328909569-Informe-Calicata-Ult.docx

CALICA CALI CAT TA A CIELO CIE LO ABIERTO ABI ERTO

CURSO:

P R E S E N TA TA D O P O R :

AB A NC A Y 23 - 1 0- 20 1 5

Calicata a Cielo Abierto

PRESENTACION

Se debe tener en cuenta que en la vida practica de un ingeniero, antes de proyectar una obra civil de cualquier tipo. Este requiere información verdadera sobre las características físicas y mecánicas del terreno de fundación. Por lo que se requiere realizar la exploración del terreno en cuestión y además el muestreo correspondiente para poder determinar en laboratorio las características del terreno de fundación. Este Informe trata sobre la apertura de una calicata para su estudio de la implementación de un perfil estratigráfico, para poder observar y reconocer los estratos o capas que se encuentran en ese suelo teniendo en cuenta también su porcentaje de humedad. Además se dará las definiciones de algunos conceptos relacionados con el estudio de suelos, calicatas, porcentaje de humedad y estratigrafía, definición de estratos y algunos conceptos básicos referidos a este tema. Tambien se dara a detalle la ubicación del lugar de estudio, herramientas utilizadas, fotografías a cada avance de la calicata y un perfil estratigráfico donde también se verá el grado de humedad en cada estrato.

PERFIL ESTRATIGRAFICO – CALICATA MOYOCORRAL

Contenido PRESENTACION ............................................................................................................................................ 0 I. MARCO TEORICO ............................................................................................................................ 2 I.1. Suelo ................................................................................................................................................ 2 I.2. Calicatas .......................................................................................................................................... 2 I.3.

Humedad del Suelo........................................................................................................................... 3

HORIZONTE DEL SUELO........................................................................................................................... 5 ESTRATIGRAFIA. ........................................................................................................................................ 6 ESTRATIGRAFIA RELATIVA .................................................................................................................... 6 ESTRATIGRAFIA ABSOLUTA................................................................................................................... 7 OBJETIVO DE LA ESTRATIGRAFIA. ....................................................................................................... 8 ESTRATIGRAFIA SECUENCIAL. .............................................................................................................. 8 PERFIL ESTATIGRAFICO .......................................................................................................................... 8

II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.

UBICACIÓN ...................................................................................................................................... 11 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 12 INSTRUMENTOS ............................................................................................................................ 12 PROCEDIMIENTO .......................................................................................................................... 13 CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 16 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 16 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 17 ANEXOS ........................................................................................................................................... 18

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I.

MARCO TEORICO

I.1. Suelo Es común creencia la de que el suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no sujetas a ninguna organización. Pero en realidad se trata de un conjunto con organización definida y propiedades que varían “vectorialmente”. En la dirección vertical generalmente sus propiedades cambian mucho más rápidamente que en la horizontal. El suelo tiene perfil, y este es un hecho del que se hace abundante aplicación. “Suelo” es un término del que hacen uso diferentes profesantes. La interpretación varía de

acuerdo con sus respectivos intereses. Para el agrónomo, por ejemplo, la palabra, se aplica a la parte superficial de la corteza capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretación demasiado restringida para el Ingeniero. Para el Geólogo es todo material intemperizado en el lugar en que ahora se encuentra y con contenido de materia orgánica cerca de la superficie; esta definición peca de parcial en Ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no intemperizados posteriormente a su transporte. Para los fines de mecánica de suelos, la palabra Suelo representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan excluidas de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo. I.2. Calicatas Las calicatas, zanjas, rozas, pozos, etc., consisten en excavaciones realizadas mediante medios mecánicos convencionales, que permiten la observación directa del terreno a cierta profundidad, así como la toma de muestras y la realización de ensayos en campo. Tienen la ventaja de que permiten acceder directamente al terreno, pudiéndose observar las variaciones litológicas, estructuras, discontinuidades, etc., así como tomar muestras de gran tamaño para la realización de ensayos y análisis. Las calicatas son una de las técnicas de prospección empleadas para facilitar el reconocimiento geotécnico, estudios edafológicos o pedológicos de un terreno, permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y,

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por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. Las calicatas permiten: 

Una inspección visual del terreno “in situ”



Toma de muestras Realización de algún ensayo de campo



. Sin embargo, cuentan con las siguientes limitaciones: 

La profundidad no suele exceder de 4m



La presencia de agua limita su utilidad.



El terreno debe poderse excavar con medios mecánicos.



Para su ejecución es imprescindible cumplir las normas de seguridad frente a derrumbes de las paredes, así como cerciorarse de la ausencia de instalaciones, conclusiones, cables, etc.

Los resultados de este tipo de reconocimientos se registran en estadillos en los que se indica la profundidad, continuidad de los diferentes niveles, descripción litológica, discontinuidades, presencia de filtraciones, situación de las muestras tomadas y fotografías. I.3. Humedad del Suelo El agua suele estar presente en los suelos o terrenos en forma de una delgada capa absorbida a la superficie de las partículas o como líquido libre entre éstas. Si el contenido de agua de un suelo está principalmente en forma de capa, o humedad absorbida, entonces no se comporta como líquido. Todos los sólidos tienden a absorber o condensar en su superficie cualquier líquido (y gas) que entra en contacto con ellos. El tipo de ión, o de elemento metálico, presente en la composición química de un sólido, influye considerablemente en la cantidad de agua que éste pueda absorber. Por tanto, los procedimientos de intercambio iónico para la estabilización de los suelos y el control de la percolación forman parte importante de la mecánica de suelo. Las capas delgadas de agua son más fuertes que el agua de poros. En 1920, Terzaghi estableció que las películas de agua de menos de 5.04 x 10-5 mm de espesor se comportan como semi-sólidos; no hierven ni se congelan a temperaturas normales. En consecuencia con lo anterior, los suelos o terrenos saturados se congelan con más facilidad que los suelos anegados, y los cristales de hielo crecen al tomar humedad libre de los poros. Luego un deshielo repentino libera grandes cantidades de agua, MECANICA DE SUELOS

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lo que suele tener drásticos resultados. Cuando los líquidos se evaporan, lo primero que hacen es formar capas, por lo que se requiere un considerable aumento térmico para efectuar el cambio de estado entre la película líquida y el vapor. Por consiguiente, el efecto de temperatura sobre el estado físico del suelo se explica en términos de la reducción del espesor de las capas de líquido al elevarse dicha temperatura.

La presencia de humedad en el suelo o terreno es fundamental para controlar la compactación. La mejor manera de efectuar la compactación de suelos, sea por medios artificiales o naturales, es bajo condiciones de humedad bastante definidas, ya que la redistribución de las partículas del suelo para que ocupen un menor volumen no es posible cuando se carece de suficiente humedad para cubrir cada gránulo. La película de agua hace las veces de lubricante, lo que facilita los movimientos relativos de las partículas, y su tensión capilar las sostiene en su sitio. Desde luego, si los granos son de menor diámetro se necesita más agua a fin de lograr mejor estabilización que en el caso de partículas más gruesas. La determinación de contenido de humedad es un ensayo de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco, como una definición. =

 

× 100%

Donde: MECANICA DE SUELOS

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Ww: peso de agua presente en la masa de suelos Ws: peso de los sólidos en el suelo HORIZONTE DEL SUELO Se llama horizontes del suelo a una serie de estratos horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes. Clásicamente, se distingue en los suelos completos o evolucionados tres horizontes fundamentales que desde la superficie hacia abajo son: 









Horizonte O, o capa superficial del horizonte A: es la parte más superficial del suelo, formado por hojas, ramas y restos vegetales. Horizonte A, o zona de lavado vertical: es el más superficial y en él enraíza la vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua arrastrándola hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles. Horizonte B o zona de precipitado: carece prácticamente de humus, por lo que su color es más claro (pardo o rojo), en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, etc., situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas tropicales. Horizonte C o subsuelo: está constituido por la parte más alta del material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la alteración mecánica y la química (la alteración química es casi inexistente ya que en las primeras etapas de formación de un suelo no suele existir colonización orgánica), pero en él aún puede reconocerse las características originales del mismo. Horizonte D, horizonte R, roca madre o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. Algunos distinguen entre D, cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con la composición mineral del suelo que tiene encima.

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ESQUEMA DEL SUELO

O  Materia Orgánica (TOP SOIL) A  Suelo (HORIZONTE A)

B

Sub suelo (HORIZONTE B)

C

Material Parental (HORIZONTE

D

ROCA MADRE (HORIZONTE D)

ESTRATIGRAFIA. La estratigrafía, es la ciencia de las ramas de la geología que proviene del latín STRATU y del griego GRAPHIA, es la descripción de todos los cuerpos rocosos que forman la corteza terrestre y de su organización en unidades distintas, útiles y cartografiables. Las unidades están basadas en sus características o cualidades a fin de establecer su distribución y relación en el espacio y su sucesión en el tiempo, y para interpretar la historia geológica. ESTRATIGRAFIA RELATIVA Ordena los estratos y acontecimientos en una secuencia según su antigüedad. Se apoya en los principios básicos de la estratigrafía: 

Principio de la horizontalidad original: Puede enunciarse diciendo que en condiciones normales los sedimentos se depositan de manera que adquieren una disposición horizontal.

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



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Principio de la continuidad lateral: Los cuerpos sedimentarios se extienden en todas direcciones y sentidos hasta que su espesor se hace cero o llegan al borde de la cuenca de sedimentación. Es decir, los cuerpos sedimentarios no son infinitos. Principio de la superposición: Los estratos se depositan horizontales y unos sobre otros de manera que toda capa superpuesta a otra es más moderna que aquella y a la inversa. Este principio fue aplicado por primera vez por Steno en 1669. Principio del uniformismo: Las leyes y los procesos naturales que rigen esas leyes han permanecido uniformes a lo largo del tiempo geológico. Principio del actualismo: Los fenómenos y procesos que están actuando hoy en día son los mismos que han actuado durante los tiempos geológicos, y producen los mismos efectos que produjeron en el pasado. Principio de la sucesión faunística o de la correlación: Los grupos de organismos fósiles se suceden en un orden definido y determinado, de manera que cada periodo puede reconocerse por sus fósiles correspondientes, Ejemplo: los trilobites corresponden a la era primaria; los ammonites, a la secundaria; y los nummulites, a la terciaria. Principio de la sucesión de eventos: Todo acontecimiento geológico es posterior a las rocas y procesos afectados por él. Principio de los fragmentos incluidos: Cuando en una roca se encuentran fragmentos de otra roca, la roca de la que proceden los fragmentos es más antigua que la que los contiene.

ESTRATIGRAFIA ABSOLUTA Permite hallar la edad de un estrato o acontecimiento geológico determinado, por los métodos:

Biológicos: analizan ritmos biológicos que siguen intervalos regulares de tiempo en su desarrollo (los anillos de los árboles y las estrías de los corales).  Sedimentológicos: Analizan los depósitos de sedimentos que siguen intervalos regulares de tiempo.Ejemplo: las varvas glaciares son sedimentos en el fondo de los lagos glaciares. En invierno se deposita un sedimento delgado y oscuro; y en verano, uno grueso y claro. Así, cada pareja de capas corresponde a un año.  Radiométricos: se basan en el período de semidesintegración de los elementos radiactivos; éstos transforman en dicho período la mitad de su masa en elementos no radiactivos. Así, conocido el período de semidesintegración de un 

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elemento radiactivo contenido en un estrato y el porcentaje del elemento radiactivo que se ha desintegrado, se puede precisar la antigüedad del material. OBJETIVO DE LA ESTRATIGRAFIA. 

Identificación de estratos, interpretación genética de los sedimentos que los integran y establecimiento de la sucesión estratigráfica local.



Correlación entre las series estratigráficas y diferenciación de unidades estratigráficas y tectosedimentarias que ofrezcan el armazon necesario para encuadrar los procesos y fenómenos.



Interpretación estratigráfica: A partir de los datos anteriores se pueden conocer las características de los medios sedimentarios, su extensión y sus relaciones laterales hasta llegar a la reconstrucción de la cuenca y de la geografía pretérita, es decir, la paleogeografía. ESTRATIGRAFIA SECUENCIAL.

Es la ciencia que estudia las secuencias deposicionales y las unidades tectosedimentarias, conjunto de criterios genéticos, conjuntos de sedimentos agrupados con criterios genéticos, sedimentológicos y tectónicos. PERFIL ESTATIGRAFICO Algunos conceptos relacionados con estratigrafía: a) ESTRATIGRAFIA La Estratigrafía es una rama de la geología que estudia las rocas teniendo en cuenta la secuencia temporal y los materiales que la constituyen. b) ESTRATIFICACION Es el modo como se depositan las rocas sedimentarias de acuerdo al agente y al ambiente sedimentario. Es así que se tienen estratificaciones distintas. La estratificación caracteriza a una serie de capas maso menos paralelas denominadas ESTRATOS c) COLUMNA ESTATIGRAFICA Es la sucesión vertical de rocas sedimentarias existentes en una determinada área. A través de la correlación entre columnas es posible la reconstrucción del perfil estratigráfico entre ellas. d) PERFIL ESTRATIGRAFICO Es el que se realiza a partir de datos de perforaciones, de datos de prospección geofísica, o bien de cortes naturales o artificiales del terreno que muestran las rocas que conforman MECANICA DE SUELOS

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la columna estratigráfica, mediante los cuales se puede reconstruir la estratigrafía del subsuelo, acorde con la profundidad que demanda el proyecto.

ESTRATOS O CAPAS Definición: Para la geología, el estrato es cada una de las capas en que pueden dividirse las rocas debido al proceso de sedimentación. Los estratos aparecen como capas horizontales de espesor más o menos uniforme, con interfaces nítidos en comparación al MECANICA DE SUELOS

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estrato más joven que se sitúa encima y al estrato más antiguo que se encuentra debajo. La capa más vieja se conoce como base o muro, mientras que la más joven recibe el nombre de techo. ESTRATIFICACIÓN DE CALICATA (MOYOCORRAL) La característica estratigráfica que presenta la calicata realizada en la zona de estudio, que se encuentra en las faldas del santuario ecológico del AMPAY es de tipo ALUVIAL con presencia de Arcilla (40%), Limo (25%), Areniscas (25%) y Gravas (10%), provenientes de la sedimentación secuencial por gravedad de las formaciones pre existentes de la parte superior como son, formación COPACABANA (Calizas y Lutitas Negras) y formación MITU (areniscas feldespáticas, lutitas rojas arcosas y conglomerados).

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II. Plano de ubicación de la región en el país

UBICACIÓN Plano de ubicación de la provincia en la región

Imagen de la provincia de Abancay

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Imagen de localización de calicata Moyocorral

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III.

OBJETIVOS



Obtener una correcta exploración y muestreo de suelos.



El objetivo es describir los procedimientos en la excavación de una calicata, obteniendo muestras por estrato que conserven la estructura y la humedad que tiene en su estado natural, cuando pueden tomarse de una superficie o de una profundidad a la que se lleva por excavación a cielo abierto.

IV.      

  



INSTRUMENTOS

Pico Pala Barreno Balde Wincha Cámara fotográfica Bolsas Sacos GPS Balanza

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V.

PROCEDIMIENTO

Inicio del trabajo con todas las herramientas a emplear.

Delimitar el terreno con dimensiones aproximadas de 1.20 m x 1.20 m.

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Una vez tomadas las medidas se empieza la excavación.

Tomamos muestras a cada 20cm para determinar el grado de humedad.

Se hace toma de fotografías para la observación de estratos. Determinamos la cantidad de estratos observados en la calicata. Medimos la altura de cada estrato con respecto a la superficie.

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Llegado a los 2.5 m de profundidad, se hace la toma de muestra alterada de 100kg.

Todas las muestras son guardadas y bien selladas para su posterior análisis. Al siguiente día se hizo el análisis de porcentajes de humedad para cada muestra tomada. y la observación del suelo esto con el fin de determinar los estratos que este posee. MECANICA DE SUELOS

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VI.

CONCLUSIONES

Se puede decir, que el estudio del suelo a través de una calicata ayuda a identificar más exactamente el perfil de suelo de un determinado lugar y su composición. Se determinó la variación de humedad del terreno a diferentes alturas (sector de moyo corral -león mayo), esto puede servir como referencia para futuros estudios. El promedio del porcentaje de humedad es 18,86.

VII.

RECOMENDACIONES

Antes de realizar el trabajo se debe contar con un plan de trabajo tanto en lo logístico y en personal. Las herramientas a utilizar deben estar en perfectas condiciones para realizar la labor de excavación de calicatas. Es importante señalar que las muestras obtenidas deben estar correctamente señaladas e identificadas para su facilidad de trabajo en laboratorio, en caso no se siga esta instrucción se corre el riesgo de confundir las muestras y como consecuencias los resultados que se obtengan.

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VIII.

BIBLIOGRAFIA

Manual de Laboratorio de Suelos en Ingenieria civil, Joseph E. Bowles, McGRAW.HILL, Mexico Juarez Badillo/Rico Rodriguez, Mecánica de Suelos, Limusa Noriega Editores, Mexico, Pag. 644. Angel R. Huanca Borda, Mecánica de Suelos y Cimentaciones, Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica.

Páginas Web: -

http://grupos.unican.es/gidai/web/asignaturas/CI/Cimentaciones.pdf http://es.slideshare.net/hernandezchanaga/calicata

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IX.

ANEXOS

FOTOGRAFIAS DE LA APERTURA DE CALICATA

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PERFIL ESTRATIGRAFICO CALICATA - MOYOCORRAL I  ARCILLA ORGANICA Cota: 2628.00 msnm Cota: 2627.90 msnm

II  ESTRATO ARCILLO, LIMOSO Y ARENOSO.

Cota: 2627.20 msnm

III  ESTRATO ARCILLO, LIMOSO Y ARENOSO CON PRESENCIA DE CLASTOS DE ROCA.

Cota: 2626.50 msnm

IV  ESTRATO ARCILLO, LIMOSO, ARENOSO CON MAYOR PRESNCIA DE CLASTOS DE ROCAS

Cota: 2625.50 msnm

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