Estudio de Mecanica de Suelos de La Casa Habitacion Priv Flores Magon 2014

Eugenio Jiménez Lorenzini. Ced. Prof: 647866.Ingeniero civil.

Proyecto, Diseño, Construcción y Mecánica de Suelos.

MEMORIA O ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS:

ESTRUCTURA: “CASA HABITACION CASTAÑEDA”

PROPIETARIA: SANDRA CASTAÑEDA FLORES.

LABORATORISTA: ING. EUGENIO JIMENEZ LORENZINI.

FECHA: APIZACO TLAX; A 28 DE MAYO DEL 2014.

ELABORO ESTUDIO: ING. EUGENIO JIMENEZ LORENZINI.



ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS



INDICE

CAPITULO 1. ANTECEDENTES

1.1 INTRODUCCION1.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA1.3 GEOLOGIA DE LA ZONA1.4 REGIONALIZACION SISMICA DE LA ZONA

CAPITULO 2. TRABAJOS DE CAMPO Y LABORATORIO

2.1 TRABAJOS DE CAMPO2.2 TRABAJOS DE LABORATORIO

CAPITULO 3. CIMENTACIONES

3.1 ANALISIS DE LA CIMENTACION3.2 CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE

CAPITULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

ANEXO 1.- REPORTE DE FIGURASANEXO 2.- REPORTE FOTOGRAFICO



REFERENCIASANEXO 1.-RELACION DE FIGURAS

FIGURA 1: LOCALIZACION DEL SITIO EN ESTUDIOFIGURA 2: CROQUIS DE LOCALIZACION DEL AREA EN ESTUDIO

ANEXO 2.-RELACION DE FOTOGRAFIAS

FOTO 1.- LOCALIZACION Y EJECUCION DEL SONDEO PCA-1FOTO 2.- LOCALIZACION Y EJECUCION DEL SONDEO PCA-1

BIBLIOGRAFIA



CAPITULO 1. ANTECEDENTES1.1 INTRODUCCION

La Sra. Sandra Castañeda Flores, propietaria de este predio, se le realizó un estudio de mecánica de suelos para la construcción de una CASA HABITACION, el cual estará ubicado en el predio denominado “FLORES MAGON”, en Calle 21 de Marzo No. 39, en el Barrio de San Lucas del municipio de Huamantla Tlax.

El terreno en estudio tiene una superficie de terreno de m2, presenta una topografía sensiblemente plana y horizontal en la periferia se observan distintas colindancias y en general se observa un comportamiento estable de la zona así como los principales servicios públicos (ver figura 2).

De acuerdo con la información proporcionada por el cliente se pretende la construcción de una casa habitación.

La exploración de campo se realizó el día 28 de Mayo del 2014, consistiendo en la ejecución de un (1) sondeo a cielo abierto a una profundidad de 1.00 mts. Respectivamente de los cuales se obtuvieron muestras alteradas para su estudio en laboratorio (ver figura 3).

Por lo anterior, se emite el siguiente estudio de mecánica de suelos cuyos objetivos principales son: emitir las pertinentes recomendaciones geotécnicas para el desplante de las estructuras.



1.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA

A) LOCALIZACION

Ubicado en el en el sector oriental del estado de Tlaxcala y en las faldas del volcán Malintzin de 2 400 a los 4 400 sobre el nivel del mar, el municipio de Huamantla se sitúa en un eje de coordenadas geográficas es 19° 11' - 19° 27' latitud norte y 97° 47' - 98° 02' longitud oeste.

Localizado al centro del estado, el municipio de Huamantla colinda al norte con

el municipio de Terrenate, al noreste con el municipio de Altzanyanca, al este con el municipio de Cuapiaxtla, al sur con el municipio de Ixtenco y con el municipio de Zitlaltepec de Trinidad Sánchez Santos, al suroeste con el municipio de Teolocholco y con el municipio de San Francisco Tetlahnocan y el municipio de San José Teacalco y al noroeste con el municipio de Tzompantepec, con el municipio de Tocatlán y con el municipio de Xaloztoc; al suroeste y sureste limita también con el estado de Puebla, en particular con el municipio de Puebla y con el municipio de Nopalucan, respectivamente.



B) SUPERFICIE

De acuerdo con la información del Instituto Nacional de estadística, Geografía e informática INEGI, el municipio de Huamantla, comprende una superficie de 354.34 kilómetros cuadrados, lo que representa el 8.73 por ciento del total del territorio estatal, el cual asciende a 4 060.923 kilómetros cuadrados.

C) CLIMA

En el municipio el clima se considera semiseco templado, con régimen de lluvias en los meses de mayo, junio, agosto y septiembre Los meses más calurosos son marzo, abril y mayo. La dirección de los vientos en general es de suroeste a noroeste, igualmente la temperatura promedio mínima anual registrada es de 5.4 grados centígrados y la máxima es de 23.2 grados centígrados. La precipitación promedio mínima registrada es de 6.3 milímetros y la máxima de 119.2 milímetros

D) OROGRAFIA

Se presentan en el municipio tres formas características de relieve: Zonas accidentadas, que abarcan aproximadamente el 20.0 por ciento la superficie total y se localizan al norte del municipio y al sur en la zona de La Malinche. Zonas semiplanas, que ocupan aproximadamente el 30.0 por ciento de la superficie, se localizan al norte y sur del municipio. Zonas planas, que comprenden el 50.0 por ciento restantes del territorio municipal y se ubican en el centro del municipio.



E) HIDROGRAFIA

Los recursos hidrográficos se conforman básicamente de arroyos con caudal durante la época de lluvias. El arroyo Amomoloc, recorre una distancia aproximada de 3.5 km., en una dirección sur-norte. Existen también las barrancas de Tecoac, Xonemila, San Lucas y Los Pilares, se contabilizan igualmente 62 pozos de los cuales 16 se utilizan para servicio municipal y los restantes para riego.

F) SUELO

Existen en el territorio del estado suelos de tipo cambisoles, litosoles, andosoles, regosoles, gleysoles, fluvisoles, vertisoles, solonchaks, ranker, rendzinas, serosoles e histosoles. En base a ese estudio, se determinó que en el municipio de Huamantla hay cinco grandes tipos de suelos: los cambisoles, fluvisoles, litosoles, andosoles y regosoles.

Corresponden a los cambisoles aquellos suelos de sedimentos piroclásticos translocados, con frecuencia y horizontes duripan ó tepetate. Los suelos fluvisoles, comprenden sedimentos aluviales poco desarrollados y profundos. Los litosoles, son extremadamente delgados, la roca se encuentra a menos de 10 cm., de profundidad. Los suelos tipo andosoles, son de sedimentos piroplásticos, por lo general bien desarrollados, de profundidad media a profundos, muy sueltos. En relación a los suelos regosoles, son de sedimentos sueltos, muy poco desarrollados, profundos, con horizonte A ócrico.



G) VEGETACION

Más de la mitad del territorio de este municipio está ocupado por las actividades agropecuarias. Alrededor del 35% de su superficie tiene vegetación silvestre y se localiza en el área del volcán La Malinche, ésta vegetación está dispuesta en varios estratos altitudinales.

En la parte inferior se encuentra el bosque de encino (Quercus, laeta Q.optusata, Q. crassipes), que a menudo se encuentran conviviendo con el ocote chino (Pinus leiophylla); un poco más arriba el encino de hoja grande (Q. rugosa) se encuentra asociado al madroño (Arbutus jalapensis) y al pino real (Pinus montezumae), además del pino blanco (Pinus pseudostrubus) y al ailite (alnus jurollensis). Este estrato es compartido con especies de menor talla como el huejote (Salix paradoxa) y el tepozán (Buddleia parviflora).

Entre los 2 800 y 3 500 m., de altitud se encuentra el bosque de oyamel (Abies religiosa), árbol cuya copa es parecida a la de un cono y que se caracteriza por su majestuosidad y belleza; por arriba de este bosque de oyamel se encuentra un bosque de pino alto (Pinus hartwegii), mismo que marca el límite superior de la vegetación arbórea, puesto que más arriba, antes de llegar a la cima de la montaña, sólo se encuentra la vegetación conocida como páramo de altura o zacatonal alpino y que indica una altitud superior a los 4 300 m. Algo sobresaliente en la cima de la montaña, es la presencia de un pequeño árbol, cuyo nombre común es junípero o cedrillo enano (Juniperus monticola), arbusto que presenta hábito rastrero y comúnmente crece en sitios rocosos y fríos.

Es importante resaltar que la densidad media del arbolado en el volcán de La Malinche, es de 205 individuos por hectárea; el 61.5% de su arbolado son coníferas y el 38.5% son hojosas.

En la parte más baja de este municipio, se encuentran vestigios de matorral xerófito cuyas especies características son: el maguey de cerro (Agave



horrida), el agave pulquero (A. salmiana), el sotol (Nolina longifolia), la palma de izote (Yucca filifera), la palma (Dasylirion acrotriche), el tapón (Opuntia spinulfera), la pata de tlacuache (Senecio praecox), el nopal de alto (O. hypticantha), el nopal de ardilla (O. robusta), la biznaga o pitahaya (Mammilaria magnimamma), la salvia de bolita (Buddleia perfoliata), la trompetilla (Bouvardia ternifolia).

1.3 GEOLOGIA DE LA ZONA.

De acuerdo a la carta geológica de la zona (E14B33), se puede observar que la geología del área en estudio está comprendida dentro de una zona predominantemente de Toba Andesitica (Ta). Que se describe como toba arenosa–arcillosa de color pardo claro (ver figura 4).

1.4 REGIONALIZACION SISMICA DE LA ZONA.



Conforme a la carta de regionalización sísmica de la república mexicana anual de diseño por sismo de la CFE (1993), la zona en estudio, se localiza en la zona “B” de mediana intensidad sísmica. Los espectros de diseño para estructuras del grupo B en la zona sísmica “B” se indican en al siguiente tabla;

CAPITULO 2. TRABAJOS DE CAMPO Y LABORATORIO.2.1 TRABAJOS DE CAMPO.

Los trabajos de exploración en campo se enfocaron básicamente al estudio de la superficie de desplante de las estructuras, para dar los parámetros de resistencia del terreno para el proyecto en cuestión.



Se realizó un pozo de cielo abierto a una profundidad de 1.00 mts, respectivamente, la ubicación de estos trabajos se muestra en la figura 3 y en el desarrollo del método de exploración se describe a continuación.

POZOS A CIELO ABIERTO.

El pozo a cielo abierto se realizó mediante el empleo a base de herramienta menor (pico y pala), las dimensiones aproximadas de la trinchera fueron de 0.50 mts de ancho por 0.50 mts de largo y 1.00 mts de profundidad. De los estratos encontrados en las paredes se obtuvieron muestras alteradas, con el propósito de enviarlas a laboratorio central para su estudio de resistencia y deformación. Así mismo se determinaron ensayes de propiedades índices con el propósito de conocer su clasificación mediante el sistema unificado de clasificación de suelos. El corte estratigráfico del sondeo a cielo abierto se muestra en figura y la ejecución de este se ilustra en las fotografías 1 y 2 (ver anexo 2 reporte de fotografías).

2.2 TRABAJOS DE LABORATORIO.A) CLASIFICACION SUCS.

Para poder encasillar a los materiales encontrados de acuerdo al sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS), se realizaron ensayes de: composición granulometría, límites de consistencia (limite líquido, limite plástico y límite de contracción lineal) y contenido de agua; los resultados obtenidos se muestran graficados en el corte estratigráfico de la figura 5.

B) ENSAYE DE COMPRESION SIMPLE.

De la muestra inalterada que se obtuvo en el sondeo a cielo abierto (PCA), se le realizo una prueba simple con el propósito de conocer sus parámetros de resistencia del suelo, los resultados se muestran en la figura y se resumen en la tabla siguiente.



CAPITULO 3 CIMENTACIONES.3.1 ANALISIS DE LA CIMENTACION.

Para poder definir el tipo de cimentación más adecuado para las estructuras en proyecto se tomaron en cuenta las características estratigráficas del subsuelo, los resultados de laboratorio y las características del proyecto a construir.

Por lo anterior y en base a la información proporcionada por el cliente la opción propuesta para este tipo de estructuras será a base de:

Cimentación de mampostería de piedra braza de 1ra, para muros de carga.

Como se indicó anteriormente la cimentación estarán desplantadas a 1.00 mts de profundidad.

3.2 CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE.

El análisis de capacidad de carga en cimientos superficiales se determinó de acuerdo con la ecuación general de Terzaghi para cimentaciones desplantadas en suelos cohesivos y/o friccionantes, en donde se involucran los parámetros de cohesión y fricción obtenidos de las pruebas simples o en su caso por correlaciones.

Ecuación general de Terzaghi:

qu = cNc + γ1DfNq + 0.5γ2BNγDonde:

qu = Es la capacidad de carga última del cimiento (F L-2); c = Es la cohesión del suelo de soporte (F L-2);1 = Es el peso específico del suelo suprayacente a la base del cimiento (F L-3); γ2 = Es el peso específico del suelo subyacente a la base del cimiento (F L-3);



Df = Es la profundidad de desplante, medida verticalmente desde la superficie del terreno natural a la base del cimiento (L); B = Es el ancho del cimiento (L); Nc, Nq y Nγ = Son coeficientes adimensionales que dependen solo del ángulo de fricción interna φ del suelo y se denominan “factores de capacidad de carga”, debidos a la cohesión, a la sobrecarga y al peso del suelo respectivamente.

Los factores de capacidad de carga se obtienen de la figura en forma gráfica.

La expresión de capacidad de carga última presentada anteriormente, supone, según el mecanismo de falla propuesto, que al ir penetrando el cimiento en el suelo se va produciendo cierto desplazamiento lateral de modo que los estados plásticos desarrollados incipientemente bajo la carga se amplían hasta los puntos E y E’, en tal forma, que en el instante de la falla, trabaja toda la longitud de la superficie de falla al esfuerzo límite; a este mecanismo se le conoce como “falla general”.

Sin embargo, en materiales granulares sueltos (compacidad relativa < 70 %) o arcillosos blandos, la deformación se incrementa significativamente para cargas cercanas a la de falla, Terzaghi consideró que al penetrar el cimiento no logra desarrollarse el estado plástico a lo largo de toda la longitud de la superficie de falla, sino que la falla ocurre antes, a carga menor, debido al nivel de asentamiento alcanzado en el cimiento, lo cual, para fines prácticos equivale a la falla del mismo. A este tipo de falla Terzaghi lo denominó “falla local”.

Considerando los resultados de clasificación SUCS de laboratorio así como los resultados de las pruebas simples, fue posible definir el tipo de suelo de sustentación (cohesion-friccionante) y las propiedades de resistencia más representativas para el análisis de las cimentaciones, dichos parámetros se indican en la tabla siguiente:



TIPO DE CIMENTACION (SUGERIDA).

PROF. DE DESPLANTE (SUPERFICIA

L).

COHESION Ton/m2

ANGULO DE

FRICCION

PESO VOL. HUM

Ton/m2

MODULO DE ELASTICIDAD

Kg/cm2

MODULO DE

POISSON

MAMPOSTERIA DE PIEDRA BRAZA

1.00 MTS 0.00 22.00° 1.500 350 0.35

Nota: en cuanto a la geometría de cimentación y tomando en cuenta las características de resistencia del suelo, se consideró una profundidad de desplante de 1.00 mts. (A partir del nivel de la planta baja) y un ancho de cimentación de 0.80 mts.

Cimentación de mampostería de 0.30X0.80X0.80 mts.Capacidad de carga que soportará el suelo es de 8.00 ton/m2.

CAPITULO 4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

a) De acuerdo a la información proporcionada por el cliente y en base a los resultados obtenidos en laboratorio. La opción de cimentación que se propone para la estructura es a base de cimentación de



mampostería desplantadas a una profundidad de 0.80 a partir del nivel de la planta baja, por lo tanto y de acuerdo a la geometría de la cimentación se obtienen los siguientes resultados:

Capacidad de carga admisible en ton /m2 8.00 ton/m2

Asentamientos elásticos en cms. 2.50 cms

Clasificación del suelo:

ø=22°Nc = 15Nq = 5.70Nȣ=3SUCS, SM = Arena limosa.ȣm=1,500 kg/m3.qu = 8,000 kg/m2

La información plasmada en este informe corresponde al sitio de interés por lo que no podrá emplearse en otro sitio, así mismo y en caso que el proyecto cambiara se deberá informar al Ing. Eugenio Jiménez Lorenzini para emitir las recomendaciones correspondientes.



ANEXO 1REPORTE DE FIGURAS

FIGURA No 1.LOCALIZACION DEL SITIO EN ESTUDIO



FIGURA No 2.CROQUIS DE LOCALIZACION DEL AREA EN ESTUDIO



ANEXO 2REPORTE FOTOGRAFICO

FOTOGRAFIA No 1.LOCALIZACION Y EJECUCION DEL SONDEO PCA-1



FOTOGRAFIA No 2.



LOCALIZACION Y EJECUCION DEL SONDEO PCA-1



BIBLIOGRAFIA

BIBLIOGRAFIA.



Síntesis de Información Geográfica del Estado de TlaxcalaInstituto Nacional de Estadística geográfica e Informática INEGI.

Carta Geológica del Estado de PueblaInstituto Nacional de Estadística geográfica e Informática Carta No E14B43 INEGI.

Mecánica de Suelos Tomo II y IIITeoría y Aplicación de la Mecánica de suelosEulalio Juárez BadilloAlfonso Rico del Castillo.

Principios de Ingeniería de CimentacionesBraja M. DasCuarta Edición.

Mecánica de Suelos y CimentacionesIng. Carlos Crespo VillalazITESM 1976.

Wikipedia Enciclopedia LibrePresión Lateral del suelo (Teoría de Rankine)www.Wikipedia.com

Peso Específico y Angulo de Rozamiento Interno de Varios MaterialesJornadas Técnicaswww.milarium.com

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