Informe Estudio de Suelos

INFORME TÉCNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

PROYECTO

“INSTALACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA

INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LOS EJES DE

ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL

PACHACUTEC, FUNDO LA QUEBRADA, TUPAC AMARU,

Y MARISCAL CASTILLA, DISTRITO DE CERRO

COLORADO - AREQUIPA”

UBICACIÓN

DISTRITO CERRO COLORADOPROVINCIA AREQUIPA

REGION AREQUIPA

CONSORCIO CERRO COLORADO PLUVIAL

MAYO DEL 2013

“INSTALACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LOS EJES DE ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL

PACHACUTEC, FUNDO LA QUEBRADA, TUPAC AMARU, Y MARISCAL CASTILLA, DISTRITO DE CERRO COLORADO - AREQUIPA”1

INDICE

1.0 GENERALIDADES

1.1. ANTECEDENTES

1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.3. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

1.4. ACCESO A LA ZONA DE ESTUDIO

1.5. CLIMA

1.6. CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS DEL TERRENO

1.7. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

1.8. GEOLOGIA GENERAL

1.9. GEOMORFOLOGIA

1.10. SISMICIDAD

2.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO

2.1. TRABAJOS DE CAMPO

2.2. MUESTREO Y REGISTROS DE EXPLORACIÓN

3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.0 ANALISIS QUIMICO

5.0 ANALISIS DE CIMENTACION

5.1. TIPO DE CIMENTACION Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

5.2. CAPACIDAD PORTANTE

6.0 CALCULO DE ASENTAMIENTOS.

7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

8.0 BLIBLIOGRAFIA

9.0 ANEXOS

Panel Fotográfico

Perfil Estratigráfico



1.0 GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

Por encargo de la Municipalidad Distrital de Cerro Colorado, se realizó el Estudio de

Mecánica de Suelos con fines de clasificación e identificación, para la elaboración del

proyecto para el mejoramiento del sistema de drenaje pluvial en los sectores de

ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL PACHACUTEC, FUNDO LA

QUEBRADA, TUPAC AMARU, Y MARISCAL CASTILLA del Distrito de Cerro

Colorado.

1.2 Objetivo

El presente trabajo tiene por objetivo realizar la verificación de las condiciones

geológicas y geotécnicas del suelo de fundación, Esta evaluación se realizó por

medio de trabajos de laboratorio, campo y gabinete, que incluyen la excavación de

36 calicatas ó pozos a cielo abierto, (30 calicatas para clasificación e identificación)

(06 para fines de capacidad portante) y ensayos de laboratorio, a fin de obtener las

principales características físicas y propiedades índice del suelo, sus propiedades de

agresividad química y realizar las labores de gabinete en base a los cuales se define

los perfiles estratigráficos y las recomendaciones generales para la cimentación de

las estructuras proyectadas.

Para el caso de las obras lineales, estos resultados permitirán definir las actividades

del proceso constructivo dependiendo del tipo de suelo encontrado, (suelo normal,

semirocoso ó 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 muros de contención, desarenadores

etc. se determinarán los parámetros de resistencia del suelo para el cálculo de la

capacidad admisible del terreno para absorber las diferentes solicitaciones de carga.

1.3 Ubicación de la Zona de EstudioEl área en estudio se encuentra ubicado en el distrito de Cerro colorado - Arequipa.

Geográficamente la zona en estudio se encuentra ubicada entre las coordenadas

UTM: Norte 8186200 y Este 225000, referidas al Sistema Geodésico Mundial WSG

84. El área en estudio se desarrolla a una altitud promedio de 2,340 m.s.n.m.

1.4 Acceso al Área de EstudioPara llegar al distrito de Cerro Colorado – Arequipa, se parte de Lima con dirección a

Arequipa y se utiliza como principal vía la Carretera Panamericana Sur, siendo el “INSTALACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LOS EJES DE ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL


recorrido de Lima a Arequipa de 1009 km. lo que equivale a un tiempo de viaje

promedio en bus de servicio interprovincial de 14 horas aproximadamente.

También se puede acceder al departamento de arequipa por vía aérea. Existen vuelos

aéreos diarios desde Lima hacia el aeropuerto Alfredo Chávez Ballón el cual esta a 25

minutos de la ciudad de Arequipa, el tiempo de viaje es aproximadamente de 1 hora.

1.5 ClimaArequipa es de clima seco y soleado, con una temperatura media máxima de 25 °C y

una mínima de 10 °C. con algunos meses calidos (noviembre y diciembre) y algunos

meses fríos (junio y julio) con precipitaciones irregulares en verano.

1.6 Características topográficas del terrenoSi bien es cierto que el estudio especifico de topografía, muestra en detalle la

información requerida, cabe mencionar que durante los trabajos de mecánica de

suelos se han apreciado características muy generales de la topografía del área de

estudio con la finalidad de evaluar las variaciones de pendiente y por ende los

materiales subyacentes.

En general la topografía de Cerro Colorado, es de pendiente moderada, cuya altitud

promedio varia entre los 2,351 m.s.n.m. a los 2,290 m.s.n.m.

1.7 Características del ProyectoLas siguientes estructuras forman parte del proyecto.

Líneas de conducción Pluvial

Muros de contención

Desarenadores

Cajas de disipación de caudales

1.8 Geología GeneralLa zona de estudio se encuentra ubicado al Norte de la ciudad de Arequipa. Según la carta

geológica nacional del cuadrángulo 33-s “Arequipa” a escala 1/100,000 del boletín 24 de

INGEMET.

En la geología regional de Arequipa se hallan unidades litológicas de naturaleza ígnea,

sedimentaria y metamórfica, cuyas edades comprenden desde el precambriano hasta el

cuaternario reciente.

1.9 Geomorfología y Geología Regional

1.9.1 Geomorfología Regional

Arequipa presenta las siguientes unidades de la geomorfología regional: la Cordillera de



Laderas, la Cadena de Barroso y la Peniplanicie de Arequipa.

a) Cordillera de Laderas (GM-el)

Con este nombre se describe la cadena de cerros ubicados hacia el sur de la ciudad, que

forman parte del Batolito de La Caldera, que a su vez, es una continuación del Batolito

costanero que se extiende a todo lo largo del litoral peruano. Asimismo, se engloba en esta

unidad, los diversos cerros de pequeña a mediana altura, que han sido cubiertos en parte y

rodeados a la vez, por los depósitos de la Peniplanicie, enmarcándose dentro de un

alineamiento definido.

Las características morfológicas de esta unidad, son las de presentar un relieve de cerros

sobresalientes, de topografía accidentada, cortada por quebradas secas que definen un

drenaje detrítico, y en algunos casos paralelo. La superficie del terreno es rocosa con

bloques que llegan a los 3 metros de diámetro, hacia las cumbres; por lo general se

encuentra bastante meteorizada debido al clima desértico de la región; sin embargo, en la

vecindad de los ríos aparecen afloramientos desnudos.

La erosión de esta unidad es favorecida principalmente por las fuertes pendientes de la

superficie, lo que provoca cierta inestabilidad en los bloques y su posible desprendimiento,

por lo que deberá controlarse, si es necesario el drenaje superficial.

Algunos de los cerros alineados ubicados dentro de la penillanura, tienen las siguientes

alturas sobre la planicie: Sachaca (35m), Hunter (175m), Cerro La Aparecida (45m), Tío

Grande (77m y 94m).

La señal de Tiabaya registra una cota de 2669 m.s.n.m., lo cual permite deducir una altura

de aproximadamente 470 m sobre la planicie para la cresta más alta frente el pueblo de

Tiabaya, cuya inclinación supera los 30º.

b) Cadena del barroso (CM-cB)

La Cadena de Barroso se forma a partir de los flujos de lodo y lava conocidos como

“estribaciones”, que se originaros debido a la actividad volcánica de la cordillera del Barroso

y a los depósitos post volcánicos de los tres volcanes que se encuentran dentro de la

cordillera mencionada: Chachani, Misti y Pichupichu.

El límite de esta unidad es fácilmente distinguible en las cercanías de la ciudad por la

presencia de frentes de paredes bastante empinadas y el contraste notorio con la

Peniplanicie.

La superficie es ondulada y a la vez inclinada en dirección Sur-Oeste, con una pendiente

promedio de 10% (Qda. San Lazaro). Esta superficie está cortada por numerosas



quebradas, de paredes empinadas, que permanecen secas, durante la mayor parte del año,

para convertirse en agresivos torrentes en épocas de lluvias, favorecidos a su vez por las

fuertes pendientes de la zona. El drenaje descrito va de sub-paralelo a paralelo,

convirtiéndose en una zona sometida a una intensa actividad morfológica, que modifica su

relieve debido fundamentalmente a la erosión y transporte de materiales, los cuáles son

depositados posteriormente en la Peniplanicie a través de los conos de deyección. Así, en

algunos casos, la rápida erosión debida a la agresividad de los torrentes llega a formar

pequeños cañones de vertientes altamente inestables.

Los riesgos en los pueblos jóvenes y asentamientos humanos ubicados en esta zona, son

notorios debido a la mencionada actividad modificadora. Algunos de los principales pueblos

jóvenes asentados en esta ciudad, son: Atalaya, Alto Jesús, Campo de Marte, Av. Progreso

del pueblo de Cerro Colorado, Pueblo de Cerro Colorado, Yumina y Sabandia.

c) Peniplanicie de Arequipa (Gm-pA)

Es una superficie ligeramente plana inclinada al suroeste con una pendiente que va

decreciendo conforme desciende el nivel, con promedio de aproximadamente 4%.

Esta superficie forma la base de la cimentación de la ciudad de Arequipa y se ha formado

sobre una depresión originada por el levantamiento de la cordillera del Barroso y las rocas

ígneas de La Caldera. Sobre esta depresión se han depositado materiales de distinta

naturaleza y diferentes épocas. El depósito más importante, que ha servido para nivelar esta

superficie, es el de los primeros tufos asociados al volcánico Zenica compacto, que relleno

todas las depresiones y superficies de diferentes relieves gracias a su gran movilidad y

potencia. Dentro de la peniplanicie de Arequipa se puede distinguir las siguientes

subunidades:

El Valle del Chili (GM-pCH): que incluye tres terrazas depositacionales incluyendo la terraza

actual que se halla entre uno y dos metros de altura sobre el cauce de estiaje.

la Superficie del Cercado (GM-pAsC): que tiene una pendiente de 5% a 6% hacia el

Sudoeste y es por quebradas agresivas como la de independencia, San Lazaro y Miraflores.

La Superficie de Socabaya (Gm-pAsS): que se extiende al Sudoeste de la Plaza de Armas y

se Caracteriza por exhibir una textura suave y una tendencia casi horizontal.

La Superficie de Pachacutec (GM-pAsP): de relieve casi plano y de topografía suave,

caracterizada por la presencia de accidentes negativos.



La Superficie del Aeropuerto (GM-pAsA): que se extiende al Noroeste de la ciudad en los

terrenos del Cono Norte y se caracteriza por la presencia de quebradas persistentes,

mediamente profundas.

1.9.2 Geología Regional

En la ciudad de Arequipa se encuentra unidades ígneas, sedimentarias y metamórficas,

cuyas edades se ubican en forma discontinua desde el pre-paleozoico hasta el cuaternario

reciente. Su estratigrafía litológica presenta:

Gabrodiorita de La Caldera: Son rocas ígneas intrusivas que afloran en la parte sur de la

ciudad.

Granodiorita de Tiabaya: Estas rocas afloran en forma de elipses groseras en los cerros

vecinos al distrito de Tiabaya.

Volcánico Sencca Compacto: Constituido por un tufo blanco compacto, coherente y algo

poroso. Es conocido con el nombre de sillar.

Volcánico Sencca Salmón: Son tufos de color rosáceo, estratificados en bancos

subhorizontales.

Volcánico Chila:

El Volcánico Chila se inicia con la formación de los primeros conos volcánicos de los Andes

Occidentales que aislaron al Altiplano.

A fines de la primera crisis climática derrames de este volcánico invadieron la Sierra

depositándose en discordancia erosional sobre las formaciones Sencca y Capillune.

El volcánico Chila está constituido por derrames andesíticos y basálticos de color marrón

oscuro, altamente fracturados.

Flujos de Barro: Compuestos por bloques andesíticos de diversos tamaños, cuyos

intersticios están rellenados por una matriz arenotufácea.

Depósitos Piroclásticos: Son tobas volcánicas de colores blanco amarillentas, deleznables,

ásperos y de aspecto azucarado, muy livianas.



Materiales Aluviales: Conformados por el Aluvial de Acequia Alta, Aluvial de Umacollo y

Aluvial de Miraflores, constituidos por gravas y arenas de distinta formación; además del

Aluvial reciente, constituido por materiales que rellenan los cauces de los ríos y quebradas.

Eluviales Recientes: Están conformados por arenas limosas de color beige, de origen

residual, que constituyen los terrenos de cultivos.

1.9.3 Geomorfología y Geología Local

Geomorfología Local

a) Cadena del barroso (CM-cB)

La Cadena de Barroso se forma a partir de los flujos de lodo y lava conocidos como

“estribaciones”, que se originaros debido a la actividad volcánica de la cordillera del Barroso

y a los depósitos post volcánicos de los tres volcanes que se encuentran dentro de la

cordillera mencionada: Chachani, Misti y Pichupichu.

El límite de esta unidad es fácilmente distinguible en las cercanías Alto de Jesús Cerro

Colorado, por la presencia de frentes de paredes bastante empinadas y el contraste notorio

con la Peniplanicie.

La superficie es ondulada y a la vez inclinada en dirección Sur-Oeste, con una pendiente

promedio de 35% (Qda. Valle Jesús). Esta superficie está cortada por numerosas

quebradas, de paredes empinadas, que permanecen secas, durante la mayor parte del año,

para convertirse en agresivos torrentes en épocas de lluvias Enero-Febrero, favorecidos a

su vez por las fuertes pendientes de la zona. El drenaje descrito va de subparalelo a

paralelo, convirtiéndose en una zona sometida a una intensa actividad morfológica, que

modifica su relieve debido fundamentalmente a la erosión y transporte de materiales, los

cuales son depositados posteriormente en la Peniplanicie a través de los conos de

deyección. Así, en algunos casos, la rápida erosión debida a la agresividad de los torrentes

llega a formar pequeños cañones de vertientes altamente inestables.

Los riesgos en los pueblos jóvenes y asentamientos humanos ubicados en esta zona, son

notorios debido a la mencionada actividad modificadora. Esta geomorfología, corresponde

en su mayoría a las partes altas del distrito de Cerro Colorado, en las cuales estarán

ubicados los reservorios y las líneas de conducción, aducción, impulsión entre otros.



1.9.4. Geología Local

La zona de estudio se encuentra ubicado al Norte de la ciudad de Arequipa. Según la carta

geológica nacional del cuadrángulo 33-s “Arequipa” a escala 1/100,000 del boletín 24 de

INGEMET.

Geológicamente el distrito de Cerro Colorado, muestra que está constituido por depósitos

de avalancha del pichu-pichu, las cuales se denominan flujo de Barro brechoso

inconsolidado, litológicamente está compuesto por bloques andesiticos subangulosos de

diversas tamaños, cuyos intersticios están rellenados por una matriz grava-arenosa de

granos angulosos y un material cementante limo – arcilloso, con moderadas cantidades de

carbonato de calcio en algunos lugares. No se han hallado vestigios de estratificación.

En la geología local de Cerro Colorado, se hallan unidades litológicas de naturaleza

sedimentaria y metamórfica, cuyas edades comprenden desde el cuaternario inferior hasta

el cuaternario reciente. La línea de conducción y reservorios estará emplazada en las

siguientes formaciones geológicas:

1.9.4.1 Deposito de Avalancha Pichu-pichu (Qpl-pi/dep)

Conformado por depósitos de avalancha inconsolidados.

a) Flujo de Barro (brechoso)

Compuestos por bloques andesíticos de diversos tamaños, cuyos intersticios están

rellenados por una matriz grava-arenosa. Estas se presentan de compactas a consolidadas.

b) Flujo de Barro (rosáceo y violáceo)

Compuestos por material andesítico alterado de grava, arena, limo de fino a grueso, con

bolones de rocas D=15cm.

1.9.4.2 Depósitos del Volcán Misti(Qpl-mm/dac)

Depósitos de avalancha de escombros inconsolidados y bloques angulosos muy fracturados

de andesita, arenas y gravas angulosos.



1.9.4.3 Depósitos del Volcán Misti (pl-mm/ct)

Depósitos de avalancha de lentes sueltos de ceniza volcánica, constituido por limo, arena,

grava de color rosáceo.

1.9.4.4 Deposito Chiguata(Qh-ch)

Constituido por material sedimentario de limo-arcilloso, con presencia de lentes de arena de

grano fino a medio.

1.9.4.5 Relleno de Cauces Fluviales(Qh-al)

Estos depósitos se encuentran en pleno proceso de transporte y deposición por los ríos y

están constituidos de cantos rodados, gravas, arenas con limos; sus elementos son de

origen sedimentario, volcánico.

1.10 Sismicidad

De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma Sismo

Resistente ( NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas

observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó en isosistas de

sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes; se

concluye que el área 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 IX y X

en la escala Mercalli Modificada. (Ver en anexo 9.1 Figura N°1 "Zonificación Sísmica del Perú"

y Figura N°2 "Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas").

De acuerdo con la nueva Norma Técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la

cimentación, se recomienda adoptar en los Diseños Sismo-Resistentes para las obras no

lineales como son reservorios, y obras menores, los siguientes parámetros, según el

siguiente Cuadro Nº 01:

CUADRO Nº 01 Parámetros de Diseño Sismo resistente

TIPO DE SUELO Z S Tp(S)Arenas limosas ó gravas arenosas 0.4 1.4 0.9

(Z) Factor de zona



(S) Factor de amplificación del suelo

(Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro

2.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO

2.1 Trabajos de Campo

Con la finalidad de definir el perfil estratigráfico del área de estudio, se ejecutaron 37 calicatas catalogadas como 05 sub sectores y ubicadas en todas las zonas que comprende el proyecto. ubicadas convenientemente a lo largo del todo el trazo de las tuberías y estructuras proyectadas, tal como se muestra en el plano adjunto

CUADRO Nº 02: Cuadro de Calicatas

CALICATAPROF.(m)

COORDENADA ESTE

COORDENADA NORTE

NIVEL FREATICO

SC 01 C-2 1.50 224170 8185115 NO PRESENTA

SC 01 C-3 1.50 224476 8185420 NO PRESENTA

SC 01 C-4 1.50 224416 8185522 NO PRESENTA

SC 01 C-5 1.50 224641 8185547 NO PRESENTA

SC 01 C-6 1.50 224705 8185798 NO PRESENTA

SC 01 C-7 1.50 224387 8185740 NO PRESENTA

SC 01 C-8 1.50 224430 81886167 NO PRESENTA

SC 01 C-9 1.50 224727 8186170 NO PRESENTASC 01 C-10

1.50 224596 8186378 NO PRESENTA

SC 01 C-11

1.50 224383 8186449 NO PRESENTA

SC 02 C-1 1.50 225222 8187436 NO PRESENTA

SC 02 C-2 1.50 225158 8187242 NO PRESENTA

SC 02 C-3 1.50 225100 8187022 NO PRESENTA

SC 02 C-4 1.50 225168 8186589 NO PRESENTA

SC 02 C-5 1.50 225110 8186223 NO PRESENTA

SC 02 C-6 1.50 225148 8185853 NO PRESENTA

SC 02 C-7 1.50 2252269 8185576 NO PRESENTA

SC 02 C-8 1.50 225434 8185426 NO PRESENTASC 02 C-10

1.50 225451 8184950PRESENTA NAPA

SC 03 C-1 1.50 225347 8186318 NO PRESENTA

SC 03 C-2 1.50 225212 8186003 NO PRESENTA

SC 03 C-3 1.50 225248 8185623 NO PRESENTA

SC 03 C-4 1.50 225288 8185197 NO PRESENTA

SC 04 C-1 1.50 225982 8186061 NO PRESENTA

SC 04 C-2 1.50 225929 8185701 NO PRESENTA

SC 04 C-3 1.50 225880 81885304 NO PRESENTA



CALICATAPROF.(m)

COORDENADA ESTE

COORDENADA NORTE

NIVEL FREATICO

SC 04 C-4 1.50 225852 8185029 NO PRESENTA

SC 04 C-5 1.50 225765 818478 NO PRESENTA

SC 05 C-1 1.50 226210 8186267 NO PRESENTA

SC 05 C-2 1.50 226319 8186205 NO PRESENTA

SC 05 C-3 1.00 226185 8186185 NO PRESENTACALIC- 01

3.00 225451 8184950PRESENTA NAPA

CALIC – 02

3.00 225852 8185029 NO PRESENTA

CALIC – 03

3.00 225975 8185905 NO PRESENTA

CALIC – 04

3.00 225110 8186223 NO PRESENTA

CALIC – 05

3.00 225153 8185796 NO PRESENTA

CALICA- 06

***** 225964 8185923 NO PRESENTA

2.2 Muestreo y Registros de exploraciónSe realizó una clasificación de campo de forma manual y visual de cada uno de los

estratos registrados en cada calicata, en los que se indican las diferentes

características 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 estratigráficos y fotos que se adjuntan en los anexos

respectivamente.

3.0 ENSAYOS DE LABORATORIOSe seleccionaron muestras alteradas representativas del suelo que debidamente

identificadas se remitieron al laboratorio para los ensayos correspondientes para la

identificación y clasificación de suelos, cuyos resultados de laboratorio se presenta en

el Anexo 1.

CUADRO Nº3: CANTIDAD DE ENSAYOS DE LABORATORIO



CALICA

TA

MUEST

RA

PRO

F.

(M)

W

%

L.

L

L.

P

I.

P

SU

CS

Cloruros (ppm)

Sulfatos (ppm)

Proctor Mod.

C.B.R.

CORTE DIRECTO



SC 01 C-2

M-2

0.70

–

1.50

1 1 1 1 1 1 1

1 1 -

SC 01 C-3

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-4

M-2

0.70

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-5

M-26

1.10

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-6

M-2

0.30

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-7

M-2

0.30

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-8

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01 C-9

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01C-10

M-2

0.30

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 01C-11

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-1

M-2

0.40

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-2

M-2

0.70

-

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 M-1 0.00 1 1 1 1 1 - - 1 1 -



C-3–

1.50

SC 02 C-4

M-1

0.00

-

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-5

M-1

2.40

–

3.00

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-6

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-7

M-2

0.30

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02 C-8

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 02C-10

M-2

1.40

-

3.00

1 1 1 1 1 1 1

1 1 -

SC 03 C-1

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 03 C-2

M-2

0.40

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 03 C-3

M-2

0.70

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 03 C-4

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 04 C-1

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 04 C-2

M-1 0.00

–

1 1 1 1 1 - - 1 1 -



1.50

SC 04 C-3

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 04 C-4

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 1 1

1 1 -

SC 04 C-5

M-2

0.40

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 05 C-1

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 05 C-2

M-1

0.00

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

SC 05 C-3

M-2

0.20

–

1.50

1 1 1 1 1 - -

1 1 -

CALIC-01

M-2

1.40

–

3.00

1 1 1 1 1 1 1

- - 1

CALIC–02

M-2

0.20

–

3.00

1 1 1 1 1 1 1

- - 1

CALIC-03

M-2

0.70

–

300

1 1 1 1 1 1 1

- - 1

CALIC-04

M-2

2.40

–

3.00

1 1 1 1 1 1 1

- - 1

CALIC–05

M-2

0.20

–

1.50

1 1 1 1 1 1 1

- - 1

CALIC-06

M-2

0.50

–

3.00

1 1 1 1 1 1 1

- - 1



Donde:

W% : contenido de humedadL.L.% : Limite líquidoL.P. % : Limite plásticoI.P. % : Índice plástico

CUADRO Nº4: RESULTADOS DE LABORATORIO

CALICAT

A

MUESTR

A

DENSIDA

D MAX

C.B.R

. AL

100 %

W% L.LL.

PI.P

SUC

S

DESCRIPCIO

N

SC 01 C-2 M-2 1.626 19.0 7.68 14.6 NPN

PSM

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-3 M-1 1.625 19.0 5.3815.2

0NP

N

PSM

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-4 M-2 1.630 20.0 6.7214.8

0NP

N

PSM

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-5 M-2 1.348 13.0 5.6315.1

3NP

N

PGW

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-6 M-2 1.342 13.0 6.2216.4

0NP

N

PGW

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-7 M-2 1.674 20.0 5.8315.0

0NP

N

PSM

ARENA

LIMOSA

SC 01 C-8 M-1 1.672 20.0 6.0214.3

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 01 C-9 M-1 1.641 21.0 4.0915.2

6NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 01C-10

M-2 1.625 20.0 4.1114.1

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 01C-11

M-1 1.343 13.0 3.8214.8

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-1 M-2 1.335 13.0 5.4315.8

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-2 M-2 1.341 14.0 6.8316.7

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-3 M-1 1.636 21.0 7.3514.2

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-4 M-1 1.640 19.0 5.57 14.8 NP N SM ARENA LIMOSA



CALICAT

A

MUESTR

A

DENSIDA

D MAX

C.B.R

. AL

100 %

W% L.LL.

PI.P

SUC

S

DESCRIPCIO

N

0 P

SC 02 C-5 M-1 1.635 20.0 7.1414.9

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-6 M-1 1.645 21.0 6.4216.0

7NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-7 M-2 1.385 15.0 8.2915.7

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02 C-8 M-1 1.358 14.0 5.1215.1

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 02C-10

M-2 1.403 12.020.6

6

15.9

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 03 C-1 M-1 1.645 13.0 3.9014.3

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 03 C-2 M-2 1.652 18.0 9.2514.1

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 03 C-3 M-2 1.358 15.0 8.5816.5

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 03 C-4 M-1 1.631 21.0 6.4314.3

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 04 C-1 M-1 1.347 18.0 8.4217.7

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 04 C-2 M-1 1.332 15.0 7.2516.2

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 04 C-3 M-1 1.627 19.0 4.4914.5

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 04 C-4 M-1 1.619 22.0 9.1414.3

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 04 C-5 M-2 1.633 20.0 5.7914.8

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 05 C-1 M-1 1.370 13.0 8.6315.9

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 05 C-2 M-1 1.379 14.0 7.2914.5

0NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

SC 05 C-3 M-2 1.349 13.0 7.60 15.8 NP N SM ARENA “INSTALACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LOS EJES DE ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL


CALICAT

A

MUESTR

A

DENSIDA

D MAX

C.B.R

. AL

100 %

W% L.LL.

PI.P

SUC

S

DESCRIPCIO

N

0 P LIMOSA

CALIC-01 M-2 ***** *****20.6

615.9 NP

N

PSM ARENA

LIMOSA

CALIC–02 M-2 ***** ***** 9.14 14.3 NPN

PSM ARENA

LIMOSA

CALIC-03 M-2 ***** ***** 7.21 14.2 NPN

PSM ARENA

LIMOSA

CALIC-04 M-2 ***** ***** 7.14 14.9 NPN

PSM ARENA

LIMOSA

CALIC–05 M-2 ***** ***** 6.42 15.1 NPN

PSM ARENA

LIMOSA

CALIC-06 M-2 ***** ***** 8.12 14.5 NPN

PSM ARENA

LIMOSA

Donde:

W% : contenido de humedadL.L.% : Limite líquidoL.P. %: Limite plásticoI.P. %: Índice plástico

3.1 ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

Se realizaron ensayos de densidad de campo, en las 06 calicatas ejecutadas, este ensayo

se realizó en el estrato del fondo, a esepción de la calicata 01 la cual no se pudo realizar

en el fondo por encontrarse presencia de Napa Freática. Tomandose la densidad de una

zona lateral.

Calicata Muestra Prof. (m)DENSIDAD SECA(GR/CC)

DENSIDAD HUMEDA(GR/CC)

CALICATA 01 M-2 1.40 – 3.00 1.190 1.436

CALICATA 02 M-1 0.00 – 3.00 1.357 1.481

CALICATA 03 M-2 0.20 – 2.00 1.358 1.456

CALICATA 04 M-2 2.40 – 3.00 1.341 1.436



CALICATA 05 M-1 0.00 – 3.00 1.337 1.423

CALICATA 06 M-1 0.00 - 1.00 1.342 1.451

4.0 ANALISIS QUIMICO.

Se realizaron ensayos de análisis químicos para determinar el contenido de sulfatos y

cloruros, en muestras de suelos alterados y representativos. Los reportes se incluyen

también en el Anexo 1.

El ensayo químico de sales agresivas al concreto fue realizada en el Laboratorio de Química

de la Universidad Privada de Tacnal, bajo las normas de la American Society for Testing

and Material (ASTM).

CUADRO Nº5: Resultados de Análisis Químicos

Calicata Muestra Prof. (m)Cloruros(ppm)

Sulfatos (pp)

PH

CALICATA 01 M-2 1.40 – 3.00 31.5 25.3 7.45

CALICATA 02 M-2 0.20 – 3.00 50.2 46.4 6.75

CALICATA 03 M-2 0.70 – 3.00 48.1 47.3 6.64

CALICATA 04 M-2 2.40 – 3.00 53.7 48.1 6.71

CALICATA 05 M-2 0.20 – 3.00 55.6 49.2 6.56

CALICATA 06 M-2 0.50 - 1.00 47.6 45.2 6.54

5.0 ANALISIS DE CIMENTACION

5.1 Tipo de Cimentación y Profundidad de Cimentación

El tipo de cimentación recomendado son cimentaciones cuadradas, por presentar buen

comportamiento sísmico. El ingeniero estructuralista es quien decide y define el tipo de

cimentación.

5.2 Capacidad Portante

5.2.1 Calculo de Angulo de Fricción



De acuerdo a las características del subsuelo descrito anteriormente, se recomienda

cimentar sobre el estrado de suelo firme (SM) a una profundidad mínima de 1.50 m. ( DF

= 1.50 m.) medido con respecto al nivel del terreno natural actual, por medio de vigas de

cimentación.

Para el cálculo del angulo de fricción interna se realizó el Ensayo de Corte Directo ya

que el tipo de suelo encontrado corresponde a suelos de grano fino (Arenas limosas) con

casi nada de gravas.

CUADRO N° 05 Angulo de Fricción y Cohesión

CALICATA

ANGULO DE

FRICCION COHESION

C-01 18.30 0.221

C-02 22.87 0.126

C-03 22,97 0,128

C-04 21,46 0,150

C-05 23,62 0,114

C-06 23.13 0.143

5.2.2 Calculo de Capacidad Portante Admisible

Para determinar la capacidad portante admisible en el subsuelo en la cual estará emplazada

las obras, se aplica la teoría de Terzaghi para el caso de zapatas aisladas (cuadradas).

Q(ult.) = 1.3 Sc . c . Nc + Sq . q . Nq + 0.4 Sg . B . Yd . Ny

En donde:

Qult. = Capacidad última de Carga

C = cohesión

Yd = Peso específico ó Densidad Natural seca (Kg/m3)

B = Ancho de la Cimentación

DF = Profundidad de la Cimentación

Nc, Nqs, Ny = Factores de Capacidad de carga

Φ = Angulo de Fricción


PACHACUTEC, FUNDO LA QUEBRADA, TUPAC AMARU, Y MARISCAL CASTILLA, DISTRITO DE CERRO COLORADO - AREQUIPA”

Qadm = Q(ult.)/FS

22

Donde:

Qadm. = Capacidad Portante Admisible

FS = Factor de Seguridad (3)

La capacidad portante calculada para el tipo de cimentación cuadrada, profundidad 1.50m.

y ancho de cimentación B=150m. Son de:

CUADRO N° 06 Capacidad Portante

CALICATA CAPACIDAD PORTANTE (Q adm . kg/cm2

C-01 0.50 (DF=1.50 M)

C-02 1.25 (DF=1.50 M)

C-03 1.23 (DF=1.50 M)

C-04 1.81 (DF=2.50 M)

C-05 1.19 (DF=1.50 M)

C-06 1.22 (DF=1.50 M)

(Ver formato de capacidad portante anexo Nª 01).

5.2.3 Factor de Seguridad

El factor de Seguridad contra falla por Capacidad de Carga debe ser del orden de 3, por lo

que la Presión Admisible en el suelo qadm puede por lo tanto tomarse como 1/3 de la Presión

máxima neta, con el objetivo de:

Prevenir las variaciones naturales de la resistencia al corte del suelo.

Prevenir contra la probable disminución local en la Capacidad de carga del suelo durante

el proceso constructivo.

Prevenir asentamientos perjudiciales de la cimentación.

Por las incertidumbres implicadas en los métodos o fórmulas para la determinación de la

carga última de Falla.

Tener en cuenta las variaciones en la Capacidad de apoyo con los cambios en las

dimensiones de la cimentación, de acuerdo con las cargas a transmitir.

5.2.4 Nivel Freático

El Nivel Freático no fue alcanzado, hasta la profundidad estudiada mediante la calicata

ejecutada. Con ello podemos garantizar que los estratos arenosos no podrán sufrir el



problema de adensamiento con la saturación o el fenómeno de licuación de suelos

ante la presencia de un eventual sismo.

6.0 Determinación de Asentamientos

6.1.1 Asentamiento Inmediato

Los asentamientos que se presentarán en los suelos granulares son

instantáneos, los cuales se producen durante la construcción.

No existirán asentamientos a largo plazo por consolidación.

El asentamiento inicial instantáneo se ha calculado utilizando la Teoría

elástica para el asentamiento bajo carga uniforme.

i = qs * B * ( 1 - 2 )*I

E

i = Asentamiento instantáneo ( cm )

= Relación de Poisson

I = Factor de Influencia

U = Modulo de Young

qs = Esfuerzo neto transmitido ( Kg / cm2 )

B = Ancho de la Cimentación ( cm )

Relación de Poison u = 0,20 - 0,40

Forma de la Calicata Cuadrada

Módulo de Elasticidad

E = 1500 - 2500

(lb/pulg2)

Factor de Influencia if = 1.12

Ancho Menor de Cimentación B = 150 cm.

(Ver formatos de asentamiento Nº 01)

7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



En base a los resultados de las exploraciones realizadas, ensayos de resistencia en

laboratorio y análisis complementarios se puede mencionar lo siguiente:

Los suelos del área de estudio está constituido por materiales consistentes

predominantemente del tipo Arenas limosas con fonos No Plásticos, con poca

presencia de grava (< del 10 %) Variando de color y de posición a lo largo de

toda la zona de estudio, predominando mayormente la arena limosa color

rosado salmón (ceniza volcánica)

Los suelos analizados se encuentran en un estado semi compacto osea un suelo

normal, siendo necesario la utilización de herramientas estándar pára su

remosión o excavación.

En la calicata SC 05 C-1 se encontró un estrato de roca blanda a una

profundidad de 1.20 m. siendo el único sector que presenta esa estratigrafía.

Se recomienda cimentar la estructura a una profundidad mínima de 1,50 m.

previo solado, debido a que el suelo presenta su mejor comportamiento estructural

ante cargas estáticas y dinámicas.

El tipo de cimentación recomendada es a base de vigas de cimentación debido a

los asentamientos instantáneos que experimentaran por causa de las cargas que

soportara, pudiéndose utilizar otro tipo de cimentación según lo recomiende el Ing.

Proyectista en estructuras.

Este tipo de cimentación evitará las fisuras de las estructuras por asentamientos

diferenciales localizados; debido a que estos asentamientos se producirán de

forma uniforme en toda el área de contacto de distribución de presiones de la

estructura con el suelo.

La Capacidad portante admisible para el tipo y profundidad de cimentación

recomendada después de realizar los ensayos de campo y laboratorio,

obteniéndose los parámetros geotécnicos del suelo utilizando correlaciones,

tablas y ábacos. Utilizándose la teoría de Terzaghi fue de:

CALICATA CAPACIDAD PORTANTE (Q adm . kg/cm2

C-01 0.50 (DF=1.50 M)

C-02 1.25 (DF=1.50 M)

C-03 1.23 (DF=1.50 M)

C-04 1.81 (DF=2.50 M)

C-05 1.19 (DF=1.50 M)

C-06 1.22 (DF=1.50 M)



No se detectó la presencia de nivel freático en toda la zona a esepción de la

calicata 01 ó SC 2 C-10 a la profundidad de 2.40 m.

A partir de los análisis químicos practicados se obtuvieron valores de cloruros y

sulfatos de baja agresividad, asi como el PH de los suelos están dentro de los

límites establecidos en donde no son considerados como Acidos (PH < de 6.5) y

como Alcalinos (PH > de 7.5) indicando que no existe agresividad al concreto,

por lo que en este caso se recomienda usar cualquier tipo de cemento para las

obras de concreto.

Este estudio es sólo válido para la zona donde se realizará el proyecto :

construirán los reservorios del proyecto y líneas proyectadas: “INSTALACION Y

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA INTEGRAL DE DRENAJE PLUVIAL EN LOS

EJES DE ALTO LIBERTAD, ALTO VICTORIA, SEMI RURAL PACHACUTEC,

FUNDO LA QUEBRADA, TUPAC AMARU, Y MARISCAL CASTILLA,

DISTRITO DE CERRO COLORADO – AREQUIPA”.

8.0 BIBLIOGRAFÍA

III CONGRESO NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, “cimentaciones en la

región de la costa”. Lima-peru, 1978.

BOWLES, Joseph. “Manual de Laboratorio de Suelos en Ingenieria Civil”. Editorial

McGRAW HILL LATINOAMERICANA s.a. Lima-Peru

BOWLES, Joseph. “foundation analysis and design”. 5th edition,McGRAW-Hill, New

York, N.Y. U.S.A., 1996.

Jorge E. Alva Hurtado; Zenón Aguilar Bardales, “MICROZONIFICACION SISMICA

DE LA CIUDAD DE AREQUIPA” . Lima-Peru,1991

Equipo AQplan 21. Municipalidad provincial de Arequipa, “Plan director de Arequipa

metropolitana”, 2001

KARL TERZAGHI - RALPH PECK

Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica.

PECK , HANSON Y THORNBURN

Ingeniería de Cimentaciones

BERRY - DAVID REDID

Mecánica de Suelos



JOSHEPH E. BOWLES

Propiedades Geofísicas de los Suelos

LAMBE Y WHITMAN

Mecánica de los Suelos

JUAREZ BADILLO - RICO RODRIGUEZ

Mecánica de Suelos Tomo II - III



Informe Estudio de Suelos

Documents

Transcript of Informe Estudio de Suelos