NDICE

ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE INSTALACIN DE REDES PARA EL PROYECTO:Obras de Saneamiento en Asoc. de Viv. Las Palmeras de Copacabana, Puente Piedra

NDICE

1GENERALIDADES22UBICACIN DEL PROYECTO23TRABAJOS EFECTUADOS3EXPLORACIN DE CAMPO3ENSAYOS DE LABORATORIO34PERFIL DEL SUELOS45EVALUACIN DE LOS ENSAYOS QUMICOS46PROFUNDIDAD DEL NIVEL FRETICO67CONDICIONES DE CIMENTACIN PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO6PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN6TIPO DE CIMENTACIN68ANLISIS DE CIMENTACIN DEL SUELO68.1 CLCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE SUELO78.1.1CAPACIDAD ADMISIBLE POR RESISTENCIA78.1.2CAPACIDAD ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO89ESPECIFICACIONES TCNICAS PARA LA INSTALACIN DE TUBERAS DE PVC PARA AGUA POTABLE910PARMETROS DE DISEO SISMO RESISTENTE1211CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES13

ANEXOSANEXO AUBICACIN DE CALICATASANEXO BPERFIL ESTRATIGRFICOANEXO C ENSAYOS DE LABORATORIOANEXO DPANEL FOTOGRFICO

ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE INSTALACIN DE REDES PARA EL PROYECTO:Obras de Saneamiento en Asoc. de Viv. Las Palmeras de Copacabana, Puente Piedra

1 GENERALIDADESLa finalidad del presente informe es conocer las caractersticas geotcnicas del subsuelo con fines de instalacin de redes de agua en base a las exploraciones de campo, los ensayos de laboratorio, perfil estratigrfico y los anlisis efectuados llegando a una conclusin y recomendaciones adecuadas, con el fin de obtener los parmetros necesarios para el proyecto Obras de Saneamiento en Asoc. de Viv. Las Palmeras de Copacabana, Puente Piedra. Para tal efecto el personal profesional y tcnico de la empresa ARES Ingeniera de Control inicia los trabajos de campo los das 16 y 17 de febrero de 2015.

2 ubicacin del proyectoLa asociacin de vivienda Las Palmeras de Copacabana, se encuentra ubicado en el distrito de Puente Piedra, provincia y regin Lima.

Av. Las Palmeras

Mapa N 2.1 Ubicacin del proyecto

3 trabajos efectuados

Exploracin de CampoEl programa de exploracin de campo llevado a cabo consisti en la ejecucin de dos (2) prospecciones fsicas (calicatas), excavadas hasta una profundidad mxima de 1.50m.

En cada una de las prospecciones fsicas se registr cuidadosamente el perfil estratigrfico y se clasificaron visualmente los suelos encontrados, de acuerdo a los procedimientos del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), Anexo C. Las excavaciones y profundidades alcanzadas, fueron las siguientes: Cuadro N 3.1Resumen de excavacin de calicatas para el estudio

CalicataProfundidad(m)Nivel Fretico(m)N de MuestrasAlteradas

C 11.50No alcanzado2

C 21.50No alcanzado2

Ensayos de LaboratorioSobre las muestras representativas se realizaron ensayos de laboratorio para determinas las propiedades fsicas de los suelos y sus parmetros de resistencia. Las muestras ensayadas en el laboratorio han sido clasificadas utilizando el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), los ensayos fueron realizados de acuerdo a las Normas Tcnicas Peruanas (NTP) aprobados por el CTN de Geotecnia, asimismo por la American Society for Testing and Materias (ASTM) y son los siguientes:

Anlisis granulomtrico por tamizado(NTP 339.128:1999, ASTM D-422) Contenido de humedad(NTP 339.126:1999, ASTM D-2216) Clasificacin Unificada de Suelos(NTP 339.134:1999, ASTM D-2487) Descripcin Visual Manual (NTP 339.150:2001, ASTM D-2488) Lmites de Atterberg(NTP 339.129:1999, ASTM D-4318)

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

Cuadro N 3.2Resumen de los ensayos estndar

UbicacinGranulometra (%)Lmites (%)C. H.(%)ClasificacinSUCS

FinosArenaGravaLquidoPlstico

C-1 (0.50 1.50)7.1051.1041.60NPNP7.50SP-SM

C-2 (0.40 1.50)6.2054.3039.50NPNP8.10SP-SM

4 PERFIL DEL SUELOS

De las excavaciones realizadas, se ha podido verificar la homogeneidad del terreno, quedando establecidas las siguientes estratificaciones claramente definidas: Para las calicata C-1 ubicada entre las calles B y C y la calicata C-2, ubicada entre las calles A y D, desde el nivel de superficie hasta una profundidad entre 0.40 y 0.50m se puede apreciar material de relleno con restos inorgnicos y algunas races.

A partir de all, hasta una profundidad de 1.50m, se aprecia Arena ligeramente limosa, en estado semi-compacto con presencia de terrones endurecidos y escasas gravas y bolones de T.M. 5" en estado semi seco, segn su clasificacin SUCS corresponde al tipo SM-SP.Durante toda la excavacin los taludes verticales estuvieron estables.

5 EVALUACIN DE LOS ENSAYOS QUMICOS Se ha realizado una evaluacin geoqumica, teniendo como base, los resultados de los anlisis efectuados de las muestras de suelo y de acuerdo al cuadro en que se presentan las cantidades en partes por milln (p.p.m) de sulfatos, cloruros y sales solubles totales, as como el grado de alteracin y las observaciones del ataque y corrosin de las armaduras de acero y al concreto.

Cuadro N 5.1Elementos Nocivos para la Cimentacin

Presencia en el Suelo dep.p.mGrado de AlteracinObservaciones

***Sales Solubles Totales>15,000PerjudicialOcasiona problemas de prdida de resistencia mecnica por problema de lixiviacin

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

*Sulfatos0-10001000-20002000-20,000>20,000LeveModeradoSeveroMuy SeveroOcasiona un ataque qumico al concreto de la cimentacin

* Comit ACI 318** Experiencia existente

Resultados de laboratorio:Cuadro N5.2

NCalicataS.S.T.(ppm)CI-(ppm)SO4(ppm)pH

C 12,453.0205.461,273.858.36

C 21,476.078.08363.578.20

Segn el Cuadro indicado en el anexo, los niveles de concentracin de Sales Solubles Totales encontrados en las muestras analizadas indican que el grado de alteracin no es perjudicial.

Los cloruros producen corrosin a estructuras metlicas, refuerzo de acero del concreto, etc. La referencia a valores mximos se encuentra en la Norma tcnica de Edificacin E-060 y en la zona de estudio, segn los niveles de concentracin de cloruros encontrados en las muestras analizadas, indican que el grado de alteracin no es perjudicial, por lo que no es necesario ningn tratamiento especial para el ataque de cloruros.

Para sulfatos, existen tolerancias permisibles que se encuentran en el Reglamento Nacional de Edificaciones, los valores obtenidos indican concentraciones MODERADAS, por lo que, de ser necesario la construccin de edificaciones en contacto con el terreno natural, se deber utilizar cemento Portland tipo II.

6 PROFUNDIDAD DEL NIVEL FRETICOA la fecha de la ejecucin de los trabajos de campo (Febrero del 2015), y a la profundidad investigada, no se encontr la presencia del nivel fretico en ninguna de las calicatas efectuadas. Sin embargo se debe indicar que la zona del proyecto se encuentra a aproximadamente 191 m.s.n.m. y a casi 8.50 Km de distancia de la zona de playas.

7 condiciones de CIMENTACIN para estructuras de concreto

Profundidad de Cimentacin Para la profundidad de cimentacin de los muros de cimentacin se recomienda un Df = 0.80m mnimo, debajo del nivel 0.00 del terreno natural, eliminando el material de relleno, a fin de confinar un estrato de mayor resistencia.

Tipo de CimentacinSe ha determinado en el presenta caso la cimentacin ms adecuada es la de tipo superficial, mediante cimientos corridos

8 ANLISIS de CIMENTACIN del sueloEl anlisis de la cimentacin de las estructuras de concreto, se ha realizado en base a la exploracin geotcnica realizada. Este anlisis consiste en determinar la capacidad admisible de carga y el asentamiento esperado para este tipo de suelo. Se presenta a continuacin el anlisis de la cimentacin, que incluye las recomendaciones para su diseo. 8.1 Clculo de la Capacidad Admisible Suelo

8.1.1Capacidad Admisible por Resistencia

La capacidad de carga se ha analizado usando la frmula de Terzaghi y Peck (1967) con los parmetros de Vesic (1973).

Donde:

qu =capacidad ltima de carga.qad=capacidad admisible de carga.Fs=factor de seguridad = 3.=peso unitario del suelo.C=cohesin (Kg./cm2)Df=profundidad de cimentacin.Nc, N, Nq =parmetros de capacidad portante en funcin de Sc, S, Sq =factores de forma (Vesic, 1979).S=0,6 Sq = 1 + tg .

Este valor de la capacidad ser verificado por el asentamiento permisible.

8.1.2Capacidad Admisible por AsentamientoSe ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento de la cimentacin a 1 pulgada, por el tipo de cimentacin. Lambe (1994) pg. 216. Para determinar el asentamiento en suelos granulares se ha utilizado el mtodo elstico para el clculo del asentamiento inmediato mediante la siguiente relacin:

Donde:

Si = Asentamiento en cm. = Relacin de Poisson = 0,3.If = Factor de forma (cm/m).Es = Mdulo de elasticidad (ton/m2).q = Presin de trabajo (ton/m2).B = Ancho de la cimentacin.

Teniendo en cuenta todos estos parmetros se ha evaluado la cimentacin a diversas profundidades. CUADRO 8.1CIMENTACIN CORRIDA

qadm ( kg/cm2) L=5mC kg/cm2()

DfB= 0.6mB= 0.8mB= 1.0mB= 1.2 mB= 1.5mB= 1.8m

0.801.21.31.51.51.51.7028.8

Df: Profundidad de cimentacin medido desde el nivel de piso qad: Capacidad admisible determinada con parmetros de resistencia cortante y verificado por asentamiento.: Densidad del sueloC : Cohesin: Angulo de Friccin

9 especificaciones TCNICAS para la INSTALACIN de TUBERAS de pvc para agua potable

Las presentes Especificaciones Tcnicas corresponden al Suministro, Instalacin y Puesta en Servicios de Tuberas y Accesorios de PVC "POLICLORURO DE VINILO" de acuerdo a la Norma Tcnica Nacional ISO 4422 (reemplaza a la Norma ITINTEC N 399.002) para la conduccin de Fluidos a Presin - Clase Pesada SAP (Standard Americano Pesado). De acuerdo a las Normas ISO 4422, la tubera se clasifica en series, las cuales estn en funcin a las presiones de trabajo mxima continuas a la temperatura de 20C.

9.1EXCAVACIN DE LA ZANJA Procederse a excavar las zanjas con anticipacin mxima de cinco (5) das al trabajo de colocacin de la tubera. El fondo de la zanja debe presentar una superficie bien nivelada, ser continuo, plano y libre de piedras, troncos, o materiales duros y cortantes para que los tubos se apoyen sin discontinuidad a lo largo de la generatriz inferior. En el fondo colocar una capa de material fino, escogido, excepto de piedras o cuerpos extraos, con un espesor mnimo de 15 cm. Este relleno previo, debe ser bien apisonado antes de la instalacin de los tubos.Retirar las rocas o piedras del borde de la zanja, para evitar el deslizamiento al interior que ocasione posibles roturas. No debe usarse nunca arcilla inmediatamente alrededor del tubo, ya sea para encamado, relleno lateral o superior. Es fundamental brindar a la tubera PVC un apoyo uniforme y continuo en toda su longitud, dejando "nichos" en la zona de las campanas para permitir el apoyo del cuerpo del tubo. Se determinar la ubicacin de las uniones en el fondo de la zanja antes de bajar a ella los tubos, en cada uno de esos puntos se abrirn hoyos, o canaletas transversales, de la profundidad y ancho necesario para el fcil manipuleo de los tubos y sus accesorios en el momento de su montaje.

Ancho y Profundidad de la ZanjaEl ancho de la zanja debe permitir un montaje fcil y un adecuado relleno y compactacin de la tubera.Por ser una tubera flexible se recomienda en general que la zanja al nivel de la tubera, hasta la clave del tubo, sea lo ms estrecha posible, dentro de los lmites practicables. Un ancho adicional de 30 cm. al dimetro exterior del tubo permite trabajar sin problemas durante la instalacin.La altura mnima de relleno sobre la clave de la tubera debe ser de 1.0 m como mnimo en zonas de trfico corriente y de 1.2 m en zonas de trfico pesado, con encamado y relleno de arena o material fino selecto compactado hasta por lo menos 30 cm. sobre la clave del tubo.

Dimensiones de las ZanjasEl ancho de la zanja depender de la naturaleza del terreno en trabajo y del dimetro de la tubera por instalar, pero en ningn caso ser menor de los estrictamente indispensables para el fcil manipuleo de la tubera y sus accesorios dentro de dicha zanja. Tendr como mnimo 0.15 m a cada lado del dimetro exterior de la tubera en el caso de la zanja para dimetros hasta 10".Tabla 9.1.a

Diagrama 9.1.a

Para curvas de gran dimetro el ancho ser de mayor dimensin que el normal, tomndose el mayor ancho necesario del lado exterior de la curva. La zanja se excavar por lo menos cinco (0.05) m de centmetros debajo de la gradiente exterior del fondo del tubo, teniendo en cuenta la profundidad mnima del entierro exigible.

Si la tubera se coloca en la calzada o en el campo el entierro mnimo sobre la cabeza de los tubos, nunca ser menor de 1.00 m, teniendo en cuenta que los extremos exteriores de los vstagos de las vlvulas deben quedar a un mnimo de treinta centmetros (0.30 m) de la superficie. La tubera se coloca en las aceras, o en jardines laterales o centrales, el relleno sobre la cabeza del tubo puede disminuirse hasta ochenta centmetros (0.80 m) Si las vlvulas y grifos contra incendio lo permiten.

INSTALACIN: El tipo y calidad de la "Cama de Apoyo" que soporta la tubera es muy importante para una buena instalacin, lo cual se puede lograr fcil y rpidamente, si el terreno tiene poca presencia de material grueso o piedra, se puede cernir y utilizar como cama de apoyo (arcilla, arena limosa, etc.). La capa de dicho material tendr un espesor mnimo de 10 cm.

En la parte inferior de la tubera y debe extenderse entre 1/6 y 1/10 del dimetro exterior hacia los costados de la tubera.

Diagrama 9.1.b

10 PARMETROS DE DISEO SISMO RESISTENTE

El rea en estudio se encuentra en la zona 3 de la Zonificacin Ssmica del Per, por lo tanto los parmetros geotcnicos correspondientes son los siguientes, segn lo indicado en el Reglamento Nacional de Edificaciones:Factor de zonaZ = 0.40gPerfil del suelo tipo S2Perodo predominante Ts = 0.60 s Factor de amplificacin del suelo S = 1.2

11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El programa de investigacin de campo se ejecut durante los das 16 y 17 de febrero de 2015. y comprendi 02 excavaciones manuales a cielo abierto (calicatas) de hasta 1.20m de profundidad. Para las calicata C-1 ubicada entre las calles B y C y la calicata C-2, ubicada entre las calles A y D, desde el nivel de superficie hasta una profundidad entre 0.40 y 0.50m se puede apreciar material de relleno con restos inorgnicos y algunas races.A partir de all, hasta una profundidad de 1.20m, se aprecia Arena ligeramente limosa, en estado semi-compacto con presencia de terrones endurecidos y escasas gravas y bolones de T.M. 5" en estado semi seco, segn su clasificacin SUCS corresponde al tipo SM-SP.Durante toda la excavacin los taludes verticales estuvieron estables.

Teniendo en cuenta todos estos parmetros se ha evaluado la cimentacin a diversas profundidades. CIMENTACIN CORRIDAqadm ( kg/cm2) L=5mC kg/cm2()

DfB= 0.6mB= 0.8mB= 1.0mB= 1.2 mB= 1.5mB= 1.8m

0.801.21.31.51.51.51.7028.8

Profundidad de CimentacinPara la profundidad de cimentacin de los muros de cimentacin se recomienda un Df = 0.80m mnimo, debajo del nivel 0.00 del terreno natural, eliminando el material de relleno, a fin de confinar un estrato de mayor resistencia.

Tipo de CimentacinSe ha determinado en el presenta caso la cimentacin ms adecuada es la de tipo superficial, mediante cimientos corridos

De las Normas de Diseo Sismo-Resistente del RNE, el rea de estudio pertenece a la zona 3, considerada como Altamente Ssmica, por lo que le corresponde los siguientes valores en los diseos estructurales:Factor ZonaZTipo de SueloPerodoPredominanteTp(s)Factor de AmplificacinS

0,40S20.601.20

Con respecto a los valores encontrados en los ensayos Qumicos, se indica lo siguiente:Los niveles de concentracin de Sales Solubles Totales encontrados en las muestras analizadas indican que el grado de alteracin no es perjudicial.Los cloruros producen corrosin a estructuras metlicas, refuerzo de acero del concreto, etc. La referencia a valores mximos se encuentra en la Norma tcnica de Edificacin E-060 y en la zona de estudio, segn los niveles de concentracin de cloruros encontrados en las muestras analizadas, indican que el grado de alteracin no es perjudicial, por lo que no es necesario ningn tratamiento especial para el ataque de cloruros. Para sulfatos, existen tolerancias permisibles que se encuentran en el Reglamento Nacional de Edificaciones, los valores obtenidos indican concentraciones MODERADAS, por lo que de existir estructuras de concreto en concreto en contacto con el suelo natural, estas debern considerar el uso de cemento Prtland tipo II. Se recomienda el control en el uso de agregados y fuentes de agua, utilizados en el proceso constructivo, mediante ensayos qumicos de laboratorio. A la fecha de la ejecucin de los trabajos de campo (Febrero del 2015), y a la profundidad investigada, no se encontr la presencia del nivel fretico en ninguna de las calicatas efectuadas. Sin embargo se debe indicar que la zona del proyecto se encuentra a aproximadamente 191 m.s.n.m. y a casi 8.5 Km de distancia de la zona de playas.

Se recomienda evitar aniegos y prevenir la rotura de las tuberas, as como el riego controlado en las reas verdes, con la finalidad de evitar la saturacin del suelo y por consecuencia la disminucin de la resistencia del terreno de fundacin. En caso de realizar la compactacin de rellenos de ingeniera, debern hacerse los ensayos de laboratorio necesarios al material a compactarse. En caso de encontrar material de relleno, este deber ser eliminado antes de iniciar las obras conforme a lo indicado en la Norma Tcnica de Edificaciones E-050 en el Capitulo 4, acpite 4.3 "Profundidad de Cimentacin" indica que no debe cimentarse sobre turba, suelo orgnico, tierra vegetal, desmonte o relleno sanitario y que estos materiales inadecuados debern ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificacin y ser reemplazados con materiales que cumplan con lo indicado en el acpite 4.4.1. "Rellenos controlados o de ingeniera". Se recomienda que en el proceso constructivo de la obra, debern tomarse las debidas precauciones para proteger las paredes de las excavaciones y cimentaciones en general, mediante entibaciones y/o calzaduras con la finalidad de proteger a los operarios y evitar daos a terceros conforme lo indica la Norma E-050. Los resultados del estudio geotcnico se presentan segn las condiciones actuales del terreno (Febrero de 2015) y se aplican exclusivamente al rea estudiada.

REFERENCIAS

Alva Hurtado J. (1992), Mecnica de Suelos Aplicada a Cimentaciones, Captulo de Estudiantes ACI-UNI, Lima. ZONAS CRTICAS POR PELIGROS GEOLGICOS EN LIMA METROPOLITANA, Segundo Nuez y Jenny Vsquez, INGEMMET, 2009 Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), Soil Mechanics, John Wiley, New York. Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley, New York. Vesic A. (1973), Anlisis de la Capacidad de Carga de Cimentaciones Superficiales, JSMFED, ASCE, Vol. 99. Geotcnica para Ingenieros. Alberto Martnez Vargas, 1990. Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma Tcnica de Edificacin E.030. Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma Tcnica de Edificacin E.050 Suelos y Cimentaciones.

2