INDICE

1. INTRODUCCION. ....................................................................................................................... 2

1.1 GENERALIDADES. .......................................................................................................... 3

1.2 ENTIDAD Y/O INSTITUCION CONTRATANTE. ................................................................. 3

1.3 NOMBRE DEL PROYECTO. ............................................................................................. 3 1.4 PROFESIONAL RESPONSABLE DEL PROYECTO. ............................................................ 4

1.5 UBICACIÓN DEL PROYECTO. ......................................................................................... 4

1.6 OBJETIVO. ..................................................................................................................... 4

2. CRITERIOS TECNICOS PARA EL ESTUDIO. ............................................................................... 4

2.1 NUMERO DE PROSPECCIONES Y PROFUNDIDAD DE LAS MISMAS. .............................. 4

2.2 TECNICAS DE RECONOCIMIENTO EN UN ESTUDIO DE SUELOS. .................................. 5 2.3 CLASIFICACION DE LAS MUESTRAS. ............................................................................. 6

2.4 CATEGORIA DE LAS MUESTRAS. ................................................................................... 6

2.5 PLANIFICACION DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO. .................................................. 6

2.6 PERFIL DEL SUELO. ....................................................................................................... 6

2.7 ESTABILIDAD DEL DEPOSITO DE SUELO. ..................................................................... 7 3. CIMENTACIONES. ..................................................................................................................... 8

3.1. ELEMENTOS DE UNA CIMENTACION. ............................................................................ 8

3.2. TIPOS DE CIMENTACION. .............................................................................................. 8

3.3. CONDICIONES QUE DEBE REUNIR UNA CIMENTACION. ............................................... 8

4. DESCRIPCION DE LOS TRABAJOS. .......................................................................................... 10

4.1. TRABAJOS DE CAMPO. ................................................................................................. 10 4.2. TRABAJOS DE LABORATORIO....................................................................................... 11

4.3. TRABAJOS DE GABINETE. ............................................................................................ 12

5. DATOS DEL PROYECTO. .......................................................................................................... 12

5.1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: .................................................................................... 12

5.2. AREA Y/O LONGITUD DE CONSTRUCCIÓN APROXIMADA: ........................................... 12 5.3. TIPO DE TERRENO: ....................................................................................................... 12

6. RESULTADOS. .......................................................................................................................... 12

6.1. CLASIFICACION DEL PROYECTO. ................................................................................. 12

6.2. ESTRATIGRAFIA. ........................................................................................................... 12

6.3. CARACTERISITICAS DE RESISTENCIA. ......................................................................... 13

6.4. TABULACION DE RESULTADOS. ................................................................................... 13 7. CONCLUSIONES. ...................................................................................................................... 13

8. ANEXOS (REGISTRO FOTOGRAFICO – ENSAYOS DE LABORATORIO). ...................................... 16

1

DOSSIER No. 002-H-ES-FEB-ee-2014.

Riobamba, 24 de Febrero de 2014.

Señor Arquitecto

DAVID CARRASCO

CONSULTOR MINISTERIO DE EDUCACION ZONA 3.

Presente.-

Cordial Saludo.

Adjunto al presente le estamos enviando los resultados, conclusiones y

recomendaciones correspondientes al estudio de suelos del proyecto: “ESTUDIO DE

SUELOS PARA LA ESCUELA MONJE VELA”.

Reiteramos a usted nuestra disposición para atender cualquier inquietud con

respecto a este trabajo y confiamos poder colaborarles en el futuro.

Atentamente,

ING. MG. VICTOR M. LLANGA C.

GERENTE GENERAL ESTUDIOS ESPECIALIZADOS

2

DOSSIER No. 002-H-ES-FEB-ee-2014 DEL ESTUDIO DE SUELOS PARA EL PROYECTO:

“ESTUDIO DE SUELOS PARA LA ESCUELA MONJE VELA”

1. INTRODUCCION. El presente Dossier Técnico comprende en síntesis la determinación de la naturaleza y

características físico resistente del suelo en el sitio indicado; para el efecto, se realizaron los estudios necesarios para caracterizar geotécnicamente el sitio y determinar las propiedades mecánicas

existentes con el fin de poder realizar las evaluaciones de la capacidad estructural del suelo. Se

procedió a evaluar las características geotécnicas del subsuelo del sitio, definiendo el perfil

estratigráfico y determinando los parámetros de resistencia y compresibilidad a utilizar en los

análisis, de las estructuras a edificarse. Adicionalmente, realizar una evaluación de la condición

geotécnica actual, con la finalidad de dotar al calculista de valores reales del subsuelo para el posterior diseño de la cimentación, del Proyecto que es motivo del presente estudio.

Para la determinación del Factor de Zona “Z” tal y como lo establece el NEC (NORMA ECUATORIANA

DE LA CONSTRUCCION) se escogerá de entre una de las seis zonas sísmicas del Ecuador, de

acuerdo el mapa de la Figura 1. El valor de Z de cada zona representa la aceleración máxima en roca esperada para el sismo de diseño, expresada como fracción de la aceleración de la gravedad. Todo el

territorio ecuatoriano está catalogado como de amenaza sísmica alta, con excepción del nororiente

que presenta una amenaza sísmica intermedia y del litoral ecuatoriano que presenta una amenaza

sísmica muy alta (Tabla 1). Para facilitar la determinación del valor de Z, en la Tabla 2.2 NEC se

incluye un listado de algunas poblaciones del país con el valor correspondiente. Si se ha de diseñar

una estructura en una población o zona que no consta en la lista y que se dificulte la caracterización de la zona en la que se encuentra utilizando el mapa de la Figura 1, debe escogerse el valor de la

población más cercana. 1

FIGURA 1. Ecuador, zonas sísmicas para propósitos de diseño y

valor del factor de la zona Z.

1 NEC Capítulo 2. ARTICULO 2.5.2.2. FUNDAMENTACION DEL MAPA DE ZONIFICACION.

3

El mapa reconoce el hecho de que la subducción de la placa de Nazca debajo de la placa

Sudamericana es la principal fuente de generación de energía sísmica en el Ecuador. A este hecho se

añade un complejo sistema de fallas local superficial que produce sismos importantes en gran parte del territorio ecuatoriano. 2

I II III IV V IV

0,15 0,25 0,3 0,35 0,4 >= 0,50

INTERMEDIA ALTA ALTA ALTA ALTA MUY ALTA

ZONA SISMICA

VALOR FACTOR Z

CARACTERIZACION DEL

PELIGRO SISMICO TABLA 1. Valores del factor Z en función de la zona sísmica adoptada. NEC Capítulo 2.

1.1 GENERALIDADES.

El presente estudio se encuentra amparado en lo establecido en la NEC CAPITULO 2: PELIGRO

SISMICO Y REQUISITOS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE; que textualmente dice:

2.5.4 GEOLOGÍA LOCAL, PERFILES DE SUELO Y COMPORTAMIENTO SÍSMICO. 2.5.4.1 NECESIDAD DE ESTUDIOS DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA.

Las poblaciones con más de 100.000 habitantes deberían disponer de estudios de microzonificación

sísmica y geotécnica en su territorio, con el propósito de conocer la geología local, la distribución

espacial de los estratos de suelo y evaluar localmente las demandas sísmicas que se presentarán en

su jurisdicción, para fines no solo de diseño sísmico, sino también regulación urbana y no urbana, planificación territorial y de infraestructura. Dichos estudios deben incluir los posibles efectos

topográficos, amplificación o efecto de sitio en suelos, inestabilidad sísmica en zonas licuables o de

rellenos, presencia de taludes inestables, etc., e incluso servirán de partida para la elaboración de

normas de construcción locales. Estos estudios deben considerar los requisitos establecidos en el

numeral 2.5.4.9.1 y 2.5.4.9.2. Como resultado de los estudios de microzonificación se dispondrán de

mapas de zonificación de suelos, espectros de diseño sísmico locales o demanda sísmicas, que prevalecerán sobre los espectros de diseño generales de la presente norma.

2.5.4.2 REQUISITOS GENERALES.

Mientras se ejecutan los estudios de microzonificación sísmica en las poblaciones que aún no los

tienen, pueden utilizarse los requisitos establecidos en esta sección, los cuales son requisitos

mínimos y no sustituyen a los estudios detallados de sitio, los cuales son necesarios para el caso de proyectos de infraestructura importante y otros proyectos distintos a los de edificación. Para ese tipo

de proyectos de infraestructura importante, los estudios de microzonificación sísmica deben incluir,

como mínimo, los siguientes temas, los cuales deben consignarse en un informe detallado en el cual

se describan las labores realizadas, los resultados de estas labores y las fuentes de información:

(a) Entorno geológico y tectónico, sismología regional y fuentes sismogénicas.

(b) Espectro de aceleración de diseño en roca y familias de acelerogramas a utilizar. (c) Exploración geotécnica adicional a la requerida para el diseño de la cimentación.

(d) Estudio de amplificación de onda (análisis lineal equivalente o no lineal) y obtención de los

movimientos sísmicos de diseño en superficie, según 2.5.4.9.1. 3

1.2 ENTIDAD Y/O INSTITUCION CONTRATANTE.

MINISTERIO DE EDUCACION ZONA 3.

1.3 NOMBRE DEL PROYECTO.

“ESTUDIO DE SUELOS PARA LA ESCUELA MONJE VELA”

2 NEC Capítulo 2. ARTICULO 2.5.2.3.

3 NEC Capítulo 2. ARTICULO 2.5.4 GEOLOGÍA LOCAL, PERFILES DE SUELO Y COMPORTAMIENTO SÍSMICO.

4

1.4 PROFESIONAL RESPONSABLE DEL PROYECTO.

ARQ. DAVID CARRASCO.

1.5 UBICACIÓN DEL PROYECTO.

El proyecto se encentra ubicado en el cantón Colta Provincia de Chimborazo. Para lo cual

delimitamos el proyecto con las coordenadas georefenciadas de los puntos en donde se efectuaron

las perforaciones in situ “P1-P2-P3”:

LATITUD LONGITUD

P1 3309 746813 9812133

P2 3308 746809 9812120

P3 3306 746797 9812122

PUNTO ALTITUDCOORDENADAS

TABLA 2. Coordenadas georefenciadas.

1.6 OBJETIVO.

Realizar un reconocimiento geológico del sitio en estudio.

Efectuar el ensayo en base a una exploración mecánica (perforaciones a rotación y/o percusión).

Ejecutar ensayos de laboratorio y/o ensayos in situ.

Definir: cortes, rellenos, cotas del proyecto y cotas máximas de precipitaciones pluviales.

Determinar características y recomendaciones de los estratos a cimentar.

Evaluar las características geotécnicas del subsuelo del sitio, definiendo el perfil estratigráfico

y determinando los parámetros de resistencia y compresibilidad a utilizar en los análisis, de las estructuras a edificarse. Adicionalmente, realizar una evaluación de la condición

geotécnica actual, con la finalidad de dotar al calculista de valores reales del subsuelo para el

posterior diseño de la cimentación, del Proyecto que es motivo del presente estudio.

2. CRITERIOS TECNICOS PARA EL ESTUDIO. 2.1 NUMERO DE PROSPECCIONES Y PROFUNDIDAD DE LAS MISMAS.

En la tabla 3, encontramos una clasificación del tipo de construcción de acuerdo al área y el número

de plantas, en la tabla 4, en cambio encontramos la clasificación de acuerdo al tipo de terreno; estos

datos nos permitirán saber en el futuro cuántos puntos de reconocimiento debo realizar.

Se entiende por prospección a todas las actividades concernientes a: calicatas, sondeos mecánicos,

pruebas continuas de penetración o métodos geofísicos; que nos permitan conocer las características geotécnicas y disposición del terreno. Se establece realizar una prospección (3 perforaciones SPT = 1

prospección); en un área de 5.000 m2. No olvidar que el número mínimo de puntos a reconocer

serán 3 nunca inferiores a éste. Si los terrenos superan los 10.000 m2 se reducirá la densidad de

puntos hasta en un 50% de los determinados. La profundidad establecida debe ser tal que no le

permita al terreno experimentar asientos significativos bajo la acción de las cargas del edificio. Dicha

profundidad viene establecida por 2m más 0,30m por cada planta a construirse. Tomar en consideración que las líneas de presión siguen la relación 1H:2V aproximadamente.

5

TIPO DESCRIPCION

C-0 Construcciones de menos de 4 plantas y superficie construida inferior a 300m2.

C-1 Otras construcciones de menos de 4 plantas.

C-2 Construcciones entre 4 y 10 plantas.

C-3 Construcciones entre 11 y 20 plantas

C-4 Conjuntos monumentales o singulares, o de mas de 20 plantas.

TABLA 3. TIPO DE CONSTRUCCION.

GRUPO DESCRIPCION

T-1 Terrenos favorables: aquellos con poca variabilidad, y en los que la practica habitual

en la zona es de cimentacion directa mediante elementos aislados.

T-2 Terrenos intermedios: los que presentan variabilidad, o que en la zona no siempre se

recurre a la misma solucion de cimentacion, o en los que se puede suponer que llenen

rellenos antropicos de cierta relevancia, auqnue probablemente no superen los 3 m.

T-3 Terrenos desfavorables: los que no pueden clasificarse enninguno de los tipos

anteriores. De forma espeial se consideraran los siguientes terrenos:

a) Suelos expanxivos

b) Suelos colapsables

c) Suelos blandos o sueltos

d) Terrenos karsticos en yesos o calizas

e) Terrenos variables en cuanto a composicion y estado

f) Rellenos antropicos con rellenos superiores a 3 m

g) Terrenos en zonas susceptibles de sufrir deslizamientos

h) Rocas volcanicas en coladas delgadas o con cavidades

i) Terrenos con desnivel a 15 grados

j) Suelos residuales

k) Terrenos de marismas

TABLA 4. TIPO DE TERRENO.

2.2 TECNICAS DE RECONOCIMIENTO EN UN ESTUDIO DE SUELOS.

De entre las técnicas de reconocimiento más frecuente tenemos:

1. Catas o pozos.

Permiten observación directa del terreno.

Se lo debe realizar cuando: Profundidad < 4m.

Ausencia de nivel freático.

Terrenos cohesivos.

Se la extrae en un sitio donde no afecte a la futura construcción.

2. Sondeos manuales o mecánicos. Son perforaciones de pequeño diámetro que permiten conocer la naturaleza y localización

de las diferentes capas del terreno. Se clasifican en:

a. Sondeos manuales. Similares a la barra helicoidal.

b. Sondeos mecánicos.

Helicoidales. Se usa en suelos blandos a presión.

Sondeos mecánicos a percusión y rotación. El mecánico a percusión es a golpe e identifica suelos granulares, y el de rotación se lo hace

encamisándolo para extraer la muestra. Los tipos de sondeos tenemos: SPT,

Molinete o veleta, Presiométrico.

3. Pruebas de penetración estática o dinámica. Se los hace con energía de impacto

normalizada. La prueba dinámica se hace una correlación con la de SPT, mientras que la estática se lo hace a presión. En ambos casos se utiliza equipo destinado para el efecto.

4. Métodos geofísicos. Se los utiliza para cubrir grandes áreas, y se sirven de los sondeos

mecánicos para equipolar propiedades de los suelos. Son del tipo: Eléctricos verticales,

sísmica de refracción, y gravimétrica.

5. Pruebas in situ. Tenemos varios ensayos que se pueden realizar en el campo como son:

ensayo de carga con placa, ensayo de carga en suelos blandos, ensayos en prototipos de cimentaciones, permeabilidad y varios que se puedan realizar en el interior de las catas.

6

2.3 CLASIFICACION DE LAS MUESTRAS.

Se pueden clasificar a las muestras extraídas por cualquiera de los métodos indicados

anteriormente en: a. Muestras alteradas (MA).

Se las colocan en sacos y no tienen forma definida también se las conoce a muestras

parafinadas o terrones parafinados (TP).

b. Muestras inalteradas (MI – MB – MH).

2.4 CATEGORIA DE LAS MUESTRAS.

A éstas se las puede clasificar en categoría de entre ellas tenemos:

CATEGORIA A. Mantienen inalteradas sus propiedades tales como: estructura, densidad,

humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos.

CATEGORIA B. Mantienen inalteradas las siguientes propiedades: humedad, granulometría, plasticidad, y componentes químicos.

CATEGORIA C. Son todas aquellas que no cumplen las especificaciones de categoría B.

2.5 PLANIFICACION DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.

IDENTIFICACION:

Granulometría, Químicos y Límites de Atterberg (Lr=solo arcillas expansivas)

No existen limos de alta plasticidad a estos se les llama suelos orgánicos.

ESTADO NATURAL:

Humedad y peso específico.

RESISTENCIA: Resistencia, deformación.

Compresión simple para arcillas.

Edométrico arcillas blandas expansivas (lo peligrosos es en arcillas no saturadas porque

cuando están saturadas ya no se hinchan).

Permeabilidad para suelos granulares (en excavaciones bajo nivel freático).

MUESTRAS DE AGUA. Ataque del agua al hormigón y posibles soluciones.

2.6 PERFIL DEL SUELO.

De acuerdo al NEC artículo 2.5.4.3.: “Los efectos locales de la respuesta sísmica de la edificación deben evaluarse en base a los perfiles de suelo, independientemente del tipo de cimentación. La

identificación del perfil se realiza a partir de la superficie natural del terreno, inclusive en el caso

de edificios con sótanos. Para edificios en ladera, el ingeniero geotécnico evaluará la condición

más crítica para la edificación”.4 El NEC en su Capítulo 2 establece la clasificación de los estratos

de suelo en una escala de seis grupos: “A” “B” “C” “D” “E” y “F”; y corresponden a los 30m

superiores del perfil. En estratos claramente diferenciados se los debe subdividir asignándole un subíndice “i” que va desde 1 en la superficie hasta “n” en la parte inferior de los 30m superiores

del perfil. (Ver tabla 5).

4 NEC Capítulo 2. ARTICULO 2.5.4.3. PERFIL DE SUELO.

7

DESCRIPCION

PERFIL DE ROCA COMPETENTE

PERFIL DE ROCA DE RIGIDEZ MEDIA

PERFILES DE SUELOS MUY DENSOS O ROCA BLANDA, QUE

CUMPLAN CON EL CRITERIO DE VELOCIDAD DE ONDA DE

CORTANTE,O

PERFILES DE SUELOS MUY DENSOS O ROCA BLANDA, QUE

CUMPLAN CON CUALQUIERA DE LOS DOS CRITERIOS

PERFILES DE SUELOS RIGIDOS QUE CUMPLAN CON EL CRITERIO

DE VELOCIDAD DE LA ONDA DE CORTANTE, O

PERFILES DE SUELOS RIGIDOS QUE CUMPLAN CON CUALQUIERA

DE LAS DOS CONDICIONES

PERFIL QUE CUMPLA EL CRITERIO DE VELOCIDAD DE LA ONDA DE

CORTANTE, O

PERFIL QUE CONTIENE UN ESPESOR TOTAL H MAYOR DE 3 m DE

ARCILLAS BLANDAS

F

E

TIPO DE PERFIL DEFINICION

A

B

C

D

TABLA 5. Clasificación de los perfiles de suelo NEC ARTICULO 2.5.4.5.

2.7 ESTABILIDAD DEL DEPOSITO DE SUELO.

De acuerdo al NEC artículo 2.5.4.4.: Los perfiles de suelo hacen referencia a depósitos estables de suelo. Cuando exista la posibilidad de que el depósito no sea estable, especialmente ante la

ocurrencia de un sismo, como por ejemplo, en sitios en ladera o en sitios con suelos

potencialmente licuables o rellenos, no deben utilizarse las presentes definiciones y en su lugar

debe realizarse una investigación geotécnica que identifique la estabilidad del depósito, además de

las medidas correctivas, si son posibles, que se deben considerar para construir en el lugar. El estudio geotécnico debe indicar claramente las medidas correctivas y la demanda sísmica del sitio

8

que se debe utilizar en el diseño, una vez que se ejecuten las medidas correctivas planteadas. La

construcción de edificaciones en el sitio no debe iniciarse sin tomar las medidas correctivas,

cuando éstas sean necesarias.5

3. CIMENTACIONES. 3.1. ELEMENTOS DE UNA CIMENTACION.

Cimentación es la parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno; está

constituida por dos partes:

1. El elemento estructural “cimiento” que se encarga de transmitir las cargas al suelo.

2. El “terreno de cimentación” que es afectado por dichas cargas.

Por lo tanto las características del terreno dependen tanto de la estabilidad de la cimentación

como de los asentamientos que pueda experimentar.

3.2. TIPOS DE CIMENTACION.

Conocemos tres tipo de cimentación entre ellas tenemos:

1. Cimentación superficial: situada inmediatamente por debajo de la parte más inferior de la

superestructura que soporta, siendo su profundidad D menor que su ancho B; con

relaciones D/B que oscilan entre 0,25 y 1,00. Pertenecen a este tipo las zapatas aisladas

(carga de una sola columna), zapatas combinadas o corridas (cargas de varias columnas) y losas de cimentación (soportan las cargas de todas las columnas del edificio).

2. Cimentación semi profunda: son aquellas cuya relación D/B esta alrededor de 1,0 a 5,00.

Pertenecen a este tipo los conocidos como pozos de cimentación (transmiten las cargas por

su base y algo por fricción lateral).

3. Cimentación profunda: las cargas que transmiten este tipo de cimentaciones están muy por debajo de la parte más inferior de la superestructura, poseen la relación D/B desde

5,00 hasta 40,00. Pertenecen a este tipo de cimientos los pilotes y similares (transmiten

cargas por su base y lateralmente tienen sección transversal muy pequeña en relación a

las zapatas superficiales).

FIGURA 2. Relación profundidad-ancho de

cimentación en función del tipo de fundación.

3.3. CONDICIONES QUE DEBE REUNIR UNA CIMENTACION.

Cualquier cimentación debe cumplir ciertos requerimientos para que pueda funcionar adecuadamente de entre estos tenemos:

5 NEC Capítulo 2. ARTICULO 2.5.4.4. ESTABILIDAD DEL DEPOSITO DE SUELO.

9

3.3.1. SITUACION Y PROFUNDIDAD: Debe ser ubicada adecuadamente tanto en planta

como en elevación, para evitar afectar su comportamiento. Para determinar este parámetro que es muy ambiguo, se toma un análisis empírico que nos proporciona ciertos factores a

analizar tales como; profundidad de la helada (expansión temperatura menor a cero y

pequeños hundimientos al cambio de temperatura), se recomienda cimentar a los ¾ de la

máxima penetración de la helada; presencia de arena cuyo cambio de volumen se da con el

cambio de humedad, este tipo de suelos es de análisis minucioso.

Como recomendaciones adicionales a la situación y profundidad de la cimentación podemos indicar:

Profundidad mínima 1,50 m.

Profundidad máxima la del nivel freático.

Por debajo de los estratos susceptibles de cambios volumétricos.

Por debajo de la presencia de raíces. Por debajo de cambios bruscos de temperatura.

No olvidar criterios de preservación de estructuras contiguas en el caso de construcciones

en medianería; en vista de que un cambio en el nivel freático, vibración exagerada, minado

inadecuado, etc.; puede ocasionar graves daños a estas instalaciones.

3.3.2. SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO: Debe ser estable, es decir debe poseer

un coeficiente de seguridad adecuado respecto a su rotura o hundimiento.

3.3.3. LIMITACION DE ASENTAMIENTOS: No deben dañar la superestructura ni tampoco

hacer que pierda su carácter funcional. Es comparable a las flechas de las vigas y nunca pueden ser los asentamientos calculados mayor a los asentamientos admisibles. Vale la

pena tener en consideración los siguientes conceptos tales como:

Asentamiento máximo se lo denomina al mayor descenso sufrido por los cimientos de

una estructura (Smáx).

Asentamiento diferencial es la diferencia entre los asentamientos entre dos puntos

(dS). Distorsión angular se lo conoce a la relación existente entre el asentamiento

diferencial entre dos puntos y la distancia que los separa ( = S / L). Inclinación: es el ángulo que ha girado el edificio respecto a la vertical, es decir es la

relación entre el desplome y la altura del edificio ( ). Además de los conceptos mencionados debemos diferenciar los tipos de asentamientos que

se producen, así tenemos:

Asentamiento inmediato o instantáneo: característico de rocas y suelos granulares

(una vez aplicada la carga), producen deformaciones a corto plazo (sin drenaje); es

decir con volumen constante con relación de poisson =0,50. En arcillas saturadas este asentamiento corresponde a una porción del asentamiento final.

Asentamiento de consolidación: se produce por deformación volumétrica del suelo

ante la aplicación de la carga y por pérdida del agua intersticial (con drenaje); es

característico de arcillas saturadas. En arenas este proceso es inmediato.

FIGURA 3. Gráfico de asentamientos

producidos en una zapata.

10

3.3.4. RESISTENCIA ESTRUCTURAL: Debe ser calculado de acuerdo al tipo de material

que se va a emplear; por lo general hormigón armado y está normado por las cargas que transmite la superestructura.

4. DESCRIPCION DE LOS TRABAJOS. 4.1. TRABAJOS DE CAMPO.

Para poder determinar la estabilidad de la cimentación de la estructura proyectada, se realizaron

varias actividades de exploración de campo. Previo a la ejecución de la campaña de exploración

geotécnica, se realizó una inspección al sitio de estudio; evaluando junto con el proyecto la ubicación de las perforaciones directas ejecutadas. Las perforaciones profundas se las

conformaron mediante el método a percusión.

4.1.1. ENSAYO SPT – STÁNDARD PENETRATION TEST.

Dicho método comprende perforaciones mediante ensayos de penetración estándar (SPT) con toma de muestras disturbadas (alteradas) cada 50 cm de profundidad para los

ensayos de clasificación, así como la descripción manual visual del tipo de suelo

encontrado a diferentes profundidades, con el cual se determinaron los números de golpes

necesarios para penetrar en el estrato de suelo, El equipo auxiliar para el hincado es una

masa golpeadora de acero de 64 kg., con guía de caída libre de 75cm y barras de

perforación AW o BW (4,44 – 5,4cm de diámetro y 6,53 – 6,23 kg/m de peso, respectivamente) con un yunque de golpeo incorporado a la columna de barras. La

superficie actual del terreno es regular en el sitio de las futuras construcciones; se

realizaron TRES perforaciones en el sector; tratando de perforar los sitios más inestables

posibles con la finalidad de obtener una idea global sobre el tipo de suelo que contiene

cada uno de los sectores. Las perforaciones se realizaron hasta un máximo de 6,00 m de profundidad, ubicadas tal como se indica en los anexos.

4.1.2. DETERMINACION EMPIRICA DEL “qa” EN SITIO METODO DE LA BARRA.

Esta forma empírica de determinar el “qa” del suelo en ningún momento reemplazará a un

ensayo de penetrómetro ni mucho menos a un ensayo SPT; lo único que hace es coadyuvar

a obtener información en sitio. De una manera empírica se sugiere optar por una revisión en campo aplicando el método de la barra; para lo cual se adjunta la fórmula de cálculo:

FIGURA 4. Fórmula y gráfico del cálculo empírico “qa”

método de la barra.

4.1.3. CLASIFICACION DE SUELOS – PROCEDIMIENTO MANUAL VISUAL Este método consiste en clasificar al suelo en función del tamaño de las partículas,

plasticidad, y contenido orgánico. Para poder identificarlo se han establecido letras de uso

generalizado la primera la identifica por su nombre y la segunda lo identifica por su

condición; así tenemos:

11

G GRAVA

S ARENA W BIEN GRADADO

C ARCILLA P MAL GRADADO

M LIMO H ALTA PLASTICIDAD

O SUELO ORGANICO L BAJA PLASTICIDAD

Pt TURBA

NOMBRE CUALIDAD

TABLA 6. Clasificación de Suelos Nomenclatura.

Para proceder a la preclasificación debemos encasillarlo en uno de estos tres grupos:

suelo de partículas gruesas (aquellos que más de la mitad de sus partículas son visibles), suelo de partículas finas (aquellos que más de la mitad de sus partículas no

son visibles); y, suelos orgánicos (suelos con alto contenido orgánico de color oscuro y

olor putrefacto).

Posterior a aquello si la clasificación visual arroja como resultado que son suelos gruesos, se debe definir como: grava (más de la mitad de las partículas gruesas son

mayores a 0,50cm); y, arena (más de la mitad de las partículas gruesas son menores a

0,50cm). Tanto para las gravas y arenas se las puede encontrar con mezclas de otro tipo

de suelo y dependen de la cantidad de partículas que contenga en su composición,

gracias a ésta se la puede calificar con el símbolo: W (en su composición posee una

amplia gama de tamaño de partículas), P (si en su composición predomina un solo tamaño de partículas). También se las puede calificar como mezclas de suelo, así

calificándola con los siguientes símbolos tendríamos: M (Mezcla con limo); y, C (mezcla

con arcilla). En cambio para suelos orgánicos tenemos: O (color oscuro y olor orgánico),

y, Pt (parecido a la anterior sumándose claramente restos descompuestos de

vegetación).

FIGURA 5. Sistema Unificado de Clasificación de suelos SUCS.

4.2. TRABAJOS DE LABORATORIO.

Con las muestras obtenidas se realizó ensayos de granulometría y clasificación, por el sistema

unificado (SUCS) y clasificación AASHTO, (Ver resultados de los ensayos).

En esta sección no se describirán los ensayos de laboratorio, debido a que estos se encuentran

claramente indicados en las normas ASTM, los cuales se siguieron según la siguiente designación:

Contenido de humedad natural norma ASTM D2216

Límites de Atterberg norma ASTM D4318 Granulometría norma ASTM D422

Los resultados de los sondeos y ensayos de laboratorio presentan a manera de resumen los

parámetros geotécnicos para cada unidad estratigráfica, los cuales se muestran en los anexos.

Con la información obtenida de los resultados de laboratorio se generó una gráfica del estado de

12

esfuerzos efectivos inicial (previo a la construcción de la estructura) en la masa de suelo,

incluyendo la variabilidad de la resistencia.

4.3. TRABAJOS DE GABINETE.

Comprende el análisis de los resultados de los ensayos de campo (SPT) y de laboratorio; y también

la determinación de la capacidad de soporte del suelo en el sitio estudiado y las respectivas

conclusiones y recomendaciones.

5. DATOS DEL PROYECTO. 5.1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:

ESTUDIO DE CELDAS ESCUELA MONJE VELA.

5.2. AREA Y/O LONGITUD DE CONSTRUCCIÓN APROXIMADA:

10,000 m2 aproximadamente.

5.3. TIPO DE TERRENO:

Terreno con poca variabilidad en el mismo.

6. RESULTADOS. 6.1. CLASIFICACION DEL PROYECTO.

Tipo de construcción: C0.

Tipo de terreno: T3. Número de perforaciones: 3 PERFORACIONES COMO MINIMO.

6.2. ESTRATIGRAFIA.

El subsuelo esta definido por series estratigráficas prácticamente horizontales, producto de su

formación geológica. No existe nivel freático en los sitios de las perforaciones 1, 2 y 3.

MANTO ARENA MAL GRADADA “SP”: suelo de partículas gruesas (más de la mitad del material

es retenido en el tamiz No. 200); es considerada como arena (más de la mitad de la fracción

gruesa pasa por el tamiz No.4); por poseer poco o nada de partículas finas se la denomina arena

limpia; tienen la cualidad de arenas mal gradadas por ser una mezcla de arenas con grava con poco o nada de finos; el porcentaje de finos que pasa el tamiz No. 200 es menor al 5%; su Cu

(coeficiente de uniformidad) es menor a 6, y su Cc (coeficiente de contracción) no está entre 1 y 3;

su clasificación según el sistema SUCS es “SP”; tienen en su interior una estructura subangular

(vértices y aristas no tan agudas); su color es café con tonalidad oscura; está distribuida en

una profundidad de 0,00 a 6,00 m en los sitios de las perforaciones realizadas.

13

6.3. CARACTERISITICAS DE RESISTENCIA.

Para calcular el trabajo admisible del suelo (qa) se ha considerado los ensayos de penetración

estándar (SPT) tomando los mínimos valores promedio N (número de golpes) a los diferentes niveles en cada una de las perforaciones realizadas; basado en los criterios de Terzaghi y

Meyerhoff, se ha previsto además un asentamiento máximo de 2.50 cm y un factor de seguridad

Fs = 3.

6.4. TABULACION DE RESULTADOS.

NIVEL N spt TRABAJO ADMISIBLE COEFICIENTE DE ANGULO

CIMENTACION (golpes) SUELO qa (kg/cm2) BALASTO (kg/cm2/cm) FRICCION

0.50 - 1.00 -1,00 8,00 0,99 7,90 29 D

1.00 - 1.50 -1,50 16,00 2,12 16,93 31 C

1.50 - 2.00 -2,00 18,00 2,54 20,31 32 C

2.00 - 2.50 -2,50 22,00 3,10 24,82 34 C

2.50 - 3.00 -3,00 42,00 5,92 47,39 39 C

3.00 - 3.50 -3,50 47,00 6,63 53,03 40 C

3.50 - 4.00 -4,00 47,00 6,63 53,03 40 C

4.00 - 4.50 -4,50 48,00 6,77 54,16 40 C

4.50 - 5.00 -5,00 49,00 6,91 55,28 40 C

5.00 - 5.50 -5,50 61,00 8,60 68,82 44 C

5.50 - 6.00 -6,00 66,00 9,31 74,46 44 C

CLASIFICACION

NEC CAPITULO 2PROFUNDIDAD

TABLA 7. Esfuerzo admisible del suelo, coeficiente de balasto y ángulo de fricción en función de

la profundidad de perforación (2014-02-24).

7. CONCLUSIONES. 7.1. NIVEL FREÁTICO:

NO EXISTE.

7.2. PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN:

SE RECOMIENDA CIMENTAR A UNA PROFUNDIDAD DE -1,50

7.3. TRABAJO ADMISIBLE DEL SUELO:

qa= 2,12 kg/cm2.

7.4. COEFICIENTE DE BALASTO:

16,93 kg/cm2/cm.

14

7.5. ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA DEL SUELO:

´ = 31º.

7.6. CLASIFICACIÓN DE SUELOS NEC:

SEGÚN LA TABLA 5 DEL PRESENTE DOSSIER SE CLASIFICA AL PERFIL DE SUELO EN LA PROFUNDIDAD DE CIMENTACION RECOMENDADA COMO DEL TIPO: “C”.

7.7. ACELERACIÓN MÁXIMA “Z” EN FUNCIÓN DE LA ZONA SÍSMICA ADOPTADA:

SEGÚN LA TABLA 2.2 DEL NEC CAPITULO 2, PARA EL SITIO “COLTA”; Z = 0.40.

7.8. TIPO DE CIMENTACIÓN RECOMENDADA:

Teniendo en consideración los resultados del análisis y pruebas de laboratorio de las propiedades físico mecánicas del suelo de fundación; así como la carga viva predominante, la geodinámica

externa e interna, las características sísmicas del área y el tráfico de unidades recolectoras y de

trasporte que utilizarán el área del proyecto, se describe las características de cimentación para

las estructuras de mayor concentración y profundidad previstas del proyecto, siendo estas

básicamente: la base de las plataformas, la de cimentación del emplazamiento de las pozas de

almacenamiento de lixiviados, el patio de maniobras y las áreas administrativas, las cimentaciones que corresponden a estas áreas son cimentaciones superficiales.

ZAPATAS AISLADAS DE HORMIGON ARMADO.

Las zapatas aisladas son bloques de hormigón armado de planta cuadrada o rectangular. Se

diseñarán para soportar la carga de un único pilar salvo en casos excepcionales. Se sugiere este

tipo de cimentación en base a los resultados obtenidos del presente estudio que nos revelan datos

que indican la calidad del terreno que corresponde a estratos firmes, con presiones medias altas

y se esperan asientos diferenciales reducidos. Para el diseño de este tipo de cimentaciones tomar muy en cuenta cuando las zapatas sufran una elevada excentricidad en una o las dos direcciones

principales (soportes medianeros y de esquina) es necesaria la disposición de vigas centradoras o

de atado entre las zapatas con objeto de disminuir los momentos aplicados. En todo caso, resulta

conveniente la disposición de estos elementos en el perímetro de la cimentación al objeto de

disminuir la incidencia de los asientos diferenciales.

FIGURA 6. Tipo y nivel de cimentación recomendada.

15

7.9. El diseñador del proyecto queda en libertad de optar por otros coeficientes siempre y

cuando se remita a los de las tablas y gráficos descritos anteriormente, tomando en consideración

que la resistencia admisible del suelo está en función, de la profundidad y del ancho de la zapata (ver gráficos qa vs B).

Riobamba, 24 de Febrero de 2014.

Atentamente,

Ing. Mg. Víctor M. Llanga C.

RESPONSABLE TECNICO

16

8. ANEXOS (REGISTRO FOTOGRAFICO – ENSAYOS DE LABORATORIO).

REGISTRO FOTORAFICO

FOTOGRAFIA 1. FOTOGRAFIA 2.

FOTOGRAFIA 3.

FOTOGRAFIA 5.

FOTOGRAFIA 7.

FOTOGRAFIA 4.

FOTOGRAFIA 6.

FOTOGRAFIA 8.

17

Fácil identif icación por su color, olor,

sensación espomjosa y frecuentemente

textura f ibrosa.

Pt Turba y otros suelos altamente orgánicos

AR

EN

AS

. (M

as d

e la

mita

d d

e la

fra

cció

n

gru

esa P

AS

A e

n e

l tam

iz N

o. 4

amplia gama de tamaños y cantidades

apreciables de tamaños intermedios

Predominio de un tamaño o un tipo de

tamaños, ausencia de tamaños intermedios

DIVISIONES PRINCIPALES IDENTIFICACION EN EL CAMPO

GRAVAS LIMPIAS. (poco o

nada de partículas f inas)

GRAVAS CON FINOS.

(cantidad apreciablede

partículas f inas)

NOMBRES TIPICOS

Gravas bien gradadas. Mezclas de grava y arena

con poco o nada de f inos

Gravas mal gradadas. Mezclas de grava y arena

con poco o nada de f inos

Gravas limosas. Mezclas mal gradadas de grava,

arena y limo.

Gravas arcillosas. Mezclas mal gradadas de

grava, arena y arcilla.

GR

AV

AS

. (M

as d

e la

mita

d d

e la

fra

cció

n

gru

esa e

s r

ete

nid

a e

n e

l tam

iz N

o. 4

GW

GP

GM

GC

SW

SIMBOLO

ARENAS LIMPIAS. (poco o

nada de partículas f inas)

ARENAS CON FINOS.

(cantidad apreciablede

partículas f inas)

Fracción f ina no plástica

Finos plásticos

amplia gama de tamaños y cantidades

apreciables de tamaños intermedios

Predominio de untamaño o un tipo de

tamaños, ausencia de tamaños intermedios

Finos de plásticos

Finos plásticos

SP

SM

SC

Dete

rmin

ar

los p

orc

enta

jes d

e g

rava y

are

na a

part

ir d

e la

curv

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ranulo

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ica.

Dependie

ndo d

el p

orc

enta

je d

e fin

os (

fracció

n q

ue p

asa p

or

el t

am

íz N

o. 200).

Los

suelo

s g

ruesos s

e c

lasifi

can: 1)

Menos d

e 5

% G

W, G

P, S

W, S

P 2

) M

as d

el 1

2%

GM

, G

C, S

M, S

C 3

) E

ntr

e e

l 5%

y 1

2%

util

izar

sim

bolo

s d

oble

s "

GM

-GC

"-"S

M-S

C"

Límites de Atterberg debajo de la

línea "A" o Ip<4.

Límites de Atterberg arriba de la

línea "A" o Ip>7.

Arenas bien gradadas. Arenas con grava con

poco o nada de f inos

Arenas mal gradadas. Arenas con grava con

poco o nada de f inos

Arenas limosas. Mezclas mal gradadas de arena y

limo.

Arenas arcillosas. Mezclas mal gradadas de arena

y arcilla.

Límites de Atterberg debajo de la

línea "A" o Ip<4.

Límites de Atterberg arriba de la

línea "A" o Ip>7.

Arriba de línea "A" con Ip entre 4 y 7, casos de

frontera que requieren el uso de símbolos dobles.

No satisfacen todos los requisitos de gradación GW.

Cu > 4 1<Cc<3

Cu > 6 1<Cc<3

No satisfacen todos los requisitos de gradación SW.

Arriba de línea "A" con Ip entre 4 y 7, casos de

frontera que requieren el uso de símbolos dobles.

OH

CRITERIOS DE CLASIFICACION

SU

EL

OS

DE

PA

RT

ICU

LA

SG

RU

ES

AS

.

(Mas

de

lam

itad

del

mate

rial

es

rete

nid

oen

el

tam

izN

o.

200)

.

Limos inorgánicos, polvo de roca. Limos arenosos

o arcillosos ligeramente plásticos.

Arcillas inorgánicas de baja a media plasticidad,

arcillas con grava, arcillas arenosas, arcillas

limosas, arcillas pobres.

Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de

baja plasticidad.

ML

CL

OL

Con baja plasticidad o compresibilidad.

Limos inorgánicos. Limos micáceos o

diatomaceos. Limos elásticos.

Arcillas inorgánicas de alta plasticidad. Arcillas

francas.

Arcillas orgánicas de media a alta plasticidad.

Limos orgánicos de mediaplasticidad.

SU

EL

OS

DE

PA

RT

ICU

LA

SF

INA

S.

(Mas

de

lam

itad

del

mate

rial

pasa

en

el

tam

izN

o.200)

.

SUELOS ALTAMENTE ORGANICOS

LIMOS Y ARCILLAS. Límite líquido Wl < 50

LIMOS Y ARCILLAS. Límite líquido Wl > 50 Con alta plasticidad o compresibilidad.

MH

CH

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

IND

ICE

PLA

STIC

O "

Ip"

(%)

LIMITE LIQUIDO "LL" (%)

CARTA DE PLASTICIDAD

CH

MH o OH

ML o OL

CL

ML