Cent Ce ntro ro De Se Serv rvic icio ios s – Ta Tamb mbo o en el el Centr Centro o Pobla Poblado do Gi Gila lata tama marc rca, a, Dist Distri rito to Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno
ESTUDIO GEOTECNICO CON FINES DE CIMENTACION Nombre del Proyecto:
CREAC CREACIO ION N DEL DEL CENT CENTRO RO DE SERVI SERVICI CIOS OS – TAMB TAMBO O EN EL CENTRO POBLADO POBLADO GILATAMAR GILATAMARCA, CA, DISTRI DISTRITO TO ÁCORA, ÁCORA, PROVIN PROVINCIA CIA PUNO, PUNO, DEPARTA DEPARTAMEN MENTO TO PUNO. PUNO.
Solicitante
: MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO/PROGRAMA NACIONAL TAMBOS Centro Centro Poblad Poblado: o: GILATAMA GILATAMARCA RCA Distri Dis trito to : ÁCORA ÁCORA Provin Provincia cia : PUNO PUNO Departa Departamen mento to : PUNO PUNO
OCTUB TUBRE – 201 0155
Cent Ce ntro ro De Se Serv rvic icio ios s – Ta Tamb mbo o en el el Centr Centro o Pobla Poblado do Gi Gila lata tama marc rca, a, Dist Distri rito to Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno
INDICE 1.00
GENERALIDAD DADES 1.1 Objetivo Objetivoss del Estudio 1.2 Ubicación y Accesos 1.3 Topografía
2. 2.00 00
DESC DESCRI RIPC PCIO ION N GEOL GEOLOG OGIC ICA A 2.1 Geografía 2.2 Geomorfología Geomorfología 2.3 Geología Local 2.4 Geodinámica externa
3. 3.00 00
INVE INVEST STIGA IGACI CION ONES ES EFEC EFECTUA TUADA DAS S 3.1 Trabajo de Campo 3.2 Trabajo de Laboratorio Laboratorio 3.3 Clasificación de suelos 3.4 Estratigrafía
4. 4.00 00
ANALI NALISI SIS S DE LA LA CIM CIMEN ENTA TACI CION ON
5. 5.00 00
CAPA CAPAC CIDA IDAD POR PORTANT TANTE E
6. 6.00 00
ANALI NALISI SIS S DE ASE ASENT NTA AMIEN MIENTO TOS S
7. 7.00 00
CONC CONCLU LUSI SION ONES ES Y RECO RECOME MEND NDA ACION CIONES ES
ANEXOS ANEXO I
:
Ensayos de Laboratorio
ANEXO II
:
Registro de Excavaciones
ANEXO III
:
Plano de Ubicación
ANEXO IV
:
Ilustración Fotográfica
Cent Ce ntro ro De Se Serv rvic icio ios s – Ta Tamb mbo o en el el Centr Centro o Pobla Poblado do Gi Gila lata tama marc rca, a, Dist Distri rito to Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno
INFORME
TECNICO
1.00 GENERALIDADES 1.1 OBJETIVO El presente Informe Técnico tiene por objeto reportar las características geotécni geotécnicas cas del del terreno terreno en el cual cual se ubica ubica el Centro Centro De De Servicio Servicioss – Tambo en el el Cent Centro ro Pob Pobla lado do Gila Gilata tama marc rca, a, Dis Distr triito Ácor Ácora, a, Pro Provi vinc ncia ia Puno Puno,, Departamento Puno, el estudio estudio del área área elegida se ha efectuado mediante mediante una investigación geotécnica que involucra trabajos de exploración de campo y ensayos de laboratorio, necesarios para definir el perfil estratigráfico del área de emplazamiento. emplazamiento.
1.2 UBICACIÓN UBICACIÓN Y ACCESOS ACCESOS Departamento
: Puno
Provincia
: Pu Puno
Distrito
: Ácora
Centro ntro Pob Poblad lado
: Gil Gilatam atama arca rca
GRAFICO Nº 01
Centro De Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno
Ubicación Política del Centro Poblado Gilatamarca Coordenadas UTM Datum WGS84 Zona 19 (referencial) Este (X)
: 379553.00
Norte (Y)
: 8175736.00
Altitud
: 4,460 m.s.n.m. (referencial)
Región
: Sierra
GRAFICO Nº 02
UBICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN DEL TAMBO
Vista satelital de la ubicación del Tambo Gilatamarca
1.2.1 VÍAS DE ACCESO El acceso para llegar a la zona de intervención es como indica el siguiente cuadro (referencial):
CUADRO Nº 01 Ítem Descripción 1
Lima - Juliaca
2
Juliaca – Puno
3
Puno – Pichacani Laraqueri
4
Pichacani Laraqueri – C.P. Gilatamarca
Tipo de vía
Medio
Distancia (km.)
Aérea Carretera asfaltada Carretera asfaltada Trocha carrozable
Avión
838.00
Bus
45.00
Vehículo particular Vehículo particular
40.00 70.00
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1.3 TOPOGRAFIA El relieve topográfico en la zona de estudio es ligeramente inclinado, con una pendiente 1 %.
Área y Perímetro.El área levantada correspondiente al terreno definido para el proyecto, es del Centro Poblado Gilatamarca, cuya área y perímetro corresponde a:
Área
:
2,500.00 M2
Perímetro
:
200.00 ML.
Linderos.Los linderos del perímetro corresponde a:
Por el Noreste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea recta, con 50.00 ml.
Por el Suroeste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea recta, con 50.00 ml.
Por el Noroeste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea recta, con 50.00 ml.
Por el Sureste: Colinda con la propiedad de terreno comunal, en línea recta, con 50.00 ml.
Coordenadas UTM del Perímetro. Las coordenados UTM corresponden al siguiente cuadro:
CUADRO Nº 02 VERTICE
ESTE
NORTE
A
379564.0862
8175791.5926 8175748.2932 8175723.2900 8175766.5894
B c D
379589.0894 379545.7900 379520.7868
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2.00 DESCRIPCION GEOLOGICA 2.1 GEOGRAFIA El Distrito de Ácora, donde se ubica el tambo limita con los siguientes distritos y provincias:
Por el Norte: Limita con los distritos de Plateria y Pichacani. Por el Sur : Limita con la provincia del Collao. Por el Este : Limita con el lago Titicaca. Por el Oeste: Limita con el distrito de Pichacani. 2.2 GEOMORFOLOGIA La zona de estudio se encuentra básicamente sobre una terraza aluvial. De acuerdo al INGEMMET (Ver Gráfico N° 03), esta localidad se encuentra sobre la unidad geomorfológica:
Altiplano En general esta unidad tiene una extensión considerable y se desarrolla sobre altitudes que oscilan entre 3900 y 4000 m.s.n.m., con una superficie relativamente ondulada en la que algunas veces se presentan cauces antiguos de ríos abandonados. Los ríos actuales desarrollan meandros sobre esta superficie.
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GRAFICO Nº 03
2.3 GEOLOGIA LOCAL De acuerdo al mapa geológico del INGEMMET (Ver Gráfico N° 04), esta se encuentra litológicamente sobre las siguientes unidades:
Depósitos Fluvio-glacial (Qh-fg) Estos depósitos se han formado por erosión de los depósitos morrénicos y del substrato constituido por rocas pre-cuaternarias. Se trata de conos aluviales que descienden de las parte laterales de los valles, construyendo terrazas que rellenan los fondos en los valles y quebradas. Los depósitos fluvio-glaciales
están
compuestos
de
gravas
subangulosas
a
subredondeadas, arenas en matriz limoarenosa, arcillas limosas y materiales residuales no consolidadas.
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GRAFICO Nº 04 Qh-fg: Depositos Fluvio-glacial (33-v-II Pichacani), Actualizado 2000-2003.
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2.4 GEODINAMICA EXTERNA De acuerdo a sus características topográficas (ver Gráfico 05) y a la Información del INGEMMET, el área de estudios presenta susceptibilidad
alta a movimientos de masa sobre el área del tambo. GRAFICO Nº 05
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GRAFICO Nº 06 MAPA NEOTECTONICO DEL PERU 1991
TAMBO GILATAMARCA
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GRAFICO Nº 07 MAPA DE AREAS DE DESLIZAMIENTO POR SISMO
Trocha carrozable
TAMBO GILATAMARCA
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GRAFICO Nº 08 MAPA GEODINAMICO DEL PERU
TAMBO GILATAMARCA
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GRAFICO Nº 09 MAPA DE INVENTARIO NACIONAL DE PELIGROS GEOLOGICOS DEL PERU
TAMBO GILATAMARCA
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2.4 SISMICIDAD De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú (Ver GRAFICO
Nº 10), según la nueva Norma Sismo Resistente ( NTE E-030 del Reglamento Nacional de Edificaciones 2006 y actualizada el 2011) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el Perú (Ver GRAFICO Nº 11), presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro de la Zona de media sismicidad (Zona 2), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidad tan considerables como V en la escala Mercalli Modificada.
GRAFICO Nº 10
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GRAFICO Nº 11 MAPA DE DISTRIBUCION DE MAXIMAS INTENSIDADES SISMICAS DEL PERU
TAMBO GILATAMARCA
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De acuerdo con la nueva Norma Técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentación, se recomienda adoptar en los Diseños SismoResistentes para las obras no lineales, y obras menores, los siguientes parámetros, según la siguiente;
CUADRO Nº 03
TIPO DE SUELO Arcillas, Arenas con Gravas o Gravas Arenosas
Rocas Sedimentarias
Z
Tp(S)
S
0,3
0,9
1,4
0,3
0,40
1,00
(Z) Factor de Zona (S) Factor de ampliación del suelo (Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro
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3.00 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS EFECTUADAS 3.1 TRABAJOS DE CAMPO La exploración del subsuelo del área comprometida en el Proyecto se realizó mediante 01 calicata o excavación a cielo abierto ubicándose en la parte central del área donde se construirá el Tambo. En el siguiente cuadro se indica la ubicación de las excavaciones:
CUADRO Nº 3 UBICACIÓN DE EXCAVACIONES EXCAVACION
C-1, M-1
COORDENADAS ESTE
NORTE
379553
8175736
PROF. (m)
3.00
3.1.1 Muestreo Disturbado Se extrajo una muestra representativa del tipo de suelo encontrado en cantidad suficiente como para realizar los ensayos de Corte Directo.
3.1.2 Registro de Excavaciones Paralelamente al muestreo se realizó la descripción de cada una de las exploraciones, anotándose las principales características de los estratos encontrados tales como: color, humedad, plasticidad, etc. (Ver GRAFICO Nº 12 – Registro de Excavación)
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GRAFICO Nº 12
REGISTRO DE EXCAVACION PROYECTO
:
SOLICITANTE : UBICACIÓN : FECHA : CALICATA :
Centro De Servicios – Tambo En El Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Acora, Provincia Puno, Departamento Puno MVCS - PNT Gilatamarca Octubre de 2015 C-1
d n a o a d i i ) r t o d ( m p c a s n i v e u T a u f c M o x r E P
a i g o l o b m i S
Descripcion
n o i c S a C c U i f i S s a l C
Grava Arcillosa, Mezclas de Grava, Arena y Arcilla
C G
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00
O T R E I B A O L E I C A N O I C A V A C X E
M1
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3.2 TRABAJOS DE LABORATORIO La muestra representativa del suelo se ensayó en el Laboratorio No 2 de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería, efectuándose los siguientes ensayos: •
ENSAYO DE CORTE DIRECTO (ASTM D3080/NTP 339.171) (Incluye
Análisis granulométrico por tamizado ASTM D- 422, Límite líquido ASTM D4318, Límite plástico ASTM D4318) •
PESO VOLUMETRICO DE SUELOS COHESIVOS (METODO DE LA PARAFINA NTP 339.139)
•
ANALISIS QUIMICO CLORUROS (ASTM D-512)
•
ANALISIS QUIMICO SULFATOS (ASTM D-516)
•
ANALISIS QUIMICO SALES SOLUBLES TOTALES (MTC E-219)
Ver Anexo (Ensayos de Laboratorio). 3.3 CLASIFICACION DE SUELOS Los suelos representativos se han clasificado según el Sistemas de Clasificación SUCS, según se muestra en el siguiente cuadro:
CUADRO Nº 5
RESUMEN DE LOS ENSAYOS ESTÁNDAR DE LABORATORIO
Calicata
C-1
Muestra
M-1
Granulometría (%)
Profundidad (m)
0.00-3.00
Límites (%)
Clasificación
Grava
Arena
Finos
L.L.
L.P.
I.P.
43.2
31.5
25.3
43.2
16
27.2
L.L.: Límite líquido I.P.: Índice plástico C.H.: Contenido de humedad
SUCS
GC
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CUADRO Nº 6
CUADRO Nº 7
RESULTADOS PESO VOLUMETRICO Calicata
C-1
Muestra
M-1
Profundidad Clasificación (m)
SUCS
0.00-3.00
GC
Peso
Peso
Volumetrico
Volumetrico
(gr/cm3)
(gr/cm3)
2.020
2.020
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3.4 ESTRATIGRAFIA De las investigaciones efectuadas en el campo a través de las exploraciones, se ha podido establecer la siguiente estratigrafía del subsuelo: En el lugar de emplazamiento de la Calicata C-1, la información obtenida nos permite establecer la siguiente estratigrafía: En el lugar de emplazamiento de la calicata C-1, la estratigrafía muestra una capa homogénea de un material de GRAVA ARCILLOSA hasta los 3.00 mt. De profundidad. Siendo la clasificación SUCS ASTM D2487 GC
4.00
ANALISIS DE LA CIMENTACION De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, estratigrafía del suelo, se determinó la capacidad portante en cada una de las Calicatas, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:
4.1 C-1, M-1 Se estima con un criterio conservador los siguientes parámetros de resistencia al esfuerzo cortante del subsuelo:
CUADRO Nº 8
RESUMEN DEL ENSAYOS ESPECIAL DE CORTE DIRECTO
Cali cata
C-1
Muestra
M-1
Profundidad
Clasificación
(m)
SUCS
0.00-3.00
GC
Corte Directo C
Ф
(Kg/cm 2 )
(Kg/cm2)
0.12
29.7
4.2 Según el diseño estructural, la alternativa de cimentación será mediante zapatas de concreto armado de geometría rectangular, cuyas dimensiones se especifican en los planos estructurales. La profundidad mínima de cimentación será de 1.50 m.
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5.00
CAPACIDAD PORTANTE 5.1 C-1 La capacidad portante admisible se calcula aplicando la Teoría de Alexander Vesic para cimentaciones superficiales adoptando el criterio de falla local, mediante la siguiente relación: Dónde:
q ad =
1
1 ( S c C N c + S γ γ B N γ + S q γ D f N q ) F.S. 2
q ad
=
Capacidad portante admisible (Kg/cm2)
C
=
Cohesión (Kg/cm2)
=
Peso unitario del suelo (gr/cm3)
Df
=
Profundidad de cimentación
B
=
Ancho del cimiento
Nc, Nq, N
=
Factores de capacidad de carga
Sc, Sq, S
=
Factores de forma
F.S.
=
Factor de seguridad
Reemplazando datos,
según corresponda
para cada estribo
considerando la influencia del nivel freático se obtiene:
GRAFICO Nº 9
q ad = 3.57kg/cm2
y
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6.00 ANALISIS DE ASENTAMIENTOS Se determinó los asentamientos a esperarse en la Calicata C-1, M-1; para tal efecto se utilizó el método elástico para el cálculo de los asentamientos inmediatos según la relación siguiente: Dónde:
S =
qB(1 - u 2 ) I E S
S
=
Asentamiento inmediato en cm.
u
=
Relación de Poisson
If
=
factor de forma (cm/m)
Es
=
Módulo de elasticidad (Ton/m2)
q
=
Presión de trabajo (Ton/m2)
B
=
Ancho de la cimentación (m)
Según los metrados de cargas, la presión de trabajo para la Calicata C-1, M-1 es 3.57 kg/cm2, con lo cual resulta:
CUADRO Nº 9
Material
Concreto Armado
Tipo de Cimentacion
Cuadrada
Df (m)
B
Qadm (kg/cm2)
S (cm) Rigida
S (cm) Flexible S (cm) Flexible Centro Esquina
S (cm) Flexible Medio
1.00
1.00
2.50
0.04
0.05
0.03
0.05
1.50
1.30
3.57
0.07
0.10
0.05
0.09
2.00
1.40
4.56
0.10
0.14
0.07
0.12
2.50
1.60
5.58
0.14
0.20
0.10
0.17
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7.00
CONTENIDO DE SALES Se efectuó un ensayo de contenidos de sales en una muestra representativa de material proveniente de la calicata C1 obteniéndose los siguientes resultados: CUADRO N° 10 CUADRO COMPARATIVO DE SULFATOS Y SU GRADO DE AGRESIVIDAD AL CONCRETO (VALORES EXPRESADOS EN PARTES POR MILLÓN)
CUADRO Nº 11
RESULTADOS ENSAYOS QUÍMICOS
Calicata
C-1
Muestra
M-1
Profundidad (m)
0.00-3.00
SO4 = Sulfatos ppm = Partes por millón
Clasificación SUCS
GC
Sulfatos Solubles (ppm)
2178
Sales Cloruros
Solubles
(ppm)
Totales (ppm)
109
2394
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El porcentaje de ppm de sales solubles es SEVERO, por lo tanto se recomienda utilizar Cemento Portland Tipo V en la preparación del concreto de los cimientos de la estructura. Para determinar el grado de agresividad del suelo a la cimentación de estructuras se han realizado ensayos químicos a las muestras, determinando los contenidos de sulfatos. De la comparación de los resultados obtenidos y los límites permisibles de agresión de sulfatos al concreto, estos presentan un grado de agresión SEVERO colindante a la C-1 y se recomienda Cemento Portland Tipo V.
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8.00
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En concordancia con las investigaciones geotécnicas de campo y laboratorio se deduce:
8.1
El presente Informe Técnico corresponde al Estudio Geotécnico con Fines de Cimentación del Proyecto: Creación Del Centro De Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno.
8.2
El mencionado Proyecto consiste en la construcción Del Centro De Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno, según el diseño estructural, las columnas se cimentarán mediante zapatas de concreto armado.
8.3
Las columnas se cimentarán mediante zapatas de concreto armado desplantadas a una profundidad mínima de 1.50 m. Se calculó la capacidad de carga admisible, obteniéndose:
C-1, M-1 : 8.4
qad = 3.57 kg/cm2
Se calculó el asentamiento a producirse en las columnas por el método elástico, obteniéndose: S = 0.10 cm.
8.5
El material de relleno con material propio a colocarse sobre las zapatas y sobre el cimiento, deberá ser compactado en capas de 0.30 m. debiendo alcanzar un grado de compactación mínimo del 95 % de la Máxima Densidad Seca del Ensayo Próctor Modificado. El material a usarse para tal fin deberá ser del tipo granular de limpio a ligeramente arcilloso con un contenido de finos no mayor de 12 % y el tamaño máximo de las gravas no deberá ser mayor de 3” en su máxima dimensión.
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8.6
Para efectos del cálculo de empuje activo sobre la zapata y verificar su estabilidad, al material de relleno compactado se le asignará los siguientes parámetros. Angulo de fricción interna
:
29.7
Cohesión, C (Kg/cm2)
:
0.12
8.7 Presenta sales agresivas SEVERO por lo cual se podrá utilizar cemento Portland Tipo V, en la preparación del concreto de los cimientos.
8.8 Según la información de campo proporcionada por el Área de Búsqueda de terrenos el tipo de terreno de la zona del proyecto es NORMAL.
8.9 Las Conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente Informe Técnico solo son válidos para el Centro De Servicios – Tambo en el Centro Poblado Gilatamarca, Distrito Ácora, Provincia Puno, Departamento Puno y no avala a otros que lo tomen como referencia.
8.10 Los suelos y sus características solicitadas son recomendaciones técnicas, en algunos casos normativos y en otros de experiencias profesionales. En cualquier caso será el contratista el responsable de usar los suelos recomendados u otros existentes en la zona del proyecto que cumplan o mejoren las características solicitadas”.
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BIBLIOGRAFÍA •
Norma E-050
“Suelos y Cimentaciones” – Reglamento Nacional de
Construcciones •
Norma E-030
“Diseño Sismo Resistente” – Reglamento Nacional de
Construcciones •
INGEMMET – Mapas Geológicos
•
Braja M. Das “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”
•
Lambe - Whitman “Mecánica de Suelos”
•
A.C.I.
“Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones”
•
Juárez Badillo – Rico Rodríguez “Mecánica de Suelos”
•
UNI – FIC - DAMS
“Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones
Superficiales” •
Alva Hurtado J. (1992), “Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones”, Capítulo de Estudiantes ACI-UNI, Lima.
•
Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), “Soil Mechanics in Engineering Practice”, John Wiley, New York.
•
Vesic
A.
(1973),
“Análisis
de
la
Capacidad
de
Carga
de
Cimentaciones •
Superficiales”, JSMFED, ASCE, Vol. 99.
•
Memorias del Seminario Taller, Mecánica de Suelos y Exploración Geotécnica (2002) - Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres –Facultad de Ingeniería Civil – Universidad Nacional de Ingeniería.
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ANEXO I
ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO II
CÁLCULO DE CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS
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ANEXO III PLANO DE UBICACIÓN
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ANEXO IV ILUSTRACION FOTOGRAFICA