informe estudio suelos reservorio solajo 1s

JOSE HUANCA CONDORI

ING. CONSULTOR

CIP 60249

Calle Inca Garcilaso de la Vega D-15 Samegua

RUC : 10044292284

Proyectos, Supervisión, Obras, Asesoría,

Geotecnia, Mecánica de Suelos , Concretos,

Geología.

“MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA DE RIEGO DE LA COMISION DE REGANTES DE SOLAJO, DISTRITO DE CARUMAS – MARISCAL NIETO - MOQUEGUA" .

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO:

“MEJORAMIENTO DE LA INFRESTRUCTURA DE RIEGO DE LA COMISION DE REGANTES

DE SOLAJO; DISTRITO DE CARUMAS - MARISCAL NIETO, REGION MOQUEGUA”.

SOLICITA:

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CARUMAS

UBICACIÓN:

DISTRITO DE CARUMAS, PROVINCIA MARISCAL NIETO, REGIÓN MOQUEGUA

FECHA:

MOQUEGUA OCTUBRE DEL 2012

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MEMORIA DESCRIPTIVA

1.0 GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

1.2 Objetivos del estudio

1.3 Fases del estudio

1.4 Características del proyecto

1.5 Ubicación geográfica y acceso

1.6 Clima

2.0 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS.

2.1 Geología

3.0 NVESTIGACIONES GEOTECNICAS

3.1 Exploración de Campo

3.2 Efectos de Sismo

3.3 Geodinámica externa

3.4 Geodinámica interna

4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1 Ensayos estándar

4.2 Ensayos especiales

5.0 PROPIEDADES INDICE Y PARÁMETROS GEOTECNICOS

5.1 Estratigrafía y Clasificación del suelo

5.2 Descripción y Características del Suelo

5.3 Nivel Freático

6.0 AGRESIVIDAD DEL TERRENO DE FUNDACION

7.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

7.1 Tipo de Cimentación

7.2 Profundidad de la Cimentación.

7.3 Calculo de Capacidad Portante Admisible

7.4 Calculo de asentamientos

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.0 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

10.0 ANEXOS

10.1 Panel fotográfico

10.2 Croquis de Ubicación de calicatas

10.3 Ensayos de Laboratorio

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Geología.


1.00 GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

La Municipalidad Distrital de Carumas Mediante su personal técnico calificado de la

División de Estudios y Proyectos propuso la elaboración del presente estudio geotécnico

para el proyecto líneas arriba mencionada, con la finalidad de determinar las propiedades

físicas del terreno de fundación del reservorio y determinar la capacidad portante

admisible del suelo que servirá de apoyo de las cimentaciones de la estructura

proyectada, mediante ensayos de laboratorio de las muestras obtenidas de cada estrato

infra yaciente, que conforman la estratigrafía del sub suelo, para evaluar las condiciones

de cimentación y parámetros de resistencia del terreno de fundación.

La exploración geotécnica, se realizo mediante la exploración de 03 prospecciones

excavadas a cielo abierto con herramientas manuales, sobre el terreno natural existente,

las profundidades alcanzadas de estas calicatas fueron de hasta 1.80m, las mismas fueron

ubicadas convenientemente cubriendo de esta manera la variabilidad de los estratos que

pudiese existir en el área del proyecto.

En la visita ocular realizada al área del presente estudio se observa un reservorio de

concreto ciclópeo en regular estado de conservación., el suelo sub yaciente conformado

por dos estratos bien definidos, el primero suelos producto de la intemperización y

desintegración del conglomerado subyacente, de compacidad suelta a media y el

segundo estrato constituido por suelos conglomerados altamente consolidados de

compacidad compacta.

El presente informe corresponde al trabajo de campo y gabinete realizado en el mes de

octubre del presente año, siguiendo los lineamientos de los términos de referencia (E-50)

del reglamento nacional de edificaciones y Normas Técnicas del ASTM D 420.

1.2 Objetivos del estudio

El presente informe técnico tiene por objeto realizar la exploración geotécnica de

mecánica de suelos, que permitirá determinar las características y condiciones que

presenta el sub suelo de fundación de manera siguiente:

� Determinar la naturaleza y propiedades físicos mecánicos de los materiales que

conforman la estratigrafía del terreno en estudio.

� Determinar la Capacidad de carga admisible que presenta el estrato sobre el cual se

desplantaran las cimentaciones proyectadas

� Evaluar la profundidad y tipo de cimentación.

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� Evaluar los posibles asentamientos.

� Determinar el grado de agresividad del terreno de fundación.

� Elaboración del perfil estratigráfico de las calicatas aperturadas.

� Ubicación del nivel freático si hubiera, en el lugar de las cimentaciones.

� Observaciones y recomendaciones pertinentes que contribuyan al aseguramiento y

calidad de las obras proyectadas.

1.3 Fases del estudio

1ª Fase Apertura de Calicatas

2ª Fase Recopilación de la información existente

3ª Fase Trabajo de campo

4ª Fase Trabajo de laboratorio

5ª Fase Trabajo en gabinete

6ª Fase Elaboración del Informe técnico

1.4 Características del Proyecto

El proyecto consiste básicamente en la construcción de 01 reservorio de concreto armado

f´c= 210Kg/cm2, de capacidad de 3542m3.

Se utilizarán cimentaciones superficiales compatibles con las cargas transmitidas y

resistencia del terreno.

1.5 Ubicación Geográfica y Acceso

Región : Moquegua

Provincia : Mariscal Nieto

Distrito : Carumas

Junta de Usuarios : Solajo

Altitud : > de 3,500.00 msnm.

Vías de Acceso

El acceso principal desde Moquegua al área del reservorio Solajo, está dado la carretera

asfaltada a Puno con desvió en el sector Humalso a través de una trocha carrózable en

mal estado de conservación al poblado de Soquesane, luego al sector pacahua hasta llegar

al reservorio en estudio.

Teniendo ciertos inconvenientes de comunicación y traslado de materiales de

construcción para la obra proyectada.

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1.6 Clima

De acuerdo a la información meteorológica suministrada por el SENAMHI, establece que

el clima se caracteriza por ser frígido; la temperatura varía entre los 5°C y 26°C, con

marcada variación entre el día y la noche, baja precipitación fluvial en la estación de

invierno y una humedad relativa que varía entre 36% y 58%.

Las precipitaciones ocurren en los meses de diciembre hasta marzo, con una precipitación

media anual de 45.15mm.

2.00 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS

El proyecto se desarrollo sobre unidades morfológicas las cuales se desarrollan de la

siguiente forma:

Depósito aluvial antiguo y montañas escarpadas con pendientes relativamente fuertes de

naturaleza volcánica, alteraciones, e intrusivos, dejando superficies regularmente

accidentada, esta unidad geomorfológica se caracteriza por ofrecer una superficie casi

horizontal el cual nos evidencia que la zona se encuentra en un estado de madurez final, y

relativamente estable.

Una característica de esta unidad es la presencia de montañas con pendientes abruptas,

expuestos en el área de estudio,

2.1 Geología

La zona del presente estudio atraviesa mayormente, por suelos de origen aluvio coluvial

del cuaternario reciente (Qal); conformados por conglomerados cementados y suelos

arenosos limosos con grava de forma sub redondeadas las cuales presentan una

compacidad alta englobada en una matriz arenosa con finos de cierta plasticidad,

presenta una topografía variada y accidentada.

3.0 INVESTIGACIÓN GEOTECNICA

3.1 Exploración de campo

Los trabajos de exploración geotécnica, fueron ejecutados por personal profesional y

técnico, perteneciente al laboratorio de mecánica de suelos, ejecutándose la apertura de

03 calicatas a cielo abierto con herramientas manuales, las cuales fueron ubicadas

convenientemente en el área de estudio, y aperturadas a una profundidad de 1.80m.en

el área de la calicata Cn-01, este sistema de exploración geotécnica empleado nos permite

analizar directamente los diferentes estratos encontrados, realizándose el muestreo de

cada cambio litológico del perfil estratigráfico, tomándose muestras disturbadas

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representativas, siguiendo los lineamientos de las Normas del ASTM y datos

característicos relacionados a:

* Identificación del tamaño de las partículas.

* Forma de las partículas.

* Contenido de humedad

* Color

* Presencia de bolonería.

* Variaciones litológicas

* Compacidad y origen del suelo.

Luego, se procedió a embalar adecuadamente las muestras representativas, debidamente

identificadas con etiquetas, y trasladados al Laboratorio para su análisis correspondiente.

3.2 Efectos de Sismo

La Provincia Mariscal Nieto Distrito de Carumas está comprendida dentro del área

geográfica que corresponde a la calificación de Sismicidad alta, de acuerdo a los

Parámetros de Sitio, y Zonificación sísmica del Perú, el área de estudio se ubica dentro de

la zona 3. Su intensidad, aceleración, coeficiente de sacudida y desplazamiento máximo

relativo, están supeditadas a las condiciones locales como las características físico-

mecánicas del suelo y profundidad del nivel freático y espesores de los suelos que

conforman el perfil estratigráfico del subsuelo.

Para fines de diseño de las estructuras y las condiciones geotécnicas, para efecto de

cumplir con la norma Técnica sismo resistente NTE E - 030, el perfil del suelo que se

encontrara dentro de la profundidad activa de cimentación clasificara de la siguiente

manera y adoptar en los diseños sismo resistente los siguientes parámetros:

Factor de zona : Z = 0.40

Factor de amplificación del suelo : S = 1.20

Periodo que define la plataforma del espectro : Tp = 0.60

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3.30 Geodinámica Externa

Esta propuesta a la acción más influyente que son las avenidas y colmataciones en casos

extremos, por lo que se deberá de considerar obras de arte bien diseñada (desarenador,

etc.)

3.40 Geodinámica Interna

Si existe riesgo en el área del presente estudio de suelos el principal agente erosivo e

intemperizante, lo constituyen las filtraciones de aguas de exceso de regadío del canal

rustico existente y de precipitaciones pluviales, en este caso es notable por la humedad

que presentan los estratos por lo cual deberá de considerarse obras de drenaje.

Sismos, por la ruptura de la estructura y la filtración de agua almacenada, por lo que se

deberá de considerar diseño del reservorio de concreto armado adecuado.

4.00 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1 Ensayos estándar

Para determinar las características físicas mecánicas del terreno de fundación, se

realizaron con las muestras disturbadas e inalteradas, los ensayos estándares

normalizados siguientes:

Granulometría por Tamizado MTC E 110 (ASTM - D 422)

Humedad Natural MTC E-108 (ASTM - D 2216)

Límite Liquido MTC E 110 (ASTM - D423)

Limite Plástico MTC E 111 (ASTM - D 424)

Cantidad de Mat. Pasante tamiz Nº 200 MTC E 202 (ASTM D-1140)

Clasificación SUCS ASTM - D 2487

Clasificación AASHTO ASTM – D 3282

Densidad Natural ASTM – D 1556

Sales solubles totales MTC - 219

Los resultados de los ensayos se encuentran anexados al presente Informe Técnico.

4.2 ENSAYOS ESPECIALES

Con la finalidad de determinar los parámetros de resistencia (Angulo de fricción y

cohesión), del terreno de fundación donde se realizara el desplante de las cimentaciones,

se ha procedido a realizar Ensayos de corte directo ASTM D – 3080.

Las muestras fueron previamente pre moldeadas en el laboratorio de acuerdo a las

condiciones de densidad natural encontradas en campo.

Los resultados de los ensayos se encuentran anexados al presente Informe Técnico.

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5.00 PROPIEDADES INDICE Y PARÁMETROS GEOTECNICOS

5.1 Estratigrafía y Clasificación del suelo

Con los resultados de los análisis granulométricos por tamizado, límites de Atterberg

(limite líquido, limite plástico), y compatibilizado con los datos obtenidos de la

clasificación visual de campo, se hizo la caracterización de los estratos encontrados, de

acuerdo al sistema SUCS (ASTM D 2487) y el sistema AASHTO (AASHTO M-145), se

elaboraron los perfiles estratigráficos (ASTM D 2488), el cual se describe en el cuadro de

resumen siguiente:

DETALLE U Cn-01 Cn-02 Cn-03

Estrato E-1 E-2 E-1 E-2 E-1 E-2

Espesor m 0.00 @

1.20

1.20 @

1.60

0.00@

1.00

1.00@

1.20

[email protected] 0.90@

1.10

SUCS - RELLENO SMSC RELLENO SM-SC RELLENO SM

AASHTO - RELLENO A-2-4(0) RELLENO A-1-b(0) RELLENO A-2-4(0)

Limite

Liquido %

- 27.19 - 26.37 - 20.1

Limite

Plástico %

- 20.19 - 20.16 - NP

Índice de

plasticidad %

- 6.99 - 6.21 - 6.62

Humedad %

8.3 5.92 9.2 6.15 11.3 7.37

Grava %

- 34.53 - 28.29 - 34.53

Arena %

- 49.61 - 52.27 - 49.61

Finos %

- 15.86 - 12.44 - 15.86

Conformación del sub suelo.

Cn- 01

0.00 a 1.20m. (Suelo de relleno)

Estrato conformado por suelos de rellenos no controlados de compacidad media a suelta,

el conjunto presenta un color marrón claro con cierta humedad, se observa raíces nativas

de la zona, gravas y cantos de forma sub angulosa a sub redondeada.

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1.20 a 1.60m. (SM)

Conglomerados altamente consolidados, los cuales clasifican como suelos arenosos

limosos con finos de cierta plasticidad, el conjunto presenta un color beige marrón claro, ,

presentan cierta humedad de origen de filtraciones de agua del canal rustico existente no

se ubicó la presencia del nivel freático en la profundidad investigada.

Cn- 0 2





1.00 a 1.20m. (SM)




se ubicó la presencia del nivel freático en la profundidad investigada, se observa la

continuidad del estrato.

Cn- 0 3





0.90 a 1.10m. (SM)




se ubicó la presencia del nivel freático en la profundidad investigada, se observa la

continuidad del estrato.

5.2 Descripción y Características del Suelo

El suelo que servirá de soporte de las estructuras proyectada clasifica como suelos

conglomerados altamente consolidados, los cuales clasifican como suelos granulares con

finos de baja plasticidad, el conjunto presenta un color marrón claro, encajonado en una

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matriz limosa y finos de cierta plasticidad, estables para los fines de cimentación en una

profundidad > de 1.00m, respecto al nivel actual del terreno en estudio.

5.3 Nivel Freático

Durante la excavación de las prospecciones, muestreo e investigaciones de campo, no se

detectó la presencia de agua, únicamente suelos saturados por filtraciones de agua de

esta misma estructura en vista que es un reservorio es una construcción de mampostería.

6.0 AGRESIVIDAD DEL TERRENO DE FUNDACION

Ensayos de contenido de sales solubles

Con la finalidad de determinar el contenido de sales solubles totales, agresivos a las

estructuras de concreto simple o armado, se realizó el análisis químico con las muestras

representativas obteniendo los resultados siguientes:

Calicata Unidad Sales totales

Cn-01 % 0.11

Cn-03 % 0.12

7.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION.

7.1 Tipo de Cimentación

De acuerdo a los coeficientes de compresibilidad, corresponde una cimentación

superficial, con zapatas armadas o conectadas con vigas en caso de ser el reservorio de

concreto armado, por la importancia de la obra y por ubicarse esta región, en una zona

altamente sísmica.

7.2 Profundidad de la Cimentación.

Visto el perfil estratigráfico del suelo, en las calicatas Cn01, 02 y 03, las propiedades

mecánicas, origen del mismo y sus parámetros de resistencia, y considerando el tipo de

edificación; se concluye que la profundidad de la cimentación recomendada será sobre

un estrato estable y firme, el cual se ubica a una profundidad mayor de -1.00 metros,

respecto al terreno natural existente, suelos que presentan mejores característica de

compacidad y mejor comportamiento estructural ante cargas estáticas y dinámicas.

7.3 Calculo de Capacidad Portante Admisible

Para tal efecto se ha calculado la capacidad de carga admisible, con la ecuación propuesta

por Terzhagui, modificado por Vesic (1963), según el cual la capacidad ultima de carga,

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para una falla local, con un factor de seguridad FS=3 por encontrarse ubicada esta

localidad en una zona altamente sísmica. El análisis resumido es el siguiente:

Zapatas cuadradas

Q ult = CNcSc+ q NqSq + 0.4 B y NySy

Obteniéndose los siguientes parámetros de diseño:

DESCRIPCION

Estrato

Densidad

natural

(Kg/cm3)

Angulo

de

Fricción

interna

Cohesión (Kg/cm2)

Prof.

Desplante (m)

Q.

Admisible (Kg/cm2)

Clasificación SUCS

Cn-01

M-2

2.119

30.01

0.03

> de 1.00

2.617

SM-SC

Cn-02

M-2

2.129

30.0

0.031

> de 1.00

2.62

SM-SC

Cn-03

M-2

2.131

30.01

0.03

> de 1.00

2.62

SM-SC

Según la compacidad del suelo y origen del mismo, califican como compacta, con este

criterio se ha considerado una falla general.

PARAMETROS GEOTECNICOS

Los parámetros geotécnicos determinados son los siguientes:

Tipo de cimentación : Superficial.

Estrato de apoyo : Conglomerados altamente consolidados y

compactos que clasifican en arenas limosas, con

finos de cierta, estables para la cimentación

proyectada.

Profundidad de cimentación : > de 1.00 m. (Respecto al terreno natural)

Compacidad del suelo de fundación : Compacta (Cn-01,02 y Cn-03)

Carga admisible : 2.62 Kg/cm2. (Ver hoja de cálculo)

Angulo de rozamiento interno : 30.01°

Cohesión efectiva : 0.03 Kg/cm2

Agresividad del suelo : Agresividad Tolerable.

Nivel freático : No se ubicó.

El Factor de Zona (Z) : 0.4

(Tp(S)). : 0.6

Factor de Amplificación del suelo (S) : 1.2

Tipo de suelo : S2

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Estrato de apoyo : Conglomerado conformado por arena limosa

compacta (SM-SC), en el segundo estrato .

7.4 CALCULO DE ASENTAMIENTOS

Para el cálculo de asentamientos inmediatos se ha utilizado el método elástico, según las

características del suelo

Si = qb(1-u2) lf / Es

Donde:

Si = asentamiento probable

q = Presión de trabajo (Tn/m2)

b = Ancho de cimentación (cm)

u = Relación poissón

If = Factor de forma (cm/m)

Es = Modulo de elasticidad (ton/m2)

Descripción Unidad Cn-01

M-2

Cn-02

M-2

Cn-03

M-2

qt Tn/m2 26.2 26.2 26.2

b m 1.50 150 1.50

μ 0.25 0.25 0.25

If Cm/m 120 120 120

Es Tn/m2 10000 10000 10000

Si Cm 0.44 0.44 0.44

8.0- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

� La conformación estratigráfica del área del reservorio, del presente estudio está

conformado por un estrato bien definido; conglomerados altamente consolidados

constituidos por depósitos de materiales granulares arenosos de compacidad, con

partículas sub redondeadas, los cuales clasifican como suelos estables y presentan buenas

condiciones de cimentación, APTOS para la cimentación de la estructura.

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� Se deberá de tener en muy cuenta la dureza de este estrato en el movimiento de

tierras y durante las excavaciones.

� Se ha determinado la capacidad de carga admisible del terreno de fundación teniendo

en cuenta su compacidad, una falla general que se detalla: en el Item 7,3

� El tipo de cimentación de acuerdo al coeficiente de compresibilidad, origen del suelo

encontrado se utilizaran cimentaciones superficiales mediante zapatas cuadradas o

rectangulares, conectadas con vigas en caso sea el reservorio de concreto armado, por

encontrarse la región en una zona de sismicidad alta, por la importancia de la edificación y

por posibles filtraciones de agua al terreno de fundación de las zapatas, los cuales

reducirán sustancialmente la capacidad portante del suelo de fundación.

� La profundidad de cimentación será a una profundidad mayor de 1.00m, sobre suelos

estables, Si a la profundidad mencionada no se encuentra material bien definido y

estable, con las características mencionadas, se deberá seguir profundizando la

cimentación hasta encontrar terreno firme e invariable.

� En la fabricación de concreto estructural, se deberá de utilizar aditivos, súper

plastificantes e impermeabilizantes, para mejorar la trabajabilidad e incrementar la

impermeabilidad del concreto, evitar que llegue posible humedad al acero estructural y a

la vez evitar cangrejeras y trabajar con un concreto plástico.

� El tipo de cemento recomendable para la cimentación y demás obras es el Portland

tipo I.

� Los diseños de mezcla de concreto serán realizados considerando la durabilidad y

trabajabilidad del concreto.

� El curado de concreto de las estructuras verticales será preferentemente con

curadores químicos.

� En la ejecución de Obra se debe contar con un Técnico Laboratorista para realizar los

respectivos controles de calidad en los materiales (agregados), control de compactaciones

y muestreos de testigos de concreto durante la fabricación del mismo.

� Los asentamientos promedios calculados de acuerdo al tipo de suelo encontrado, se

encuentran dentro del rango tolerable = 0,44cm.

� Para los vaciados de de concreto más de 1.50.m de altura, se recomienda realizarlo

mediante el sistema de ventanas, previa colocación de mortero de 210 kg. /cm2, de cama

para evitar la segregación de los agregados.

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� Los agregados para la producción de concreto armado serán de canteras de la zona

previa verificación de la calidad de los mismos.

� De acuerdo al contenido de sales solubles totales, el grado de alteración que puede

ocasionar al concreto es leve; recomendándose el uso de aditivos superplastificantes e

impermeabilizantes.

� No se ubicó el nivel freático en ninguna calicata en la profundidad explorada.

� Las conclusiones y recomendaciones presentes, aplicables al terreno estudiado.

9.0 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA

Perú”, V Congreso Nacional de Ingeniería Civil. Tacna, Perú.

Reglamento Nacional de Edificaciones.

EM-1999 del Ministerio de Transportes.

Terzaghi K Y Peck R.B (1967)

Ingeniería de cimentaciones Manuel Delgado Vargas

Estudio de suelos y cimentaciones en la industria de la construcción

Alva Hurtado J.E., Meneses J. Y Guzmán V. (1984), “Distribuciones de Máximas

Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú”, V Congreso Nacional de Ingeniería Civil.

Tacna, Perú.

Crespo Villalez Carlos (1980)” Mecánica de Suelos y Cimentaciones”

10.0 ANEXOS

10.1 Panel fotográfico

10.2 Croquis de Ubicación de calicatas

10.3 Ensayos de Laboratorio

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PANEL FOTOGRAFICO

Calicata Cn-01

Se observa suelo conglomerados de compacidad compacta

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Calicata Cn-02

Cierta humedad y raíces nativas de la zona

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CalicataCn-03

Parte superficial conformado por rellenos no controlados de compacidad media a

suelta con cierta humedad

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Geología.


Estado actual del reservorio

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Geología.


10.3

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10.2

Cn-

01

Cn-

02

Cn-

03

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10.1

informe estudio suelos reservorio solajo 1s

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