Transcript of APÉNDICE C MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA NOVIEMBRE, …
PROGRAMA
PRESUPUESTAL
EMERGENCIAS POR DESASTRES
OCUPACIÓN Y USO DEL TERRITORIO FRENTE AL RIESGO DE
DESASTRES
ACTIVIDAD
TERRITORIALES PARA EL ANALISIS DE RIESGO A NIVEL
URBANO
FINALIDAD
LA INCORPORACIÓN DEL ANALISIS DE LA GESTIÓN DE
RIESGOS
APÉNDICE C
MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA
NOVIEMBRE, 2019
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Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres
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ÍNDICE
RESUMEN
3. INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA
..............................................................................
2
3.1. Calicatas Ejecutadas
..........................................................................................
2
3.2.1. Ensayos de Mecánica de Suelos
....................................................................
3
3.2.2. Ensayos químicos
...........................................................................................
4
4.1. Gravas
................................................................................................................
4
4.3. Arenas
................................................................................................................
5
4.4. Rellenos
.............................................................................................................
5
6. AGRESIÓN AL CONCRETO DE LA CIMENTACIÓN
................................................ 6
7. ESTABILIDAD DE TALUDES
....................................................................................
8
7.1. Estudios Recopilados
.........................................................................................
8
7.1.1 Análisis de la Estabilidad de Taludes de la Costa Verde
(Cañari, M., 2001) ......... 8
7.1.2 Estabilización del Talud de la Costa Verde, distrito de San
Isidro (Pacheco, A.,
2006)
.............................................................................................................................
9
7.2.1 Ensayo de Densidad de Campo por Remplazo de Agua
.....................................10
7.2.2 Ensayo de Corte Directo a Gran Escala
..............................................................10
7.3. Secciones de Análisis
........................................................................................11
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7.4.2 Instalación y Adquisición de Puntos de Fotocontrol
.............................................14
7.4.3 Adquisición de Imágenes Aéreas
........................................................................17
7.4.3 Procesamiento Fotogramétrico
............................................................................20
7.5.2 Criterios de Diseño
..............................................................................................25
8. MICROZONIFICACION GEOTÉCNICA
....................................................................30
8.1. Zona I
................................................................................................................31
8.2. Zona IV
..............................................................................................................31
8.3. Zona V
...............................................................................................................32
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LISTA DE TABLAS
Tabla C-3: Resultados de Ensayos Estándar de Mecánica de
Suelos.
Tabla C-4: Resultados de Ensayos de Corte Directo a Gran
Escala.
Tabla C-5: Resultados de Ensayos Químicos.
Tabla C-6: Elementos Químicos Nocivos para la Cimentación.
LISTA DE ANEXOS
Anexo C-3: Perfiles Estratigráficos.
Anexo C-4: Panel Fotográfico.
Anexo C-6: Ubicación de Secciones Transversales.
Anexo C-7: Ortomosaico de los Acantilados.
Anexo C-8: Modelo Digital de la Superficie de los Acantilados
Anexo C-9: Curvas de Nivel de los Acantilados
LISTA DE MAPAS
Mapa C-2: Tipos de Suelos a 1.0 m de profundidad.
Mapa C-3: Tipos de Suelos a 2.5 m de profundidad.
Mapa C-4: Microzonificación Geotécnica.
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RESUMEN
Se presentan las actividades realizadas para caracterizar
geotécnicamente los suelos del área de estudio en el distrito
de
San Isidro. Los criterios tomados en cuenta para la
caracterización
geotécnica fueron: el tipo de suelo, el grado de compacidad
y/o
consistencia, la capacidad portante de cimentaciones típicas,
las
condiciones particulares que pudiesen existir en el lugar y
el
análisis de estabilidad de taludes.
Para lograr lo expuesto, primero se recopiló información de
estudios de suelos existentes, luego, se realizaron trabajos
de
exploración, los cuales fueron complementados con ensayos de
laboratorio, finalmente, se realizaron los trabajos de gabinete,
los
cuales permitieron procesar toda la información.
La evaluación de los resultados ha permitido determinar los
perfiles estratigráficos representativos del distrito, así como,
los
mapas de los tipos de suelos a 1.0 y 2.5 metros de profundidad
y
el Mapa de Microzonificación Geotécnica. Este último, muestra
tres zonas, la denominada Zona I (predominante en el
distrito)
está conformada por depósitos potentes de grava de origen
aluvial, de compacidad densa a muy densa, cuya capacidad
admisible es mayor a los 4.0 kg/cm 2 . La Zona IV por su
parte,
representa la zona de influencia de los acantilados de
pendiente
moderada a fuerte cuya estabilidad se vería comprometida
frente
a un sismo de gran magnitud. Finalmente, la Zona V está
conformada por rellenos antrópicos no controlados. Es
importante
mencionar que no se identificaron en el área de estudio
materiales
de suelo cuyas características correspondan a una Zona II o
Zona
III.
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1. INTRODUCCIÓN
Conocer las características geotécnicas del terreno es importante
en el desarrollo de
estudios de microzonificación sísmica. Debido a que esta
información, al ser
complementada con las características geológicas y dinámicas del
lugar de interés, nos
permite determinar el comportamiento del suelo frente a un evento
sísmico. La
microzonificación geotécnica, en ese sentido, propone el
establecimiento de zonas con
características geotécnicas similares, tomando en consideración: la
estratigrafía, las
propiedades mecánicas, el comportamiento especial del suelo y las
condiciones para la
cimentación de viviendas convencionales.
El presente estudio tiene como objetivo realizar la
Microzonificación Geotécnica del
distrito de San Isidro, para esto se usó información recopilada, la
cual fue complementada
con la ejecución de un programa de exploración geotécnica,
compuesta de calicatas y
ensayos de laboratorio.
A continuación, se describe con mayor detalle las actividades
desarrolladas y
metodologías utilizadas en este estudio.
2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN
En el distrito de San Isidro, existen diferentes estudios
geotécnicos realizados para
diversos proyectos, de estos, solo los ejecutados por instituciones
y empresas privadas
de reconocido prestigio fueron recopilados para desarrollar el
presente estudio.
Previamente esta información fue seleccionada, analizada y filtrada
siguiendo los
estándares de calidad del CISMID.
La información recopilada permitió tener un conocimiento previo de
las condiciones del
lugar, lo cual facilito la planificación de los trabajos de
exploración. Se recopilaron en total
17 registros de calicatas, las cuales fueron suministradas por las
siguientes empresas:
- ZER Geosystem Perú S.A.C. Desastres.
- CAA Ingenieros Consultores E.I.R.L.
Los datos de los sondajes recopilados (código, coordenadas,
profundidad, nivel freático)
se muestran en la Tabla C-1, el registro de los mismos en el Anexo
C-1 y sus ubicaciones
en el Mapa C-1.
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3. INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA
El programa de exploración de campo se realizó en octubre del 2019.
Los trabajos
consistieron principalmente en la ejecución de calicatas. Los
sondajes ejecutados fueron
distribuidos estratégicamente con el objetivo de complementar y
corroborar la información
provista por los estudios recopilados, además, se dio un especial
énfasis en la
exploración del terreno que conforma el acantilado del distrito. De
cada calicata ejecutada
se extrajeron muestras y se describieron los materiales encontrados
mediante una
inspección visual.
Las muestras extraídas fueron ensayadas convenientemente en
laboratorios reconocidos,
esto permitió caracterizar mecánicamente el suelo y evaluar la
cantidad de agentes
químicos nocivos para la cimentación presentes en él.
Los registros de los sondajes ejecutados se presentan en el Anexo
C-2, sus ubicaciones
en el Mapa C-1 y su panel fotográfico en el Anexo C-4.
3.1. Calicatas Ejecutadas
Las calicatas son excavaciones de formas diversas que permiten una
observación directa
del terreno, así como la toma de muestras y la realización de
ensayos in situ que no
requieran confinamiento (SENCICO, 2018), Figura N°1.
Para el presente trabajo se ejecutaron en total 21 calicatas, la
mayor parte de estas
contaron con una profundidad de 3.00 m, solo en los casos en dónde
se encontró
boloneria de tamaño considerable, la profundidad de exploración fue
menor. Estas
excavaciones se realizaron de forma manual, con personal calificado
y siguiendo todos
los protocolos de seguridad establecidos para este tipo de
trabajos. Los datos de las
calicatas ejecutadas (código, coordenadas, profundidad y nivel
freático) se muestran en
la Tabla C-2.
En cada una de las calicatas excavadas se procedió con muestreo de
los diferentes tipos
de suelos encontrados, esto se realizó siguiendo los lineamientos
establecidos en la
norma ASTM D4220, la cual proporciona métodos para la investigación
y muestreo de
suelos y rocas. A su vez, la descripción del tipo de material
encontrado en cada calicata
fue realizada según lo establecido en la norma ASTM D2488, la cual
describe un
procedimiento para la identificación y la descripción de suelos con
propósitos ingenieriles.
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Figura 01. Vista del perfil del suelo a través de una calicata
(C-09).
3.2. Ensayos de Laboratorio
3.2.1. Ensayos de Mecánica de Suelos
Los ensayos de mecánica de suelos, efectuados sobre las muestras
obtenidas en los
trabajos de campo, fueron realizados en el laboratorio geotécnico
del CISMID. Se
efectuaron ensayos estándares y especiales de acuerdo a las normas
ASTM. Los
ensayos estándares fueron realizados con la finalidad de
identificar y clasificar las
muestras de suelo, para esto se siguieron los criterios del Sistema
Unificado de
Clasificación de Suelos (SUCS). Los ensayos estándares realizados
fueron los
siguientes:
• Límite líquido y plástico: realizado según la norma ASTM
D4318.
• Contenido de humedad: realizado según la norma ASTM D2216.
Los parámetros de resistencia cortante fueron obtenidos mediante
los siguientes ensayos
especiales:
• Corte Directo a Gran Escala: realizado según la norma ASTM
D3080.
Los certificados de laboratorio de los ensayos de Mecánica de
Suelos se presentan en el
Anexo C-5 y un resumen de los mismos en las Tablas C-3 y C-4.
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3.2.2. Ensayos químicos
Los ensayos químicos se realizaron con la finalidad de cuantificar
la cantidad de
elementos nocivos, para el concreto y acero de la cimentación, que
se encuentran
presentes en el suelo. Para esto se seleccionaron 06 muestras, del
total de las obtenidas
en las calicatas, y fueron ensayadas en el Laboratorio Químico de
la Facultad de
Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería. Los
ensayos realizados fueron
los siguientes:
• Contenido de Sulfatos: realizado según la norma ASTM E275.
• Contenido de Cloruros: realizado según la norma ASTM D3370.
• Sales Solubles Totales: realizado según la norma ASTM
D1888.
• Potencial de Hidrógeno: realizado según la norma ASTM
D4972.
Los certificados de laboratorio de los ensayos químicos se
presentan en el Anexo C-5 y
un resumen de los mismos en la Tabla C-05.
4. TIPOS DE SUELOS
De acuerdo a las características geomorfológicas del lugar de
estudio, su formación
geológica (aluvial) y los datos de los estudios geotécnicos
ejecutados y recopilados, el
terreno (en la zona de la planicie) presenta una conformación
homogénea para
profundidades mayores a 2.0 m, compuesta por depósitos potentes de
gravas y
bolonerías inmersas en una matriz arenosa. Lo anterior se presenta
de forma gráfica en
el Mapa C-3, en el cual se muestra la zonificación de los tipos de
suelos existentes a 2.5
m de profundidad.
En la parte superficial, el terreno se encuentra conformado por
estratos de arenas, limos
y/o arcillas (o una combinación de estos) de hasta 2.0 m de
espesor, subyaciendo estos
materiales se encuentran los depósitos de gravas de características
ya mencionadas.
Como puede observarse en el Mapa C-2, el cual muestra la
zonificación de los tipos de
suelos existentes a 1.0 m de profundidad, el 85.27% del área de
estudio está conformada
por gravas, el 5.62% por limos y/o arcillas, el 1.77% por relleno
antrópico no controlado y
el 0.51% por arenas. A continuación, se detallan las
características de cada uno de estos
tipos de suelos y los criterios seguidos para su subdivisión.
4.1. Gravas
Este tipo de suelo es de origen aluvial y está conformado por
depósitos potentes de
gravas y bolonerías inmersas en una matriz arenosa. Este material
es típico de la ciudad
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de Lima, y sus características geotécnicas han sido ampliamente
estudiadas por diversos
autores; Sánchez et al (2016), Coll (2014), Martínez Vargas (1986 y
2007), etc.
En la zona de estudio, estos suelos subyacen a las arenas y a los
limos y/o arcillas,
presentan una compacidad densa a muy densa, un bajo contenido de
humedad y tienen
formas sub-redondeadas y redondeadas. En cuanto a su clasificación
predominan las
gravas mal gradadas (GP).
4.2. Limos y Arcillas
De acuerdo con el sistema de clasificación SUCS, las partículas que
conforman estos
tipos de suelos tienen un tamaño máximo de 0.075 mm, aunque sus
propiedades
mecánicas e hidráulicas no se encuentran dominadas por su
granulometría, sino, por su
estructuración y su historia geológica (Badillo y Rodríguez,
1990).
Estos suelos se encuentran superficialmente y de forma dispersa en
el área estudio,
llegando a alcanzar un espesor de hasta 2.0 m. Presentan una
consistencia media
cuando el material se encuentra seco y baja en los lugares en donde
el material está
húmedo, el índice de plasticidad de estos materiales, en general,
es bajo. Esta parte del
área de estudio queda representada por las arcillas (CL).
4.3. Arenas
Son materiales que pertenecen a depósitos aluviales principalmente.
Se encuentran
emplazados superficialmente en las inmediaciones de la Calle Boñan
(de forma puntual
dentro del área de estudio) llegando a alcanzar profundidades de
hasta 1.60 m.
Presentan una consistencia media y un bajo contenido de humedad. En
cuanto a su
clasificación, predominan las arenas mal gradadas (SP).
4.4. Rellenos
Los rellenos antrópicos están compuestos por desperdicios humanos,
como restos de
basura, materiales de desmonte, escombros, etc. Los trabajos de
exploración de campo,
indican que este material se emplaza tanto en el pie del acantilado
como en su corona.
Además, las fotografías áreas antiguas existentes indican la
existencia de importantes
cantidades de este material sobre el talud.
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5. PERFILES ESTATIGRÁFICOS
Los perfiles estratigráficos representativos del área de estudio,
han sido desarrollados
para las secciones A-A' y B-B', la ubicación de estas secciones se
muestra en el Anexo
C-3. A continuación, se describe cada una de las secciones
estratigráficas.
5.1. Perfil de Suelos - Sección A-A':
Sección que muestra el corte transversal, que va en dirección N88°E
dentro del área de
estudio, desde el sector próximo a la calle Bilbao, hasta la
avenida Guardia Civil
aproximadamente, e incluye a los sondajes: C-10, C-03, C-01, CR-02,
CR-03 y CR-04,
CR-05 Y CR-06. Este perfil recorre gran parte del distrito de San
Isidro, (exceptuando la
zona de los acantilados) y representa muy bien las características
geotécnicas
predominantes en él
El perfil muestra un estrato superficial conformado por relleno y/o
tierra de cultivo, cuyo
espesor que varía entre 0.00 y 0.150 m; debajo de estos materiales
se encuentran
depósitos potentes de grava aluvial con boloneria inmersa en una
matriz arenosa (GP y
GW), de compacidad densa a muy densa.
5.2. Perfil de Suelos - Sección B-B':
Sección que muestra el corte transversal, que va en dirección
N16ºE, desde la costa
verde hasta la calle Guillermo Marconi aproximadamente, e incluye a
los sondajes: CT-
04, C-06, C-08, CR-15, CR-11 y CR-07, CR-02 y CR-01.
El perfil muestra un estrato conformado por relleno antrópico no
controlado de más de 3.0
m de espesor en la zona del Circuito de Playas (CT-04), al pie del
acantilado. En la parte
superior del talud y en un sector próximo, se tienen estratos de
limos y/o arcillas (ML, CL,
SM, CL-ML y SC-SM) de consistencia media, estos materiales alcanzan
los 2.0 m de
profundidad; subyaciendo a todos estos materiales se encuentran
depósitos potentes de
grava aluvial con boloneria inmersa en una matriz arenosa (GP y
GP-GM), de
compacidad densa a muy densa.
6. AGRESIÓN AL CONCRETO DE LA CIMENTACIÓN
La agresión química ocasionada por el suelo, bajo el cual se
cimienta una estructura, es
causada por la cantidad de cloruros, sulfatos y el valor del
potencial de hidrogeno (PH)
presentes en él. Las sales solubles también juegan un papel
importante, debido a que,
podrían causar pérdida de resistencia mecánica por problemas de
lixiviación.
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Se debe precisar que, la acción química del suelo sobre la
cimentación sólo ocurre por
influencia del agua subterránea, quién es la que disuelve los
compuestos mencionados, y
estos, a su vez, reaccionan con el concreto y acero de refuerzo. Es
decir, el deterioro de
la cimentación, bajo esas condiciones, ocurre bajo el nivel
freático, zona de ascensión
capilar o presencia de aguas de infiltración originadas por agentes
externos como: la
rotura de tubería, lluvias extraordinarias, inundaciones,
etc.
La información expuesta en la Tabla C-6 corresponde a los límites
de concentración
recomendados por parte del ACI para el caso de los sulfatos y
cloruros, y a la experiencia
existente en el caso de las sales solubles.
Como se mencionó, se realizaron ensayos químicos a 06 muestras de
suelo, el criterio de
elección de estas muestras fue tratar de cubrir, de forma
representativa, la totalidad del
área de estudio. Los resultados de estos ensayos se presentan en la
Tabla C-5.
Los resultados de los ensayos de laboratorio muestran que los
puntos estudiados
presentan una concentración de sulfatos que varía entre 463 y 2206
ppm, lo que indica
que la acción química sobre el concreto de cimentación variará de
leve a severa. Así, en
las inmediaciones de las calicatas C-04, C-05, C-12 y CT-07, se
presentará una acción
química leve; en las inmediaciones de la calicata C-06, se
presentará una acción química
moderada; y en las inmediaciones de la calicata C-09, la acción
química será severa.
La concentración de cloruros en todas las muestras ensayadas está
por debajo del valor
referencial de 6000 ppm, teniendo como mayor valor una
concentración de 84 ppm
(Calicata C-05). Esto indica que la concentración de cloruros
presente en el suelo no es
perjudicial para los elementos de refuerzo de la cimentación.
La concentración de sales soluble totales presente en las muestras
de suelo se
encuentran por debajo del valor referencial de 15000 ppm, teniendo
como mayor valor
una concentración de 2354 ppm (Calicata C-01). Estos resultados
proporcionan una
condición segura respecto a la pérdida de resistencia mecánica por
problemas de
lixiviación.
Finalmente, se evidenció que los valores de PH obtenidos varían
entre 7.26 a 8.16.
Considerando que la Norma E.050 de Suelos y Cimentaciones (2018)
indica que por
debajo de un valor de PH de 4, se debe proponer medidas de
protección adecuadas
contra el ataque ácido, en las inmediaciones de los puntos
estudiados no es necesario
proponer medidas de protección especiales ante esta
condición.
Debido a la dispersión de los resultados obtenidos (en relación a
la concentración de
sulfatos) y la ubicación de las calicatas, no se puede recomendar
el uso de un
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determinado tipo de cemento para la cimentación de algún sector en
particular. En ese
sentido, se recomienda efectuar estudios específicos y, usar
Cemento Portland Tipo I en
los lugares donde el ataque químico sea leve; Cemento Portland Tipo
II en los lugares
donde el ataque químico sea moderado; y Cemento Portland Tipo V en
los lugares donde
el ataque químico sea severo.
7. ESTABILIDAD DE TALUDES
Se ha realizado el análisis de estabilidad de los taludes de la
Costa Verde ubicado en el
distrito de San Isidro. Para tal fin, se ha revisado
investigaciones ejecutadas con
anterioridad en la zona de estudio (Cañari, M., 2001 y Pacheco, A.,
2006). El análisis de
estabilidad ha sido realizado considerando condiciones estáticas y
pseudo-estáticas. El
método de análisis usado fue el propuesto por Spencer (Equilibrio
Limite) y la forma de la
falla considerada ha sido del tipo circular.
Producto de los trabajos de exploración de campo y tomando como
referencia las
fotografías aéreas antiguas de la zona de estudio, tres secciones
fueron seleccionadas
para realizar el análisis de estabilidad, dos de ellas representan
sectores en donde se ha
evidenciado la existencia de material natural poco alterado,
mientras que la otra,
representa una zona critica en donde se ha evidenciado la
existencia de abundante
material de relleno antrópico no controlado, el cual ha sido
depositado sobre el material
natural.
La topografía de las secciones analizadas ha sido obtenida mediante
un levantamiento
fotogramétrico y los parámetros de resistencia mecánica del suelo
fueron obtenidos a
través de un ensayo de Corte Directo a Gran Escala. A continuación,
se detallan las
actividades realizadas para estimar la estabilidad de los taludes
del distrito.
7.1. Estudios Recopilados
7.1.1 Análisis de la Estabilidad de Taludes de la Costa Verde
(Cañari, M., 2001)
Cañari, M. (2001) analizó el comportamiento estático y
pseudo-estático de los
Acantilados de la Ciudad de Lima, su trabajo comprendió los
distritos de San Miguel,
Magdalena del Mar, San Isidro y Miraflores. Para esto, realizó una
serie de ensayos para
determinar los parámetros de resistencia cortante – ángulo de
fricción y cohesión – de
estos taludes compuestos por una estratigrafía irregular de una
grava mal gradada,
intercalados con lentes de suelos arenosos y limosos. Los
parámetros de resistencia de
la grava mal gradada se determinaron con el ensayo de Corte Directo
In-Situ, mientras
que los lentes de suelos arenosos y limosos se determinaron con
ensayos de laboratorio.
La Tabla 1 presenta un resumen de los resultados obtenidos.
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Cañari, M. (2001) indicó que un 44% de los taludes ubicados entre
la Bajada de los
Baños de Marbella y la Av. Federico Villarreal, presentan un Riesgo
Medio en
condiciones pseudo-estáticas. En aquel estudio, se define como
‘Riesgo Medio’ a los
taludes que representan un peligro moderado para la carretera o las
edificaciones que se
encuentran al borde superior o al pie del talud.
Tabla 1. Parámetros de resistencia de los materiales de suelo que
conforman los
Acantilados de la Ciudad de Lima.
Parámetros de
Cohesión (Kpa) 55 90
Fuente: Cañari, M., 2001.
7.1.2 Estabilización del Talud de la Costa Verde, distrito de San
Isidro (Pacheco, A.,
2006)
En este trabajo de investigación se evaluó la estabilidad de los
acantilados en un tramo
de 931.16 m, comprendido entre el Parque de la Benemérita Guardia
Civil (Ex Pera del
Amor) y el Mercado Municipal de San Isidro. El análisis de
estabilidad se realizó bajo
condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Uno de los objetivos
principales de la
investigación fue estimar indirectamente la cohesión y el ángulo de
fricción de la grava y
del relleno antrópico que conforman los taludes del distrito de San
Isidro a través un
análisis inverso (back análisis). Los parámetros de resistencia de
la grava se estimaron
considerando que el talud natural se mantuvo en pie luego del sismo
de 1966, mientras
que, los parámetros de resistencia del relleno antrópico, se
estimaron considerando que
el talud compuesto (en parte) por estos materiales no presentó
fallas importantes luego
del sismo de 1974. La Tabla 2 presenta un resumen de los resultados
obtenidos por
medio del análisis inverso.
Tabla 2. Parámetros de mecánicos de la grava y del relleno
antrópico que conforman los
taludes del distrito de San Isidro.
Parámetros de
Cohesión (Kpa) 58.8 0
Fuente: Pacheco, A., 2006.
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7.2. Estudios Ejecutados
7.2.1 Ensayo de Densidad de Campo por Remplazo de Agua
Considerando que el suelo natural que conforma el acantilado del
distrito de San Isidro
está conformado predominantemente por grava mal gradada con
presencia de partículas
de tamaños mayores a 3’’, se efectuó un ensayo de Densidad de Campo
por el Método
del Reemplazo de Agua (ASTM D5030), con la finalidad de estimar de
forma
representativa la densidad de este material. El ensayo de densidad
de se realizó dentro
de la Calicata C-14 (contigua al Mercado Municipal), a una
profundidad de 2.5 m y con un
anillo de 1.20 m de diámetro, Figura 02. La densidad de la grava
estimada mediante este
ensayo fue de 22.6 KN/m 3 .
Figura 02. Ensayo de Densidad de Campo por Reemplazo de Agua en la
Calicata C-14.
7.2.2 Ensayo de Corte Directo a Gran Escala
Se efectuó un ensayo de Corte Directo a Gran Escala sobre la
muestra obtenida en la
Calicata C-14. Este ensayo fue realizado en el Laboratorio
Geotécnico del CISMID, el
cual cuenta con una caja de corte de 60x60x60 cm, la cual permite
ensayar materiales de
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hasta 10 cm de diámetro (Figura 2). Las presiones de confinamiento
usadas para este
ensayo fueron de 0.5, 1.0 y 2.0 kg/cm 2 . Los resultados indican
que el material ensayado
presenta un ángulo de fricción de 43° y una cohesión de 24.5 Kpa.
El Anexo C-05,
muestra el certificado de laboratorio de este ensayo.
Producto de los trabajos de exploración de campo y tomando como
referencia las
fotografías aéreas antiguas de la zona de estudio, tres secciones
fueron seleccionadas
para realizar el análisis de estabilidad, dos de ellas representan
sectores en donde se ha
evidenciado la existencia de material natural poco alterado,
mientras que la otra,
representa una zona critica en donde se ha evidenciado la
existencia de abundante
material de relleno antrópico no controlado, el cual ha sido
depositado sobre el material
natural.
Figura 03. Ensayo de Corte Directo a Gran Escala.
Como se puede observar, los resultados obtenidos mediante este
ensayo son
concordantes con los reportados por los estudios recopilados.
7.3. Secciones de Análisis
En el presente estudio, se ha visto por conveniente analizar tres
secciones transversales
(A-A’, B-B’ y C-C’), las cuales han sido seleccionadas en función
de los trabajos de
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campo y de fotografías áreas antiguas existentes de la zona de
estudio. La ubicación
espacial de las tres secciones analizadas se presenta en el Anexo
C-06.
La Figura 04 muestra una fotografía área que data del año 1943. Al
compararla con la
configuración actual del acantilado se observa que el talud y la
plataforma superior e
inferior han sido alterados con material de relleno. Producto de
esta interpretación se
propone las secciones A-A’ y B-B’ como representativas de las zonas
con un menor
grado de alteración; es decir, con presencia de menor volumen de
relleno. La sección C-
C’ por su parte, representa una condición crítica del acantilado
del distrito de San Isidro,
debido a que como puede observarse, esta zona se ha visto
fuertemente afectada por
una gran cantidad de material de relleno depositado.
Figura 04. Superposición de las secciones analizadas sobre
fotografía antigua.
7.4. Levantamiento Fotogramétrico
Para conocer la configuración actual de las secciones de análisis
establecidas en el ítem
anterior, se realizó un levantamiento fotogramétrico de los
acantilados de la zona de
estudio. A continuación, se da un mayor detalle de este
trabajo.
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7.4.1 Equipos Utilizados
La Tabla 03 muestra el equipamiento utilizado por el equipo técnico
de Geomática para
realizar los diversos trabajos durante el levantamiento
fotogramétrico e instalación de
puntos de fotocontrol. Estos equipos también pueden apreciarse en
la Figura 05.
Tabla 3. Relación de equipos utilizados para el trabajo de
campo
EQUIPOS MARCA
IPad MP1J2CL/A Apple
campo Toshiba
Trípode - -
Figura 05. Equipos utilizados durante el levantamiento
fotogramétrico a) Sistema de aeronave
pilotada a distancia y b) Receptor Satelital Geodésico
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El equipo utilizado para la adquisición de imágenes se denomina
Sistema de Aeronave
Pilotada a Distancia (RPAS, por sus siglas en inglés), el cual es
un vehículo aéreo no
tripulado (comúnmente llamado drone). Para el presente estudio se
utilizó un RPAS
multirrotor de tipo cuadricóptero (cuatro rotores) de marca DJI,
modelo Phantom 4 el cual
posee una cámara fotográfica de 12.4 MP y un control remoto con
soporte para
dispositivo móvil, también se contó con un juego de 6 baterías para
el RPAS y un IPad de
9.7” para la elaboración de los planes de vuelo mediante una
aplicación compatible con la
aeronave.
Asimismo, se utilizó un receptor geodésico o receptor GNSS (Sistema
De Navegación
Por Satélite Global) de doble frecuencia marca NOVATEL, modelo
ProPak-V3 y una
antena GNSS marca NOVATEL, modelo GPS-702-GG, para posicionar
puntos de apoyo
geodésicos no monumentados (puntos de fotocontrol) sobre la
superficie del área de
estudio, permitiendo determinar sus coordenadas geográficas y
elevación como resultado
de la recepción de señales provenientes de constelaciones de
satélites artificiales (GPS y
GLONASS).
7.4.2 Instalación y Adquisición de Puntos de Fotocontrol
Una de las actividades a realizar es la instalación de puntos de
fotocontrol, que consiste
en ubicar y demarcar puntos reconocibles en el terreno de manera
que cubran el área de
estudio y que puedan ser identificados desde la altura de vuelo del
RPAS. Los puntos de
fotocontrol se utilizan para mejorar la precisión de las
coordenadas de las fotografías
tomadas por el RPAS y de los modelos generados por las mismas. La
posición
planimétrica y altimétrica de cada uno de los puntos de fotocontrol
propuestos fueron
determinados mediante el uso de los siguientes equipos:
Receptor geodésico, marca Novatel, modelo ProPak-V3.
Antena GNSS marca Novatel, modelo GPS-702-GG.
En la Figura 06-a, se puede observar el equipo utilizado en campo
para el
establecimiento de los puntos de fotocontrol, que posteriormente
serán utilizados para la
georreferenciación de los datos obtenidos en campo por las
diferentes especialidades.
En la Figura 06-b se observa uno puntos seleccionados (esquina de
concreto de una
vereda) que se empleó para marcar la posición de los puntos de
fotocontrol. Estas
marcas de posición deben ser de un tamaño adecuado para poder ser
observados desde
el vehículo aéreo.
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a) b)
Figura 06. a) Vista en tierra de la instalación de uno de los
puntos de fotocontrol. b) Vista en
planta de este punto de fotocontrol tomada desde la aeronave
pilotada a distancia.
Para este proyecto se utilizaron 4 puntos de fotocontrol
distribuidos cerca al perímetro de
la zona de estudio, como se muestra en la Figura 07 y Figura 08,
los cuales fueron
denominados PF01, PF02, PF03 y PF04. Para su colocación se utilizó
un levantamiento
geodésico estático relativo (método rover base) ubicando el
receptor rover en la zona de
estudio (tableros de los puntos de fotocontrol) y la base es una
estación de rastreo
permanente del Instituto Geográfico Nacional (IGN) ubicada en el
distrito de Surquillo
consiguiendo con esto que los puntos de fotocontrol estén referidos
a la Red Geodésica
Geocéntrica Nacional (REGGEN), al Marco Internacional de Referencia
Terrestre 2000
(ITRF2000) y al sistema de referencia GRS80/WGS84.
Para el post procesamiento se usó un programa geodésico de
correcciones donde se
ingresó las efemérides corregidas rápidas obteniendo un nivel de
precisión no mayor a
10.00 mm en las coordenadas calculadas. Las coordenadas
planimétricas (Este y Norte)
han sido determinadas en el sistema de coordenadas Universal
Transversal de Mercator
(UTM), zona 18 Sur y datum WGS84 mientras que la elevación se ha
calculado sobre el
modelo geoidal EGM2008. Estas coordenadas se aprecian en la Tabla
4.
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Tabla 4. Coordenadas de los Puntos de Fotocontrol
PUNTO DE
ELEVACIÓN
(EGM2008)
PF01 276061.681 8660693.364 65.930
PF02 275899.576 8661050.148 65.013
PF03 275811.267 8660706.077 9.280
PF04 276252.633 8660369.344 19.168
Figura 07. Ubicación en planta de los puntos de fotocontrol
levantados.
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Figura 08. Receptor geodésico instalado en cada uno de los puntos
de fotocontrol.
7.4.3 Adquisición de Imágenes Aéreas
La adquisición de datos aéreos se realizó mediante un Sistema de
Aeronave Pilotada a
Distancia (RPAS, por sus siglas en inglés).
En primer lugar, se desarrollan los planes de vuelo necesarios para
cubrir toda el área de
estudio, los cuales vienen a ser las trayectorias por las cuales se
desplazará la aeronave.
PF01
PF02
PF03
PF04
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Una vez que esta ha despegado, debido a que posee un sistema de
navegación por
satélite se trasladará a las diversas posiciones donde se ha
calculado que capturará las
imágenes aéreas, en función a las líneas de vuelo, altura de vuelo
y solapamiento de
fotos (características que han sido configuradas en el plan de
vuelo). Posteriormente se
procesan estas imágenes, generando un modelo digital del terreno y
una ortofoto
actualizada de la zona en estudio correctamente georreferenciadas
gracias a los puntos
de fotocontrol terrestre determinados.
La elaboración de los planes de vuelo se ha llevado a cabo con la
aplicación MapPilot en
su versión para el sistema operativo iOS. En la Figura 09 se puede
apreciar el plan de
vuelo programado para que la unidad pueda cubrir toda el área de
estudio; los puntos de
fotocontrol en tierra deben de estar contenidos en el área de vuelo
para que sean usados
en la corrección de los diferentes modelos a generar. En la Tabla 3
se aprecia algunos
parámetros del plan de vuelo como la cantidad de imágenes que se
tomaron, la altura de
vuelo, la resolución de las fotografías, el área cubierta, entre
otros.
Figura 09. Plan de vuelo programado para la zona de estudio,
realizada con la aplicación móvil
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Tabla 5: Se muestran las propiedades del plan de vuelo y el detalle
de los parámetros
más importantes que lo caracterizan.
CARACTERÍSTICA CANTIDAD
2 Velocidad de vuelo promedio 9 m/s
3 Duración de vuelo aproximada 30min
4 Total de imágenes 488
5 Altura de vuelo programada 120 m
6 Resolución mínima obtenida 5.00 cm/pixel
Los traslapes longitudinales como también los traslapes
transversales en las tomas
aéreas fueron ajustados al 80% en ambos casos (ver Figura 10). De
esta forma se
obtiene un mejor detalle en el procesamiento y se evita el
sobrevuelo en caso de que
falte alguna imagen en algún tramo del plan de vuelo.
Figura 10. Diagrama de plan de vuelo y la distribución de las
imágenes para un traslape de 80%
transversal y longitudinal. (Fuente manual Pix4D)
En la Figura 10 se puede observar la posición (en color verde) de
cada fotografía tomada
por el RPAS y el área de interés analizada para la obtención de la
topografía y la ortofoto.
Los puntos azules son la posición corregida de las imágenes,
mientras que los puntos
rojos corresponden a imágenes capturadas que no fueron tomadas en
cuenta para el
análisis del presente estudio.
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Por otro lado, el diagrama de la Figura 11 se muestra cual es la
cantidad de fotos que se
han logrado traslapar entre sí. Como era de esperarse, generalmente
los bordes de la
zona de vuelo son las que aparecen de un color naranja o rojo lo
que indica que se han
traslapado 2 o no existe traslape entre las fotografías de esa
parte, respectivamente.
Figura 10: Ubicación en planta de las
fotografías tomadas por el RPAS,
perteneciente a la zona de estudio.
Figura 11: Diagrama de traslape entre las
fotografías obtenidas de la zona de estudio
En la Figura 12 se puede apreciar las fotografías georreferenciadas
tomadas por el
RPAS.
7.4.3 Procesamiento Fotogramétrico
Una vez revisadas y corregidas (de ser necesario) las fotografías
aéreas, se procede a
obtener la nube de puntos mediante técnicas de restitución
fotogramétrica y
aerotriangulación utilizando para esta labor un software de
procesamiento fotogramétrico,
en esta etapa se integran los puntos de fotocontrol al proceso para
mejorar la precisiones
de las coordenadas , posteriormente se calcula una nube densa de
puntos y se obtiene el
ortomosaico (también llamado ortofoto), mostrados en la Figura 12 y
Figura 13
respectivamente, que incluye la zona de los acantilados del
distrito de San Isidro y áreas
aledañas.
A partir de las imágenes de los RPAS no solo se obtiene el
ortomosaico sino también,
como se aprecia en la Figura 12, el modelo digital de superficie
(DSM, por sus siglas en
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inglés) que viene a ser la representación de las elevaciones de
cada punto de la
superficie levantada, incluyendo al mismo terreno, edificaciones,
árboles, entre otros
elementos. Además, mediante un proceso de filtrado y post
procesamiento del DSM con
ayuda de un Sistema de Información Geográfica (SIG) se obtuvieron
curvas del nivel del
terreno separadas cada 1 m (Ver Figura 14).
La ortofoto generada a partir de la utilización del RPAS, tiene una
resolución de 5.00
cm/pixel y brinda un mayor detalle de todo el contenido actual de
la zona de estudio a
comparación de una imagen satelital.
Figura 12. Visualización tridimensional en software de
procesamiento fotogramétrico del
alineamiento de fotografías tomadas por el RPAS y la nube de puntos
generada
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Figura 13: Ortomosaico del área de estudio
Figura 13: Modelo digital de superficie del área de estudio.
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Figura 15: Curvas de nivel cada 1m del área de estudio.
En base a todo lo mencionado se ha podido obtener el relieve de las
secciones de
análisis. La Figura 15 (a) muestra el ortomosaico donde se ubica la
sección C-C',
mientras que la Figura 15 (b) presenta las condiciones actuales de
dicha sección.
Figura 15. Ubicación de la sección analizada C-C’ en la
configuración actual del terreno
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7.5. Metodología de Cálculo
Para el análisis de estabilidad de los taludes de la costa verde
correspondientes al distrito
de San Isidro, se tomaron en cuenta los siguientes factores:
geometría de los taludes,
parámetros mecánicos, coeficiente sísmico, entre otros. Con
relación a la geometría se
debe indicar que el análisis en cada sección se aplica al conjunto
formado por el
material de relleno y el material natural existente, esta geometría
ha sido estimada en
función a la interpretación realizada de la fotografías aéreas y
los sondajes ejecutados, la
cual representa una aproximación a la geometría real que debe
utilizarse para estos fines
y cuya información se debe obtener con mediciones topográficas,
geofísicas y estudios
geológicos de detalle; de manera que los resultados de este estudio
deben ser
considerados preliminares y no definitivos. A continuación, se
describe el método
empleado en el presente análisis.
7.5.1 Método del Equilibrio Límite
Este método se basa en la evaluación de resistencia al
deslizamiento de un talud,
tomando en cuenta ciertas hipótesis en relación al mecanismo de
falla, condiciones de
equilibrio, nivel freático, resistencia cortante, etc. En el método
de equilibrio límite se dice
que una superficie de falla presenta un factor de seguridad igual a
1.0, cuando las fuerzas
actuantes y resistentes son iguales a lo largo de dicha superficie;
sin embargo, existen
valores de factores de seguridad mínimos para considerar que un
talud es estable, los
cuales varían según las condiciones de análisis.
El método de Equilibrio Límite contempla el análisis de cargas
dinámicas monotónicas,
mediante la evaluación en condiciones pseudo-estáticas, que
consiste en adicionar una
fuerza horizontal equivalente al peso de la masa a deslizarse
multiplicando por un
coeficiente sísmico lateral. Esta metodología tiene limitaciones
debido a que las
estructuras de tierra y taludes se comportan como cuerpos
deformables y su respuesta a
la excitación sísmica depende de los materiales, la estructura, la
geometría, la naturaleza
del movimiento, etc., como se evidenció en ensayos a escala natural
y en las
observaciones de la respuesta sísmica durante eventos sísmicos
pasados. Otro
inconveniente es que las fuerzas de inercia horizontales no actúan
permanentemente en
una dirección, por el contrario, fluctúan tanto en magnitud como en
dirección. En
consecuencia, si el factor de seguridad obtenido del análisis de
estabilidad toma valores
menores que la unidad, este no será evidencia necesaria de que el
talud sufrirá una
súbita inestabilidad, por otra parte, puede representar que dicho
talud simplemente sufra
algunas deformaciones de tipo permanente.
Como hipótesis del análisis se consideran que las propiedades de
los materiales que
conforman las diferentes estructuras analizadas, son homogéneas e
isotrópicas y que el
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colapso se produciría como resultado de fallas simultáneas a lo
largo de la superficie de
deslizamiento.
El programa SLIDE v6.005 utilizado en el presente estudio, emplea
el método de
Equilibrio Límite para calcular el factor de seguridad en taludes
de tierra y roca. Este
programa tiene la capacidad de modelar diferentes tipos de suelo
con estratigrafía
variable, geometría de las superficies de fallas complejas y las
condiciones variables de
la presión de poros, utilizando una gran selección de modelos del
suelo. Los análisis
pueden realizarse con parámetros determinísticos o
probabilísticos.
7.5.2 Criterios de Diseño
La Norma E.050 Suelos y Cimentaciones (2018) establece factores de
seguridad
mínimos del talud, en consideraciones estáticas debe ser 1.5 y en
condiciones pseudo-
estáticas 1.25. En el presente estudio, estos factores de seguridad
han servido como
criterios de diseño para la evaluación del comportamiento estático
y pseudo-estático de
los acantilados del distrito de San Isidro.
7.5.3 Coeficiente Sísmico
La selección del movimiento sísmico depende del tipo de obra. Para
este estudio, se ha
considerado un periodo de retorno de 475 años para el sismo de
diseño que corresponde
a estructuras con vida útil de 50 años y un nivel de excedencia del
valor de aceleración
propuesto de 10%, resultando que la aceleración máxima pico
instrumental esperada
para el área de estudio es de 0.48g. Este valor ha sido obtenido
del Apéndice B:
Evaluación del Peligro Sísmico en el Distrito de San Isidro,
desarrollado en el Estudio de
Microzonificación Sísmica del distrito de San Isidro.
La literatura indica que el coeficiente sísmico, parámetro a ser
considerado en el análisis
de estabilidad de taludes en condiciones pseudo-estáticas, se toma
como un porcentaje
de la aceleración máxima pico instrumental, aproximadamente entre a
de este
valor. En este estudio, el análisis pseudo-estático de estabilidad
de los acantilados de
San Isidro se ha considerado un coeficiente sísmico de de la
aceleración máxima,
resultando 0.24 g.
7.5.4 Condiciones de Análisis
Se tomaron en cuenta las siguientes condiciones para el análisis de
estabilidad de los
taludes:
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Se considera que las propiedades de los materiales que conforman el
perfil del
talud son homogéneas e isotrópicas y que el colapso se produciría
como
resultado de fallas simultáneas a lo largo de la superficie de
deslizamiento.
Se considera tipo de fallas de superficie circular, como mecanismos
de falla del
talud investigado. El método de análisis de falla circular adoptado
es el de
Spencer. Este método se encuentra implementando en el programa de
cómputo
utilizado.
Los resultados del análisis se presentan en términos de superficies
de falla. La
superficie crítica de deslizamiento es aquella que proporciona el
menor factor de
seguridad.
El análisis es aproximado a un estado de deformación plana, esto
representa un
análisis bidimensional. Para el caso analizado, las condiciones
in-situ de los
taludes conformados por material natural, reflejan aproximadamente
este estado.
Se ha tratado de asumir las condiciones reales de campo, es decir,
se incluyen el
efecto gravitatorio de los diferentes materiales y el efecto
dinámico de los sismos.
No se consideran ni el efecto del tiempo, ni la meteorización de
los materiales.
7.5.5 Análisis de Equilibrio Límite
Los taludes han sido evaluados bajo condiciones estáticas y
pseudo-estáticas. En el
análisis pseudo-estático, se ha utilizado un coeficiente sísmico de
0.24g y se ha asumido
superficies de falla circular en el análisis. Las propiedades
mecánicas de los materiales
incluidos en los modelos del suelo se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6. Parámetros mecánicos de los materiales que conforman los
taludes del distrito.
Parámetros de
Cohesión (Kpa) 24.5 10
*Valores Estimados
La Figura 16 (a) y (b) muestra los resultados de la sección de
análisis A-A’, bajo
condiciones estáticas y pseudo-estáticas respectivamente. En
condiciones estáticas el
talud presenta un factor de seguridad de 1.85, el cual es mayor al
mínimo establecido por
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la norma E.050. Por su parte, bajo condiciones pseudo-estáticas, el
talud presenta un
factor de seguridad de 1.22, siendo este valor menor al establecido
por la norma, es
decir, se podría presentar fallas en el talud ante un eventual
movimiento sísmico.
Adicionalmente en la Figura 16 (b), se muestran las posibles
superficies de falla que
presentan un factor de seguridad menor a 1.25.
Figura 16. Análisis estático y pseudo-estático de la sección
A-A’.
De la misma forma, la Figura 17 (a) y (b) muestra los resultados de
la sección de análisis
B-B’, bajo condiciones estáticas y pseudo-estáticas
respectivamente. En condiciones
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estáticas el talud presenta un factor de seguridad de 1.63, el cual
es mayor al mínimo
establecido. Por su parte, bajo condiciones pseudo-estáticas, el
talud presenta un factor
de seguridad de 1.09, siendo este valor menor al establecido por la
norma E.050.
De lo mencionado se puede observar que las zonas con un menor grado
de alteración
(secciones A-A’ y B-B’) comparten ciertas características, es
decir, presentan factores de
seguridad estáticos mayores 1.5, mientras que, sus factores de
seguridad pesudo-
estáticos son mayores que 1, pero menores a 1.25.
Figura 17. Análisis estático y pseudo-estático de la sección
B-B’.
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Figura 18. Análisis estático y pseudo-estático de la sección
C-C’.
La Figura 18 (a) y (b) muestra los resultados del análisis estático
y pseudo-estático de la
sección crítica (C-C’), definida así por la gran cantidad de
material de relleno depositado
sobre el talud natural en esta zona, el análisis se ha realizado
considerando parámetros
conservadores para el material de relleno heterogéneo.
En condiciones estáticas, este talud presenta un factor de
seguridad de 1.0, valor que es
considerablemente menor que el establecido por la norma. Bajo
condiciones pseudo
estáticas, la estabilidad se ve aún más afectada, debido a que el
factor de seguridad
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obtenido fue de 0.67, siendo este valor aproximadamente la mitad
del requerido por la
norma. La Figura 18 (a), también muestra los posibles círculos de
falla con factores de
seguridad menores a 1.5, mientras que, la Figura 18 (b) muestra los
posibles cirulos de
falla con factores de seguridad menores a 1.25, por lo que toda la
zona involucrada
presenta una condición crítica y se considera inestable según la
Norma E-050.
Un resumen de los resultados obtenidos se presenta en la Tabla
8.
Tabla 8: Resumen de los resultados obtenidos de los Factores de
Seguridad
Sección Análisis Estático Análisis Pseudo-Estático
FS calculado Fs mínimo Resultado FS calculado Fs mínimo
Resultado
A-A' 1.85
C-C' 1.00 no cumple 0.67 no cumple
8. MICROZONIFICACION GEOTÉCNICA
Tomando como referencia la zonificación realizada de los tipos de
suelos existentes en el
área de estudio, se procedió a agruparlos según sus características
geotécnicas. El
propósito de esta agrupación ha sido definir el Mapa de
Microzonificación Geotécnica, el
cual permite identificar zonas favorables y desfavorables para la
cimentación de
edificaciones convencionales. Los resultados obtenidos del análisis
de estabilidad de
taludes también se incluyen en el mencionado mapa.
El criterio de diseño de una cimentación considera que esta debe
ser diseñada con el fin
de no sobre esforzar el suelo, es decir, que las cargas
transmitidas a través de la
cimentación no deben ocasionar fallas por corte ni asentamientos
excesivos.
En el presente estudio, la capacidad de carga admisible fue
estimada considerando la
cimentación de una edificación convencional, la cual está
conformada por cimientos
corridos de 0.60 m de ancho y profundidad de cimentación mínima de
0.80 m. Se usó la
teoría de capacidad de carga propuesta por Terzaghi (1943) y la
ecuación general de
Meyerhof (1963). En el cálculo de la capacidad de carga admisible
se ha considerado un
factor de seguridad de 3.0 cumpliendo así con lo requerido por la
Norma E.050.
La norma E.050 (2018) indica que no se debe cimentar sobre: turba,
suelo orgánico,
tierra vegetal, relleno de desmonte o rellenos sanitario o
industrial, ni rellenos no
controlados. Estos materiales no permitidos tienen que ser
removidos en la totalidad del
terreno, antes de ejecutar cualquier tipo de obra.
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En base a los resultados obtenidos, en el área de estudio se han
identificado tres zonas
geotécnicas denominadas Zona I, Zona IV y Zona V. El Mapa C-4
presenta la
microzonificación geotécnica propuesta para el distrito de San
Isidro. A continuación, se
describe las características correspondientes de la Zona I.
8.1. Zona I
Los suelos de esta zona tienen un origen aluvial y están
conformados por depósitos
potentes de gravas con bolonerías aisladas de tamaño máximo de 9’’
inmersas en una
matriz arenosa, la clasificación predominante de este tipo de suelo
es GP, presentan una
compacidad densa a muy densa y una humedad baja.
Los resultados de laboratorio y estudios recopilados indican que
estos suelos tienen
valores promedios de 0.49 kg/cm 2 de cohesión y 41.8° de ángulo de
fricción. Lo cual es
concordante con el rango de valores reportados para las gravas
típicas de Lima (ej.
Sánchez et al. 2016).
Las características anteriormente mencionadas hacen que este tipo
de suelos presenten
características muy favorables para soportar cimentaciones de
edificaciones
convencionales, presentando una capacidad de carga admisible mayor
a 4.00 Kg/cm 2 si
se cimienta sobre la grava.
Como se mencionó, debido a la dispersión de los resultados, no se
puede recomendar el
uso de un tipo de cemento en particular para resistir el ataque de
los agentes químicos
presentes en el suelo en esta zona.
8.2. Zona IV
Zona de influencia de los acantilados de pendiente moderada a
fuerte, cuya estabilidad
posiblemente se encuentre afectada por un evento sísmico de gran
magnitud.
Los resultados de la exploración de campo efectuados en esta zona y
las fotografías
antiguas existentes, indican que en esta zona se presenta tanto
material natural
(depósitos de grava de origen aluvial) como material de relleno
antrópico no controlado.
Debido a las condiciones anteriormente mencionadas, se recomienda
no cimentar
viviendas y otro tipo de estructuras similares en esta zona, hasta
que un estudio técnico y
detallado determine lo contrario.
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8.3. Zona V
Esta zona está conformada por rellenos antrópicos que se encuentran
fuera del área de
influencia de los taludes inestables. Dada la heterogeneidad de
este tipo de materiales,
es sumamente complicado predecir su comportamiento mecánico y
dinámico, por esta
razón, y siguiendo las recomendaciones de la Norma E050 (2018) de
debe restringir todo
tipo de construcción en esta zona hasta no haber removido en su
totalidad el material de
relleno.
Para el presente estudio se recopiló información de estudios
geotécnicos existentes, los
cuales fueron complementados con trabajos de exploración de campo y
ensayos de
laboratorio. Con esta información se elaboraron los perfiles
estratigráficos
representativos, los mapas de Tipos de Suelos, el análisis de
estabilidad de taludes y el
mapa de Microzonificación Geotécnica. De los resultados obtenidos
en este trabajo, se
puede concluir lo siguiente:
Los suelos del área de estudio tienen un origen aluvial, cuya
estratigrafía en la
planicie queda representada por los siguientes materiales:
superficialmente se
tiene rellenos antrópicos no controlados en la zona suroeste
(acantilados),
mientras que en el resto del distrito existen estratos de arena o
limo y/o arcilla de
hasta 2.0 m de espesor. Subyaciendo a todos estos materiales se
encuentran
depósitos potentes de gravas con bolonerías inmersas en una matriz
arenosa, de
compacidad densa a muy densa y con un contenido de humedad
bajo.
Las secciones A-A' y B-B' correspondiente a los acantilados de la
Costa Verde
cumplen con el factor de seguridad mínimo requerido para el
análisis estático,
pero no para el análisis pseudo-estático. La sección de análisis
C-C' no cumple
con el factor de seguridad mínimo requerido para el análisis
estático y pseudo-
estático.
De acuerdo a los valores de los factores de seguridad obtenidos en
el análisis de
las tres secciones A-A' y B-B' y C-C', se considera que el
Acantilado de la Costa
Verde del distrito de San Isidro es inestable ante la ocurrencia de
un sismo de
gran magnitud, en el Mapa C-4 de Microzonificación Geotécnica, el
área inestable
corresponde a la Zona IV.
El análisis de estabilidad correspondiente a los acantilados de la
Costa Verde
realizado en el presente estudio es de carácter general, debido a
que es
necesario ajustar la configuración de los modelos de las secciones
analizadas con
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datos más precisos que caractericen el volumen de material de
relleno existente y
su respectivo perfil topográfico, así como también considerar otras
secciones
adicionales para el análisis y con ello obtener una zona de
inestabilidad del
Acantilado más exacto.
El distrito de San Isidro es zonificado, según sus características
geotécnicas, en
tres zonas, denominadas Zona I, Zona IV y Zona V. La Zona I, de
características
geotécnicas muy favorables para cimentar viviendas convencionales,
está
conformada por depósitos potentes de gravas con bolonerías inmersas
en una
matriz arenosa, las cuales poseen una capacidad de carga admisible
mayor a
4.00 Kg/cm 2 . La Zona IV abarca el área de los Acantilados
inestables ante la
ocurrencia de un evento sísmico de gran magnitud. La Zona V por su
parte está
conformada por rellenos antrópicos no controlados. No se
identificaron materiales
de suelo que correspondan a Zona II y Zona III.
Los resultados indican que el ataque que podrían ocasionar los
cloruros, sales
solubles totales y el PH presentes en suelo, no son perjudiciales
para el concreto
y/o el acero de la cimentación. En cuanto al ataque de los sulfatos
debido a la
dispersión de los resultados, se recomienda efectuar estudios de
sitio específicos.
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Costa Verde (Tesis
de Pregrado), Universidad Nacional de Ingeniería, Perú.
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Barranco, Perú.
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en la zona de estudio ubicada en el distrito de San Miguel estudios
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- CISMID, 1992, Seminario Taller de Mecánica de Suelos y
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- CISMID, 2005, Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42
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D.F.
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Planeamiento Urbano para Mitigación de Desastres, Lima, Perú.
- CISMID, 1992, Seminario Taller de Mecánica de Suelos y
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Perú, Perú.
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“Caracterización
de suelos granulares gruesos. El caso de la Grava de Lima”. X
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de Ingeniería Geotécnica y 5a Jornadas Luso-Españolas de
Geotécnica. La
Coruña. España.