estudio de suelos

ESTUDIO DE
SUELOS
Consultoría de obra para la Elaboración del Estudio Definitivo y Expediente Técnico del Proyecto:
“Instalación del Sistema de Agua Potable en A.H. Proy. Integral los Jardines Villa Santa ClaritaSector Villa Santa Clarita – Distrito de San Juan de Lurigancho”
ESTUDIO DE SUELOS
Calicata CL-5, ubicada en Jr. Las Margaritas, altura
de la Av. Las Rosas, correspondiente a la Tubería
Matriz- Conducción.
Proyecto:
Calicata C-6, ubicada en Pasaje. 9, intersección con
el Pasaje 10, realizada en las Redes de Distribución
de Agua potable.
“INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN
A.H. PROY. INTEGRAL LOS JARDINES VILLA SANTA
CLARITA-SECTOR VILLA SANTA CLARITA – DISTRITO
DE SAN JUAN DE LURIGANCHO”
Solicitado:
SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
Lugar:
LOCALIDAD
: A.A.H.H. VILLA SANTA CLARITA
DISTRITO
: SAN JUAN DE LURIGANCHO
PROVINCIA
: LIMA
DEPARTAMENTO : LIMA
Fecha:
MARZO DEL 2014
Consorcio Romahns Consultores SAC – S.M.R.M.
ESTUDIO DE
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“Instalación del Sistema de Agua Potable en A.H. Proy. Integral los Jardines Villa Santa ClaritaSector Villa Santa Clarita – Distrito de San Juan de Lurigancho”
INDICE
1.00
DESCRIPCIÓN Y OBJETIVO
01
2.00
UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO
01
3.00
CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
01
4.00
INVESTIGACIONES REALIZADAS
02
4.1
Antecedentes Geológicos de la Zona
02
4.1.1
Geomorfología Regional
02
4.1.1.1 Valles y Quebradas
03
4.1.1.2 Estribaciones Andinas Occidentales
03
4.1.1.3 Planicies Costeras y Conos Deyectivos
03
4.1.2
Geomorfología Local
04
4.1.3
Geología Regional
04
4.1.3.1 Tonalitas-dioritas (KS-tdi-sr)
04
4.1.3.2 Depósitos Aluviales Pleistocénicos
05
4.1.4
Geología Local
05
4.1.5
Material de Cobertura
05
4.1.6
Peligros Geológicos
06
4.1.7
Evaluación Geotécnica
06
4.2
4.3
5.00
Trabajos de Campo
4.2.1
Calicatas
07
4.2.2
Muestreos
08
4.2.3
Registros de Exploración
09
Ensayos de Laboratorio
09
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
09
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6.00
PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
7.00
DESCRIPCIÓN DE LA CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO
8.00
9.00
11
EN EL ÁREA EN ESTUDIO
11
ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN
17
8.1
Tipo y profundidad de Cimentación
17
8.2
Cálculo de la Capacidad portante Admisible
17
8.3
Determinación de Asentamientos
21
8.4
Empujes Laterales
21
ASPECTOS SÍSMICOS
22
9.1
22
Sismicidad
10.00 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO
23
11.00 ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA
26
12.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
27
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ANEXOS
ANEXO I
-
Registros de Excavaciones
ANEXO II
-
Ensayos de Laboratorio
ANEXO III
-
Material Fotográfico
ANEXO IV
-
Plano de Ubicación de Calicatas - Perfiles Estratigráficos
MS-01
-
Plano de Ubicación de Calicatas - Perfiles Estratigráficos
MS-02
-
Plano de Zonificación de Suelos
ZS-01
-
Plano de Grado de Agresividad de los Suelos
AS-01
-
Plano de Vías
VI-01
ANEXO V
-
Plano de Zonificación Sísmica Especificado Según Reglamento
Nacional de Construcción
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ESTUDIO DE
SUELOS
1.00
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DESCRIPCIÓN Y OBJETIVO
El presente Informe Técnico de Estudio de Mecánica de Suelos
corresponde a la Tubería Matriz - Conducción y Redes de distribución de
Agua Potable, perteneciente a la Elaboración del Estudio Definitivo y
Expediente Técnico del Proyecto: “Instalación del Sistema de Agua Potable
en A.H. Proy. Integral los Jardines Villa Santa Clarita-Sector Villa Santa
Clarita – Distrito de San Juan de Lurigancho”
El objetivo es determinar las características y condiciones geológicas y
geotécnicas del suelo de fundación, para las estructuras proyectas, para lo
cual se han efectuado trabajos de exploración de campo por medio de
calicatas y piques en el macizo rocoso, asimismo se han llevado muestras
al laboratorio para realizar sobre ellas, ensayos de laboratorios, lo que nos
ha permitido definir el perfil estratégico del área en estudio, conocer las
propiedades del suelo. Con esto se sugiere y recomienda métodos
apropiados, que permiten tener situaciones seguras y confiables para las
labores de construcción, como taludes de excavaciones de zanjas,
protección de estructuras adyacentes al trazo de las tuberías, reposición de
estructuras dañadas como pavimentos, sardineles y veredas.
2.0
UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO
La zona en estudio, se encuentran ubicado en el Distrito de San Juan de
Lurigancho, Provincia de Lima, Departamento Lima. Dicha zona se
encuentra dentro de las siguientes coordenadas geográficas:
Longitud:
W 76º 59’ 38.70”
Latitud:
S 12º 00’ 36.00”
Altitud promedio: 240.443m. s.n.m.m.
El tendido de las Redes de distribución será dentro del AAHH Villa Santa
Clarita, en un área de 22,812.31m2, cuyo perímetro es 688.56m.
La Tubería Matriz-Conducción, se inicia en el Psje. S/N Nº1, altura del
Pasaje La Libertad, cerca del reservorio R-9, en el AAHH 24 de Diciembre, y
finaliza en el punto de empalme con la red proyectada, Pasaje 9
intersección con el Pasaje 11, en el AAHH Villa Santa Clarita.
3.0
CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
Se trata del tendido de Tubería Matriz-Conducción y Redes de distribución
proyectados de agua potable.
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1
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Tubería Matriz - Conducción, se proyecta la instalación de tuberías PVC,
de 4” de diámetro, para conducir agua potable, desde la zona de empalme,
en el Psje. S/N Nº1, altura del Pasaje La Libertad, cerca del reservorio R-9,
en el AAHH 24 de Diciembre, hasta la unión a la red de distribución, en el
Pasaje 9 altura del Pasaje S/N, en el AAHH Villa Santa Clarita. Con una
longitud menor de un kilómetro, recorre pasajes, calles y caminos
peatonales, aproximadamente el 55% pasa por costado de vía asfaltada,
otro tramo por costado de escalera de concreto, el resto por calles sin
pavimentación, y pasajes que faltan su conformación.
Redes de Distribución de Agua Potable, se emplazarán por calles y
pasajes del AAHH Santa Clarita, las que se encuentran a nivel de suelo
mejorado y suelo natural, en algunos casos, las calles peatonales presentan
escaleras de concreto.
El terreno donde se emplazarán las redes de distribución, presenta un
relieve agreste, con pendientes pronunciadas y presencia de muros de
contención.
4.00
INVESTIGACIONES REALIZADAS
4.1
Antecedentes Geológicos de la Zona
4.1.1 Geomorfología Regional
Las características geomorfológicas de la zona, han sido impresas
por la acción de la Geodinámica y el Anticlinal de Lima. Ha
intervenido la acción erosiva del río Rimac y del río Lurín. El
transporte y la acumulación de arena eólica en grandes extensiones
ha impreso sus geoformas características al terreno.
Las unidades geomorfológicas que afloran en una amplia zona son:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Islas
Borde litoral
Planicies Costaneras y Conos Defectivos
Lomas y Cerros Testigos
Valles y Quebradas
Estribaciones andinas occidentales
Zona andina
De las unidades anteriormente mencionadas tenemos a, c) Planicies
Costaneras y Conos Deyectivos, e) Valles y Quebradas, f)
Estribaciones de la Cordillera Occidental, como unidades que
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aparecen en el lugar.
4.1.1.1 Valles y Quebradas
Esta Unidad Geomorfológica comprende a los valles del
Rímac, Lurín, Chillón y Chancay; así como a las quebradas
afluentes y a las que discurren directamente al mar, tales
como: Malanche, Cruz de Hueso y Chilca al Sur de Lurín y
Quebrada Seca e Inocentes al Norte de Ancón; las que
permanecen secas la mayor parte del año, discurriendo agua
sólo en épocas de fuertes precipititaciones en el sector andino.
Presenta un piso cubierto por depósitos coluviales y materiales
de poco transporte, provenientes de las estribaciones de la
Cordillera Occidental.
4.1.1.2 Estribaciones de la Cordillera Occidental
Esta unidad geomorfológica corresponde a laderas y crestas
marginales de la cordillera Andina de topografía abrupta
formada por plutones y stocks del Batolito Costero, emplazado
con rumbo NO-SE, el mismo que ha sido disectado por los ríos
y quebradas que se abren camino hacia la costa, formando
valles profundos con flancos de fuerte inclinación, en donde
las crestas más elevadas se estiman entre los 900 y los
3600m, reflejando la fuerte erosión de los ríos durante el
Pleistoceno-reciente.
Las estribaciones de la cordillera occidental terminan hacia el
Oeste en la Zona de lomas con pendientes menos abruptas y
menores de 30º.
4.1.1.3 Planicies Costaneras y Conos Deyectivos
Es el área de terreno que se encuentra entre el borde litoral y
las alturas de la Cordillera Occidental y en su estrecha faja
paralela a la línea de costa.
Son amplias superficies cubiertas de gravas y arenas
originadas en el transporte y sedimentación de los ríos Rímac
y Lurín. Las arenas eólicas han sido acarreadas desde las
playas del mar, por vientos que soplan del Sur-Oeste hacia el
Nor-Este.
Una planicie lo constituye el cono aluvial del río Rímac donde
se asienta la Ciudad de Lima, lo que fue una depresión, ahora
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rellenada con gravas, arenas y arcillas, formando un potente
apilamiento, cuyo grosor se desconoce.
4.1.2 Geomorfología Local
La geología local, presenta Planicies Costaneras y Conos
Deyectivos, Valles y Quebradas, Estribaciones de la Cordillera
Occidental; descritos en el Item 4.1.1; caracterizándose por
quebradas y laderas. Los cerros del lugar presentan cotas
elevadas y las quebradas en mención se encuentran
erosionadas por antiguos eventos geodinámicos. En estas
quebradas se observa que las habilitaciones urbanas se
encuentran en las laderas e inclusive en las partes altas de los
cerros comprometidas con éstas.
Las laderas y los afloramientos rocosos que circundan a la
quebrada en mención presentan fuertes pendientes que
aumentan hacia las partes más altas.
4.1.3 Geología Regional
La geología que aflora en la zona, corresponden al cenozoico
terciario y cuaternario, la roca intrusiva Tonalita-diorita de la
Superunidad Santa Rosa y los Depósitos aluviales del pleistoceno.
4.1.3.1 Tonalita-dioritas (Ks-tdi-sr)
Estos cuerpos se presentan constituyendo la parte central de
esta super-familia, con un marcado color oscuro. Constituyen
el plutón principal en los cerros que bordean Manchay, La
Molina y el valle del Rímac desde vitarte hasta chosica;
continuando hasta el valle Chillón a la altura de Yangas,
cubriendo de esta manera una gran extensión, En el
cuadrángulo de chancay aflora solamente en el borde
Nororiental del cerro campana, donde intruye a la secuencia
cretácica y a la superunidad paraíso, siendo a su vez intruida
por Sub-unidad Santa Rosa claro.
Las rocas presentan en muestra de mano un color gris oscuro,
textura holocristalina de grano medio variando a grueso y
destacando las plagioclasas blancas dentro de una masa
oscura.
Los contactos entre las tonalitas leucócratas (Santa Rosa
claro) y las tonalitas mesócratas (Santa Rosa oscuro) son
gradacionales por disminución del cuarzo y aumento de
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ferromagnesianos, especialmente clinopiroxenos pasando de
tonalitas a dioritas cuarcíferas.
4.1.3.2 Depósitos Aluviales Pleistocénicos
Conformado por los conos deyectivos de los ríos Chancay,
Rímac y Lurín. El principal depósito aluvial pleistocénico lo
constituye el antiguo cono aluvial del río Rímac, donde se
asienta la ciudad de Lima, teniendo su separación interfluvial
con el río Lurín debajo de las arenas eólicas, entre el cerro
Lomo de Corvina y playa Conchán, y con el río Chillón en la
playa de Márquez.
Dentro de esto depósitos, también se encuentran las
acumulaciones aluviales desérticas provenientes de
quebradas y ríos afluentes ahora secos y desérticos como Río
Seco y las quebradas: Canto Grande, La Molina, etc.
La litología de estos depósitos aluviales pleistocénicos vistos a
través de terrazas, cortes y perforaciones comprenden
conglomerados, conteniendo cantos de diferentes tipos y rocas
especialmente intrusivas y volcánicas, gravas subangulosas
cuando se trata de depósitos aluviales desérticos, arenas con
diferentes granulometría y en menor proporción limos y
arcillas. Todos estos materiales se encuentran intercalados
formando paquetes de grosores considerables como se puede
apreciar en los acantilados de la costa.
Los niveles de arena, limo y arcilla se pierden lenticularmente y
a veces se interdigitan entre ellos o entre los conglomerados.
4.1.4
Geología Local
Se encontró material de origen aluvial, arcillas, arenas limosas,
y arenas mal gradadas, distribuidos en la parte baja y laderas
de cerro, pertenecientes a los Depósitos Aluviales
Pleistocénicos; y por debajo de este estrato se halla la roca
volcánica Tonalita-dioritas, gris, plomiza, poco intemperizada,
la misma que afloran en todo el área de trabajo, perteneciente
a la Unidad Litológica Tonalita-dioritas, del Cenozoico terciario.
4.1.5 Material de Cobertura
En general el A.A.H.H. Villa Santa Clarita se asienta sobre la
roca volcánica Tonalita-dioritas, gris, plomizas, de ligero a
mediano grado de intemperización, existiendo algunas zonas
(pie de cerro), donde la roca se encuentra por debajo del
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Material de Cobertura, del tipo aluvial pleistocénico del
cuaternario
reciente,
como
arcilla
marrón
oscura,
medianamente
plástica y arenas limosas, con gravas
angulosas, no plásticas, con presencia de abundante
fragmentos rocoso de grandes diámetros, en tanto que en las
partes altas el material detrítico de poco arrastre tiene un
espesor mínimo.
4.1.6 Peligros Geológicos
Las Tonalitas por la dureza del cuarzo presentan una
topografía aguda. Las rocas de naturaleza pétrea intrusiva del
tipo Tonalita, que afloran en el lugar, presentan erosión
esferoidal, la cual como se sabe originan bloques, en estado
sueltos en las laderas que ante un fuerte sismo, pueden
generar fenómenos de geodinámica externa del tipo caída de
bloques de roca, las cuales pueden precipitarse cuesta abajo
y afectar a las viviendas y a las personas que la habitan.
Si en la Zona, se dieran las condiciones de fuertes lluvias y/o
lluvias extraordinarias (Fenómeno el Niño) y sismos intensos,
se pueden ocasionar fenómenos de geodinámica externa del
tipo deslizamiento de detritos y lodo, derrumbe y/o caída de
bloques de roca, principalmente en las partes altas. El peligro
geológico potencial de esta zona es de Moderado a Alto.
4.1.7 Evaluación Geotécnica
La cimentación de la cámara rompe presión, cámara para la
válvula de aire, y cámara que albergará la válvula de purga,
se apoyará sobre el macizo volcánico tonalita-diorita plomiza,
mediante una losa de concreto armado, con empotramiento
mínimo de la cimentación sobre roca de 0.50m. No
soportaran empujes laterales, puesto que el talud será de
roca intrusiva, con capacidad para resistir esfuerzos de corte.
En caso de haber inundaciones producto de buzones
colmatados tampoco afectaría la estabilidad de la
cimentación de la estructura.
Cuando la cámara que contenga la válvula de purga, se
asiente sobre la arena limosa, deberá ser mediante una losa
de concreto armado, de la misma forma, de la sección
trasversal de la cámara. De darse una inundación, originado
por la colmatación de buzones de alcantarillado, no
desestabilizará la estructura en mención.
En el caso de la obras lineales, frente a eventos de lluvias
torrenciales, o flujos de agua producto de colmatación de
buzones, solo se verían afectados los tramos que no tienen
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un recubrimiento superficial (pavimento asfaltico o hidráulico),
pudiendo ser afectados por una erosión, producido por
escorrentía e infiltración de aguas el terreno.
4.2
Trabajos de Campo
4.2.1 Calicatas
La norma Técnica E-050 indica ejecutar calicatas o pozos a cielo
abierto para verificar el estrato del subsuelo al cual se va transmitir
cargas al suelo mediante cualquier sistema convencional como:
cimientos corridos, zapatas aisladas, combinadas, conectadas,
plateas de cimentación, dependerá de las condiciones de “suelo de
cimentación”.
En total se han efectuado dieciocho calicatas a cielo abierto y cuatro
piques, tanto en las redes de distribución de agua potable, como en
la Tubería Matriz-Conducción y hasta una profundidad de 1.80m.; en
el Cuadro N° 1, se muestran las profundidades logradas y la
ubicación con respecto al proyecto.
CUADRO N1
Ubicación de Calicatas
Calicata
Profundidad (m)
Ubicación
REDES DE AGUA POTABLE
C-1
1.50
Pasaje 1 – AAHH Villa Santa Clarita
C-2
1.50
Pasaje 2 – AAHH Villa Santa Clarita
C-3
0.50
Pasaje 2 – AAHH Villa Santa Clarita
C-4
0.90
Pasaje 12 – AAHH Villa Santa Clarita
C-5
0.80
Pasaje 12 – AAHH Villa Santa Clarita
C-6
0.60
Pasaje 9 – AAHH Villa Santa Clarita
C-7
0.80
Pasaje 7 – AAHH Villa Santa Clarita
C-8
Afloramiento
Pasaje 7 – AAHH Villa Santa Clarita
C-9
Afloramiento
Calle principal – AAHH Villa Santa Clarita
C-10
0.80
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
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C-11
0.30
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
C-12
0.20
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
C-13
0.60
Pasaje 10 – AAHH Villa Santa Clarita
TUBERÍA MATRIZ - CONDUCCIÓN
CL-1
1.50
Psje. Las Violetas – AAHH El Sauce
CL-2
1.70
Psje. Las Violetas con Av. Los Jardinez – AH El Sauce
CL-3
1.80
Jr. Los Jazminez con Jr Las Grelys-AH El Sauce
CL-4
1.60
Jr. Los Jazmines, altura del Psje. Los Nogales
CL-5
1.60
Jr. Las Margaritas, con Av. las Rosas
P-1
Afloramiento
Psje. Las Violetas, a 60m. de la Av. B
P-2
Afloramiento
Jr. Los Jazmines, con el Psje. Los Nogales
P-3
Afloramiento
Jr. Las Margaritas, altura del Psje. S/N Nº1
P-4
Afloramiento
Costado del Reservorio R-9 – AAHH El Sauce
4.2.2 Muestreos
En las exploraciones a cielo abierto efectuadas, 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.
Se tomaron muestras para los ensayos de granulometría de todas las
calicatas, enviándose al laboratorio, las muestras necesarias para
identificar todos los tipos de suelos de la zona en estudio. Así mismo,
extrajeron muestras representativas de las calicatas C-1, C-6, CL-1 y
CL-4, para realizar los análisis del contenido de sales agresivas al
concreto y al fierro. También se extrajeron muestras rocosas, del
macizo rocoso, enviándose al laboratorio la muestra representativa,
para su respectiva descripción petrográfica y ensayo de compresión
no confinada.
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4.2.3 Registros de Exploración
Paralelamente al muestreo se efectuó el registro de excavaciones,
anotándose las principales características de los estratos
encontrados, tales como: humedad, compacidad, consistencia,
plasticidad, forma y tamaño de las partículas, clasificación, presencia
de nivel freático, saturación, etc., los mismos que se adjuntan en el
Anexo I – Registro de Excavaciones.
4.3
Ensayos de Laboratorio
Los ensayos de clasificación y corte directo, se realizaron en el
Laboratorio de Mecánica de Suelos de la empresa C.A.A.
INGENIEROS CONSULTORES E.I.R.L; la petrografía macroscópica
y el ensayo de compresión simple o no confinada, fue efectuada en
la Universidad Nacional de Ingeniería (Facultad de Ingeniería
Geológica, Minera y Metalúrgica), el contenido de sales, se efectuó
en la Universidad Nacional Agraria La Molina (Facultad de Ingeniería
Agrícola), según la siguiente relación:
-
03 Análisis Granulométrico ASTM D-422
02 Límites Plásticos ASTM D-4318-93
02 Límites Líquido ASTM D-4318-93
02 Petrografía Macroscópica
04 Sulfatos
04 Contenido de Cloruros
04 Contenido de PH
Se adjuntan en el Anexo II - Ensayos de Laboratorio, los
respectivos certificados de los análisis realizados.
5.00
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Los suelos ensayados se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado
de Clasificación de Suelos (SUCS ASTM D-2487), según se muestra el
Cuadro N°2 - Resultados de Ensayos de Laboratorio, en los Planos de
Ubicación de Calicatas - Perfiles Estratigráficos (MS-01 y MS-02), y en los
respectivos registros de excavaciones.
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CUADRO N2
Resultados de Ensayos de Laboratorio
Calicata
C-1
CL-2
CL-4
Prof.(m)
0.30-1.50
1.10-1.70
1.15-1.60
Ret. Nº 4
0.00
0.12
0.27
Pasa Nº 200
90.50
47.88
33.54
L.L.(%)
42.80
18.20
--
I.P.(%)
20.04
0.80
N.P.
SUCS ASTM D-2487
CL
SM
SM
Cabe mencionar que los materiales de relleno encontrados, están
conformados por arenas limosas, arenas mal gradadas, con gravas
angulosas, y gravas arenosas con fragmentos rocosos, todos estos
presentan alteraciones respecto a su formación natural, por lo que, se
les clasifica como material de Relleno limpio o contaminado, no
pudiéndoles dar una clasificación SUCS, por no cumplir con las
normas de Clasificación SUCS.
Según el análisis Petrográfico mineralógico realizado a dos muestras de
rocas intrusivas Tonalitas - dioritas, se obtuvo el siguiente resultado:
Muestra: A
Extraídas de las Calicatas: C-6 y C-11 (Se tratan del mismo tipo de roca)
Profundidades de extracción:
0.60m y 0.30m respectivamente.
Roca de color gris, con tonalidades oscuras; tiene una textura holocristalina,
fanerítica, de grano medio. Sus principales componentes son plagioclasas,
cuarzo y feldespato potásico. Se observan minerales ferromagnesianos
como biotitas, las cuales forman ciertas acumulaciones subredondeadas,
acompañadas de moderada a fuerte diseminación de magnetita, de
tamaños submilimétricos. También se observa pirita como accesorio, con
tamaños de hasta 1 mm., con leve alteración a limonitas, en algunos casos.
En general, la roca se muestra incipientemente alterada y compacta.
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Muestra: B
Calicatas: C-13
Profundidad de extracción: 0.60m.
Roca de color gris claro con tonalidades rosadas, de textura fanerítica,
holocristalina, compuesta por cuarzo, feldespato potásico, biotita y en menor
proporción hornblenda. Se observa finas impregnaciones de limolitas, y
dimensiones leves de magnetita. Presenta débil alteración de sus
componentes.
La roca se muestra algo fracturada, aunque puede ser por la naturaleza
superficial de donde ha sido tomada.
6.00
PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
Con los resultados de los registros de las perforaciones y los ensayos de
laboratorio se elaboró el perfil estratigráfico del terreno, que se muestran en
el Anexo IV – Plano de Ubicación de Calicatas y Perfiles Estratigráficos
MS-01 y MS-02.
7.00
DESCRIPCIÓN DE LA CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO EN EL ÁREA
EN ESTUDIO
En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se deduce la
siguiente conformación del subsuelo:
En general el A.A.H.H. Villa Santa Clarita se asienta sobre la roca volcánica
Tonalita-dioritas, grises, plomizas, de ligero a mediano grado de
intemperización, existiendo algunas zonas donde la roca se encuentra
cubierta por material aluvial pleistocénico del cuaternario reciente, como
arcilla marrón oscura, medianamente plástica y arenas con gravas
angulosas no plásticas, con presencia de abundante fragmentos rocoso de
grandes diámetros.
La Tubería Matriz-Conducción, que se inicia en el Psje. S/N Nº1
intersección con el Psje. La Libertad, en el AAHH 24 de Diciembre, y llega
hasta el punto de empalme con la red proyectada, en el Pasaje 9
intersección con el Pasaje 11, en el AAH Villa Santa Clarita, se emplazará
por las siguientes calles:
En el Psje. S/N Nº1, tramo ubicado entre Pasaje La Libertad y Jr. Las
Margaritas, se encontró material rocoso, con afloramiento de la roca
Tonalita-dioritas, gris, plomizas, de ligero a mediano grado de
intemperización, con discontinuidades verticales. Esta calle peatonal
presenta en su parte central una escalera de concreto de aproximadamente
1.50m. de ancho, el retiro entre la escalera públicas y los predios
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ESTUDIO DE
SUELOS
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colindantes, es aproximadamente de 1.0m.
El tramo se extiende en ladera de cerro, con relieve abrupto, taludes
verticales, propios de las Estribaciones de la Cordillera Occidental.
En el Jr. Las Margaritas intersección con Psje. Las Lilas, continuando por la
Av. Las Rosas, Jr. Los Jazmines hasta llegar al Psje. Los Nogales, se
efectuaron las calicatas CL-4 y CL-5, encontrándose hasta la profundidad de
0.80m., una primera capa de material de relleno mínimamente contaminado,
conformada por arenas limosas, de grano grueso a medio, beige
amarillentas, escasa humedad, en estado semicompacto; por debajo de
este estrato y hasta una profundidad de 1.60m., están las arenas limosas,
de grano medio a grueso, no plásticas, ligeramente húmedas,
medianamente densas.
Este tramo se emplaza por la parte baja, por un costado de la vía de
transporte vehicular pavimentada con asfalto y aceras de concreto.
En el Jr. Los Jazmines, entre el Psje. Los Nogales y el Jr. Los Sauces, el
subsuelo está conformado por el macizo rocoso Tonalita-dioritas, gris
plomiza, con matices rojizos. Dicho tramo presenta una elevación en su
parte central a manera de curva vertical, con pendiente pronunciada. Así
mismo tiene pavimentación asfáltica.
Continuando por el Jr. Los Jazmines (Jr. El Sauces – Av. Santa Rosa),
entrando al Psje. Las Violetas hasta llegar al Psje. 2, se realizaron las
calicatas CL2- y CL-3, que permitió encontrar una primera capa de material
de relleno, conformado por arenas limosas, arenas poco limosas, de grano
medio a grueso, con presencia de gravas aisladas, de formas angulosas, no
plásticas, beige amarillento; por debajo se hallan las arenas limosas,
medianamente densas, de ligera humedad, y de ligera a ninguna
plasticidad. Este tramo se ubica en la parte baja, con pendientes mínimas; y
superficie de rodadura vehicular asfaltada, veredas de concreto.
En el Psje. Las Violetas, tramo entre el Psje. 2, pasando por la Av. B, hasta
una distancia de 40m. aproximadamente, se clasificó como material rocoso,
ya dicho sector, es la zona de contacto entre el macizo rocoso y el suelo
aluvial, no obstante, se realizo la calicata CL-1, para determinar la variación
del contacto, en la que se encontró material de relleno, con abundantes
fragmentos rocosos de grandes diámetros.
Esta franja de calle también esta pavimentada con asfalto y calzadas de
concreto hidráulico.
El tramo final, pasa por el Psje. 3, Psje. 11 y Psje. 9 altura del Pasaje S/N,
en el AAHH Villa Santa Clarita, se encontró una primera capa de suelo
arenoso de grano medio, de profundidad variable entre 0.0 y 0.80m., con
presencia de grandes fragmentos rocosos, por debajo está la roca volcánica
Tonalita-diorita, gris, plomiza, de ligera a mediana intemperización. Presenta
calles peatonales no pavimentadas, con superficies de suelo mejorado, en
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ESTUDIO DE
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su mayor parte se encuentra el afloramiento del macizo rocoso, habiendo
tramos de calle, con material detrítico y que faltan ser conformados. El
relieve del tramo es agreste, con pendientes pronunciadas hasta verticales.
Durante el proceso de excavación los taludes de la calicata, se
mostraron estables.
Calicata C-1
Profundidad (0.00-0.30)
Material de relleno conformado por arenas gravosas, color marrón claro a
amarillento, de grano medio a grueso, T.prom.=0.30m, de forma angulosa
en estado semicompacto, no plástica, con elementos contaminantes como:
restos de plásticos en un 5%.
(0.30-1.50)
Arcilla de mediana plasticidad, marrón oscura, poco húmeda, semicompacta
con presencia de gravillas aisladas.
Calicata C-2
(0.00-1.50)
Material de relleno conformado por gravas angulosas, con matriz arenosa,
de grano grueso, marrón oscuro, de mediana densidad relativa, T.prom.=
0.15m; con fragmentos rocosos de T.máx. = 0.70m, de forma angulosa,
color plomizo; contaminado en un 25% con bolsas de rafia, plásticos,
papeles, restos fósiles de animales, restos de cables eléctricos, poco
húmedo.
Por debajo de dicha excavación se encontraron rocas de grandes diámetros
que dificultan la excavación manual.
Calicata C-3
(00-0.50)
Material de relleno conformado por arenas gravosas, de color marrón oscuro
a negruzco, poco húmeda, tamaño promedio de las gravas angulosas
T.máx.=2”, en estado semicompacto con presencia de cascotes de ladrillo
en un 10%.
Por debajo de 0.50m de profundidad se encontró bolones de rocas Tonalitadiorítas, plomizas, angulosas que impidieron la excavación manual.
Calicata C-4
(0.00-0.90)
Material de relleno, arena con gravas, marrón claro a amarillento, con
tonalidades plomizas, de grano medio a grueso, poco húmedo, no plástica,
tamaño promedio de gravas T.máx.=3”, con fragmentos rocosos angulosos,
plomizos de 7” de diámetro, en estado semicompacto.
Por debajo de 0.90m. de profundidad se encuentra la roca volcánica
Tonalíta-diorítas, poco intemperizada.
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Calicata C-5
(0.00-0.80)
Material removido conformado por arenas con gravas, beige claro a oscuro,
de grano medio a grueso, poco húmedo en estado semicompacto, tamaño
promedio de las gravas T.prom.=1”, contaminada en un 3 % con restos de
ladrillo de arcilla cocida, restos de tela rafia.
A partir de 0.80m de profundidad encontramos la roca de origen volcánica
tonalita-dioritas, color plomizo.
Calicata C-6
(0.00-0.60)
Material removido conformado por arena con gravas, de forma angulosa, de
grano grueso, no plástica de color beige claro a marrón oscuro de mediana
compacidad relativa, poco húmeda con fragmentos rocosos, plomizos,
ángulos de T.máx.=0.40m.
Se encontró tubería de agua, PVC de 3/4" de diámetro.
A partir de 0.60m de profundidad se encuentra la roca Tonalita-dioritas,
plomiza de origen volcánica.
Calicata C-7
(0.00-0.80)
Material de relleno limpio conformado por arenas con gravas aisladas,
marrón oscura a amarillenta, en estado semicompacto, no plástica, con
presencia de fragmentos rocosos, T.máx. = 0.30m.
Por debajo de los 0.80m de profundidad se encuentra la roca Tonalitadioritas, plomizas.
Calicata C-8
Afloramiento de macizo rocoso Tonalita-dioritas, de origen volcánico, poco
intemperizado, color plomizo con tonalidades blanquecinas.
Calicata C-9
Macizo rocoso Tonalita-dioritas, plomiza, poco intemperizada, con presencia
de discontinuidades verticales.
Calicata C-10
(0.00-0.80)
Material de relleno conformado por gravas angulosas marrón oscuro a
plomizo, con fragmentos rocosos de hasta 0.30m de diámetro, en estado
semicompacto, poco húmedo, contaminado en un 30% por restos de bolsas
plásticas, restos de ladrillos y restos de tela.
Se encontró tubería de PVC = 3/4 de pulg. a 0.10m de profundidad.
A partir de 0.80m de profundidad, se encuentra la roca volcánica Tonalitadiorítas, plomiza poco intemperizada.
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Calicata C-11
(0.00-0.30)
Material detrítico, conformado por arenas gravosas, de color marrón
amarillento oscuro, poco húmedo, de grano medio a grueso, angulosa, con
tamaño máximo de las gravas de T.máx.=2”.
Por debajo de 0.30m de profundidad, se encuentra la roca Tonalita-dioritas,
plomiza con ligero grado de intemperización.
Calicata C-12
(0.00-0.20)
Material de relleno conformado por arenas limosas, con gravas, secas, poco
compacto, con fragmentos rocosos de T.máx. = 0.50m; contaminado en un
25% por bolsas plásticas, restos de papeles y alambres.
Por debajo de 0.20m de profundidad, se encuentra la roca Tonalita-dioritas,
plomiza, de origen volcánica, ligeramente intemperizada.
Calicata C-13
(0.00-0.60)
Roca Tonalita-dioritas, plomiza, altamente intemperizada, que al ser
extraída manualmente, resulta gravas arenosas, con fragmentos rocosos de
hasta 0.30m de diámetro.
A partir de 0.60m de profundidad se encuentra la roca Tonalita-dioritas, más
sana.
Calicata CL-1
(0.00-0.50)
Material de relleno conformado por arenas poco limosas, de grano grueso,
de forma angulosa, plomiza, no plástica, ligeramente húmeda, en estado
semicompacto, con presencia de fragmentos rocosos Tmáx.=1.20m.
(0.50-1.50)
Arena limosa, de grano medio a gruesa, no plástica, poco húmeda,
existiendo fragmentos rocosos de grandes diámetros Tprom.=0.60m.,
existiendo gran trabazón entre ellos.
Nota: A la profundidad de 1.20m., se encontró tubería de Agua Potable, de
PVC de 4” de diámetro.
Calicata CL-2
(0.00-1.10)
Material de relleno conformado por arenas poco limosas, marrón oscuro a
amarillenta, no plástica, ligera humedad, no plástica, con presencia de
gravas aisladas de formas subangulosas, en estado semicompacto,
contaminada en un 10% por restos de bolsas plásticas, ladrillos, telas.
(1.10-1.70)
Arena limosa, de grano medio a grueso, marrón amarillento, poco humeda,
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no plástica, mediana densidad relativa.
Calicata CL-3
(0.00-0.70)
Material de relleno, compuesto por arena gruesa, con gravillas y gravas
aisladas, marrón clara a oscura, escasa humedad, en estado semi
compacto, contaminada en un 15%, por restos de arcilla cocida, bolsas de
rafia, restos de concreto, telas.
(0.70-1.65)
Arena limosa, de grano grueso, beige amarillento, de forma angulosa, no
plástica, de mediana compacidad relativa, ligeramente húmeda, con
presencia de fragmentos rocosos, de formas angulosas, plomizos,
Tmáx.=0.40m.
(1.65-1.80)
Arena poco limosa, de grano medio, de forma angulosa, no plástica, poco
húmeda, mediana compacidad, beis amarillento.
Calicata CL-4
(0.00-0.50)
Material de relleno conformado por arenas limosas, beige amarillento, de
forma angulosa, semi compacta, con presencia de elementos contaminantes
en un 1%, por restos de bolsas plásticas, bolsas de rafia.
(0.50-1.15)
Arena limosa, de grano grueso a medio, no plástica, angulosa, poco
húmeda, mediamente densa, color beige, con tonalidades marrones
amarillentas.
(1.15-1.60)
Arena limosa, de grano grueso, marrón oscura, poco húmeda, no plástica,
de formas angulosas, mediana compacidad relativa.
Calicata CL-5
(0.00-0.80)
Material de relleno limpio, conformado por gravas con matriz de arena
limosa, Tprom.=2”, plomizo, en estado semicompacto, ligeramente húmeda,
(0.80-1.60)
Arena limosa de grano medio a gruesa, no plástica, plomiza de forma
angulosa, ligeramente húmeda, medianamente densa.
En los Piques P-1, P-2, P-3 y P-4, se presenta afloramientos rocosos de
roca intrusiva Tonalita-diorita, gris, plomiza, con matices rojizos y
amarillentos, de ligera a mediana intemperización, con discontinuidades
verticales.
A la fecha que se realizó la investigación de campo, Enero del 2014,
en la zona comprendida en el estudio no se encontró la Napa Freática
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ni aguas subterráneas, hasta la profundidad de investigación (1.80
metros respecto de la superficie del terreno).
8.00
ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN
8.1
Tipo y Profundidad de Cimentación
La Tubería Matriz-Conducción, y las redes de distribución de agua potable,
descansarán sobre la roca Tonalita-dioritas, plomiza, de ligero a mediano
grado de intemperización, a una profundidad mínima de 0.60m; en las
zonas donde se apoyen, sobre los suelos arcillosos y arenosos, tendrán
como mínimo a 0.80m. de profundidad, pero si además existiera tránsito
vehicular, deberá estar una profundidad mínima de 1.0m. respecto de la
superficie de rodadura, debiéndose apoyar siempre sobre suelo natural o
rellenos limpios, correctamente compactados; en todos los casos las
tuberías tendrán una cama de apoyo, para una distribución uniforme de
presiones.
8.2
Cálculo de La Capacidad Portante Admisible
Para el caso de obras no lineales, como cámara rompe presión, cámaras
que albergarán a las válvulas de aire y purga, estas, descansaran sobre la
roca Tonalita-dioritas, a 1.20m de profundidad medido con respecto al nivel
de plataforma, atravesando el material detrítico, hasta llegar a la roca más
sana, debiendo quedar empotrada la cimentación 0.50m. de profundidad
en el macizo rocoso; mediante una losa de concreto armado, cuya
capacidad portante, se calcula a continuación.
CIMENTACIÓN SOBRE ROCA
Para la determinación de los parámetros de resistencia se ha tomado en
cuenta la valorización de la propuesta por BIENIASWKI DEL SOUTH
AFRICAN COUNCIL FOR SCIENTIFIC AND INDUSTRIAL RESEARCH
(CSIR), el mismo que se basa en cinco parámetros básicos:
Resistencia a la compresión simple.
RQD (índice de calidad de la roca, según DEERE)
Espaciamiento de fisuras.
Estado de las fisuras
Condiciones de agua subterráneas.
Considerando la descripción macroscópica de la roca, así como lo
observado en el campo, se obtiene una evaluación de la roca, lo que en
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general puede estar clasificado como muy mala, mala, media, buena y
muy buena, con una cohesión y un ángulo de fricción interna, que depende
de la calidad de la roca.
Luego aplicando la teoría de Bursman-Terzahi (Terzaghi 1943) la
capacidad portante admisible será de:
qad = _1 Cf1 C Nc + Cf2 B N + Df Nq
Fs
2
… ( 1)
Donde:
Peso volumétrico de la roca
 = 2.52 Tn/m3
Ancho del cimiento
B = 1.00 m
Profundidad de cimentación (medido con respecto al nivel de plataforma,
después de haber realizado el corte de terreno)
Df = 1.20 m.
Factor de forma (1)
Cf1 = 1.20
Factor de forma (2)
Cf2 = 0.70
Factores adimensionales
Nc= 2N½Ø (N Ø+1)
N = N½Ø (N2 Ø-1)
Nq= N2Ø
Donde:
NØ = tan2 (45 + Ø/2)
Factor de seguridad
FS = 3.00
Los cimientos se apoyaran sobre la roca Tonalita-dioritas, que según
ensayo de compresión no confinada, efectuada a una muestra de roca, en
el Laboratorio de Mecánica de Rocas, de la Facultad de Ingeniería
Geológica, Minera y Metalúrgica, de la Universidad Nacional de Ingeniería,
se obtiene una resistencia a la compresión simple de qu=42.04 Mpa
Asimismo teniendo en cuenta la evaluación del macizo rocoso, propuesto
por Bieniaswki se obtiene:
Resistencia a la compresión simple
RQD
Esparcimiento de fisuras
Estado de las fisuras
bordes duros, con aberturas de 1mm.
Condiciones de agua subterránea
agua.
:
:
:
:
qu = 42.04 Mpa
60 %
0.20 – 0.6 m
Ligeramente rugosas, con
:
No
existe
presencia
de
Tomando en cuenta la descripción macroscópica, así como lo observado
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en el campo, se obtiene una evaluación de V=55, que corresponde a una
roca clasificada como Media, con una cohesión de 2.5 Kg/cm2 y un ángulo
de fricción interna de 30º.
Luego, aplicando la teoría de Bursman –Terzaghi (Terzaghi 1943) la
capacidad portante Admisible según la fórmula (1) será de:
Ø =
C =
NØ =
Nq =
N =
Nc =
30º
2.5kg/cm2
3.00
9.00
13.85
13.85
Reemplazando valores se obtiene:
qad=15.17kg/cm2.
CIMENTACIÓN SOBRE SUELO GRANULAR
Para las cámaras de Inspección que descansen sobre las arenas limosas,
arenas pobremente gradas, no plásticas, en estado semicompacto, cuyas
características de resistencia están dadas principalmente por el grado de
fricción (Ø), según ensayo de Corte Directo efectuado a una muestra
representativa, se obtuvo los parámetros siguientes:
Ángulo de fricción interna (Ø)
Cohesión (C)
=
=
30.3º
0.00 kg/cm2
Luego considerando la teoría de Kart Tenzaghi, la Capacidad
Portante Admisible se puede calcular mediante la siguiente relación:
qad 

1
D f N q'  0.3BN '
FS

Peso volumétrico del suelo
Ancho del cimiento
Profundidad de cimentación
Factor de seguridad
Factor adimensional de Falla
=1.60gr/cm3
B=1.20m
Df=2.00m
FS=3.00
N q' , N '
Reemplazando valores, se obtiene:
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qad = 1.00 kg/cm2
A continuación se presenta el cuadro resumen de capacidad portante del
suelo:
Resumen de Capacidad Portante de Suelos (Qadm)
Calicata
Profundidad (m)
Ubicación
2
Qadm (kg/cm )
C-2
1.50
Pasaje 2 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-3
0.50
Pasaje 2 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-4
0.90
Pasaje 12 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-5
0.80
Pasaje 12 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-6
0.60
Pasaje 9 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-7
0.80
Pasaje 7 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-8
Afloramiento
Pasaje 7 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-9
Afloramiento
Calle principal – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-10
0.80
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-11
0.30
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-12
0.20
Pasaje 5 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
C-13
0.60
Pasaje 10 – AAHH Villa Santa Clarita
15.17
CL-1
1.50
Psje. Las Violetas – AAHH El Sauce
1.00
CL-2
1.70
Psje. Las Violetas con Av. Los Jardinez – AH El Sauce
1.00
CL-3
1.80
Jr. Los Jazminez con Jr Las Grelys-AH El Sauce
1.00
CL-4
1.60
Jr. Los Jazmines, altura del Psje. Los Nogales
1.00
CL-5
1.60
Jr. Las Margaritas, con Av. las Rosas
1.00
P-1
Afloramiento
Psje. Las Violetas, a 60m. de la Av. B
15.17
P-2
Afloramiento
Jr. Los Jazmines, con el Psje. Los Nogales
15.17
P-3
Afloramiento
Jr. Las Margaritas, altura del Psje. S/N Nº1
15.17
P-4
Afloramiento
Costado del Reservorio R-9 – AAHH El Sauce
15.17
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20
ESTUDIO DE
SUELOS
8.3
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Determinación de Asentamientos
ASENTAMIENTO EN ROCA
De acuerdo a las características petrográficas y de resistencia de la roca
tonalita-diorita, no presentara asentamientos significantes, que puedan
producirse por alguna fuerza deformadora externa.
ASENTAMIENTO EN SUELO GRANULAR
Los Asentamientos Elásticos están dados por la siguiente relación (Harr
1966) :
Se 


Bq 0
1  u s2 
Es
Donde:
Ancho de cimiento
B=1.20m
Presión Admisible
q0=1.00 kg/cm2
Relación de Poisson
µ s=0.25
Modulo de Elasticidad
Es=100 kg/cm2
Factor de forma, coeficiente Adimensional =0.90
Reemplazando valores se obtiene el asentamiento del suelo:
Se = 0.010m.
8.4
Empujes Laterales
EMPUJES LATERALES EN ROCA
La roca volcánica Tonalita-diorita, encontrada en la zona, tiene la
capacidad de resistir esfuerzos de corte, que pudieran ser generados por
agentes externo, por lo que su perfil de excavación podrá ser vertical, sin
necesidad de arriostres al interior de la zanja.
EMPUJES LATERALES EN SUELO GRANULAR
Para la determinación de los empujes laterales sobre estructuras
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21
ESTUDIO DE
SUELOS
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enterradas y encofrados, se empleará una distribución triangular de
Presiones. El empuje total puede determinarse mediante la siguiente
relación:

1
H 2 K A
2
EA 

Donde:
KA
H

=
=
=
Coeficiente Activo de Presión
Altura de Muro (m.)
Peso Volumétrico de Masa (1.60 gr/cm3)


K A  tan 2  45  
2

Para = 30.3°
KA=0.33
9.00
ASPECTOS SÍSMICOS
9.10 Sismicidad
De acuerdo a la información sismológica en el departamento de Lima, se
han producido sismos severos, con intensidades promedio de IX, según la
Escala de Mercalli modificada; por otra parte la zona en estudio se
encuentra ubicada en la zona 3 del mapa de zonificación del Perú, utilizado
para obtener parámetros de sitio, de acuerdo a la Norma Técnica de
Edificación E 0.30- Diseño Sismo Resistente.
La fuerza cortante total (V) puede calcularse de acuerdo a las Normas de
Diseño Sismo Resistente, según la siguiente relación:
V=ZxUxSxCxP
R
Donde:
S = Factor suelo
Ts = Periodo predominante
Z = Factor de zona
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CUADRO N3
Parámetros de Diseño Sísmico
Tipo de suelo
S
Ts ( seg)
Z (g)
Rocoso o suelos densos
1.0
0.4
0.4
Normal
1.4
0.9
0.4
10.00 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO
Según la norma E-050 de Suelos y Cimentaciones, del Reglamento
Nacional de edificaciones, prevé las siguientes consideraciones y rangos
de agresividad para Ph, Sulfatos y Cloruros.
Ataque de Ácido
Cuando el Ph sea menor a 4.0, se deberá proponer medidas de protección
adecuada, para proteger el concreto del ataque ácido.
Ataque de Sulfatos
La mayor parte de los procesos de destrucción causados por sales son
debidos a la acción agresiva de los sulfatos. La corrosión de los sulfatos se
diferencia de la causada por las aguas blandas, en que no tiene lugar una
lixiviación, sino que la pasta endurecida de cemento, a consecuencia de
un aumento de volumen, se desmorona y expansiona, femándose grietas y
el ablandamiento del concreto.
En la Tabla Nº4 se indican los grados de ataque químico por sulfatos en
aguas y suelos subterráneos y la medida correctiva a usar en cada caso.
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CUADRO N4
Requisitos para Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfatos
Exposición a
sulfatos
Insignificante
Moderada**
Sulfato soluble en
agua (SO4)
presente en el
suelo, porcentaje
en peso
0,0 ≤ SO4 < 0,1
0,1 ≤ SO4 < 0,2
Tipo de
Cemento
Relación
máxima agua material
cementante (en
peso) para
concretos de
peso normal*
f’c mínimo
(MPa) para
concretos
de peso
normal y
ligero*
—
—
—
0,50
28
II, IP(MS),
IS(MS), P(MS),
I(PM)(MS),
I(SM)(MS)
Severa
0,2 ≤ SO4 < 2,0
V
0,45
31
Muy severa
2,0 < SO4
Tipo V más
puzolana***
0,45
31
Ataque por Cloruros
Los fenómenos corrosivos del ión cloro a las cimentaciones se restringe al
ataque químico al acero de refuerzo del concreto armado.
Cuando el contenido de ión cloro sea mayor 2000ppm, se deberá
recomendar medidas de protección necesarias.
El resultado del Análisis Físico-químico efectuado con muestras
representativas del subsuelo, extraídas de las calicatas C-1, C-6, CL-1 y
CL-5, hasta una profundidad de 1.60m, se presentan en el cuadro N°5 que
correspondiendo a valores de agresividad leve a moderado, al concreto.
Lo que nos permite realizar una demarcación del grado de agresividad de
los suelos, en tres áreas como sigue:
Las áreas A1 y A3, presentan valores de agresividad leve para el concreto,
por lo que podremos utilizar Cemento Portland Tipo I, en la preparación del
concreto. Abarcando a las redes de distribución de agua (cámaras para
válvula reductora de presión) y la Tubería Matriz – Conducción (cámaras
para válvula de aire y de purga).
El área A2, presenta grados de agresividad moderado para el concreto,
debiéndose utilizar como mínimo cemento Pórtland Tipo II, en la
preparación del concreto, con relación agua – material cementante en
peso, para concretos normales de 0.50, con esfuerzo a la compresión
mínimo de 280 (MPa). Esta área contiene parte de las redes de
distribución de agua y un tramo de la Tubería Matriz – Conducción
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(Intersección del Psje. Las Violetas con Av. Santa Rosa, hasta el punto de
empalme con la red proyectada).
Se adjunta resultados de los análisis efectuados en el Anexo III –
Ensayos de Laboratorio.
CUADRO N5
Resultados de Ensayos de Laboratorio
Estructura
Redes de
Distribución de
Agua – V.R.P.
Calicata
Nº
Profundidad (m)
Cloruros
(ppm)
Sulfatos
(ppm)
C-1
0.30 – 1.50
1,416.48
586.27
7.12
A1
C-6
0.00 – 0.60
1,902.13
1,526.16
8.23
A2
0.50 – 1.50
748.71
1,845.20
7.91
A2
0.80 – 1.60
1,133.18
954.21
8.45
A3
Cámaras para
CL-1
Válvulas de Aire
y Válvulas de
Purga – Tubería
CL-5
MatrizConducción
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pH
Áreas
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11.00 ZONIFICACIÓN GEOTÉCTINA
Para efectos de excavaciones en obras de saneamiento; La Empresa de
Servicios de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL), en su
“Especificaciones Técnicas para la Ejecución de Obras SEDAPAL”,
consideran los siguientes tipos de terreno básicos:
a). Terreno Normal
b). Terreno Semirocoso
c). Terreno Roca Descompuesta
d). Terreno de Roca Fija
e). Terreno Saturado
En la zona en estudio se encontró Terreno Normal y Terreno Roca Fija,
siendo estos como sigue:
Terreno Normal
Conformado por terrenos semiconsolidados, arenas limosas, con gravas,
arcilla de mediana plasticidad, en estado semicompacto, desde no plásticos
a semiplásticos; las que se ubican en la parte baja y laderas de cerro. Los
cuales pueden ser excavados sin dificultad a pulso y/o con equipo
mecánico.
Terreno de Roca Fija
Compuesto por roca ígnea o sana, y/o bolonería mayores de 0.50m de
diámetro en que necesariamente se requiere para su extracción de
explosivos o procedimientos especiales de excavación (martillos manuales
accionados por aire comprimido, martillos hidráulicos montados sobre una
maquina automóvil denominada jumbo, etc.)
Este material se encuentra en toda la zona donde se desarrolla el proyecto,
tanto por debajo de los suelos finos y gravosos, como sobre la superficie, a
manera de afloramiento de macizo rocoso (Tonalita-diorita).
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12.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
-
La zona en estudio se ubica al Noreste de Lima, en el A.A.H.H. Villa
Santa Clarita, en el Distrito de San Juan de Lurigancho, Provincia y
Departamento de Lima.
-
Las obras proyectadas descansarán sobre la roca intrusiva plomiza
tonalita-dioritas, y en algunas zonas sobre las arenas con gravas y
arcillas, con presencia de grandes fragmentos rocosos angulosos.
-
Se cimentará
Estructura
Tipo de suelo
Cámara
presión y
válvulas de
aire
Roca TonaliticaDioritas
Cámaras de
Inspección
Arenas limosas,
no plástica, en
estado
semicompacto
-
Profundidad
de
cimentación
(Df)
1.20 m
medido con
respecto al
nivel
plataforma
2.00 m
medido con
respecto al
nivel terreno
actual
Capacidad
Portante
(Kg/cm2)
Tipo de
cimiento
Parámetros
sísmicos
15.17
Losa de
concreto
armado
S=1.0
Ts=0.4
Z=0.4
1.00
Losa de
concreto
armado
S=1.4
Ts=0.9
Z=0.4
Con los Resultados de Ensayos de Laboratorio Cuadro Nº 05, se
elaboró en plano de Grado de Agresividad de Suelos AS-01, donde:
El área A1, presenta valores de agresividad leve para el concreto,
según ensayo efectuado en la calicatas C-1, por lo que podremos
utilizar Cemento Portland Tipo I, en la preparación del concreto,
teniendo como componentes a un tramo de redes de agua potable y
a la Válvula de Purga Nº02, delimitado en el plano de Grado de
Agresividad de Suelos AS-01.
El área A2, presenta grado de agresividad moderado para el
concreto, (según ensayos efectuados en las calicatas C-6 y CL-1,
en las redes de agua y Tunería Matriz – Conducción,
respectivamente), debiéndose utilizar como mínimo cemento
Pórtland Tipo II, en la preparación del concreto, con relación agua –
material cementante en peso, para concretos normales de 0.50, con
esfuerzo a la compresión mínimo de 280 (MPa); abarcando
componentes Redes de Agua y un tramo de la Tubería Matriz –
Conducción, Válvulas de Aire Nº02, Nº03 y Nº04, Válvula de Purga
Nº01, Cámara Reductora de Presión, Válvula de Control de Ingreso;
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como está delimitado en el plano de Grado de Agresividad de
Suelos AS-01.
El área A3, presenta valores de agresividad leve para el concreto,
según ensayo efectuado en la calicatas CL-5, por lo que podremos
utilizar Cemento Portland Tipo I, en la preparación del concreto,
teniendo como componente a un tramo de la Tunería Matriz –
Conducción, Válvula de Aire Nº01, Válvula de Control a Tubería
Matriz-Conducción, Empalme de Tubería Matriz-Conducción,
delimitado en el plano de Grado de Agresividad de Suelos AS-01.
Para valores de agresividad menores a 1000ppm (leve), del
contenido de sulfatos, la norma no indica restricción en la relación
agua – material cementante; pero cuando es mayor que 1000ppm y
menor de 2000ppm (moderado), los códigos indican como máximo
una relación agua – material cementante de 0.50; con la finalidad de
obtener una estructura menos permeable y por ende mas durable.
-
En todos los análisis de contenido del ion cloro, efectuados a
muestras tomadas de las calicatas C-1, C-6, CL-1 y CL-5,
correspondientes a las redes da agua y Tubería Matriz –
Conducción, se obtuvo resultados de valores menores que
2000ppm, por lo que no amerita tomar, medidas de protección.
-
Los resultados obtenidos, de contenido de pH, realizados a
muestras tomadas de las calicatas C-1, C-6, CL-1 y CL-5,
correspondientes a las redes da agua y Tubería Matriz –
Conducción, arrojan valores entre 7.12 y 8.23, siendo estos
mayores que 4.0, por lo que no requieren medidas de protección.
-
A la fecha que se realizó la investigación de campo, Enero del 2014,
en la zona comprendida en el estudio no se encontró la Napa
Freática ni aguas subterráneas, hasta la profundidad de
investigación (1.80 metros respecto de la superficie del terreno).
-
Para efectos de excavación, la zona en estudio, se zonifica como
Suelo Rocoso y Suelo Normal. (Presentándose este último tipo de
suelo en pequeña proporción, en la parte baja y laderas de cerro).
Se adjunta plano de Zonificación de Suelos.
-
Para la excavación de las zanjas, se empleará taludes casi verticales
como máximo de 1:10 H:V, hasta una profundidad máxima de 2.00
metros, no se deberá colocar sobrecargas a distancias menos de
2.00 metros respecto del borde del talud; para excavaciones mayores
a 2.00m y menores a 4.00m., solo en suelo arenoso, la relación de
talud será 1:3 H:V.
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-
Se deberá realizar el refine de las paredes como el fondo de la zanja
excavada, verificando que no queden protuberancias que hagan
contacto con la tubería a instalar.
-
El material de relleno para las zanjas, se recomienda emplear un
material de préstamo, consistente de gravas limosas de cantera,
compactado por capas y/o podrá utilizarse el mismo material natural
excavado, retirando las partículas mayores de 2”, debidamente
compactada por capas de espesor 0.15m., al 95% de la Máxima
Densidad seca del Proctor Modificado.
La zanja será rellenada en dos etapas:
Primer relleno , una vez colocada la tuberia y acopladas las juntas
se precederá al relleno a ambos lados del tubo con material selecto
similar al empleado para la cama de apoyo. El relleno se hará por
capas apisonadas de espesor no mayor de 0.15m, manteniendo
constante la misma altura a ambos lados del tubo hasta alcanzar la
coronación de éste, la cual debe quedarse a la vista, prosiguiendo
luego hasta alcanzar 0.30m por encima de la clave del tubo.
Se usará para la compactación equipos manuales, debiéndose
obtenerse un grado de compactación no menor al 95% de la Máxima
Densidad Seca del Próctor Modificado (MDS) ASTM D 698 o
AASHTO T – 180.
Segundo Relleno, A partir del nivel alcanzado en la fase anterior, se
proseguirá el relleno con material seleccionado, en capas sucesivas
de 0.15m de espesor terminado y compactado con equipo mecánico
hasta alcanzar 95% de la MDS del Próctor Modificado ASTMD 698 o
AASHTO T-180.
De no alcanzar el porcentaje establecido, el consultor deberá hacer
las correcciones del caso, debiendo efectuar nuevos ensayos hasta
conseguir la compactación deseada.
En el caso de zonas de trabajo donde no existan pavimentos y/o
veredas, el segundo relleno estará comprendido entre el primer
relleno hasta el nivel del terreno.
-
Todo material de relleno contaminado con impurezas, debe ser
eliminado y reemplazado por material de relleno, provenientes de
otros lugares (proveedores de la zona). El material de relleno a ser
colocado, debe ser compactado al 95% de la máxima densidad seca
y en capas como máximo de 0.15m.
-
En las zonas donde las viviendas se encuentren por debajo del nivel
de calle, para iniciar las excavaciones, se deberá colocar una malla
de protección, que contenga el
deslizamiento de fragmentos
rocosos, provenientes de la actividad a desarrollar.
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El material propio proveniente de la excavación, podrá usarse como
material selecto, si cumple con las especificaciones técnicas de
SEDAPAL y el R.N.E., sin embargo, se recomienda traer material
selecto para las zonas rocosas.
Los requisitos que debe cumplir el agregado grueso y fino según la
Unified soil Classification System denominado ASTM, se mencionan
en el anexo de Especificaciones Técnicas del Expediente Técnico.
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ANEXO I
Registros de Excavaciones
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ANEXO II
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ANEXO III
Material Fotográfico
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ANEXO IV
- Plano de Ubicación de Calicatas - Perfiles Estratigráficos MS-01
- Plano de Ubicación de Calicatas - Perfiles Estratigráficos MS-02
- Plano de Zonificación de Suelos
ZS-01
- Plano de Grado de Agresividad de los Suelos
AS-01
- Plano de Vías
VI-01
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ANEXO V
-
Plano de Zonificación Sísmica Especificado Según Reglamento
Nacional de Construcción.
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