Informe Suelos Final Lomas de Carbayllo (1)

7/30/2019 Informe Suelos Final Lomas de Carbayllo (1)

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ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INGENIERIADE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL -

LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS PROYECTOS

JORGE HERNAN OCHOA FERNNDEZCONSULTOR DE INGENIERIA

INGENIERO CIVILCIP 42446

Pasaje Senda Dorada 119, Of.201Pueblo Libre ,Telefax: 461-2337 , Celular: 9881-3223 , e-mail: [email protected]

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 EXPLORACIN

3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.0 CONFORMACION DEL SUB SUELO

5.0 TRABAJOS DE GABINETE

6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

7.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACIN

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.0 ANEXOS

9.1 FIGURAS Y TABLAS

FIGURA N 1 MAPA DE ZONIFICACION SISMICA DEL PERU

FIGURA N 2 MAPA DE DISTRIBUCION DE INTENSIDADES SISMICAS

9.2 REGISTROS DE EXPLORACION

9.3 REGISTROS DE ENSAYOS DE LABORATORIO

9.4 FOTOGRAFIAS

9.5PLANOS

EG-01: PLANO DE UBICACION DE CALICATAS Y REGISTROS ESTRATIGRAFICOS y MAPEO

GEOLOGICO

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INFORME TCNICO

ESTUDIO 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 LAS LOMAS DE CARABAYLLO DISTRITO DE CARABAYLLO

1.0 GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

Por encargo de la Empresa CONSORCIO PERU CONSULT, 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 Las Lomas de Carabayllo 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 66 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.

Tambin se incorporaron 8 calicatas que pertenecen al Anteproyecto de AguaPotable y Alcantarillado de San Pedro de Carabayllo recientemente entregado, cuyos

registros complementaran con el mapeo geolgico del rea de estudio.

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.

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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 8689,000 8695,000 y 272,000 280,000 de coordenadas Este,

referidas al Sistema Geodsico Mundial WSG 84. El rea en estudio se desarrolla

entre las cotas absolutas 200m y 400m.

LAMINA N1FOTOGRAFIA SATELITAL LAS LOMAS DE CARABAYLLO

FUENTE GOOGLE EARTH.

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1.4 Acceso al rea de Estudio

Se accede al rea de estudio por la panamericana norte a la altura de la antiguacarretera a Huarangal ubicada en el distrito de Carabayllo en Lima.

1.5 Caractersticas del Proyecto

El anteproyecto contempla la ampliacin y mejoramiento de los sistemas de agua

potable y alcantarillado para Las Lomas de Carabayllo.

1.6 GEOLOGIA GENERAL Y LOCAL

La zona de estudio se ubica al norte de la ciudad de Lima. De acuerdo a las cartas

geolgicas presentado por INGEMMET, el rea de estudio se encuentra en el

cuadrngulo de Chancay (hoja 24-i) y por la extensin que abarca el proyecto,

presenta una geologa variada que a continuacin detallamos:

Las habilitaciones que conforman la ampliacin se encuentran ubicadas en el valle del

Chilln en Carabayllo, identificndose en los sectores altos un grupo litolgico principal

constituido por las formaciones, Pamplona (Ki-Pa), Atocongo (Ki-at), y Marcavilca ( Ki-m)

conformados por rocas sedimentarias y la formacin Huarangal ( Kim-h ) conformados

por rocas volcanicas.

La parte baja del rea de estudio esta constituida por depsitos aluviales cuya edad

geolgica pertenece al cuaternario pleistoceno (Qp-al). La estratigrafa de esta zona

zona esta conformado por suelos de granulometra gruesas conformado por gravas

subangulosas con matriz de arenas y arcillas de compacidad firme a muy firme.

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LAMINA N2GEOLOGIA DE LAS LOMAS DE CARABAYLLO

FUENTE: MAPA GEOLOGICO DEL CUADARANGULOS DE CHANCAY YLIMA, ZONA DE ESTUDIO LAS LOMAS DE CARABAYLLO.

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1.7 Geomorfologa

La geomorfologa del rea de estudio corresponde al valle del chilln el cual presentacolinas, 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, gravas arcillosas, limos, arenas y arcillas, 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 N3FOTOGRAFIA SATELITAL DE LAS LOMAS DE CARABAYLLO

VISTA SATELITAL

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1.8 Sismicidad.

De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva NormaSismo 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 SUELO Z S T p(S)

ARENAS CONGRAVAS o GRAVAS

ARENOSAS0.4 1.4 0.9

ROCA VOLCANICAROCA SEDIMENTARIA

0.4 1.00 0.40

(Z) Factor de zona

(S) Factor de amplificacin 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 estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 66

calicatas a cielo abierto, asignndole desde C-1 a C-66 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. Tambin se incorporaron 8 calicatas que pertenecen al Anteproyecto de Agua

Potable y Alcantarillado de San Pedro de Carabayllo recientemente entregado, cuyos

registros complementaran con el mapeo geolgico del rea de estudio. Dichosregistros adicionales se presentan en el plano geotcnico geolgico.

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CUADRO N 02 Cuadro de Calicatas

CALICATA PROF.

( m )

COORDENADA

ESTE

COORDENADA

NORTE

C1 2.00 272701 8691132

C2 2.00 273069 8691176

C3 2.00 272790 8691330

C4 2.00 273039 8691568

C5 2.00 273330 8692276

C6 2.00 273616 8693068

C7 2.00 273738 8691546

C8 2.00 273540 8691278

C9 1.80 274280 8691366

C10 2.00 274238 8691942

C11 2.00 274477 8691722

C12 2.00 274601 8691356

C13 2.00 275201 8691388

C14 2.00 275025 8691880

C15 2.00 275784 8691684

C16 2.00 276392 8691596

C17 2.00 276391 8692202

C18 1.90 276542 8692668

C19 1.00 276915 8692916

C20 0.90 277045 8693398

C21 2.00 277564 8693502

C22 2.00 277227 8693136

C23 1.80 277226 8692526

C24 2.00 277226 8691657

C25 1.80 277701 8691678

C26 2.00 277332 8691304

C28 1.00 276886 8693122

C29 1.00 276845 8692730

C-30 1.70 273129 8692746

CALICATA PROF.

( m )

COORDENADA

ESTE

COORDENADA

NORTE

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C-31 1.00 273826 8693479

C-32 0.70 275059 8691424

C-33 1.40 277314 8693916

C-34 0.60 272307 8693645

C-35 1.00 277465 8693256

C-36 1.00 277451 8692664

C-37 2.00 273199 8690668

C-38 2.00 273738 8689874

C-39 2.00 274668 8689232

C-40 2.00 275401 8689972

C-41 2.00 277286 8690337

C-18 SANPEDRO

2.00 276479 8689100

C-16 SANPEDRO

2.00 277302 8689506

C-15 SANPEDRO

2.00 277997 8690152

C-14 SANPEDRO

2.00 278341 8689958

C-11 SAN

PEDRO

2.00 278542 8689670

C-10 SANPEDRO

2.00 278973 8690010

C-32 SANPEDRO

2.00 279860 8691106

C-33 SANPEDRO

2.00 279970 8691624

C-41A 2.50 272522 8689700

C-42 2.00 274037 8687593

C-43 2.50 274908 8688632

C-45 2.00 276589 8688021

C-46 2.50 279302 8689700

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CALICATA PROF.

( m )

COORDENADA

ESTE

COORDENADA

NORTE

C-47 2.50 279948 8690432

C-51 2.00 273888 8693080

C-52 2.00 273271 8691140

C-53 2.00

C-54 2.50 274369 8690950

C-55 2.50 274473 8690218

C-56 2.00 273828 8690250

C-57 2.00 273374 8689778

C-58 2.00 275161 8689500

C-59 2.00 275927 8690562

C-60 2.00 275044 8691262

C-61 2.00 276083 8691412

C-62 2.50 276736 8690698

C-63 2.50 277169 8692182

C-65 2.00 278770 8690227

C-66 0.50 280,205 8691776

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 9.4respectivamente.

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.

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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

CALICATA MUESTRA PROF. (M)W

%

L.

L

L.

P

I.

PSUCS

S.S.T.(ppm)

Cloruros(ppm)

Sulfatos(ppm) PH

C-1 M-2 0.70-2.00 1 1 1 1 1 - - - -

C-5 M-1 0.40-2.00 - - - - - 1 1 1 1

C-6 M-1 0.20-2.00 1 1 1 1 1 - - - -

C-7 M-2 1.20-2.00 - - - - - 1 1 1 1

C-11 M-1 1.00-2.00 1 1 1 1 1 - - - -

C-13 M-1 1.00-2.00 1 1 1 1 1 - - - -

C-15 M-1 0.40-2.00 - - - - - 1 1 1 1

C-17 M-1 0.10-2.00 1 1 1 1 1 - - - -

C-20 M-1 0.50-0.90 1 1 1 1 1 - - - -

C-23 M-1 0.70-1.80 1 1 1 1 1 - - - -

C-25 M-2 0.70-1.80 1 1 1 1 1 - - - -

C-27 M-2 0.60-2.00 - - - - - 1 1 1 1

Donde:

W% : contenido de humedad

L.L.% : Limite lquidoL.P. % : Limite plsticoI.P. % : ndice plstico

CUADRO N4: RESULTADOS DE LABORATORIO

CALICAT

A

MUESTR

APROF. (M)

W% L.

L

L.

P

I.P SUCS DESCRIPCION

C-1 M-2 0.70-2.00 1.0 18 NPN

PGP-GM

GRAVA MAL GRADADA

CON LIMO Y ARENA

C-6 M-1 0.20-2.00 1.0 24 12 12 GP-GCGRAVA MAL GRADADA

CON ARCILLA YA RENA

C-11 M-1 1.00-2.00 0.5 NP NPN

PSP ARENA MAL GRADADA

C-13 M-1 1.00-2.00 1.0 20 NP N GP-GM GRAVA MAL GRADADACON LIMO Y ARENA

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CALICAT

A

MUESTR

APROF. (M)

W% L.

L

L.

P

I.P SUCS DESCRIPCION

P

C-17 M-1 0.10-2.00 0.9 NP NP NP

GP GRAVA MAL GRADADACON ARENA

C-20 M-1 0.50-0.90 4.6 62 30 32 SC ARENA ARCILLOSACON GRAVA

C-23 M-1 0.70-1.80 0.9 NP NPN

PGW GRAVA BIEN GRADADACON ARENA

C-25 M-2 0.70-1.80 1.5 19 NPN

PGW-GM GRAVA BIEN GRADADACON LIMO Y ARENA

Donde:

W% : contenido de humedadL.L.% : Limite lquidoL.P. % : Limite plsticoI.P. % : ndice plstico

4.0 CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL AREA DEL ESTUDIO

SUELO TIPO I: (Normal)

Este sector corresponde a las calicatas C-1, C-2, C-3, C-4, C-5, C-6, C-7, C-8, C-9,

C-10, C-11, C-12, C-13, C-14, C-15, C-16, C-17, C-18, C-21, C-22, C-23, C-24, C-25,

C-26, C-27 y de las calicatas C-38 al C-65. Estos tipos de suelos se encuentranhasta una profundidad promedio de 2m a 2.50m.

Dichos suelo estn conformados por gravas mal gradadas con limos y arenas, o

gravas arcillosas de compacidad firme del tipo (GP-GC, GP, GP-GM, GC), arenas

arenas limosas (SP, SM) de compacidad firme, arcillas de consistencia media a

firme (CL).

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 recientes.

SUELO TIPO III: (Rocoso)

Este sector corresponde a las calicatas C-19, C-20, C-28 al C36 y C-66. Dicho

material est conformado por una roca fracturada meteorizada superficialmente, que

genera una matriz de arcilla, arena arcillosa, grava limosa, firme, y a partir de una

profundidad promedio desde 1.00 aflora el macizo rocoso de mejor calidad y

resistencia.

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CUADRO N 06 Cuadro de Clasificaciones

CALICATA PROF.

( m )

SUCS DESCRIPCION TIPO

C-1 2.00 GP-GM, SMGRAVA MAL GRADADA

CON LIMO Y ARENA,ARENA LIMOSA

TIPO 1 NORMAL.

C-2 2.00 GW, GP-GMGRAVA, GRAVA MAL

GRADADA CON LIMO YARENA

TIPO 1 NORMAL.

C-3 2.00 GP-GM, MLGRAVA MAL GRADADA

CON LIMO Y ARENA,LIMO

TIPO 1 NORMAL.

C-4 2.00 GP, GP-GMGRAVA MAL GRADADA,

GRAVA MAL GRADADACON LIMO Y ARENA TIPO 1 NORMAL.

C-5 2.00 ML, GP-GCLIMO, GRAVA MAL

GRADADA CONARCILLA

TIPO 1 NORMAL.

C-6 2.00 CL, CP-GCARCILLA, GRAVA MAL

GRADADA CONARCILLA

TIPO 1 NORMAL.

C-7 2.00GP-GM, SP,

SP-SM

GRAVA MAL GRADADACON LIMO Y ARENA,ARENA, ARENA MALGRADADA CON LIMO

TIPO 1 NORMAL.

C-8 2.00 GP-GM, SPGRAVA MAL GRADADACON LIMO, ARENA MAL

GRADADATIPO 1 NORMAL.

C-9 1.80 SM, GP-GMARENA LIMOSA, GRAVA

MAL GRADADA CONLIMO

TIPO 1 NORMAL.

C-10 2.00 SP, SM ARENA MAL GRADADA,ARENA LIMOSA TIPO 1 NORMAL.

C-11 2.00 GP-GM, SPGRAVA MAL GRADADA

CON LIMO Y ARENA,ARENA MAL GRADADA

TIPO 1 NORMAL

C-12 2.00 GP-GM GRAVA MAL GRADADACON LIMO Y ARENA TIPO 1 NORMAL.

C-13 2.00 GP, GP-GMGRAVA, GRAVA MAL

GRADADA CON LIMO YARENA

TIPO 1 NORMAL

C-14 2.00 SM, GP-GMARENA LIMOSA, GRAVA

MAL GRADADA CONLIMO Y ARENA

TIPO 1 NORMAL.

C-15 2.00 CL, GP-GMARCILLA, GRAVA MALGRADADA CON LIMO Y

ARENATIPO 1 NORMAL.

C-16 2.00 SW, GPARENA BIEN GRADADA,GRAVA MAL GRADADA TIPO 1 NORMAL

C-17 2.00 SP, GP ARENA MAL GRADADA,GRAVA MAL GRADADA TIPO 1 NORMAL

C-18 1.90 GP-GM, GPGRAVA MAL GRADADA

CON LIMO Y ARENA,GRAVA MAL GRADADA

TIPO 1 NORMAL

C-19 1.00 CL, GC, ROCA ARCILLA, GRAVAARCILLOSA, ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-20 0.90 SC, ROCA ARENA ARCILLOSA,ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-21 2.00 CL, GW ARCILLA, GRAVA BIENGRADADA TIPO 1 NORMAL

C-22 2.00 CL, GW-GM ARCILLA, GRAVA BIENGRADADA CON LIMO TIPO 1 NORMAL

C-23 1.80 GP-GM, GW GRAVA MAL GRADADACON LIMO TIPO 1 NORMAL

C-24 2.00 GP-GM, SP,GW

GRAVA MAL GRADADACON LIMO Y ARENA,,ARENA, GRAVA BIEN

GRADADA

TIPO 1 NORMAL

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C-25 1.80GP-GM, SP-

SM, GW-GM

GRAVA MAL GRADADA,CON LIMO Y ARENA,

ARENA MAL GRADADACON LIMO

TIPO 1 NORMAL

C-26 2.00 SP ARENA MAL GRADADA TIPO 1 NORMAL

C-28 1.00 GC, ROCA GRAVA ARCILLOSA,ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-29 1.00 CL, SC, ROCA ARCILLA, ARENAARCILLOSA, ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-31 1.00 - ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-32 0.70- ROCA

TIPO 3 ROCOSO

C-33 1.40- ROCA

TIPO 3 ROCOSO

C-34 0.60- ROCA

TIPO 3 ROCOSO

C-35 1.00- ROCA

TIPO 3 ROCOSO

C-36 1.00- ROCA

TIPO 3 ROCOSO

C-37 2.00 SP Y ROCA ROCA TIPO 3 ROCOSO

C-38 2.00 CL Y SP ARCILLA Y ARENAS TIPO 1 NORMAL

C-39 2.00 CL ARCILLA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL



C-18 SAN

PEDRO 2.00CL ARCILLA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL

C-16 SANPEDRO

2.00 CL ARCILLA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL

C-15 SANPEDRO


C-14 SANPEDRO


C-11 SANPEDRO


C-10 SANPEDRO


C-32 SANPEDRO


C-33 SANPEDRO


C-41A 2.50 CL ARCILLA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL




C-46 2.50 CL Y GP ARCILLA ARENOSA YGRAVA ARENOSA TIPO 1 - NORMA

C-47 2.50 CL Y GP ARCILLA ARENOSA Y

GRAVA ARENOSA

TIPO 1 - NORMA

C-51 2.00 SW ARENAS CON GRAVAS TIPO 1 - NORMAL


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C-53 2.00 CL Y SW ARCILLA Y ARENAS TIPO 1 - NORMAL

C-54 2.50 CL Y SW ARCILLA Y ARENAS TIPO 1 - NORMAL




C-58 2.00 CL Y GP-GM ARCILLA Y GRAVASCON ARENAS Y LIMOS TIPO 1 - NORMAL

C-59 2.00 CL Y GP-GM ARCILLA Y GRAVASCON ARENAS Y LIMOS TIPO 1 - NORMAL

C-60 2.00 GP-GM GRAVAS CON ARENASY LIMOS TIPO 1 - NORMAL

C-61 2.00 SP Y GP ARENAS Y GRAVASARENOSAS TIPO 1 - NORMAL

C-62 2.50 SC Y CL ARENAS ARCILLOSAS YARCILLAS ARENOSAS TIPO 1 - NORMAL

C-63 2.50 CL Y GP ARCILLA ARENOSA YGRAVA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL

C-64 2.50 CL Y GP ARCILLA ARENOSA YGRAVA ARENOSA TIPO 1 - NORMAL


C-66 0.50 Roca VOLCANICAANDESITICA TIPO 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 que en nuestro caso son del tipo normal y rocoso, cuyo plano se anexa al

final del informe.

6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

6.1 Tipo y Profundidad de Cimentacin

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 subangulosasarenosas, arenas limosas, (CL, GP, SM) a la profundidad de cimentacin mnima de

1.20m.

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Suelo Rocoso (Tipo III)

Reservorios Proyectados RAP-1, RAP-02, RRP-01, RRP- 02, RRP-03, RAP-3:

Se recomienda cimentar sobre la roca gnea volcnica de tipo Andestico a la

profundidad de cimentacin mnima de: Df= 1.20m, 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.

Suelo Rocoso (Tipo III)

Reservorios Proyectados RAP-2, RAP-04, RRP-04, RRP- 05:

Se recomienda cimentar sobre la roca sedimentaria denominado caliza a la

profundidad de cimentacin mnima de: Df= 1.50m, 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= 1.00m, con respecto a la cota natural, utilizando una cimentacin superficial del

tipo zapata corrida.

Cisterna Proyectada CP-01

Se recomienda cimentar sobre grava con limos y arenas a la profundidad de

cimentacin mnima de: Df= 2.50m, con respecto a la menor cota natural del terreno,con una cimentacin superficial del tipo losa armada.

Cisterna Proyectada CP-02

Se recomienda cimentar sobre el material de de arenas limosas sobre la grava

arenosa a la profundidad de cimentacin mnima de: Df= 2.50m, con respecto a la

menor cota natural del terreno, con una cimentacin superficial del tipo losa armada.

6.2Evaluacin Geomecnica del Macizo Rocoso

En el sector donde se ubican los reservorios se encontraron roca gnea volcnica detipo Andestico; y rocas sedimentarias denominadas calizas., determinndose la

capacidad portante, en funcin a la valoracin RMR del macizo rocoso de la roca gnea

intrusiva, por el sistema de Bieniawski.

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IntroduccinEs importante conocer el comportamiento geomecnico de una masa rocosa, el cual

depende de tres aspectos fundamentales e interrelacionados entre s. El primer aspectolo 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 elConsejo Sudafricano para la Investigacin Cientfica e industrial (CSIR) en 1973 y fuemodificado en 1989. Esta clasificacin tiene las siguientes ventajas :

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

b) Proporciona informacin cuantitativa para propsitos de diseo.

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

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

Resistencia de Roca Intacta

Bieniawski basa sus valuaciones en rangos de Resistencia Compresiva Uniaxial de laroca 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 lacalidad de testigos de perforacin, en funcin del fracturamiento del macizo. El RQD esdefinido como la relacin porcentual de la suma de las longitudes de testigos exentosde fracturas de 10 cm. a mas, respecto a la longitud total perforada.

Cuando no secuenta con testigos de perforaciones es posible estimar el RQD en unafloramiento 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 RMRmodificada de 1979, considera los rangos recomendados por la Sociedad Internacionalde Mecnica de Rocas.

Estado de las Discontinuidades

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

Condiciones de Aguas Subterrneas

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PerforadaTotalLongitud

cmTestigosdeLongitud

RQD

10>

=

JvRQD 3.3115=


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Toma en consideracin la influencia del flujo de agua subterrnea en rangos de flujoobservado, la relacin de la presin del agua en las discontinuidades con el esfuerzoprincipal mayor, o por alguna observacin cualitativa general de las condiciones delagua 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 resistenciaPara 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:

Descripcin ParmetrosNombre de la roca Andesita

Clasificacin gentica Roca gnea VolcnicaExtrusiva

Valor de RMR bsico 58Valor de RMR ajustado 51

Valor de RMR (seca) 63

Resistencia Compresiva (Mpa) 150Cohesin (kPa) 290

Angulo de friccin () 34

Cuadro N6:Descripcin Parmetros

Nombre de la roca Caliza

Clasificacin gentica Roca sedimentaria

Valor de RMR bsico 59Valor de RMR ajustado 52

Valor de RMR (seca) 59

Resistencia Compresiva (Mpa) 150Cohesin (kPa) 295

Angulo de friccin () 34.5

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,

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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 volcnica es de: Qadm >

10.00 kg/cm2. Y para la roca caliza Qadm > 8.00 kg/cm2.

A continuacin se presenta un cuadro resumen de capacidad portante admisible de las

diferentes obras proyectadas.

CUADRO 7.- RESUMEN DE VALORES DE CAPACIDAD DE CARGA Y PROFUNDIDAD DE

CIMENTACIN PARA LAS ESTRUCTURAS PROYECTADAS.

ESTRUCTURAS SECTORTIPO DE

SUELO

PROF.

CIMENTA-

CIN

Df (m).

qadm.

(Kg/cm2)

CP-1 Cisterna Proyectada C-24GRAVAS CON LIMOS

Y ARENAS(GP-GM)2.50 4.00

CP-2 Cisterna Proyectada C-48 ARENAS LIMOSAS 2.50 1.5

RAP-1,

RAP-02,

RRP-01,

RRP-02,

RRP-03,RAP-3

Reservorio Proyectados de

concreto armado

Obras menores (caseta de

vlvulas, cerco perimtrico)

C33,C34,C35,

C36, C-66 Roca gnea Volcnica

de tipo Andestico

1.20

0.80

>10

RAP-2,

RAP-04,

RRP-04,

RRP- 05:


concreto armado



C31,C32,C30Roca sedimentaria

caliza

1.50

1.00

>8

LINEA DE AGUA

POTABLE Y

ALCANTARILLADO

Lnea de Impulsin, Conduccin,

AduccinTubera de hierro dctil K-9

Tuberas de Alcantarillado,Buzones

Tubera de PVC

GRAVAS CON ARENAS

Y LIMOS (GW, GP, GP-

GM, GP-GC)

ARCILLAS ARENOSAS

(CL), ARENAS SP,

ARENAS LIMOSAS SM

1.20 a 2.00

como

mnimo

7.0 AGRESION AL SUELO DE CIMENTACION

El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a lacimentacin. 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

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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 08 ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION

Presencia en el Suelo de : p.p.m Grado de Alteracin OBSERVACIONES

* SULFATOS

0 1000 Leve

1000 - 2000 Moderado Ocasiona un ataque qumico al

2000 - 20,000 Severo concreto de la cimentacin>20,000 Muy severo

** CLORUROS > 6,000 PERJUDICIALOcasiona problemas de corrosin

de armaduras o elementos

Metlicos

** SALES SOLUBLES > 15,000 PERJUDICIALOcasiona 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 muestrasrepresentativas del suelo obtenidas de las calicatas C5, C7, C15, C27 se tiene:

CUADRO N9: Resultados de Anlisis Qumicos.

Calicata Muestra Prof. (m) S.S.T.(ppm)

Cloruros(ppm)

Sulfatos(ppm)

PH

C-5 M-1 0.40-2.00 - 4,340.00 2,232.48 -C-7 M-2 1.20-2.00 - 6,860.00 2,692.32 -

C-15 M-1 0.40-2.00 - 21,840.00 4,823.57 -C-27 M-2 0.60-2.00 - 245.00 350.88 -

Del Cuadro N9 (resultados de anlisis qumicos), observamos que la concentracin

de sales cloruros en las calicatas, se encuentra por encima de los valores

permisibles, siendo el valor mas alto de 21,840.00 ppm que corresponde a la calicata

C-15, valor que es mucho mayor que 6000ppm (valor permisible para cloruros), por

lo que ocasionar un ataque por corrosin del acero del concreto de la cimentacin.

De igual manera observamos concentraciones de sales sulfatos mayores a 2,000.00ppm. Y que alcanzan un valor puntual de de 4,823.57 ppm, por lo que podra

ocasionar un ataque severo al concreto de la cimentacin en este sector.

Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo V de alta resistencia a los

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sulfatos, para todas estructuras hidraulicas proyectadas.

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1.- 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 8689,000 8695,000 y 272,000 280,000 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 ubica al norte de la ciudad de Lima. De acuerdo a las cartas

geolgicas presentado por INGEMMET, el rea de estudio se encuentra en el

cuadrngulo de Chancay (hoja 24-i) y por la extensin que abarca el proyecto,

presenta una geologa variada que a continuacin detallamos:

Las habilitaciones que conforman la ampliacin se encuentran ubicadas en el valle del

Chilln en Carabayllo, identificndose en los sectores altos un grupo litolgico principal

constituido por las formaciones, Pamplona (Ki-Pa), Atocongo (Ki-at), y Marcavilca ( Ki-m)

conformados por rocas sedimentarias y la formacin Huarangal ( Kim-h ) conformados

por rocas volcanicas.

La parte baja del rea de estudio esta constituida por depsitos aluviales cuya edad

geolgica pertenece al cuaternario pleistoceno (Qp-al). La estratigrafa de esta zona

zona esta conformado por suelos de granulometra gruesas conformado por gravas

subangulosas con matriz de arenas y arcillas de compacidad firme a muy 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, C-2, C-3, C-4, C-5, C-6, C-7, C-8, C-9,

C-10, C-11, C-12, C-13, C-14, C-15, C-16, C-17, C-18, C-21, C-22, C-23, C-24, C-25,

C-26, C-27 y de las calicatas C-38 al C-65. Estos tipos de suelos se encuentranhasta una profundidad promedio de 2m a 2.50m.

Dichos suelo estn conformados por gravas mal gradadas con limos y arenas, o

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gravas arcillosas de compacidad firme del tipo (GP-GC, GP, GP-GM, GC), arenas

arenas limosas (SP, SM) de compacidad firme, arcillas de consistencia media a

firme (CL).

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 recientes.

SUELO TIPO III: (Rocoso)

Este sector corresponde a las calicatas C-19, C-20, C-28 al C36 y C-66. Dichos

material est conformado por una roca fracturada meteorizada superficialmente, que

genera una matriz de arcilla, arena arcillosa, grava limosa, firme, y a partir de una

profundidad promedio desde 1.00 aflora el macizo rocoso de mejor calidad y

resistencia.

4.- A continuacin se presenta un cuadro resumen de capacidad portante admisible de

las diferentes obras proyectadas.

CUADRO 7.- RESUMEN DE VALORES DE CAPACIDAD DE CARGA Y PROFUNDIDAD DE

CIMENTACIN PARA LAS ESTRUCTURAS PROYECTADAS.

ESTRUCTURAS SECTOR

TIPO DE

SUELO

PROF.

CIMENTA-

CIN

Df (m).

qadm.

(Kg/cm2)

CP-1 Cisterna Proyectada C-24GRAVAS CON LIMOS

Y ARENAS(GP-GM)2.50 4.00

CP-2 Cisterna Proyectada C-48 ARENAS LIMOSAS 2.50 1.5

RAP-1, RAP-

02, RRP-01,

RRP-02,

RRP-03 y

RAP-3


concreto armado



C33,C34,C35,

C36 Roca gnea Volcnica

de tipo Andestico

1.20

0.80

>10

RAP-2,

RAP-04,

RRP-04,

RRP- 05:


concreto armado



C31,C32,C30Roca sedimentaria

caliza

1.50

1.00

>8

LINEA DE AGUA

POTABLE Y

ALCANTARILLADO

Lnea de Impulsin, Conduccin ,Aduccin

Tubera de hierro dctil K-9

Tuberas de Alcantarillado,

BuzonesTubera de PVC

GRAVAS CON ARENAS

Y LIMOS (GW, GP, GP-

GM, GP-GC)

ARCILLAS ARENOSAS

(CL), ARENAS SP,ARENAS LIMOSAS SM

1.20 a 2.00

como

mnimo

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5.-Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo V de alta resistencia a los

sulfatos, para todas estructuras hidrulicas proyectadas.

6.- En todo el sector del suelo Tipo I Normalconformado por gravas, gravas limosas,

arenas y arcillas 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.

7.- 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 73.67%

corresponde a un terreno netamente de tipo normal, 26.33% corresponde a un suelo

de tipo rocoso el cual corresponde a la zona donde se encuentra el macizo rocoso.

Lima Agosto del 2008

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ANEXOS

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FIGURAS

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27/30






REGISTROS

ESTRATIGRAFICOS

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28/30






RESULTADOS

DE LABORATORIO

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FOTOGRAFIAS

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PLANOS

Informe Suelos Final Lomas de Carbayllo (1)

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