INFORME TÉCNICO

ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN:

CARRETERA CACATACHI – PACCHILLA – PROVINCIA

DE SAN MARTIN - REGION SAN MARTIN

TARAPOTO MAYO DEL 2013

INDICE

ESTUDIO DE SUELOS DE LAS CALICATAS

1. GENERALIDADES

1.1. Objetivo del Estudio1.2. Ubicación del Área en Estudio

2. INVESTIGACIONES EFECTUADAS

2.1. Trabajos de Campo2.1.1 Calicatas2.1.2 Muestreo Disturbado2.1.3 Registro de Excavaciones

2.2. Ensayos de Laboratorio2.3. Clasificación de Suelos

3. DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO

3.1 Características de la Subrasante3.2 Tránsito3.3 Sistema de Drenaje

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ESTUDIO DE CANTERAS

1. ANTECEDENTES

2. OBJETIVOS

3. TRABAJOS DE CAMPO

4. PROCEDIMIENTO

5. DESCRIPCION DE CANTERAS

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS:

Mapas sísmicos

Perfil estratigráfico

Ensayos y pruebas físicas de laboratorio

Ensayos y pruebas de canteras

Panel fotográfico

ESTUDIO DE SUELOS DE LAS CALICATAS

1. GENERALIDADES :

1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO

El presente informe técnico tiene por objeto alcanzar los resultados del

estudio de suelos, con fines de pavimentación de la carretera “Cacatachi

- Pacchilla”, dicho estudio se ha efectuado por medio de trabajos de

exploración de campo y ensayos de laboratorio, los mismos que son

necesarios para definir el perfil estratigráfico del área en estudio, así

como para determinar el Valor Soportante Relativo (C.B.R); mediante el

cual se podrán establecer parámetros para el diseño de la estructura del

pavimento.

1.2. UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO

El proyecto está ubicado entre los Distritos de Cacatachi y Pacchilla,

Provincia de Lamas, Departamento de San Martín.

2. INVESTIGACIONES EFECTUADAS:

2.1 TRABAJOS DE CAMPO

2.1.1 Calicatas

Con el objeto de determinar las características físico - mecánicas de los

materiales del terreno de fundación, se llevó a cabo las investigaciones

pertinentes, mediante la ejecución de calicatas o pozos exploratorios a

cielo abierto, cuya profundidad mínima fue de 1.50 mts., distanciadas una

calicata cada 250 mts., las que se distribuyeron de tal manera que la

información obtenida sea lo más representativo posible.

Habiendo realizado perforaciones, a fin de determinar los espesores y

características físico - mecánicas de los suelos de fundación, basándose

estrictamente en los alineamientos existentes.

También se ha ubicado los bancos de materiales que posean cantidades

de agregados suficientes para la obra, así como las fuentes de aguas,

necesarios para su uso en obra.

2.1.2 Muestreo Disturbado

Con la finalidad de efectuar los diversos ensayos de laboratorio para

determinar la clasificación e identificación de suelos, se procedió a tomar

muestras distintas de cada uno de los tipos de suelos encontrados en las

calicatas realizadas.

Asimismo se extrajeron muestras representativas de la subrasante, con el

propósito de determinar las propiedades de esfuerzo y deformación,

mediante ensayos de Proctor Modificado y C.B.R. (California Bearing

Ratio) o Capacidad de Soporte de la Subrasante.

2.1.3 Registro de Excavaciones

La metodología seguida para la ejecución del estudio, comprendió

básicamente en una investigación de campo a lo largo del tramo,

proyectado mediante prospecciones de exploración (calicatas), con

obtención de muestras representativas en cantidades suficientes, las que

fueron objeto de ensayos y pruebas de laboratorio; finalmente con los

datos obtenidos en ambas fases se realizaron las labores de gabinete,

para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio.

2.2 ENSAYOS DE LABORATORIO

Se procedió a efectuar los ensayos y pruebas físicas del laboratorio, de

tal modo que cumplan con las normas y requerimientos de la obra, tal

como se detalla a continuación:

- Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM D-421)

- Límite Líquido (ASTM D-4318)

- Límite Plástico (ASTM D-4318)

- Proctor Modificado (ASTM D-1557)

- Contenido de Humedad Natural

- Clasificación AASHTO Y SUCS

- California Bearing Ratio - C.B.R. (ASTM D-1883)

- Ensayo de CBR.

- Peso específico de sólidos.

2.3 CLASIFICACION DE SUELOS

Se procedió a clasificar los suelos de acuerdo al Sistema Unificado de

Clasificación de Suelos (SUCS) y a la American Association of State

Highway and Transportation Officials (AASHTO), las que están

establecidas en las normas de clasificación.

3. DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO :

Sobre la base de los resultados de los Trabajos de Campo y los Ensayos

de Laboratorio, se ha procedido a establecer el perfil estratigráfico del

subsuelo:

Los estratos superficiales según las profundidades presentan las

siguientes características:

TRAMO: CACATACHI - PACCHILLA

CALICATA C – 01 .- Km. 1 + 500

De 0.00 a 0.50, Material granular, propio del pavimento existente.

De 0.50 a 1.50 (CL), Arcilla inorgánica de mediana plasticidad de

color marrón, suelo húmedo compacto de consistencia media,

presencia de rocas areniscas semi duras con tamaños mayores a

10” de diámetro.

CALICATA C – 02.- Km. 0 + 500

De 0.00 a 0.50, Material granular, propio del pavimento existente.

De 0.50 a 1.50 (CL), Arcilla inorgánica de mediana plasticidad de

color marrón, suelo húmedo compacto de consistencia media.

3.1. CARACTERÍSTICAS DE LA SUBRASANTE

Teniendo como base los análisis efectuados según estratigrafía del

subsuelo y por ende los resultados de los Ensayos de Laboratorio, nos

demuestran que la subrasante presenta una estratigrafía heterogénea,

predominantemente las arcillas inorgánica de mediana plasticidad de

color marrón, suelos compactos de consistencia dura, los cuales presenta

las siguientes características:

Permeabilidad Mediana

Capilaridad Alta

Elasticidad Mediana

Cambio de Volúmenes Mediana

Valor como Subrasante Mediano

Razón Soporte California (para 95% de compactación de la

M.D.S)

Características de drenaje Mediano

3.2. TRÁNSITO

El tipo y volumen de tránsito fijan el ancho del pavimento, mientras que el

peso y la frecuencia de las cargas de los ejes o de las ruedas de los

vehículos, determinan el espesor y otras características del diseño

estructural.

Como referencia se menciona que ante continuas aplicaciones de carga,

el pavimento soportará un número ilimitado de esfuerzos que no excedan

del 50% del módulo de rotura (con coeficiente de seguridad igual a mayor

a 2) sin que ocurran fallas de fatiga. Si los esfuerzos exceden el 50% (con

coeficientes de seguridad entre 1 y 2) el número de repeticiones de

dichos esfuerzos, ocurran fallas de fatiga en el pavimento, quedando

limitados.

Por lo tanto podemos recomendar, que es muy importante en el diseño

del pavimento fijar la carga más frecuente y determinar el consumo de

capacidad que producen otras cargas.

Del trabajo de campo realizado, se determina la existencia de un tipo de

tráfico, en este caso tráfico mediano, que comprendería la movilización

de vehículos livianos de hasta dos ejes con carga constante de 15 TM.,

por eje, eventualmente hasta 18 Tm. que se repetiría durante la vida útil

del pavimento.

3.3. SISTEMA DE DRENAJE

Se considera necesario el diseño de un sistema adecuado de drenaje que

permita eliminar las aguas pluviales, teniendo en cuenta que en la zona

alcanzan una precipitación anual aproximada de 1,500 mm., por lo tanto

debe construirse cunetas laterales a lo largo de la vía para evitar

acumulaciones sobre la plataforma.

Protección de la Subrasante

- No es recomendable construir pavimento alguno sobre

una subrasante con alto índice de humedad, tan poco se debe

almacenar o apilar material alguno sobre esta subrasante.

- El pavimento deberá colocarse cuando la subrasante

haya sido nivelado, compactado y aprobado por el ente responsable.

Compactación

- La compactación deberá efectuarse por medio de

rodillos lisos vibratorios o con neumáticos, u otro tipo de equipo

adecuado.

- El esparcido debe hacerse antes y durante del

rodillado, de la manera más uniforme posible.

- La escarificación y mezclado de la subrasante debe

asegurar una mezcla uniforme y un compactado eficiente, cuyo espesor

será no menor de 0.20 m.

- El grado de compactación para la subrasante será del

95% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado,

recomendándose compactar con la humedad correspondiente a la rama

húmeda de la curva del Proctor Modificado; es decir con el óptimo

contenido de humedad, debiendo fluctuar entre 2% más o menos como

máximo.

- En zonas donde el terreno está constituido por

material arcilloso o limos arcillosos y arcillas muy plásticos y

compresibles se deberá usar rodillo pata de cabra que permita

incrementar la presión desde 250 hasta 500 Lbs/pulg² en las zonas de

contacto de las patas con el suelo; teniendo en cuenta las

características de este material, en esta zona no existe dicho material.

Control Técnico

- Realizar pruebas de compactación cada 100 m.

lineales, alternadamente en los bordes y el eje de la vía, empleando el

método del frasco cono y arena del volúmetro o cualquier otro método

aprobado.

- El grado de compactación especificado para la capa

de base granular será del 100% de la Máxima Densidad Seca de

Laboratorio, AASHTO T-180.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES :

Sobre la base de los resultados de la exploración de campo, los ensayos

de laboratorio y los análisis efectuados, se concluye con lo siguiente:

Para la conformación de la subrasante se recomienda realizar una

excavación o corte de 0.30 m., de espesor con la finalidad de mejorar la

subrasante, debiendo compactar todo el fondo excavado, seguidamente

será reemplazado con material granular de características apropiadas.

Espesor de Corte del Terreno a partir de la Superficie

Los resultados de los ensayos y características de estratigrafía del

terreno, nos permite recomendar que será necesario realizar un corte o

excavación de 0.60 mts. A partir de la superficie actual a lo largo y

ancho de la calle en estudio, debiendo ser mejorada la subrasante de la

siguiente manera:

a) Mejoramiento de Subrasante.

Esta capa se escarificará colocando un espesor de 0.15 m., nivelar y

compactar hasta alcanzar al 95% de la máxima densidad determinada

por el proctor modificado.

b) Sub-base Granular.

Esta capa será colocado, nivelado y compactado en un espesor de 0.20

mts.

c) Base Granular.

En esta segunda capa deberá colocar, nivelar y compactar en un

espesor igual a 0.20 mts.

La subrasante deberá estar formada íntegramente de material cuyas

características sean las más apropiados, deberá también estar formado

de acuerdo con los alineamientos, niveles y secciones transversales

requeridas, estos trabajos serán ejecutados durante el procedimiento

de la construcción.

Deberá tener especial cuidado en eliminar todo tipo de material extraño,

que resulten perjudiciales para la construcción, tales como son: raíces,

palos, troncos, material orgánico y otras porciones de la subrasante que

no son las apropiadas y no sirven para el objetivo propuesto.

Sobre la subrasante deberá colocarse una base de material granular

seleccionado, con tamaño máximo de ¾” compactado al 100% de la

Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado, en ningún caso se

colocara la capa de base sobre una superficie muy húmeda.

Deberá contar con un sistema adecuado de drenaje a fin de evacuar las

aguas pluviales y aluviales.

ESTUDIO DE CANTERAS

1. ANTECEDENTE:

El estudio de canteras tiene como objetivo ubicar las fuentes de

materiales disponibles para determinar la calidad y características físico –

mecánicas de los materiales, a fin de determinar los usos y tratamientos

que requieren los materiales, con el propósito de satisfacer las demandas

y los volúmenes requeridos de la obra.

Habiendo ejecutado calicatas exploratorias, para evaluar la calidad y

volúmenes; en este caso fue 03 canteras y de acuerdo a los resultados

de los ensayos obtenidos, se verificó la calidad para determinar sus

respectivos usos.

2. OBJETIVO:

El presente estudio tiene por objeto efectuar una investigación

geotécnica, mediante un adecuado programa de trabajo de campo y

laboratorio, a fin de lograr fines específicos tales como: proveer de los

materiales adecuadas requeridas para materializar el proyecto;

determinar los volúmenes alcanzables y explotables de materiales

adecuados que puedan satisfacer las demandas del proyecto, determinar

la ubicación y análisis de los diversos tipos de materiales que requiere la

ejecución de la obra, paralelamente a las actividades geotecnias en la

que respecta a construcción de sub base y base granular, se procedió a

la búsqueda y localización de las posibles fuentes de abastecimiento de

materiales diversos; lo cual fue determinante su aprobación.

Durante el desarrollo de exploración se han ejecutado calicatas

exploratorios en áreas de corte cerros o colinas, los que delatan indicios

de explotación anterior de donde se han tomado muestras disturbadas,

representativas en cantidades suficiente para los ensayos y pruebas de

laboratorio.

De esta forma se seleccionó los bancos de materiales mas adecuados,

sobre la base de poseer volúmenes disponibles de materiales, con

características geotécnicas adecuadas en relación a su uso, la facilidad

de acceso, los procedimientos de explotación y distancia de transporte.

3. TRABAJOS DE CAMPO:

Estos trabajos consisten en la excavación manual de calicatas, en la cual

se recolectan muestras representativas para realizar los ensayos

respectivos.

4. PROCEDIMIENTO:

En el momento de haber realizado el estudio de canteras se ha tenido en

cuenta las siguientes actividades:

Reconocimiento de campo dentro y fuera del área de influencia del

proyecto, para identificar aquellos lugares considerados como probable

fuente de materiales.

Elaboración de un programa de explotación de campo.

Excavación de calicatas para determinar las características del material y

potencia, ubicadas proporcionalmente en toda el área de las canteras

evaluadas.

Ensayo de laboratorio con el objeto de conocer las características y usos

del material de canteras para relleno, afirmado y agregado de concreto.

5. DESCRIPCIÓN DE LAS CANTERAS:

5.1. Cantera Río Huallaga(Cantera Puerto López).

Está ubicado a 35 Km. De la ciudad de Tarapoto, donde se encuentra la

Cantera conformada por gravas y arenas calizas, cuyo Volumen

aproximado es de 18 000 m3, y para llegar a dicha cantera existe un acceso

de 4 km aproximadamente con carretera afirmada.

Los agregados son de forma redondeada con presencia de

agregados mayores a 2” que representan aproximadamente el 25

% del total de los materiales; el resto son de menor tamaño.

Por las características físico - mecánicas de los materiales, este

puede utilizarse como sub base granular, base granular y también

puede usarse en obras de arte, la explotación del mismo puede

efectuarse durante la época de verano, cuando las canteras están

superficiales, para lo cual requiere del uso de tractor oruga o

cargador frontal.

Para ser usado en base granular necesariamente debe ser

agregado chancado.

El rendimiento generalmente estimado es de 90%

La selección de los materiales se efectuará mediante zarandeo

verificando siempre el cumplimiento de los requerimientos

granulométricos.

Cantera Río Huallaga:

Nombre : Cantera Río Huallaga

Ubicación : Fuente - Material de Río

Acceso : Favorable en todo el camino

Volumen explotable : 18000 m3 aproximadamente

Rendimiento : Al 85%

Uso : Sub-base, base granular

Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador

frontal.

Periodo de Carguío : En Épocas de estiaje (verano)

5.2. Cantera Río Cumbaza( Cantera San Martín).

Se ubica a 8 km., Carretera Tarapoto – Juanjui. Es un depósito de arena

de origen fluvio aluvial, cuya potencia explotable es de 3500 m3.,

aproximadamente, el desvío para llegar a la cantera es de 2 km.

La arena puede emplearse para la fabricación de mezcla asfáltica

y concreto de cemento Pórtland, previa eliminación de cobertura

vegetal existente.

El rendimiento generalmente estimado es de 90%

La extracción del material se puede efectuar especialmente en

épocas de verano, siendo imposible explotar en épocas de lluvias

continuas por la crecida de los Ríos.

Cantera Rio Cumbaza:

Nombre : Cantera San Martín

Ubicación : Caserío San Martín

Acceso : Favorable muy transitable

Volumen explotable : > 3500 m3 aproximadamente

Rendimiento : Al 75%

Uso : Mej. subrasante Sub-base

y base granular.

Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador

frontal.

Periodo de Carguío : En época de verano

5.3. Cantera Material de Cerro ( Carretera Cacatachi – Pacchilla

km. 1+700).

La Cantera se empleará para mejoramiento de subrasante,

rellenos, combinación con material de la cantera Río Huallaga y

hormigón de la cantera Río Cumbaza, para sub base y base

granular tal como se detalla en el presente informe y los ensayos

respectivos, previa eliminación de cobertura vegetal existente y

zarandear hasta alcanzar a 1” de diámetro para su utilización en

combinación para sub base y base granular. El volumen explotable

aproximado de esta cantera es de 15000 m3

El rendimiento generalmente estimado es de 75%

La extracción del material se puede efectuar en cualquier época

del año.

Cantera Cerro (Carretera Cacatachi – Pacchilla km. 1+700)

Nombre : Cantera de Cerro

Ubicación : 200 m. localidad de Rumisapa

Acceso : Favorable

Volumen explotable : > 15000 m3 aproximadamente

Rendimiento : Al 75%

Uso : Mejoramiento subrasante

Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador

frontal

Periodo de Carguío : En cualquier época deL año

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para base granular se utilizará grava chancada Río Huallaga, hormigón

río Cumbaza y material de cerro, con tamaño máximo de 1” de

diámetro, utilizando la siguiente proporción de 65% material de Río

Huallaga y 20%, hormigón Río Cumbaza, 15%, material de Cerro.

Las actividades de relleno, conformación de terraplenes y compactado de

Sub-rasante, deberán tener una exigencia de Compactación del 95% de

la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado (MDS).

Las actividades que involucren las Partidas de Base Granular, Sub-base

Granular y Afirmado, deben ser una exigencia de compactación de 100%

de la Máxima Densidad Seca (MDS).

Grava chancada (Material del Río Huallaga), tiene las siguientes

características, mezcla de grava arena y limo de color gris, grava de

consistencia dura, el mismo que podrá ser utilizado en capa de sub base,

base granular, mezcla asfáltica y obras de arte, por cuanto el porcentaje

de

desgaste a la Abrasión está cumpliendo satisfactoriamente con las

normas establecidas.

Grava chancada (Material del Río Cumbaza), tiene las siguientes

características, mezcla de grava arena y limo de color beige grava

areniscas deslenable el mismo que podrá ser utilizado en capa de sub

base, base granular, previa combinación con material de la cantera Río

Huallaga,

Cantera de Cerro, rocas areniscas semi duras, adheridas a una matriz de

conglomerado de gravas arenosas, mezcla de grava arcilla limo y arena

de color marrón amarillento, el mismo que será utilizado en mejoramiento

de subrasante, capa de sub base, base granular previo zarandeo y

combinado con material de la cantera del Río Huallaga y hormigón de la

cantera Río Cumbaza. Y también se podrá utilizar como material ligante.

El tamaño máximo de la grava del Río Huallaga será de 1” para sub base

y base granular, y para la mezcla asfáltica se utilizará tamaño máximo de

¾” de espesor.

Para la capa de sub base granular se utilizará material zarandeado, con

las siguientes proporciones de 50% material de Río Huallaga, 30%

hormigón Río Cumbaza, y 20 %material de Cerro.