Estudio de Huacho

7/27/2019 Estudio de Huacho

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CONSTRUCCION DE REDES DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO,

CON EQUIPAMIENTO Y CASETA DEL POZO TUBULAR EN EL SECTOR

EX. AA.HH. ALBERTO FUJIMORI FUJIMORI - DISTRITO DE SANTA MARIA"

INDICE

1. GENERALIDADES ........................................................................................................1

2. GEOLOGIA Y SISMICIDAD DEL AREA EN ESTUDIO ................................................1

2.1 GEOLOGA REGIONAL..............................................................................................1

2.2 SISMICIDAD............................................................................................................... 2

3. INVESTIGACION GEOTECNICA...................................................................................2

4. ENSAYOS DE LABORATORIO.....................................................................................3

5. PERFIL ESTRATIGRAFICO..........................................................................................5

6. ANALISIS DE LA CIMENTACIN.................................................................................6

6.1 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN..........................................................................6

7. EVALUACIN QUMICA................................................................................................9

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..................................................................9

ANEXO A: PLANOSANEXO B: REGISTRO DE EXCAVACIONES

ANEXO C: ENSAYOS DE LABORATORIOANEXO E: FIGURA

ANEXO F: PANEL FOTOGRAFICO

INFORME DE MECANICA DE SUELOS


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1. GENERALIDADES

1.1 Objetivos

El presente estudio tiene por finalidad realizar una reevaluacin de las condiciones geotcnicas de los

componentes del suelo de cimentacin para el Estudio Definitivo de la construccin de redes de agua y

alcantarillado, con equipamiento y caseta del pozo tubular en el sector Ex. AA.HH. Alberto Fujimori Fujimori

del Distrito de Santa Mara. Esta evaluacin esta orientado a definir las caractersticas fsicas y mecnicas del

subsuelo, para establecer los parmetros que gobiernan su resistencia ante solicitaciones de carga.

El programa de trabajo realizado con este propsito ha consistido en:

Ejecucin de Calicatas en el rea del terreno.

Toma de muestras alteradas.

Ejecucin de ensayos de laboratorio.

Anlisis de trabajos de campo y laboratorio.

Perfiles estratigrficos.

Conclusiones y Recomendaciones

1.2 Ubicacin del rea en Estudio

El rea del proyecto, se ubica en el Distrito de Santa Mara, Provincia de Huaura y Regin Lima.

2. GEOLOGIA Y SISMICIDAD DEL AREA EN ESTUDIO

2.1 Geologa Regional

Generalidades

La geologa regional presenta una secuencia de rocas volcnica sedimentaria Casma del Albiano est

conformado por piro clsticos de basalto y andesita gris-verde hacia el nivel inferior, sobre estos se halla un

nivel flsico compuesto por tobas, lapilli, ignimbritas, riolitas silceas y flujos daciticos con fuerte plegamiento;

hacia el nivel superior se encuentran andesitas, basaltos y piroclsticos.

Grupo Casma (Ki-ca)

Secuencia de depsitos volcnicos lvicos de composicin andestica, muy fracturadas, con intercalaciones de

areniscas tufceas, piroclsticos y ocasionales capas de calizas depositadas en calderas.



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Depsitos cuaternarios

Los depsitos cuaternarios comprenden unidades recientes como los depsitos fluviales, elicos y aluviales.

2.2 Sismicidad

Segn a las Normas Sismo Resistente E-03 y E.05 Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de

Edificaciones, a la zona en estudio presenta las siguientes condiciones ssmicas:

Intensidad Ssmica : VIII a IX

Zonificacin Ssmica : 3

Suelo perfil tipo : S1 (zona de roca) y S3 (zona de suelo)

Periodo Predominante : 0.9

Factor S : 1.0(zona de roca) y 1.4(zona de suelo)

3. INVESTIGACION GEOTECNICA

3.1 Excavacin de Calicatas

La exploracin de campo ha consistido en la excavacin un total de 23 calicatas a cielo abierto en el rea de

estudio.Cuadro N 01

Resumen de calicatas

Ubicacin Calicatas

Profundidad

Total(m)

Nivel de Agua

(m)

Reservorio Elevado C-01 0.25 N.P.

Redes de Distribucin de

Agua y Alcantarillado

C-02 1.30 N.P.

C-03 0.25 N.P.

C-04 0.60 N.P.

Cuadro N 02

Resumen de calicatas

Ubicacin Calicatas

Profundidad

Total

(m)

Nivel de Agua

(m)

Planta de Tratamiento C-05 3.50 N.P.

Redes de Distribucin de

Agua y Alcantarillado

C-06 0.80 N.P.

C-07 0.50 N.P.

C-08 0.25 N.P.

C-09 0.20 N.P.C-10 0.50 N.P.



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C-11 0.20 N.P.

C-12 1.40 N.P.

C-13 0.65 N.P.

C-15 1.30 N.P.

C-16 1.35 N.P.

C-17 0.40 N.P.

C-18 1.00 N.P.

C-19 1.10 N.P.

C-20 1.40 N.P.

C-21 0.30 N.P.

C-22 1.40 N.P.

C-23 1.00 N.P.

C-24 1.00 N.P.

En el Anexo A se presenta los registros de campo de las calicatas.

4. ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1 Ensayos estndar

Con las muestras alteradas obtenidas de las excavaciones (calicatas), se realizaron ensayos estndar de

clasificacin de suelos y de propiedades fsicas.

Los ensayos se ejecutaron siguiendo las normas de la American Society For Testing and Materiales (ASTM).

Las normas para estos ensayos son las siguientes:

- Anlisis granulomtrico por tamizado ASTM D-422

- Contenido de humedad ASTM D-2216

- Clasificacin SUCS ASTM D-2487

En el siguiente cuadro se presenta un resumen de los resultados de los ensayos estndar realizados.

Cuadro N 03Resumen de los ensayos estndar de clasificacin de suelos en fundacin

Ubicacin Calicata Muestra Profund.

(m)

Granulometra (%) Lmites (%) C. H.

(%)

Clasificacin

SUCSGrava Arena Finos L.L. I.P.

Planta de

TratamientoC-05 M -1 0.80-2.00 0.00 97.26 2.74 N.P. N.P. 6.78 SP

Redes de

Distribucin de

Agua y

Alcantarillado

C-12 M -1 0.40-1.40 0.00 95.91 4.09 N.P. N.P. 3.29 SP

C-15 M -1 0.70-1.30 0.00 94.09 5.91 N.P. N.P. 2.99 SP SM

C-20 M -1 0.90-1.40 0.00 96.69 3.31 N.P. N.P. 2.23 SP

C-22 M -1 1.00-1.40 0.00 95.04 4.96 N.P. N.P. 5.46 SP

C-23 M -1 0.00-1.00 0.00 95.69 4.31 N.P. N.P. 4.48 SP

L.L. : Lmite lquido

L.P. : Lmite plstico



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C.H. : Contenido de humedad

4.2 Ensayos especiales

Los ensayos especiales se ejecutaron siguiendo las normas de la American Society For Testing and Materials

(ASTM). Las normas para estos ensayos son las siguientes:

- Corte Directo ASTM D-3080

- Carga Puntual ASTM D-5731

Cuadro N 04

Resumen de los ensayos especiales de clasificacin de suelos


(m)

Clasificacin

SUCS

Corte Directo

c

(Kg/cm2

)

()Planta de Tratamiento C 5 M - 1 0.80 - 2.00 SP 0.00 29.90

Cuadro N 05

Resumen de los ensayos especiales de clasificacin de suelos

Ubicacin Calicata MuestraProfund.

(m)Clasificacin

Corte Directo

Descripcin

(MPa)ISRM

Reservorio Elevado C 1 M - 1 0.20 Roca 33.06 R3.0 Medianamente Dura

Redes de Distribucin

de Agua y Alcantarillado

C 4 M - 1 0.60 Roca 23.91 R2.5 Dbil

C 6 M - 1 0.80 Roca 10.43 R2.0 Dbil

C 7 M - 1 0.40 Roca 11.86 R2.0 Dbil

C 9 M - 1 0.20 Roca 24.27 R2.5 Dbil

C 10 M - 1 0.40 Roca 22.22 R2.5 Dbil

C 17 M - 1 0.30 Roca 39.07 R3.0 Medianamente Dura

C 21 M - 1 0.30 Roca 30.08 R3.0 Medianamente Dura

En el Anexo C se presentan los certificados de los ensayos de laboratorio.

En el Anexo D se presenta el cuadro N 01 Clasificacin y estimacin de la resistencia uniaxial de las rocas.

4.3 Ensayos Qumicos de Suelos

Con el objeto de estimar el grado de agresividad del suelo a la cimentacin de estructuras se han ejecutado

ensayos qumicos de suelo, donde se han determinado los sulfatos, sales solubles totales y cloruros

contenidos en las muestras de suelo.

Cuadro N 06Resultados de los Ensayos Qumicos



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SO4 = Sulfatos

SST = Sales Solubles Totales

ppm = Partes por milln

En el Anexo C se presentan los certificados de los ensayos qumicos de suelo realizados para el presente

estudio.

5. PERFIL ESTRATIGRAFICO

En base a los registros de excavaciones, inspeccin superficial del terreno y ensayos de laboratorio se deduce

la siguiente conformacin.

Redes Secundarias: El perfil estratigrfico se encontr un material granular como arena pobremente gradada

con limo, arena pobremente gradada y arena limosa, de compacidad medianamente densa a densa,

clasificando como SP SM, SP y SM en el sistema SUCS. La humedad vara de hmeda a ligeramente

hmeda, el color predominante beige claro y gris claro.

Se registro basamento rocoso del tipo volcnico lvico, de color gris verdoso con intercalaciones de

sedimentarios de color beige blanquecino.

No registro nivel fretico.

Planta de Tratamiento: Suelos finos como arena pobremente gradada compacidad media a alta, clasificandocomo SP en el sistema SUCS. Hmeda, el color predominante beige.


Reservorio Elevado: El perfil estratigrfico se encontr basamento rocoso del tipo volcnico lvico, alterado,

color gris verdoso.



UbicacinCalicata /

MuestraProfundidad (m)

SST

(ppm)

Cloruros

(ppm)

SO4

(ppm)C.E ds/m PH

Planta de

TratamientoC-5 / M-1 0.80 2.00 1350.7 975.9 135.1 0.948 6.10

Redes de

Distribucin de

Agua y

Alcantarillado

C-12 / M-1 0.60 1.40 4211.2 2467.5 602.1 2.330 7.99

C-15 / M-1 0.70 1.30 704.0 473.3 111.8 1.100 6.50

C-20 / M-1 0.90 1.40 8567.0 1200 678.0 2.560 6.56

C-23 / M-1 0.00 1.00 1776.3 1291.1 184.1 2.213 6.96


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6. ANALISIS DE LA CIMENTACIN

6.1 Profundidad de Cimentacin

En base al estudio del perfil estratigrfico, caractersticas fsico-mecnicas del subsuelo y las solicitaciones de

carga, en el siguiente cuadro se muestra el nivel de fundacin para cada estructura.

Cuadro N 07

Profundidad de Cimentacin


(m)

Clasificacin

SUCS

DF (min)

(m)

Reservorio

elevadoC 1 M - 1 0.00-0.25 Roca 2.00

Planta de Tratamiento C 5 M - 1 0.80-3.50 SP 4.00

DF: Nivel de fundacin propuesta (Como mnimo).

6.2 Tipo de Cimentacin

Dada la naturaleza y el grado de compactacin del subsuelo por debajo de la cota de cimentacin propuesta,

se recomienda el empleo de cualquier tipo de cimentacin superficial convencional como Zapatas cuadradas,

Cimiento corridos, plateas, etc.

6.3 Capacidad Admisible de Carga

Se ha determinado la capacidad portante del terreno basado en el dimensionamiento del anteproyecto

arquitectnico. No se ha contado con la estructuracin y cargas del ingeniero, por lo que las capacidades

admisibles deberan chequearse con las nuevas cargas utilizando la metodologa propuesta. Se ha

determinado la Capacidad Admisible de carga en base a la formula de Terzaghi-Peck (1967), no se ha

considerado la napa fretica para el clculo de la capacidad.

Donde:

Qu = Capacidad ultima de carga

Qad = Capacidad admisible de carga

C = Cohesin (kg/cm2)


s

uad

F

qq =

BNSDfNqSqqu 22

11 +=


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= Angulo de Friccin ()

Fs = Factor de seguridad

t = Peso unitario del suelo

f = Peso unitario del suelo superficial

Df = Profundidad de cimentacin (m.)

N, Nq = Parmetros de capacidad portante

en funcin de

S, Sq = Factores de forma

(Vesic, 1979).

Cimentacin Cuadrada:

S = 0.6

Sq = 1 + tg

Cimentacin Corrida

Sq = 1, S = 1

6.4 Capacidad Admisible de Carga Por Corte

Se determinara la capacidad admisible tomando en cuenta los siguientes parmetros:

Cuadro N 08

Parmetros de resistencia

Ubicacin ClasificacinSUCS

Corte DirectoPeso unitario del suelo

c

(Kg/cm2)

()

t f

Reservorio Elevado Roca 1.52 35.00 2.50 2.50

Planta de

TratamientoSP 0.00 29.00 1.80 1.80

Cuadro N 09Capacidades Admisibles de Carga



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UbicacinClasificacin

SUCS

DF (min)

(m)

Ancho dePlatea oDiametro

B

(mts.)

Largo dePlatea oDiametro

L

(mts.)

Platea deCimentacin

Qadm

(kg/cm2)


Planta de

TratamientoSP 4.00 4.00 5.00 3.76

Cuadro N 10

Capacidades Admisibles de Carga

Ubicacin

Clasificacin

SUCS

DF (min)

(m)

Ancho deZapata

CuadradaB

(mts.)

ZapataCuadrada

Qadm(kg/cm2)

Planta de

TratamientoSP 4.00 1.00 2.87

6.5 Capacidad Admisible de Carga por Asentamiento

Se ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento de la cimentacin a 1 pulgada (2.54 cm.) para

zapatas y para plateas es de 2 pulgadas, de acuerdo a Terzaghi y Peck (1967). El asentamiento inmediato se

ha calculado en base al mtodo elstico, mediante la siguiente relacin:

Donde:

Si = Asentamiento probable ( cm )

= Relacin de Poisson

Es = Mdulo de Elasticidad (Ton/m2 )

If = Factor de forma ( cm/m )

q = Presin de trabajo ( Ton/m2 )

B = Ancho de la cimentacin ( m )

Cuadro N 11

Capacidad de Carga por Asentamiento


fi IEs

qBS

)1( 2=


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SUCS

Modulo de

Elasticidad

(Tn/m2)

Poisson()

Ancho deZapata

B(mts.)

Zapata

Cuadarada

Qadm

(kg/cm2)

Si

(cm)

Reservorio Elevado Roca 100000 0.25 10.00 16.80 1.25

Planta de

TratamientoSP 6500 0.25 4.00 3.76 1.98

Planta de

TratamientoSP 6500 0.25 1.00 2.87 0.90

7. EVALUACIN QUMICA

En el siguiente cuadro se presentan los limites permisibles recomendados por el Comit ACI 318-83 y valores

recopilados de la literatura existente sobre las cantidades en partes por milln (p.p.m) de sales solubles

totales, as como el grado de alteracin y las observaciones del ataque a las armaduras y al concreto, se da

las recomendaciones necesarias para la proteccin ante el ataque qumico.

Cuadro N 12Lmites permisibles

Presencia en el Suelo de: p.p.mGrado de

AlteracinConsecuencia

*Sulfatos

0-1000

1000-2000

2000-20,000

>20,000

Leve

Moderado

Severo

Muy Severo

Ocasiona un ataque qumico al concreto de la

cimentacin

**Cloruros >6,000 PerjudicialOcasiona problemas de corrosin de armaduras o

elementos metlicos.

**Sales Soluble totales >15,000 PerjudicialOcasiona problemas de prdida de resistencia

mecnica por problema de lixiviacin

* Comit ACI 318-83

** Experiencia existente

De la comparacin de los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio y los valores recomendados se

puede deducir el siguiente comportamiento.

En la zona en estudio los niveles de elementos qumicos, estn por debajo de los niveles perjudiciales por loque se recomienda la utilizacin de cemento Tipo I para las estructuras de concreto y del refuerzo.

En algunos sectores de la zona en estudio presenta un porcentaje medio de sales solubles totales y cloruros.

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

8.1 Se ha concluido con la etapa de exploracin, que ha consistido en ejecutar el siguiente programa:

23 Calicatas que varan de 0.30 m. a 3.50 m. de profundidad.



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En los sondeos se realiz el registro de Calicatas, muestreo de suelos alterados para la ejecucin de ensayos estndar,

especiales y qumicos.

8.2 Para la aplicacin de las normas de diseo sismo-resistente se debe considerar:

Zona 3 Z = 0.40g

Suelo (S3) S = 1.40

Suelo (S1) S = 1.00

Perodo Predominal Ts = 0.90 seg.

8.3 Se debern los siguientes parmetros para los clculos de capacidades:

Cuadro N 13

Parmetros de resistencia


SUCS

Corte Directo Peso unitario del suelo

c

(Kg/cm2)

()t f


Planta de

TratamientoSP 0.00 29.00 1.80 1.80

8.4 En el diseo de la cimentacin del rea del reservorio elevado y la planta de tratamiento debe utilizarse los siguientes

parmetros:

Tipo de Cimentacin

Cualquier tipo de cimentacin convencional, zapatas cuadradas, plateas de cimentacin, etc.

Cuadro N 14Capacidades Admisibles de Carga



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SUCS

DF (min)

(m)

Ancho dePlatea oDiametro

B

(mts.)

Largo dePlatea oDiametro

L

(mts.)

Platea deCimentacin

Qadm

(kg/cm2)


Planta de

TratamientoSP 4.00 4.00 5.00 3.76

Cuadro N 15

Capacidades Admisibles de Carga

Ubicacin

Clasificacin

SUCS

DF (min)

(m)

Ancho deZapata

CuadradaB

(mts.)

ZapataCuadrada

Qadm(kg/cm2)

Planta de

TratamientoSP 4.00 1.00 2.87

No se ha contado con la estructuracin y cargas del ingeniero, por lo que las capacidades admisibles deberan

chequearse con las nuevas cargas utilizando la metodologa propuesta.

8.5 Se recomienda un talud de corte mximo de H:V = 2:1, en la zona de la planta de tratamiento.

8.6 Al nivel de cimentacin propuesto los contenidos qumicos, estn por debajo de los lmites permisibles, no

habr ataque severo al concreto, ni al acero de refuerzo. Deber por tanto usarse cemento normal t ipo I.

8.7 Los resultados de este informe se aplican exclusivamente al rea estudiada no se pueden utilizar en otros sectores o para

otros fines.

REFERENCIAS



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1. Alva Hurtado J. (1992), Mecnica de Suelos Aplicada a Cimentaciones, Captulo de Estudiantes ACI-UNI,

Lima.

2. Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), Soil Mechanics, John Wiley, New York.

3. Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley, New York.

4. Vesic A. (1973), Anlisis de la Capacidad de Carga de Cimentaciones Superficiales, JSMFED, ASCE, Vol. 99.

5. Reglamento Nacional de Edificaciones (2006), Norma Tcnica de Edificaciones E-30-Diseo Sismorresistente,

Lima - Per.

6. Reglamento Nacional de Cimentaciones (1997), Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones, Lima- Per.

7. Packard, Robert G., Slab Thickness Design for Industrial Concrete Floors on Grade, IS195.01D, Portland

Cement Association, Skokie, IL, 1976.

8. Panak, Jhon j., and Rauhut, J.B. , Behavior and Design of Industrial Slabs on Grade, ACI JOURNAL,

Proceedings V.72, N5, May 1975. pp. 219-224.


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