RESULTADOS PRELIMINARES DE MECANICA DE SUELOS

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO

CONSTRUCCION DEL PUENTE EL HIGUERON, DISTRITO DE INKAWASI, PROVINCIA FERREAFE - LAMBAYEQUEUBICACIN

DIST. INKAWASI PROV. FERREAFE REG. LAMBAYEQUE

SOLICITA

ING. JULIO CESAR PISCOYA FERNANDEZ

SEPTIEMBRE DEL 2014SUMARIO

I. GENERALIDADES

1. INTRODUCCIN

2. UBICACIN DEL AREA DE ESTUDIO

3. OBJETIVO DEL ESTUDIO

II. INVESTIGACIN DE CAMPO

III. ENSAYOS DE LABORATORIO

IV. PERFIL ESTRATIGRAFICO

1. CLASIFICACION DE SUELOS

2. PERFIL ESTRATIGRAFICOV. ANLISIS DE CIMENTACIN

1. CAPACIDAD PORTANTE

2. ANALISIS DE CIMENTACION DE LA ROCA3. ANALISIS DE LA CAPACIDAD PRTANTE DE LA ROCA4. AGRESIVIDAD QUIMIUCA DEL SUELOVI. SISMICIDADVII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESVIII. BIBLIOGRAFAANEXOS

PERFIL DEL SUELOS

ENSAYOS DE LABORATORIOFOTOS

INDECOPII. GENERALIDADES.-

1. INTRODUCCIN

Se ha realizado el presente estudio de Mecnica de Suelos, para el Proyecto CONSTRUCCION DEL PUENTE EL HIGUERON, DISTRITO DE INKAWASI FERREAFE LAMBAYEQUE. A solicitud del ING JULIO CESAR PISCOYA FERNANDEZ.2. UBICACIN DEL AREA DE ESTUDIO

El lugar de emplazamiento del futuro Puente Peatonal el Higuern, se encuentra ubicado al costado izquierdo de la Carretera Ferreafe - Inkawasi, a la altura del Km 59 + 300, en la Localidad de Puchaca Alto, Distrito de Inkawasi, Provincia de Ferreafe, Regin Lambayeque.

3. OBJETIVO DEL ESTUDIO

El informe tcnico que se describe a continuacin, tiene por objeto presentar los resultados de la investigacin realizada en el suelo del terreno asignado para la construccin del Puente, Producto de esta investigacin, se determina las caractersticas geotcnicas del suelo de cimentacin de la estructura de tal forma que garantice la estabilidad y seguridad futura de la misma.

.II. INVESTIGACIN DE CAMPO.-Los trabajos de campo han sido dirigidos a la obtencin de la informacin necesaria para la determinacin de las propiedades fsicas, mecnicas e hidrulicas del suelo, mediante un programa de exploracin directa, habindose ejecutado una calicata en el lugar donde se construir el estribo derecho y la obtencin de una muestra de la roca basamento, donde se apoyar el estribo izquierdo.

En esta fase se han tomado muestras alteradas e inalteradas en la calicata C-1 (Estribo Derecho), con la finalidad de determinar las caractersticas del suelo, de acuerdo a las tcnicas de muestreo (ASTM D 420) y una muestra de roca en el estribo izquierdo para su ensayo de resistencia a la comprensin.La calicata realizada, ha sido ubicada dentro del rea a construir.III. ENSAYOS DE LABORATORIO.-

Los ensayos de laboratorio se han realizado con la finalidad de obtener los parmetros necesarios que determinen las propiedades fsicas y mecnicas del suelo de cimentacin. Para el efecto se han ejecutado los siguientes ensayos, bajo las Normas de la American Society For Testing and Materials (A.S.T.M.): Anlisis granulomtrico

.........................

ASTM D422

Lmite Lquido

.........................

ASTM D423

Lmite Plstico

.........................

ASTM D424

Humedad Natural

.........................

ASTM D2216

Corte Directo

.........................

ASTM D3080 Ensayo de Comprensin simple en Roca.IV. PERFIL ESTRATIGRAFICO.-

1. CLASIFICACION DE SUELOS

La clasificacin de suelos se realiza en base al Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (S.U.C.S.), mediante el cual se ha podido determinar el material existente en la zona de estudio, el cual se describe a continuacin en el perfil estratigrfico.2. PERFIL ESTRATIGRAFICO

El perfil estratigrfico determina que los suelos predominantes en la zona, hasta la profundidad de estudio, estn formados por:Calicata C 1 ESTRIBO DERECHO De 0.00 1.80 de profundidad, se tiene la presencia de un estrato de arcillas inorgnicas de mediana plasticidad con presencia de bloques de piedra de 50 cm de dimetro y presencia de materia orgnica, clasificada en el sistema SUCS como un CL. Color marrn oscuro. De 1.80 4.50 de profundidad, se tiene la presencia de un estrato de gravas mal gradadas con pocos finos con presencia de bloques de piedra de 80 cm de dimetro, clasificada en el sistema SUCS como un GP. Color gris oscuro.Calicata C 2 ESTRIBO IZQUIERDO se tiene la presencia de un afloramiento de roca tipo cuarcita.

V. ANLISIS DE CIMENTACION.-

1. ANLISIS DE CAPACIDAD PORTANTE La capacidad portante y la presin admisible, fueron determinadas de acuerdo a las frmulas del Dr. Karl Von Terzaghi y modificados por Vesic, para el caso de cimentacin superficial para zapatas corridas y cuadradas; para los efectos se realizaron ensayos de corte directo con la matriz del material granular (material que pasa el tamiz N 4), emplendose para tal efecto especimenes remoldeados con la densidad natural obtenida mediante el ensayo de peso volumtrico en un trozo de material perteneciente a la matriz fina.Para efecto de diseo se adjunta el clculo de la resistencia admisible del terreno. Se adjunta la expresin de Terzaghi para falla general. a) Para cimentacin continua.-

Qd = (.Df.Nq + (1/2). (.B.N(b) Capacidad Admisible.-

Qadm = qd/FS

c) Factor de seguridad (FS).-

FS = 3Considerando:

Df

:Profundidad de cimentacin en m.

B

:Ancho de cimentacin m.

Nc,Nq, N(:Factores de capacidad de carga de Terzaghid) Cuadro Resumen.-

CUADRO N 1

CAPACIDAD ADMISIBLE DEL TERRENO Kg/cm2 Se ha analizado para la calicata C1-, se adjunta la siguiente tabulacin:

Cuadro de Capacidad Admisible qa (Kg/cm2)CALICATADf (m.)Cimentacin

Aislada

Cimentacin

Corrida

01 ESTRIBO DERECHO

3.502.70 kg/cm2.77 kg/cm

4.003.02 kg/cm3.10 kg/cm

4.503.35 kg/cm3.43 kg/cm

2. ANLISIS DE CIMENTACION EN ROCA C-02 ESTRIBO IZQUIERDODe acuerdo a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio, se evalu la capacidad portante, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:2.1.El material presente en la zona donde se construir el puente, est conformado en su totalidad por roca basamento constituidas por afloramientos de de roca cuarcita, por lo que debido al tipo de material encontrado donde se cimentar la estructura se ha optado por conveniente realizar el Ensayo de Compresin Simple a la Muestra de Roca, obtenindose los siguientes resultados:

Resistencia a la Compresin Simple:

ESTRIBO IZQUIERDO202.8Kg/cm2

3. ANLISIS DE CAPACIDAD PORTANTE - ROCALa capacidad portante se ha determinado considerando un factor de seguridad de 10, luego se ha verificado que los asentamientos diferenciales producidos por esta presin no sean mayores que los admisibles.

CAPACIDAD DE CARGA

Se ha determinado la capacidad de carga admisible del terreno de cimentacin, empleando la Teora de Terzaghi de acuerdo a la siguiente relacin para el caso de rocas:

Para el presente como se trata de una cimentacin sobre roca, se ha optado por determinar la capacidad de carga admisible del terreno de cimentacin adaptando la Teora de Terzaghi, de acuerdo relacin para zapatas continuas o cuadradas:

Dnde:

q ad=Capacidad portante admisible (Kg/cm2)

F.S.=Factor de Seguridad (10)

C=Cohesin para falla local = 2/3 C (Kg/cm2)

Nc(=Factor de capacidad de carga para falla local de Terzaghi modificado

Por Kumbhojkar (1993)

C=qu / 2 (qu es la resistencia a la compresin simple de la roca)

En el presente caso al tratarse de roca el valor del es igual a cero, por lo tanto el valor de Nc es igual a 5.7 y reemplazando los datos correspondientes a las condiciones de cimentacin, a los resultados de los ensayos de laboratorio y considerando falla local debido a la naturaleza compresible de los materiales predominantes, se tiene:C = 67.6 Kg/cm2

Qad = (67.6 x 5.7) / 10

Qad = 38.53 Kg/cm2

qad = 38.53 kg/cm2 4. AGRESIVIDAD QUIMICA.Los resultados de los ensayos de elementos qumicos sobre una muestra de suelo, en el cual se cimienta toda estructura tienen un efecto agresivo a la cimentacin. Este efecto est en funcin de la presencia de elementos qumicos que actan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causndole efectos nocivos y hasta destructivos sobre las estructuras.Los principales elementos qumicos a evaluar son los Sulfatos y Cloruros por su accin qumica sobre el concreto y acero del cimiento respectivamente y las Sales Solubles Totales por su accin mecnica sobre el cimiento, al ocasionarle asentamientos bruscos por lixiviacin (lavado de sales del suelo con el agua).RESULTADOS DE LABORATORIO

NTP-339.152

NTP-339.170

NTP-339.178

CUADRO: ANALISIS QUIMICOcalicataPROFUNDIDAD

(m)P.P.M

PHSALES TOTALESCLORUROSULFATOS

C - 11.80 4.507.3285.6212.365.6

VI. CONSIDERACIONES SISMICAS

A partir de las investigaciones de los principales eventos ssmicos ocurridos en el Per y el mapa de zona ssmica de mximas intensidades observada en el Per, lo cual est basada en isosistas de Sismos Peruanos y datos de intensidades del sismo histrico y reciente se concluye que de acuerdo al rea ssmica de la zona de estudio, existe la posibilidad de que ocurra un sismo de intensidad media.

El Per por estar comprendido como una de las regiones de alta actividad ssmica, forma parte del cinturn circunpacfico, que es una de las zonas ms activas del mundo.

Dentro del territorio peruano se ha establecido diversas zonas ssmicas, las cuales presentan diferentes caractersticas de acuerdo a la mayor o menor presencia de sismos.

Los parmetros del sub suelo ante excitaciones ssmicas se definen de acuerdo con las Normas del Manual de diseo de Puentes de la DGCF y son los siguientes:

Zona Ssmica: 4

Coeficiente de Aceleracin: 0.45

Coeficiente de Sitio: 1.50

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.-

De acuerdo a la informacin de campo y laboratorio realizados, se pueden obtener las siguientes conclusiones y recomendaciones.1. El rea destinada a la construccin del Puente Peatonal el Higuern se encuentra ubicado al costado izquierdo de la Carretera Ferreafe - Inkawasi, a la altura del Km 59 + 300, en la Localidad de Puchaca Alto, Distrito de Inkawasi, Provincia de Ferreafe, Regin Lambayeque.

2. El suelo que conforma la zona en estudio est formado por:

Estribo Derecho: arcillas inorgnicas de mediana plasticidad (CL) y gravas mal gradadas con poco o nada de finos (GP), clasificadas en el sistema SUCS (Sistema Unificado de Clasificacin de suelos).

Estribo Izquierdo: roca cuarcita

3. En el rea seleccionada para la ubicacin de los estribos del Puente, no se presentan manifestaciones actuales de movimiento de masas, fallas o fracturas que podran comprometer la estabilidad de la estructura proyectada.

4. La Capacidad Portante que se adoptara en el diseo de la cimentacin estar en funcin de la profundidad de desplante que decida el ing. Proyectista en el presente estudio, Se han calculado la capacidad portante a diferentes profundidades5. La capacidad admisible de las Calicata 01 Estribo Derecho es de:

Df (m.)Cimentacin

Cuadrada

Cimentacin

Corrida

3.502.70 kg/cm2.77 kg/cm

4.003.02 kg/cm3.10 kg/cm

4.503.35 kg/cm3.43 kg/cm

6. La capacidad admisible de las Calicata 02 Estribo izquierdo es de:

Capacidad Admisible de la Roca

38.53 kg/cm

7. Los dados para el anclaje del estribo derecho para cimentacin corrida ser de 1.70 2.50 mts y para cimentacin cuadrada ser de 3.00 3.00 mts. 8. Los resultados de anlisis qumicos del suelo efectuados muestra que no afectar a las estructuras del concreto. Se recomienda utilizar cemento Prtland tipo MS por la presencia de suelos hmedos que se encuentra en la zona del proyecto.9. Se recomienda la construccin del puente en pocas en la que se registran las menores precipitaciones pluviales, es decir entre los meses de mayo a noviembre.10. Los resultados del presente estudio son vlidos slo para la zona investigada.VIII. BIBLIOGRAFIA.-

Reglamento Nacional de Construccin.

Mecnica de Suelos y Cimentacin, Crespo Villalaz.

Propiedades Geofsicas de los suelos, Joseph Bowles.

Norma Tcnica de Edificacin E-050, Suelos y Cimentaciones.

ANEXOS

PERFIL DEL SUELO

ENSAYOS DE LABORATORIO

FOTOSCalicata 01 Estribo Derecho

Calicata 02 Estribo Izquierdo

EMBED Equation.3