UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJATITULACIN DE INGENIERA CIVIL

PROPUESTA DE NALISIS DE ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS DEL TALUD DE LA UTPL, UBICADO EN EL SECTOR SAN CAYETANO ALTO, EN LA CIUDAD DE LOJA, MEDIANTE INSPECCIN VISUAL Y DE CAMPO

FECHA DE ELABORACIN: LUNES, 13 DE ABRIL DE 2015FECHA DE ENTREGA: JUEVES, 16 DE ABRIL DE 2005

LOJA-ECUADOR

INTRODUCCIN Correctos estudios geotcnicos permiten determinar adecuadamente las caractersticas de la zona de implantacin de una estructura, proceso de gran importancia, porque sobre ellos se fundamenta la etapa de diseo de la edificacin.El presente constituye un uniforme del reconocimiento del rea de implantacin para una edificacin de 5 niveles, con rea de construccin, 1700 m2, el mismo que esta direccionado a la etapa preliminar de exploracin del subsuelo. El informe se encuentra estructurado en 4 captulos que comprende generalidades de la investigacin, descripcin del rea de trabajo, trabajos ejecutados y resultados de exploracin.

Captulo I

GENERALIDADES

ANTECEDENTES El desempeo adecuado de una estructura est directamente relacionado con los estudios previos a su diseo e implantacin, que comprenden actividades de reconocimiento de campo, investigacin del subsuelo, anlisis y recomendaciones ingenieriles para el diseo y construccin de las obras. En el Ecuador la Normativa Ecuatoriana de la Construccin, 2011, en su captulo 9; regula la obligatoriedad de los estudios geotcnicos para la cimentacin de las edificaciones. En el cantn Loja, la falta de un ordenamiento territorial y consideraciones geolgicas, ha llevado a la afectacin de los suelos, provocando desastres geolgicos en temporadas invernales. Los pocos estudios geolgicos y geotcnicos que se tiene de la ciudad de Loja provienen de los proyectos de tesis de los estudiantes de la UTPL, los mismos que se constituyen en la base para el anlisis y elaboracin del presente informe.

ALCANCE El presente documento constituye un informe tcnico del estudio orientado al reconocimiento del rea del campus UTPL, proyectada para la construccin de una edificacin de 1 700m2. El alcance de esta investigacin es local, y pretende ser un aporte preliminar para el estudio geotcnico del sector de implantacin.

PROPSITO DE LA INVESTIGACIN El objetivo principal de esta investigacin es realizar la evaluacin tcnica del sector talud correspondiente a los predios de la UTPL ubicado en la parte posterior al Parqueadero colindante con el edificio de Prendho y el tanque de agua donde se proyecta la construccin de un edificio de 5 plantas (incluye stano), con enfoque a realizar un estudio de exploracin del subsuelo y emitir un informe tcnico.

ESTRUCTURA PROYECTADA La estructura a levantar consiste en una edificacin de 5 plantas con una superficie de construccin de 1700m2. La edificacin incluir un stano destinado a laboratorios para el rea tcnica.

NORMATIVA VIGENTEEn el Ecuador a parir del 2015 rige la Normativa Ecuatoriana de Construccin, con alcance nacional y obligatorio.

MTODOLOGA DE TRABAJO Para alcanzar los objetivos propuestos de este informe se ha determinado la siguiente metodologa:1. Recopilacin de informacin de libre acceso 2. Inspeccin visual y ejecucin de procedimientos para la clasificacin visual del suelo3. Anlisis de las observaciones recolectadas 4. Planteamiento de las soluciones para el cumplimento de los objetivos.

Capitulo IIDESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIOLOCALIZACIN GEOGRFICA La zona de estudio para la implantacin la edificacin se encuentra dispuesta en los predios del campus universitario UTPL, en el Barrio San Cayetano Alto, ubicado al oriente del Cantn Loja, provincia del mismo nombre.

Ubicacin de la zona de implantacin, Campus UTPLFuente: Google Maps

La disposicin geogrfica del sitio son las coordenadas N -3.987094, E-79.196711

CLIMA La ciudad de Loja cuenta con un clima templado-ecuatorial subhmedo, con una temperatura promedio del aire de 16C, registrndose las ms bajas entre los meses de junio a septiembre. (GEO Loja, 2007)

Grafica meteorolgica de la ciudad de LojaFuente: INAMHI

La precipitacin anual registrada es de 900 mm con sus picos en los meses de marzo-abril y octubre. (GEO Loja, 2007)

Grafica hidrolgica de la ciudad de LojaFuente: INAMHI

VEGETACIN La hoya de Loja presenta dos tipos caractersticos de vegetacin: el bosque de montaa baja, constituido por especies de aliso, pino, eucalipto, romerillo y vegetacin silvestre como chamana y chilca. La otra clase de vegetacin se ubica en los valles y llanura, con cultivos de hortalizas, cereales, frutales y rboles ornamentales (Merino, Y. 2012).

GEOLOGA El basamento de la cuenca de la ciudad de Loja es de origen lacustre, de la poca terciaria y cuaternaria. El mismo que ha sido afectado con movimientos de compresin, originando pliegues suaves en la zona accidental y pliegues de mayor pronunciacin de pendiente en la zona oriental de la cuenca. (GEO Loja, 2007) En la ciudad se identifican dos unidades sedimentarias y metamrficas. A las rocas sedimentarias pertenecen arcillas, conglomerados, areniscas y mantos calizos, las primera son de mayor abundancia afloran en la zona este de la ciudad; la segundas surgen en las pendiente sur-orientales y en la colinas del oeste; las areniscas se presentan en el noroeste. . (GEO Loja, 2007) Las rocas metamrficas afloran al borde las cordilleras que limitan la hoya de Loja, presentan gran cantidad de cobertura vegetal; por su naturaleza son frgiles y frecuentemente producen deslizamientos.. (GEO Loja, 2007)

Formaciones geolgicas del valle de LojaFuente: CINFA. NCI Equipo GEO Loja, 2006

ZONIFICACIN SSMICA De acuerdo con los resultados publicados por el Norma Tcnica de Construccin (2011), la ciudad de Loja se encuentra en la zona ssmica II, que de acuerdo con la tabla 2.2 de la misma norma, le corresponde un valor de aceleracin ssmica en roca de 0.25g. Este valor corresponde al estudio de peligrosidad ssmica para un 10% de excedencia en 50 aos (periodo de retorno de 475 aos).

Mapa ssmico del EcuadorFuente: NEC-2011, Cap2

ESTUDIOS ANTERIORES Los estudios existentes de la zona que han sido de apoyo para la elaboracin de este informe son:1) Tema: Peligro sismo de la Cuenca de Loja- Ecuador.Autor: Castillo Jaramillo Diego Israel.Informacin que se utiliz: Mapa de Isolineas de variacin de valores de Vs30 en la ciudad de Loja. (Ver anexos)2) Tema: Zonificacin ssmica de la Cuenca de Loja (Ecuador), a partir de datos litolgicos y medidas de ruido ambiental.Autor: Jos Arturo Guartn.3) Tema: Mapa de zonificacin geotcnica de la hoya de Loja.Autor: Jumbo Merino Yan Manuel.4) Tema: Estudio geolgico- geotcnico del campus universitario de la Universidad Tcnica Particular de Loja.

Capitulo IIITRABAJOS EJECUTADOS

RECONOCIMIENTO DEL REA EN ESTUDIO. Luego de recorrer el rea de estudio se observ que el lugar presenta una vegetacin constituida por especies de eucalipto, romerillo y gran parte de pasto medio. La topografa del terreno es ondulada, con un una pendiente de aproximadamente 20 a 30%.

rea de estudio.Fuente: Autor.

Se observ la presencia de canales de tierra como obra de drenaje superficial y que para controlar la erosin est recubierta de geotextil. El agua se conduce hacia un pozo revisin que est conectado a una tubera para posterior evacuacin.

Drenaje superficial.Fuente: Autor

Pozo de revisin.Fuente: Autor

Tubera para evacuacin de agua.Fuente: Autor

INFORMACIN DESCRIPTIVA DE LOS SUELOSColor.- Caf claro con contraste amarillos. Se realizaron los ensayos de resistencia seca, dilatancia, tenacidad o dureza y brillo los que nos servirn para determinar con mayor certeza el tipo de suelo presente en la zona de estudio:Resistencia seca: Se tomaron 3 muestras moldeadas esfricamente de alrededor 25 mm de dimetro; agregndose agua hasta que tengan una consistencia blanda. Las muestras se secaron al aire libre. La resistencia se ensay como se describe en la norma I.N.V. E-102 Descripcin e identificacin de suelos (Procedimiento visual y manual) que consiste en tomar las bolitas apretndolas entre los dedos. De acuerdo a la Tabla No.8 la resistencia es Alta No pudo romperse la muestra seca con la presin de los dedos, pero se rompi en fragmentos al aprisionarla con el pulgar sobre una superficie dura.

Muestras de ensayo de resistencia seca.Fuente: Autor.

Dilatancia: Norma I.N.V. E-102 Descripcin e identificacin de suelos (Procedimiento visual y manual); moldear una esfera de aproximadamente 12.5mm de dimetro, agregar agua para moldear hasta que el suelo adquiera una consistencia blanda pero no pegajosa.Con una pequea esptula aplanar la esfera de suelo en la palma de la mano, agitar horizontalmente golpendola contra la mano varias veces y observar la aparicin de agua en la superficie, el cual muestra una consistencia gelatinosa y de aspecto brillante. Finalmente exprmase la muestra aprentando el suelo varias veces entre los dedos y anotar la reaccin como nula, lenta o rpida.De acuerdo a la Tabla No. 9 la dilatancia es nula debido que no existi cambio visible en la muestra.

Ensayo de dilatancia.Fuente: Autor

Tenacidad: Con el suelo hmedo, se forman rollitos de suelo de aproximadamente 3 mm de dimetro, los suelos arcillosos tienen alta tenacidad, es decir se pueden formar muy fcilmente los rollitos, los limos tienen menos tenacidad y las arenas prcticamente no se pueden hacer los rollitos. (Villalaz C,2011).De acuerdo a la tabla No. 10 el suelo presenta una tenacidad media ya que se necesita presin mediana para formar rollitos cerca del lmite plstica.

Ensayo Tenacidad.Fuente: Autor

Brillo: Se frota una muestra seca o ligeramente hmeda con la ua del dedo o con una hoja de navaja. Una superficie brillante, indica una arcilla muy plstica, una superficie mate indica un limo o una arcilla de baja plasticidad.La muestra presento brillo lo que indica que es una arcilla muy plstica.

INFORMACIN DESCRIPTIVA DE CONSTRUCCIONES ALEDAASEdificaciones En zonas aledaas al terreno de inters se observ construcciones desde 1 piso a 3 plantas. El edificio Prendho por ser una construccin nueva no presenta daos visibles, sin embargo la bodega que se encuentra junto a este presenta una falla a lo largo de su longitud frontal.

Falla de la bodega junto al edificio Prendo.Fuente: Autor.

Una bodega que tiene varios aos de vida presenta varias fisuras en su estructura exterior.

Fisuras en bodega en el rea de estudio.Fuente: Autor El tanque de agua y la casa de mquinas se encuentran en buen estado, adems las edificaciones colindantes al rea en estudio que tienen como uso habitacional tambin se presentan un buen estado.

Fuente de tanque de agua y casa de mquinas.Fuente: Autor.Vas. Para el acceso lateral del campus existe una va de pavimento rgido en perfectas condiciones, con adecuado drenaje longitudinal.

Va de acceso lateral del campus.Fuente: Autor

Taludes. El talud de lado derecho de la va lateral de acceso se encuentra protegido con malla biodegradable con bolsones y el talud de lado derecho se encuentra protegido geomalla.

Malla biodegradable con bolsones para tierra.Fuente: Autor.

Reptaciones Los arboles existentes en el lugar no tienen posicin vertical sino que se encuentran inclinados 20 con respecto a la vertical; por lo que se asume que la zona en estudio presenta eventos de reptacin. La reptacin consiste en un fenmeno geolgico que se caracteriza por el movimiento lento de los materiales del suelo debido a la influencia del agua.

Inclinacin de rboles- Fenmenos de reptacin.Fuente: Autor.Captulo IVRESULTADOS OBTENIDOS CLASIFICACIN DE LA UNIDAD DE CONSTRUCCIN De acuerdo a la tabla No 1 del NEC_SE_CM la edificacin proyectada es de categora media, para niveles de entre 4 y 10, que corresponde a tambin a columnas con carga de servicio entre 801 y 4000 KN; que en la estructura se estima preliminarmente estar cargada con 1000 KN.

TIPO DE PERFIL DEL SUELO De acuerdo a las caractersticas determinadas: resistencia seca, alta; dilatacin, nula; tenacidad, media; y superficie brillante, el tipo de suelo que de determino por el momento y de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos es una unidad de arcilla de alta plasticidad, CH, resultado que coincide con los obtenidos por Jumbo Yan, para el sector de San Cayetano. La clasificacin del suelo de acuerdo a la tabla No2 del NEC_SE_DS y haciendo uso de los estudios existentes de Catillo D., sobre la velocidad de onda de corte, estimada en 650 m/s para la zona, el perfil que se presenta en del tipo C, correspondiente a suelos densos con velocidad de onda de corte entre 760 y 360 m/s.

MTODOS RECOMENDADOS PARA LA EXPLORACIN DE CAMPO Particular a los ensayos propios de caracterizacin y clasificacin de los suelos se recomienda una exploracin directa a travs de sondeo con calicata para la obtencin de muestras inalteradas de profundidad menor a 5m, con el fin de realizar ensayos de laboratorio como: Como parte del estudio definitivo se recomienda un sondeo mecnico dado su alcance de profundidad de exploracin. Un ensayo de penetracin estndar es adecuado dada la disponibilidad de equipos para el ensayo en la ciudad y su aplicacin en este tipo de suelos, cuyos resultados pueden ser correlacionados ara determinar caractersticas de resistencia y consistencia.

PROFUNDIDAD Y NMERO MNIMO DE SONDEOS De acuerdo a la tabla No2 del NEC_SE_CM, para la categora de la edificacin, los sondeos se deben realizar a una profundidad de 15, con un nmero mnimo de 4.