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
Facultad de Ingeniería Civil Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres
Av. Túpac Amaru 1150, Rímac, Lima 25, Código Postal 15333 – Perú Teléfonos: (+51) 1 4820777 / Central Telefónica: (+51) 1 481 1070 Anexo 294 Correo-e: [email protected] / URL: http://www.cismid-uni.org
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
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
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.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
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.
Av. Túpac Amaru 1150, Rímac, Lima 25, Código Postal 15333 – Perú 1 Teléfonos: (+51) 1 482 0777 / Central Telefónica: (+51) 1 481 1070 Anexo 294 Correo-e: [email protected] / URL: http://www.cismid-uni.org
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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.
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
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
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.
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
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.
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.
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.
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
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
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.
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
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
Figura 13: Ortomosaico del área de estudio
Figura 13: Modelo digital de superficie del área de estudio.
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
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
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:
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
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
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’.
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
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.
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.
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
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.
REFERENCIAS
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Barranco, Perú.
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Geotécnica, Lima, Perú.
- CISMID, 2005, Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 Distritos de
Lima y Callao - Informe Técnico preparado para la Asociación Peruana de
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de Ingeniería Geotécnica y 5a Jornadas Luso-Españolas de Geotécnica. La
Coruña. España.

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