informe_suelos_9feb

Mejoramiento de las vías de acceso en las zonas altas del AA.HH. Integración solidaridad y progreso - sector 09 de febrero - distrito de san Juan de Lurigancho

9.1 ESTUDIO DE SUELOS

Estudio de Suelos ING.° EDDY T. SCIPION PIÑELLA


CONTENIDO

1 GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio1.2 Ubicación del Área en Estudio1.3 Altitud sobre el nivel del mar1.4 Condición Climática.1.5 Modo de Acceso

2 GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO

2.1 Geología2.2 Características Geomorfológicas.2.3 Sismicidad

3 INVESTIGACIONES DE CAMPO

3.1 Fase de Campo3.2 Fase de Laboratorio3.3 Fase de Gabinete

4 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

5 TRABAJOS EFECTUADOS

5.1 Trabajos de Campo5.2 Trabajos de Laboratorio

6 PERFIL ESTRATIGRÁFICO

7 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA Y DETERMINACION DE LA PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

8 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS

ENSAYOS DE LABORATORIO Ensayos Estándar Ensayos Especiales



1.- GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio.

El presente informe técnico, corresponde al informe de Mecánica de Suelos para la cimentación de las Escaleras de Acceso a zonas altas, el cual ha sido solicitados al suscrito por EMAPE.S.A.

1.2 Ubicación del Área en Estudio.

El terreno materia del presente estudio se encuentra ubicado en AA.HH. Integración solidaridad y progreso - sector 09 de febrero - distrito de san Juan de Lurigancho, Provincia Lima, Departamento de Lima, siendo una zona de expansión Urbana.

1.3 Altitud sobre el nivel del mar.

La zona del Proyecto, se encuentra a 303.00 m.s.n.m.

1.4 Condición Climática.

La temperatura media anual se encuentra entre 13°C y 27°C, y se producen escasas precipitaciones

1.5 Acceso a la zona de Estudio.

El acceso a la zona del proyecto es pavimentado viniendo de oeste a este por la Av. WISSE, hasta el paradero 5 de la Av. Mariscal Cáceres desde donde se llega a la zona del proyecto.

2.- GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO

2.1 Geología

En el lugar de emplazamiento de las obras se localiza un depósito de suelo incoherente de origen eólico generalmente, con eventuales interfaces de coluviales de granulometría más gruesa. La potencia del depósito no debe exceder los 15.00 m. dada la presencia de afloramiento de basamento (andesitas) a distancias cercanas y a la configuración geomorfológica ondulada. Las arenas eólicas son mayormente provenientes del litoral.

2.2 Características Geomorfológicas.

Las principales características Geomorfológicas, se detallan:

- Los suelos de Lima están formados por los abanicos del río Rimac y chillón, las mismas que tienen diferentes características geométricas, de origen, propiedades composición, etc. donde predomina el conglomerado.



2. Los cantos rodados están formados por el cono del Rimac por rocas ígneas predominando las granodioritas, y las más resistentes que se en las riberas del mar retrabajadas con las metavolcánicas de andesitas silicificadas, etc.

3. La presencia de diferentes terrazas, cauces antiguos y actuales de los ríos nos revela eventos importantes durante su evolución dentro de ambos valles, sobresaliendo las avenidas e inundaciones, erosiones, etc.

4. La presencia de los acantilados indican una evolución dinámica importante de la erosión del mar sobre el suelo de Lima , cuyo perfil de equilibrio natural actual ha sido alterado con obras de defensa , y/o áreas ganadas al mar.

2.3 Sismicidad.

Desde el punto de vista sísmico, el territorio Peruano, pertenece al Círculo Circumpacífico, que comprende las zonas de mayor actividad sísmica en el mundo y por lo tanto se encuentra sometido con frecuencia a movimientos telúricos. Pero, dentro del territorio nacional, existen varias zonas que se diferencian por su mayor ó menor frecuencia de estos movimientos, así tenemos que las Normas Sismo - resistentes del Reglamento Nacional de Construcciones, divide al país en tres zonas:

Zona 1.- Comprende la ciudad de Iquitos, y parte del Departamento de Iquitos, parte del Departamento de Ucayali y Madre de Dios; en esta región la sismicidad es baja.

Zona 2.- En esta zona la sismicidad es medía. Comprende el resto de la región de la selva, Puno, Madre de Dios, y parte del Cusco. En esta región los sismos se presentan con mucha frecuencia, pero no son percibidos por las personas en la mayoría de las veces.

Zona 3.- Es la zona de más alta sismicidad. Comprende toda la costa peruana, de Tumbes a Tacna, la sierra norte y central, así como, parte de ceja de selva; es la zona más afectada por los fenómenos telúricos.

El terreno en estudio, se encuentra en la Zona 3, de alta Sismicidad. A pesar de ello, en sus características estructurales no se identifican rasgos sobre fenómenos de tectonismo que hayan influido en la estructura geológica de la zona.

Parámetros de Diseño Sismo Resistente

De acuerdo al reglamento nacional de construcciones y a la Norma Técnica de

edificación E-030-Diseño Sismo resistente, se deberá tomar los siguientes

valores:

(a) Factor de Zona Z = 0.4 (*')

(b) Condiciones Geotecnicas



El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S3, que corresponde a un suelo

flexible.

(c) Periodo de Vibración del Suelo To = 0.9 seg

(d) Factor de Amplificación del Suelo S = 1.4

(e) Factor de Amplificación Sísmica ( C )

Se calculará en base a la siguiente expresión:

Para T = Periodo de Vibración de la Estructura = H/Ct

(f) Categoría de la Edificación C

(g) Factor de Uso _______________ _________________ U = 1.0

(h) La Fuerza horizontal o cortante basal, debido a la acción sísmica se determinará por la fórmula siguiente:

Para :

V = CORTANTE BASAL

Z= FACTOR DE ZONA

U= FACTOR DE USO

S= FACTOR DE AMPLIFICACION DEL SUELO

C= FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA

R =COEFICIENTE DE REDUCCION

P= PESO DE LA EDIFICACIÓN

*'El área en estudio, corresponde a la zona 3, el factor de zona se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.

3.- ETAPAS DEL ESTUDIO

Los trabajos se efectuaron en 3 etapas

3.1 Fase de Campo


C2.5


Se efectuaron trabajos de exploración con el fin de conocer el tipo y características resistentes del sub-suelo.

3.2 Fase de Laboratorio

Las muestras obtenidas en el campo fueron llevadas al laboratorio con el objeto de determinar sus propiedades físicas y mecánicas.

3.3 Fase de Gabinete

A partir de los resultados en Campo y Laboratorio, se ha elaborado el presente informe técnico final que incluye:

Análisis del perfil estratigráfico, cálculo de la capacidad portante, así como determinación de la profundidad de desplante de las estructuras, conclusiones y recomendaciones constructivas. Se incluye además anexos que contienen los resultados obtenidos en Campo y Laboratorio, ábacos y un plano de ubicación de calicatas; así como un panel fotográfico que corroboran la estratigrafía encontrada y los ensayos ¨insitu¨ efectuados.

4.- CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

Se trata de la cimentación para escalera, que accederá a las zonas altas del AA.HH. 9 DE FEBRERO- SAN JUAN DE LURIGANCHO .

5.- TRABAJOS EFECTUADOS

5.1 Trabajos de Campo

Las investigaciones de Campo estuvieron íntimamente ligados al suelo encontrado.

La exploración se realizó mediante 23 calicatas, a cielo abierto ubicadas estratégicamente, lo cual cubre razonablemente el área a investigar.

Las profundidades máximas alcanzadas fueron de 1.50m., en la exploración de calicatas, computados a partir del terreno natural, lo que nos permitió visualizar la estratigrafía y determinar el tipo de ensayos de laboratorio a ejecutar de cada uno de los estratos de suelos encontrados, de las muestras disturbadas representativas.

5.2 Trabajos de Laboratorio

Se efectuaron los siguientes ensayos estándar de Laboratorio, siguiendo las Normas establecidas por la American Society for Testing Materials (ASTM) de los Estados Unidos de Norte América.



Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM-D-422)

Consistiendo este ensayo en pasar una muestra de suelo seco a través de una serie de mallas de dimensiones estandarizadas a fin de determinar las proporciones relativas de los diversos tamaños de las partículas.

Contenido de Humedad Natural (ASTM-D-2216)

Que es un ensayo rutinario de Laboratorio para determinar la cantidad dada de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco.

Gravedad Específica de los Sólidos (ASTM D-854)

Mediante este ensayo se determina el peso específico de las sustancias sólidas existentes en el suelo.

Límites de Consistencia

Límite Líquido : ASTM-D-423

Límite Plástico : ASTM-D-424

Estos ensayos sirven para expresar cuantitativamente el efecto de la variación del contenido de humedad en las características de plasticidad de un suelo

cohesivo. Los ensayos se efectúan en la fracción de muestra de suelo que pasa la malla N° 4.

La obtención de los límites líquido y plástico de una muestra de suelo permiten determinar un tercer parámetro que es el índice de plasticidad.

Todos los suelos eran no plasticos.

Densidades Naturales (ASTM-T191-61)

Este ensayo se realiza para tomar la densidad “INSITU” de los suelos.

El método utilizado fue el de Cono de Arena.

Densidad Relativa (ASTM-D-2049)

Determinar el estado de densidad de un suelo no cohesivo con respecto a sus densidades máximas y mínimas. La densidad máxima se obtuvo mediante el método de Proctor (AASHTO T99-70) y la mínima por relación Peso-Volumén natural seco.

Ensayo Corte Directo (ASTM-D-3080-72)

Sirve para determinar en forma rápida los parámetros de resistencia ( y c) de un suelo.



6.- PERFIL ESTRATIGRAFICO

Del acuerdo a la exploración efectuada mediante las calicatas C1 @ C2 por pasajes y tal como se observa en el récord del estudio de exploración y en los resultados de Laboratorio adjuntados; el perfil estratigráfico presenta las siguientes características:

CALICATA N°01 (Pasaje 1)

De 0.00-0.40m.

Material de relleno contaminado con residuos no orgánicos (bolsas, ladrillos).

0.40-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de ½” a 2 ½” y bolonería de hasta 5” presentes en un 20% del volumen total, con presencia de pedazos de ladrillo y plástico aisladas.

El nivel freático, no se halló.


De 0.00-0.50m.


0.50-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de 1” a 2 ½” y bolonería de hasta 6” presentes en un 15% del volumen total.



De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de ½” a 2 ½” y bolonería de hasta 5” presentes en un 20% del volumen total, con presencia de pedazos de ladrillo y plástico aisladas.





De 0.00-0.30m.

Material de relleno contaminado con residuos no orgánicos (bolsas, ladrillos) aislados.

0.30-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de 1/2” a 2 ” y presentes en un 25% del volumen total.



De 0.00-0.30m.


0.30-1.50m




De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m






0.00-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría fina a media, medianamente densa, medianamente húmeda, de color plomiso claro, con gravas aisladas.


0.00-1.50m



0.00-1.50m



0.00-0.20m


0.20 a mas, manto rocoso


0.00-0.20m


0.20-1.50m



0.00-0.20m




0.20-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de 1/2” a 2 ” y presentes en un 25% del volumen total, presencia de ladrillo asilado.


0.00-0.40m

Material compacto, conformado por arena de granulometría fina a media, medianamente densa, medianamente húmeda, de color plomizo claro, con gravas aisladas.

0.40-1.50m



De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m




0.00-0.20m


0.20-1.50m





0.00-0.20m


0.20-1.50m

Material compacto, conformado por arena de granulometría media a gruesa, medianamente densa, medianamente húmeda, de color marrón claro, con gravas pobremente graduadas angulares y sub-angulares de 1/2” a 2 ” y presentes en un 25% del volumen total, presencia de ladrillo asilado.


De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m




De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m






De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m



CALICATA N°01 (Pasaje Intersec. Mzs. 37-38)

De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m



CALICATA N°01 (Pasaje Intersec.Psjs.6-8-10-13-15)

De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m





CALICATA N°01 (Pasaje Intermedio Mz. 12)

De 0.00-0.20m.


0.20-1.50m





7.- CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA Y DETERMINACION DE LA

PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

Parámetros e Hipótesis de Cálculo

Se trata de una cimentación sobre gravas pobremente graduadas, en estado semidenso y húmedas.

El contenido de humedad de los materiales y la densidad superficial nos permite realizar las excavaciones, a tajo abierto.

El nivel freático no fue hallado hasta la profundidad explorada.

o Por el Tipo de material aplicaremos las fórmulas de capacidad de carga dadas por el Dr.Karl Terzaghi de su teoría de rotura por corte general, que está dada por la fórmula:

Para cimientos cuadrados o rectangulares

En donde:

qa = Capacidad Admisible del terreno (kg./cm²).

= Peso Unitario del suelo = 1,750 Kg/m3

Df = Profundidad de desplante de la estructura.(-0.30m)

B = Ancho menor de Cimiento (1.50m).

Se ha efectuado un ensayo de corte directo sobre muestra remoldeada y

drenada, cuyo resultado es:

C = 0.00 Kg/cm² = 32°

Con este valor de el ángulo de fricción interna los valores adimensionales de

capacidad de carga son:

Nq = 23.18 N = 30.22

Valor de la Capacidad de Carga

Adoptando cimentación Superficial y zapatas aisladas de sección:


BxT = 1.50 x 1.50m.


Teniendo en cuenta los valores hallados se recomienda tomar el siguiente valor:

8.- ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

De los resultados obtenidos de los ensayos de Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto, realizado en la muestra disturbada representativa del estrato superficial, se tiene: (Calicata N°1 pasaje 8 – Muestra N°1 – Prof. 0.00-1.50m.)

Sulfatos con ion SO4 (%) = 0.072Sales Solubles (ppm) = 542.36

Estos valores determinan que el suelo esta dentro del rango “NO Agresivo” por lo que se deberá utilizar Cemento Pórtland Tipo I.

9.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.1 La cimentación de las escaleras a proyectar serán dimensionados de tal forma que apliquen al terreno una carga no mayor de 1.40 kg/cm²., los cuales han sido calculados sobre gravas pobremente graduadas, semidensas y húmedas.

9.2 La profundidad de cimentación deberá encontrarse mínimo a –0.30m. computados a partir del nivel del terreno natural.

En el caso de encontrarse a -0.30m., material de relleno contaminado, se deberá llegar necesariamente al terreno natural, materia del presente estudio.

9.3 El nivel freático no fue hallado hasta la profundidad explorada.

9.4 De los resultados de Análisis Químicos, el suelo está dentro del rango “NO Agresivo”, por lo que se deberá utilizar Cemento Tipo I.

9.5 Se deberá contar con un drenaje apropiado, de tal forma, de mantener la humedad, a la cual se realizaron los ensayos de este estudio y no variar las condiciones mecánicas del suelo de fundación

9.6 El presente Informe es válido sólo para el área investigada.

Lima, OCTUBRE del 2,011


CAPACIDAD DE CARGA (qa) = 1.40 kg/cm²


ANEXOS



ANEXO I

ENSAYOS DE LABORATORIO

Ensayos Estándar Ensayos Especiales



ANEXO II

Registros de Exploración



ANEXO III

PANEL FOTOGRAFICO



VISTA FOTOGRAFICA DONDE SE OBSERVA LA ESTRATIGRAFIA ENCONTRADA EN LA CALICATA N°01 DEL PASAJE 1


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