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COPIA 906576/10-056-MS-01-R0 División Ingeniería Estructural y Geotécnica

Área Ingeniería Estructural Estudio de Mecánica de Suelos

Edificio Centro Mayor – Santiago 15/11/2010

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DICTUC es una filial de la Pontificia Universidad Católica de Chile Vicuña Mackenna 4860, Macul, Santiago – Chile / Fono: (56-2) 354 4207- (56-2) 354 5761 / Fax: (56-2) 354 4243 / www.dictuc.cl

INFORME Nº 906576/10-056-MS-01-R0

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS EDIFICIO CENTRO MAYOR – CONCEPCIÓN

Para: MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS

Preparado por: DICTUC S.A.

Área de Ingeniería Estructural

“La información contenida en el presente informe o certificado constituye el resultado de un ensayo, calibración o inspección técnica especificada acotado únicamente a las piezas, partes, instrumentos o patrones o procesos analizados, lo que en ningún caso permite al

solicitante afirmar que sus productos han sido “certificados por DICTUC”, ni reproducir en ninguna forma el logo, nombre o marca registrada de DICTUC, salvo que exista una autorización previa y por escrito de DICTUC. El presente documento no exime de responsabilidad al ingeniero calculista, empresa constructora, inmobiliaria y profesionales involucrados en el proyecto original”

Santiago 15 de noviembre de 2010.




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INDICE 1 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................3 2 ANTECEDENTES.....................................................................................................................................3–4 3 METODOLOGÍA...........................................................................................................................................4 3.1 Prospecciones .....................................................................................................................................4–5 3.2 Estratigrafía..............................................................................................................................................5 3.3 Modelo Estratigráfico ...........................................................................................................................5–6 4 CONCLUSIONES .........................................................................................................................................7 ANEXO A

Descripción Visual de Muestras.................................................................................................................8 ANEXO B

Determinación del SPT ............................................................................................................................10 ANEXO C

Corrección del SPT ..................................................................................................................................13 ANEXO D

Registro Fotográfico ................................................................................................................................15




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SOLICITANTE : MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS RUT : DIRECCIÓN : Arturo Prat N° 501, Piso 6, Concepción, Chile ATENCIÓN : Sr. Ricardo Faúndez Ahumada TELÉFONO : (56-41) 2852249 TRABAJO SOLICITADO : Estudio de Mecánica de Suelos para el Edificio Centro Mayor, cuya

estructura fue afectada gravemente por el terremoto del 27 de febrero del 2010.

1. INTRODUCCIÓN El presente documento es parte del estudio de evaluación y diagnóstico estructural del Edificio Centro Mayor, cuya estructura fue afectada gravemente por el terremoto ocurrido el 27 de febrero de 2010 en el centro-sur de Chile. A continuación se presentan los resultados del estudio de mecánica de suelos realizado en el sector del edificio.

2. ANTECEDENTES Los antecedentes en que se basa este informe son los siguientes:

• Sondaje realizado por la empresa de Ingeniería JQ INGENIERÍA LTDA., cuya campaña de terreno fue liderada por el Supervisor Técnico Sr. Fernando Zúñiga P., desarrollada entre los días 23 y 28 de octubre de 2010. El ingeniero coordinador de los trabajos geotécnicos fue el Sr. Jorge Quintanilla U.

• Desarrollo de un (1) sondaje geotécnico terrestre con mediciones de SPT (Standard Penetration Test), a cargo del operador Sr. Roberto Bolbarán.

En la Figura 1 se presenta una imagen satelital de la zona de emplazamiento del edificio, donde se resalta con línea continua la edificación en estudio.




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(Imagen extraída de Google Maps)

Figura 1: Esquema en base a una imagen satelital de la zona de emplazamiento del edificio

3. METODOLOGÍA

3.1 Prospecciones El estudio geotécnico solicitado considera la ejecución de un sondaje terrestre. El sondaje penetró 24 m en suelo, y no se detectó la presencia de roca. La prospección realizada en el edificio Centro Mayor se ubicó en las siguientes coordenadas UTM:

Prospección Coordenada Norte Coordenada Este Sondaje Geotécnico SG -1

5.923.008

674.362

En la fotografía 3.1 se aprecian la ejecución del sondaje geotécnico en la zona de acceso a los estacionamientos del edificio.




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Foto Nº3.1: Ejecución sondaje geotécnico SG-1

El sondaje fue desarrollado en diámetro HQ con revestimiento HW, extrayendo muestras para su descripción visual y posterior clasificación en laboratorio. Se realizaron ensayos SPT cada un metro en todos los estratos arenosos.

3.2 Estratigrafía El sondaje reveló la presencia de principalmente arenas con gravas y arenas finas, con un estrato de arcilla limosa de plasticidad media de 1.5 m de espesor. El detalle de la descripción visual hecha a las muestras del sondaje se adjunta en el anexo A.

3.3 Modelo estratigráfico En base a lo apreciado en terreno y a los registros que se adjuntan, se ha definido el siguiente modelo estratigráfico para el sector del estudio, agrupando los horizontes en distintas unidades con similares características geotécnicas, como se indica a continuación:




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Unidad Profundidades Descripción

1 1,0 m – 14,0 m Arenas con gravas aisladas en cota superior, tamaño máximo 3/8”, color heterogéneo, humedad alta, compacidad media a alta.

2 14,0 m – 20,0 m Arenas media y arenas fina con presencia de fino limosos, color heterogéneo, humedad alta a saturada, compacidad densa, estructura homogénea.

3 20,0 – 21,5 m Arcilla limosa de plasticidad media, color gris. Consistencia media, estructura homogénea.

4 21,5 m – 24,0 m Arena fina con escaso contenido de fino de baja plasticidad, humedad alta, color heterogéneo compacidad densa a media.

La napa freática se encontró a una profundidad de 3,4 metros a la fecha de realización de este estudio. Por otra parte, la Tabla 1 presenta el resultado de los ensayos de penetración estándar realizados en este sondaje.

Tabla 1: Registro SPT

PENETRACIÓN SPT Muestratramo (metros) N1 N2 N3 NF N°

Inicial final0.55 1.05 0 0 0 0 01.05 1.50 16 24 24 48 12.05 2.50 2 2 8 10 23.05 3.50 21 33 36 69 34.05 4.50 27 30 36 66 45.05 5.50 6 29 30 59 56.05 6.31 23 R - 100 67.05 7.50 19 30 34 64 78.05 8.29 16 R - 100 89.05 9.28 26 R - 100 9

10.05 10.29 40 R - 100 1011.05 11.16 R - - 100 1112.05 12.17 R - - 100 1213.36 13.62 27 R - 100 1314.05 14.15 R - - 100 1415.05 15.28 35 R - 100 1516.05 16.16 R - - 100 1617.05 17.16 R - - 100 1718.05 18.18 R - - 100 1819.05 19.50 10 12 28 40 1920.05 20.50 3 7 10 17 2021.05 21.50 4 4 8 12 2121.50 21.95 11 39 R 100 2222.05 22.50 7 10 20 30 2323.05 23.50 7 11 18 29 2424.05 24.10 R - - 100 25

(*) R: Rechazo según norma ASTM D 1586. Con el fin de graficar la secuencia de los valores N-SPT, a la condición de “rechazo” se le asigna el valor máximo de 100 golpes/pie (ver Anexo B).




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4. CONCLUSIONES El suelo presente en el sector del estudio está compuesto principalmente por arenas, con la presencia de un estrato de arcilla limosa de espesor 1.5 m ubicado a 20 m de profundidad. El informe de Mecánica de Suelos No. 98153, Edificio Freire, Freire 1161 al 1169 Concepción, de la empresa GEOCAV LTDA. (Junio de 1998), establece que la cota de fundación podría fijarse a una profundidad mínima de 3.5 m con respecto a la cota de terreno natural, mediante un mejoramiento que debía estar constituido por grava arenosa o arena de tamaño máximo 2 ½” y contenido de finos no superior a 15%. Esta especificación de relleno no pudo ser corroborada en terreno, pues el sondaje no se realizó directamente bajo el edificio. Tal como se puede apreciar en el Anexo C, cerca de un 75% del suelo de fundación prospectado bajo el nivel -3.5 m presentó valores de N1 (valores N-SPT corregidos por presión de confinamiento) mayores a 40 golpes/pie. Entonces, en base a estas observaciones, y a la clasificación indicada en la Tabla 4.2 de la norma NCh433.Of96, a este suelo de fundación le corresponde clasificación sísmica Tipo II. Este resultado no es consistente con lo indicado en el informe de GEOCAV LTDA., sin embargo es importante notar que los sondajes realizados por esta otra empresa fueron más superficiales (profundidades máximas iguales a 15 m y 10 m).

Jorge Quintanilla U. Ing. Civil USACH

Christian Ledezma A. Ingeniero Civil U.C.

M.Sc., Ph.D., U.C. Berkeley




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ANEXO A: Descripción Visual de las Muestras




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Nombre del Proyecto: Estudio de Mecánica de Suelos - Edificio Centro Mayor - ConcepciónSondaje N°: SG-1 Terrestre Operador: Roberto BolbaranUbicación: 5,923,008 Norte Inicio: 23 de octubre del 2010

674,362 Este Término: 28 de Octubre del 2010Cota: referida al terreno natural

Tramo DESCRIPCIÓN VISUALinicial final

1 1.05 14.05

Arenas con gravas aisladas en cota superior, tamaño maximo 3/8" de cantos sub-angulares, color hetereogeneo, humedad alta, compacidad media a densa, estructurahomogenea.

2 14.05 18.18Arena media-fina, color hetereogeneo, humedad alta a saturada, compacidad densa,estructura homogenea.

3 18.18 20.05Arena fina con presencia de fino limoso de escasa plasticidad, color hetereogeneo,humedad alta, compacidad densa a media, estructura homogenea.

4 20.05 21.50Arcilla limosa de plasticidad media, color gris, humedad alta, consistencia media,estructura homogenea.

5 21.50 24.00Arena fina con escaso contenido de fino de baja plasticidad, humedad alta, colorhetereogeneo, compacidad densa a media, estructura homogenea.

Para realizar una descripción adecuada tenga presente lo siguiente:

Finos: Nombre, color, plasticidad y/o compresibilidad, consistencia, humedad, estructura, materia orgánica,

DESCRIPCIÓN VISUAL DE LAS MUESTRAS(ESTRATIGRAFIA)

Horizontes

y observaciones como, cambios de color, presencia de gruesos, tamaños, formas, olores, etc.

Gruesos: Nombre, color, plasticidad y/o compresibilidad de los finos, compacidad, humedad, estructura, mat.

orgánica, forma de los granos, % estimado del sobretamaño (bolones), materia orgánica, observaciones.




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ANEXO B: Determinación del SPT




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Nombre del Proyecto: Estudio de Mecánica de Suelos (Edificio Centro Mayor)Sondaje N°: SG-1 Terrestre Operador: Roberto Bolbaran.Ubicación: 5,923,008 Norte Inicio: 23 de octubre 2010 Término: 28 de Octubre de 2010

674,362 Este Equipo: ............ Maquina de sondaje Boyles Bros

PENETRACIÓN SPT Muestra Largo OBSERVACIONESHerramienta tramo (metros) N1 N2 N3 NF N° Testigo

Inicial final Rec. (cm)HQ 0.55 1.05 0 0 0 0 0 0 Se perfora hasta cota 1,05HQ 1.05 1.50 16 24 24 48 1 40 Arenas HQ 2.05 2.50 2 2 8 10 2 40 Arenas HQ 3.05 3.50 21 33 36 69 3 40 Arenas HQ 4.05 4.50 27 30 36 66 4 45 Arenas HQ 5.05 5.50 6 29 30 59 5 40 Arenas HQ 6.05 6.31 23 R - 100 6 10 Arenas HQ 7.05 7.50 19 30 34 64 7 45 Arenas HQ 8.05 8.29 16 R - 100 8 20 Arenas HQ 9.05 9.28 26 R - 100 9 20 Arenas HQ 10.05 10.29 40 R - 100 10 30 Arenas HQ 11.05 11.16 R - - 100 11 11 Arenas HQ 12.05 12.17 R - - 100 12 10 Arenas HQ 13.36 13.62 27 R - 100 13 30 Arenas HQ 14.05 14.15 R - - 100 14 10 Arena media finaHQ 15.05 15.28 35 R - 100 15 20 Arena media finaHQ 16.05 16.16 R - - 100 16 15 Arena media finaHQ 17.05 17.16 R - - 100 17 16 Arena media finaHQ 18.05 18.18 R - - 100 18 17 Arena media finaHQ 19.05 19.50 10 12 28 40 19 45 Arena finaHQ 20.05 20.50 3 7 10 17 20 45 Arcilla limosaHQ 21.05 21.50 4 4 8 12 21 45 Arcilla limosaHQ 21.50 21.95 11 39 R 100 22 40 Arena finaHQ 22.05 22.50 7 10 20 30 23 45 Arena finaHQ 23.05 23.50 7 11 18 29 24 40 Arena finaHQ 24.05 24.10 R - - 100 25 24 Arena fina

Cant.m

Nivel agua 3.35 24-10-10 Se realiza ensayo Shelby en cota 21,50 m, el cual no logra incar.Nivel agua 3.40 26-10-10

Observaciones(*) De acuerdo a la norma ASTM D1586, para considerar rechazo se debe cumplir alguna de las siguientes condiciones: 1. Se aplica un total de 50 golpes, durante cualquiera de los tres incrementos de 15 cm que componen la prueba. 2. No se observa avance de la cuchara, durante la aplicación de 10 golpes sucesivos

HoraFecha

10:30

DETERMINACIÓN DEL SPT

8:45

NOTA: Al rechazo se le asigna el valor máximo, sólo para graficar la secuencia.

Napa Observación




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0.00

1.00

2.00

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5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

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21.00

22.00

23.00

24.00

25.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Prof

undi

dad

(m)

N-SPTGrafico SPT v/s Profundidad

Terrestre

Grafico SPT v/s Profundidad




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ANEXO C: Corrección del SPT




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Proyecto:Localidad:Sondaje N°: SG-1

Clasificación Sísmica del Suelozona sismica 3amax= 0.4 gPa= 1 atm = 1.033 kg/cm21 atm = 10.33 tonf/m2

0 0.55 1.05 - 1.8 1.89 1.89 0 1.59 0 otro1 1.05 1.50 SP 1.8 2.70 2.70 48 1.51 72 suelo tipo II2 2.05 2.50 SP 1.8 4.50 4.50 10 1.35 13 otro3 3.05 3.50 SP 1.8 6.30 6.30 69 1.22 84 suelo tipo II4 4.05 4.50 SP 2.1 4.95 9.45 66 1.31 86 suelo tipo II5 5.05 5.50 SP 2.1 6.05 11.55 59 1.23 73 suelo tipo II6 6.05 6.31 SP 2.1 6.94 13.25 100 1.18 118 suelo tipo II7 7.05 7.50 SP 2.1 8.25 15.75 64 1.10 70 suelo tipo II8 8.05 8.29 SP 2.1 9.12 17.41 100 1.06 106 suelo tipo II9 9.05 9.28 SP 2.1 10.21 19.49 100 1.01 101 suelo tipo II10 10.05 10.29 SP 2.1 11.32 21.61 100 0.96 96 suelo tipo II11 11.05 11.16 SP 2.1 12.28 23.44 100 0.92 92 suelo tipo II12 12.05 12.17 SP 2.1 13.39 25.56 100 0.88 88 suelo tipo II13 13.36 13.62 SP 2.1 14.98 28.60 100 0.83 83 suelo tipo II14 14.05 14.15 SP 2.1 15.57 29.72 100 0.81 81 suelo tipo II15 15.05 15.28 SP 2.1 16.81 32.09 100 0.78 78 suelo tipo II16 16.05 16.16 SP 2.1 17.78 33.94 100 0.75 75 suelo tipo II17 17.05 17.16 SP 2.1 18.88 36.04 100 0.73 73 suelo tipo II18 18.05 18.18 SP 2.1 20.00 38.18 100 0.70 70 suelo tipo II19 19.05 19.50 SP 2.1 21.45 40.95 40 0.67 27 otro20 20.05 20.50 CL 2.0 20.50 41.00 17 0.69 12 otro21 21.05 21.50 CL 2.0 21.50 43.00 12 0.67 8 otro22 21.50 21.95 SP 2.1 24.15 46.10 139 0.62 86 suelo tipo II23 22.05 22.50 SP 2.1 24.75 47.25 30 0.61 18 otro24 23.05 23.50 SP 2.1 25.85 49.35 29 0.59 17 otro25 24.05 24.10 SP 2.1 26.51 50.61 100 0.58 58 suelo tipo II

REFERENCIAS:(1) Kayen et al. (1992)

CN = 2.2 / (1.2 + Presión vertical efectiva/Pa), con Pa=1 atm ... Kayen et al. (1992)

: Nivel napa freática

CORRECCIÓN DEL SPT

Estudio de Mecánica de Suelos

(Por confinamiento)

Nº de intervalos

Profundidad (m)Clasificación

Peso unitario saturado estimado

gt (tonf/m3)

Presion vertical efectiva s`v (tonf/m2)

Presion vertical total sv (tonf/m2)

Indice de penetracion

estándar Nspt SM-1

Edificio Centro Mayor - Concepción

desde hasta

(1) Factores de corrección CN

(confinamiento)

(1) Indice penetración N1

(60%) (corregido)

Clasificación Sísmica del

Suelo




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ANEXO D: Registro Fotográfico




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Estudio de Mecánica de Suelos Edificio Centro Mayor.

Fotografía Nº1: Vista Panorámica

Fotografía Nº2: Ubicación sonda en acceso a estacionamientos.




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Fotografía Nº3: Ubicación del Punto

Fotografía Nº4: Provisión de agua con camión aljibe.




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Fotografía Nº5: Maquina de Sondaje Perforando.

Fotografía Nº6: Piscinas de acopio de agua.




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Fotografía Nº7: Maquina de Sondaje y de Lodo.

Fotografía Nº8: Caja Nº1 con muestra de Sondaje.

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