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Investigaciones Geotécnicas

Mejoramiento Sanitario de las Áreas Marginales de Lima Obras Complementarias a Lotes 1, 2 y 3

MEJORAMIENTO SANITARIO DE LAS ÁREAS MARGINALES DE LIMA INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS

OBRAS COMPLEMENTARIAS A LOTES 1, 2 Y 3 ZONA DE ABASTECIMIENTO COMAS BAJO

Capítulo 1 Generalidades

1.1 INTRODUCCIÓN El presente estudio forma parte del Proyecto de Mejoramiento Sanitario de las Áreas Marginales de Lima, proyecto que viene siendo desarrollado por el Consorcio Nippon Koei Co. Ltd. – CESEL – OIST. El proyecto consiste en la elaboración del Expediente Técnico de ejecución de las Obras Complementarias de Agua Potable y Alcantarillado en áreas marginales de Lima, el cual abarca la interconexión de los reservorios de compensación del Ramal Norte con los reservorios existentes en los distritos de San Juan de Lurigancho, Comas, Independencia, Carabayllo, Puente Piedra, Los Olivos, San Martín de Porres y El Callao. Las investigaciones geotécnicas, realizadas en el presente estudio, tuvieron lugar en la Zona de Abastecimiento Comas Bajo. En esta zona se ejecutaron 123 calicatas distribuidas de la siguiente manera, de la calicata CB – 01 al CB – 170 de 3.00 mt. a 2.50 mt. de profundidad promedio. Incluyendo las calicatas para rebose. Se realizaron 42 ensayos físicos (granulometría, límites de consistencia, humedad, etc.) y 38 ensayos químicos (Contenido de Sales Solubles Totales, Contenido de Cloruros, Contenido de Sulfatos y pH). El presente estudio contiene los resultados de los ensayos realizados a las muestras de suelos extraídas de las calicatas ejecutadas, con los cuales se obtuvieron los parámetros y características de los suelos en la zona estudiada. Este primer capítulo contiene una breve descripción del proyecto y sus alcances, los objetivos del estudio y la ubicación del área en estudio.

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El segundo capítulo, establece las características geomorfológicas y geológicas del área en estudio, los fenómenos de geodinámica externa, así como la clasificación de materiales para movimiento de tierras. En el tercer capítulo del presente estudio se hace una descripción detallada de los trabajos de campo, en la cual se identifican las dificultades y facilidades que se presentaron durante el desarrollo de los mismos. Se detallan además los trabajos de laboratorio realizados a las muestras de suelo extraídas, los resultados obtenidos y su posterior procesamiento en gabinete. Dentro del cuarto capítulo, Análisis Geotécnicos, se presenta además de una descripción de los perfiles estratigráficos elaborado, los cálculos de la presión admisible en los diferentes tipos de suelo contenidos dentro de la zona estudiada. En general, este capítulo contiene los parámetros geotécnicos de la zona en estudio desde el nivel de agua subterránea en caso se encontrara hasta los aspectos sísmicos de la zona. En el quinto capítulo del estudio se presentan las conclusiones y recomendaciones del proyecto para la zona en estudio. 1.2 OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.2.1 Objetivo General Conocer las características geotécnicas y geológicas de los materiales del área en estudio mediante la determinación de sus propiedades y parámetros geomecánicos los que servirán para diseñar la cimentación de la red de tuberías dentro de la zona en estudio.

1.2.2 Objetivos Específicos - Ejecutar los trabajos de excavación de calicatas dentro de las rutas del tendido de

redes en la zona de estudio. - Realizar el perfilaje de las calicatas ejecutadas. - Determinar las propiedades físicas y químicas de las muestras de suelo extraídas

mediante ensayos de laboratorio. - Determinar las cargas admisibles de los materiales (suelo o roca) encontradas

durante los trabajos de excavación de calicatas en la zona de estudio.

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1.3 UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO El área en estudio se encuentra ubicada en el distrito de Comas, provincia de Lima.

Ubicación de la Zona en Estudio

Zona de abastecimiento Comas Bajo Distrito Comas Provincia Lima

Departamento Lima

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Capítulo 2 Aspectos Geomorfológicos y Geológicos

del Área Estudiada

Como parte de las investigaciones, se mencionan aspectos de geología superficial del área donde se ubican las redes de agua que comprende esta parte del proyecto, los registros estratigráficos obtenidos con las excavaciones de calicatas, han permitido tener un mejor conocimiento de las condiciones naturales del terreno; y, en consecuencia, hacer la mejor clasificación de materiales para el movimiento de tierras (excavaciones de las zanjas). 2.1 GEOLOGÍA DE LA ZONA

2.1.1 Geomorfología

El relieve del área donde se proyectan las obras de mejoramiento sanitario y su entorno, corresponde a la zona de interés son:

- Planicie costanera y cono deyectivo - Quebradas - Estribaciones de la Cordillera Occidental. Planicie Costanera y Cono Deyectivo

La planicie costanera es la unidad comprendida entre el borde litoral y las estribaciones occidentales de la Cordillera Andina. Es una faja angosta y sub-horizontal de terreno paralela a la línea de costa, constituida por limos, arenas y gravas. El cono deyectivo del río Chillón, antigua depresión que está rellenada por gravas, arenas y finos con grosor de decenas de metros y presenta superficie bastante llana

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Valles y Quebradas

Comprende los valles del Rimac y Chillón; así como las quebradas afluentes, las cuales permanecen secas la mayor parte del año, discurriendo agua solo en épocas de fuertes precipitaciones.

Estribaciones de la Cordillera Occidental

Esta unidad corresponde a las laderas y crestas marginales de la Cordillera Andina Occidental. Presenta una topografía abrupta formada por plutones y stocks del Batolito de la Costa, formando valles con flancos de considerable inclinación, en donde las crestas más elevadas se estiman entre los 1000 msnm. Reflejando la fuerte erosión de los ríos y en las quebradas durante el Pleistoceno-reciente. Las estribaciones de la cordillera occidental terminan hacia el Oeste en la unidad de lomas, con pendientes menos abruptas.

2.1.2 Litología

Roca de Basamento

- En las lomadas y cerros bajos (Ver Mapa Litológico - Anexo 4), se emplazan rocas de intrusivas, volcánicas y sedimentarias del Jurasico superior y por depósitos Cuaternarios..

Materiales de Cobertura El material de cobertura, presentada en la planicie pertenece a un depósitos recientes constituido por una variedad de mezclas de gravas y bloques de forma subredondeada a redondeada envuelta en una matriz que varía de arena mal gradada a una arena limosa.

2.2 FENÓMENOS DE GEODINÁMICA EXTERNA

Como se ha expresado, el área materia de estudio presenta un fuerte modelado superficial, tanto en las lomadas y cerros bajos, cuanto en la importante planicie aluvial. Todo como consecuencia de importantes eventos climáticos que se han dado en el pasado geológico, lluvias primordialmente; y que en la actualidad no son significativas.

Los 10 reservorios integrantes de la “Zona de Abastecimiento Comas Bajo”, se ubican en lomadas, en sus partes terminales, encima de la planicie aluvial, donde hay un fracturamiento menor de la roca de basamento, con un estado de meteorización moderada, condición que deberá ser verificada previo a la construcción de los reservorios.

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Esta gran planicie aluvial, por estar ocupada en su totalidad por edificaciones propias de una ciudad y por la infraestructura de servicios (pistas y veredas), no hay ninguna manifestación de inestabilidad superficial del terreno; en consecuencia, se prevé que las tuberías de conducción que forman parte del proyecto y que irán enterradas a una profundidad promedio de 1.50 a 2.00 m., no serán afectadas por evento alguno como consecuencia de un fenómeno de geodinámica externa.

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Capítulo 3

Trabajos Realizados

3.1 INVESTIGACIONES DE CAMPO En el presente estudio se realizaron las siguientes actividades durante los trabajos de campo:

3.1.1 Ubicación de Calicatas Se realizó como primera actividad, el reconocimiento del área y la ubicación de las calicatas a ser excavadas dentro de la zona de estudio. Se ubicaron en total 123 calicatas con una distancia aproximada de 100 m. entre cada una de ellas. 3.1.2 Excavación Manual de Calicatas Se ejecutaron 123 calicatas con profundidades desde 2.50 m. hasta 3.00 m. En el siguiente cuadro (Cuadro Nº 01), se presenta la relación de las excavaciones y profundidades alcanzadas.

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Cuadro Nº 01 Relación de Excavaciones realizadas Zona de abastecimiento Comas Bajo

CALICATA PROFUNDIDAD

ALCANZADA (m)

COTAS COORDENADAS NORTE

COORDENADAS ESTE

CB - 01 3.00 148.500 8681870.3422 277223.6443 CB - 02 3.00 147.477 8681920.5836 277138.4110 CB - 03 3.00 146.479 8681951.3320 277050.6283 CB - 04 3.00 145.564 8681984.0946 276964.2194 CB - 05 3.00 144.035 8681901.2157 276909.3804 CB - 06 3.00 141.928 8681800.7780 276855.4160 CB - 07 3.00 139.945 8681697.4837 276797.1934 CB - 08 3.00 138.739 8681624.0564 276747.9389 CB - 09 3.00 136.910 8681529.3321 276702.4911 CB - 10 3.00 135.158 8681445.9765 276655.5968 CB - 11 3.00 134.034 8681356.6090 276611.6423 CB - 12 3.00 132.694 8681248.9914 276579.8397 CB - 13 3.00 131.543 8681129.7433 276554.0958 CB - 14 3.00 130.333 8681009.2202 276529.2792 CB - 15 3.00 128.709 8680917.5893 276510.0806 CB - 16 3.00 127.289 8680815.6907 276496.6742 CB - 17 3.00 126.11 8680702.4185 276478.4369 CB - 18 3.00 125.217 8680621.9779 276454.2803 CB - 19 3.00 124.512 8680534.1570 276423.4505 CB - 20 3.00 123.227 8680445.7121 276380.3302 CB - 21 3.00 121.986 8680351.4646 276326.9375 CB - 22 3.00 120.398 8680265.5484 276274.8054 CB - 23 3.00 119.081 8680159.2451 276234.6430 CB - 24 3.00 117.593 8680060.0151 276185.8377 CB - 25 3.00 116.054 8679963.9481 276140.3146 CB - 26 3.00 114.503 8679888.0421 276092.1391 CB - 27 3.00 113.534 8679802.5148 276050.6622 CB - 28 3.00 112.149 8679718.3800 275983.8334 CB - 29 3.00 110.950 8679612.4451 275928.5417 CB - 30 3.00 109.076 8679516.6017 275880.8722 CB - 31 3.00 108.009 8679452.3393 575834.8608 CB - 32 3.00 106.875 8679373.0119 275785.6167 CB - 33 3.00 104.359 8679236.0490 275731.2858 CB - 34 3.00 103.497 8679172.1402 275694.1511 CB - 35 2.00 102.092 8679082.7357 275658.5284 CB - 36 2.30 100.533 8678977.0589 275620.1496

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ALCANZADA (m)


COORDENADAS ESTE

CB - 37 3.00 99.292 8678881.2177 275602.8194 CB - 38 3.00 97.820 8678749.3783 275585.0147 CB - 39 2.50 96.587 8678651.5571 275578.5517 CB - 40 3.00 95.284 8678547.1140 275581.5554 CB - 41 2.50 93.977 8678448.9847 275593.3279 CB - 42 2.50 93.019 8678351.4882 275604.4192 CB - 43 2.50 91.998 8678252.9127 275622.4567 CB - 44 2.50 91.463 8678159.5353 275643.5721 CB - 45 2.50 90.680 8678071.8519 275640.6457 CB - 46 2.50 89.163 8677951.8875 275648.4451 CB - 47 2.50 88.368 8677859.2088 275654.8853 CB - 48 2.00 87.082 8677768.4334 275675.1081 CB - 49 2.50 85.998 8677666.0749 275668.5340 CB - 50 2.50 85.177 8677568.7669 275669.0232 CB - 51 2.50 82.812 8677468.8070 275660.2023 CB - 52 2.50 82.352 8677364.3048 275633.4495 CB - 53 2.50 81.502 8677282.8126 275614.2604 CB - 54 2.50 80.745 8677209.6492 275589.5781 CB - 55 2.50 79.801 8677121.3809 275567.8272 CB - 56 2.50 78.711 8677030.1665 575530.9702 CB - 57 2.50 77.998 8676946.2247 275467.5103 CB - 58 2.50 77.140 8676875.1274 275397.6927 CB - 59 2.50 75.995 86767000.9433 275423.2851 CB - 60 2.50 75.098 8676592.8523 275440.2907 CB - 61 2.50 74.396 8676501.1261 275471.3178 CB - 62 2.50 73.712 8676414.1281 275493.0469 CB - 63 2.50 73.200 8676335.6223 275510.7985 CB - 64 2.50 73.200 8676370.1728 275646.2517 CB - 65 2.50 73.200 8676358.1683 275768.5044 CB - 66 2.50 113.965 8679834.3597 276092.3023 CB - 67 2.50 113.497 8679775.3194 276102.5603 CB - 68 2.50 112.998 8679724.7730 276198.8454 CB - 69 2.50 113.008 8679673.7707 276252.4947 CB - 70 2.50 113.110 8679624.8133 276322.4424 CB - 71 2.10 112.337 8679677.1472 276010.9951 CB - 72 2.50 110.242 8679577.5683 275952.3236 CB - 73 2.50 108.875 8679485.8099 275908.9793 CB - 74 2.50 107.611 8679394.9859 275841.0501 CB - 75 2.50 105.868 8679306.5096 275797.9166

CB - 76 2.50 103.913 8679189.3886 275742.0972

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ALCANZADA (m)


COORDENADAS ESTE

CB - 77 2.00 103.683 8679150.5080 275777.8494 CB - 78 2.50 104.055 8679119.9306 275861.4923 CB - 79 2.50 104.497 8679076.5275 275935.9555 CB - 80 2.50 103.638 8679021.7210 276022.8467 CB - 81 2.50 102.991 8678970.1292 276093.2606 CB - 82 2.50 102.632 8678904.5085 276143.9776 CB - 83 2.50 101.986 8678857.6505 276122.2988 CB - 84 2.50 101.707 8678876.9772 276080.8523 CB - 85 0.00 CB - 86 0.00 CB - 87 3.00 105.615 8679332.3374 275676.5217 CB - 88 3.00 106.000 8679379.2502 275594.4644 CB - 89 3.00 96.00 8678619.7912 275448.1498 CB - 90 3.00 95.837 8678635.7825 275385.1827 CB - 91 3.00 95.454 8678658.2486 275281.6712 CB - 92 3.00 94.588 8678662.3923 275178.0937 CB - 93 1.50 94.499 8678675.4760 275090.7974 CB - 94 3.00 93.345 8678667.0763 274970.9046 CB - 95 2.50 94.983 8678728.5412 274956.1785 CB - 96 3.00 94.963 8678702.5206 274844.5500 CB - 97 3.00 94.001 8678672.7316 274725.7795 CB - 98 3.00 93.114 8678657.5419 274664.6938 CB - 99 3.00 92.521 8678644.6055 274581.6555 CB - 100 3.00 93.107 8678623.8876 274499.0932 CB - 101 3.00 92.533 8678603.8295 274399.3332 CB - 102 2.50 90.335 8678556.3264 274267.2916 CB - 103 2.50 89.595 8678529.1658 274191.8544 CB - 104 2.50 92.340 8678196.0546 275722.5661 CB - 105 2.50 93.460 8678224.0026 275826.1745 CB - 106 2.50 94.000 8678234.2773 275916.5901 CB - 107 2.50 93.321 8678151.2253 275962.9640 CB - 108 2.50 92.852 8678090.4373 276052.9413 CB - 109 2.50 92.480 8678031.2823 276179.4704 CB - 110 2.50 73.200 8678094.7146 276197.7653 CB - 111 2.50 93.500 8678048.5902 276310.0169 CB - 112 2.50 87.901 8677873.8288 275565.7147 CB - 113 2.50 86.999 8677860.7654 275434.1577

CB - 114 2.50 85.994 8677756.8953 275435.6448

CB - 115 3.00 85.4 8678945.74 18110104208 CB - 116 3.00 84.9 86799078.33 281011.78

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ALCANZADA (m)


COORDENADAS ESTE

CB - 117 3.00 87.6 8678445 274013 CB - 118 3.00 88.555 8678494.3451 274091.7236 CB - 119 3.00 87.405 8678458.1303 274000.6989 CB - 120 3.00 86.331 8678430.4773 273915.5660 CB - 121 3.00 84.745 8678387.1490 273817.9523 CB - 122 3.00 84.411 8678309.1133 273833.4117 CB - 123 3.00 83.498 8678199.0688 273848.6137

Como parte del Anexo 2 del presente Informe, se encuentra el Plano de Ubicación de Calicatas (PU-01).

Los trabajos de campo se llevaron a cabo durante el mes de Julio del 2008. 3.1.3 Registros de Calicatas y Obtención de Muestras Se elaboraron los registros de calicatas para cada excavación ejecutada, anotando las principales características de los estratos encontrados. Se extrajeron muestras representativas de cada excavación, las cuales fueron debidamente etiquetadas y protegidas y luego llevadas al laboratorio de mecánica de suelos de GEOCONSULT S.A. para realizar los análisis físicos correspondientes, y al Laboratorio de Análisis de Agua y Suelo de la Facultad de Ingeniería Agrícola, de la Universidad Agraria La Molina donde se realizaron los análisis químicos respectivos.

3.2 TRABAJOS DE LABORATORIO

3.2.1 Análisis de Laboratorio Se realizaron dos tipos de análisis de laboratorio a las muestras de suelo obtenidas durante los trabajos de campo:

− Análisis Físicos − Análisis Químicos

A las muestras remitidas al laboratorio de GEOCONSULT S.A. se realizaron los análisis físicos siguientes:

Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D - 243 Límites de Consistencia ASTM D - 4318

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Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) ASTM D - 2488 Contenido de Humedad ASTM D - 2216

Las muestras de suelo seleccionadas por el Cliente para los análisis químicos fueron enviadas al Laboratorio de Agua y Suelos de la Facultad de Ingeniería Agrícola de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Los ensayos realizados fueron los siguientes:

Contenido de Sales Solubles Totales BS 1377 Parte 3 Contenido de Sulfatos BS 1377 Parte 3 Contenido de Cloruros BS 1377 Parte 3 pH BS 1377 Parte 3

3.2.2 Resultados de los Análisis de Laboratorio Los resultados de los ensayos de laboratorio y sus respectivas certificaciones se encuentran dentro del Anexo 8 del presente informe. En los siguientes cuadros (Cuadro Nº 02), se muestran los resultados de los ensayos físicos realizados para el Sector de Comas Bajo.

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CUADRO DE RESUMEN

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CUADRO RESUMEN

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3.3 TRABAJOS DE GABINETE

3.3.1 Procesamiento de la Información de Campo Una vez finalizada la etapa de trabajos de campo, se procedió a procesar los registros de calicata elaborados en campo, complementándolos con los resultados de laboratorio obtenidos y esquematizando la ubicación de las calicatas en cada uno de ellos, así como la ubicación de calicatas. 3.3.2 Evaluación de la Información de Laboratorio Toda la información recogida de campo derivada de la extracción de las muestras de suelo de cada excavación y los resultados de los ensayos de laboratorio realizados a las muestras de suelo, fue cuidadosamente evaluada con la finalidad de ser aplicada dentro del análisis geotécnico, cuyos resultados se muestran en el capítulo siguiente.

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Capítulo 4 Análisis Geotécnico

4.1 ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA Con los perfiles estratigráficos de cada una de las excavaciones realizadas y los resultados de ensayos de laboratorio, se ha efectuado la zonificación geotécnica, dentro de la Zona de Abastecimiento Comas Bajo. De forma general, se presentan una forma de zonificación: - Zonificación de acuerdo al Tipo de Suelo En los Anexos 3 del presente informe, se presentan los planos de zonificación geotécnica siguientes:

* Zonificación de acuerdo al Tipo de Suelo

4.2 NIVEL DE AGUA SUBTERRANEA No se encontró nivel freático en ninguna de las excavaciones ejecutadas. 4.3 PRESIÓN ADMISIBLE Las capacidades admisibles de carga de los suelos donde se apoyarán las tuberías, se determinan mediante el empleo del método de carga última o de Terzaghi cuya fórmula es:

( )γγ BNNDcNq qfcu 5.0++=

FSq

q uadm =

Las características de los tipo de suelos encontrados dentro del área de estudio son las mostradas en el Cuadro Nº 03.

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Cuadro Nº 03

Características de los Suelos Zona de Abastecimiento Comas Bajo

Tipo de Suelo φ c

)/( 2mT

γ

)/( 3mT

Grava Arenosa 35º --- 2.10 Grava Areno Limosa 30º --- 2.00

Arena Gravosa 28º --- 1.9 Arena Limosa 25º --- 1.8

Arcilla 22º 1.00 1.75

Limo 17º 1.00 1.75

Para los cálculos se considera una profundidad de desplante igual a 1.50 m., ancho de cimentación 0.50 m. y factor de seguridad 3. Con los valores considerados se obtienen los resultados que se presentan en el Cuadro Nº 04.

Cuadro Nº 04 Valores de Carga Admisible según Tipo de Suelo

Zona de Abastecimiento Comas Bajo

Tipo de Suelo admq

)/( 2cmKg

Grava Arenosa 4.30 Grava Areno Limosa 2.20

Arena Gravosa 1.70 Arena Limosa 1.10

Arcilla 0.80

Limo 0.50

Cuadro Nº 04- A Capacidad de Carga del Material de fundación donde se construirán Casetas y/o Reservorios

Zona de abastecimiento Comas Bajo

Estructura Material de Fundación qu FS qadm Mpa Kg/cm2 (Mpa) (Kg/cm2) R-1 Santa Luzmila 1 Suelo Gravo-arenoso - 11.8 3 - 3.93

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4.4 AGRESIVIDAD DEL SUELO

Los resultados de los ensayos químicos realizados para el presente estudio se muestran en el Cuadro N° 5. La evaluación del grado de exposición de estructuras de concreto al sulfato presente en el suelo se realiza de acuerdo a lo que establece el Reglamento Nacional de Edificaciones (CuadroN°6).

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Cuadro Nº 5 Resumen de Resultados de Análisis Químicos

Zona de abastecimiento Comas Bajo

Excavación Muestra Profundidad Análisis Químicos

S.S.T. S04 Cl pH

N° N° De - A (ppm) (ppm) (ppm)

CB - 01 M - 1 2.40 - 3.00 mt. 400.00 21.00 76.80 8.18

CB - 04 M - 1 2.80 - 3.00 mt. 120.00 16.80 27.84 8.63

CB - 06 M - 1 2.10 - 3.00 mt. 130.00 18.20 33.60 8.65

CB - 09 M -1 2.00 - 3.00 mt. 250.00 21.20 87.30 7.39

CB - 12 M - 1 2.50 - 3.00 mt. 420.00 37.80 137.76 7.83

CB - 15 M - 1 2.60 - 3.00 mt. 640.00 49.00 180.00 8.14

CB - 18 M - 1 2.50 - 3.00 mt. 300.00 25.20 96.96 8.33

CB - 21 M - 1 2.30 - 3.00 mt. 280.00 43.40 78.72 8.17

CB - 23 M - 1 2.80 - 3.00 mt. 1,010.00 126 338.77 8.05

CB - 26 M - 1 1.60 - 3.00 mt. 200.00 16.80 58.56 8.31

CB - 30 M -1 1.60 - 3.00 mt. 250.00 32.20 61.44 8.27

CB - 33 M -1 1.20 - 3.00 mt. 620.00 63.00 154.08 7.85

CB - 36 M -1 1.20 - 3.00 mt. 200.00 16.80 58.56 8.31

CB - 40 M - 1 1.30 - 3.00 mt. 480.00 44.80 147.36 8.1

CB - 44 M - 1 1.50 - 2.50 mt. 440.00 37.80 152.64 7.78

CB - 47 M -1 1.40 - 2.50 mt. 530.00 47.61 161.28 8.45

CB - 51 M -1 1.40 - 2.50 mt. 1000.00 182.00 242.00 7.81

CB - 54 M -1 2.30 - 2.50 mt. 330.00 22.40 96.96 7.93

CB - 58 M - 1 1.10 - 2.50 mt. 220.00 23.80 58.56 8.45

CB - 61 M - 1 2.20 - 2.50 mt. 120.00 16.80 29.76 8.10

CB - 68 M -1 1.00 - 2.50 mt. 350.00 30.45 112.32 8.40

CB - 70 M-1 2.10 - 2.50 mt. 300.00 32.20 86.40 8.70

CB - 73 M -1 2.10 - 2.50 mt. 340.00 43.40 98.88 8.42

CB - 77 M -1 1.00 - 2.00 mt. 670.00 50.40 171.84 8.21

CB - 80 M-1 2.00 - 2.50 mt. 170.00 26.60 49.92 8.61

CB - 84 M -1 0.50 - 2.50 mt. 660.00 72.80 141.60 8.1

CB - 89 M -1 1.00 - 3.00 mt. 370.00 28.00 118.08 8.36

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Excavación Muestra Profundidad Análisis Químicos

S.S.T. S04 Cl pH

N° N° De - A (ppm) (ppm) (ppm)

CB - 93 M -1 0.00 - 1.50 mt. 4510.00 574.00 1255.20 7.74

CB - 97 M - 1 2.00 - 3.00 mt. 940.00 203.00 144.48 7.85

CB - 100 M -1 1.60 - 3.00 mt. 580.00 82.60 150.72 7.95

CB - 103 M -1 1.40 .- 2.50 mt. 290.00 21.00 91.68 8.13

CB - 106 M -1 0.60 - 2.50 mt. 420.00 39.20 142.08 8.15

CB - 109 M -1 0.00 - 2.50 mt. 540.00 77.00 144.48 8.18

CB - 112 M -1 1.80 - 2.50 mt. 520.00 70.00 119.52 7.9

CB - 114 M -1 0.90 - 2.50 mt. 350.00 46.20 73.44 7.94

CB - 118 M -1 1.70 - 3.00 mt. 190.00 23.80 56.16 8.14

CB - 121 M -1 1.60 - 3.00 mt. 590.00 40.60 152.64 7.95

CB - 123 M -1 2.20 - 3.00 mt. 230.00 23.80 59.04 7.45

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Cuadro Nº 6 Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfato

Exposición a Sulfatos

Sulfato Soluble en

Agua )( 4SO presente

en suelo % en peso

Sulfato )( 4SO en

agua ppm

Tipo de Cemento

Concreto con agregado de peso normal relación

máxima agua/materiales cementosos en

peso

Insignificante 0.00 ≤ SO4 0.00 ≤ SO < 0.10 4 --- < 150 ---

Moderada 0.10 ≤ SO4 150 ≤ SO < 0.20 4

II, IP (MS), IS(MS), P(MS),

I(PM)(MS), I(SM)(MS)

< 1500 0.50

Severa 0.20 ≤ SO4 1500 ≤ SO ≤ 2.00 4 V ≤ 10000 0.45

Muy Severa SO4 SO > 2.00 4V más

puzolana > 10000 0.45

Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones

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4.5 FACTORES DE ESPONJAMIENTO DE LOS SUELOS Al excavar un determinado volumen de suelo, alterando su compacidad relativa o consistencia en estado natural, para ser vertido y reacomodado en condiciones diferentes (estado suelto), se originan incrementos de vacíos que aumentan el volumen inicial, o esponjamiento aparente del suelo. La determinación del factor de esponjamiento del suelo es de fundamental importancia en las consideraciones de cantidad y costos de los volúmenes de remoción y eliminación de un determinado tipo de suelo. Este factor es definido por la siguiente expresión:

Donde: f.e : Factor de esponjamiento

dγ : Peso volumétrico seco en estado natural (gr/cm3

)

mindγ : Peso volumétrico seco mínimo (gr/cm3

)

Los factores de esponjamiento en los suelos granulares varía en proporción directa a la Densidad Relativa, es así que para Gravas sueltas f.e.=1.15 (Dr=25%) y Gravas densas f.e.=1.20 (Dr=80%) El valor promedio del factor de esponjamiento para Gravas Arenosas o Arenosas Limosas (GP/GP-GM) medianamente densas es f.e.=1.25, valor adoptado también para Arenas Gravosas (SP) En el caso de Arenas Limosas (SM), el valor promedio del factor de esponjamiento se encuentra en promedio en 1.20. 4.6 FACTORES DE COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS El factor de compactación de materiales es un número que expresa la relación entre el peso volumétrico seco en estado natural y el peso volumétrico seco máximo, expresado como:

Donde: f.c. : Factor de compactación

dγ : Peso volumétrico seco del suelo en estado natural

dmáxγ : Máximo peso volumétrico seco

Gc : Grado de compactación

mind

defγγ

=..

=

Gccf

maxd

d 1..γγ

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Este coeficiente de variación permite establecer los volúmenes de los materiales que han de ser rellenados y obtenidos en los bancos de préstamo, que se requieren a un grado de compactación especificado. El factores de compactación promedio en suelos granulares (GP, SP) para 100% de compactación, es f.c.= 0.87. Para un grado de compactación de 95% el valor promedio es f.c.= 0.91 En el caso de arenas con finos (SM, SM-SC), el valor promedio del factor de compactación para el 100% de compactación, es f.c. = 0.92. Para un grado de compactación de 95% el valor promedio es f.c.= 0.96 4.7 EMPUJE DE SUELOS Empleando la teoría de empujes de suelo de Ranking, los coeficientes de empuje activo (Ka) y pasivo (Kp), se definen simplificadamente según las siguientes expresiones:

φφ

sensenKa

+−

=11

φφ

sensenKp

−+

=11

Como se aprecia en las ecuaciones anteriores, los coeficientes de empujes se definen directamente en función del grado de compacidad del suelo según el ángulo de fricción interna

del suelo (φ ).

De acuerdo a las condiciones del suelo encontrados in situ, se han calculado los valores de empujes (pasivo y activo), para los distintos tipos de suelo (Cuadro Nº 7).

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Cuadro Nº 7 Estimación de los Coeficientes de Empujes de Suelos dentro de la profundidad de excavación

Tipo de Suelo

Ángulo de Fricción Interna

φ

Coeficientes de Empujes

ak pk

Grava Areno Limosa 30º 0.3333 3.00

Grava Arenosa 35º 0.2709 3.690

Arena Limosa 25º 0.4058 2.463

Arena Gravosa 28º 0.3610 2.769

Limo 22º 0.4548 2.198

Arcilla 17º 0.5472 1.8274

4.8 ASPECTOS SÍSMICOS Según los Mapas de Casaverde y Vargas (1980), el rango de aceleraciones máximas esperadas para un periodo de retorno de 30 años, en la zona estudiada es la siguiente:

Tp=30 años: as=0.20 g a 0.18g La clasificación del perfil de suelo, en la zona de estudio varía de acuerdo al tipo de suelo existente, según lo indicado en Norma Sismorresistente E.030. PERFIL TIPO S1 Este tipo de depósito corresponde al perfil S1, Grava arenosa densa. Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.40 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.00 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.40 (g)

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PERFIL TIPO S2 La clasificación para los suelos del tipo arenas limosas poco gravosas, gravas y arenas medianamente densas, gravas areno-limosas medianamente densas corresponden al perfil tipo S2: Suelos Intermedios, con características intermedias entre los perfiles S1 y S3 correspondiente a suelos granulares medianamente densos con espesor limitado. Según el perfil S2, se correlacionan los parámetros de suelo siguientes: Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.60 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.20 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.40 (g) Factor de Ampliación Sísmica (C):

⋅=

TTpC 5.2

C 2.5

C = 2.5 (0.60) / T = 1.5 / T

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Capítulo 5 Conclusiones y Recomendaciones

1. Las investigaciones geotécnicas se desarrollaron en los distritos de Comas. 2. Los trabajos de campo consistieron en la excavación de 123 calicatas distribuidas de la

siguiente manera: CB – 01 al CB – 123, distribuidas en lado derecho, lado izquierdo, con una profundidad promedio de 2.50 m. a 3.00 m. extrayendo muestras representativas de cada excavación, de acuerdo a la inspección visual desarrollada durante el perfilaje de las calicatas.

3. De los resultados de laboratorio y los datos tomados en campo, se elaboraron perfiles

estratigráficos. 4. No se detectó nivel de agua subterránea durante los trabajos de campo. 5. La capacidad portante recomendada de acuerdo al tipo de suelo encontrado es el siguiente:

Valores de Carga Admisible según Tipo de Suelo Zona de Abastecimiento Comas Bajo

Tipo de Suelo admq

)/( 2cmKg

Grava Arenosa 4.30 Grava Areno Limosa 2.20

Arena Gravosa 1.70 Arena Limosa 1.10

Arcilla 0.80 Limo 0.50

6. En el área y su entorno, donde se ubica la “zona de abastecimiento Comas Bajo”, el relieve

natural es muy modelado, correspondiendo a la amplia planicie aluvial donde se ubica parte del distrito de Comas.

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7. La geología de la zona está representada por afloramientos de rocas intrusivas, que forman el relieve de los cerros y lomadas; y por el material de cobertura, que forman los suelos donde se ubica la ciudad.

8. La planicie, en el área, está conformada por depósitos no consolidados aluviales y

coluviales. 9. Fenómenos de geodinámica externa bajo cualquier forma de remoción importante de masa

de material, no se dan. En los cerros y lomadas hay acumulaciones poco significativas de material que se desprende por gravedad, formando pequeños “conos de escombros” y que con lluvias extraordinarias solo tendrán remociones de fragmentos menores y arenas, con poco recorrido; y en la gran planicie aluvial, no hay ninguna forma de desestabilización superficial.

10. Para el tendido de tuberías, que se da en su mayor extensión en la planicie aluvial, el suelo

que la forma está constituido por una mezcla de fragmentos y gravas en matriz de arenas limosas, que en conjunto muestran buena resistencia ante aplicación de cargas.

11. Durante el proceso de excavación de las zanjas para el tendido de las tuberías, es probable

que se produzcan derrumbes menores en las paredes excavadas que deberá precaverse en el proceso de construcción.

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Capítulo 6 Bibliografía

1.- Norma Técnica E.050 Suelos y Cimentaciones

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 2.- Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica

Karl Terzaghi – Ralph B. Peck - 1976 3.- Norma Técnica E.030 Diseño Sismo Resistente Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 4.- Mecánica de Suelos Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez, México 1997 5.- Reglamento Nacional de Edificaciones Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 6.- Curso Aplicado de Cimentaciones Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid J. M. Rodríguez Ortiz, J. Serra G., C. Oteo M., España 1990 7.- Carta Geológica del Cuadrángulo de Chancay.

proyecto de mejoramiento sanitario de las Áreas ... 9... · fracturamiento menor de la roca de...

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