estudio de mecanica de suelos para alcantarillado

Construcción del Sistema de Agua Potable y Saneamiento Básico de Jatunayllu Distrito Santa Rosa - Provincia De Melgar - Departamento Puno

CONSTRUCCION CONSTRUCCIO N DEL SISTEMA SISTE MA DE AGUA POTABLE POTABLE Y SANEAMIENTO SANEAMIEN TO BASICO DE JATUNAYLLU JATUNAYLLU - DISTRITO DIS TRITO SANTA SA NTA ROSA - PROVINCIA PROVINC IA DE MELGAR - DEPA DE PART RTAMENTO AMENTO PUNO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

PUNO, MARZO DEL 2011

THE LOUIS LOUIS BERGER GROUP GROUP INC.


INDICE 1. GENERALIDADES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.

OBJETIVO UBICACIÓN CONDICIÓN CLIMÁTICA ALTITUD DE LA ZONA DE IN!ORMACIÓN RECOPILACIÓN

2. SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO 2.1 !"!" !"! !"!.

SISMICIDAD $S'S%$)%$S PAR#M$%R&S S'SM& (R $S'S%$)%$S MAPA D$ *&)'+'CAC',) SSM'CA MAPA D$ *&)'+'CAC',) SSM'CA

3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO DEL TERRENO Y E"PLORACIÓN 3.1 RECONOCIMIENTO 3.2 CONDICIONES DE !RONTERA .!!" /$R'+'CAC',) D$ 0AS C&)D'C'&)$S D$ +R&)%$RA .!! D$+')'C',) D$0 PR&1RAMA D$ $2P0&RAC',) 3.3 CARACTERISTICAS DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM% .!.!" )3M$R& 4 )5 D$ P6)%&S D$ ' )/$S%'1AC',) 0CA)*AR $) CADA P6)%& ' )/$S%'1AC',) .!.! PR&+6)D'DAD 4P5 M)'MA A A0CA)*AR $) .!.!. D'S%R'B6C',) D$ 0&S P6)%&S D$ ' )/$S%'1AC',) 3.4 APLICACIÓN DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM% .!7!" $2CA/AC',) MA)6A0 A C'$0& AB'$R%& 8CA0'CA%AS9 : M6$S%R$& .!7! .!7! M6$S% M6$S%R$& R$& : R$1'S% R$1'S%R& R&S S D$ $2P $2P0&R 0&RAC AC'&) '&)$S $S

4. CARACTER#STICAS DEL PROYECTO 4.1 7!"!" 7!"! 4.2

OBRAS PROYECTADAS PARA EL SISTEMA DE AGUA &BRAS 1$)$RA0$S &BRAS S$C6)DAR'AS ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO THE LOUIS LOUIS BERGER GROUP GROUP INC.


INDICE 1. GENERALIDADES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.

OBJETIVO UBICACIÓN CONDICIÓN CLIMÁTICA ALTITUD DE LA ZONA DE IN!ORMACIÓN RECOPILACIÓN

2. SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO 2.1 !"!" !"! !"!.

SISMICIDAD $S'S%$)%$S PAR#M$%R&S S'SM& (R $S'S%$)%$S MAPA D$ *&)'+'CAC',) SSM'CA MAPA D$ *&)'+'CAC',) SSM'CA

3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO DEL TERRENO Y E"PLORACIÓN 3.1 RECONOCIMIENTO 3.2 CONDICIONES DE !RONTERA .!!" /$R'+'CAC',) D$ 0AS C&)D'C'&)$S D$ +R&)%$RA .!! D$+')'C',) D$0 PR&1RAMA D$ $2P0&RAC',) 3.3 CARACTERISTICAS DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM% .!.!" )3M$R& 4 )5 D$ P6)%&S D$ ' )/$S%'1AC',) 0CA)*AR $) CADA P6)%& ' )/$S%'1AC',) .!.! PR&+6)D'DAD 4P5 M)'MA A A0CA)*AR $) .!.!. D'S%R'B6C',) D$ 0&S P6)%&S D$ ' )/$S%'1AC',) 3.4 APLICACIÓN DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM% .!7!" $2CA/AC',) MA)6A0 A C'$0& AB'$R%& 8CA0'CA%AS9 : M6$S%R$& .!7! .!7! M6$S% M6$S%R$& R$& : R$1'S% R$1'S%R& R&S S D$ $2P $2P0&R 0&RAC AC'&) '&)$S $S

4. CARACTER#STICAS DEL PROYECTO 4.1 7!"!" 7!"! 4.2

OBRAS PROYECTADAS PARA EL SISTEMA DE AGUA &BRAS 1$)$RA0$S &BRAS S$C6)DAR'AS ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO THE LOUIS LOUIS BERGER GROUP GROUP INC.


7!!" 7!!" 7!! 7!! 4.3 7!.!" 7!.!" 4.4 7!7!" 7!7!"

D$SCR D$SCR'PC 'PC'& '&) ) D$ 0&S 0&S $)SA $)SA:&S A R$A0'* R$A0'*AR AR A)A0' A) A0'S'S S'S D$ D$ 0&S $)SA $)SA: :&S D$ 0AB& 0AB&RA RA% %&R'& &R'& PER!IL ESTRATIGRÁ!ICO $S%RA $S%RA% %'1RA+ '1RA+A A D$0 S6BS6 S6BS6$0& $0& ZONI!ICACIÓN DE SUELOS D$SCR D$SCR'PC 'PC'& '&) ) D$ *&)'+' *&)'+'CAC CAC', ',) ) D$ S6$0& S6$0&S S

. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN .1 TIPO DE CIMENTACIÓN Y PRO!UNDIDAD DE CIMENTACIÓN ESISTENCIA DEL SUELO .2 ENSAYOS APROPIADOS PARA EVALUAR L LA R ESISTENCIA $/A06AR 0A R$S'S%$)C'A A0 C&R%$ D$0 S6$0& ;!!" $)SA:&S APR&P'AD&S PARA $/A06AR 0A $/A06AR AS$)%AM'$)%& %&%A0 : D'+$R$)C'A0$S ;!! $)SA:& APR&P'AD& PARA $/A06AR AS$)%AM'$)%& .3 ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD CAPACIDAD ADMISIBLE ADMISIBLE PARA PARA RESERVORIO RESERVORIO DE JATUNA JATUNAYLL YLLU U ;!.!" C#0C60& D$ CAPA CAPAC'DAD C'DAD ADM'S'B0$ ADM'S'B0$ PARA PARA *APA% *APA%AS : C'M'$)%&S C&RR'D&S! ;!.! ;!.! C#0C6 C#0C60& 0& D$ AS$) AS$)%A %AM'$ M'$)% )%&S &S $) C'M'$ C'M'$)%& )%&S! S! &. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ECOMENDACIONES DEL ESTUDIO DE SUELOS &.1 CONCLUSIONES Y R ECOMENDACIONES
'. ANE"OS

THE LOUIS LOUIS BERGER GROUP GROUP INC.


1.

GENERALIDADES .1 OBJETIVO

$ntre los principales ob=etivos para la e=ecución del proyecto tenemos> $?ectuar el estudio de mecánica de suelos de la @ona ubicado principalmente en la localidad de Jatunayllu - Distrito Santa Rosa - Provincia de Melgar - Departamento Puno por medio de traba=os de campo a travs de po@os de eploración o calicatas a cielo abierto ensayos de laboratorio $stándar con ?ines de identi?icación y clasi?icación ensayos $speciales con ?ines de obtener los parámetros de resistencia de?ormación y agresividad EuFmica de sus componentesG y labores de gabineteG en base a los cuales se de?inen los per?iles estratigrá?icos del subsuelo tipo y pro?undidad de cimentación! $l programa a seguir para este ?in es el siguiente> • • • • • • •

Reconocimiento de campo! $=ecución de Calicatas %oma de muestras Disturbadas $=ecución de $nsayos de 0aboratorio $valuación de los %raba=os de Campo y 0aboratorio Per?iles $stratigrá?icos Conclusiones y Recomendaciones

1.2

UBICACIÓN

$l proyecto en estudio 4Construcción del Sistema de Agua Potable y Saneamiento Básico de Jatunayllu - Distrito Santa Rosa - Provincia de Melgar - Departamento Puno5 está ubicado en la localidad de Jatunayllu - Distrito Santa Rosa - Provincia de Melgar Departamento Puno!

1.3

CONDICIÓN CLIMÁTICA

Predomina el clima ?rFo y seco en toda la meseta Eue se caracteri@a por sus ba=as temperaturas Eue varFan entre los -"HC a "; HC con ?uertes Ieladas en invierno Eue cubren de escarcIa el suelo! 0as lluvias intensas se presentan en los meses de Diciembre a Abril! THE LOUIS BERGER GROUP INC.


1.4

ALTITUD DE LA ZONA

$l área de estudio es la localidad de Jatunayllu Eue se encuentra a una altitud de 7.7 m!s!n!m!

1.

DE IN!ORMACIÓN RECOPILACIÓN

Para el desarrollo del estudio y en con?ormidad a los trminos de re?erencia se Ia recopilado in?ormación cartográ?ica de las siguientes instituciones>

'nstituto 1eográ?ico )acional 8'1)9 &bteniendo la siguiente in?ormación> •

•

Carta )acional escala ">"!

THE LOUIS BERGER GROUP INC.


2.

SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO .1 SISMICIDAD 2.2.1 PARÁMETROS SISMO (R ESISTENTES

De acuerdo al Mapa de *oni?icación SFsmica del PerK establecida en la )orma %cnica $!. 4DiseLo Sismo ( Resistente5 del Reglamento )acional de $di?icaciones 8R)$9 el suelo en estudio se encuentra en la *ona . de Alta Sismicidad!

SegKn la )!%! $!. las ?uer@as sFsmicas Iori@ontales se pueden calcular de acuerdo a la siguiente relación>

Donde>

* es el ?actor de @ona *  !. g para todos los casos en general! S es el ?actor del suelo con un valor de "! y un periodo predominante de %p8s9  !<5 para Suelos +leibles!

2.2.2 MAPA DE ZONI!ICACIÓN S#SMICA

8Se ad=unta Mapa de *oni?icación SFsmica9



ZONA 3

Z =0.40

ZONA 2

Z =0.30

ZONA 1

Z =0.15





3.

INVESTIGACION DE CAMPO Con la ?inalidad de caracteri@ar el terreno de ?undación de la vFa se reali@ara un programa de eploración de campo las cuales citamos a continuación>

2

R ECONOCIMIENTO DEL TERRENO Y E"PLORACIÓN

$l traba=o de campo consistió en el reconocimiento del terreno en estudio además de las áreas del entorno de tal manera de poder determinar el tipo de eploración a reali@ar asF como el nKmero de ellas! Para determinar el programa de eploración se Ia veri?icado las Condiciones de +rontera establecidas en el Reglamento )acional de $di?icaciones 8R!)!$!9 y otras consideraciones aplicables a las obras secundarias segKn los trminos de re?erencia!

3.2

CONDICIONES DE !RONTERA

3.2.1 VERI!ICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE !RONTERA

De acuerdo a la )orma %cnica $-; 4Suelos y Cimentaciones5 para determinar si es necesario ampliar el Programa de $ploración MFnimo 8P'M9 detallado en el numeral !.! de la )!%! $!; es necesario veri?icar Eue se cumplan simultáneamente las siguientes condiciones>

)-1%.- )o eisten en los terrenos colindantes grandes irregularidades como a?loramientos rocosos ?allas ruinas arEueológicas estratos erráticos rellenos o cavidades! )-2%.- )o eisten edi?icaciones situadas a menos de " metros del terreno a edi?icar Eue presenten anomalFas como grietas o desplomes originados por el terreno de cimentación! )-3%.- $l tipo de edi?icación 8%abla )N !"! de la )orma )!%! $!;9 a cimentar es de la misma o de menor eigencia Eue las edi?icaciones situadas a menos de " metros! )-4%.- $l nKmero de plantas del edi?icio a cimentar 8incluidos los sótanos9 la modulación media entre apoyos y las cargas en stos son iguales o in?eriores Eue las correspondientes a las edi?icaciones situadas a menos de " metros!



)-%.- 0as cimentaciones de los edi?icios situados a menos de " metros y la prevista para el edi?icio a cimentar son de tipo super?icial! )-&%.- 0a cimentación prevista para el edi?icio en estudio no pro?undi@a respecto de las contiguas más de "; metros!

3.2.2

DE!INICIÓN DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN

Debido a Eue se cumplen todas las condiciones de ?rontera 8a" a a. a7 a; y a<9 establecidas en el numeral !.! de la )!%! $!; se concluye Eue )o es necesario Ampliar el Programa de $ploración MFnimo 8P'M9 ya Eue se Ia comprobado Eue las caracterFsticas del suelo del área en estudio supuestamente son iguales a las de los terrenos colindantes ya edi?icados! $n consecuencia se aplicará el Programa de $ploración MFnima 8P'M9 establecida en el numeral !.! de la )!%! $!;!

3.3

CARACTER#STICAS DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM%

3.3.1 N*MERO +N DE PUNTOS DE INVESTIGACIÓN

0a edi?icación eistente está estructurado mediante un sistema estructural sismo resistente Dual o Mito 8combinación de Pórticos de Concreto Armado y Muros $structurales de AlbaLilerFa Con?inada9 se clasi?ica como tipo 4C5! Asimismo aplicando la %abla )N !.! de la )!%! $!; para el tipo 4C5 el )Kmero 4n5 de Puntos de 'nvestigación es de " cada O m! +inalmente debido a Eue el área de la super?icie a ocupar por la edi?icación proyectada es de apro! 7 m 8todo el área de terreno9 solo se necesitarFa una 8"9 Punto de 'nvestigación 8Calicata9 sin embargo la )orma %cnica )!%! $!; indica Eue el )Kmero 4n5 de Puntos de 'nvestigación nunca será menor de %res 8.9 por lo tanto 4n5.! Debido a la necesidad de e?ectuar el replanteo de la cimentación eistente se utili@ó un total de 4n5< Puntos de 'nvestigación!



3.3.2 PRO!UNDIDAD +P M#NIMA A ALCANZAR EN CADA PUNTO INVESTIGACIÓN

Aplicando la )!%! $!; la pro?undidad 4p5 se determina de la siguiente manera>

Donde> D? $n una edi?icación sin sótano es la distancia vertical desde la super?icie del terreno Iasta el ?ondo de la cimentación! $n este caso D?"!;m 8promedio9 @  "; BG siendo B el ancIo de la cimentación prevista de mayor área! $n este caso B"!m!

Reempla@ando se obtiene 4p5.!m! Asimismo la )!%! $!; indica Eue 4p5  .!m! Para el caso de las obras secundarias la pro?undidad mFnima de eploración es de 4p5  "!;m!

3.3.3 DISTRIBUCIÓN DE LOS PUNTOS DE INVESTIGACIÓN

0os puntos de investigación 8Calicatas a cielo abierto9 serán distribuidos de tal manera de investigar las caracterFsticas del suelo de ?undación del terreno!

3.4

APLICACIÓN DEL PROGRAMA DE E"PLORACIÓN M#NIMO $PIM%

Para los ?ines propuestos se reali@aron los siguientes traba=os>

3.4.1 E"CAVACIÓN MANUAL A CIELO ABIERTO $CALICATAS % Y MUESTREO

$n el área circundante del proyecto se e?ectuaran po@os de eploración 4a cielo abierto5 distribuidas a lo largo de las obras generales y obras secundarias proyectadas la pro?undidad establecida en el Reglamento )acional de $di?icaciones!



'nmediatamente despus de reali@ada la ecavación se procederá a etraer las muestras representativas por cada estrato las cuales serán reducidas mediante el cuarteo en una cantidad su?iciente para reali@ar los diversos ensayos de laboratorio!

CUADRO N01 E"CAVACIÓN MANUAL A CIELO ABIERTO $CALICATAS% N

DESCRIPCION

"

R$S$R/&R'& 8


0')$A D$ C&)D6CC'&)

.

7

0')$A D$ C&)D6CC'&)

R$D D$ D'S%R'B6C'&)

COORDENADAS UTM

CODIGOS DE CALICATAS

PRO!UNDIDAD $/%

C-"

"!O

C-

!O

C-.

!O

C-7

!O

C-;

!O

) O .Q <7!O $ .. 7O!" ) O .Q ";!< $ .. OO!O ) O .Q .<! $ .7 "<!; ) O "O .Q!;7 $ 7. 7!"O ) O "O "
;

R$D D$ D'S%R'B6C'&)

$ 7. !OO $ 7. "!<"

3.4.2 MUESTREO Y REGISTROS DE E"PLORACIONES Paralelamente al muestreo se reali@aron los registros de eploraciones y por la Iomogeneidad y accidentada topogra?Fa de la @ona en estudio por toda la lFnea de conducción desde la captación Iasta la red de distribución donde se ubicaran las tuberFas y lavaderos se reali@aron las siguientes prospecciones>" en donde se construirá el reservorio de < m. 8C-"9  en la lFnea de conducción 8C-9 8C-.9 y  en la localidad donde se proyectan las redes y lavaderos 8C-7 y C-;9! $n los Eue se indican las di?erentes caracterFsticas de los estratos subyacentes tales como tipo de suelo espesor del estrato color Iumedad plasticidad consistencia yo compacidad etc! THE LOUIS BERGER GROUP INC.


$n cada ubicación se registró el per?il estratigrá?ico del subsuelo con ?ines de cimentación clasi?icando visualmente los materiales mediante el procedimiento de campo establecido por el sistema 6ni?icado de Clasi?icación de suelos 8S!6!C!S!9! Cuando se detectó la presencia de cambios de las caracterFsticas de los materiales encontrados en la ecavación se tomó una muestra representativa para la evaluación e identi?icación correspondiente! De cada estrato de suelo identi?icado se tomaron muestras representativas las Eue convenientemente identi?icadas ?ueron empaEuetadas en bolsas de polietileno y trasladadas al laboratorio para e?ectuar ensayos de sus caracterFsticas ?Fsicas y mecánicas! Sobre la base de la clasi?icación visual de los suelos se elaboró un per?il estratigrá?ico preliminar de cada prospección el cual permitió determinar secciones de caracterFsticas similares escogindose puntos representativos generales y especF?icos los generales para determinar las caracterFsticas de los suelos predominantes y similares en las calicatas escogidas y los especF?icos para determinar las caracterFsticas mecánicas de los suelos donde se implementaran las nuevas obras!

VIVIENDAS EN LA RED DE DISTRIBUCION



4. CARACTER#STICAS DEL PROYECTO 2

OBRAS PROYECTADAS PARA EL SISTEMA DE AGUA

4.2.1 OBRAS GENERALES

− − − −

Reservorio Apoyado < m. proyectado! 8C-"9 Captación tipo ladera Cámara Rompe Presión 0avaderos domiciliarios 8C-<9

4.2.2 OBRAS SECUNDARIAS

− − − −

0as lFneas de conducción 8C-9 y 8C-.9 Redes secundarias! 8C-7 y C-;9 /álvulas de control /álvulas de purga

4.3

ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO

0os ensayos de laboratorio a e=ecutarse para la caracteri@ación de los materiales de la @ona en estudio se tomara en base al Manual de $nsayo de Materiales la cual será complementada con la )orma del American Society ?or %esting and Materials 8AS%M9!



A las muestras obtenidas se les Ia e=ecutado los ensayos estándar para la clasi?icación en el 0aboratorio de Mecánica de Suelos asF mismo se reali@arán los ensayos especiales para veri?icar las propiedades ?Fsicas y mecánicas del suelo para ?ines de diseLo! 0os resultados de los ensayos de laboratorio se presentan en el Aneo del 'n?orme +inal!


E) 5 6)78)98: "9 CaracterFsticas +Fsicas> -

Análisis 1ranulomtrico 0Fmites de Consistencia 0Fmites de Contracción Contenido de Tumedad

AAST%& % OO AS%M D 7 AAST%& % OQ AS%M D 7."O AAST%& % Q AS%M D 7 AS%M D "<

M%C $ 7 M%C $""""" M%C $"" M%C $ "O

9 CaracterFsticas UuFmicas> -

PI! Sales Solubles %otales 8ppm9 Cloruros 8Cl-9 8ppm9 Sul?atos 8S&79 8ppm9

AAST%& % < AAST%& % < AAST%& % < AAST%& % <

AS%M D-;" AS%M D-;"<

M%C $ "< M%C $ "< M%C $ "< M%C $ "<

4.3.1 DESCRIPCION DE LOS ENSAYOS A REALIZAR

•

A;6:: G8)<6/=98:> 5 A?85?) G8<5  !: Determinar cuantitativamente los tamaLos de las partFculas de agregados gruesos y ?inos de un material por medio de tamices de abertura cuadrada! Se determina la distribución de los tamaLos de las partFculas de una muestra seca del agregado por separación a travs de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura! 0a determinación eacta de materiales Eue pasan el tami@ de ; mm 8)o! 9 no puede lograrse mediante este ensayo! $l mtodo de ensayo Eue se debe emplear será> Determinación de la cantidad de material ?ino Eue pasa el tami@ de ; mm 8)o! 9 norma M%C $! D5958/:)>:@ 56 L/:95 L<: 5 6 S<56 $l lFmite lFEuido de un suelo es el contenido de Iumedad epresado en porcenta=e del suelo secado en el Iorno cuando ste se Ialla en el lFmite entre el estado plástico y el estado lFEuido! D5958/:)>:@ 56 L/:95 P6;9:> 5 #:>5 5 P6)9:>:) $s la determinación en el laboratorio del lFmite plástico de un suelo y el cálculo del Fndice de plasticidad 8'!P!9 si se conoce el lFmite lFEuido 80!0!9 del mismo suelo! Se denomina limite plástico 80!P!9 a la Iumedad más ba=a con la Eue pueden ?ormarse barritas de suelo de unos . mm 8"O9 de diámetro rodando dicIo suelo entre la palma de la mano y una super?icie lisa 8vidrio esmerilado9 sin Eue dicIas barritas se desmoronen!

E) )8) D5958/:)8 56 C95: 5 9589:>) </:>) 5 < S<56 Se re?ieren a la determinación de las caracterFsticas EuFmicas 8agresivas o no agresivas al concreto yo acero de re?uer@o9! Con los resultados se determina> a9!-Si se presenta o no una Agresividad de los sul?atos al concreto b9!-Si se presenta o no una agresividad de los cloruros al ?ierroG c9!-Si se presenta o no una agresividad del ataEue ácido 8PIV79 al concreto! 4.3.2 ANALISIS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 0os ensayos de laboratorio reali@ados Ian sido el Análisis 1ranulomtrico determinación del 0Fmite 0FEuido determinación del 0Fmite Plástico e ndice de Plasticidad Contenido de Tumedad CaracterFsticas UuFmicas de un Suelo! +ueron anali@ados y evaluados detectándose las caracterFsticas Eue se describen más adelante

PER!IL ESTRATIGRÁ!ICO

4.4

4.4.1 ESTRATIGRA!#A DEL SUBSUELO Con los resultados de los ensayos de laboratorio se Ia clasi?icado los tipos de suelo encontrados en el área en estudio de acuerdo a su tetura y caracterFsticas principales las mismas Eue se muestran en los siguientes cuadros>

LOCALIDAD DE JATUNAYLLU C)6:>)9 M<598 N SUCS ) ) "

C-"

M-"

C0

UMEDA D $F% !

L/:95 5 G8)) A85) !: C:95>:) $F%   LL LP IP $F% .!; "! ""!. .! ";!Q; O"!; ; ; 

RESERVORIO & M3 $C-1% 0.00 - 0.20 / Material ?ormado por grava arena y arcilla con vegetación tFpica del Altiplano material orgánico en estado poco IKmedo de compacidad media de color marrón claro! 0.20 ( 0.H0 / Arena mal graduada con limos y arcilla presenta una coloración marrón claro a amarillento en estado poco IKmedo de consistencia dura con presencia de grava de ?orma redondeada y angulosa en poca cantidad de tamaLo máimo de la grava es de ; de diámetro en estado poco IKmedo presenta bolonerFa aislada de !" - !;m tiene una consistencia semidura!

0.H0 - 1.0 / Material limo arcilloso con grava angulosa presenta una coloración marrón claro a amarillento en estado poco IKmedo de consistencia media a dura presenta bolonerFa aislada de W (
CALICATA $C-1% EN EL RESERVORIO & M3

LINEA DE CONDUCCION $C-2% 0.00 - 0.20 / Material superior ?ormado por arena limosa en estado poco IKmedo de color marrón claro a beige material orgánico de compacidad densa con presencia de bolonerias aisladas de  a < de diámetro presencia de grava subredondeada a angulosa de contetura dura de caras lisas! 0.20 - 0.0 / Arena bien graduada con limos presenta una coloración beige en estado poco IKmedo de consistencia media a dura en estado poco IKmedo presenta bolonerFa de 75 ( O5 tiene una consistencia dura! Para ?ines de ecavación se considera roca suelta!

LINEA DE CONDUCCION $C-3% 0.00 - 0.20 / Material ?ormado por arena y limos con vegetación tFpica de los valles andinos material orgánico en estado IKmedo de compacidad media de color amarillento a gris! 0.20 - 0.0 / Material limoso con arena presenta una coloración marrón claro a beige en estado poco IKmedo de consistencia media a dura con presencia de grava de ?orma angulosa a subangulosa de tamaLo máimo de la grava es de 7 de diámetro en estado poco IKmedo presenta rocas medianas de !"; - !m! Para ?ines de ecavación se considera tierra suelta

CALICATA $C-3% EN LA LINEA DE CONDUCCION

REDES DE DISTRIBUCION $C-4% 0.00 - 0.20 / Material ?ormado por arena y limos con vegetación tFpica del altiplano material orgánico en estado poco IKmedo de compacidad media de color marrón oscuro! 0.20 ( 0.0 / Arena mal graduada presenta coloración beige claro en estado IKmedo de consistencia suave con presencia de grava subredondeada de tetura lisa consistencia dura de tamaLo máimo  " de diámetro de compacidad densa con arena limosa en estado IKmedo de color marrón claro a beige no plástico con presencia de bolonerias de 7 a <  de diámetro! Para ?ines de ecavación se considera tierra suelta!

CALICATA

$C-4% EN LA RED DE DISTRIBUCION

REDES DE DISTRIBUCION $C-% 0.00 - 0.20 vegetación en estado marrón claro a oscuro!

/ Material ?ormado por arena y limos con tFpica de los valles andinos material orgánico IKmedo de compacidad media de color

0.20 - 0.0 /Material arenoso con limos presenta una coloración marrón claro a oscuro en estado poco IKmedo de consistencia media a dura presenta bolonerFa aislada de W (
4.

ZONI!ICACIÓN DE SUELOS

SegKn el per?il con?eccionado Eue se muestra correlacionados con las propiedades ?Fsicas mecánicas obtenidas a partir de las eploraciones de campo y los ensayos estándar de laboratorio se observa Eue el terreno de ?undación a nivel de subrasante presenta de manera predominante suelos granulares de acuerdo a la siguiente descripción @oni?icada en dos tramos principales>

4..1 DESCRIPCION DE ZONI!ICACIÓN DE SUELOS ZONI!ICACION TIPO I GRAVA ALUVIAL.-

*ona con?ormada predominantemente por el conglomerado de los rFos cercanos asF como sus Euebradas tributarias dicIa @ona presenta las me=ores caracterFsticas geomecánicas para la cimentación super?icial este tipo de suelo cubre la mayor parte del área en estudio!

ZONI!ICACION TIPO II GRAVA COLUVIAL.-

*ona con?ormada por grava coluvial ( eluvial Eue cubre las laderas y los pie de taludes de los cerros rocosos Eue circundan el área de estudio! $ste material puede tener caracterFsticas geomecánicas similares a las del conglomerado aluvial y aluvionalG sin embargo eisten problemas de liiviación Eue se Ian reportado en algunos sectores!

ZONI!ICACION TIPO III A!LORAMIENTO ROCOSO.-

0a roca predominante es la cuarcita gris blanEuecina con cemento silFceo variando en algunos niveles a rosado violáceo de grano medio a grueso! Asimismo eisten tramos de roca Eue está constituida en su base por cali@as y rocas clásticas intercaladas con derrames volcánicos y Iacia la parte superior es casi Fntegramente volcánica! 0a secuencia clástica es de origen volcánico tipo brecIoide constituida a base de un material de erosión y deposición rápida los derrames volcánicos son del tipo andesFtico! Sin embargo se observan problemas de liiviación debido al interperismo Eue se suscita en las partes altas de los cerros y en ciertos sectores de ?ormación sedimentaria!

.

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN A ?in de obtener los parámetros de resistencia y de?ormación en la @ona donde se planea cimentar las in?raestructuras de las obras generales y secundarias se reali@aron ecavaciones de po@os o calicatas 4a cielo abierto5 etracción de muestras ensayos de laboratorio $stándar con ?ines de identi?icación y clasi?icación y ensayos $speciales a ?in de obtener los parámetros de resistencia y de?ormación! Para reali@ar el análisis de la Cimentación se de?inieron los %ipos de suelos encontrados las CaracterFsticas mecánicas de los %ipos de suelos los per?iles estratigrá?icos del subsuelo y la *oni?icación de Suelos basados en la in?ormación de campo! Por otro lado de acuerdo a la )orma %cnica $!; Suelos y Cimentaciones del Reglamento )acional $di?icaciones 8R!)!$!9 la presión admisible será la menor de la Eue se obtenga mediante>

)% 0a aplicación de las ecuaciones de capacidad de carga por corte a?ectada por el ?actor de seguridad correspondiente!

7% 0a presión Eue cause el asentamiento admisible!

Asimismo para el cálculo de la Capacidad Portante del terreno es necesario Eue est de?inido el nivel de cimentaciónG para lo cual se e?ectuaron las calicatas de inspección encontrándose una cimentación compuesta por> a9!- Cimientos Corridos y b9!- Cimientos Aislados ambos del tipo super?icial apoyándose directamente sobre el estrato de arcilla y despus de Iaber atravesado los rellenos eistentes!

2

TIPO DE CIMENTACIÓN Y PRO!UNDIDAD DE CIMENTACIÓN

TIPO DE OBRA

TIPO DE CIMENTACION

TIPO DE SUELO DE APOYO

PRO!UNDIDAD DE CIMENTACION $/%

R$S$R/&R'& AP&:AD&

C'M'$)%& C&RR'D&

ARC'00AS ')&R1#)'CAS D$ BAJA C&MPR$S'B'0'DAD

!;

.2

ENSAYOS APROPIADOS PARA EVALUAR LA R ESISTENCIA DEL SUELO .2.1

ENSAYOS APROPIADOS PARA EVALUAR LA RESISTENCIA AL CORTE DEL SUELO.

A manera de e=emplo se calculara de la siguiente manera la capacidad portante del suelo los parámetros a emplear para el cálculo de la capacidad portante del suelo se etra=eron de tablas segKn las caracterFsticas del suelo descritas en las eploraciones de campo>

C

 !" Xgcm

Y

 7!N

Z

 "!Ogrcm.

Debido a Eue a la pro?undidad de cimentación proyectada el estado de Compacidad Relativa es Media a Compacta y teniendo en cuenta las obras de prevención proyectadas para proteger el tipo de suelo se Ia considerado una ?alla del %ipo 1eneral por Corte!

.2.2

ENSAYO APROPIADO PARA EVALUAR ASENTAMIENTO TOTAL Y DI!ERENCIALES

Por tratarse de suelos granulares los asentamientos serán evaluados mediante la metodologFa elástica en ?unción al Módulo de $lasticidad calculado en base a la obtenciones de los valores del parámetro del suelo de las tablas de %eto +6)DAM$)%&S D$ ')1$)'$R'A 1$&%$C)'CA 8Bra=a M! Das9 y correlaciones eistentes!

.3

ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE PARA RESERVORIO APOYADO EN EL CENTRO POBLADO SAN JUAN DE JATUNAYLLU

.3.1 CÁLCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE PARA ZAPATAS Y CIMIENTOS CORRIDOS. TIPO Y PRO!UNDIDAD DE CIMENTACION

Dada la naturale@a del suelo a cimentar las magnitudes máimas probables de cargas transmitidas y el tipo de estructura a proyectar se recomienda emplear ?undamentos super?iciales como @apatas aisladas yo cimentaciones continuas o corridas! De acuerdo a la evaluación geotcnica del suelo se recomienda ?undamentar a la pro?undidad mFnima de ! mts para estructuras de concreto armado  en el caso de un

tanEue simplemente apoyado y por las dimensiones del tanEue se considera solamente la pro?undidad del cimiento y para estructuras de adobe de un solo nivel la pro?undidad mFnima de ! mts considerando el nivel del terreno natural actual sobre el estrato de suelo de origen residual clasi?icado como arcillas inorgánicas 8C09 de color marrón oscuro con apreciable contenido de material granularG compacto y IKmedo en el lugar!

APLICACIÓN DE ECUACIONES CAPACIDAD CARGA POR CORTE, .TERZAGI $1H43%

$s oportuno mencionar Eue las propiedades de los suelos residuales son generalmente controladas por la ?ábrica micro o macro las =untas y demás detalles estructurales los cuales eran parte integral de la masa de roca original y son Ieredados por el suelo! Sin embargo considerando la relativa Iomogeneidad de los materiales de origen residual donde se apoyarán los ?undamentos de las estructuras en proyecto y en vista de no disponer de ensayos de laboratorio se asumen los siguientes parámetros geotcnicos de diseLo determinado mediante ensayos prácticos in situ para estimar la capacidad de carga y pronosticar los asentamientos>

Donde> U ult

> Capacidad Kltima de carga

U adm > Capacidad admisible de Carga  U ult+!S! +!S!

> +actor de seguridad  .!

C

> CoIesión del suelo  !" [gcm

Y

> Angulo de +ricción 'nterna del suelo  7!H

γ d "

> Peso unitario seco del suelo natural por encima de 4D?5 γ d"1.80 grcm.

γ d 

> Peso unitario seco del suelo natural por deba=o de 4D?5 γ d1.80 grcm.

)c )E )γ > +actores de capacidad de carga para una +alla 1eneral por Corte

0os ?actores de capacidad de carga son> = 20.721

= 10.876

= 10.662

Además considerando para el cálculo las siguientes dimensiones de una cimentación tFpica> Pro?undidad de cimentación

>

 !; m

AncIo de cimentación corrida

>

 !7 m

0os ?actores de ?orma para la cimentación corrida son iguales a " 0os cálculos para determinar la capacidad de carga Kltima y admisible proporcionan los siguientes resultados> Cimentación corrida>  7!" [gcm

 "!;[gcm

ASENTAMIENTO

$n todo análisis de cimentaciones se distinguen dos clases de asentamientos> asentamientos totales y di?erenciales de los cuales estos Kltimos son los Eue podrFan comprometer la seguridad de la estructura si sobrepasan " pulgada 8!;7 cm9 Eue es el asentamiento máimo tolerable para estructuras convencionales! $l asentamiento de la cimentación se calculará en base a la %eorFa de la $lasticidad 80ambe y \Iitman "Q
$l asentamiento elástico inicial será>

8.9

Donde>

]

>

Asentamiento elástico inicial cm

>

$s?uer@o neto transmitido [gcm

>

AncIo de la cimentación cm

>

relación de Poisson su

>

Módulo de elasticidad [gcm

> +actor de in?luencia Eue depende de la ?orma y la rigide@ de la cimentación presentado en la %abla )N . 8Bo^les "Q9!

Para el depósito de suelo arenas masas compacto y ?irme donde estarán desplantadas y apoyadas los ?undamentos de las estructuras en proyecto se Ia asumido un módulo de elasticidad $s  [g  cm Eue en este caso viene a ser el módulo de de?ormación del suelo 8$sM9 : se obtiene de la tabla )N "G además se asume un coe?iciente de Poisson ?!" !; de acuerdo a la tabla )N ! Además se conocen> Cimentación corrida> 

"!;" [g  cm



; cm

'^



!<7 8cimentación rFgida9

'^



!OO 8cimentación ?leible9

Reempla@ando valores se obtiene> a9

Caso RFgida s  !. cm!

b9

Caso +leible s  !."cm!

Como se puede apreciar los asentamientos calculados para la estructura en proyecto se encuentran por deba=o de !;7 cm Eue es el máimo tolerable para estructuras de esta naturale@a!

TABLA NK 1 VALORES DEL MODULO DE DE!ORMACIÓN M PARA SUELOS ARENOSOS Y ARCILLOSOS CUA TERNARIOS %'P& D$ S6$0& 1ravas y Arena gruesas Arena medias

/A0&R D$0 M&D60& M 8"[Pa9PARA 0&S S'16'$)%$S /A0&R$S D$ 0A R$0AC'&) D$ /AC'&S e !Q""!"!7"-!; !;"-!< !<"-! !"-!O !O"-!Q "! "!" 7<

7

7<

7

Arenas ?inas

.

O

Arenas arcillosas

"  Q

Arcillas arenosas

.  "

Arcillas

.

---

----

----

----

---

----

----

----

;

---

----

----

----

";  

"  ;

---

----

----

----

"O  O

"7  <;

"  ;;

"  ;

O  7

----

  Q;

"  ;

".  <

";  ;

Q;  7;

O 7

.

&bservaciones> "! 0as caracterFsticas para las arenas se re?ieren a las cuar@osas de partFculas redondeadas Eue contengan no más del _ de ?eldespatos y no más del ;_ de otros agregados 8micas glauconitas etc!9 independientemente de su contenido de Iumedad! ! 0os valores del módulo de de?ormación m& para gravas arenas gruesas y medianas se Ian obtenido de ensayos de carga en el lugar y son válidos para suelos con coe?iciente de uni?ormidad Cu  . para suelos donde Cu ` < los valores se deben reducir tres vecesG para valores intermedios de Cu se interpola linealmente! .! 0os valores para suelos coIesivos están dados ba=o condiciones de saturación y se re?ieren solo a suelos cuaternarios de consistencia dura a blanda! 7! $l módulo de compresibilidad mX se Ia obtenido en condiciones de completa saturación ba=o cargas verticales de  a . XpaG estos valores se Iallan en el dividendo de los valores ?raccionarios! ;! 0os valores del módulo de de?ormación ma obtenidos de ensayos de carga directa están dados como divisor de los valores ?raccionarios! BalusIev BalusI y colaboradoresG M$CA)'CA D$ S6$0&S $ditorial %$J)'CA So?Fa - B601AR'A "QQ"Gpag!
TABLA NK 2 RELACION O MODULO DE POISSON APRO"IMADO, PARA DI!ERENTES MATERIALES MA%$R'A0 Arcilla IKmeda Arcilla arenosa Arcilla saturada 0imo 0imo saturado Arena suelta Arena densa Arena ?ina Arena gruesa Rocas 0oess Concreto Acero

!" ! !7; !. !7; ! !. !; !"; !"; !" !"; !O

a a a a a a a

!. !.; !; !.; !; !.; !7

a a a a

!; !. !; !."

Re?erencia Bibliográ?ica> 'ng! Carlos Crespo /illala@G M$CA)'CA D$ S6$0&S : C'M$)%AC'&)$S 6musa )oriega $ditores M$2'C& "QQOG pago "OQ!

TABLA NK 3 !ACTORES DE IN!LUENCIA I PARA VARIAS !ORMAS DE CIMENTACIÓN RIGIDAS Y !LE"IBLES $B65, 1H''% +orma CFrculo Cuadrada Rectangular 0B  "!; 0B  ! 0B  ;! 0B  " 0B  " B

+leible Centro "! "!"

$sEuina !<7 8Borde9 !;<

Promedio !O; !Q;

!OO !O

"!.< "!;. !" !;7 7!"

!
"!"; "!. "!O. !; .!
"!< "! "! !" .!7



Rigida

AncIo de cimentación

&.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 2

CONCLUSIONES Y R ECOMENDACIONES DEL ESTUDIO DE SUELOS

&.2.1 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE SUELOS

$l $studio de Suelos del Proyecto > 4C&)S%R6CC'&) D$0 S'S%$MA D$ A16A P&%AB0$ : SA)$AM'$)%& BAS'C& D$ 0A 0&CA0'DAD D$ JA%6)A:006 - D'S%R'%& SA)%A R&SA - PR&/')C'A D$ M$01AR - D$PAR%AM$)%& P6)&5

tiene el propósito de reconocer las caracterFsticas del terreno de ?undación donde se apoyará las principales estructuras proyectadas para lo cual se e=ecutaran po@os eploratorios o per?oraciones a 4cielo abierto5 8calicatas9 de! y !Om de pro?undidad reali@adas a una distancia acorde a los trminos de re?erencia de tal ?orma Eue la in?ormación obtenida sea representativa de la @ona en estudio! •

Durante los traba=os de reconocimiento de campo se Ia constatado Eue eisten estratos super?iciales de 8! a ! m9 con?ormados por arena con limo de color marrón claro a oscura incrustadas con gravas en estado poco IKmedo con abundante vegetación tFpico de valles andinos de compacidad densa 4material compacto5 Iumedecimiento per?ilado nivelación y compactación de la subrasante para la cimentación al Q;_ de la Máima Densidad Seca del ensayo Proctor Modi?icado!

•

Basado en los detalles de los registros estratigrá?icos y los ensayos de laboratorio para la clasi?icación de los suelos  espesores de estratos y caracterFsticas mecánicas se de?inió el per?il estratigrá?ico del proyecto del cual se pudo encontrar un solo sector bien de?inido de Iomogeneidad de suelos por lo tanto el Knico material Eue predomina en esta @ona de estudio es de material suelto super?icialmente y con presencia de a?loramientos rocosos a mayores las pro?undidades de !. variando estos a?loramientos con bolonerFa subredondeada y semiangulosa con?ormada por cali@as y rocas clásticas intercaladas con derrames volcánicos!

•

Respecto a la ?undación del R5588: P85>9) se encuentra apoyado sobre un suelo ?ormado por arena limosa con gravas 4ver registro estratigrá?icos4 con las siguientes 4C05 ARC'00AS ')&R1#)'CAS D$ BAJA C&MPR$S'B'0'DAD 0Fmite 0FEuido  .;!._ 0Fmite Plástico  !;_ en estado poco IKmedo  "!;" Xgcm y un asentamiento !..cm!

•

$l cálculo de los asentamientos determinados en el estudio dan valores menores al asentamiento permisible para estructuras convencionales 8!;7 cm9!

•

De lo observado durante la prospección se concluye Eue los suelos de cimentación tienen un pT menor de  no o?reciendo problemas para la cimentación! /eri?icar antes de iniciar la obra!

•

$n los ensayos UuFmicos el _ de cloruros es !7. _ de Sul?atos es !. y _ de Sales Solubles !<; todos in?eriores a los lFmites de agresividad

•

Con la pro?undidad las propiedades del suelo me=oran! Aumenta su resistencia y disminuye su capacidad de de?ormación!

•

0a ubicación del proyecto está en la *ona  del Mapa de *oni?icación SFsmica del PerK por lo tanto se empleará un ?actor de @ona de *!. un ?actor suelo de S"! con un perFodo predominante de %s!< seg!

DEL ESTUDIO DE SUELOS &.2.2 RECOMENDACIONES

•

$n toda @ona de corte de la subrasante donde se proyecta colocar alguna in?raestructura de obra general yo obra secundaria es recomendable Eue se e?ectKen previamente los traba=os de escari?icado per?ilado nivelación y compactación de la subrasante al Q;_ de la Máima Densidad Seca del ensayo Proctor Modi?icado!

•

0os materiales con volKmenes importantes producto del corte debido a las ecavaciones y movimiento de tierras del proyecto podrán ser utili@ados para la con?ormación de rellenos siempre Eue estos sean adecuados! 0os materiales para estos ?ines deberán estar libres de cantidades per=udiciales de materia orgánica como Io=as Iierbas raFces y aguas negras para ello antes de su utili@ación deberá eliminarse una capa no menor a  cm! de espesor Eue garantice la eliminación de los materiales contaminantes producto del corte!

7.

RE!ERENCIAS BIBLIOGRÁ!ICA

•

Alberto =! MartFne@ /argas 1eotecnia para 'ngenieros volumen ' ( principios básicos lima "QQ lluvia editores!

•

Alberto =! MartFne@ /argas 1eotecnia para 'ngenieros volumen '' ( mecánica de suelos lima "QQ" editorial!

•

RalpI b! PecX \alter e! Tanson %Iomas I! %Iornburn 'ngenierFa de Cimentaciones Meico "QQ 0imusa!

•

Carlos Crespo /illalá@ mecánica de suelos y cimentaciones Mico "QQO 0imusa

•

BalusIev BalusI y colaboradores mecánica de suelos So?Fa "QQ" ed! %cnica!

•

Reglamento nacional de construcciones! )orma tcnica de edi?icaciones $-;!

.

ANE"OS

ENSAYOS DE LABORATORIO

ANALISIS GRANULOMETRICO

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

estudio de mecanica de suelos para alcantarillado

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