Anexo 3 Informe de Mecanica de Suelos

S K O R I N I n g e n i e r o s AV. BERNARDO OHIGGINS 1948 OF 1 – A FONOS : 263915 - 227529 - FAX : 223565 E MAIL : [email protected] ó [email protected] ANTOFAGASTA

Terminal de Almacenamiento de COPEC S:A: en Mejillones - Segunda Región - Chile 1 de 19

IMS 1060904

INFORME DE MECÁNICA DE SUELOS ( Rev. 0 )

Terminal de Almacenamiento COPEC en Mejillones

Segunda Región - Chile

Fotografía Nº 1.- Vista de la gran quebrada aluvional, de una profundidad del orden de 20 metros, que muestra las estratificaciones típicas de la geología del sector.- Al fondo, a más de 1 kilómetro de distancia, se ubica el terreno de COPEC , situado hacia el oriente de los estanques de Interacid visualizados.-



Rev. Por Emitido para Fecha Fecha Rev. Aprobación

0 JSP/ASP Para revisión interna 02-09-2006 03-09-2006

INDICE

1.- Generalidades.- ………………………………………………………………….. 2 2.- Geología regional y sectorial.- ………………………………………………….. 3 3.- Antecedentes topográficos.- …………………………………………………… 3 4.- Calicatas y estratigrafías.- ……………………………………………………… 4 5.- Análisis de suelos.- ……………………………………………………………… 11 6.- Capacidad de soporte y deformabilidad de los suelos.- ……………………… 12 7.- Recomendaciones de tipos de fundaciones.- ………………………………….. 15 8.- Taludes de suelos.- ……………………………………………………………... 15 9.- Empujes de suelos.- ……………………………………………………………. 16 10.- Rellenos compactados.- ………………………………………………………… 17 11.- Parámetros sísmicos derivados de la geotecnia.- …………………………….. 17 12.- Niveles freáticos.- ………………………………………………………………. 18 13.- Riesgos aluvionales.- …………………………………………………………….. 18 14.- Resistividad eléctrica de estos suelos.-…………………………………………… 18 15.- Recomendaciones generales y precauciones especiales.- ……………………… 18 1.- Generalidades.- La presente geotecnia consiste principalmente en la determinación de las características de resistencia, deformabilidad y estabilidad de los estratos de suelos que recibirán cargas significativas de estanques de dimensiones importantes y diferentes densidades de líquidos, en su futuro Terminal de Almacenamiento en Mejillones.- En este estudio, además de los requerimientos mínimos ofrecidos, se incluirán antecedentes de los parámetros sísmicos derivados de la geotecnia, características de resistividad eléctrica de los suelos, antecedentes de escurrimientos aluvionales ( 1991 ) y, especialmente, antecedentes de asentamientos de estanques similares, instalados en estratos similares ( Enaex e Interacid).- El estudio geotécnico abarca la totalidad de los aproximadamente 100.050 m2 , para un proyecto que se realizará por etapas.- Para estos efectos, además de los antecedentes disponibles, se han realizado seis calicatas adicionales para confirmación de su estratigrafía típica sectorial.-



2.- Geología regional y sectorial.- Las futuras instalaciones de COPEC S.A. se localizarán en el sector denominado Pampa Mejillones, la cual corresponde a una planicie de relieve suave, constituida principalmente por rellenos sedimentarios.- Está limitada al oriente por un cordón de cerros propios de la Cordillera de la Costa y, al poniente, con los farellones que forman la Bahía de Mejillones.- La planicie, de acentuada dirección norte sur, tiene un ancho variable hasta unos 15 kms., con un relieve que no se levanta más de 250 mts. sobre el nivel del mar en las zonas de relleno, adyacente al cordón de cerros de la Cordillera de la Costa.- La Bahía de Mejillones tiene forma de herradura, abierta ampliamente hacia el norte y en forma que es eficazmente defendida contra el viento y oleaje normal del SW, por la prolongación de la Península de Mejillones en la Punta de Angamos.- Los rellenos sedimentarios consisten principalmente en capas de brechas de conchas marinas o coquinas, alternadas con capas de areniscas, y menos frecuentes, capas de conglomerados finos con bolsones de conglomerados gruesos.- Este conglomerado se considera de edad pliocena o cuaternaria y puede encontrarse directamente a contar de la superficie, o más corrientemente, bajo una sobrecarga de espesor variable configurada por materiales aluvionales y/o eólicos.-

Las capas de coquinas corresponden a fragmentos gruesos de conchas, corrientemente con matriz arenosa, cementada por carbonato de calcio y otras sales solubles.-

La historia aluvional, en el sentido de procesos aluviales esporádicos, con períodos de

retorno superiores a los 10 años, han marcado la planicie con diversos cauces secos , que sirven de vías de escurrimiento de las hoyas hidrográficas que define la Cordillera de la Costa.- La fotografía Nº 1 muestra uno de los tantos cauces aluvionales principales del sector.

Con respecto a aguas subterráneas, éstas prácticamente no existen en la región, por lo

menos hasta la profundidad del nivel del mar donde cabe esperar aguas salobres provenientes del océano, en las proximidades de la costa (profundidad mayor a 40 mts. en calle de acceso )

Los solevantamientos de los estratos sedimentarios cuaternarios tienen relación con la

penetración permanente de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana, mediante un proceso de subducción que, en sus obstrucciones, define y acumula energía para futuros eventos sísmicos regionales.- 3.- Antecedentes topográficos.- Desde el punto de vista topográfico, el terreno presenta una pendiente media del orden de un 2,5 %, en la dirección SE-NW, con una superficie suave, sin irregularidades, salvo la erosión central que muestra vestigios de escurrimientos aluvionales localizados.- Las curvas de nivel mostradas registran diferencias de 0,50 mts., en una planicie situada a aproximadamente 45 metros, en promedio, sobre el nivel del mar.-



4.- Calicatas y estratigrafías.- En la Lámina Nº 1, que se adjunta, se incluyen las seis calicatas realizadas en el terreno, incluyendo una adicional existente * C1 en el corte de terreno frente a la entrada a Interacid, en el camino de bajada hacia la * C3 * C2 Playa ( C7 ).- * C5 * C4 Las calicatas C1 , C2 , C5 y C6 fueron realizadas a 50 metros al interior de * C6 los límites del terreno.- Las calicatas C3 * C9

y C4 fueron excavadas también a 50 metros de los límites del terreno y equidistantes con las 4 anteriores definidas en las esquinas.- * C10 Todas las calicatas fueron realizadas con retroexcavadora, alcanzando una profundidad del orden de 5,0 metros.-

* C7

En la página siguiente se incluye, como referencia de las características típicas de las estratigrafías sectoriales, un corte de suelos en la bajada a la playa ( Fotografía Nº 2 ).-

Tal como lo destaca la Fotografía Nº 1 , que puede considerarse como una profunda y significativa calicata C8 , el estrato blanco-grisáceo de rocas sedimentas diatomáceas tiende a permanecer horizontal, por lo que su aparición puede detectarse a menos de 5,0 mts., solo en la cercanía de la costa, como ha ocurrido con la instalación de los primeros dos estanques de Interacid.- En general, a mayor distancia de la costa, mayor es el espesor de los estratos aluvionales que se han depositado sobre los estratos marinos.- Se incluyen, como antecedentes adicionales, las calicatas C9 y C10 , realizadas al fondo de los terrenos de C8 Interacid.- Lámina Nº 1.- *



Calicata C1 Profundidad: Df > 5,0 mts. Estrato 1.- 0,80 mts. de espesor - Arenas aluvionales SP-SM M11 Estrato 2.- > 4,2 mts. de espesor Arenas gruesas marinas SP

Fotografía Nº 2.-

Fotografía Nº 3.-

Calicata C2 Profundidad: Df > 5,0 mts.

Estrato 1.- 0,70 mts. de espesor Arenas aluvionales SP-SM

M21

Estrato 2.- > 4,3 mts. de espesor Arenas gruesas marinas SP



Calicata C3 Profundidad: Df > 5,0 mts. Estrato 1.- 0,60 mts. de espesor Arenas aluvionalas SP-SM Estrato 2.- 0,50 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchas SP Estrato 3.- 0,60 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchuela SP M32 ( Suelos mezclados ) M31 Estrato 4.- > 3,30 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchas SP Fotografía Nº 4.- Calicata C4 Profundidad: Df > 5,0 mts. Estrato 1.- 0,30 mts. de espesor Arenas aluvionales SP-SM Estrato 2.- 0,30 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchuelas y gravillones redondeados SP M41 Estrato 3.- > 4,4 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchuelas SP M42

Fotografía Nº 5.-



Calicata C5 Profundidad Df > 5,0 mts. Estrato 1.- 0,60 mts. de espesor Arenas aluvionales SP-SM Estrato 2.- 1,00 mts. de espesor Arenas marinas gruesas marinas cohesionadas por sales solubles e insolubles en agua.- SP M51 Estrato 3.- 1,50 mts. de espesor Arenas, conchuelas y gravillas cohesionadas por sales solubles e insolubles en agua.- SP M52 Estrato 4.- 0,50 mts. de espesor Arenas gruesas marinas con conchuelas, muy

cohesionadas por sales solubles e insolubles SP

Estrato 5.- > 1,40 mts. de espesor Arenas gruesas marinas sin cohesión SP Fotografía Nº 6.- Fotografía Nº 7.- Calicata C6 Profundidad Df > 5,0 mts. Estrato 1,. 0,40 mts. de espesor Arenas aluvionales SP-SM Estrato 2.- 0,60 mts. de espesor Arenas gruesas con gravas redondeadas y conchas enteras, sin cohesión salina SP Estrato 3.- > 3,00 mts. de espesor Arenas gruesas marinas, con conchuelas y gravas redondeadas con elevada cohesión salina seca SP



Fotografía Nº 8.- Calicata Nº 7.- Espesor: > 6,00 mts.- Estrato 1.- 0,10 a 0,50 mts de arenas SP-SM aluvioonales.- Estrato 2.- > 5,0 mts de estratos marinos SP intercalados

Estrato 3.- Espesor: > 2,0 mts de rocas sedimentarias diatomáceas.- Fotografía Nº 9.- Muestra de trozos de estratos diatomáceos.- El peso específico de este estrato sedimentario es de 0,65 Tf / m3 y ha sido usado como aislante térmico en la región.-



Calicata C9 ( En terreno Interacid ) .- Profundidad DF = 5,00 mts. Estrato 1.- 1,00 mts. de espesor - Arenas aluvionales SP-SM Estrato 2.- 0,80 mts. de espesor - Arenas gravosas SP de depósito marino M 91

Estrato 3.- 0.20 mts. de espesor - Arenas limosas SP , cohesionadas, marinas Estrato 4.- 0,80 mts. de espesor - Arenas limosas SP de depósito marino Estrato 5.- 0,50 mts. de espesor - Arenas gravosas SP de depósito marino Estrato 6.- >1,70 mts. de espesor - Arenas finas, limosas, SP, de depósito marino Fotografía Nº 10.-



Calicata C10 ( En terreno Interacid ) Profundidad DF = 5,00 mts. Estrato 1.- 0,60 mts. de espesor - Arenas aluvionales SP-SM M101 Estrato 2.- 0,70 mts. de espesor - Arenas gravosas SP de depósito marino Estrato 3.- 0,30 mts. de espesor - Arenas SP , marinas, con conchas enteras M102 Estrato 4.- 0,30 mts. de espesor - Arenas limosas SP, de depósito marino M103 Estrato 5.- 0,70 mts. de espesor - Arenas gravosas SP, de depósito marino Estrato 6.- 1,50 mts. de espesor - Arenas gravosas SP, con conchas molidas M104

Estrato 7.- > 0,60 mts. de espesor - Arenas finas SP, con conchuela Fotografía Nº 11.-



5.- Análisis de suelos.- Los análisis de terreno y laboratorio entregan los siguientes parámetros geotécnicos: Identificación Muestra Nº

M11 M21 M31 M32 M41 M42 M51 M52

Granulometría ( % que pasa ) Malla 2” Malla 1” Malla ¾” Malla ½” Malla ¼” Malla Nº 4 Malla Nº 10 Malla Nº 20 Malla Nº 40 Malla Nº 100 Malla Nº 200 Lím, Líq. (%) Lím. Plast. (%) Indic.Plast.(%) Clasif. U.S.C.S. Peso específico en Kgf / dm3

Dens.Mín.seca en Kgf / dm3

Dens.Máx.seca en Kgf / dm3

Densid. relativa Humed. Natural Salinid.Soluble Ang.fricc.intern.

96 93 86 69 64 43 32 27 13 11 3

12 NP NP

SP-SM

2,55

1,78

2,03

>75 %

0,5 %

2,0 %

35º

100 100 96 92 90 77 68 62 26 16 3

10 NP NP

SP

2,56

1,79

2,04

>75 %

0,7 %

5,3 %

35º

100 100 98 95 93 85 76 72 36 20 2

NP NP NP

SP

2,57

1,72

2,02

>75%

0 %

1,0 %

36º

100 98 96 91 90 79 72 68 30 18 2

NP NP NP

SP

2,56

1,77

2.03

>75 %

0,5 %

5,0 %

34º

100 98 93 78 74 53 42 36 18 8 1

NP NP NP

SP

2,69

1,67

2,01

>75 %

0 %

0,5 %

37º

94 91 87 79 77 70 63 61 30 11 2

NP NP NP

SP

2,58

1,75

2,03

>75 %

0 %

3,0 %

35º

- - - - - - - - - - -

NP NP NP

SP

2,48

- - -

0 %

6,0 %

>38º

- - - - - - - - - - -

NP NP NP

SP

2,52

- -

-

0 %

5,5 %

>38º

Nota.- Las muestras M51 y M52 corresponden a trozos cohesionados de suelos por sales solubles e insolubles en agua, constituyendo rocas sedimentarias ( coquinas y conglomerados )



6.- Capacidad de soporte y deformabilidad de los suelos.- Para la superficie del terreno estudiado se observa que con cierta uniformidad, hasta más de 5,00 mts. de profundidad, se tiene suelos arenosos de clasificación SP ( Arenas mal graduadas, arenas gravosas con pocos finos o sin finos, con menos de un 5% bajo la malla # 200 ).- Estos suelos SP ( algunas veces SW ) están compuestos principalmente por arenas finas a gruesas, gravas redondeadas, restos de caparazones de moluscos con diferentes grados de molienda y escasa cantidad de sales solubles en agua ( < 2 % ) que ocasionan una precaria cementación de los suelos, que no impide su extracción con chuzo y pala.- En la zona estudiada se aprecian delgadas capas arenosas ( 0,10 a 0,30 mts.), cementadas con conglomerantes insolubles en agua ( carbonato de calcio y otras sales insolubles ), que contribuyen a darle mayor resistencia a estos estratos de suelos, y, especialmente, a contribuir a una reducida deformabilidad del conjunto en relación a la posibilidad de incidencia de estratos limosos situados a gran profundidad.- Los ensayes realizados con probetas de estas capas, incluidas las coquinas, han dado resistencias cilíndricas, sin confinar, comprendidas entre 16 y 46 Kgf/cm2.- Asimismo, en la planta de ENAEX S. A., instalada sobre la misma costa de la Pampa de Mejillones, para estanques con 14.455 Tf de carga gravitacional, se realizaron comprobaciones de asentamientos con rigurosos controles topográficos, verificando que el asentamiento teórico propuesto, de 29 mms, fue inclusive algo mayor que lo medido en terreno, de solo 25 mms..- La fotografía Nº 1, como una profunda calicata adicional, muestra la naturaleza arenosa de estos estratos, hasta profundidades de más de 20 mts.- Para el diseño de fundaciones se propondrá una capacidad de soporte en base a arenas con su menor ángulo de fricción interna, sin aumento de éste por la buena compacidad de los suelos ( Suelos compactos, con densidades relativas superiores al 75 % ).- Para el empleo de las relaciones típicas de Terzagui se considerará un ángulo de fricción interna mínimo de f = 35º, una cohesión c = 0 y suelos compactados en torno a las fundaciones con una densidad seca ? = 2,0 Tf / m3 .- Tampoco se considera la condición favorable de estratos de rocas sedimentarias ( diatomáceas ), que estabilizan las cuñas de falla de estos suelos.- De acuerdo con estos antecedentes, se obtienen los factores de soporte de: N? = 40 Nq = 40 Con un coeficiente de seguridad S = 3 , se tienen las siguientes relaciones de tensiones admisibles, en que B ( mts.) es el ancho de la fundación, Df ( mts.) es la profundidad de cimentación , De ( mts.) es el diámetro exterior de zapatas circulares.- Para zapatas continuas s ADM. = 13,33*B + 26,67*Df en Tf / m2

Para zapatas cuadradas s ADM. = 10,67*B + 26,67*Df en Tf / m2

Para zapatas circulares s ADM. = 8,00*De + 26,67*Df en Tf / m2



Las zapatas anulares, típicas de contorno de apoyo y estabilidad sísmica de estanques, se considerarán como zapatas continuas.- En general, para profundidades de apoyo del orden de 1,5 mts. y anchos de zapatas del orden de 2,00 mts., se dispondrá de tensiones admisibles del orden de 66,7 Tf / m2 ( 6,7 Kgf / cm2 ), para zapatas continuas.- Se recomienda, por control de asentamientos diferenciales, que la tensión máxima de los anillos guarde relación con la tensión media que ejercerá el contenido de los estanques sobre el fondo metálico del interior de los estanques.- 6.1.- Deformabilidad de suelos granulares arenosos.-

Para suelos granulares arenosos se puede evaluar el coeficiente de balasto según la siguiente relación válida para suelos de coeficiente de balasto básico KBO ( Placa de apoyo de 0,305*0.305 mts ), para fundaciones de ancho B, longitud L, y profundidad Df :

BD

D

LBL

BOBLf

f

eeB

BKK 2

2

56,628,31 +

−

∗∗

+∗=

Para los suelos de depósitos aluvionales areno gravosos y arenas marinas con conchas molidas KBO = 6,0 kgf / cm3.- Para zapatas circulares de diámetro De , la variación del coeficiente de balasto respecto al coeficiente de balasto básico, y a una profundidad Df , será deducido por la expresión:

ef

f

DD

D

e

eBODD e

DD

KK +

+∗= *

*56,6*28,31

*3,12

En general estos estanques tienden a asentarse como una gran zapata circular sometida a la presión media ejercida sobre el suelo.- A modo de estimación, un estanque de De = 45 metros de diámetro exterior en sus zapatas, fundadas a Df = 2,00 mts , tendría un coeficiente de balasto de KDD = 2,1 Kgf/cm3 .- Con una presión media de s M = 14 Tf / m2 = 1,4 Kgf / cm2 , se tiene un asentamiento primario de: d1 = 1,4 / 2,1 = 0,67 cms. 6.2.- Deformabilidad de estratos limosos profundos.-

Las comprobaciones realizadas en terreno dan asentamientos adicionales por la compresibilidad de estratos de limos cohesivos orgánicos ( E = 1.100 Kgf / cm2 ) situados a gran profundidad ( Sondaje profundo de IDIEM para INTERACID ), considerando la acción



previa de las limonitas que reparten estas cargas, con un tronco de cono de 45º que falla por punzonamiento en un radio R1 = De / 2 + H* tg f = 17,5 + 5*tg35º = 26,00 mts.-

Para un módulo de Poisson µ = 0,3 , un ángulo de fricción interna medio de f = 35º ,

un factor de empuje en reposo de k = 1 – sen f = 0,426 , un módulo E = 11.000 Tf/ m2 , un ángulo de falla por punzonamiento T = 45º , una carga total del estanque de N = 22.266 Tf, se tiene el asentamiento secundario:

( )

12 ***

***21RtgENk

Θ−

=π

µδ = 0.0184 mts. = 1,84 cms.-

Es decir, para estanques similares a los instalados, es de esperar asentamientos totales

menores de 2,5 cms.- Estas circunstancias han sido verificadas para los estanques de INTERACID CHILE Ltda ( asentamientos que no son significativos en la canalización implementada ), como en ENAEX S. A., en cuya planta se realizó una verificación exhaustiva de asentamientos de estanques con cargas normales totales del orden de 14.455 Tf., en los cuales se midieron asentamientos reales totales de 2,5 cms.- 6.3.- Asentamientos y giros de fundaciones.-

Para estimar asentamientos δ y giros Ψ en zapatas de momento de inercia I, con tensiones σ y momentos volcantes M, se pueden emplear las relaciones: δ = σ / KBL y Ψ = M / KBL*I radianes 6.4.- Asentamiento de estratos salinos.- Para las salinidades solubles límites de un 5 % se esperan los siguientes asentamientos unitarios máximos probables: Asentamiento máximo por disolución de sales dDIS = 0,123 % Asentamiento por vibración de partículas inestables dVIB = 0,525 % Asentamientos totales dTOT = 0,648 % Los asentamientos diferenciales se producirán solo por la disolución de sales.- Los asentamientos por vibración, en salinidades porcentuales menores que los porcentajes de huecos, afectan a todo el conjunto ( efectos sísmicos ).- Por lo tanto, para estratos salinos del orden de 3,00 mts., el asentamiento total esperado será del orden de: ? d = 0,00123*3000= 0,37 cms.- Aún para casos más extremos, con salinidades solubles medias de un 10 %, con dDIS = 0,512 , ? d = 1,54 cms..-



En general se recomienda fundar sobre suelos con menor de un 5% de salinidad soluble media y apoyar las fundaciones sobre estratos arenosos granulares sin cohesión.- En los casos en que existe cercanía de coquinas y conglomerados, el sello de fundación se apoyará sobre un espesor mínimo de 0,30 mts. de arenas SP sin cohesión.- También, en los sectores en que se tiene rocas sedimentarias con cohesión salina que superan los límites de salinidad soluble especificados, se pueden rebajar dichas salinidades inundando las excavaciones con un mínimo de 0,50 m3 de agua / m2 de fundación, colocada en dos etapas ( 0,25 m3 / m2 el primer día y el resto al día siguiente ), colocándola en pequeños diques que aseguren una capa mínima de 5 cms., garantizando una inundación homogénea de la superficie.- Para estos efectos, como para la comoactación de rellenos, se puede emplear agua de mar.- 7.- Recomendaciones de tipos de fundaciones.- Para los estratos de suelos detectados, de buena compacidad ( DR > 75 % ) se recomienda el uso de las fundaciones normales en base a cimientos corridos y zapatas aisladas, según los requerimientos del proyecto, con apoyo en los estratos areno limosos o areno gravosos, empleando como tensión admisible las indicadas, con las limitaciones de asentamientos diferenciales de suelos.- También se puede emplear losas de fundación apoyadas sobre nivelaciones del suelo, considerando como dimensiones de la fundación la totalidad de las dimensiones B y L de la placa, para los efectos de evaluar asentamientos.- Las fundaciones se apoyarán sobre estratos arenosos tipo SP , definidos por los niveles naturales a por las nivelaciones realizadas mediante rellenos compactados, realizados con el mismo suelo arenoso removido o con mezclas de estas arenas que en general originan suelos más compactos, uniformes y de mayor capacidad resistente.- El sello de fundación deberá estar formado por arenas sueltas con contenidos de sales solubles menores a un 5 % en promedio, con mediciones puntuales máximas de un 8 %.- 8.- Taludes de suelos.- En las excavaciones, para los suelos areno limosos y areno gravosos se recomienda taludes de hasta 45° respecto de la horizontal, para alturas menores de 1,5 mts. Para los excesos de 1,5 mts hasta 4,0 mts se disminuirá el ángulo del talud a 30°. Los taludes de permanencia de suelos granulares no deberán tener un ángulo mayor de 30º , incluyendo su inestabilidad sísmica.- Para excavaciones profundas se deberán realizar las entibaciones correspondientes.-



Los taludes de retención de escapes ácidos deberán tener menos de 30º, si se considera su talud natural y la correspondiente disminución por efecto sísmico.- 9.- Empujes de suelos.-

Para el tipo de suelo existente en torno a las futuras edificaciones, como asimismo para el tipo de suelo arenoso ( Mezclas compactadas de arenas gravosas y arenas limosas ) que se empleará como relleno del contorno, se estima su ángulo de fricción interna (seco) en 30°.- En consecuencia, para el diseño del empuje de suelos, se recomienda un coeficiente de empuje en reposo estático (sin sismo):

Kre = 0,500 con una distribución triangular .- Se recomienda considerar una densidad mínima del suelo compactado ? = 1,90 Tf/m3, para un mínimo de un 90% de densidad relativa, o un 95% del Proctor Modificado ( Solo en el caso de empleo de suelos tipo estabilizado, con matrices limo-arcillosas ).- La presión sísmica uniformemente distribuida en toda la altura H de muros subterráneos sería, según Nch 433.0f 93:

gAHC oR

s

γσ =

En que: Ao / g = 0,40 ( Zona sísmica 3 ) ? = 1,90 Tf/m3 CR = 0,58 Para rellenos granulares depositados entre el muro y el talud de una

excavación practicada en suelo compactado.

s s = 0,33*H Tf/m2

Para empuje estático pasivo se propone: Kpe = 3,00

Para suelos granulares con respuesta dinámica de 0,2 g, el coeficiente de empuje dinámico (sísmico) sería, para un coeficiente de fricción interna reducido a 18,46°: Kps = 1,93 En todos los casos la presión máxima horizontal a una profundidad H es s h = K*?*H, dando origen a un diagrama triangular .-



10.- Rellenos compactados.- La mezcla de los suelos granulares existentes y su compactación hasta el equivalente de un suelo muy compacto, con una densidad relativa DR > 90 % , para el caso de que su carencia de finos impida la exigencia de un Proctor Modificado, con su correspondiente humedad óptima, permite disponer , siempre con una cohesión c = 0 , de un ángulo de fricción interna ϕ > 30º y con una densidad de colocación γ > 1,90 Tf / m3 , de los mismos parámetros de resistencia y deformabilidad especificados en el párrafo 6.- Sin embargo, la mezcla de los suelos areno limosos y areno gravosos siempre dará lugar a rellenos no cohesivos, que se deberán controlar a través de densidades relativas del orden de un 90 %, con densidades secas de colocación mayores de 1,90 Tf /m3 .- En estas condiciones de compactación, se dispone de un CBR > 20 % para diseño de sub base.- Se empleará buldózer o equivalente en el desplazamiento y esparcimiento, compactando por vibración, por capas de no más de 0,20 mts. de espesor, con rodillos vibratorios de más de 6,0 Tf de peso, actuando sobre los estratos arenosos secos.- El equipo deberá tener la frecuencia, amplitud y fuerza dinámica que permita obtener una densidad relativa mayor que el 75% en cada capa compactada, para lo cual se deberá efectuar un mínimo de tres pasadas de rodillo vibratorio y pasadas adicionales, si no se ha alcanzado la densidad relativa mínima requerida.- En cada capa, aproximadamente cada 100 m3 colocados, se realizarán controles de densidad relativa, registrando la densidad de terreno y las máximas y mínimas de laboratorio que permitieron evaluar la densidad relativa, con la misma muestra extraída del terreno.- Para la base de apoyo de radieres para el tránsito de vehículos pesados se recomienda que, en un espesor no menor de 25 cms., tenga un CBR > 80 %, lo cual es factible de lograr con material de aporte con características de estabilizado ( arenas gravosas con matriz limo-arcillosa)., disponible en Mejillones, en la cercanía a estos terrenos de COPEC S.A..- 11.- Parámetros sísmicos derivados de la geotecnia.- Clasificación de suelos según la norma Nch 433.- Por las condiciones de tratarse de un suelo arenoso, con densidad relativa mayor qu un 75%, con más de 20 metros sobre el nivel de roca ( El sondaje de 1994 no alcanzó la roca ígnea basal ) apoyado sobre estratos de cementación insoluble, debe clasificarse como tipo de Suelo II , con los siguientes parámetros de diseño: T0 = 0,30 seg. T´ = 0,35 seg. c = 2,75 n = 1,25 y p = 1,5 Dentro de esta misma clasificación quedan los suelos granulares compactados que se realizarían para realizar plataformas de ubicación de edificaciones y de tránsito vehicular.-



12.- Niveles freáticos.- Tal como se destaca en las consideraciones geológicas, estos terrenos generados por el transporte de suelos de las hoyas hidrográficas de la Cordillera de la Costa, no disponen de niveles freáticos, salvo los esporádicos eventos aluvionales que transitoriamente ocasionan escurrimientos de aguas, preferentemente superficiales.-

En la costa, como es de esperar, a las profundidades pertinentes, se intercepta el nivel de aguas salobres correspondientes al océano adyacente, tierra adentro, en niveles medios comprendidos entre las altas y las bajas mareas.- Para los terrenos de COPEC S.A:, la aparición de estratos saturados por agua de mar se estima en más de 40 metros de profundidad a partir de su superficie de nivel menor.- 13.- Riesgos aluvionales.- Tal como se destaca en la Fotografía Nº 1, los terrenos de COPEC S.A. se encuentran entre dos grandes cauces secos que conducen los líquidos aluvionales que suelen afectar a estas zonas desérticas con períodos de retorno de más de 10 años, y, específicamente, para eventos catastróficos, con períodos de retorno de más de 40 años.- El terreno de COPEC S.A. se encuentra fuera de grandes cauces aluvionales, afectados solo por las lluvias esporádicas regionales, que caerán en su lomaje correspondiente.- Por consiguiente se debe considerar que su riesgo aluvional es virtualmente nulo.- 14.- Resistividad eléctrica de estos terrenos.- De acuerdo con antecedentes de CESMEC la resistividad ? , medida en Ohm por metro, según el Sistema Internacional de Medidas, para el conjunto predominante de arenas SP existentes, se tendría el siguiente rango de variación de ésta, según su grado de compactación, contenido de humedad y salinidad incorporada, siendo estos factores los que disminuyen la resistividad o aumentan la conductividad, que es su valor inverso: 200 < ? < 500 O*m 15.- Recomendaciones generales y precauciones especiales.- De acuerdo a las visitas a terreno, a los análisis efectuados, a los antecedentes sectoriales y de acuerdo a los estudios realizados, se concluye lo siguiente: 13.1.- Los terrenos tienen una gran uniformidad en su estratigrafía, debido a su naturaleza de deposición coluvial-aluvional , proveniente de las quebradas de la Cordillera de la Costa y a los depósitos marinos típicos del solevantamiento de la Pampa Mejillones por la subducción de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana.-



13.2.- En general se trata de suelos areno- gravosos, con variables contenidos de gravas y conchas molidas, de buenas condiciones de soporte, con capacidades de tensiones de contacto superiores a 3,0 Kgf/ cm2 , con un coeficiente de seguridad S > 3.- Se recomienda fundar con zapatas y cimentaciones corridas tradicionales, apoyadas sobre sus respectivos emplantillados, instalados sobre sus sellos de fundación, los cuales además cumplirán con las condiciones de salinidad soluble máxima.- 13.3.- Por la experiencia regional se estima que, para la instalación de pesados almacenamientos de combustibles ( 0,8 < ?L < 1,0 Tf / m3 ), el asentamiento total de estos suelos será inferior a 2,5 cms., incluyendo las deformaciones de suelos limosos saturados y profundos.- 13.4.- La salinidad soluble de estos suelos es baja: en general menor de un 2% referida al peso del suelo sólido seco remanente.- Estimando que a partir de salinidades superiores al 10 % se empieza recién a notar la influencia de asentamientos por disolución de sales, estas salinidades son estructuralmente inofensivas y, por otra parte, provechosas para la conductividad eléctrica de estos suelos, los cuales humedecidos disminuyen su resistividad eléctrica.- Mediciones de sales totales solubles, han dado valores de 5.430 mg / Kg , que equivale a un 0, 54 % , lo cual no tiene relevancia en la asentabilidad del suelo.- 13.5.- Se recomienda proteger los hormigones armados de fundaciones con recubrimientos mínimos de 5,0 cms.- Para recubrimientos menores se debieran impermeabilizar las fundaciones con un mínimo de tres manos de Igol de Sika ( una de primer y dos de denso ).- No se requiere de protecciones y precauciones especiales respecto a las bajas salinidades solubles, salvo los recubrimientos mayores y pinturas impermeabilizantes recomendadas para evitar corrosiones electroquímicas en el hormigón armado.- Estas precauciones son suficientes para controlar y anular los efectos de cloruros y sulfatos ( 0,41 y 0,14 % ), en contacto con paredes de hormigón armado.- 13.6.- El proyecto de las instalaciones industriales contemplará las instalaciones de detectores de fuga, impermeabilizaciones de suelos y muros de contención de derrames totales de estanques.- 13.7.- Los suelos existentes tienen buenas condiciones para ser empleados como suelos de relleno compactados, aún colocándolos con simples controles de densidades relativas, dadas la falta de finos que permitiría el uso de controles con el Proctor Modificado.- La mezcla de estos suelos mejora la granulometría del conjunto dando origen a suelos compactos de buena capacidad de soporte, con la condición de que sus densidades relativas de compactación sean superiores a un 90%.- Jorge Skorin P. Ingeniero Civil Antofagasta, 4 de Septiembre del 2006.-

Anexo 3 Informe de Mecanica de Suelos

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