Estudio de Mecanica de Suelos - MRALF

INFORME GEOTECNICO ING / GEOL - JCRS Nº 065 – VIENTISEIS DE OCTUBRE PIURA 2016. PROYECTO MEJORAMIENTO DE RECREACION ACTIVA EN EL A.H LOS FICUS II ETAPA, DISTRITO DE VIENTISEIS DE OCTUBRE, PIURA - PIURA.

“

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

SOLICITA: MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VEINTISEIS DE OCTUBRE. AGOSTO - 2016.

Jr: Huancavelica Nº 371 Chulucanas

Piura

[email protected]

INDICE

1.0

2.0

3.0

GENERALIDADES 1.1

Introducción

1.2

Objetivo

1.3

Ubicación

1.4

Trabajos Realizados Realizados

CONDICIONES CONDICI ONES GEOLOGICAS DE LA ZONA 2.1

Geomorfología

2.2

Procesos Geodinámicas

2.3

Sismicidad

CONDICIONES CONDICI ONES GEOTECNICAS 3.1

Tipos de Suelos y Rocas

3.2

Características Caracterí sticas Geotécnicas de Suelos (Propiedades Físico – Mecánicas)

3.3

Parámetros Geotécnicos Geotécnicos

3.4

Condiciones Geotécnicas


Piura

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INDICE

1.0

2.0

3.0

GENERALIDADES 1.1

Introducción

1.2

Objetivo

1.3

Ubicación

1.4

Trabajos Realizados Realizados

CONDICIONES CONDICI ONES GEOLOGICAS DE LA ZONA 2.1

Geomorfología

2.2

Procesos Geodinámicas

2.3

Sismicidad

CONDICIONES CONDICI ONES GEOTECNICAS 3.1

Tipos de Suelos y Rocas

3.2

Características Caracterí sticas Geotécnicas de Suelos (Propiedades Físico – Mecánicas)

3.3

Parámetros Geotécnicos Geotécnicos

3.4

Condiciones Geotécnicas


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ESTUDIO DE MECANICA SE SUELOS INFORME TECNICO 1.0

GENERALIDADES

1.1

Introducción A solicitud de la MUNICIPALIDAD MUNICIPALIDAD VEINTISEIS DE OCTUBRE, se realizó el EMS para el proyecto “MEJORAMIENTO DE RECREACION ACTIVA EN EL A.H LOS FICUS II ETAPA, DISTRITO DE VIENTISEIS DE OCTUBRE, PIURA - PIURA”. Como parte de este Proyecto se realizó el Estudio de Mecánica de Suelos a cargo del Ing. José Carlos Rivas Saavedra, del distrito Veintiséis de octubre. Los trabajos se desarrollaron desarrollaron en el mes de Agosto con la ejecución excavación de 02 calicatas con toma de muestras, ensayos de laboratorio.

1.2

Objetivo El objetivo principal del presente informe es presentar las características físico

mecánicas y

–

parámetros geotécnicos de los materiales en el área del proyecto, en las obras programadas.

1.3

Ubicación La zona de interés, políticamente se ubica en la zona Norte del territorio peruano, en la Región de Piura, en la Provincia de Piura, distrito de Veintiséis de octubre. Geográficamente el área se encuentra enmarcada dentro de las siguientes coordenadas topográficas absolutas:

9´426,288 N 538,106 E


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UBICACIÓN FUENTE GOOGLE EARTH

1.4

Trabajos Realizados Se realizaron los siguientes trabajos:

•

•

Excavaciones de calicatas.- En total se excavaron 02 calicatas que se presentan en el siguiente cuadro: ITEM

TIPO DE SUELO

C -1

Arena Mal Gradada (SP)

C -2

Arena Mal Gradada (SP)

Ubicación Visual de las siguientes canteras: -

Cantera Zapata (Cantera existente de material para agregados, sub rasante y rasante).

-

Cantera Avendaño (Cantera existente de material para agregados, sub rasante y rasante).


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CANTERA

UBICACION

MATERIAL

PROPIETARIO

Cantera Zapata

Vice

Grava Arenosa (GP - GM).

Sr. Armando Zapata

Cantera Avendaño

Sechura

Grava mal Graduada (GP-GM).

Sr. Clemente Avendaño

Toma muestras representativas de los materiales

•

Ensayos en laboratorio de propiedades de material para determinación de propiedades

•

físico-mecánicas y su calidad.

La relación de ensayos realizados se presenta en el siguiente Cuadro:

LABORATORIO SUELOS

ZONA

DESIGNACIÓN

A.H LOS FICUS II ETAPA - 26 DE OCTUBRE.

Analisis Granulometrico (SUCS)

Limites Atterberg (LL, L:P)

Proctor Modificado

Humedad Natural

Prof. (m)

Prof. (m)

Prof. (m)

Prof. (m)

C-1

0.20 - 3.00

C-2

0.30 - 3.00

2

PH

Sales Sol. Totales

Contenid. Sulfatos

Contenid. Cloruros

Prof. (m)

0.20 - 3.00 0.30 - 3.00

TOTAL

ANÁLISIS QUÍMICOS

0.30 - 3.00

1

1

1

1

1

1

1

1

0.30 - 3.00

1

1

2.0

CONDICIONES GEOLOGICAS DE LA ZONA

2.1

Geomorfología

2

La zona de estudio se ubica en la superficie ondulada formada por depósitos cuaternarios. La superficie se caracteriza con relieve prácticamente plano, con un pendiente general hacia la línea de mar y con variación de cotas de nivel de 41.0 m.s.n.m.


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2.2 Geológia La conformación litológica regional está definida por tres tipos de formaciones geológicas de diferentes edades, para la cual describiremos del más antiguo al más reciente.

CUATERNARIO RECIENTE. Depósitos Fluviales (Qr-fl). Son los depósitos acumulados en el fondo de los grandes cursos fluviales, están constituidos por conglomerados inconsolidados, arenas sueltas y materiales limo-arcillosos, estos depósitos tienen mayor amplitud en los tramos de valle y llanura.

Depósitos Aluviales (Qr-al). Se encuentran al pie de las estribaciones de la Cordillera Occidental y en los flancos de los grandes cursos fluviales, en algunos sectores están parcialmente cubiertos por depósitos eólicos, algunas veces conformando llanuras aluviales. Los materiales depositados son conglomerados y fanglomerados polimícticos, poco consolidados, con una matriz areniscosa ó limo arcilloso, cuyas composiciones varían de acuerdo a los terrenos de donde provienen.

Depósitos Eólicos (Qr-e). Los mantos de arena eólica se han depositado en gran volumen debido a la superposición de dunas que se encuentran estabilizadas por la vegetación, se observa que éstos depósitos han sufrido erosión fluvial, de sistema dendrítico; más al Norte, estos materiales están inconsolidados por lo que las dunas están en constante movimiento. El movimiento de los mantos de arena de Sur a Norte y de Suroeste a Noroeste, ha originado la desviación del cauce del río Piura hacia el Norte.


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Geología


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Columna Geológica de la zona de estudio

Características Topográficas


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Signos Convencionales

2.3

Procesos Geodinámicas Procesos de intemperismo determinan la alteración de los suelos arenosos que se presentan en la zona.

2.4

Sismicidad Según Norma E.030

Diseño Sismoresistente la zona se ubica en la Zona 4, que se

caracteriza con factor Z

aceleración máxima para período de retorno 50 años con

–

probabilidad 10%, igual a 0.45 g.


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El sector del Nor-Oeste de Perú se caracteriza por su actividad Neotectónica muy tenue, particularidad de la conformación geológica de la zona; sin embargo, los Tablazos marinos demuestran considerables movimientos radiales durante el Pleistoceno, donde cada tablazo está íntimamente relacionado a levantamientos de líneas litorales, proceso que aún continúa en la actualidad por emergencia de costas. Debido a la confluencia de las placas tectónicas de Cocos y Nazca, ambas que ejercen un empuje hacia el Continente, a la presencia de las Dorsales de Grijalvo y Sarmiento, a la presencia de la Falla activa de Huaypirá se pueden producir sismos de gran magnitud como se observa en el siguiente cuadro:

Sismos Históricos (MR .> 7.2 ) de la región


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Magnitud Fecha

Escala Richter

Hora

Lugar y Consecuencias

Local

Sechura destruida, número de muertos no

Jul. 09 1587

---

19:30

Feb. 01 1645

---

---

Daños moderados en Piura

Ago. 20 1657

---

---

Fuertes daños en Tumbes y Corrales

Jul. 24 1912

7,6

Dic. 17 1963

7,7

12:31

Dic. 07 1964

7,2

04:36

Dic. 09 1970

7,6

23:34

determinado

Parte de Piura destruido Fuertes daños en Tumbes y Corrales Algunos daños importantes en Piura, daños en Talara y Tumbes Daños en Tumbes, Zorritos, Máncora y Talara.

Las limitaciones impuestas por la escasez de información sísmica en un período estadísticamente representativo, restringe el uso del método probabilístico y la escasez de datos tectónicos restringe el uso del método determinístico, no obstante un cálculo basado en la aplicación de tales métodos, pero sin perder de vista las limitaciones citadas, aporta criterios suficientes para llegar a una evaluación previa del riesgo sísmico en el Norte del Perú, J. F. Moreano S. (trabajo de investigación docente UNP, 1994) establece la siguiente ecuación mediante la aplicación del método de los mínimos cuadrados y la ley de recurrencia : Log n = 2.08472 - 0.51704 +/- 0.15432 M. Una aproximación de la probabilidad de ocurrencia y el período medio de retorno para sismos de magnitudes de 7.0 y 7.5 Mb. se puede observar en el siguiente cuadro: Magnitu d

Probabilidad de Ocurrencia

Mb

20 (años)

30 (años)

40 (años)

7.0 7.5

38.7 23.9

52.1 33.3

62.5 41.8

Período medio de retorno (años)

40.8 73.9


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PARÁMETROS PARA DISEÑO SISMO – RESISTENTE De acuerdo al Mapa de Zonificación sísmica para el territorio Peruano (Normas Técnicas de edificaciones E.030 para Diseño Sismorresistente), el área de estudio se ubica en la zona IV, cuyas características principales son: 1. Sismos de Magnitud VII MM. 2. Hipocentros de profundidad intermedia y de intensidad entre VIII y IX. 3. El mayor Peligro Sísmico de la Región está representado por 4 tipos de efectos, siguiendo el posible orden (Kusin,1978) : 

Temblores Superficiales debajo del océano Pacífico.



Terremotos profundos con hipocentro debajo del Continente.



Terremotos superficiales locales relacionados con la fractura del plano oriental de la cordillera de los Andes occidentales.



Terremotos superficiales locales, relacionados con la Deflexión de Huancabamba y Huapyra de actividad Neotectónica.

De la Norma Técnica de edificaciones E.030 para Diseño Sismorresistente se obtuvieron los parámetros del suelo en la zona de estudio: FACTORES Parámetros de zona Factor de zona Suelo Tipo Amplificación del suelo Periodo predominante de vibración

VALORES zona 4 Z (g) = 0.45 S – 3 S = 1.4 Tp = 0.9 seg

Sísmico

C = 0.60

Uso

U = 1.00

El factor de reducción por ductilidad y amortiguamiento depende de las características del diseño del Servicio de Recreación Activa, según los materiales usados y el sistema de estructuración para resistir la fuerza sísmica. Jr: Huancavelica Nº 371 Chulucanas

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3.0

CONDICIONES GEOTECNICAS El área de estudio, se ubica en el distrito de Veintiséis de Octubre, que desde el punto de vista geomorfológico se encuentra la margen derecha del valle Rio Piura. Esta superficie se caracteriza con cotas de nivel de orden de 41.00 msnm. La depresión está conformada por depósitos cuaternarios, la potencia de los cuales supera los 3.0m. Las obras principales se ubican en 01 sector principal: -

Sector 1 : Se ubican en el A.H Los Ficus II etapa; (C – 1 y C - 2).

La evaluación de las condiciones geotécnicas de obras se presenta de manera general.

3.1

Tipos de Suelos y Rocas La ejecución de las investigaciones geotécnicas, ejecutadas en el mes de Agosto del año 2016 por JCRS, ha demostrado que la zona de estudio, comprende depósitos conformados básicamente por arenas malgradadas, no plásticas, no influenciadas por el nivel freático. La potencia de estos depósitos, según investigaciones realizadas en la zona, es mayor de 3.0 m. Considerando las características, su estado, origen y propiedades físico-mecánicas en el área del proyecto se ha determinado los siguientes tipos de suelos: 

Calicata C – 1. 0.00m. - 0.20m Materiales de relleno.Material de relleno con gravas aisladas, presencia de raíces finas en matriz areno limosa color marrón claro.

0.20m. - 3.00m Suelos Arenosos.Los suelos están constituidos por arena malgradada, de color beige, de consistencia suelta a media, Humedad media. Granulométricamente está conformada por Grava 0.00% Arenas 95.05% y finos 4.95 %. De acuerdo a la clasificación SUCS corresponde a SP.


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Calicata C – 2 0.00m. - 0.30m Material de Relleno.-



Materiales de relleno contaminados con sólidos (gravas y restos de ladrillos), en matriz areno limosa color marrón claro.

0.30m. - 3.00m Suelos Arenosos.Los suelos están constituidos por arena malgradada, de color beige, de consistencia suelta a media, humedad media. Granulométricamente está conformada por Grava 0.00% Arenas 94.87% y finos 5.13 %. De acuerdo a la clasificación SUCS corresponde a SP. Las características Físico – Mecánicas de los suelos se presentan en el Anexo (Ver Perfiles estratigráficos).

3.2

Características Geotécnicas de Suelos (Propiedades Físico – Mecánicas) Las Características Geotécnicas y Propiedades físico

mecánicas de los suelos se han

–

evaluado en base a las investigaciones y ensayos ejecutados en el área y comprenden lo siguiente:

3.3

-

Descripción de suelos en las exploraciones tipo calicatas

-

Ensayos de Mecánica de Suelos en Laboratorio.

-

Ensayos de Clasificación (granulometría, Límites de Atterberg y humedad natural)

Parámetros Geotécnicos Considerando lo indicado en ítem anterior y el análisis de información de los suelos proporcionada por el ensayo de resistencia DPL, en forma preliminar se presentan los siguientes parámetros geotécnicos: PARAMETROS GEOTECNICOS

TIPO DE SUELO

SUCS

Densidad ( Tm/m3 )

ARENA MALGRADADA

SP

1,56

Angulo Friccion Interno

Cohesionc (Tm/m3)

(º) 28

0,00


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3.4

Condiciones Geotécnicas 

En las excavaciones de la zona de estudio muestran que los materiales de subrasante corresponden de acuerdo a la descripción de calicatas, análisis granulométricos y límites de Atterberg se han determinado y clasificado los siguientes tipos: 



Arenas malgradadas (SP), color marrón beige, consistencia suelta a media, no plástica, humedad media.

Los suelos hasta la profundidad de 3.00 m. presentan los siguientes resultados o valores de propiedades geomecánicas:



Las muestras alteradas a la profundidad de exploración, contenido de cloruros (250ppm), sales solubles (145ppm), sulfatos (168ppm), carbonatos (0ppm)lo que nos indican que los suelos son de moderada agresividad al concreto y por lo tanto, se debe utilizar para el diseño del mismo, cemento portland tipo MS y/o Tipo II . •

Contenido de Humedad Natural: De acuerdo a la inspección de campo se comprobó que los porcentajes de los suelos 6.06%.

•

•

Peso Específico: para las arenas 1.67 gr/cm3. Peso Unitario: arenas están en 1.67 gr/cm3, en función a su contenido de humedad y compacidad natural.

•

Análisis granulométrico por tamizado: Este ensayo realizado utilizando mallas de acuerdo a las normas ASTM, mediante lavado o en seco permite identificar el tipo de suelo, que conjuntamente con el ensayo de plasticidad se obtiene los límites de Atterberg que permite la clasificación de los suelos; habiéndose establecido los tipos Arenas malgradadas (SP).

•

Densidad Máxima y Humedad Optima: Estas propiedades de los suelos naturales se han obtenido mediante el método de Compactación Proctor Modificado y los resultados muestran valores diferentes en función a la naturaleza homogénea del suelo. RELACION DENSIDAD HUMEDAD (ASTM D1557) proctor modificado

Muestra Arenas (SP)

DENSIDA MÁXIMA 1.577 gr/cm3

humedad optima 9.60 %


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Límite de Consistencia AASHO – 89 – 60: Con las fracciones que pasan el tamiz Nº 40, se realizaron ensayos de límites de consistencia de la muestras, dando Resultados No plásticos.

•

De acuerdo a los niveles establecidos, los valores de la Capacidad de Carga y capacidad Admisible o presión de Diseño (Pt) de los suelos, varía de la forma siguiente:

•

TIPO DE

B

SUCS

m

SUELO

Df

ARENA MALGRADADA

PARAMETROS

GEOTECNICOS

DE CARGA

q adm q ult

m

Tm/m² T/m

A D A R D A U C A T A P A Z

PARAMETROS

°

3

C Kg/cm

2

Nq

Ny

NC

S

E

FS

2

(Tm/m ) Tm/m

2

Kg/m

2

cm (S = 2.5 cm)

1,0

1,00

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

33,40

4,00

8,35

0,83

2.000

0,33

1,0

1,20

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

37,99

4,00

9,50

0,95

2.000

0,38

1,0

1,50

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

44,88

4,00

11,22

1,12

2.000

0,45

0,45

0,80

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

2 3,07

4,00

5,77

0,58

2.000

0,10

0,60

1,00

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

2 9,22

4,00

7,31

0,73

2.000

0,18

0,75

1,20

1,56

28

0,000

14,72

16,72

25,80

3 5,38

4,00

8,85

0,88

2.000

0,27

SP O D I R R O C O T N E I M I C

(SP)

RESUMEN DE CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

DESIGNACION

ARENA MALGRADADA

TIPO DE SUELO

ESTRUCTURA

ZAPATA CUADRADA SP CIMIENTO CORRIDO

ANCHO DE

PROFUND.

ZAPATA

DESPLANTE

B

D f

(mts)

(mts)

1,0

1,00

0,83

0,33

1,0

1,20

0,95

0,38

1,0

1,50

1,12

0,45

0,45

0,80

0,58

0,10

0,60

1,00

0,73

0,18

0,75

1,20

0,88

0,27

CAPACIDAD

ASENTAMIENTO

PORTANTE

(cm)

(Kg/cm 2)


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CONCLUSIONES 1. La zona de estudio donde se realizara el mejoramiento de Recreación Activa está ubicado en el A.H Los Ficus, distrito de Veintiséis de Octubre, Provincia de Piura, Departamento de Piura. 2. Los suelos de fundación están representados por: 

Arenas malgradadas, de acuerdo a la clasificación SUCS corresponde a SP.

3. Actualmente no se presenta condiciones para un fenómeno de licuación de arenas relacionados directamente con la presencia de la napa freática, tipos de suelos y eventos sísmicos importantes. 4. Los parámetros del suelo para diseño sismo resistente, en la zona de estudio corresponden a un suelo Tipo S 3, correspondiéndole un factor de amplificación del suelo S = 1.4 y periodo predominante de vibración de Tp = 0.9 seg. FACTORES Parámetros de zona Factor de zona Suelo Tipo Amplificación del suelo Periodo predominante de vibración

VALORES zona 4 Z (g) = 0.45 S – 3 S = 1.4 Tp = 0.9 seg

Sísmico

C = 0.60

Uso

U = 1.00

RECOMENDACIONES 1. La cimentación será del tipo superficial a la profundidad mínima de 1,30 mt, la presión de trabajo, presión de diseño o Capacidad Admisible del sub suelo de cimentación a la profundidad de 1.50m con un ancho de zapata de 1,00m, es de 1,12 Kg/cm² y cimiento corrido con ancho de 0,45m a la profundidad de 0,80 es de 0.58Kgr/cm².


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2. Los elementos del cimiento, deberán ser diseñados de modo que la presión de contacto sea inferior o cuando menos igual a la presión de diseño. 3.- Se recomienda mejoramiento en las estructuras a considerar: 

En las zapatas y cimientos corridos con el fin de nivelar de los suelos finalmente colocar 01 solado de 0.10mt, de espesor en una relación 1: 10, antes de la cimentación, se debe compactar el fondo de la cimentación.



En el área proyectada para la construcción de las tribunas se recomienda colocar afirmado con un IP de 4% como máximo; en un espesor de 0.40m el cual se compactara en 02 capas de 0.20m.



En los pisos y veredas se recomienda colocar una capa de base de 0,20 mt de afirmado con un IP de 4% como máximo.

4. Debido a que los porcentajes de Sales Solubles, Sulfatos y Cloruros son moderados, se recomienda utilizar en el diseño del concreto cemento portland tipo MS y/o TIPO II. 5. Los agregados se extraerán de las canteras propuestas en el siguiente cuadro se detalla las dosificaciones en volumen para las diferentes clases de concreto solicitas para las diferentes estructuras proyectadas: PROYECTO: CANTERA: VICE (ZAPATA).

CONCRETO f´c=

CEMENTO

ARENA

PIEDRA

HORMIGON

2

1

2.00

3.00

-----

2

1

1.52

2.54

------

2

1

2.10

3.13

-----

2

1

1.60

2.58

------

175 Kg/cm 210 Kg/cm

VIRGEN DE COCHARCAS

MEJORAMIENTO DE RECREACION ACTIVA EN EL A.H LOS FICUS II ETAPA, DISTRITO DE VIENTISEIS DE OCTUBRE, PIURA - PIURA

175 Kg/cm 210 Kg/cm

6. Los trabajos se realizaron en el mes de Agosto del 2016, las condiciones pueden variar de acuerdo a factores climáticos.


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CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCION

Se han visualizado las siguientes posibles fuentes de materiales de construcción:

Cantera Zapata La Cantera Zapata, se encuentra ubicada en el centro poblado de Vice en la carretera Vice

–

Sechura a 35 Km de distancia del área de proyecto. Está conformado por un depósito conglomerádico que pertenece a la Formación Tablazo de Talara, constituido por grava, cantos rodados y Boloneria subredondeados a redondeados, con matriz arenosa. Esta cantera está conformada por grava mal graduada y arena (GP), mezclas mal graduadas de gravas sub redondeadas a redondeadas y arena con cantos rodados y bolones redondeados, de coloración gris oscura. La matriz arenosa presenta de grano medio a grueso, densa a muy densa. Las gravas, cantos rodados y bolones se presentan moderadamente alterados, redondeados a sub redondeados. La disponibilidad de material se estima en 1,000 – 2,000 m3, con un rendimiento de cantera del orden de 75 %.

Cantera Avendaño La Cantera Avendaño, se encuentra ubicada en la ciudad de Sechura margen izquierda de la carretera Sechura – Matacaballos a 46 Km de distancia del área de proyecto. Está conformado por un deposito conglomerádico que pertenece a la Formación Tablazo de Talara, constituido por grava, canto rodados y bolonería subredondeados a redondeados, con matriz arenosa. Esta cantera está conformada por grava mal graduada con limo y arena (GP), mezclas mal graduadas de gravas sub redondeadas a redondeadas y arena con cantos rodados y bolones redondeados, de coloración gris oscura. La disponibilidad de material se estima en 2,000 – 2,500 m3, con un rendimiento de cantera del orden de 75 %.


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