Informe Final de Suelos-Pamplona[1]

Ing. Johnny R. Olivares Mattos

Proyectos - Consultoria - 0bras

INFORME TÉCNICO

FINAL

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES

DE CIMENTACIÓN

SOLICITADO POR:

PROYECTO:

ACTUALIZACION DEL PROYECTO Y ELABORACION DEL EXPEDIENTE

TECNICO DE REDES SECUNDARIAS Y CONEXIONES DOMICILIARIAS DE

AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN EL ASENTAMIENTO HUMANO

MARGEN DERECHA PAMPLONA ALTA SECTORES DISTRITO DE SAN JUAN

DE MIRAFLORES

UBICACION:

DISTRITO : LIMA

PROVINCIA : LIMA

DEPARTAMENTO : LIMA

DICIEMBRE - 2008

Calle 2 Mz O Lote 1 Urb. 200 Millas – Callao – 01 TELEFAX:577:0520 CEL: 9911-30516 - 1-

Jomingenieros @hotmail.com



INDICE

1.0 GENERALIDADES1.1 Objeto del Estudio1.2 Ubicación del área en Estudio1.3 Características del Proyecto

2.00 INVESTIGACIONES EFECTUADAS2.1 Trabajos de Campo

2.1.1 Calicatas 2.1.2 Muestreo Disturbado2.1.3 Registro de Excavaciones

2.2 Ensayos de Laboratorio 2.3 Clasificación de Suelos3.0 DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO4.0 ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN

4.1 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector A,B) 4.2 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector C)

4.3 Cimentación de las redes de agua y alcantarillado5.0 EMPUJES LATERALES6.0 CONTENIDO DE SALES7.0 ASPECTOS SISMICOS8.0 TRATAMIENTO DEL RELLENO DE SANJAS

9.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES





ANEXOS

ANEXO I

- Registros de Excavaciones

ANEXO II

- Resultado de los Ensayos de Laboratorio

ANEXO III

- Material Fotográfico

ANEXO IV

- Plano de Ubicación de Calicatas y Perfil Estratigráfico

ANEXO V

- Mapa de Zonificación Sísmica del Perú





INFORME TÉCNICO

1.0 GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio

El presente Informe Técnico tiene por objeto realizar un Estudio de Suelos

con Fines de Cimentación, para el Proyecto de “Actualización del

Proyecto y Elaboración del Expediente Técnico de Redes

Secundarias y Conexiones Domiciliarias de Agua Potable y

Alcantarillado en el Asentamiento Humano Margen Derecha

Pamplona Alta Sectores Distrito de San Juan de Miraflores”, el mismo

que se ha efectuado por medio de trabajos de exploración de campo y

ensayos de laboratorio, necesarios para definir el perfil estratigráfico del

área en estudio, así como sus propiedades de esfuerzo y deformación,

proporcionándose las condiciones mínimas de cimentación, indicándose

tipo y profundidad de los cimientos, capacidad portante admisible,

magnitud de asentamientos, así como la zonificación desde el punto de

vista de los tipos de suelos, a lo largo del trazo de las Redes de

Alcantarillado.

ED

1.2 Ubicación del Área en Estudio

El área de estudio se ubica en el Asentamiento Humano Margen Derecha

Pamplona Alta Sectores: Sector Virgen del Buen Paso (Ampliación) que

comprenden Corazón de Maria, Corazón de Jesús, ampliación 1° de

Enero. Sector Los Ángeles “C” Ampliación y Sector Los Laureles 2da

Ampliación,

en Distrito de San Juan de Lurigancho, Provincia de Lima, Departamento

de Lima.

1.3 Características del Proyecto

El proyecto consiste en la Instalación de redes secundarias y/o

conexiones domiciliarias de agua potable, Buzones, y estructuras anexas.





2.0 INVESTIGACIONES EFECTUADAS

2.1 Trabajos de Campo

2.1.1 Calicatas

Con la finalidad de definir las características del subsuelo del área en

estudio, se realizaron 4 calicatas o pozo a cielo abierto, distribuidos

convenientemente en el área en estudio, con las siguientes profundidades:

CUADRO Nº1: CANTIDAD DE CALICATAS

(Redes de Agua y Desagüe, Laguna de Oxidación)

N° calicatas

Profundidad acielo abierto

(m)Observaciones

P-1 1.00 Subyace roca caliza
















P-17 2.00 --P-18 2.00 --P-19 2.00 --P-20 1.90 Subyace roca caliza

Fuente: Elaboración propia

2.1.2 Muestreo Disturbado

Se tomaron muestras disturbadas de cada uno de los tipos de suelos

encontrados, en cantidad suficiente como para realizar los ensayos de





clasificación e identificación de suelos.

Se extrajo asimismo 01 muestra representativa de para el Análisis

Microscópico de la Roca, Además se extrajo 03 muestra representativa de

los sectores en estudio, para realizar el análisis químico de sales

agresivas al concreto.

2.1.3 Registro de Excavaciones

Paralelamente al muestreo se realizó el registro de cada una de las

calicatas, anotándose las principales características de los tipos de suelos

encontrados, tales como: espesor, humedad, plasticidad, compacidad, etc.

2.2 Ensayos de Laboratorio

Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Mecánica de Suelos

GEOSERV-SAC y en el Laboratorio de de la Universidad Nacional de

Ingeniería- Facultad de Geología, Laboratorio de Espectrometría, de

acuerdo a la siguiente relación:

Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422.

Límite Líquido ASTM D-423.

Límite Plástico ASTM D-424.

Máximas y Mínimas

Contenido de Humedad ASTM D –2216

Análisis Químico del Contenido de Sales Agresivas al Concreto.

2.3 Clasificación de Suelos

Los suelos han sido clasificados de acuerdo al Sistema Unificado de

Clasificación de Suelos (SUCS), según se muestra en los siguientes

cuadros:





CUADRO Nº 2: CLASIFICACION DE SUELOS

(Redes de Agua-Desagüe)

CALICATANº

P-1 P-3 P-4 P-5

Prof. (m) 0.20-1.00 0.60-1.00 0.50-1.60 1.10-2.00Ret. Nº. 4 12.6 61.9 21.9 65.5Pasa No.

20062.1 7.9 36.40 3.5

L.L. --- -- -- ---I.P. NP NP NP NP

SUCS GM GP-GM SM GWFuente: Elaboración propia



CALICATANº

P-8 P-9 P-11 P-13

Prof. (m) 0.80-1.50 0.00-1.80 1.00-2.00 1.50-2.00Ret. Nº. 4 61.8 61.9 31.9 62.2Pasa No.

2004.0 7.5 19.6 6.8

L.L. --- -- --- --I.P. NP NP NP NP

SUCS GP GP-GM SM GP-GM Fuente: Elaboración propia







CALICATANº

P-15 P-16 P-17 P-18

Prof. (m) 0.40-1.50 0.90-1.90 1.70-2.00 1.30-2.00Ret. Nº. 4 62.7 27.2 --- ---Pasa No.

2006.4 4.4 2.4 2.0

L.L. --- -- --- --I.P. NP NP NP NP

SUCS GP-GM SP SP SPFuente: Elaboración propia

3.0 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO

En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se deduce la

siguiente conformación:

En general en las Calicatas P-1, P-2, P-7 el suelo esta conformado muy

súperficialmente por un suelo gravoso con partículas angulosas y suban

gulosas tipo detritus producto del fracturamiento e intemperismo de la roca

caliza, subyaciendo la Roca caliza.

En general en las Calicatas P-3, P-4, P-5, P-6, P-8,P-9, P-10, P-11, P-13,

P-14, P-15 Y P-20 el suelo esta conformado por un suelo gravoso arenoso

con limos, de color beige, con partículas subangulosas y angulosas de

tamaños variables en buen porcentaje con presencia de fragmentos de

roca, subyaciendo la roca caliza hacia el fondo de la excavación, con





profundidades variables entre 1.50 y 2.00m

En general en las Calicatas P-1, P-2, P-7 el suelo esta conformado muy

súperficialmente por un suelo arenoso eólico, de grano fino, parcialmente

húmedo, semicompacto con gravillas y partículas angulosas aisladas, en

estado semi-compacto.

4.0 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

4.1 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (Sector A y Sector

B)

Los Buzones se apoyarán sobre la roca calizas con diaclasas,

fisuradas, las cuales han sido clasificadas de acuerdo al South

African Council for Scientific and Industrial Research (CSIR),

empleando parámetros básicos de clasificación de Bienaski como

son: resistencia de la roca inalterada espaciamiento de fisuras,

estado de fisuras y condiciones del agua subterránea.

A continuación se proporciona la clasificación de una muestra

representativa.





Clasificación Geomecánica CSIR de Macizos de Roca Fisurada.

Parámetros de Clasificación Valor Descripción

Valuación

1. Resistencia del Material Inalterado 350 Kg/cm2 4

2. R.Q.D. 25%-50% 6

3. Espaciamiento de diaclasas 0.06 - 0.20 m 8

4. Estado de las Fisuras

Superficies muy rugosas 3

longitud de discontinuidad 6

separación 0.1-1mm, paredes 3

roca dura.

Relleno duro <5mm 2

Alteración 3

5. Aguas Subterráneas

Ninguna 15

6.Corrección por la orientación de las diaclasas

-2

VALUACION TOTAL

48

Clasificación de Rocas según el Total de Evaluación III

Descripción Media





Cohesión 0.20 Ton/m2

Angulo de Fricción de la Roca 27°

Luego, aplicando la Teoría de Bursman – Terzaghi (Terzaghi

1943), la Capacidad Portante Admisible será de:

Donde:

Peso Volumétrico de la Roca = 2.48

Ancho del cimiento B = 1.60

Profundidad de Cimentación DF = 1.50-2.00 m

Factor de Forma (1) Cf1 = 1.25

Factor de Forma (2) Cf2 = 0.85

Factores Adimensionales:

NC = 2 (N + 1)

N = ( + 1)

Nq =

Donde:

N = Tan2(45 + /2)

= 27°

Reemplazando valores:

N = 2.66

N = 9.94

NC = 11.95





Nq = 7.09

Asumiendo un Factor de Seguridad de FS=3, la Capacidad

Portante Admisible será de:

qad = 12 Kg/cm2

4.2 Cálculo de la Capacidad Portante de los Buzones (ZONA C)

En base a las exploraciones efectuadas, los buzones se apoyarán sobre

los suelos arenosos de grano fino, con gravillas y gravas subangulosas en

poco porcentaje, en estado semicompacto, por medio de una losa armada

circular; las características de resistencia de las suelo de fundación se

obtiene mediante el resultado del ensayo de corte directo:

Densidad Seca Natural de 1.64 gr/cm3,

Angulo de fricción interna será de:

= 30°

Cohesión (C) = 0.00 Kgs/cm2

Pero tomaremos los parámetros delos suelos finos subyacentes

Luego, considerando la teoría de Karl Terzaghi, la Capacidad Portante

Admisible se puede calcular mediante la siguiente relación:

Donde:

Peso Volumétrico = 1.64 gr/cm3

Radio del Cimiento R = 0.80m

Profundidad de Cimentación Df = 1,5 y 2.0 m.

Factor de Seguridad FS = 3.00

Factores Adimensionales, función de N’q , N’

Reemplazando valores, se obtiene:

qad = 1.0 Kg/cm2





4.3 Cimentación de las Redes de Agua y Alcantarillado

De acuerdo a las calicatas ejecutadas y al perfil estratigráfico, se infiere

la siguiente zonificación Geotécnica

SECTOR A:

Se presenta rellenos muy superficiales de suelos gravosos arenosos

limosos con partículas subangulosas en buen porcentaje (detritus),

subyaciendo la roca caliza

Las excavaciones se podrán realizar manualmente o mediante uso de

equipo mecánico y/o explosivos controlados.

La tuberías estarán apoyadas sóbrela roca caliza, sobre una cama de

afirmado y/o arena, con profundidades variables de 1.0 a 2.00m de

profundidad.

El Relleno de las zanjas se recomienda emplear un material de préstamo,

consistente en un suelo gravoso de cantera, compactado por capas y/o

podrá utilizarse el mismo material natural excavado, retirando las

partículas mayores de 3”, debidamente compactada por capas.

SECTOR B:

Se presenta rellenos muy superficiales de suelos gravosos arenosos

limosos con partículas subangulosas en buen porcentaje (detritus), con un

espesor variable de 1.50m a 2.00m subyaciendo la roca caliza


equipo mecánico.

La tuberías estarán apoyadas sóbrela roca caliza, sobre una cama de

afirmado y/o arena, con profundidades variables de 1.5 a 2.000m de

profundidad.









SECTOR C:

Se presenta suelos arenosos de grano fino tipo cólico, parcialmente

húmedo, en estado semicompacto, hasta la profundidad explorada de

2.00m


equipo mecánico.

Las tuberías estarán apoyadas sobre la arena fina, con profundidades

variables de 1.5 a 2.00m de profundidad.





5.0 EMPUJES LATERALES

Para la determinación de los Empujes Laterales sobre estructuras

enterradas, se empleará una distribución triangular de presiones. El

Empuje Total puede determinarse mediante la siguiente relación:

Donde:

Ko : Coeficiente de empuje en reposo.

H : Altura (m)

: Peso volumétrico de masa =1.64 ( arena), 2.22gr/cm3 ( grava)





KA = 1-sen

Para arenas:

Para : =30°

KA = 0.50

Para suelo gravoso:

Para : =35°

KA = 0.43

6.0 CONTENIDO DE SALES

Los resultados del análisis físico-químico efectuado con 03 muestras

representativas del subsuelo, muestran los siguientes valores:

CUADRO Nº5: CONTENIDO DE SALES

Calicata N°Profundidad

(m)Cloruros

ppmSulfatos

ppm

Sales Soluble

ppmP-4 0.0-1.60 0.519 0.160 1.398

P-14 0.0-1.90 1.3226 0.233 2.70P-18 0.0-2.00 0.281 0.131 0.862

Limites de agresividad

0.020 0.100 0.100

Dichos valores se encuentran por encima de los limites máximos

Permisibles de agresividad al concreto, pero lo que se recomienda emplear

Cemento Pórtland Tipo V en La preparación del concreto de los buzones y

un aditivo Hidrófugo tipo EUCO DM de Quimica Suiza o Plastiment HE de

Sika o similar, en la preparación del concreto de las losas y paredes del

buzón , a fin de impedir la corrosión del acero de refuerzo.

7.0 ASPECTOS SÍSMICOS

De acuerdo a la Información Sismológica, en el Departamento de Lima se

han producido sismos con intensidades promedio de VII - VIII, según la

Escala de Mercalli Modificada.





Por otra parte la zona en estudio se encuentra ubicada en la zona 3 del

Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, de acuerdo a la Norma Técnica de

Edificación E.030-Diseño Sismo Resistente.

La fuerza cortante total (V) puede calcularse de acuerdo a las

Normas de Diseño Sismo Resistente según la siguiente relación:

Donde S es el factor suelo con un valor de:

Para suelo rocoso

S=1.0, para un período predominante de Ts=0.4 seg. y Z es el factor de

zona con un valor de Z=0.3 g.

Para suelo arenoso

S=1.4, para un período predominante de Ts=0.9 seg. y Z es el factor de

zona con un valor de Z=0.3 g.

Ver Anexo V (Mapa de Zonificación Sísmica del Perú).

8.0 TRATAMIENTO DEL RELLENO DE ZANJAS

Para el relleno de zanjas, se deberá seguir el siguiente tratamiento.

Para los rellenos de zanjas se podrá usar el mismo material

excavado, retirando las partículas mayores de 2", compactada al

95% de la Máxima Densidad Seca del Ensayo de Proctor

Modificado (ASTM D-1557). En caso de encontrarse rellenos, serán





reemplazados por un material granular seleccionado, debidamente

compactado por capas.

El material de préstamo para rellenos de zanjas, consistiría en un

suelo gravoso de cantera, compactada por capas al 95% de la

Máxima Densidad Seca del Ensayo de Proctor Modificado, la misma

que deberá tener las siguientes características:

El material llenará los requisitos de granulometría dados en el

cuadro

siguiente:

Tamaño de la Malla tipo AASHTO T-11 Y T-27

(ABERTURA CUADRADA)

Porcentaje en peso que pasa

GradaciónA

GradaciónB

GradaciónC

GradaciónD

2 pulg.1 pulg.3/8 pulgNº4-(4.76 mm.)Nº10-(2.00 mm.)Nº40-(0.420 mm.)Nº200-(0.074 mm.)

100--

30 - 6525 - 5515 - 408 - 202 - 8

10075 - 9740 - 7530 - 6020 - 4515 - 305 - 20

---100

50 - 8535 - 6525 - 5015 - 305 - 15

---100

60 - 10050 - 8540 - 7025 - 455 – 20

La granulometría definitiva que se adopte dentro de estos límites,

tendrá una gradación uniforme de grueso a fino.

La fracción del material que pase la malla N° 200, no debe exceder de

1/2, y en ningún caso de los 2/3 de la fracción que pase el Tamiz N°40.

La fracción del material que pase el Tamiz N° 40, debe tener un límite

líquido no mayor de 25% y un índice de plasticidad inferior o igual a 6%

determinados de acuerdo a los Métodos T-89 y T-91 de la AASHTO.





9.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se puede

concluir

lo siguiente:

El área de estudio se ubica en el Asentamiento Humano Margen Derecha

Pamplona Alta Sectores:Sector Virgen del Buen Paso (Ampliación) que

comprenden Corazón de Maria, Corazón de Jesús, ampliación 1° de

Enero. Sector Los Ángeles “C” Ampliación y Sector Los Laureles 2da

Ampliación,

en Distrito de San Juan de Lurigancho, Provincia de Lima, Departamento

de Lima.

El proyecto consiste en la Instalación de redes secundarias y/o

conexiones domiciliarias de agua potable, Buzones, y estructuras anexas.

En general el suelo se ha zonificado en tres sectores, Sector A , Sector B

y Sector C

En general para cimentación de Buzones apoyados en roca caliza para los

sectores A y B, a la profundidad promedio de 1.50 a 2.00m, medidos con

respecto del nivel del nivel del terreno natural, por medio de una losa

circular de cimentación, para una Capacidad Portante Admisible de: qad =

12.0 Kg/cm2

En general para cimentación de Buzones apoyados sobre suelo arenoso,

para el sector C a la profundidad promedio de 1.50 a 2.00m, medidos con

respecto del nivel del nivel del terreno natural, por medio de una losa

circular de cimentación, para una Capacidad Portante Admisible de: qad =

1.0 Kg/cm2





Para el proceso constructivo de excavaciones se podrá realizar

manualmente y/o empleo de equipo mecánico o uso de explosivos

controlados.

Se recomienda emplear Cemento Pórtland Tipo V en la preparación del

concreto de los buzones, otros elementos de concreto y un aditivo

Hidrófugo tipo EUCO DM de Química Suiza o Plastiment HE de Sika o

similar, en la preparación del concreto de los cimientos, a fin de impedir la

corrosión del acero de refuerzo.

La Ciudad de Lima se encuentra en la Zona 3 del Mapa de Zonificación

Sísmica del Perú; por lo tanto para suelos muy rígidos, roca se empleará

un factor de zona de Z=0.4 g, un factor suelo de S=1.0 con un período

predominante de Ts=0.4 seg Para suelos arenosos se empleara un factor

de zona de Z=0.4 g, un factor suelo de S=1.4 con un período predominante

de Ts=0.9 seg

Cuadro de caracterización geotécnica:



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