ESTUDIO GEOTECNICO

INDICE

1.0 GENERALIDADES

1.1. ANTECEDENTES

1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.3. UBICACIN DE LA ZONA DE ESTUDIO

1.4. ACCESO A LA ZONA DE ESTUDIO

1.5. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

1.6. GEOLOGIA GENERAL

1.7. GEOMORFOLOGIA

1.8. SISMICIDAD

2.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO

2.1. TRABAJOS DE CAMPO

2.2. MUESTREO Y REGISTROS DE EXPLORACIN3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.0 CONFORMACION DEL SUB SUELO

5.0 TRABAJOS DE GABINETE

6.0 ANALISIS DE CIMENTACION

6.1. TIPO DE CIMENTACION Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

6.2. EVALUACION DEL MACIZO ROCOSO 6.3. DETERMINACION DE PARAMETROS DE RESISTENCIA 6.4. CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

7.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACIN

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.0 ANEXOS

9.1 FIGURAS Y TABLAS

FIGURA N 1MAPA DE ZONIFICACION SISMICA DEL PERU

FIGURA N 2MAPA DE DISTRIBUCION DE INTENSIDADES SISMICAS

9.2 REGISTROS DE EXPLORACION

9.3 REGISTROS DE ENSAYOS DE LABORATORIO

9.4 FOTOGRAFIAS

9.5 PLANOS

EG-01: PLANO DE UBICACION DE CALICATAS Y REGISTROS ESTRATIGRAFICOS y MAPEO GEOLOGICOESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS ELABORACIN DEL ANTEPROYECTO DE OBRAS GENERALES Y SECUNDARIAS DEL PROYECTO DE AMPLIACIN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO PARA EL ESQUEMA SAN PEDRO DISTRITO DE CARABAYLLO

1.0GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

Por encargo de la Empresa CONSORCIO CRV, se realiz el Estudio de Mecnica de Suelos, para la elaboracin del anteproyecto de obras generales y secundarias del proyecto de ampliacin y mejoramiento de los sistemas de agua potable y alcantarillado para el esquema San Pedro distrito de Carabayllo.

1.2 Objetivo

El presente trabajo tiene por objetivo realizar la verificacin de las condiciones geolgicas y geotcnicas del suelo de fundacin, para las estructuras proyectadas siguientes: reservorios apoyados, redes matrices y secundarias de agua potable y alcantarillado, y conexiones domiciliarias.

Esta evaluacin se realizo por medio de trabajos de laboratorio, campo y gabinete, que incluyen la excavacin de 40 calicatas pozos a cielo abierto, ensayos de laboratorio, a fin de obtener las principales caractersticas fsicas y propiedades ndice del suelo, sus propiedades de agresividad qumica y realizar las labores de gabinete en base a los cuales se define los perfiles estratigrficos y las recomendaciones generales para la cimentacin de las estructuras proyectadas.

Para el caso de las obras lineales, estos resultados permitirn definir las actividades del proceso constructivo dependiendo del tipo de suelo encontrado, (suelo normal, semirocoso rocoso), para estimar los costos unitarios asociados al presupuesto de la obra en la partida de excavaciones.

Para el caso de las obras no lineales, como reservorios apoyados se determinaran los parmetros de resistencia del suelo para el clculo de la capacidad admisible del terreno para absorber las diferentes solicitaciones de carga.

1.3 Ubicacin de la Zona de Estudio

El rea donde se desarrollar el estudio, se encuentra ubicado al norte de la ciudad de Lima, en el distrito de Carabayllo, Provincia y Departamento de Lima.

Geogrficamente la zona en estudio se encuentra ubicada entre las coordenadas UTM norte 8693,000 8686,000 y 282,000 276,000 de coordenadas Este, referidas al Sistema Geodsico Mundial WSG 84. El rea en estudio se desarrolla entre las cotas absolutas 200m y 400m.

LAMINA N1

FOTOGRAFIA SATELITAL SAN PEDRO DE CARABAYLLO

FUENTE GOOGLE EARTH.

1.4 Acceso al rea de Estudio Se accede al rea de estudio por la panamericana norte a la altura de la antigua carretera a Huarangal ubicada en el distrito de Carabayllo en Lima.

1.5 Caractersticas del Proyecto

El proyecto contempla la ampliacin y mejoramiento de los sistemas de agua potable y alcantarillado delicias para el esquema San Pedro.

1.6 GEOLOGIA GENERAL Y LOCAL La zona de estudio se encuentra ubicado al norte de la ciudad de Lima, en la margen derecha del valle del rio Chillon, en la localidad de Carabaillo. Segn la carta geolgica nacional del cuadrngulo 25-j Lurin a escala 1/100,000 del boletn 43 de Ingemet, la zona de estudio donde se ubican los reservorios apoyados principales, pertenece a la Formacin Volcnico Quilman del Grupo Casma ( kms-q) cuya edad geolgica pertenece al Cretceo medio superior.

GRUPO CASMA

Este grupo marca regionalmente el inicio de otro ciclo sedimentario- volcnico el cual se encuentra muy desarrollado en el Norte de Lima, en la costa del departamento de Ancash y en la cordillera negra.

En el norte de Lima, el grupo Casma tambin ha sido dividido en unidades litoestratigrficas definidas por una secuencia volcnico- sedimentaria en la parte inferior y otra netamente volcnica en la parte superior. As al Noreste del valle del Chilln, sector del borde occidental andino sobre la Formacin Atocongo se ha diferenciado una unidad volcnico - clstica denominada Formacin Huarangal; Mientras que al Sur ( sector costanero del cuadrngulo de Lurn ) se reconoce como su equivalente a la formacin Chilca, sobreyaciendo condordante una serie volcnica masiva que se conoce como Volcnico Quilman prolongndose estas unidades a la hoja de Chosica.

VOLCANICO QUILMANA

En el sector Sur, se tiene sobre la formacin Chilca una serie ntegramente volcnica, la misma que pasa la continuidad de la hoja de Lurn a las de Chosica y Chancay, extendindose al Noreste hasta el borde occidental andino, pasando fuera del rea de estudio por las partes altas de los cuadrngulos de Mala y Lunahuana.

Al Este de Lurn estos volcnicos descansan directamente sobre la Formacin Atocongo y en el Valle del Rmac se les encuentra como techos colgantes afectados por el batolito, pasando por la quebrada de Jicamarca al valle del Chilln donde descansan sobre los volcnicos Huarangal en aparente discordancia deposicional.

Litolgicamente est constituido por derrames andesticos masivos poco estratificados, de textura porfirtica, destacando los fenos de plagioclasas en una pasta fina microcristalina de coloracin gris a gris verdosa y en menor proporcin doleritas y diabasas.

Casi toda la extensin estudiada esta constituida por depsitos aluviales cuya edad geolgica pertenece al cuaternario pleistoceno (Qp-al) y tambin por depsitos aluviales recientes (Qr-al).

La estratigrafa de la zona esta conformado por suelos aluviales de granulometra fina y gruesas conformado arcilla arenosa de consistencia firme y por arenas con gravas, gravas con arenas con presencia de cantos, de estado de compacidad firme.

LAMINA N2GEOLOGIA DE SAN PEDRO DE CARABAYLLO

FUENTE: MAPA GEOLOGICO DEL CUADARANGULOS DE CHANCAY Y LIMA, ZONA DE ESTUDIO SAN PEDRO DE CARABAYLLO.

1.7 Geomorfologa

La geomorfologa del rea de estudio corresponde al valle del chilln el cual presenta colinas, valles y cerros de regular pendiente, la zona baja, est formado por depsitos aluviales en su mayora suelos de granulometra fina y gruesas conformado por arenas gravosas gravas arenosas, y arcillas arenosas, mientras que los cerros son producto de procesos tectnicos y plutnicos, dando lugar a la formacin de mantos rocosos, sobre impuestos por los procesos de geodinmica interna y externa que han modelado la geologa en esta zona.

LAMINA N3

FOTOGRAFIA SATELITAL DE SAN PEDRO DE CARABAYLLOVISTA SATELITAL

1.8 Sismicidad.

De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva Norma Sismo Resistente ( NTE E-030) y del Mapa de Distribucin de Mximas Intensidades Ssmicas observadas en el Per, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se bas en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos histricos y sismos recientes; se concluye que el rea en estudio se encuentra dentro de la Zona de alta sismicidad (Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades tan considerables como VIII y IX en la escala Mercalli Modificada. (Ver anexo 10.1 figura N1 "Zonificacin Ssmica del Per" y Figura N2 "Mapa de Distribucin de Mximas Intensidades Ssmicas").De acuerdo con la nueva Norma Tcnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentacin, se recomienda adoptar en los Diseos Sismo-Resistentes para las obras no lineales como son reservorios, y obras menores, los siguientes parmetros, segn la siguiente;

CUADRO N 01

TIPO DE SUELOZSTp(S)

ARENAS CON GRAVAS o GRAVAS ARENOSAS0.41.40.9

ROCA SEDIMENTARIA0.41.000.40

(Z) Factor de zona

(S) Factor de amplificacin del suelo

(Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro

2.0INVESTIGACIONES DE CAMPO

2.1 Trabajos de Campo

Con la finalidad de definir el perfil estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 42 calicatas a cielo abierto, asignndole desde C-1 a C-38 los cuales fueron ubicados convenientemente en todas las zonas que conforman las habilitaciones en ampliacin que se encuentran en Carabayllo, tal como se muestra en el plano EG-01.

CUADRO N 02 Cuadro de Calicatas

CALICATAPROF.

( m )COORDENADA ESTECOORDENADA NORTENIVEL FREATICO

C-12.002790308688974NO PRESENTA

C-22.002774778688386NO PRESENTA

C-32.002760318687874NO PRESENTA

C-42.002756868687736NO PRESENTA

C-52.002793238689678NO PRESENTA

C-62.002795288689478NO PRESENTA

C-72.002799068689588NO PRESENTA

C-82.502795178689086NO PRESENTA

C-92.002793938688490NO PRESENTA

C-102.002789738690010NO PRESENTA

C-112.002785428689670NO PRESENTA

C-122.002785918688194NO PRESENTA

C-132.002787068687718NO PRESENTA

C-142.002783418689958NO PRESENTA

C-152.002779978690152NO PRESENTA

C-162.002773028689506NO PRESENTA

C-172.002773538688600NO PRESENTA

C-182.002764798689100NO PRESENTA

C-192.002779438689642NO PRESENTA

C-202.002781538689152NO PRESENTA

C-212.002787638689194NO PRESENTA

C-222.002780698688718NO PRESENTA

C-232.002778838688260NO PRESENTA

C-242.002775208686746NO PRESENTA

C-252.002771038687306NO PRESENTA

C-262.002776118687658NO PRESENTA

C-272.002782108687854NO PRESENTA

C-282.002771078687852NO PRESENTA

C-292.002777218686354NO PRESENTA

C-302.002782438687056NO PRESENTA

C-312.002797788690266NO PRESENTA

C-322.002798608691106NO PRESENTA

C-332.002799708691624NO PRESENTA

C-342.002806028690576NO PRESENTA

C-352.002811118691712NO PRESENTA

C-360.502808288692022NO PRESENTA

C-372.002807718691640NO PRESENTA

C-380.402803238689914NO PRESENTA

C-390.202799038690646NO PRESENTA

C-400.302802188690716NO PRESENTA

2.2 Muestreo y Registros de exploracin

Se realiz una clasificacin de campo de forma manual y visual de cada uno de los estratos registrados en cada calicata, en los que se indican las diferentes caractersticas de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, compacidad, consistencia etc, tal como se puede observar en los registros estratigrficos y fotos que se adjuntan en los anexos 9.2 y 9.4 respectivamente.

3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

Se seleccionaron muestras alteradas representativas del suelo que debidamente identificadas se remitieron al laboratorio para los ensayos correspondientes para la identificacin y clasificacin de suelos, cuyos resultados de laboratorio se presenta en el Anexo 9.3.

Asimismo se realizaron ensayos de anlisis qumicos para determinar el contenido de sulfatos y cloruros, en muestras de suelos alterados y representativos. Los reportes se incluyen tambin en el Anexo 9.3. El ensayo qumico de sales agresivas al concreto fue realizada en el Laboratorio de Anlisis de Agua y Suelo de la Facultad de Ingeniera Agrcola de la Universidad Agraria La Molina, bajo las normas de la American Society for Testing and Material (ASTM).

CUADRO N3 : CANTIDAD DE ENSAYOS DE LABORATORIO

CALICATAMUESTRAPROF. (M)W%L.LL.PI.PSUCSS.S.T.

(ppm)Cloruros (ppm)Sulfatos (ppm)PH

C-2M-10.50-2.0011111----

C-5M-21.10-2.0011111----

C-7M-31.30-2.0011111----

C-8M-10.10-1.80-----1111

C-9M-10.00-2.0011111----

C-13M-20.90-2.0011111----

C-15M-10.00-2.0011111----

C-18M-10.00-2.0011111----

C-20M-10.10-1.40-----1111

C-25M-10.70-2.0011111----

C-26M-10.90-2.00-----1111

C-29M-20.50-1.0011111----

C-31M-20.30-2.0011111----

C-33M-20.60-2.0011111----

C-35M-10.40-1.4011111----

C-36M-20.60-0.70-----1111

Donde:

W% : contenido de humedad

L.L.%: Limite lquido

L.P. %: Limite plstico

I.P. %: ndice plstico

CUADRO N4: RESULTADOS DE LABORATORIO

CALICATAMUESTRAPROF. (M)W%L.LL.PI.PSUCSDESCRIPCION

C-2M-10.50-2.0012.924168CLARCILLA DELGADA CON ARENA

C-5M-21.10-2.002.5NPNPNPGW-GMGRAVA BIEN GRADADA CON LIMO Y ARENA

C-7M-31.30-2.002.3NPNPNPGP-GMGRAVA MAL GRADADA CON LIMO Y ARENA

C-9M-10.00-2.002.0NPNPNPGPGRAVA MAL GRADADA CON ARENA

C-13M-20.90-2.000.6NPNPNPGPGRAVA MAL GRADADA CON ARENA

C-15M-10.00-2.0017.525178CLARCILLA DELGADA ARENOSA

C-18M-10.00-2.007.6271710CLARCILLA DELGADA CON ARENA

C-25M-10.70-2.001.6NPNPNPGPGRAVA MAL GRADADA CON ARENA

C-29M-20.50-1.003.6NPNPNPSMARENA LIMOSA

C-31M-20.30-2.0012.624168CLARCILLA DELGADA ARENOSA

C-33M-20.60-2.001.1NPNPNPSP-SMARENA MAL GRADADA CON LIMO

C-35M-10.40-1.4022.224NPNPMLLIMO CON ARENA

Donde:

W% : contenido de humedad

L.L.%: Limite lquido

L.P. %: Limite plstico

I.P. %: ndice plstico

CUADRO N5: Resultados de Anlisis Qumicos.

CalicataMuestraProf. (m)S.S.T.

(ppm)Cloruros

(ppm)Sulfatos (ppm)PH

C-08M-10.10 1.80140.0018.2055.207.61

C-20M-10.10-1.401180.00140.00312.007.70

C-26M-10.90-2.00350.0061.6084.487.74

C-36M-20.60-0.702470.00623.00272.648.98

4.0 CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL AREA DEL ESTUDIO

SUELO TIPO I: (Normal) Este sector corresponde a las calicatas C-1 al C-35 y C-37. Estos tipos de suelos se encuentran hasta una profundidad promedio de 2m a 2.5m.

Dichos suelo estn conformados por arcillas, gravas con limos, gravas mal gradadas, arena limosa, arena con limo, ligeramente hmedo, de compacidad firme.De acuerdo a la geologa de la zona y en base a las calicatas efectuadas subyacen por debajo de los 2m de profundidad en promedio, depsitos aluviales reciente.SUELO TIPO III: (Rocoso)

Este sector corresponde a las calicatas C-36, C-38, C-39 ( RP-1) y C-40 ( RP-2) . Este tipo de material aflora desde una profundidad promedio de 0.40m.

Dichos material est conformado por una roca fracturada meteorizada superficialmente, que genera una matriz de arenas, de compacidad muy firme, y a partir de una profundidad de 0.20 aflora el macizo rocoso de mejor calidad y resistencia.

CUADRO N 06 Cuadro de Clasificaciones

CALICATAPROF.

( m )SUCSDESCRIPCIONTIPO

C-12.00SP, CLARENA MAL GRADADA, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-22.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-32.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-42.00GP-GM, CLGRAVA LIMOSA CON ARENA, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-52.00GP-GM, CL, GW-GMGRAVA LIMOSA CON ARENA, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-62.00GP-GM, ML, CLGRAVA LIMOSA, LIMO, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-72.00CL, GP, SM, GP-GMARCILLA, GRAVA, ARENA LIMOSA, GRAVA LIMOSATIPO 1 NORMAL.

C-82.50CL, GPARCILLA, GRAVATIPO 1 NORMAL.

C-92.00GPGRAVA MAL GRADADATIPO 1 NORMAL.

C-102.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-112.00CL, SW, CLARCILLA, ARENATIPO 1 NORMAL

C-122.00CL, GP-GM, GPARCILLA, GRAVA LIMOSA CON ARENA, GRAVATIPO 1 NORMAL.

C-132.00ML, SM, GPLIMO, ARENA LIMOSA, GRAVATIPO 1 NORMAL

C-142.00Re, CLRELLENO, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-152.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-162.00CL, GPARCILLA , GRAVATIPO 1 NORMAL

C-172.00CL, GPARCILLA, GRAVATIPO 1 NORMAL

C-182.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL

C-192.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-202.00GP-GM, CL, GPGRAVA LIMOSA, ARCILLA, GRAVATIPO 1 NORMAL

C-212.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL

C-222.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL

C-232.00CL, GPARCILLA , GRAVATIPO 1 NORMAL

C-242.00CL, GPARCILLA GRAVATIPO 1 NORMAL

C-252.00CL, GPARCILLA, GRAVATIPO 1 NORMAL

C-262.00GPGRAVATIPO 1 NORMAL

C-272.00ML, GPLIMO, GRAVATIPO 1 NORMAL.

C-282.00CL, GPARCILLA GRAVATIPO 1 NORMAL

C-292.00CL, ML, SMARCILLA, LIMO, ARENA LIMOSATIPO 1 NORMAL

C-302.00ML, SP-SMLIMO, ARENA LIMOSATIPO 1 NORMAL.

C-312.00CLARCILLATIPO 1 NORMAL

C-322.00SM, CLARENA LIMOSA, ARCILLATIPO 1 NORMAL.

C-332.00SP-SM, SMARENA MAL GRADADA CON LIMO, ARENA LIMOSATIPO 1 NORMAL

C-342.00SM, GPARENA LIMOSA, CON GRAVATIPO 1 NORMAL

C-352.00SP, ML, GPARENA, LIMO, GRAVATIPO 1 NORMAL

C-360.50ROCAROCATIPO 3 ROCOSO.

C-372.00CL, SP-SMARCILLA, ARENA LIMOSATIPO 1 NORMAL.

C-380.40ROCAROCA IGNEA VOLC.TIPO 3 ROCOSO.

C-390.20ROCAROCA IGNEA VOLCTIPO 3 ROCOSO.

C-400.30ROCAROCA IGNEA VOLCTIPO 3 ROCOSO.

5.0 TRABAJOS DE GABINETE

Con la informacin existente se ha podido realizar los trabajos de gabinete necesarios como la elaboracin de los perfiles estratigrficos de cada calicata ( ver Anexo 9.2 ) y la conformacin del plano Geotcnico EG-01 de ubicacin de calicatas y registros estratigrficos, y mapeo geolgico, indicando el tipo de suelo encontrado, normal semirocoso a rocoso, cuyo plano se anexa al final del informe.

6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

6.1 Tipo y Profundidad de CimentacinBasado en los trabajos de campo y perfiles estratigrficos y caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar:

Terreno Normal ( Tipo I )Lneas de Agua Potable y Alcantarillado

Se recomienda cimentar sobre el suelo natural de arcillas, gravas subangulosas arenosas, arenas limosas, (CL, GP, SM) a la profundidad de cimentacin mnima de 1.20m.

Suelo Rocoso ( Tipo III )Reservorios Proyectados RP-1, RP-2 :

Se recomienda cimentar sobre la roca gnea volcnica de tipo Andestico a la profundidad de cimentacin mnima de: Df= 1.00m, con respecto a la menor cota natural del terreno, con una cimentacin superficial del tipo losa armada de forma circular.

Para las obras menores, tales como son caseta de vlvulas y cerco perimtrico, se recomienda cimentar sobre la roca gnea a la profundidad de cimentacin mnima de: Df= 0.80m, con respecto a la cota natural, utilizando una cimentacin superficial del tipo zapata corrida.

6.2 Evaluacin Geomecnica del Macizo Rocoso

En el sector de las calicatas C-39 ( RP-1), y C-40 ( RP-2), se encontr roca gnea volcnica de tipo Andestico ; determinndose la capacidad portante, en funcin a la valoracin RMR del macizo rocoso de la roca gnea intrusiva, por el sistema de Bieniawski.

Introduccin

Es importante conocer el comportamiento geomecnico de una masa rocosa, el cual depende de tres aspectos fundamentales e interrelacionados entre s. El primer aspecto lo constituye la resistencia de la roca intacta; es decir, el comportamiento de un espcimen de roca exenta de discontinuidades y fisuras, cuya resistencia responde a las propiedades coligativas de las molculas de los minerales que lo conforman, as como al material cementante que los une, si es el caso.

El segundo aspecto est referido al grado de fracturamiento al nmero y distribucin de discontinuidades que afectan a la masa rocosa. Un macizo rocoso puede abarcar a una masa slida, continua, o bien llegar hasta el extremo de tener tantas fisuras que en conjunto se comportara como si estuviera compuesto de partculas ntimamente embonadas, sin resistencia alguna en condiciones de no confinamiento. Los planos de las discontinuidades ofrecern diferentes grados de resistencia segn estn cerradas,

segn la rugosidad que tengan, si estando abiertas poseen material de relleno no, y del tipo de material de relleno; as tendrn fisuras cerradas, con propagaciones irregulares y superficiales muy rugosas ofrecern significativa mayor resistencia a los esfuerzos de corte que interesan a la estabilidad interbloques, que si se trataran de fracturas planas, de superficies lisas y rellenas de arcillas sensitivas, por ejemplo.

El tercer aspecto est referido a esfuerzos activos que actan en el macizo rocoso. Por un lado estn los esfuerzos tensionales que trasmiten las presiones hidrosttica de las aguas subterrneas en las discontinuidades, y por otro los esfuerzos debido a cargas litostticas con las subsecuentes deformaciones y esfuerzos horizontales, y los procesos de descompresin que pueden darse en las excavaciones y afloramientos.

De las consideraciones anteriores, fcilmente se deduce la imposibilidad de recoger la totalidad de informacin necesaria para evaluar el comportamiento del macizo rocoso, y ms aun integrarlos para llegar a una solucin nica. Sin embargo, las clasificaciones geomecnicas de macizos rocosos son la alternativa que se nos brinda por ahora, para simplificar las evaluaciones en el campo de la mecnica de rocas, ante la otra alternativa; ensayos in - situ a gran escala, de difcil montaje y elevado costo. CLASIFICACIN GEOMECNICA ,RMR DE MACIZOS ROCOSOS

Sistema RMR de Bieniawski (1989)

Este sistema de clasificacin fue desarrollado por el profesor Z.T. Bieniawski, en el Consejo Sudafricano para la Investigacin Cientfica e industrial (CSIR) en 1973 y fue modificado en 1989. Esta clasificacin tiene las siguientes ventajas:

a) Proporciona las cualidades del sitio investigado, con un mnimo de parmetros de clasificacin.

b) Proporciona informacin cuantitativa para propsitos de diseo.

c) Es simple y significativa en trminos pues esta basada en parmetros medibles que pueden ser determinados rpidamente y a bajo costo.

El sistema RMR, como puede apreciarse en la tabla N 1 ( Ver Anexo 9.1), cuenta con cinco parmetros bsicos. Cada uno de estos parmetros estn subdivididos en rangos de aplicacin con sus puntuaciones respectivas.

Resistencia de Roca Intacta

Bieniawski basa sus valuaciones en rangos de Resistencia Compresiva Uniaxial de la roca intacta, o de acuerdo al ndice de la Carga Puntual (PLT).

Designacin de la Calidad de Roca (RQD)

El RQD, propuesto por DEERE (1967), es de uso frecuente como una medida de la calidad de testigos de perforacin, en funcin del fracturamiento del macizo. El RQD es definido como la relacin porcentual de la suma de las longitudes de testigos exentos de fracturas de 10 cm. a mas, respecto a la longitud total perforada.

Cuando no se cuenta con testigos de perforaciones es posible estimar el RQD en un afloramiento rocoso haciendo uso de la siguiente relacin propuesta por Barton et. en (1974).

Jv = N de discontinuidades / m3 de roca.

Espaciamiento de Discontinuidades

Para esta caracterstica del macizo rocoso, Bieniawski en su clasificacin RMR modificada de 1979, considera los rangos recomendados por la Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas.

Estado de las Discontinuidades

Para la evaluacin de este parmetro, toma en cuenta la separacin o abertura de la discontinuidad, extensin, rugosidad y grado de alteracin de las paredes, y el tipo de material de relleno.

Condiciones de Aguas Subterrneas

Toma en consideracin la influencia del flujo de agua subterrnea en rangos de flujo observado, la relacin de la presin del agua en las discontinuidades con el esfuerzo principal mayor, o por alguna observacin cualitativa general de las condiciones del agua subterrnea. En nuestro caso, para los efectos de valuacin de este parmetro se ha considerado que no existe presiones hidrosttica.

6.3 Determinacin del RMR y parmetros de resistencia

Para la determinacin de la valoracin del macizo rocoso basado en la clasificacin geomecnica de Bieniawski se utiliz un programa de computo escrito en BASIC, los valores de los parmetros utilizados se presentan en el Anexo y los resultados de la evaluacin se indican en el cuadro siguiente.

Cuadro N5:DescripcinParmetros

Nombre de la rocaAndesita

Clasificacin gentica Roca gnea Volcnica Extrusiva

Valor de RMR bsico58

Valor de RMR ajustado51

Valor de RMR (seca)63

Resistencia Compresiva (Mpa)150

Cohesin (kPa)290

Angulo de friccin (()34

El valor de la resistencia compresiva se ha obtenido mediante un procedimiento prctico de campo, cuya referencia fue formulada en el libro Geotecnia Para Ingenieros por Alberto J. Martinez Vargas ( Vol 1, Lima 1990, tabla N 2.23 , Pag.210 ).

6.4 Capacidad Portante Admisible del Macizo Rocoso

Los parmetros de capacidad portante de la roca se han obtenido considerando el estado de meteorizacin de la roca, fracturamiento, diaclasamiento, espesor de juntas, relleno de juntas, RQD de la roca, resistencia a la compresin uniaxial, peso volumtrico, etc. Segn la clasificacin de Biewnaski, la roca andesita tiene un RMR igual a 58, correspondindole una clasificacin de roca de clase III (de I a V), que para fines de cimentacin es una roca de regular resistencia.

Por lo tanto la capacidad portante admisible de la roca gnea intrusiva volcnica para los dos reservorios es de : Qadm > 10.00 kg/cm2.

7.0 AGRESION AL SUELO DE CIMENTACION

El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a la cimentacin. Este efecto est en funcin de la presencia de elementos qumicos que actan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causndole efectos nocivos y hasta destructivos sobre las estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin embargo, la accin qumica del suelo sobre el concreto slo ocurre a travs del agua subterrnea que reacciona con el concreto; de ese modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel fretico, zona de ascensin capilar presencia de agua infiltrado por otra razn (rotura de tuberas, lluvias extraordinarias, inundaciones, etc.).

Los principales elementos qumicos a evaluar son los sulfatos y cloruros por su accin qumica sobre el concreto y acero del cimiento respectivamente.

CUADRO N 07 ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION

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

* SULFATOS 0 1000Leve

1000 - 2000Moderado Ocasiona un ataque qumico al

2000 - 20,000Severo concreto de la cimentacin

>20,000Muy severo

** CLORUROS> 6,000 PERJUDICIAL Ocasiona problemas de corrosin

de armaduras o elementos

Metlicos

** SALES SOLUBLES> 15,000 PERJUDICIAL Ocasiona problemas de prdida de

resistencia mecnica por problema

de lixiviacin

* Comit 318-83 ACI

** Experiencia Existente

De los resultados de los anlisis qumicos obtenidos a partir de 4 muestras representativas del suelo obtenidas de las calicatas C8, C20, C26, C36 se tiene:

CUADRO N8: Resultados de Anlisis Qumicos.

CalicataMuestraProf. (m)S.S.T.

(ppm)Cloruros

(ppm)Sulfatos (ppm)PH

C-08M-10.10 1.80140.0018.2055.207.61

C-20M-10.10-1.401180.00140.00312.007.70

C-26M-10.90-2.00350.0061.6084.487.74

C-36M-20.60-0.702470.00623.00272.648.98

Del Cuadro N9 (resultados de anlisis qumicos), observamos que la concentracin de sales cloruros en todas las calicatas, se encuentra por debajo de los valores permisibles, siendo el valor mas alto de 623ppm que corresponde a la calicata C-36, menor que 6000ppm ( valor permisible para cloruros) , por lo que no ocasionar un ataque por corrosin del acero del concreto de la cimentacin.

De igual manera observamos concentraciones de sales sulfatos por debajo del valor permisible, por lo que no va a ocasionar un ataque moderado al concreto de la cimentacin.

Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento tipo I para las obras menores y como medida preventiva usar cemento tipo II de moderada resistencia a los sulfatos, para todas estructuras hidraulicas proyectadas como reservorios apoyados.

8.0CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1.- El rea de estudio se encuentra ubicado al norte de la ciudad de Lima, en el distrito de Carabayllo, Provincia y Departamento de Lima.

Geogrficamente la zona en estudio se encuentra ubicada entre las coordenadas UTM norte 8693,000 8686,000 y 282,000 276,000 de coordenadas Este, referidas al Sistema Geodsico Mundial WSG 84. El rea en estudio se desarrolla entre las cotas absolutas 200m y 400m.

2.-. La zona de estudio se encuentra ubicado al norte de la ciudad de Lima, en la margen derecha del valle del rio Chillon, en la localidad de Carabaillo. Segn la carta geolgica nacional del cuadrngulo 25-j Lurin a escala 1/100,000 del boletn 43 de Ingemet, la zona de estudio donde se ubican los reservorios apoyados principales, pertenece a la Formacin Volcnico Quilman del Grupo Casma ( kms-q) cuya edad geolgica pertenece al Cretceo medio superior.

GRUPO CASMA

Este grupo marca regionalmente el inicio de otro ciclo sedimentario- volcnico el cual se encuentra muy desarrollado en el Norte de Lima, en la costa del departamento de Ancash y en la cordillera negra.

En el norte de Lima, el grupo Casma tambin ha sido dividido en unidades litoestratigrficas definidas por una secuencia volcnico- sedimentaria en la parte inferior y otra netamente volcnica en la parte superior. As al Noreste del valle del Chilln, sector del borde occidental andino sobre la Formacin Atocongo se ha diferenciado una unidad volcnico - clstica denominada Formacin Huarangal; Mientras que al Sur ( sector costanero del cuadrngulo de Lurn ) se reconoce como su equivalente a la formacin Chilca, sobreyaciendo condordante una serie volcnica masiva que se conoce como Volcnico Quilman prolongndose estas unidades a la hoja de Chosica.

VOLCANICO QUILMANA

En el sector Sur, se tiene sobre la formacin Chilca una serie ntegramente volcnica, la misma que pasa la continuidad de la hoja de Lurn a las de Chosica y Chancay, extendindose al Noreste hasta el borde occidental andino, pasando fuera del rea de estudio por las partes altas de los cuadrngulos de Mala y Lunahuana.

Al Este de Lurn estos volcnicos descansan directamente sobre la Formacin Atocongo y en el Valle del Rmac se les encuentra como techos colgantes afectados por el batolito, pasando por la quebrada de Jicamarca al valle del Chilln donde descansan sobre los volcnicos Huarangal en aparente discordancia deposicional.

Litolgicamente est constituido por derrames andesticos masivos poco estratificados, de textura porfirtica, destacando los fenos de plagioclasas en una pasta fina microcristalina de coloracin gris a gris verdosa y en menor proporcin doleritas y diabasas.

Casi toda la extensin estudiada esta constituida por depsitos aluviales cuya edad geolgica pertenece al cuaternario pleistoceno (Qp-al) y tambin por depsitos aluviales recientes (Qr-al).

La estratigrafa de la zona esta conformado por suelos aluviales de granulometra fina y gruesas conformado arcilla arenosa de consistencia firme y por arenas con gravas, gravas con arenas con presencia de cantos, de estado de compacidad firme.

3.- La conformacin del subsuelo en el rea de estudio es como sigue:

SUELO TIPO I: (Normal)

Este sector corresponde a las calicatas C-1 al C-35 y C-37. Estos tipos de suelos se encuentran hasta una profundidad promedio de 2m a 2.5m.

Dichos suelo estn conformados por arcillas, gravas con limos, gravas mal gradadas, arena limosa, arena con limo, ligeramente hmedo, de compacidad firme.

De acuerdo a la geologa de la zona y en base a las calicatas efectuadas subyacen por debajo de los 2m de profundidad en promedio, depsitos aluviales reciente.

SUELO TIPO III: (Rocoso)

Este sector corresponde a las calicatas C-36, C-38, C-39 ( RP-1) y C-40 ( RP-2).

Dichos material est conformado por una roca fracturada meteorizada superficialmente, que genera una matriz de arenas, de compacidad muy firme, y a partir de una profundidad de 0.20 aflora el macizo rocoso de mejor calidad y resistencia.

4.- Basado en los trabajos de campo y perfiles estratigrficos y caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar:

Terreno Normal ( Tipo I )

Lneas de Agua Potable y Alcantarillado

Se recomienda cimentar sobre el suelo natural de arcillas, gravas subangulosas arenosas, arenas limosas, (CL, GP, SM) a la profundidad de cimentacin mnima de 1.20m.

Suelo Rocoso ( Tipo III )Reservorios Proyectados RP-1, RP-2 :

Se recomienda cimentar sobre la roca gnea volcnica de tipo Andestico a la profundidad de cimentacin mnima de: Df= 1.00m, con respecto a la menor cota natural del terreno, con una cimentacin superficial del tipo losa armada de forma circular.

Para las obras menores, tales como son caseta de vlvulas y cerco perimtrico, se recomienda cimentar sobre la roca gnea a la profundidad de cimentacin mnima de: Df= 0.80m, con respecto a la cota natural, utilizando una cimentacin superficial del tipo zapata corrida.

5.- Los parmetros de capacidad portante de la roca se han obtenido considerando el estado de meteorizacin de la roca, fracturamiento, diaclasamiento, espesor de juntas, relleno de juntas, RQD de la roca, resistencia a la compresin uniaxial, peso volumtrico, etc. Segn la clasificacin de Biewnaski, la roca andesita tiene un RMR igual a 58, correspondindole una clasificacin de roca de clase III (de I a V), que para fines de cimentacin es una roca de regular resistencia.

Por lo tanto la capacidad portante admisible de la roca gnea intrusiva volcnica para los dos reservorios es de : Qadm > 12.00 kg/cm2.

6.- Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento tipo I para las obras menores y como medida preventiva usar cemento tipo II de moderada resistencia a los sulfatos, para todas estructuras hidraulicas proyectadas como reservorios apoyados.

7.- De acuerdo al tipo de suelo encontrado conformado por arcillas, gravas, gravas limosas y arenas se recomienda que se usen encofrados para la proteccin de las paredes durante los trabajos de excavacin de zanjas para instalacin de tuberas y construccin de buzones para profundidades mayores de 2m.

8.- En el plano Geotcnico EG-01 se presenta el mapeo geolgico del rea de estudio indicando los diferentes tipos de suelos encontrados.

En proyeccin en planta del rea en estudio se puede concluir que el 83.45% corresponde a un terreno netamente de tipo normal, 16.55% corresponde a un suelo de tipo rocoso el cual corresponde a la zona donde se encuentra el macizo rocoso.Lima Marzo del 2008ANEXOS

FIGURAS

REGISTROS

ESTRATIGRAFICOS

RESULTADOS

DE LABORATORIO

FOTOGRAFIAS

PLANOS

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE

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