Puente Corire Pedregal (1)

ESTUDIO DE SUELOS “CREACION

DEL PUENTE VEHICULAR CORIRE - PEDREGAL”

DISTRITO

URACA

PROVINCIA

CASTILLA

REGION

AREQUIPA

AREQUIPA

PERU

SEPTIEMBRE- 2015

INDICE

A. GENERALIDADES Objeto del Estudio Ubicación y Descripción del Área en estudio B. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y GEOGRÁFICAS C. MARCO GEOLOGICO D. GEODINÁMICA EXTERNA E. CARACTERISTICAS CLIMATICAS F. SISMICIDAD EN EL AREA EN ESTUDIO Sismicidad del área de estudio G. INVESTIGACIONES DE CAMPO Calicatas o Pozos de Exploración Muestreo y Registros de Exploración H. ENSAYOS DE LABORATORIO Ensayos Estándar Ensayos Especiales Clasificación de suelos I. PERFILES ESTRATIGRAFICOS Descripción de la Conformación del Subsuelo del Área en estudio J. ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN Tipo y Profundidad de cimentación Cálculo de la Capacidad Portante Admisible Cálculo de Asentamientos Agresividad de las Sales y Sulfatos K. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ANEXOS ANEXO I: ENSAYOS DE LABORATORIO Ensayos Estándar Ensayos Especiales ANEXO II: TRABAJOS DE CAMPO Registros de Exploración ANEXO III: MATERIAL FOTOGRAFICO Material Fotográfico.  



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F. SISMICIDAD EN EL AREA EN ESTUDIO

Sismicidad Del Área En Estudio: A partir de la información (macro sísmica), se han confeccionado los mapas de líneas Isosistas de algunos sismos destructores que han tenido incidencia sobre la Franja Nº1, donde se emplazan las ciudades de Arequipa, Moquegua, Tacna y parte de Puno (INGEMMET). De acuerdo a esto se ha determinado que la intensidad máxima en la Escala Modificada de Mercalli (E.M.M.), los sismos que han ocurrido en la franja Nº1 varían entre VII y X grados. Según el Mapa de Zonificación Sísmica del Sur del Perú – Reglamento Nacional de Construcciones – 2006; hace referencia que la Región Sur del Perú se considera Dividida en tres Zonas de las tres Clasificadas, de acuerdo a la sismicidad observada y a la potencialidad Sísmica de dichas Zonas, se ha determinado a la Zona 3 de Sismicidad Alta (Dptos. De Arequipa, Moquegua, Tacna, Ayacucho, Ica, Lima, Ancash, La Libertad, Cajamarca, Lambayeque, Piura y Tumbes). G. INVESTIGACIONES DE CAMPO

Calicatas o Pozos de Exploración: Se realizó cinco (05) calicatas o pozos de exploración “a cielo abierto”, designados como C-01, C-02, C-03, C-04 y C-05; los cuales fueron ubicados convenientemente y con profundidades suficientes de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el estudio. Este sistema de exploración nos permite evaluar directamente las diferentes características del subsuelo en su estado natural. Muestreo y Registros de Exploración: Se tomó muestra disturbada representativa del estrato atravesado en la calicata y en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de identificación y clasificación, también se extrajo muestra representativa para el ensayo de Corte Directo.

Paralelamente al muestreo se realizó los registros de exploración, en los que se indican las diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc. H. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio Estándar y Especiales, fueron realizados bajo las Normas de la Americam Society For Testing and Materials (A.S.T.M.). Ensayos Estándar: Se realizaron los siguientes ensayos: -

Análisis Granulométrico por tamizado (ASTM D-422)

- Determ. de material que pasa el tamiz N° 200 (ASTM D-1140) - Límites de Consistencia (ASTM D-4318) Límite Líquido Limite Plástico Indice de Plasticidad - Clasificación SUCS (ASTM D-2487) -

Humedad natural del suelo

(ASTM D-2216)

- Gravedad específica y absorción del suelo - Contenido de sales solubles

(ASTM D - 854)

(ASTM D-1888)

- Densidad Natural (ASTM D-1556) Ensayos Especiales: Fueron realizados los siguientes: - En una muestra representativa , se realizó el ensayo de Corte Directo Saturado-Inalterado.

Clasificación de Suelos: En base a la información obtenida durante los trabajos de campo y los ensayos de resultados de Laboratorio, se efectuó la clasificación de suelos de los materiales, para ello se ha empleado los sistemas SUCS, para luego correlacionarlos de acuerdo a las características litológicas similares, lo cual se consigna en la columna estratigráfica correspondiente. I. PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio y a la inspección realizada, se efectuó cinco (05) perfiles estratigráficos del terreno del estudio. Descripción de la conformación del subsuelo del Área en estudio: De acuerdo al perfil estratigráfico inferido, y a la inspección realizada se concluye que el subsuelo está conformado por un Material según Clasificación SUCS “GP-GM, GP y SP-SM” con presencia de bolones de diferentes diámetros en 30% a 40%. En general el área de estudio comprendida desde la superficie hasta los 9.00 m. se observa presencia de material tipo fluvial heterogéneo de constitución estable. Para más detalles de la conformación del subsuelo ver los Perfiles estratigráfico en los anexos. J. ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN

Tipo y Profundidad de Cimentación: De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, descripción del perfil estratigráfico, características del proyecto y al análisis efectuado, se concluye que la cimentación será aprox. a los 9.00 m. profundidad.

Estribo Derecho (Calicata C-01) 0.00-1.10: (Estrato I) Constituida por arena limosa de color beige a gris y boloneria en 25% con diámetros de 3" a 10", presenta material orgánico en superficie. 1.10- 8.00: (Estrato II) Conformada por gravas arenosas con 5.63 % de limos (GP-GM) de color gris, las gravas y las arenas tienen formas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. Asimismo presenta boloneria en aprox. 30% de diámetros de 3" a 15" de formas subredondeadas a redondeadas. Presenta nivel freático a los 2.50 m. Entre Estribos (Calicata C-02, C-03 y C-04) 0.00-0.60: (Estrato I) Constituida por arena limosa de color gris a gris oscuro y boloneria en 15% con diámetros de 2" a 8", presenta material orgánico en superficie. 1.10- 7.90: (Estrato II) Conformada por gravas arenosas mal graduadas (GP) de color gris oscuro, las gravas y las arenas tienen formas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. Asimismo presenta boloneria en aprox. 25% de diámetros de 3" a 12" de formas subredondeadas a redondeadas. Presenta nivel freático a los 1.60 m. Estribo Izquierdo (Calicata C-05) 0.00-2.40: (Estrato I) Constituida por arena limosa de color beige a gris y boloneria en 30% con diámetros de 3" a 8". En superficie se observa cantos rodados de orígenes heterogéneos, con diámetros de 10" a 20" en 40% aproximadamente. 2.40- 8.00: (Estrato II) Conformada por arenas gravosas con limos en 9.86% (SPSM) mal graduadas de color gris . Las gravas y las arenas tienen formas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. Asimismo presenta boloneria en aprox. 20% de diámetros de 3" a 10" de formas subredondeadas a redondeadas. Presenta nivel freático a los 2.70 m. Cálculo de la Capacidad Portante: A la profundidad antes mencionada los cimientos se apoyaran sobre las gravas arenosas y arenas gravosas, en estado semicompacto a compacto, cuyas características de resistencia están dadas por su ángulo de fricción interna (Ø), la cual se puede determinar mediante corte directo. Luego, considerando la teoría de Karl Terzaghi, la Capacidad Portante Admisible para este caso, se puede calcular mediante la siguiente relación:

q ad= 1/FS (Y1h1 + Y´1 h2) Nq + 0.4 Y´2 B Ny -Estribo Derecho: (C-01) Dónde: Densidad Natural del suelo (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Profundidad de Cimentación Ancho de Cimentación Factores Adimensionales en función del Ø : 36°

= Y1 (1.69) = Y´1 = Y´2 = 9.00 m = 8.50 m

NØ = Ny = Nq = Factor de Seguridad = FS (3) Reemplazando valores, se obtiene: q ad = 5.92 Kg/cm2 -Entre Estribos: (C-02, C-03 y C-04) Dónde: Densidad Natural del suelo (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Profundidad de Cimentación Ancho de Cimentación Factores Adimensionales en función del Ø : 35° NØ = Ny = Nq = Factor de Seguridad = FS (3)

= Y1 (1.786) = Y´1 = Y´2 = 9.00 m = 8.50 m

Reemplazando valores, se obtiene: q ad = 5.19 Kg/cm2 -

Estribo Izquierdo: (C-05) Dónde: Densidad Natural del suelo (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Densidad Natural del suelo sumergido (gr/cm3) Profundidad de Cimentación Ancho de Cimentación Factores Adimensionales en función del Ø : 36°

= Y1 (1.727) = Y´1 = Y´2 = 9.00 m = 8.50 m

NØ = Ny = Nq = Factor de Seguridad = FS (3) Reemplazando valores, se obtiene: q ad = 6.13 Kg/cm2

Cálculo de Asentamientos: Aplicando el Método Elástico:

Dónde: En el análisis de Asentamiento se ha considerado los valores en base a la caracterización geotécnica y estado de compacidad del suelo más desfavorable recomendados por J. Bowles; y éstos son: μ

Es

: :

……….? Relación de Poisson Módulo de elasticidad …….?

Con respecto al esfuerzo y a las dimensiones para el cálculo de asentamiento, éstos corresponden a la capacidad de carga, para estas condiciones, el asentamiento elástico, considerándose zapata rígida con asentamiento inmediato. Reemplazando valores se obtiene: Si = 0.32 cm.

Agresividad de las Sales y Sulfatos El contenido de sales solubles y sulfatos son determinados en las calicatas en los suelos representativos. Contenido de sales solubles totales de orden de 290 p.p.m. Contenido de sulfatos <200 mg/lt. Los resultados obtenidos de las muestras, indican que el suelo no ocasionará un ataque a la cimentación.

K. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de Laboratorio, a las características de proyecto y al análisis efectuado, se concluye lo siguiente: a)

El terreno de estudio se encuentra ubicado en el Distrito de Uraca, Provincia de Castilla y Región de Arequipa.

b)

Capacidad Portante: La capacidad Portante del terreno para la: -Estribo Derecho (Calicata C-01) es de

5.92 Kg/cm2

-Entre Estribos (Calicata C-02, C-03 y C-04) es de 5.19 Kg/cm2 -Estribo Izquierdo (Calicata C-05) es de 6.13 Kg/cm2 Profundidad de Cimentación: La profundidad Mínima de cimentación será a los 9.00 m. y de ancho de 8.50 m. para un buen anclaje de la cimentación, así mismo para evitar el socavamiento del rio en tiempo de avenidas (lluvias). c)

Material Predominante: El material predominante para la calicata 01 según clasificación SUCS es un suelo GP-GM (Grava arenosa, con 5.63 % de limos). Para las calicatas 02, 03 y 04 según clasificación SUCS es un suelo GP (Grava mal graduada) y para la calicata 05 según clasificación SUCS es un suelo SP-SM (Arena gravosa, con 9.86 % de limos).

d)

Para los estribos y evitar el socavamiento se deben de reforzar con defensas rivereñas en ambos lados del puente.

e)

Para la cimentación es necesario utilizar acelerante para una buena dosificación del concreto recomendado.

f)

El contenido de sales solubles y sulfatos: El contenido de sales solubles totales es del orden de 290 p.p.m. Los resultados obtenidos de las muestras, indican que el suelo no Ocasionará un ataque a la cimentación.

.

.

g)

Asentamiento: El Asentamiento Inmediato es de 0.35 cm.

h)

Los parámetros para el análisis sismo resistente se recomienda considerar un factor s = 1.20 y Ts = 0.60.

PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

REGISTRO DE EXCAVACION PROYECTO ESTRUCTURA DESIG. DE AREA METODO EXCAV. TAMAÑO EXCAV. REGISTRADO POR

Prof. s o r t e M

: Estudios de Suelos : Puente Corire-Pedregai : : Maquinaria : 2.00 x 3.00x 8.00 : Ing. E. M. S. y J. A. D.

EXCAVACION Nº UBICACIÓN LUGAR NIVEL FREATICO INICIADA TERMINADA

Clasificación y Pruebas de campo . S . C . U . S

d a d i s n e D

i t a e r F l e v i N

i u q i L e t i m i L

d a d e m u H

: : : : : :

C-01 Distrito de Uraca-Corire Rio Majes 2.60 m 06-09-2015 06-09-2015

DESCRIPCION Tipo de deposito, dimensionamiento, material orgánico, humedad, forma geomét rica de las particulas ,tamaño de los granos, grado de capacidad, determinación del material matriz, color, estado de las partículas, porcentaje de fino s, evaluación de la graduacion, etc.

0.00 - 1.10 : (Estrato I) Constitu idad por arena limosa de co lor beige a gris y boloneria en 25% con diametros de 3" a 10", presenta material organico en supe rficie.

1.10- 8.00: (Estrato II) Conformada por gravas arenosas c on 5.63 % de limos (GP-GM) de color gris, las gravas y las arenas tienen for mas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. A simismo presenta boloneria en aprox. 30% de diametros de 3" a 15" de f ormas s ubredondeadas a redondeadas.Presenta nivel freatico a los 2.50 m.

2 2.60

4 GP-GM

6

8

10

12

Observaciones:

1.69

41.30

17.29


Prof. s o r t e M




d a d i s n e D



d a d e m u H

: : : : : :


DESCRIPCION Tipo de deposito, dimensionamiento, material orgánico, humedad, forma geomét rica de las particulas ,tamaño de lo s granos, grado de capacidad, determinación del material matriz, colo r, estado de las partículas, porcentaje de fino s, evaluación de la graduacion, etc.

0.00- 0.60 : (Estrato I) Constituidad por arena limosa de c olor gris a gris oscuro y boloneria en 15% con diametros de 2" a 8", presenta material organico en supe rficie.

1.10- 7.90: (Estrato II) Conformada por gravas arenosas mal graduadas (GP) de color gris oscuro, las gravas y las arenas tienen for mas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. A simismo pres enta boloneria en aprox. 25% de diametros de 3" a 12" de f ormas s ubredondeadas a redondeadas.Presenta nivel freatico a los 1.60 m.

1.60

2

4 GP

6

8

10

12

Observaciones:

1.78

22.49

22.38


Prof. s o r t e M




d a d i s n e D



d a d e m u H

: : : : : :





1.60

2

4 GP

6

8

10

12

Observaciones:

1.78

22.49

22.38

REGISTRO DE EXCAVACION PROYECTO ESTRUCTURA DESIG. DE AREA METODO EXCAV. TAMAÑO EXCAV.

: Estudios de Suelos : Puente Corire-Pedregai : : Maquinaria : 2.00 x 3.00x 7.90

REGISTRADO POR : Ing. E. M. S. y J. A. D.

Prof. s o r t e M


d a d i s n e D



d a d e m u H

EXCAVACION Nº UBICACIÓN LUGAR NIVEL FREATICO INICIADA

: : : : :

TERMINADA

:





1.60

2

4 GP

6

8

10

12

Observaciones:

1.78

22.49

22.38


Prof. s o r t e M




d a d i s n e D



d a d e m u H

: : : : : :


DESCRIPCION Tipo de deposito, dimensionamiento, material orgánico, humedad, forma geomét rica de las particulas ,tamaño de los granos, grado de capacidad, determinación del material matriz, color, estado de las partículas, porcentaje de fino s, evaluación de la graduacion, etc.

0.00- 2.40 : (Estrato I) Constituidad por arena limosa de co lor beige a gris y boloneria en 30% con diametros de 3" a 8". En superficie se observa canto s rodados de origenes heterogeneos, con diametros de 10" a 20" en 40% aproximadamente.

2 2.70

2.40- 8.00: (Estrato II) Conformada por arenas grav osas con limos en 9.86% (SP-SM) mal graduadas de color gris osc uro. Las gravas y las arenas tienen formas subredondeadas a redondeadas, de compacidad media y mejora a medida que se va profundizando. A simismo presenta boloneria en aprox. 20% de diametros de 3" a 10" de f ormas s ubredondeadas a redondeadas.Presenta nivel freatico a los 2.70 m.

4

SP-SM

6

8

10

12

Observaciones:

1.727

28.23

15.72

ENSAYOS DE LABORATORIO

PANEL FOTOGRAFICO

CALICATA C-01

CALICATA C-02

CALICATA C-03

CALICATA C-04

CALICATA C-05

Puente Corire Pedregal (1)

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