GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” CAPITULO IV MECANICA DE SUELOS 1 OBJETIVOS Y ALCANCES. El objetivo del presente estudio es con la finalidad de determinar las características y condiciones físico-mecánicas del terreno y los materiales que se usaran para la construcción, reservorio y pozo séptico, mediante la observación de campo, mapeo de calicatas y pruebas de laboratorio, en base a ellas proponer las recomendaciones técnicas pertinentes para la buena ejecución del Proyecto. El estudio contempla, la apertura de calicatas de exploración con una profundidad promedio de 1.50m. Toma de muestras representativas de suelos, roca y material de cantera que sean importante para el diseño del proyecto, el tamaño y el tipo de muestra requerida es según el ensayó a realizar. Las calicatas se realizaron, con el objeto de determinar las características del subsuelo que nos permita evaluar y establecer las características físicas _ mecánicas del terreno natural, su y extraer muestras representativa alterada y/o inalterada de la calicata para realizar ensayos en el laboratorio y determinar la capacidad portante, el asentamiento de la cimentación, el factor sísmico y otros. _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 2 METODOLOGIA DE TRABAJO. 2.1 TRABAJO DE CAMPO Reconocimiento del terreno. Foto Nº 01: Ubicación Terreno – reservorio 50 m3 Foto Nº 02: Ubicación Terreno – Tanque Imhoff Ejecución de calicatas donde se proyecta construir reservorio y tanque imhoff. Toma de muestras en calicatas. Toma de datos estratigráficos y estructurales de las calicatas. Foto Nº 03: Calicata Nº 01 – reservorio 50 m3 Foto Nº 04: Calicata Nº 02 – Tanque Imhoff _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 2.2 TRABAJO DE GABINETE Ensayos en laboratorio de muestras tomadas en las calicatas. Interpretación de resultados de ensayos de laboratorio y cálculo de parámetros técnicos. 3 INVESTIGACIONES DE CAMPO 3.1 UBICACIÓN DE CALICATAS. Un trabajo fundamental en la investigación de suelos es la apertura de calicatas, ya que permiten la observación directa además conocer los parámetros y propiedades que definan las condiciones del terreno donde se realizara el proyecto de construcción de reservorio y Tanque Imhoff. Las calicatas permiten la realización de ensayos en situ y la toma de muestra para ensayos de laboratorio del suelo identificado. El criterio para la identificación de calicatas se realizó teniendo en cuenta la ubicación de la cimentación del reservorio y Tanque Imhoff, encontrándose adecuada para tal fin. 3.2 MUESTREO DE CALICATAS. Deben obtenerse muestras representativas de suelo, roca y material de cantera o de cada material que sea importante para el diseño y la construcción. El tamaño y el tipo de muestra requerida varía dependiendo el tipo de ensayo que se vayan a efectuar. Identificación de cada muestra etiquetados humedad natural y profundidad en metros. por código y registrando su densidad de campo, En cada calicata excavada se consideraron 2 estratos representativos, el primero de suelo orgánico del cual no fue muestreado, el segundo estrato es considerado como suelo representativo el mismo que fue debidamente muestreado para sus respectivos análisis. Tanto para reservorio como tanque imhoff. 4 ENSAYOS DE LABORATORIO Las muestras en laboratorio fueron seleccionados designados a los laboratorios de los cuales se llevaron muestras representativas al laboratorio por el consultor, los resultados se muestras en los gráficos correspondientes. También se llevaron a cabo ensayos Standard a fin de obtener las características físicas y mecánicas suelos de cimentación en la zona de reservorio y pozo séptico, las muestras de suelos ya en laboratorio, fueron clasificadas y seleccionadas siguiendo procedimientos y normas descritas en la ASTM D – 2487. 4.1 ENSAYOS STANDARD Análisis Granulométrico por tamices Límites Líquido Límite Plástico ASTM – D422 ASTM – D4318 ASTM – D4318 _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 4.2 Clasificación de Suelos SUCS Contenido de Humedad Peso Específico de Sólidos ASTM – D2487 ASTM – D2216 ASTM – D854 ENSAYOS PARA ANÁLISIS DE AGUA. No existe presencia de nivel freático en el suelo de las calicatas C1 y C2 5 DETERMINACIÓN DE LA CANTERA DE AGREGADOS 5.1 OBJETIVOS. El objetivo de la identificación de cantera es determinar el lugar óptimo de fácil acceso preferentemente y extracción fácil de material seleccionado como arena, grava, roca y material para relleno, que contenga las proporciones calidad y volumen optimas y que cumplan con las normas técnicas para la construcción de las diferentes estructuras como: captación, reservorios, obras de arte y estructuras de la planta de tratamiento. 5.2 UBICACIÓN Y ACCESO: La cantera de agregados se encuentra ubicada en la Ciudad de Huaraz - Tacllán a 95 Km de la localidad de Coris. 5.3 CANTERA DE AGREGADOS El material que se utiliza como agregados para la construcción de reservorio y tanque imhoff debe ser debidamente analizado con ensayos de análisis granulométrico, peso especifico y con ensayos especiales como abrasión y durabilidad los cuales determinan la calidad del agregado. 6 ENSAYO DE LABORATORIO - CANTERA DE AGREGADOS 6.1 Durabilidad Análisis granulométricos por tamizado. Peso específico y absorción agregado grueso. Peso especifico y absorción agregado fino. Peso unitario (varillado y suelto) Abrasión maquina de los Ángeles Diseño de mezcla f´c = 210 Kg/cm2 Diseño de mezcla f´c = 175 Kg/cm2 ENSAYOS PARA ANÁLISIS DE AGUA. Análisis fisicoquímico. ASTM- C- 88 ASTM- C- 136 ASTM- C- 127 ASTM- C- 128 ASTM- C- 29 ASTM- C- 131 DURABILIDAD Mediante este método podemos determinar la calidad del material de cantera que va a estar sometida a la acción de los agentes atmosféricos, el material de cantera es sumergido en la solución de sulfato de sodio durante 18 horas en un recipiente totalmente cerrado, si el porcentaje _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” de desgaste es admisible por la norma el material de cantera pude ser utilizado como agregado grueso o fino. 6.2 ABRASION Este método es para determinar el desgaste por abrasión, del agregado grueso por medio de la máquina de los Ángeles donde se utilizo la gradación ¨A¨ de 12 esferas, el cual nos permite conocer el porcentaje de desgaste del material, si este es admisible por la norma el material de cantera puede ser utilizada como agregados. 6.3 ANALISIS GRANULOMETRICO PARA AGREGADOS La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto. 6.4 GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS (ARENA GRUESA). La granulometría de los finos es considerado de las tamices 3/8” a la malla Nº 200 también se toma encuentra el modulo de fineza. El modulo de fineza de agregado fino se ha obtiene sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100 esto es útil para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto. Arena media Arena fina Limos Modulo de fineza 6.5 37.47% 58.21% 4.32 % 2.73% GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOS (PIEDRA ZARANDEADA) El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita más agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso. El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado la malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado dependiendo del número de tamaño. Grava Arena gruesa a media 98.70% 1.30% Tamaño máximo nominal 1 “ _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 6.6 PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE LA CANTERA PESO ESPECÍFICO DE LOS AGREGADOS. El peso específico de los agregados es un indicador de calidad, en cuanto que los valores elevados corresponden a materiales de buen comportamiento, mientras que para bajos valores generalmente corresponde a agregados absorbentes y débiles. ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS. La absorción como la cantidad de agua absorbida por el agregado sumergido en el agua durante 24horas. Se expresa como un porcentaje del peso del material seco, que es capaz de absorber, de modo que se encuentre el material saturado superficialmente seco. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION PARA PIEDRA ZARANDEADA. Peso específico 2.62 Tn/m3 Contenido de humedad 3.11 % Porcentaje de absorción 0.78 % PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION PARA ARENA GRUESA Peso específico 6.7 2.73 Tn/m3 Contenido de humedad 5.57 % Porcentaje de absorción 1.89 % PESO UNITARIO PARA LOS AGREGADOS. Es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre las partículas, está influenciando por la manera en que se acomodan estas, lo que lo convierte en un parámetro hasta cierto punto relativo. La norma ASTM C-29 define el método estándar para evaluarlo, en la condición de acomodo de las partículas luego a compactarlas en un molde metálico apisonándolas con 25 golpes con una varilla de 5/8” en 3 capas. El valor obtenido, es el que se emplea en algunos métodos de diseño de mezclas para _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” estimar las proporciones y también para hacer conversiones de dosificaciones en peso a dosificaciones en volumen. 7 Peso unitario varillado para arena gruesa 1599 kgf/m3 Peso unitario suelto para arena gruesa 1554 kgf/m3 Peso unitario varillado para piedra zarandeada 1673 kgf/m3 Peso unitario suelto para piedra zarandeada 1607 kgf/m3 CUADRO RESUMEN Nº 06 CANTERAS DE AGREGADOS. ENSAYOS UNIDADES Clasificación CANTERA CAG-01 ARENA GRUESA PIEDRA CHANCADA SUCS SW GP Profundidad m 0.00 - 1.20 0.00 - 1.20 % Grava % 0.0 98.70 % Arena % 95.68 1.30 % Finos % 4.32 NP P.e Partículas Gruesas gr/cm3 NP 2.62 P.e Partículas Finas gr/cm3 2.62 NP % Retenido malla # 4 % 0 98.70 % Pasante malla # 30 % 23.26 0 % retenido malla #200 % 95.68 0 Peso Unitario Suelto Kgf/m3 1554 1607 Peso Unitario Varillado Kgf/m3 1599 1673 Absorción % 1.89 0.78 Cont. De Humedad % 5.57 3.11 Modulo de Fineza 2.73 NP Tamaño Max. Nominal NP 1" Perdida Corregido % 6.32 Desgaste % 20.25 _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 8 FUENTES DE AGUA. DESCRIPCION UNIDAD pH Cloruros ( ión Cl- ) Sulfatos ( ión SO4 ) ppm ppm Sales solubles totales uS/cm3 LIMITE PERMISIBLE MAXIMO 5a8 1000 600 <250 uS/cm3 clase 1 buena calidad RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANALISIS 9 DESCRIPCION UNIDAD LAGUNA AYACOCHA pH Cloruros ( ión Cl- ) Sulfatos ( ión SO4 ) ppm ppm 6.24 97 21 Sales solubles totales uS/cm3 119 DISEÑO DE MEZCLA Diseño de mezcla consiste en determinar las cantidades relativas de materiales que hay que emplear en la mezcla para obtener un concreto adecuado, mejorar calificativamente la resistencia, la calidad y la durabilidad del concreto que se usa para la construcción de obras de arte. con este ensayo podemos controlar la relación agua-cemento y tomando en cuenta los factores que afectan al concreto resultante (cemento, graduación y propiedades del agregado, etc.). Las propiedades del concreto se comprueban prácticamente y pueden hacerse después de los ajustes necesarios para obtener las mezclas de proporciones adecuadas que de la calidad y resistencia deseada. Se realizarán dos diseños de resistencia f´c= 210 Kgf/cm2 y de f´c= 175 Kgf/cm2 9.1 RESISTENCIA DE DISEÑO F´C =210 kgf/cm2. CANTIDAD DE MATERIALES POR M3 DE CONCRETO Y PROPORCIONES DOSIFICACION EN PESO RESULTANTE Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Cemento Agregado Fino Agregado Grueso 404,1 Kg=9.5 Bolsas 9316.6 Kg. 917.8 Kg. 143.2 Kg. DOSIFICACIONES EN VOLUMEN RESULTANTE 404,1 Kg=9.5 Bolsas 0.56 m3 0.56 m3 0.143 m3 PROPORCION FINAL 1 2.1 2.1 _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected] GOBIERNO REGIONAL DE ANCASH “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE CORIS, DISTRITO DE CORIS – AIJA - ANCASH” 9.2 RESISTENCIA DE DISEÑO F´C =175 kgf/cm2. CANTIDAD DE MATERIALES POR M3 DE CONCRETO Y PROPORCIONES DOSIFICACION EN PESO RESULTANTE Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Cemento Agregado Fino Agregado Grueso 10 349.1 Kg=8.2 Bolsas 966.1 Kg. 939.5 Kg. 142.6 Kg. DOSIFICACIONES EN VOLUMEN RESULTANTE 349.1 Kg=8.2 Bolsas 0.58 m3 0.57 m3 0.143 m3 PROPORCION FINAL 1 2.5 2.5 CONCLUSIONES: La cantera de agregados se encuentra ubicado en la ciudad de Huaraz El reservorio y el tanque imhoff se encuentra cimentada en terreno que contiene propiedades geo mecánicas favorables en compresión e indica que tiene buena resistencia y es excelente para cimentación (según análisis de suelo en laboratorio). _________________________________________________________________________________________________________ ING. CAROL INES TREJO MAGUIÑA CONSULTORIA C4949 Calle las Gardenias S/N Mz 160 Lte 14 – Villón Alto – Huaraz, Telefax 043 – 424255, cel. 043-943043745, RPM #687910 [email protected]
