NDICE GEOTECNICO
I
I. II. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. III. IV. V. 5.3. VI. VII. 7.1 7.2 7.3 VIII.
MEMORIA DESCRIPTIVA DESCRIPTIVA ........................................................... ...................................................................... ........... 2 MECÁNICA DE SUELOS.......................................... SUELOS............................................................... ................................ ........... 3 GENERALIDADES GENERALIDADES ............................................. ................................................................... ........................................ .................. 3 CONTENIDO DEL INFORME............................................ .................................................................. ...................... 3 OBJETIVO DEL ESTUDIO. .......................... ................................................ ............................................ ...................... 3 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO................. 4 CLIMA ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................ .................. 5 INVESTIGACIONES INVESTIGACIONES DE CAMPO .......................... ................................................ ................................. ........... 5 ENSAYOS DE LABORATORIO ....................................................... .............................................................. ....... 6 INVESTIGACIONES INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS .................................. ................................................... ................. 7 MUESTREO DE SUELOS.......................................... ............................................................... ................................ ........... 8 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA.......................................... ............................................................... ...................... 8 RESULTADOS DE LABORATORIO ........................................ ...................................................... .............. 9 TANTE…………….…………..9 CALCULO DEL A CAPACIDAD POR TANTE…………… RESULTADOS DE ENESAYOS DE LAS CALICATAS…………… ..10 PERFILES ESTRATIGRAFICOS……………………………………...10
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................... ...................................... 11
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ESTUDIO GEOTÉCNICO I. MEMORIA DESCRIPTIVA
DATOS GENERALES. 1.1. FUNCION
: Educación
1.2. PROYECTO
: “Reconstrucción Local Institucional UGEL- Cajabamba ”
1.3. UBICACIÓN: REGION DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO
: Cajamarca : Cajamarca : Cajabamba : Cajabamba
1.4. MODALIDAD DE EJECUCIÓN : Contrata 1.5. EJECUTOR
: GOBIERNO REGIONAL DE CAJAMARCA
1.6. FINANCIAMIENTO
: GOBIERNO REGIONAL DE CAJAMARCA
1.7. EVALUADOR
: Gobierno Regional de Cajamarca.
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II. MECÁNICA DE SUELOS 2.1.GENERALIDADES Mediante el Proyecto “RECONSTRUCCIÓN UGEL - CAJABAMBA”
LOCAL INSTITUCIONL
se propone dar solución integral al problema
identificado reconstruyendo en toda su amplitud la infraestructura de la UGEL – Cajabamba ya que lo relacionado a su infraestructura, está viene funcionando en un local de adobe que tiene todos sus ambientes totalmente inadecuados y en mal estado debido a su antigüedad más de 100 años es por esto que el Gobierno se ha fijado metas concretas por medio de sus Gobiernos regionales y locales realizar proyectos relacionados a infraestructura y de esta manera dar solución al problema presentado. 2.2.CONTENIDO DEL INFORME En el presente estudio se detalla la descripción de los trabajos ejecutados en campo y en laboratorio, los registros de suelos referentes a las calicatas investigadas, los perfiles estratigráficos longitudinales en las exploraciones geotécnicas con su respectiva evaluación que nos permitirá determinar los parámetros geotécnicos del terreno de fundación,
así como también sus
propiedades de resistencia física mecánica de los suelos, sus propiedades de resistencia y deformación la agresividad química de sus componentes y las conclusiones y recomendaciones generales para la ejecución del Proyecto 2.3.OBJETIVO DEL ESTUDIO.
Obtener las principales características físico- mecánicas del suelo, sus propiedades de la capacidad portante del terreno.
Para el logro de este objetivo se ha recopilado información mediante los resultados obtenidos de las perforaciones geotécnicas (calicatas) que se han realizado con fines de
evaluación estructural.
Es en base a toda esta
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información que se ha elaborado el perfil estratigráfico de los suelos, en dicho perfil se muestran los suelos que conforman el lugar del Proyecto sus características favorables y desfavorables; habiéndose determinado los lugares de muestreo donde la evaluación estructural a dado valores máximos y mínimos para calcular dicha resistencia. Para el siguiente estudio se ha realizado el programa siguiente.
Ubicación y ejecución de calicata.
Ejecución de ensayos de laboratorio.
Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio.
Perfiles estratigráficos.
Análisis de la Capacidad portante del terreno.
Conclusiones y Recomendaciones.
2.4.UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO El proyecto se ubica en el Distrito de Cajabamba, Provincia de Cajabamba, Departamento Cajamarca El proyecto se encuentra en el cuadrángulo Cajamarca 15 G de la Carta Nacional Geográfica.
Coordenadas UTM. NORTE
: 9156433
ESTE
: 825999
Altitud
: 2760m.s.n.m.
Ubicación Geográfica LATITUD
: 04°33’7’’
LONGITUD : 78°42’27’’ SUPERFICIE : 2025.15 km² DENSIDAD POBLACIONAL : 41.7 habitantes/km².
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Límites NORTE : Pampa Grande ESTE
: Santa Mónica
SUR
: Quingray Cruz
OESTE : Callash. 2.5.
CLIMA El clima donde se encuentra ubicado el proyecto es de Bosque seco Premontano Tropical (bs - PT), comprendidas entre 2,400 y 2800 m.s.n.m. (zonas de Cajamarca, hasta las alturas de Jocos) con precipitaciones de 600 a 100mm y biotemperaturas de 17 a 20ºC Pertenece a la Región Quechua su clima es templado y moderadamente frío, con bastante sol y cielo despejado la mayor parte del año, así como con lluvias y algunas heladas y granizadas en algunos meses Sin embargo, son notables las variaciones en torno a la temperatura media anual máxima, presentan como acentuados cambios entre el día y la noche, siendo notable que las temperaturas máximas y mínima de un año pueden presentarse dentro del mismo mes y a veces en el mismo días, los meses más fríos del año son en Junio, Julio y Agosto, pero en ellos las temperaturas bajas se presentan sólo durante la noche y las primeras horas del día,
III. INVESTIGACIONES DE CAMPO 3.1.
TRABAJOS DE CAMPO. 3.1.1 CALICATAS. Mediante un programa de exploración de suelos se realizaron un total de 02 calicatas manualmente, en pozo a cielo abierto, distribuida convenientemente en el área del estudio.
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Las calicata se identifico con la nomenclatura C-1 y C-2 con una profundidad de 2.50m.
3.1.2 MUESTRAS DISTURBADAS. Se tomaron muestras disturbadas de cada uno de los tipos de suelos encontrados, en cantidad suficiente como para realizar los ensayos de clasificación e identificación de suelos.
3.1.3 MUESTREO INALTERADO. No se ejecuto por mucha presencia de bolonería y gravas en las calicatas.
3.1.4 REGISTRO DE EXCAVACIONES. Paralelamente al muestreo, se realizó el registro de cada una de las calicatas, anotándose las principales características.
RELACIÓN DE MUESTRAS A ENSAYAR. TABLA 1 CALICATA N°
MUES-TRA
PROF.
01
M-1 M-2
0.10 – 0..80 0.80 – 2.50
COORDENADAS NORTE ESTE 9156433
NAPA FREATICA (m)
825999 --------------
02
M-1 M-2
0.10 – 0..80 0.80 – 2.50
9156435
625973
-------------
IV. ENSAYOS DE LABORATORIO Se realizaron los siguientes ensayos:
4.1.
ENSAYOS ESTÁNDAR Análisis granulométrico
: Norma ASTM-D422
Límite Líquido
: Norma ASTM-D423
Límite Plástico
: Norma ASTM-D424 6
Humedad Natural
: Norma ASTM-D2216
Clasificación
: Norma ASTM-D2487
Los resultados de todos los ensayos de laboratorio son mostrados en el Anexo I de Suelos.
4.2.
CLASIFICACIÓN DE SUELOS. Las muestras ensayadas en laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Se muestran en la siguiente tabla.
TABLA Nº. 2 CLASIFICACIÓN CALICATA Nº
Muestras
C – 2
M – 1
M – 2
M – 1
M – 2
0.10 – 0.80
0.80 -2.50
0.10 – 0.75
0.75 -2.55
% pasa Tamiz Nº 4
100
48
100
50.1
% pasa Tamiz Nº 200
63.3
21.6
91.6
18.5
Limite Líquido.
43.40
25.22
64.24
28.67
Limite Plástico.
26.11
13.33
39.74
15.34
Índice de Plasticidad
17.29
11.89
24.50
13.33
Clasificación SUCS.
CL
GC
MH
GC
Profundidad (m)
V.
C – 1
INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS Los trabajos de investigaciones geotécnicas ejecutados en el presente Estudio de Suelos, comprendieron una serie de actividades de campo y laboratorio que seguidamente se detallan.
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5.1. EXCAVACIÓN DE CALICATAS Se ejecutó 2 calicatas mediante excavaciones, manualmente a cielo abierto, en el área de estudio mencionado anteriormente (Punto 3.1.1)
5.2. ELABORACIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO DE SUELOS En el campo se efectuó el estudio y reconocimiento geotécnico de los suelos identificados en las calicatas excavadas; elaborando un perfil de descripción de los tipos de suelos que describe el color, el grado de contenido de humedad natural, modulo de finura y principales características físicas – mecánicas de cada una de las muestras.
5.3. MUESTREO DE SUELOS Se ejecutó el muestreo de suelos en las paredes de la calicata, poniendo especial atención en aquella donde se verificó cambio del tipo de suelo investigado dentro del terreno. Las muestras de los suelos fueron obtenidas al estado disturbado en un total de 2 muestra por calicata con las mismas características físicas mecánicas, todas ellas se obtuvieron en cantidad suficiente para efectuar ensayos estándar en laboratorio para la Identificación de la clasificación SUCS. VI.
EVALUACIÓN GEOTÉCNICA. CALICATA Nº 1 y 2
EVALUACIÓN GEOTÉCNICA. La calicata 1
muestra 1 presenta arcillas inorgánicas de plasticidad baja a
media, arcillas con grava, arcillas arenosas, arcillas limosas arcillas magras de
clasificación SUCS CL, de color marrón claro con profundidades de – 0.100.80m., estos suelos son muy impermeable, con resistencia a la tubificación alta, resistencia al cortante media, susceptibilidad al agrietamiento de mediano a alta
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y a la licuación de mediana a alta si mal compactados, manejabilidad de correcta a pobre. La muestra 2 de la calicata 1 y 2 presentan gravas arcillosas mezclas mal graduadas de grava, arena y arcilla con bolonería de clasificación SUCS (GC) de color, marrón claro, a una profundidad de calicata 1(0.80 – 2.50m),y calicata 2 (0.75 - 2.55) estos suelos son impermeables, con resistencia a la tubificación muy alta, y a la cortante alta, la comprensibilidad es baja si mas del 60% del material es grueso (tamaño superior a la malla Nº 4) si el material contiene menos del 35% de material grueso, se pueden estimar los asentamientos con base en la comprensibilidad de finos, susceptibilidad a la licuación es muy baja si mal compactados, manejabilidad es muy buena. La calicata 2 muestra 1 está formado por limos inorgánicos, suelos limosos con arenas, limos micáceos, limos elásticos de clasificación SUCS (MH)
color
marrón oscuro de profundidad 0.10 -0.70 estos suelos son muy impermeables, resistencia a la tubificación de media a alta, resistencia al cortante baja, susceptibilidad al agrietamiento muy susceptible; deben colocarse en alto grado de saturación, susceptibilidad a la licuación muy baja, manejabilidad buena a correcta. VII.
RESULTADOS DE LABORATORIO 7.1 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE CALICATA 1 MUESTRA 2 Tabla Nº 3
Nº
Calicata
Estrato
Potencia (m)
1
1
2
2.55
Angulo
Peso
fricción
Especifico
interna
C (kg/cm2)
º
30
(gr/cm3)
0.24
1.68
Capacidad Admisible del Suelo t
(kg/cm2)
1.17
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PARÁMETROS CONOCIDOS CLASIFICACIÓN SUCS
: GC
[Ø ] ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA
: 30º (Ingresar en grados y decimales de grado)
[ c ] COHESIÓN
: 0.24 (Ingresar en Kg/cm2)
[ψ ] PESO UNITARIO
: 1.68 ( ingresar en gr/ cm3)
[ Df] PROF. CIMENTACIÓN
: 2.00m (Ingresar en cm.)
[ B] LONG. DE ZAPATA CIMENT.(Cm)
: 400cm. (Ingresar en centímetros)
FACTOR DE SEGURIDAD
:3
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA. N’c
: 30.14
N’q
: 18.40
N’δ
: 22.40
CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO : 3.51 Kg/cm 2
q’c
CAPACIDAD DE CARGA DE DISEÑO t =
1.17 Kg/cm
7.2 RESULTADO DE ENSAYOS DE LAS CALICATAS Ver anexo
7.3 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS Se realizo en base a los trabajos de exploración de campo, ensayos de laboratorio y al recorrido integral del tramo en estudio lo cual se indica en el anexo.
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VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Según la evaluación geotécnica realizadas en campo y los resultados de los ensayos de laboratorio y el análisis efectuado en este proyecto, establecemos las siguientes conclusiones y recomendaciones: 1 El subsuelo del área en estudio está constituido básicamente por material de tipo CL, MH, GC descritas en la evaluación geotecnia. 2 Se ha considerado para el diseño estructural del proyecto una sección de cimentación de acorde a la capacidad portante admisible del terreno de la calicata 1 muestra 1 es t = 1.15 Kg/cm², compatible con las cargas trasmitidas y las Normas Técnicas de Edificación E-030. Pero como se está mejorando el suelo, ver ítem. 6, se recomienda diseñar la cimentación del proyecto en una Capacidad Portante de t = 1.85 Kg/cm². 3 En la exploración geotécnica ejecutada el nivel freático no se encontró: 4 Se recomienda cimentar, mediante la construcción de zapatas de concreto armado conectadas a vigas de cimentación. 5 Se recomienda ejecutar plateas de cimentación. 6 El nivel del terreno de fundación, para la construcción del proyecto se recomienda que sea - 2.00m. con la finalidad de dar mayor seguridad a la cimentación, se recomienda que se realice un mejoramiento de subsuelo que consistirá en colocar 2 capas de grava bien gradada de clasificación SUCS (GW), de 0.20m. de espesor cada capa y compactada (profundidad 1.60m), luego se colocara una capa de
0.30m. de concreto ciclópeo de cemento: agregado global de una proporción en volumen aparente de 1:10 mas 30% de piedra mediana de 8” sub zapata
(profundidad 1.30m). 7 Se recomienda realizar un mejoramiento de suelo donde se apoyarán los pisos y veredas eliminando todo el suelo orgánico existente en el terreno y remplazándolo con material de afirmado (suelo A – 2 – 4) colocando capas de 0.20m. de espesor y compactando cada capa al 95% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado.
11
8 Se recomienda ejecutar drenes longitudinales y transversales si en caso fuera construido en épocas de lluvia para evitar que la estructura
sufra
asentamientos diferenciales considerables. 9 El concreto a utilizar para los diferentes elementos estructurales será de 140, 210 y 175Kg/cm². utilizando los agregados de la cantera de la Río Condebamba. 10 El agua a utilizar será potable de la ciudad para las diferentes obras y elementos estructurales a ejecutar como son columnas, vigas, zapatas, aligerados etc. 11 Se recomienda utilizar un método de curado adecuado para la mezcla de concreto empleadas en el elemento estructural acorde a la norma A.S.T.M C31, con la finalidad de alcanzar el grado de hidratación y por ende la resistencia mecánica requerida en obra. 12 Para el diseño Sismo resistente se recomienda utilizar. Factor de Zona 3
z = 0,4g
Perfil de Suelo Tipo
S2
Periodo Predominante
Tp = 0,6 s
Factor de Ampliación de Suelo
S = 1.2
Factor U (edificación)
U = 1.5
Coeficiente de reducción
R=8
(suelos intermedios)
Para el análisis pseudos estático se recomienda el valor ∞ = 0,20
13 Se recomienda que en la estructura del proyecto a construir la fuerza del cortante de agrietamiento diagonal por resistencia al
corte (Vm) sea
diseñada mediante el artículo 8.5.3. 14 Finalmente podemos concluir para el diseño y la construcción de este Proyecto, se deberá tener
en cuenta todas las conclusiones y
recomendaciones antes descritas. por la importancia de la obra, de tal manera que aseguremos la mayor estabilidad y durabilidad de la estructura.
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PANEL FOTOGRÁFICO RECONSTRUCCIÓN LOCAL INSTITUCIONAL UGEL CAJABAMBA FOTO N°1: Excavación de la Calicata N°1. Coordenadas UTM N: 9156433 E:825999, observar grandes bolonerías de espesor de 10, 20, 25 plgs.
FOTO Nº 2: Excavación de la Calicata N°2. Coordenadas UTM N: 9156435 E: 625973, observar grandes bolonerías de espesor de 10, 20, 25 plgs.
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FOTO N° 3: Observar gravas, arcillas y bolonería.
FOTO Nº4: Observar gravas, arcillas y bolonería.
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