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NDICE
1.0 GENERALIDADES
1.1 Objeto del Estudio
1.2 Ubicacin del rea de estudio
1.3 Condicin climtica
2.0 INVESTIGACIONES EFECTUADAS
2.1 Geologa Geomorfologa
2.2 Trabajos de campo
2.2.1 Prospecciones
2.2.2 Muestreo disturbado
2.2.3 Registro de excavaciones
2.3 Ensayos de laboratorio
2.4 Trabajos de gabinete
3.0 DESCRIPCIN GEOTCNICA
4.0 CONSIDERACIONES DE CIMENTACIN
4.1 Clculo de la capacidad portante
4.2 Clculo del asentamiento inmediato
5.0 ANLISIS QUMICO
6.0 ASPECTOS SSMICOS
7.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIN Y PARMETROS
SSMICOS
8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ANEXOS:
ENSAYOS DE LABORATORIO
PERFIL ESTRATIGRAFICO
ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE
CIMENTACIN
PROYECTO:
CREACION DE UNA INFRAESTRUCTURA INTEGRAL PARA LA
CONCERTACION Y EL DESARROLLO DE ACTIVIDADES DE LA
LOCALIDAD DE HUACULLANI
DISTRIO DE HUACULLANI PROV. DE CHUCUITO DPTO. PUNO
1.0 GENERALIDADES:
1.0 Objeto del estudio.-
El presente informe tcnico tiene por objeto evaluar las caractersticas
fsico-mecnicas del terreno de fundacin, recomendar las dimensiones
de la zapata de cimentacin donde se cimentara la estructura proyectada;
as como tambin la determinacin en base a los resultados obtenidos,
alternativas de cimentacin que satisfagan las solicitaciones de las cargas
actuantes. Para este fin la empresa solicitante KUNTURUMI
CONTRATISTAS GENERALES S.A.C., ha efectuado los trabajos
exploratorios de campo y muestreo, para luego sobre las muestras
proporcionadas, efectuar los correspondientes ensayos de laboratorio y
trabajos de gabinete.
1.1 Ubicacin del rea de estudio.-
El proyecto est ubicado especficamente en la localidad de Huacullani,
distrito de Huacullani, provincia de Chucuito, departamento de Puno.
La zona de Estudio presenta una topografa de pendientes moderadas a
plana.
Vista panormica de la localidad de Huacullani
1.2 Condicin climtica.-
En general hay dos estaciones principales, las cuales son
modificadas por la topografa dando un "Clima Cordillerano" y un clima
"Altiplnico". El clima Altiplano tiene un clima frio entre Mayo y
Agosto. las temperaturas mximas se dan entre Octubre y Marzo,
coincidiendo con estos meses las mximas precipitaciones.
El clima de Puna Alta tiene un rgimen de estaciones similares al
altiplano, teniendo los meses mas fros entre Mayo y Setiembre, con
temperaturas que descienden hasta 10C bajo cero, aunque tambin se
registraron 22C bajo cero. Las precipitaciones maximas se dan entre
Setiembre y Marzo y entre Abril y Agosto se regisstra la menor
pluviosidad.
2.0 INVESTIGACIONES EFECTUADAS:
2.1 Geologa y Geomorfologa.-
Geolgicamente el rea corresponde a la Formacin Ananea, los
depsitos morrenicos se presentan en el rea del proyecto, y los materiales se
componen de suelos finos y en algunos lugares clastos sin ningn arreglo,
dispuestos en una matriz limo arcillosa-arenosa. El tamao promedio de
clastos varia de hasta los 15 cm. De tamao mximo y son de forma
subredondeada. En estos depsitos existen variaciones en la composicin
litolgica de los clastos, dependiendo de su lugar de origen, pudiendo ser clastos
de cuarcitas, pizarras, cuarzo de veta y algunos granitos. Estos depsitos
morrenicos se han depositado en varias etapas de glaciacin.
2.2 Trabajos de Campo
2.2.1 Prospecciones.-
Con la finalidad de determinar el perfil estratigrfico del rea en
estudio, se ejecuto 01 perforacin a cielo abierto (Calicata) en la
ubicacin de la estructura proyectada.
No se tom muestra inalterada del material predominante en la
zona, razn por el cual se determin el Peso Unitario Suelto del
material sobre el cual se estima se cimentar la estructura del
proyecto.
As mismo, no se detect el nivel del nivel fretico hasta la
profundidad prospectada.
AREA DE UBICACIN DE LA PROSPECCION
2.2.2 Muestreo disturbado.-
Se tomaron muestras de los diferentes estratos de suelos
encontrados, las que fueron identificadas y etiquetadas para su
posterior anlisis en el laboratorio. Adems, se extrajo una
muestra representativa de la prospeccin, a la profundidad de
2.0m, para el ensayo de corte directo U remoldado del material
que pasa la malla N 4 y para su respectivo anlisis qumico de
sales, cloruros y sulfatos., para analizar su agresividad al concreto
y acero. 2.2.3 Registro de excavaciones.-
Paralelamente a la toma de muestras se realiz el registro visual
de la prospeccin, anotndose las caractersticas de los tipos de
suelos encontrados, tales como espesor, humedad, compacidad,
forma, textura, dureza de los materiales ptreos, tamao mximo
de la bolonera encontrada, color, permeabilidad, etc.
2.3 Ensayos de laboratorio.- Se efectuaron los siguientes ensayos:
Anlisis Granulomtrico por Tamizado (ASTM C-136) Constantes Fsicas (ASTM D-4318)
Lmite Liquido Lmite Plstico ndice Plasticidad
Contenido de Humedad Natural (ASTM D-2216) Clasificacin de suelos
SUCS (ASTM D-2487) AASHTO (ASTM D-3282)
Corte directo (Ensayo U) (ASTM D-3080) Anlisis qumico para determinar el contenido de sulfatos(ASTM D-516)
y contenido de cloruros (ASTM D-512)
2.4 Trabajos de gabinete.-
Con los datos de la evaluacin superficial, informacin de la fase de
exploracin y resultados de los ensayos del laboratorio se procedi a la
elaboracin del presente informe.
3.0 DESCRIPCIN GEOTCNICA: La estratigrafa del rea donde se ubica el proyecto esta constituido
geolgicamente por depsitos aluviales (cuaternarios recientes), conformados
por materiales finos de naturaleza arcillosa, de color marron, de compacidad
media a compacto, plsticos y alto contenido de humedad.
No se apreci el nivel fretico hasta el nivel prospectado.
Vista de la prospeccin efectuada, donde se aprecia suelos finos de naturaleza
arcillosa, muy compactos, de mediana plasticidad y ligeramente hmedos.
CARACTERIZACION DE SUELOS
LOCALIDAD DE HUACULLANI SUELO NATURAL CALICATA C-01
MUESTRA M-1
PROF. (m) 0.00 - 2.00
HUM. NAT. (%) 9.7
% PIEDRA (RET. N4) -
% ARENA (PASA N4 y RET. N200) 2.5
% FINOS (PASA N200) 97.5
LMITE LQUIDO (%) 38.0
LMITE PLSTICO (%) 24.2
NDICE DE PLASTICIDAD (%) 13.8
CLASIFICACIN SUCS CL
CLASIFICACIN AASHTO A-6 (15)
4.0 CONSIDERACIONES DE CIMENTACIN: 4.1 Clculo de la capacidad portante.-
Para los clculos de la capacidad portante admisible del suelo de
fundacin, se consideraron las ecuaciones de Terzaghi, para zapatas
cuadradas.
qh = 1.3 * C * Nc + 1 Df * N + 0.4 2 B * Nq Se obtuvieron los siguientes parmetros:
o Peso volumtrico seco () = 1,540 g/cm3 o ngulo de friccin interna = 14.7 o Cohesin (c) = 0,22kg/cm2
o Factores de carga adimensionales: Nc = 10.81
Nq = 3.84
N = 2.55
o Factores de Forma adimensionales: Sc = 1.36
Sq = 1.26 S = 0.60
o Factor de seguridad (Fs) = 3 Los valores a obtenerse con dichas frmulas, considerando Falla General, estn
en funcin del ancho (B) y la profundidad de cimentacin (Df), los mismos que
se muestran en el cuadro siguiente:
DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE
Tipo de Cimentacin Prof. (Df)(m)
Ancho (B)(m)
Qult (Kg/cm2)
Qadm (kg/cm2)
Qact(kg/cm2)
CondicinQadm>Qact
1.30 1.30 4.35 1.45 0.59 Cumple
1.40 1.30 4.42 1.47 0.59 Cumple
1.50 1.30 4.50 1.50 0.59 Cumple
1.60 1.30 4.57 1.52 0.59 Cumple
Cuadrada
4.2 El asentamiento elstico de la cimentacin superficial se estim
mediante la Teora de la Elasticidad:
Se = qo*B*(1-s 2)*If / Es
Donde :
Asentamiento en cm Se Presin de Trabajo q (ton/m2) = 5.92 Relacin de Poisson s = 0,30 Factor de forma If (cm/m) = 82 Mdulo de elasticidad del suelo Es (ton/m2) = 800 Ancho de la cimentacin B (m) para zapatas= 1.30 m
Remplazando valores se obtiene:
Se = 0.72cm
Se adopt el criterio de limitar el asentamiento de la cimentacin a 1 pulgada
(2,54cm), segn Terzaghi y Peck (1967).
Luego:
Se (0.72 cm) < 1 (2,54cm)
CALCULO DEL ASENTAMIENTO - MTODO ELSTICO
Tipo de Cimentacion Df (m) B (m)
qact (ton/m2)
S (cm) Rigida
S (cm) FlexibleCentro
S (cm) FlexibleEsquina
S (cm) FlexibleMedio
1.30 1.30 5.92 0.72 0.98 0.49 0.83
1.40 1.30 5.92 0.72 0.98 0.49 0.83
1.50 1.30 5.92 0.72 0.98 0.49 0.83
1.60 1.30 5.92 0.72 0.98 0.49 0.83
Cuadrada
5.0 ANLISIS QUMICO: El resultado del anlisis fsico qumico, efectuado a una muestra representativa
del subsuelo correspondiente a la calicata N 01, muestra N 01, a la profundidad
de 2.00m, arroja los siguientes valores:
% ppm
* Contenidos de sulfatos = NEGATIVO
Contenido de Cloruros = -.- -.-
* Contenido de sales solubles totales = -.- -.-
Dichos valores se encuentran por debajo de los lmites mximos permisibles de
agresividad al concreto y acero, pudindose utilizar por lo tanto Cemento
Portland tipo I en la fabricacin del concreto.
6.0 ASPECTO SSMICO:
De acuerdo a las Normas Peruanas de Diseo Sismo Resistente E-030,
La fuerza ssmica horizontal (V) que debe utilizarse para el diseo de una
estructura debe calcularse con la siguiente expresin:
PV R CSUZ ****= Donde :
Z = Factor de zona
U = Factor de uso
S = Factor de suelo
C = Coeficiente ssmico
P = Peso de la edificacin
R = Coeficiente de reduccin
El factor de zona depende de la zona ssmica donde se encuentra ubicada
la edificacin. Dentro del territorio peruano se han establecido diversas zonas,
las cuales presentan diversas caractersticas de acuerdo a la mayor o menor
presencia de sismos. Segn los mapas de zonificacin ssmica y mapas de
mximas intensidades ssmicas del Per y de acuerdo a las normas sismo-
resistentes del Reglamento Nacional de Edificaciones, el distrito de Huacullani,
de la provincia de Chucuito, del departamento de Puno, se encuentra
comprendida en la ZONA 2, correspondiente a una sismicidad mediana y de
intensidad III a VII en la escala de Mercalli Modificada. Correspondindole un
factor de zona Z = 0,30
El factor de uso depende de la categora de la edificacin, la cual para
nuestro caso se le califica como categora C, correspondindole un valor de
U = 1,0.
El factor de suelo depende de las caractersticas de los suelos que
conforman el perfil estratigrfico. Teniendo en cuenta el terreno estudiado,
clasificaremos a los suelos como tipo S3, suelo flexibles de gran espesor,
correspondindole un valor de S = 1,4.
El coeficiente ssmico se debe calcular en funcin del perodo de
vibracin fundamental de la estructura (T), y del perodo predominante de
vibracin del perfil del suelo ( Ts), recomendndose para este ltimo un valor de
Ts = 0,9 segundos.
Si consideramos una estructura de tres pisos como maximo, el valor T es
aproximadamente 0,26 seg, luego el factor de ampliacin ssmica que es la
respuesta estructural a la aceleracin del suelo, se puede estimar en :
C = 3.5
El Coeficiente de Reduccin se estima en R = 8 (Prticos)
Con estos valores, la fuerza cortante V, en la base del cimiento se calcula en:
7.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIN Y PARMETROS SSMICOS
Norma E-050 en su acpite N 2. 4.1
GENERALIDADES: Se ha de tener en cuenta para desarrollar el estudio en la
especialidad de estructuras de la obra en referencia lo siguiente:
CONDICIONES DE CIMENTACIN:
1. Tipo de cimentacin. Zapatas aisladas.
2. Estrato de apoyo de cimentacin : CL (Suelo arcilloso de baja
compresibilidad, compacto)
3. Profundidad mnima de cimentacin Df = 1.30mt. (Desde el nivel de
la superficie).
4. Ancho mnimo de zapata: 1.30 m.
5. Presin admisible del terreno 1.45 kg/cm2
6. Factor de seguridad de corte 3,00
7. Asentamiento mximo permisible 2,54 cm
8. Fabricacin de concreto con cemento Portland tipo I.
V = 0,18*P
RESUMEN DE PARMETROS SISMICOS
8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
El terreno evaluado es de Regular capacidad de soporte al estar constituido por suelos de naturaleza arcillosa, de color marrn, plsticos y de compacidad
media a alta. En su estado natural el suelo presenta alto porcentaje de
humedad.
El tipo de cimentacin ser mediante zapatas armadas aisladas. La profundidad mnima de cimentacin que se recomienda para las zapatas
armadas es de 1.30m desde el nivel del terreno. cimentndose sobre el suelo
arcilloso, con una seccin de ancho de base de 1.30m como mnimo, para una
capacidad portante de :
Los asentamientos producidos debido a la solicitacin de las cargas actuantes, sern absorbidos por la cimentacin propuesta.
En ningn caso la presin de contacto ser mayor a la presin admisible del suelo.
De acuerdo a los resultados de los anlisis qumicos, se utilizar cemento Prtland normal tipo I, en la preparacin del concreto en los cimientos.
ZONA Z = 3PARMETROS DE SUELO TIPO S3CATEGORAS DE LAS EDIFICACIONES U = 1.0COEFICIENTE DE REDUCCIN R = 8.0FACTOR DE SUELO S = 1.40FACTOR DE ZONA Z = 0.40PERODO ESPECTRO DE SUELO TP = 0.90PERODO FUNDAMENTAL T = 0.26COEFICIENTE SSMICO (TP/T) C = 3.50
qad = 1.45 kg / cm2
Se recomienda realizar un control de calidad de todos los materiales e utilizarse en la construccin de los cimientos, en especial a los agregados
(piedra y arena).
Las conclusiones y recomendaciones presentadas slo se aplicarn al rea estudiada.
N= 2.55V = 0,18*P