ESTUDIO GEOTECNICO Y DE MECANICA DE SUELOS, PROYECTO: “ EVALUACION EVALUACION DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES UNIFAMILIARES DEL DISTRITO DE TAMBOGRANDE – PIURA”
2017
ÍNDICE GENERAL 1. GENERALIDADES. 1.1.
Objetivo del estudio.
1.2.
Normatividad.
1.3.
Ubicación y descripción del área.
1.4.
Acceso al área de estudio.
1.5.
Condición climática y altitud de la zona.
1.6.
Planteamiento del proyecto.
2. GEOLOGÍA GENERAL. 2.1.
Geomorfología.
2.2.
Peligros geológicos.
2.3.
Sismicidad.
3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO. 4. ENSAYOS DE LABORATORIO. 5. PERFILES ESTRATIGRÁFICOS. 6.
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS “IN SITU” Y DE LABORATORIO.
6.1.
Análisis granulométrico.
6.2.
Contenido de humedad.
6.3.
Límites de consistencia.
6.4.
Compactación de Proctor modificado.
6.5.
Capacidad portante (teoría Terzaghi).
6.6.
Nivel de napa freática.
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 8. ANEXOS.
1. GENERALIDADES. 1.1.
Objetivo del estudio.
El presente estudio Geotécnico y de Mecánica de Suelos para el proyecto “EVALUACION DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES DEL
DISTRITO DE
TAMBOGRANDE – PIURA” ha sido realizado con el objetivo de determinar el perfil estratigráfico, propiedades , capacidad portante y admisible del terreno, además de conocer las condiciones en que se encuentra el lugar para así tener en cuenta al momento del diseño pertinentes
y de esta manera se
garantícenla vida útil y utilización que se le dará a las viviendas construidas en Tambogrande, siendo aptas de resistencia ante un futuro movimiento sísmico. La obtención de la información se obtuvo a través de la realización de una excavación (calicata) a una profundidad considerable, donde encontraremos diversas muestras respectivas y las llevaremos a laboratorio para realizar su respectivo estudio.
1.2.
Normatividad.
Se siguen los lineamientos de la Norma E-050 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE).
1.3.
Ubicación y descripción del área
Distrito
: Tambogrande
Provincia
: Piura
Departamento
: Piura
Ubicación de calicata
: C-02 En el centro del terreno
Figura N° 01: C-02 En el centro del terreno.
C
Fuente: Google Maps. 1.4.
Acceso al Área de Estudio.
Las principales vías de acceso al área de estudio, desde Tambogrande, son las siguientes:
NORTE: Los distritos de Sullana y Las Lomas (referente Canal Tablazo hasta El Partidor)
ESTE: Los distritos de Sapillica y Frías de la Provincia de Ayabaca.
SUR: El distrito de Chulucanas de la Provincia de Morropón.
OESTE: Los distritos de Piura y Castilla Provincia de Piura.
Figura N° 02: Mapa del Perú.
Figura N° 03: Mapa de Piura.
Fuente: Municipalidad de Piura.
Fuente: Google.
Figura N° 04: Mapa de Tambogrande.
Fuente: Google Maps.
1.5.
Condiciones climáticas y Altitud de la zona.
El área de estudio se encuentra ubicada en una zona Costera, a una altitud promedio de 72 m.s.n.m., Tiene una altura de 68 m.s.n.m consta de un clima cálido-tropical y atmósfera húmeda con temperatura máxima de 34ºC y una mínima de 22ºC y Sistema Ortográfico del Pacífico, donde la temperatura es templada en casi todo el año, con una precipitación promedio entre los meses de Diciembre a Abril, la temperatura va desde los 22° C y alcanza los 35 °C; mientras que en Mayo a Setiembre la temperatura varía entre los 21° a 30 °C.
1.6.
Planteamiento del Proyecto:
En líneas generales el proyecto tiene el siguiente planteamiento: “EVALUACION DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES DEL
DISTRITO DE
TAMBOGRANDE – PIURA” 2. GEOLOGIA GENERAL. 2.1.
Geomorfología.
Geomorfológicamente el relieve del área del proyecto pertenece una unidad denominada:
Terrazas erosionadas:
El nivel de las terrazas es una superficie ondulante con inclinación ligeramente hacia el suroeste-costa peruana. Entre las características topográficas locales más importantes están las cuencas del rio Piura y Chira y otras cuentas menores, así como, alargadas elevaciones de poca altura.
Depósitos coluviales:
Son aquellos formados por suelos arcillosos, con presencia de bloques de roca de naturaleza metamórfica. Cubierto con una vegetación frondosa. El espesor se estima en 3 m, y es producto de la erosión in situ de las rocas pre-existentes.
2.2.
Peligros Geológicos.
Lluvias: En la zona de estudio la actividad pluvial, en condiciones normales afecta relativamente, sin embargo, en eventos extraordinarios como el Fenómeno de El Niño, la periódica intensidad pluvial causa daños debido al volumen de precipitaciones, la velocidad de escorrentía, superficie de drenaje y caudal de las quebradas. Se denomina Fenómeno “El Niño”, a la anomalía climática que se presenta a
intervalos irregulares de la Costa Sudamericana del Pacífico, y que es
precedido por la aparición de aguas marinas anormalmente más cálidas y valores negativos en el índice de Oscilación Sur. Este fenómeno viene ocurriendo permanentemente en la zona en forma aleatoria sin embargo, las características precedentes se evidenciaron desde el año anterior al evento, tanto en el fenómeno de 1983 como en 1998, La presencia misma del Fenómeno de El Niño se evidenció entre los meses de diciembre hasta junio en el año del evento, a través del incremento de la velocidad de los vientos, la elevación de la temperatura del aire que alcanzó valores máximos, 5º a 7º sobre su valor normal, variaciones en la salinidad del mar. Se observó una tendencia lenta a la normalización de las condiciones climáticas a partir del mes de Julio, cuando cesa la precipitación pluvial y los vientos, la presión atmosférica y las condiciones térmicas del mar vuelven a sus niveles normales. De lo acontecido se deduce que la acción pluvial es un factor importante en la Geodinámica Externa, ya que erosionan o activan las características de determinados tipos de suelos que alteran la cimentación de las futuras edificaciones.
2.3.
Sismicidad:
El área de estudio por pertenecer al Cinturón Circumpacificum, está ubicada en una región de actividad sísmica. Las principales unidades que se presentan son: La cordillera de los Andes y la Fosa tectónica, el cual producto de la interacción de las placas Sudamericana o continental que viaja en sentido Noroeste y la placa de Nazca que se mueve en dirección de Este. El encuentro de las placas mencionadas, han producido zonas de fractura en la corteza terrestre y por ende la generación de los movimientos sísmicos. El riesgo sísmico se ha enfocado en base al análisis probabilístico y determinístico. Las limitaciones impuestas por la escasez de datos sísmicos en un período estadísticamente representativo restringe el uso del método y la escasez de datos tectónicos limita la aplicación del método determinista, sin embargo para el área se ha tomado como base los sismos ocurridos en la región entre l927 y l97l (De magnitud mayor de 5), se presenta la siguiente ley de recurrencia:
= . − .
Según el cual es posible la ocurrencia de un sismo de magnitud igual o mayores 8 períodos históricos que si bien no está confirmada es discutible. Las circunstancias sismo tectónicas de la región avalan este postulado. Para un tiempo de 50 años, la ecuación proporciona un valor de magnitud de terremotos de 7.5, pero por fines de cálculo se toma M = 8 que corresponde a un período de retorno de 25 años. Para la determinación de las máximas aceleraciones horizontales, se tomará como base las magnitudes 7.5 y 8, cabe destacar que las aceleraciones están referidas a terreno firme. Adoptando un criterio conservador se utilizarán distancias del emplazamiento del epicentro (R) entre 10 y 20 km. Las diferentes relaciones empíricas disponibles entre máxima aceleración del terreno y la magnitud destacan la de MILNE y DAVENPORT (l969) y DONOVAN (l973) y con la aplicación de ambas relaciones para magnitudes de 7.5 y 8 le corresponden 0.33g y 0.35 respectivamente.
Figura N° 05: Mapa sísmico del Perú.
Fuente: Leonidas Ocola - Instituto Geofísico del Perú, Lima, 20 de agosto 2007.
3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO. Esta etapa consistió en reconocer toda la zona del proyecto, la cual tiene la siguiente superficie de 1, 442,81 Km², la zona se encuentra a 72 msnm, además el lugar donde se realizara el proyecto se verificó sus condiciones de estabilidad ante la ocurrencia la impactos y otros fenómenos de geodinámica que pudiera comprometer la propiedad física de la obra.
Finalmente se procedió a apertura 01 excavación manuales a una profundidad de 1.50 m, la primera se ubicó en la Zona central del Proyecto se ubicaron de la siguiente manera:
Cuadro N° 01: Descripción de la Calicata. UBICACIÓN
PROF.(m)
N° DE MUESTRAS
C-2
0.00 a 1.50
03
Fuente: Autor. 4. ENSAYOS DE LABOTARIO. Los ensayos de mecánica de suelos lo realizamos en el laboratorio de la universidad Cesar Vallejo-Piura, con los siguientes análisis:
Análisis Granulométrico por Tamizado
:ASTM D-422
Límites de consistencia
:ASTM D-4318
Contenido de Humedad Natural
:ASTM D-2216
Clasificación SUCS
:ASTM D-2487
Compactación Proctor Modificado
:ASTM D-1557
Capacidad portante(Teoría Tezaghi)
:Norma E-0.50
Clasificación de SUCS
:ASTM D-2487
Clasificación AASHTO
:ASTM D-3282
5. PERFILES ESTRATIGRAFICOS. Perfil del suelo. Luego de compatibilizadas las descripciones visuales – manuales con los resultados de los ensayos de laboratorio, se elaboraron las columnas estratigráficas de la calicata C-02 donde se hacen las descripciones del suelo.
CALICATA 02: De 0.00 a 0.50 mts. En el primer estrato, encontraremos un material de color beis claro, se denota la presencia de limo, según su textura del grano de la partícula se trata de un limo inorgánico de baja plasticidad.
De 0.00 a 0.50
SUCS: ML
AASHTO: A – 4 (7)
De 0.50 a 0.70 mts. En la segunda capa, encontramos un material de color marrón, con una tonalidad clara, tratándose de un suelo arcilla inorgánica de baja plasticidad. De 0.50 a 0.70
SUCS: CL
AASHTO: A - 6
De 0.70 a 1.50 mts. En la tercera capa, encontramos un material de color marrón oscuro, con una textura más fina, la cual se puede aglutinar con más facilidad lo que nos denota mayor presencia de contenido de arcilla. De 0.70 a 1.50 m
SUCS: CH
AASHTO: A – 7 (0)
Cuadro N° 02: Descripción Estratigráfica de la C – 02. CALICATA C-02 De (m)
SÍMBOLO
A (m)
SUCS
DESCRIPCION ESTRATIGRÁFICA
AASHTO
0.00
0.50
ML
A – 4(7)
Limo inorgánico de baja plasticidad, de color beis claro.
0.50
0.70
CL
A – 6
Arcilla Inorgánica de baja plasticidad, de color marrón claro.
0.70
1.50
CH
A – 7 (0)
Arcilla Inorgánica de alta plasticidad, de color marrón oscuro.
Fuente: Autor. Cuadro N° 03: Perfil estratigráfico por punto investigado.
LIMO INORGÁNICO DE BAJA PLASTICIDAD (0.00 m. a 0.50 m.)
ARCILLA INORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD (0.50 m. a 0.70 m.)
ARCILLA INORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD (0.70 m. a 1.50 m.)
Fuente: Autor. Cuadro N° 04: Divisiones mayores de las muestras. Divisiones mayores
Símbolo
ML LIMOS Y ARCILLAS (LL < 50) CL
SUELOS FINOS
LIMOS Y ARCILLAS (LL > 50)
Fuente: Autor.
CH
Descripción Limo inorgánico de baja plasticidad (0.00 m. a 0.50 m.) Arcilla inorgánica de baja plasticidad (0.50 m. a 0.70 m.) Arcilla inorgánica de alta plasticidad (0.70 m. A 1.50 m.)
6.
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS “in situ” Y DE LABORATORIO.
6.1.
Análisis granulométrico.
Tabla N° 01: Análisis Granulométrico – Primer Estrato.
Fuente: Autor. Gráfico N° 01: Curva Granulométrica – Primer Estrato.
Fuente: Autor.
Tabla N° 02: Análisis Granulométrico – Segundo Estrato.
Fuente: Autor. Gráfico N° 02: Curva Granulométrica – Segundo Estrato.
Fuente: Autor.
Tabla N° 03: Análisis Granulométrico – Tercer Estrato.
Fuente: Autor. Gráfico N° 03: Curva Granulométrica – Tercer Estrato.
Fuente: Autor.
6.2.
Contenido de humedad natural.
De acuerdo al ensayo realizado se ha podido establecer que la humedad natural aumenta en profundidad en el orden del 19.2%.
Cuadro N°05: Contenido de Humedad.
Fuente: Autor.
6.3.
Límites de consistencia
Cuadro N°06: Determinación del Límite Líquido – Primer Estrato.
6.4.
Compactación proctor modificado
Fuente: Autor.
Cuadro N°07: Determinación del Límite Plástico – Primer Estrato.
Fuente: Autor. Gráfico N° 02: Contenido de Humedad – Primer Estrato.
Fuente: Autor. Cuadro N°08: Determinación del Límite Líquido – Segundo Estrato.
Fuente: Autor.
Cuadro N°09: Determinación del Límite Plástico –Segundo Estrato
Fuente: Autor. Gráfico N° 03: Contenido de Humedad –Segundo Estrato.
Fuente: Autor. Cuadro N°10: Determinación del Límite Líquido – Tercer Estrato.
Fuente: Autor.
Cuadro N°11: Determinación del Límite Plástico –Tercer Estrato
Fuente: Autor.
Gráfico N° 12: Contenido de Humedad –Tercer Estrato.
Fuente: Autor.
6.4. Compactación de Proctor modificado.
Tabla N° 04: Relación densidad/ humedad (Proctor).
Fuente: Autor. Gráfico N° 12: Relación densidad/ humedad (Proctor).
Fuente: Autor.
6.5.
Capacidad portante (Teoría Tezaghi).
La estimación de la capacidad portante del terreno fue calculada en función del número de golpes N del SPT, tomando el suelo como granular, aplicándose para todos estos cálculos la teoría de Terzaghi, ya que éste es un criterio conservador para el diseño de cimentaciones. Como se sabe la capacidad portante máxima en la provincia de Piura es de: 0.9 kg/cm2
Figura N° 06: Capacidad Portante.
Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Dónde:
Df: Profundidad de cimentación 1.10 mts.
NF: Nivel freático (no se encontró).
E: Diferencia de nivel entre la profundidad de cimentación y la profundidad del estrato resistente 0.20 cm.
6.6.
Nivel de la napa freática.
En la zona del proyecto: “EVALUACION DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES
DEL DISTRITO DE TAMBOGRANDE –
PIURA”, no se ha podido encontrara
aun la presencia de napa freática, pero si se hubiese hecho una excavación un poco más profunda de medio metro, tal vez si se hubiese encontrado, debido que a nuestro último estrato, el material estaba medio mojado, por ello deducimos que a unos centímetros más si se podría encontrar napa freática.
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Se han determinado suelos Arcilloso Inorgánico de baja Plasticidad (CL) de coloración marrón claro.
De acuerdo a la clasificación de SUCS de suelos, se han determinado en nuestra muestra los siguientes tipos de suelos: Limo Inorgánico de baja plasticidad (ML), Arcilloso Inorgánico de baja Plasticidad (CL) y finalmente una Arcilla Inorgánica de alta plasticidad (CH).
Hasta la profundidad excavada de 1.50 m. de la calicata perforada, no se ha observado la presencia de la napa freática.
No se ha encontrado evidencias del nivel freático hasta profundidad investigada, lo único que existe es el aumento de humedad natural (hasta los 19.2%).
8. ANEXOS. Anexo N° 01: Calicata C – 02.
Fuente: Autor. Descripción: Calicata C-02 se realizó en el distrito de Tambogrande a una profundidad de 1,50 metros.
Anexo N° 02: Estratos de la Calicata.
Fuente: Autor.
Descripción: Se encontraron 3 estratos donde en el primero se caracterizaba por tener un color beis claro, mientras que el segundo era de color marrón claro y el último de marrón oscuro.
Anexo N° 03: Copa Casagrande de la Calicata C – 02.
Fuente: Autor. Descripción: Se realizó el ensayo de copa de Casagrande para la determinación del límite líquido.
Anexo N° 04: Ensayos de Proctor Modificado.
Fuente: Autor. Descripción: Se realizó el ensayo de proctor modificado que consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener la curva que relaciona la humedad y la densidad seca máxima a determinada energía de compactación.
Anexo N° 05: Ensayos de Limite Plástico.
Fuente: Autor. Descripción: Se realizó el ensayo de límite plástico para obtener el porcentaje que tenía la muestra de arcilla de los estratos de la C – 02.
Anexo N° 06: Ensayos del Análisis Granulométrico.
Fuente: Autor. Descripción: Se realizó el análisis granulométrico con la finalidad de ver medir y graduar los granos sedimentarios de las muestras encontradas.