismos Histricos (MR .> 7.2 ) de la regin.
De la Norma Tcnica de edificaciones E.030 para Diseo Sismorresistente
se obtuvieron los parmetros del suelo en la zona de estudio:
Factores valores
Parmetros de zona zona 3
Factor de zona Z (g) = 0.4
Suelo Tipo S - 3
Amplificacin del suelo S = 1.4
periodo predominante de vibracin Tp = 0.9 seg
Ssmico C = 0.60
Uso U = 1.00
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Mapa de zonificacin ssmica
Zona de estudio ubicada en la zona 03
El factor de reduccin de ductibilidd y amortiguamiento depende de las
caractersticas del diseo estructural del proyecto segn los materiales usados y
el sistema de restructuracin para resistir la fuerza dinmica
2.3.3.- Anlisis de Licuacin de Arenas
En suelos granulares, particularmente arenosos las vibraciones
ssmicas pueden manifestarse mediante un fenmeno denominado
licuefaccin, el cual consiste en la prdida momentnea de la resistencia al
corte de los suelos granulares, como consecuencia de la presin de poros
que se genera en el agua contenida en ellos originada por una vibracin
violenta. Esta prdida de resistencia del suelo se manifiesta en grandes
asentamientos que ocurren durante el sismo inmediatamente despus de
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ste. Sin embargo, para que un suelo granular, en presencia de un sismo,
sea susceptible a licuar debe presentar simultneamente las
caractersticas siguientes (Seed and Idriss):
Debe estar constituido por arena fina a arena fina limosa.
Debe encontrarse sumergida (napa fretica).
Su densidad relativa debe ser baja.
Se puede afirmar que los suelos de fundacin son gravas pobremente con
gravas GP y arenas pobremente graduadas SP con presencia del nivel
fretico superficial nos permite considerar que puede ocurrir el fenmeno
de licuacin de arenas ante un sismo de gran magnitud.
3.0.- INVESTIGACION DE CAMPO
Con la finalidad de ubicar los puntos de de excavaciones de las calicatas, en el
terreno se realiz un reconocimiento de campo, determinndose la excavacin de tres (3)
calicatas, las cuales se excavaron a cielo abierto en forma manual hasta la profundidad
de 3.00m. con el objeto de verificar la estratigrafa del terreno y determinar la capacidad
portante y admisible del terreno con fines de cimentacin.
En las calicatas excavadas, se realiz el muestreo de los horizontes estratigrficos
y su correspondiente descripcin. As mismo se procedi a la obtencin de muestras
disturbadas para los ensayos de anlisis granulomtricos, peso especfico, Humedad
Natural, proctor modificado del suelo toma de muestras de suelos inalterados
constituidos por monolitos que permitieron obtener los parmetros mediante ensayos de
corte directo. Posteriormente se realiz la descripcin litolgica de los diferentes
horizontes.
4.0.- ENSAYOS DE LABORATORIO
La toma de muestras disturbadas se realiz en cada horizonte, para ensayos de:
Anlisis Granulomtrico por Tamizado (ASTM D422)
Contenido de Humedad Natural (ASTM d 2216
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Limites de Atterberg
Peso Especfico de los Suelos (ASTM d854)
Peso Volumtrico de los Suelos
Corte Directo con Especimenes Inalterados y Saturados (ASTM D3080)
Anlisis Qumicos por Agresividad al Concreto (Sales Solubles Totales, Sulfatos,
Cloruros y Carbonatos).
La toma de muestras disturbadas se realiz para cada horizonte, para ensayos de
humedad natural, granulometra, peso especfico, compresibilidad de suelos, anlisis
qumico, capacidad portante
Con los anlisis granulomtricos as como por observaciones de campo se han
obtenido los perfiles estratigrficos que acompaan el presente informe.
Contenido de Humedad Natural.-
De acuerdo a los ensayos realizados, se han podido establecer rangos de
humedad natural de los suelos que varan entre (23.74 24.93%) se evidencio la
presencia de nivel fretico variable desde 0.30 0.45m de profundidad
Peso Especfico.-
Los suelos ensayados, muestran valores cuyos valores fluctan entre 1.66 -
2.66 gr/cm3; en funcin a su contenido de minerales.
Anlisis granulomtrico por tamizado.-
Este ensayo realizado utilizando mallas de acuerdo a las normas ASTM,
mediante lavado o en seco permite identificar los tipos de suelos, clasificndolo
como gravas arenosas GP y arenas pobremente graduadas con presencia de
gravas SP. (ver curvas granulomtricas).
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Ensayos de Corte Directo.-
Con la finalidad de obtener los parmetros del ngulo de rozamiento
interno () y la cohesin (C) de los materiales se programaron ensayos de corte,
en muestras inalteradas en los suelos del tipo arenoso ubicados en diferentes
sectores del rea del terreno, en los intervalos de 1.00 m. a 3.00m. de
profundidad, considerando el tipo de suelo predominante; ensayndose en estado
natural.
RESISTENCIA AL CORTE DIRECTO DE SUELOS
MUESTRA PROFUNDIDAD ANGULO DE PESO HUMEDAD
ROZAMIENTO VOLUMETRICO W%
(m) INTERNO gr/cm3
C-1 1.00 3.00 30 1.66 24.93%
C-2 1.00 3.00 30 1.66 23.74%
C-3 1.00 3.00 30 1.66 23.51%
5.0.- PERFILES ESTRATIGRAFICOS
Con la informacin obtenida mediante los anlisis granulomtricos, y observando
el perfil estratigrfico de las calicatas, se ha establecido la siguiente columna
estratigrfica:
CALICATA C-1
0.00m. a 0.40m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
0.40 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.40m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
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Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.40m
CALICATA C-2
0.00m. a 0.30m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
0.30 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.30m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.30m
CALICATA C-3
0.00m. a 0.45m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
0.45 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.45m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.45m
6.0.- ANALISIS DE LA CIMENTACION.
6.1.- Clculo y anlisis de la Capacidad Admisible de Carga
En el anlisis de cimentacin se debe considerar los parmetros de ngulo
de rozamiento interno, compacidad del suelo, peso volumtrico, ancho del
cimiento corrido y la profundidad de la cimentacin.
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6.2.-Capacidad Portante y Capacidad Admisible de Carga del Terreno
Llamada tambin capacidad ltima de carga del suelo de cimentacin. Es
la carga que puede soportar un suelo sin que su estabilidad sea amenazada. Para
la aplicacin de la capacidad portante, se aplica la teora de Terzaghi para
cimientos corridos de base rugosa tambin se hace extensivo para el caso de
zapatas cuadradas, rectangulares.
Es necesario mencionar que de acuerdo a las excavaciones de calicatas, se
identific el tipo de suelos siendo estas como gravas pobremente graduadas GP y
arenas mal graduadas SP, determinadas como materiales semi densos y con
regular contenido de humedad natural.
A continuacin se realiza el anlisis de la cimentacin para diferentes
profundidades teniendo en cuenta los parmetros obtenidos de los ensayos de
laboratorio (Ver Cuadro de Capacidad Portante y Capacidad Admisible).
Zapatas Continuas o Cimientos Corridos:
Qc = C*Nc+pv*Df*N'q + 0.5*pv**N'g
Zapatas Aisladas Cuadradas:
Donde:
Qc = Capacidad Portante Kg/cm
= Peso volumtrico gr/cm3.
Df = Profundidad de cimentacin (m).
C = Cohesin.
B = Ancho de la zapata
Nc, N'q y N'g = Factores adimensionales de capacidad de carga del Angulo
de friccin
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Capacidad Admisible de Carga
Es la capacidad admisible del terreno que se deber usar como parmetro
de
Diseo de la estructura. Tambin se le conoce como "Carga de Trabajo"
"Presin de Trabajo". (Cuadro de Capacidad Admisible).
Pt = Qc / Fs
Donde:
Pt = Presin de trabajo o capacidad admisible del terreno de fundacin
(kg/cm )
Qc = Capacidad de carga.
Fs = Factor de seguridad (3.00
6.3.- AGRESION DEL SUELOS A LA CIMENTACION
Con el fin de evaluar la agresividad de los suelos hacia el concreto se realizaron
los ensayos qumicos habindose obtenido valores que es necesario utilizar cemento tipo
MS para la cimentacin (Ver resultados en anexos).
6.4.- CONDICIONES DE CIMENTACION
De acuerdo a los resultados de las investigaciones de campo, los ensayos de
laboratorio, la clasificacin de suelos, la capacidad portante, los resultados de clculos
geotcnicos y el criterio ingenieril del Consultor se concluye en las condiciones de
cimentacin se describe a continuacin:
a).- Descripcin del suelo de cimentacin.
El suelo de cimentacin est conformado por gravas mal graduadas GP, y arenas
pobremente graduadas con presencia de gravas SP, de compacidad y resistencia a la
penetracin que aumentan con la profundidad, con presencia de napa fretica
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b).- Estabilidad de talud natural y de corte.
Durante la excavacin de las calicatas, hasta la profundidad de 3.00m.presenta alto
contenido de humedad con presencia de napa fretica habindose determinado que
existen ngulos de corte natural subverticales de 45 que es necesario la entibacin de
las zanjas a partir de 1.00m por normas constructivas
d).- Uso del material procedente de las excavaciones.
Los suelos extrados de las zanjas de excavacin, sern eliminados despus que las
estructuras de cimentacin se hayan construido.
e).- Agresin qumica de los suelos al concreto.
Los valores de los contenidos de sales nos indican que se debe usar cemento portland
tipo MS
f).- Parmetros para diseo sismo Resistente
De la Norma Tcnica de edificaciones E.030 para Diseo Sismorresistente se obtuvieron
los parmetros del suelo en la zona de estudio
Factores Valores
Parmetros de zona Zona 3
Factor de zona Z (g) = 0.4
Suelo Tipo S 3
amplificacin del suelo S = 1.4
periodo predominante de vibracin Tp = 0.9 seg
Ssmico C = 0.60
Uso U = 1.00
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g).- Problemas especiales de la cimentacin de los espigones
En la zona del estudio Sector Chacras Viejas - Rio Chira en pocas de verano cuando
se presentan precipitaciones pluviales y ms an fenmeno El Nio estas originaran
desbordamiento inundacin y socavamiento, por lo que es imprescindible la
colocacin de defensas ribereas por medio de Espigones estos antes de desplantarse se
tienen que tener en cuenta la Socavacin del Rio
Para la proteccin zona afectada se recomienda la construccin de Espigones con una
profundidad mnima de cimentacin de 3.00m
El diseo geomtrico de la construccin de espigones depende del criterio del consultor
7.0.- EVALUACION DE CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
7.1.- CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCION
El presente estudio se ha realizado con la finalidad evaluar canteras, para la
extraccin de material de roca para la utilizacin en la construccin de Espigones para
la defensa riberea del rio Chira en el sector Chacras Viejas margen Izquierdo del rio
Chira - Jibito
La exploracin y muestreo de la cantera de materiales de roca para la construccin de
los espigones, tiene por finalidad ubicar y evaluar los yacimientos de dichos materiales,
las cuales satisfagan las condiciones tcnicas y adems de tener las reservas necesarias
para abastecer durante la etapa constructiva; fue necesario contar con planos geolgicos
y geomorfolgicos de la zona de estudio y examinar los depsitos aluviales y fluviales
(Ros y Quebradas), deluviales (Laderas de Cerros) y otros sectores, en especial aquellos
que tienen acceso mediante trochas carrozables.
7.1.1.- Ubicacin y acceso a las canteras
Despus del reconocimiento geolgico se ubic la siguiente cantera.
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CUADRO N 1
NOMBRE DE LA CANTERA UBICACIN DISTANCIA KM.
VICHAYAL VICHAYAL 60KM (ROCA )
7.1.2.- Materiales de construccin disponible en las canteras
El material de roca para la construccin delos espigones , estn
representados principalmente por rocas de dimensiones mayores de 80cm de
composicin cuarctica, volcnica, intrusiva y sedimentaria
A continuacin se detalla el tipo de material que puede encontrarse en la cantera
investigada.
CUADRO N 2
NOMBRE CANTERA TIPO DE AGREGADO USOS
VICHAYAL ROCA ESPIGONES
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8.0.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. En los cortes y perfiles estratigrficos de la zona de estudio muestran que los
materiales del subsuelo donde se construir los Espigones, se han clasificado
de la siguiente forma
CALICATA C-1
0.00m. a 0.40m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
0.40 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.40m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.40m
CALICATA C-2
0.00m. a 0.30m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
0.30 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.30m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.30m
CALICATA C-3
0.00m. a 0.45m.
Gravas pobremente graduada con arena de color grisceo con regular contenido
de humedad aumentado al profundizarse de compacidad relativa a la resistencia
media a alta. Clasificada por SUCS como GP.
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0.45 3.00m
Arena pobremente graduada con presencia de grava de color gris con alto
contenido de humedad hasta alcanzar el nivel fretico a la profundidad de 0.45m
de compacidad relativa a la resistencia baja clasificada por SUCS como SP
Se encontr nivel fretico a la profundidad de 0.45m
2.-Los parmetros del suelo para diseo sismo resistente en la zona de estudio,
Corresponde a un suelo tipo S-3, correspondiendo un factor de amplificacin
del suelo S = 1.4 y periodo predominante de vibracin de Tp = 0.9 seg.
3.-Los suelos hasta la profundidad de tres (3.00m) presentan los siguientes
resultados o valores de propiedades geomecnicas:
Las muestras alteradas a la profundidad de cimentacin presentan valores de
contenido de sales, lo que nos indica que para la cimentacin se debe utilizar
cemento tipo MS
Contenido de Humedad Natural.-
De acuerdo a los ensayos realizados, se han podido establecer rangos de
humedad natural de los suelos que varan entre (23.74 24.93%) se evidencio la
presencia de nivel fretico variable desde 0.30 0.45m de profundidad
Peso Especfico.-
Los suelos ensayados, muestran valores cuyos valores fluctan entre 1.66 -
2.66 gr/cm3; en funcin a su contenido de minerales.
Anlisis granulomtrico por tamizado.-
Este ensayo realizado utilizando mallas de acuerdo a las normas ASTM,
mediante lavado o en seco permite identificar los tipos de suelos, clasificndolo
como gravas arenosas GP y arenas pobremente graduadas con presencia de
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gravas (ver curvas granulomtricas).
Ensayos de Corte Directo.-
Con la finalidad de obtener los parmetros del ngulo de rozamiento
interno () y la cohesin (C) de los materiales se programaron ensayos de corte,
en muestras inalteradas en los suelos del tipo arenoso ubicados en diferentes
sectores del rea del terreno, en los intervalos de 1.00 m. a 3.00m. de
profundidad, considerando el tipo de suelo predominante; ensayndose en estado
natural.
RESISTENCIA AL CORTE DIRECTO DE SUELOS
MUESTRA PROFUNDIDAD ANGULO DE PESO HUMEDAD
ROZAMIENTO VOLUMETRICO W%
(m) INTERNO gr/cm3
C-1 1.00 3.00 30 1.66 24.93%
C-2 1.00 3.00 30 1.66 23.74%
C-3 1.00 3.00 30 1.66 23.51%
4.- La estructura de cimentacin para proteger el sector de Chacras Viejas ( Jibito) ser
con ESPIGONES porque estos tienen las siguientes funciones
Reducir las velocidad de la corriente cerca de la orilla
Desviar, es decir alejar la corriente de la orilla
Prevenir la erosin de las mrgenes
Establecer y mantener un ancho fijado para el rio
Fijar las mrgenes es decir estabilizar el cauce fluvial.
De acuerdo a estas funciones el sugiere el desplante de los Espigones de la siguiente
manera o de acuerdo al proyectista
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ESPIGONES
En la zona del estudio Sector (Chacras Viejas - Jibito) en pocas de verano cuando
se presente intensas precipitaciones pluviales y ms an fenmeno El Nio estas
originaran socavamiento, desbordamiento e inundacin lo que hace
imprescindible la construccin de defensas riberanas por medio de ESPIGONES
estos se tienen que disear teniendo en cuenta el SOCAVAMIENTO del Rio en este
sector
Para la construccin y colocacin de espigones se sugiere una profundidad
mnima de cimentacin de 3.00mts medidos a partir de la rasante del terreno
El diseo geomtrico de la construccin de los espigones depende del criterio del
consultor
5.-La cimentacin proyectadas sern del tipo superficial de acuerdo a las
caractersticas siguientes:
La profundidad mnima sugerida de desplante de los espigones medida a
partir de la superficie libre del terreno es de 3.00 m ( el proyectista debe
calcular el efecto de la socavacin )
Es recomendable una base de rocas como mnimo de 0.80 m de tamao
La capacidad admisible presin de trabajo a la profundidad de 3.00 mts. con
un ancho de 8.0 m. es de 0.57 kg/cm2.
6.-las exploraciones se hicieron en la orilla del rio y el nivel fretico se encontr en las
tres calicatas desde 0.30 0.45 m
7.-Los elementos del cimiento sern diseados de modo que la presin de contacto
(carga estructural de la obra) en el rea de cimentacin, sea inferior a la presin de
diseo o capacidad admisible.
8.-Durante el vaciado de concreto se deber hacer la prueba del SLUMP y diseo de
mezclas, verificando su resistencia con las pruebas de compresin.
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9.-Se deben utilizar la roca de canteras que cumplan con las normas peruanas para
la construccin.
NOMBRE CANTERA TIPO DE AGREGADO USOS
EL AVION (VICHAYAL) ROCA ESPIGONES