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CAPÍTULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1. TITULO:

“Zonificación Geotécnica en la Expansión Urbana del sector 23 en Cajamarca, con

fines de Cimentación Superficial de Edificaciones”

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El crecimiento demográfico que se suscita año con año en la Ciudad de Cajamarca,

conlleva a una serie de necesidades al área urbana que se encuentra atravesando

una expansión en el alrededor de Cajamarca.

Siendo una de las necesidades mencionadas la de vivienda, la cual no debe

considerarse únicamente como refugio ante la intemperie, sino que debe ser un lugar

integral para el desarrollo de la familia, y debe además cumplir con los servicios

necesarios que en nuestra calidad de seres humanos requerimos. Es así que una de

las funciones del ingeniero civil es garantizar que las viviendas cumplan con una

seguridad estructural y funcionalidad a corto, mediano y largo plazo.

Muchas de las edificaciones que se realizan en la expansión de la ciudad, no son

realizadas con criterios adecuados ni estudios necesarios para la viabilidad de una

edificación, esto debido al alto costo que involucra, sumado esto al desorden del

crecimiento urbano, provocando construir edificaciones en zonas peligrosas y

cimentadas inadecuadamente.

En la totalidad de edificaciones, la cimentación utilizada no es acorde con la

característica del suelo, esto debido a que los trabajadores de construcción no tienen

la información necesaria para determinar el tipo de cimentación más adecuado,

colocando en su mayoría cimientos corridos con dimensiones aproximadas.

Es claro que los daños producidos por una mala cimentación son los de mayores

costes y notorios en la zona de expansión de Cajamarca, del diagnóstico realizado por

el INDECI y la Universidad Nacional de Cajamarca se aprecian esencialmente grietas y

movimientos de la edificación (asentamientos, deslizamientos, giros).

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Los fallos de las cimentaciones esta dado debido a una falta de capacidad del suelo

(Bajo en Cajamarca), infravaloración de riesgos geotécnicos (heterogeneidad del

suelo, desprecio de la expansibilidad del suelo, etc.), ignorancia de las condiciones de

contorno (posibles socavamientos, resquebrajamiento de nivel freático,

deslizamientos, excavamiento y desmonte al pie de las laderas), mala calidad de los

materiales (disminuye la resistencia de las cimentaciones) y cimentaciones

inadecuadas con un mal comportamiento en el tipo de suelo apoyado.

La reparación de las estructuras afectadas en la expansión urbana de Cajamarca es un

proceso superficial, quedando oculto el problema de una mala cimentación,

produciendo en último extremo el colapso de la edificación por el paso del tiempo o

en un posible sismo.

La falta de una propuesta de zonificación geotécnica (iteración suelo – cimentación –

estructura) en la Expansión Urbana de Cajamarca, aumenta el riesgo de la vida y de

bienes humanos, además de generar un inadecuado ordenamiento urbano.

La información de estudios sobre componentes geotécnicos en la Expansión de

Cajamarca es mínima y no se encuentra sintetizada, por ello es necesario obtener y

organizar la información sobre este tema; y así poder contar con una base para un

correcto ordenamiento urbano y disminución de riesgos.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Existen estudios de la capacidad portante y de la clasificación SUCS para realizar una

Zonificación Geotécnica en la Expansión Urbana del Sector 23 en Cajamarca con fines

de cimentación superficial de edificaciones?

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4. JUSTIFICACIÓN

La investigación permite conocer la Zonificación Geotécnica de los diferentes tipos de

suelos encontrados en la Expansión Urbana del Sector 23 en Cajamarca, para el

diseño de cimentaciones superficiales de edificaciones.

Se contribuirá con conocimientos sobre las características geotécnicas de los suelos y

con propuestas para la implementación de condiciones en el diseño de cimentaciones

superficiales de edificaciones, permitiendo de esta manera mejorar el ordenamiento

urbano y la minimización de riesgos relativos a la construcción.

5. ALCANCES Y LIMITACIONES

La presenta investigación se limita a realizar estudios para determinar los

asentamientos diferenciales y clasificación SUCS para realizar la Zonificación

Geotécnica en la Expansión Urbana de Cajamarca, sin embargo solamente se realizará

del Sector 23 (Barrios la Pacha y Chulca), debido a que se encuentra en una zona

intermedia de la ladera y el valle de Cajamarca.

6. PLANETAMIENTO DE OBJETIVOS

General

Generar un mapa de Zonificación Geotécnica con fines de Cimentaciones

Superficiales en la Expansión Urbana del sector 23 en Cajamarca, según los métodos

utilizados para el diseño de cimentaciones superficiales.

Específicos

Determinar la capacidad portante de los suelos en la Expansión Urbana del Sector 23

en Cajamarca.

Determinar la clasificación SUCS de los suelos encontrados en Expansión Urbana del

Sector 23 en Cajamarca.

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Determinar las características físicas y mecánicas del suelo encontrado en el Sector 23

de Cajamarca.

Zonificar el Sector 23 de Cajamarca, con fines de cimentación superficial de

edificaciones.

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO

INTRODUCCIÓN

El presente capítulo abarca las propiedades físicas e ingeniería de los suelos, los

conceptos se correlacionan con las propiedades y además se evaluará la importancia

de los mismos en este importante campo.

Propiedades de los suelos

El éxito de una cimentación, por lo menos en teoría, exige el conocimiento de la

totalidad de las propiedades de ingeniería de los suelos, con que o sobre el cual son

hechas. Sin embargo, el conocimiento de tal totalidad es difícil, costoso y toma

tiempo. Muchas veces, como se hace en las ciencias naturales, se procura deducir

esas propiedades a partir de otras más simples, generales y fácilmente determinables.

Son las llamadas propiedades de índice.

En mecánica de suelos se adaptó como propiedades de índice de los suelos, las que se

refieren esencialmente al material con que son constituidos los suelos, estas son

algunas de sus propiedades físicas más inmediatas, tales como:

Propiedades físicas:

Textura, granulometría, tamaño y forma de los granos

Plasticidad y límites de Atterberg

Propiedades de fracción arcillosa de los suelos

Además de estas propiedades más simples, existen también propiedades

relacionadas con los diversos estados con que el suelo se presenta en la naturaleza.

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Son propiedades de estado relacionadas con su mayor o menor compacidad,

consistencia y su estructura, tal como:

Propiedades de estado:

Índices físicos

Compacidad y densidad relativa

Consistencia y resistencia a la comprensión simple

Estructura de los suelos

Las propiedades arriba mencionadas son profundamente estudiadas en la física de los

suelos, cuyos resultados son aprovechados por los ingenieros no solo para deducir

propiedades más específicas de los suelos con que trabajan sino también para

clasificarlos en grupos, por los cuales el comportamiento de éstos, sería fácilmente

previsible. Estas propiedades son:

Propiedades de ingeniería:

Densidad in situ

Permeabilidad

Consolidación/densificación

Potencial de expansión y asentamiento

Resistencia al corte de suelos: c, Ø.

Compresibilidad/deformabilidad (Prop. elásticas)

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Los datos mínimos para realizar una clasificación de suelos son:

Curva granulométrica, límite de liquidez (LL) e índice de plasticidad (IP).

La principal clasificación geotécnica es la SUCS la cual se han considerado para el

estudio.

Sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS).

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Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y

adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942.

Esta clasificación divide los suelos en:

• Suelos de grano grueso.

• Suelos de grano fino.

• Suelos orgánicos.

Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del material

por el tamiz Nº 200.

Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos son los que

pasan. De esta forma, se considera que un suelo es grueso si más del 50 % de las

partículas del mismo son retenidas en el tamiz Nº 200 y fino si más del 50 % de sus

partículas son menores que dicho tamiz.

CRITERIOS DE ASENTAMIENTO

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CAPITULO III: HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACION

La capacidad portante y la clasificación SUCS son los elementos a analizar para

generar una Zonificación Geotécnica en la Expansión Urbana del Sector 23 en

Cajamarca, con fines de cimentación superficial de edificaciones.

Variables Independientes:

La capacidad portante de los suelos encontrados.

La clasificación SUCS de los suelos encontrados.

Variable Dependiente:

Zonificación Geotécnica en la Expansión Urbana del Sector 23 en Cajamarca.

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CAPITULO IV: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

1. UBICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

Se realizará en los Barrios La Paccha y Chulca, en el Sector 23 de la provincia,

distrito, departamento de Cajamarca.

2. TIPO DE INVESTIGACIÓN

Esta investigación responde al tipo descriptiva y analítica, debido a la naturaleza

de sus objetivos planteados donde se describe y analiza los suelos encontrados en

la expansión urbana del Sector 23 de Cajamarca.

3. POBLACIÓN

Zona de Expansión Urbana en Cajamarca

4. MUESTRA

Zona de Expansión urbana del Sector 23 en Cajamarca.

Las muestras se extrajeron de las paredes de las 20 calicatas, obteniéndose 01

(UNA) muestra por calicata con las mismas características físico mecánicas de las

cuales se realizaron ensayos estándar en laboratorio.

5. TIPO Y DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO METODOLÓGICO

Según los criterios más usados por los investigadores, la investigación se tifiará

como se expone en:

Criterio Tipo de investigación

Finalidad

Estrategia o enfoque metodológico

Objetivo (alcances)

Fuente de Datos

Temporalidad

Contexto donde se realizará

Aplicativa

Cuantitativa

Descriptivo y analítico.

Primaria (de datos primarios)

Longitudinal

Campo (Sector 23, Cajamarca)

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Intervención disciplinaria Ingeniería Civil

6. DISEÑO DE LA CONTRASTACIÓN DE HIPÓTESIS

ANTES DESPUES

Inexistencia de Zonificación

Geotécnica del Sector 23 –

Cajamarca.

Mapa de Zonificación

Geotécnica del Sector 23 –

Cajamarca.

Investigación

7. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Se realizó mediante un Trabajo de Campo la secuencia se realizó mediante la

apertura de calicatas (mediante exploración un total de 20 calicatas); la toma de

muestras inalteradas (para ser enviadas para los ensayos de laboratorio), perfiles

del suelo y se registró las calicatas para la zonificación.

8. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS DATOS

Se obtuvieron los resultados de los ensayos de laboratorio de las muestras de los

suelos de cuyos datos se determinó la clasificación SUCS, luego se procedió a una

zonificación geotécnica, observando la capacidad portante, parámetros

ingenieriles, clasificación SUCS, exploración geológica, mapa de riesgos de

Cajamarca.

9. CRONOGRAMA

A continuación se exponen las actividades y la temporalidad

ACTIVIDADES MESES (2014)

E F M A M

Rev. Literatura

Elaboración de instrumentos

Trabajo de Campo

Ejecución de trabajo de laboratorio

Evaluación de trabajos de Campo y laboratorio

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Primer borrador

Revisiones

Versión final y Presentación

10. PRESUPUESTO

RUBROS UNIDAD CANTIDAD COSTO

UNITARIO COSTO TOTAL

Servicios Personales Peones 40 personas 30 1200

Movilidad - - - 300

Laboratorio Calicata 25 muestras 100 2500

Otros servicios - - - 1500

Imprevistos % 10 5500 550

TOTAL S/ 6550

11. FINANCIAMIENTO

El presente estudio será financiado por el tesista.

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CAPÍTULO V: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALVA HURTADO, Jorge E., 2012, Cimentaciones Superficiales. Lima-Perú.

BRAJA M. Das., 2001. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. California State University,

Sacramento.

INDECI. 2005. Estudio de Mapa de Peligros de la Ciudad de Cajamarca, Cajamarca.