informe estudio de suelos actual

Estudio de Suelos con fines de Cimentación

INFORME TECNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

“OBRA NUEVA DE LA IGLESIA ADVENTISTA DEL 7mo DIA - BUENAS NUEVAS – JULIACA - PUNO”

INVESTIGACION GEOTECNICA.

SOLICITADO POR:

IGLESIA BUENAS NUEVAS

PREPARADO POR:

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILLABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

OGOSTO DEL 2013

Chullunquiani k.m. 6 salida Arequipa – juliaca - peru


Tabla de Contenido

1. GENERALIDADES.

1.1 OBJETIVO.

1.2 UBICACIÓN.

1.3 SISMICIDAD.

1.4 GEOLOGIA

2. INVESTIGACION GEOTECNICA.

2.1 TRABAJOS DE CAMPO

2.2 ENSAYOS DE LABORATORIO.

2.3 PERFIL ESTRATIGRAFICO.

2.4 CONDICIONES DEL SUB SUELO DE CIMENTACION.

3. CALCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA Y ASENTAMIENTOS

4. RECOMENDACIONES GENERALES DE CONSTRUCCION.

5. CONCLUSIONES.

6. REFERENCIAS

ANEXOS

ANEXO I REGISTROS ESTRATIGRAFICOS.

ANEXO II ENSAYOS DE LABORATORIO.

ANEXO III HOJA MODELO DE CALCULO.

ANEXO IV PANEL FOTOGRAFICO.

ANEXO V PLANOS.



1. GENERALIDADES

El Estudio de Suelos con fines de cimentación para la “OBRA NUEVA DE LA IGLESIA

ADVENTISTA DEL 7mo DIA - BUENAS NUEVAS – JULIACA - PUNO”, solicitado por

IGLESIA BUENAS NUEVAS, se ubica en la Av. La Marina Cdra. 12 S/N, Juliaca -

Puno, se realizó mediante un programa de exploración y de trabajos de campo para

que por medio de la auscultación directa del subsuelo con obtención de muestras

hallaron los resultados de laboratorio determinando las características del suelo de

apoyo para las estructuras proyectadas y así evaluar las soluciones más factible de

cimentación.

1.1 OBJETIVO

Los principales objetivos del estudio son los siguientes:

Caracterización del subsuelo de apoyo de la zona donde se construirá las

estructuras, se realizó mediante trabajos de exploración de campo y ensayos de

laboratorio de las muestras obtenidas.

Determinar las dimensiones de profundidad factible para la cimentación de las

estructuras proyectadas en el terreno investigado.

1.2 UBICACIÓN

La zona de estudio se encuentra en la Av. La Marina Cdra. 12 S/N, Juliaca – Puno.

Sismicidad

De acuerdo al nuevo mapa de zonificación sísmica del Perú según la nueva Norma

Sismo Resistente (NTP E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades

Sísmicas observadas en el Perú (J. Alva Hurtado, 1984) el cual está basado en

isosístas de sismos ocurridos en el Perú y datos de intensidades puntuales de sismos

históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro

de la zona de sismicidad media (Zona 2), existiendo la posibilidad de que ocurran

sismos de intensidades tan considerables como VII en la escala Mercalli Modificada

según “Zonificación Sísmica del Perú” y “Mapa de distribución de Máximas

Intensidades Sísmicas”.



De acuerdo a la nueva Norma Técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la

cimentación, se recomienda utilizar en los diseños Sismo - Resistentes los siguientes

parámetros:

Suelo : S2

Factor de Suelo : z=0.40

Factor de amplificación del suelo : S=1.20

Período que define la plataforma del espectro : Tp=0.60



1.3 GEOLOGIA



2. INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA

2.1 TRABAJOS DE CAMPO.

Con la finalidad de caracterizar el terreno de fundación de la zona de estudio se

realizó un programa de exploraciones de campo, las cuales citamos a continuación:

Excavación manual a cielo abierto denominadas calicatas con obtención de

muestras de los diferentes tipos de suelo, Norma ASTM D420

Inspección e Identificación visual y manual de suelos, Norma ASTM D248.

2.1.1 EXCAVACIÓN MANUAL A CIELO ABIERTO (CALICATAS) Y MUESTREO

Norma ASTM D420 – ASTM D2488

En la zona de estudio se ejecutaron en total (01) calicatas ubicadas estratégicamente

en cada estructura complementaria para la iglesia buenas nuevas, procediendo a

definir el perfil estratigráfico de cada zona mediante la identificación visual y manual de

suelos (Norma ASTM D2488) a lo largo de las excavaciones obteniendo muestras

representativas para ser ensayadas en el laboratorio de Mecánica de Suelos, las

calicatas fueron exploradas hasta 1.74 m de profundidad.

CUADRO Nº1UBICACIÓN DE CALICATAS – IGLESIA ADVENTISTA DEL 7mo DIA “BUENAS

NUEVAS”

Estructura complementaria EXPLORACION/ MUESTRA

ENTRADA DE LA IGLESIA C-1



EXCAVACION DE CALICATA EN LA ZONA DE LA ENTRADA DE LA IGLESIA

BUENAS NUEVAS DESCRIPCION VISUAL Y MANUAL ASTM D 2487

2.2 ENSAYOS DE LABORATORIO.

En los trabajos de exploración del suelo se tomaron muestras representativas del

suelo de la calicata ejecutada, para así proceder a su posterior clasificación en el

laboratorio de Mecánica de suelos, el punto de exploración fue uno solo de tal manera

de poder obtener un registro de la estratigrafía general de la zona de estudio.

Los ensayos de laboratorio efectuados se realizaron de acuerdo a las Normas

Standards de la American Society for Testing and Materials- Norma ASTM.

Los siguientes ensayos en suelo fueron realizados con fines de cimentación de la

“OBRA NUEVA DE LA IGLESIA ADVENTISTA DEL 7mo DIA - BUENAS NUEVAS –

JULIACA - PUNO”.

A. Contenido de Humedad Natural - NORMA ASTM D 2216

B. Análisis granulométrico por Tamizado - NORMA ASTM D 422.

C. Límites de Consistencia (Límite Líquido ,Plástico) - NORMA ASTM D 4318,

NORMA ASTM D 427.

D. Descripción Visual y Manual de Suelos - NORMA ASTM D 2488.

E. Ensayo de Corte Directo - NORMA ASTM D 3080

F. Penetracion Dianamico de cono - NORMA ASTM D 6951



A CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL - NORMA ASTM D 2216

Es la determinación de la cantidad de agua presente en la muestra, comparada con

respecto a su peso seco, nos sirve para obtener una idea general del momento en el

cual se realizaron las exploraciones geotécnicas, debido al efecto importante que tiene

este contenido de agua en la influencia de la resistencia mecánica.

B ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO - NORMA ASTM D 422.

Consiste en determinar el tamaño promedio de los granos del suelo que conforman la

masa total del suelo obtenido, en el laboratorio se realiza este ensayos con el material

desde 0.0745mm (Nº200) hasta de 3”.

C LIMITES DE CONSISTENCIA (LÍMITE LÍQUIDO, PLÁSTICO) – NORMA ASTM D 4318,

NORMA ASTM D 427.

El límite Líquido y Plástico, consiste en determinar el contenido de agua en la muestra

que son los límites entre los estados líquido-plástico y plástico-no plástico. El ensayo

de realiza con el material menor a la malla Nº40.

D DESCRIPCIÓN VISUAL Y MANUAL DE SUELOS NORMA ASTM D 2488.

Las muestras extraídas se clasificaron y describieron en forma manual y visual de

Suelos mediante el método y Normas ASTM.

SE MUESTRA A CONTINUACIÓN EL CUADRO RESUMEN DE ENSAYOS DE

LABORATORIO.

RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO

CALICATA/ PROFUNDIDAD CLASIF. CLASIF. LIMITE LIMITE INDICECONTENIDO

DE

OBRA MUESTRA (m) SUCS AASHTOLIQUIDO

(%)PLASTICO

(%)PLASTICO

(%)HUMEDAD

(w %)

IGLESIA ADVENTISTA DESEPTIMO DIA “NUEVO

EDEN”

C-1/M-1 1.40 – 1.70 GP A-1a 20.23 NT NP 4.46



E ENSAYO DE CORTE DIRECTO. NORMA ASTM D 3080.

Este ensayo se realiza con el material pasante de la malla Nº4, utilizando la densidad

de campo para remoldear la muestra en laboratorio y así determinar los parámetros de

suelo necesarios para evaluación de estudio.

CUADRO Nº4ENSAYO DE CORTE DIRECTO

ESTRUCTURA EXPLORACION/

MUESTRA

ANGULO DE FRICCION

(GRADOS)

COHESION

(KG/CM2)

ENTRADA DE LA IGLESIA C-1/M-1 31.70 0.00

F Descripción Penetracion Dianamico de cono Norma astm d 6951.

Para poder determinar las propiedades mecánicas de un suelo en términos de su capacidad de soporte, dentro de la ingeniería geotécnica se tiene una variedad de metodologías. Dentro de las cuales podemos mencionar a las pruebas que se realizan en laboratorio, y las que se realizan in situ. Las pruebas que se realizan en laboratorio son temas de discusión en las siguientes prácticas por lo que solo se hace mención.

Las pruebas de penetración de suelos destacan de las demás por su capacidad de alcanzar considerables profundidades, rapidez de la obtención de los resultados, economía, facilidad de operación.

CUADRO Nº5

ENSAYO DE PENETRACION DINAMICO DE CONO



2.3 PERFIL ESTRATIGRÁFICO.

Los trabajos de exploración del estudio de mecánica de suelos para la “OBRA

NUEVA DE LA IGLESIA ADVENTISTA DEL 7mo DIA - BUENAS NUEVAS – JULIACA

- PUNO”, fue la ejecución de (01) una calicata las cuales fueron descritas in situ para

obtener la estratigrafía de cada calicata y así determinar perfiles estratigráficos de la

zona de la iglesia arriba mencionada.

En general, la estratigrafía del sub suelo es superficialmente de material de relleno fino

de arena limosa con gravas de diferentes diámetros y de espesor variable de hasta

1.50m continuando suelo de granulometría gruesa de gravas con arena y poco fino

sin plasticidad de bajo contenido de humedad variando su compacidad amas

compacto a medida que se profundiza con la excavación.

2.4 CONDICIONES DEL SUBSUELO DE CIMENTACIÓN.

El material de suelo característico encontrado a partir de 1.50m es del tipo de suelo de

granulometría gruesa de clasificación SUCS GP con poca plasticidad y baja

humedad, esta formación se muestra el final de las excavaciones de hasta 1.70m de

profundidad.

(Ver perfiles estratigráficos)

Se determinó los siguientes parámetros de diseño para cimentación de edificaciones,

(teniendo como referencia el Cuadro Nº1 y Nº6 de resultados de laboratorio y de

trabajos de campo.)

2.4.1 Determinación del Angulo de Fricción y Cohesión. Para suelos cohesivos

y semi cohesivos.

El suelo encontrado en la exploración fue ensayado mediante el ensayo de Corte

directo, para encontrar los valores promedio para el uso en la determinación de

capacidad portante.

Considerando los parámetros de resistencia son los siguientes.



CUADRO Nº6PARÁMETROS DE RESISTENCIA

DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO

EXPLORACION/ MUESTRA

ANGULO DE FRICCION

(GRADOS)

COHESION

(KG/CM2)

ENTRADA DE LA

IGLESIA

31.70 0.00

(Valores obtenidos de Ensayos , en Anexos Ensayos de Laboratorio)



3. CÁLCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO.

3.1 Cálculo de la capacidad de carga admisible.

Para la determinación de la capacidad admisible del terreno se empleará la fórmula

de Terzaghi y Peck, con parámetros de Vesic aplicando falla generalizada.

Aplicamos la siguiente formula, para cimientos superficiales:

Qult = C x Nc x Sc + Df x y1 x Nq x Sq + ½ x B x y2 x Ny x Sy

Qadm = Qult /FS….. (2)

Qadm = Capacidad admisible del terreno (Kg/cm2)

y = Densidad natural del terreno ( ton /m3) = 1.6 a 1.85 ton /m3

Df = Profundidad de desplante de la estructura ( m.) = mínimo 1.50m

Factores de Capacidad de carga

Nq = Factor unidimensional de capacidad de carga, pendiente del ancho y de

la zona de empuje pasivo función del ángulo de fricción interna (F), considera la

influencia del peso del suelo.

Ny = Factor adimensional de capacidad de carga debido a la presión de la

sobrecarga (densidad de enterramiento), función del ángulo de fricción sobrecarga se

halla representada por el peso por unidad de área Df del suelo que rodea la zapata.

Nc = Factor de capacidad de carga, función de la cohesión.

FS = Factor de seguridad que toma FS igual a 3.

Factores de Forma

Sc, Sy, Sq (Originados mediante las dimensiones de estribos)

Mediante la fórmula ..(1) se halla la capacidad ultima del suelo y con la formula (2) se

calcula la capacidad de carga admisible en suelos teniendo que evaluar a diferentes

niveles de desplante y dimensiones de cimentación.

CAPACIDAD PORTANTE DE ENTRADA DE LA INGLESIA

Para CIMIENTOS CORRIDOS con nivel de desplante del nivel de terreno natural

B = 0.80m , L= 1.00m , Df=1.50m, Q adm. = 3.26 Kg/cm2

ZAPATAS (B=0.80, L=1.00m)

Para Zapatas con nivel de desplante de 1.50m del nivel de terreno natural

Lado de zapata B = 0.80m , L= 1.00m , Df=1.50m, Q adm. = 2.38 Kg/cm2



3.2 ASENTAMIENTOS.

El asentamiento inicial instantáneo se ha calculado utilizando la Teoría elástica para el

asentamiento bajo carga uniforme.

VER TABLA DE ASENTAMIENTOS PROMEDIO INSTANTANEO POR DEBAJO DE

CIMENTACION FLEXIBLE.

2.4.1 4.2 ANALISIS DE ASENTAMIENTOS

El asentamiento inicial instantáneo se ha estimado considerando la Teoría elástica

para el asentamiento bajo carga uniforme.

▲ h = ▲q x B (1-u2) If

Es

Donde ▲q es la capacidad admisible de la cimentación para soportar la estructura,

B es el ancho de la cimentación, u es relación de Poisson, If es el factor de

influencia y Es es el modulo de elasticidad sobre el cual se apoya la cimentación.

El diferencial de asentamientos es calculado entre el asentamiento bajo el centro y

en la esquina de la cimentación, en el cuadro se muestra el asentamiento

diferencial estimado.

La distorsión angular no deberá ser mayor a 1/500, que es el límite seguro para

edificios en los que no se permiten grietas y para cimentaciones rígidas circulares

o para anillos de cimentación de estructuras rígidas, altas y esbeltas.

La estimación de asentamientos total, diferencial y calculo de distorsión angular se

muestra en el siguiente Cuadro

CUADRO

ESTIMACION DE ASENTAMIENTO TOTAL Y DIFERENCIAL

CIMIENTO CORRIDOS

PROFUN

DESPLANTE

E (lb/pul2) u Scentro

(cm)

Sd

(cm)

Distorsion

angular

Distorsion

angular



m 1/

1.50 1409.6 0.35 0.210 0.105 0.000353 2834.7

1.70 1409.6 0.35 0.234 0.116 0.000392 2552.8

S centro: Asentamiento en el centro de estructura

Sd: Asentamiento diferencial.

CUADRO


ZAPATAS (0.80 X 1.00)

PROFUN

DESPLANTE

m

E (lb/pul2) uScentro

(cm)

Sd

(cm)

Distorsion

angular

Distorsion

angular

1/

1.50 1409.6 0.35 0.154 0.116 0.000125 8007.4

1.70 1409.6 0.35 0.170 0.085 0.000286 3500.5

CUADRO


ZAPATAS (1.00X 1.20)

PROFUN

DESPLANTE

m

E (lb/pul2) uScentro

(cm)

Sd

(cm)

Distorsion

angular

Distorsion

angular

1/

1.50 1409.6 0.35 0.201 0.100 0.000125 2969.1

1.70 1409.6 0.35 1.750 0.870 0.000373 2678.6

1.50 1409.6 0.35 0.201 0.100 0.000125 8007.4

1.70 1409.6 0.35 0.170 0.085 0.000286 3500.5

S centro: Asentamiento en el centro de estructura

Sd: Asentamiento diferencial.



5. CONCLUSIONES

De las (01) calicatas ejecutadas se observa material de buenas características

a partir de 1.50m de profundidad representado por material gravo arenoso sin

plasticidad y compacto a medida que se profundiza. (Ver perfiles estratigráficos

en el Plano S-02)

De los análisis de capacidad portante para edificaciones, se tiene los

siguientes resultados a diferentes niveles de desplante cimentado sobre suelo

natural a partir de 1.50m de profundidad.

RESULTADOS de CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO DE APOYO PARA CIMENTACION.

Tipo de CIMENTACION Nivel de desplante Df (m)

Qadm

SUELO NATURAL

(Kg/cm2)

CC

(0.80 X 1,00)m

1.50

1.70

3.26

3.62

CC

(1.00 X 1,00)m

1.50 3.63

ZAPATAS

(0.80 X 1,00)m

1.50

1.70

2.38

2.64

ZAPATAS

(1.00 X 1,20)m

1.50

1.70

2.49

2.76

La capacidad admisible mínima del suelo representativo de la zona estudiada es de 2.38 Kg/cm2, a la profundidad mínima de cimentación de 1.40m desde nivel de terreno natural.



Se recomienda utilizar material de préstamo con calidad de afirmado para zonas de relleno estructural en capas de 0.30m de espesor para alcanzar el nivel requerido en los planos para todo tipo de estructuras y obras exteriores.

De encontrar material de relleno contaminado bajo los futuros cimientos deberá ser eliminado.

Se deberá eliminar todo material de relleno contaminado debajo de la cimentación y de cualquier obra exterior del proyecto.

Los asentamientos están en los límites permisibles por edificaciones menores a 2.5cm y la distorsión angular es menor a 1/500.

Se presenta el siguiente cuadro resumen de condiciones del sub suelo y parámetros de diseño geotécnico:

CUADRO RESUMEN

DESCRIPCION VALOR

CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO 2.38 Kg/cm2

FACTOR DE SEGURIDAD 3.00

PROFUNDIDAD DE CIMENTACION 1.50 m

ESTRATO A CIMENTAR GRAVA ARENOSA

DISTORSION ANGULAR 1/2969 < 1/500

Las conclusiones tomadas son exclusivamente para la zona de estudio, las cuales no deberán ser tomadas para otras zonas por más cercanas que se encuentren.

Juliaca, Agosto del 2013



6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Manual de laboratorio.

Joshep Bowles.

2. Ingeniería Geotécnica

Braja M das

3. Principios de ingeniería de Cimentaciones

Braja M Das.

4. Curso de Cimentaciones de Mestria – UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

Dr. Alva Hurtado.



Anexos



Anexo 2

ENSAYOS DE LABORATORIO



Anexo 1

REGISTROS ESTRATIGRAFICOS



Anexo 3

HOJA DE MEMORIA DE CALCULO

Anexo 4



PANEL FOTOGRAFICO


informe estudio de suelos actual

Documents