1.0 GENERALIDADES1.1 OBJETIVOEI presente Informe Tcnico tiene como objetivo reportar los resultados del estudio de mecnica de suelos del proyecto de "AMPLJACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE. ALCANTARJLLADO Y DISPOSICION FINAL DE LA ZONA URBANA DEL Distrito DE RUPA RUPA - IRA. ETAPA ".Para tal efecto, se ha realizado la correspondiente investigaci6n geotcnica con trabajos de campo y ensayos de laboratorio que ha permitido definir la estratigrafia del terreno, parametres de resistencia al esfuerzo cortante, capacidad portante, evaluaci6n de asentamientos y se analiz6 el grado de agresi6n del suelo para la construcci6n de las estructuras.1.2 UBICACIONLa zona en estudio se ubica en la localidad de Tingo Maria, distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado, en la regi6n Huanuco, el rea de estudio presenta una topografa suave, se ubica en la margen derecha del ro Huallaga al ingreso a la ciudad de Tingo Mara.2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD2.1 GEOMORFOLOGIAEl reservorio proyectado se ubica en un cerro de pendientes pronunciadas que se ubica cerca de la Universidad Nacional de la Selva y el caisson proyectado en la parte baja, en el abanico fluvio aluvial del ro HuaIlaga.Las unidades geomorfolgicas identificadas son las siguientes:VaIleConformado por el valle del ro Huallaga es amplio y sinuoso, el rea de inundacin es variable, en su recorrido recibe el aporte de afluentes.Laderas de ValleSe encuentra ubicada paralela al ro Huallaga con desniveles comprendidos sobre los 500 m.s.n.m. Morfolgicarnente se caracteriza por presentar pendientes moderadas a pronunciadas siendo en algunos casos sus flancos sub-verticales y escarpados, se encuentran interrumpidos por pequeas quebradas estacionarias y permanentes.Depsitos ColuvialesEstos depsitos se encuentran distribuidos al pie de los taludes de los cerros y estn constituidos por bloques y fragmentos rocosos aglutinados en una matriz limo-arenosa limo-arcillosa, presenta baja a mediana compacidad.2.2 GEOLOGIA REGIONALLas ciudad de Tingo Maria se ubica mayormente sobre depsitos fluvio aluviales formados por el ro HuaIlaga con aporte del ro Monzn, en las partes altas se distinguen depsitos residuales tpicos de selva alta que sobreyacen a afloramientos rocosos del lugar. Su morfologa es suave a moderada, presentando una exuberante vegetacin donde se desarrollan paisajes tpicos de selva alta con abundante flora y fauna silvestre. En la zona se encuentran depsitos antiguos formados durante las eras Paleozoica, Neoproterozoica, Mesozoica y Paleozoica, afloran rocas sedimentarias e intrusivas.En el rea de influencia del proyecto, se han detectado secuencias sedimentarias pertenecientes a las formaciones Vivian, Chonta, Sarayaquillo y grupo Pucara, Oriente y Mitu, que ha generado relieves suaves con cerros de crestas sub-redondeadas y flancos moderados.

Estos grupos mayormente estn conformados por secuencias clsticas de origen continental con una composici6n Litolgica variada, encontrndose conglomerados arenisca, limo-arcillitas intercaladas con monzogranitos y dioritas.La geodinmica externa de la zona en estudio esta representada por probables deslizamiento en pocas de lluvias, especialmente en zonas de taludes inestables. En cuanto a la geodinmica interna se deber tener en cuenta el ambiente sismo tectnico, por ubicarse el rea en una zona medianamente ssmica.2.3 GEOLOGIA LOCALEl reservorio se ubica sobre suelos finos de naturaleza coluvio-residual, producto de la meteorizacin de los afloramientos sedimentarios que conforman las laderas del lugar, como lutitas, areniscas, calizas y otros, que han dado como resultado suelos finos clasificados como limos, limos elsticos y arcillas, los cuales contienen porcentajes variables de gravas y fragmentos de la roca madre, clasificando en algunos casas como gravas y arenas arcillosas y limosas. La fraccin gruesa se caracteriza par ser frgil, de baja resistencia a la abrasin y con tendencia a generar finos.2.4 SISMICIDADSegn los mapas de zonificaci6n ssmica y mapa de mximas intensidades ssmicas del Per y de acuerdo a las Normas Sismo-Resistentes del Reglamento Nacional de Construcciones, la provincia de Leoncio Prado se encuentra comprendida en la Zona 2, correspondindole una sismicidad media y una intensidad de VI a VII en la escala Mercalli Modificada.En la Figura N 3, se presenta el Mapa de Zonificacin Ssmica considerando por la norma Tcnica E-030 "Diseo Sismorresistente" del Reglamento Nacional de Construcciones.En la Figura N 4, se presenta el Mapa de Distribuci6n de Mximas Intensidades Ssmicas observadas en el Per realizado por Alva et al (1984), el cual se bas en Mapas de Isosistas de Sismos Peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos hist6ricos recientes.En el cuadro siguiente se presentan los parmetros ssmicos para las estructuras consideradas

CUADRO N1PARAMETROS SISMICOS

Factor de Zona,ZZona(Huanuco)Tipo de SueloFactor de Ampliacin de Ondas Ssmicas, SPeriodo de VibracinPredominante, Tp0.32S31.40.9 seg.

3.0 INVESTIGACION GEOTECNICA3.1 EXPLORACION DE CAMPOLa exploraci6n del subsuelo se realiz6 mediante calicatas ubicadas en las zonas consideradas para la ubicacin de las estructuras y para las redes de agua potable.3.2 MUESTREO DE SUELOSSe extrajeron muestras disturbadas representativas de los estratos tpicos en cantidad suficiente

3.3 REGISTRO DE EXCAVACIONESParalelamente al muestreo se efectu6 el registro de cada una de las excavaciones, anotndose las caractersticas de los suelos tales como espesor, color, humedad, compacidad, etc. posteriormente en laboratorio se verific6 la clasificaci6n visual-manual de las muestras representativas y por correlacin se obtuvieron los perfiles estratigrficos definitivos.4.0 ENSAYOS DE LABORATORIOLos ensayos estndar se efectuaron en nuestro laboratorio, los ensayos de corte directo en el laboratorio de suelos de la empresa ANDREICO S.A.C., los ensayos qumicos en el laboratorio de Anlisis de Agua y Suelo, Medio Ambiente de la Facultad de Ingeniera Agrcola de la Universidad Nacional Agraria La Molina, siguiendo las normas ASTM y fueron los siguientes:4.1 ENSAYOS EFECTUADOS EN MUESTRAS DE SUELOAnlisis Granulomtrico por TamizadoLimite LiquidoLimite PlsticoHumedadCorte DirectoContenido de sales solublesContenido de sulfates4.2 CLASIFICACION DE SUELOS TIP1COSLos suelos representativos han sido clasificados de acuerdo al Sistema Unificado de Clas ificaci6n de Suelos (SUCS) y se resumen en el Cuadro N4 "Clasificacin de Muestras Representativas"5.0 DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO5.1 REDES DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADODe acuerdo a los registro s de excavaciones, se deduce la siguiente conformacin del subsuelo en los sectores considerados en el proyecto.SECTOR ZONA SUREste sector comprende el lado sur de la zona urbana de Tingo Maria, abarcando las asociaciones de vivienda Las Orqudeas, Agricultura y Las Brisas en las cuales se ubicaron las calicatas C-49 a la C-83.La estratigrafa presenta una secuencia de relleno superficial de poco espesor, en algunos sectores capas de limo (ML), sobre-yaciendo a suelos granulares como arenas limosas y limpias (SM, SP, SP-SM), gravas sub-redondeadas (GP, GM) de compacidad variable de semi-suelta a semi-compacta.EI nivel fretico se registro en las calicatas ubicadas en las Asociaciones de vivienda Las Orqudeas, Agricultura y Las Brisas, mayormente en los sectores comprendidos entre el Malecn y la UNAS, registrndose entre O.90m. y 1.60m.5.2 RESERVORIO SEMI ELEVADOLa estructura se ubica en la zona Sur de Tingo Maria, sobre un cerro ubicado cerca de terrenos de la Universidad Agraria de la Selva. En el lugar se ubicaron las calicatas C-03 y C-04.En la superficie el terreno se presenta una capa de relleno utilizada para cultivo, con abundantes races. EI suelo de ambas calicatas se clasific como limo elstico de alta plasticidad (MH), color marrn oscuro rojizo, en estado semi-compacto.El material es hmedo y se observa filtraciones de agua de lluvia en el lado de la calicata C-04.5.3 CAISSONS DE CAPTACION Y RECARGALos caissons se ubicaran en la zona de playa Tingo, en la margen derecha del ro Huallaga.En este lugar se excavaron las calicatas xxxxx, correspondientes a los caissons de recarga.EI terreno donde se ubicaran estas estructuras es un deposito aluvial que presenta una capa superficial de material de relleno de espesor comprendido entre O.30m. y 0.60m. En promedio, luego se tiene en algunos lugares una capa de arena limosa (SM) de poco espesor.La gravas (GP) se ubica entre 0.70m.Y 1.20m. De profundidad, de acuerdo a los registros de las calicatas ubicadas en este sector.EI nivel fretico se ubica a 3.90m. En el lugar donde se ubicaran los caisson C-03 y C-04 (Calicatas EB-03 y EB-04). En el caso de los caisson de recarga CR-02, CR-03 y CR-04, el nivel fretico se registro entre 4.]Om. y 4.40m. De profundidad.6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION DE LAS ESTRUCTURASLas principales estructuras de concreto consideradas en el proyecto son el reservorio proyectado.Se evalu6 la capacidad portante teniendo en cuenta las caractersticas geotcnicas del material de cimentaci6n y de sus caractersticas estructurales.La capacidad portante se ha determinado considerando un factor de seguridad mnimo para la falla por corte, luego se ha verificado que los asentamientos producidos por esta presi6n no sean mayores que los admisibles.6.1 CAPACIDAD DE CARGA POR CORTESe ha determinado la capacidad de carga admisible del terreno de cimentaci6n para las estructuras consideradas, empleando la Teora de Terzaghi, de acuerdo a la expresi6n siguiente:Cimiento corrido:

Cimentacin circular

Donde:qad = Capacidad Portante AdmisibleC = Cohesin (Kgr/cm2)1 = Peso especfico del Suelo sobre el nivel de cimentacin1 = Peso especfico del Suelo debajo del nivel de cimentacinDf = Profundidad de cimentacinB, D = Ancho de cimiento (Dimetro) Nc, Nq, N = Factores de capacidad de carga de TerzaghiF.S. = Factor de Seguridad = 3

6.2 ANALISIS DE ASENTAMIENTOSEn los suelos granulares y suelos finos con contenido importante de grava en la profundidad activa de cimentaci6n, el anlisis de asentamientos se efectuara par el mtodo elstico segn la relacin siguiente:

Donde:S = Asentamiento inmediato en crn.u = Relaci6n de PoissonIf = factor de forma (cm/m)Es = M6dulo de elasticidad (Tonlm2)Q = Presin de trabajo (Ton/m2)B = Dimetro de la cimentacin (m)

Para los depsitos con predominio de suelos finos en la profundidad activa de cimentacin los asentamientos a evaluar son por consolidacin, adoptando la siguiente relacin:

Donde:H = Espesor del estrato compresibleeo = Relacin de vacosCc = ndice de compresin. =0.009 (1L-10) segn TerzaghiPo = Presin efectiva promedio en el estrato de arcillapo = Incremento de presin efectiva por efecto de presin de contacto de la estructura estimada en 0.80kg/cm2EI asentamiento diferencial tolerable para las estructuras cimentadas en platea 'es de 2 pulgadas (5 cm.)

6.3 ClMENTACION DEL RESERVORIO SEMI-ELEVADO - ZONA SUREI reservorio es de 1,65Om3, tipo semi-elevado sobre un fuste de 5m. de altura, el dimetro es de 17.0 rn.EI perfil estratigrfico considerado corresponde a las calicatas C-03 y C-04Las consideraciones para la determinaci6n de la capacidad portante son las siguientes:La profundidad de cimentaci6n recomendada es de 2.00m. como mnimo, referido al nivel actual del terreno.La alternativa de cimentacin es con plateaEI material en el nivel de cirrientaci6n es un limo elstico (MH)Los parmetros de resistencia a al esfuerzo cortante son:Angulo de fricci6n : = 20.30Cohesin : C = 0.10Se ha determinado la capacidad portanteEn el analis is de asentamientos por consolidaci6n, consideramos los siguientesdatos:eo =relaci6n de vacios = 0.80 asumido.Cc =Indi ce de compresi6n. =0.009 (LL- ! 0) segun TerzaghiCc = 0.3627Po =presi6n geostatica efectiva promedio en el estrato de limo."'Po = Incremento de pre sion efectiva por efecto de presi6n de contactoj considerando la capacidad de carga por corte, se considera el.iealtransmitido calculado por la teoria de Boussinesq.

Para los datos adoptados, se obtien en un asentarn iento por conso lidac i6n del ordende los 4.00 cm., que se hall a dentro del rango permi sible y la capacidad de cargaadmisible sera de:q ,d =1.00 kg/cm2Para este reserv orio la profundidad de cimen taci6n recomendada debera ver verifi cada enel anali sis estructural, pudie ndo incrementarse de ser el caso.

CIMENTACION DE LOS CAISSONS DE CAPTACION Y RECARGASe considera los caissons de captacion C-02 y C-03, de las estaciones de bombeo EB-02y EB-03 respect ivamente, los caissons de recarga proyectados son el CR-02, CR-03 YCR-04.En el Plano MS-03 se muestra el lugar de ubi cacion de los caissons en la playa Tingo,todos se hallan cercanos entre si sobre un deposito aluvial de caracteristicas similares,segun los registros de excavacion de las cal icatas EB-03, EB-04, CR-03 YCR-Ol.Las estructuras son de forma cilindrica, de concreto armado, diametro interior promediode 4m. y paredes de 0.25m. de espesor . EI fondo es hueco para la captacion del agua.La profundidad promedio para todos los caisson es de 10m.

CAPACIDAD DE CARGALas consideraciones para la determinacion de la capacidad portante son las siguientes:La profu ndidad de cirnentacion considerada es de 10.Om referido al nivel actualdel terrerro.La ci rnentacion es corrida, con ancho de 0.25m. y forma anularEI mate rial en el nivel de cimenta cion es una grava pobremente gradada (GP). Lazona tiene nivel freatico alto, por 10 cual se considera pesos especificos efectivosLos parametres de resistencia al esfuerzo cortante son:Angu lo de friccion = 34.0Cohesion C = 0.0Se ha deterrninado la capacidad portante por corte aplicand o la formul a (2) y conlos siguientes datos:

Considerando un factor de seguridad igual a 3 se obtiene una capac idad de cargaadrnisible de q ad = 3.14 kg/em"- ~ - -- - ~- - - --- ~- - ---Evaluando la expres ion considerada, se obtiene un asentamiento de 0.50cmes menor que el tolerable, por 10 tanto, capacidad de carga admisible es:q.d= 3.14 kg/cm'

FRICCION LATERAL DEL CAISSONLa resistencia por fricci6n del caisson, ser calculada mediante las 'teorias para eldiseiio de capacidad de carga en pilote, de la cual consideramos aplicable solo lacomponente de friccion dada par:Q[ =K ,a ', Tag (S );rDLDonde:Qr= Capacidad de carga lateral por fricci6nK, = Coeficiente de empuje lateral para friccion superficial(J'y = Esfuerzo geostatico efectivof> = angulo de friccion en la interfase suelo-caissonD =DiametroL'= longitud de analisisLos datos consideramos son los siguientes: ,K, = 1.00, segun Brorns (1966) para suelos granu lares de baja densidadrelativaf> = :y. 4>, para la interfase suelo-concreto, 4> = 34 0D = 4m,L' = 50% de L (asumi do) = 5.0m,EI esfuerzo geostatico efectivo se calcula para el perfil tipico de la PlayaTingo:De 0,00 a L oom. : RellenoDe l.00 a 5.00m. : Grava pob .gradada, con y =1.800 Ton/m3 y y ." =2.00on/m3Se considera fluctuaci6n del nivel freatico hasta 3.00m., con 10 cual se tiene:a; = 5.6 Ton/m2, sin considerar la capa de relleno.Reemplazando datos se obtiene:Qr= 167.83 TonEI factor de seguridad varia del rango de 2 a 4, considerando un F.S. = 3Qr'dm,= QrIF.S. = 55.0 Ton

RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION DE LASESTRUCTURASEn el cuadro siguiente se resume las condicione s para eJ disefio estructural de Jacimentaci6n de Jas principales estr uctu ras de co ncretoLa profundidad de cimentaci6n del reservorio semielevado R-05, debe ser verificada en el diseo estructural, de ser el caso podra profund izarse, pero en ningun caso sera menorque la minima recomendad a.

EMPUJES LATERALESPara el diseiio de estructuras enterradas y de sostenimiento como placas, muros,entibados 0 similares, los empujes laterales del terren o pueden calcularse tomando encuenta un diagram a triangul ar de presiones, el empuj e activo puede calcu larse con laexpresion propuesta por Rankine :Ea = V,KayH2 _ 2CH(Ka) _112Para el caso de perfil con nivel freatico alto , se debe considerar la influencia de la presionhi drostatica . EI empuj e total en este caso sera:Donde :Ea = Empuj e activoKa =Coeficiente de presion activay =Peso unitario del suelol' =Peso unitari o efectivo del sue loH =Altura de la estruc tur aYw = Peso unitario del aguahw = altu ra del aguaPara el di seiio de las estru cturas del proyecto sometidas a empuje s laterales, se podraconsiderar los sigu ientes parametres de empuj e activo para los suelos tiPi COS.~I~~j;,j ' ...-- --en-la -z-ona_

CUADRO W 5PARAMETROS DEL SUELO PARA OBRAS DE CONTENCION

TIPO.DE SUELO SUCSGP,GP-GMSP, SM, SP-SMMLDescripci6nGravas limpias y con fmosArenas limpias ycon finosLimo

Peso Unitario Mmedo, (Tnlm3)

2.00 a2.2001.600 a 1.8001.400 a 1.700

Peso Unitario efectivo (Tn/m3)bajo N.F.1.00 a 1.2000.8000.700

Angulo friccion interna, 4>343128

Cohesion ( Kg/cm2)0.00.00.02

Coeficiente de empuje activo, Ka0.2830.3200.361

RECOMENDACIOl\'ES PARA lNSTALACION DE LAS TUBERlASLos aspectos tecnicos a considerar son los siguientes: EXCAVACIONEl corte para fa conformaci6n de las zanjas donde se ubicaran las tuberias se deberarealizar cuidadosamente , de acuerdo a Ja exploraci6n efectuada, los materia lespresentan cohesion y so n estables ante la excavacion, por 10 que no se consideranecesario el usa de entib ados.En las zonas con nivel fre atico alto, durante el proceso constructivo 'debeconsiderarse el empleo de motobombas y aditi vos acelerantes de fragua en elconcreto . COMPACTACIONEI fondo de la zanja debera ser compactado aJ 95% de la maxima densidad seca delproctor estandar, la instal aci6n se efectuara siguiendo el procedimiento detailado enlas especificaciones tecnicas del proyecto.Todo trabajo de compac taci6n se efectuara en capas de espesor no mayor de 0.20m.CONCLUSIONES Y RECOMEl'.'DACIONESE1 presente informe tecnico es el Volumen I del estudio de mecanica de suelos delproyecto definitivo "Ampliaci6n y Mejoramiento del Sistema Integral de Agua Potable,Alcantarillado y Disposici6n Final de la zona Urbana de] Distrito Rupa Rupa - Ira.Etapa", ubicado en el distrito de] mismo nombre, provincia de Leoncio Prado, regi6nHuanuco.Las estructuras consideradas son las redes de agua potable y alcantarillado de lossectores Tingo Baja, Tingo Medio y Alt o, Zona Sur,