Composito Del Estudio Estabilidad

ESTABILIDAD FISICA DEL TALUD FINAL DEL BOTADERO ESTABILIDAD FISICA DEL TALUD FINAL DEL BOTADERO ESTE. ESTE. MINA QUICAYMINA QUICAY

HYDROGEOLOGICAL & GEOTECHNICAL SOLUTIONS PERU S.A.

GERENCIA DE HIDROGEOLOGIA Y GEOMECÁNICA

DEPARTAMENTO DE GEOTECNIADEPARTAMENTO DE GEOTECNIA

Lima, Noviembre 2008Lima, Noviembre 2008

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HYDROGEOLOGICAL & GEOTECHNICAL SOLUTIONS PERU S.A.Av. Los Jazmines Nº 404.Independencia. LimaTelf.:01-4859392. Cel. 052-952956869http://www.hgsperu.com.pe

BOTADERO ESTE

BOTADERO ESTE

HYDROGEOLOGICAL & GEOTECHNICAL SOLUTIONS PERU S.A. GERENCIA DE HIDROGEOLOGIA Y GEOMECÁNICA

DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA

ESTABILIDAD FISICA DEL TALUD FINAL DEL BOTADERO ESTE. MINA QUICAY

AV. LOS JAZMINES # 404. INDEPENDENCIA TEL: 01-4859392, CEL: 052-952956869 www.hgsperu.com.pe

ESTABILIDAD FISICA DEL TALUD FINAL DEL BOTADERO ESTE.

MINA QUICAY

CONTENIDO

1.0.0 GENERALIDADES .............................................................................................. 5 1.1.0 ANTECEDENTES.................................................................................................. 5 1.2.0 OBJETIVOS............................................................................................................ 5 1.2.1 Objetivos específicos............................................................................................... 5 1.3.0 AMBITO DEL ESTUDIO ...................................................................................... 6 1.4.0 VÍAS DE ACCESO ................................................................................................ 6 1.5.0 EQUIPO HUMANO ............................................................................................... 6 1.6.0 INFORMACIÓN PROPORCIONADA.................................................................. 6 2.0.0 GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA ................................................................ 6 2.1.0 GENERALIDADES................................................................................................ 6 2.2.0 METODOLOGÍA ................................................................................................... 7 2.3.0 GEOLOGIA ............................................................................................................ 7 2.3.1 Geología General..................................................................................................... 7 2.3.2.0 Geología Local ........................................................................................................ 8 2.3.2.1 Generalidades .......................................................................................................... 8 2.3.2.2 Depósitos Cuaternarios ........................................................................................... 9 2.3.2.2.1 Depósitos Fluviales-Aluviales (Q_fl/al).................................................................. 9 2.3.2.2.2 Depósitos Fluvioglaciales (Q_fg)............................................................................ 9 2.3.2.2.3 Depósitos de Bofedales (Q_bo)............................................................................... 9 2.3.2.2.4 Depósitos Antrópicos (Q_an).................................................................................. 9 2.3.3 Geología Estructural.............................................................................................. 10 2.3.4 GEOMORFOLOGÍA............................................................................................ 10 2.3.5 GEODINÁMICA .................................................................................................. 11 2.3.5.1 Geodinámica Externa ............................................................................................ 11 2.3.5.2 Geodinámica Interna ............................................................................................. 11 3.0.0 CONDICIONES SISMICAS .............................................................................. 12 3.1.0 SISMICIDAD........................................................................................................ 12 4.0.0 HIDROGEOLOGÍA ........................................................................................... 14 4.1.0 GENERALIDADES.............................................................................................. 14 4.2.0 CLIMATOLOGÍA ................................................................................................ 14 4.2.1 Estaciones Meteorológicas.................................................................................... 15 4.2.1.1 Temperatura .......................................................................................................... 16 4.2.1.2 Humedad Relativa ................................................................................................. 16 4.2.1.3 Evaporación........................................................................................................... 17 4.2.1.4 Velocidad del Viento............................................................................................. 17 4.2.1.5 Precipitación.......................................................................................................... 18 4.2.1.6 Caudales ................................................................................................................ 19 4.3.0 Condiciones Hidrogeológicas ............................................................................... 19 4.3.1 Dirección del Flujo Subterráneo ........................................................................... 20 4.3.2 Dirección del Flujo Zona Botadero Este ............................................................... 20





5.0.0 INVESTIGACIÓN GEOTECNICA.................................................................. 20 5.1.0 GENERALIDADES.............................................................................................. 20 5.2.1 Excavación de Calicatas........................................................................................ 22 5.2.2 Ensayo con Cono Dinámico Tipo Peck (SCPT) ................................................... 23 5.2.3 Ensayos de Permeabilidad..................................................................................... 24 5.2.4 Exploración Geofísica ........................................................................................... 25 5.2.4.1 Fundamentos del Ensayo de Refracción Sísmica para Ondas “P”........................ 26 5.2.4.2 Fundamentos de los ensayos MASW.................................................................... 27 5.2.4.3 Equipos e Instrumentos Utilizados........................................................................ 28 5.2.4.4 Procesamiento e Interpretación de la Información................................................ 28 5.2.4.4.1 Evaluación de Refracción Sísmica........................................................................ 28 5.2.4.4.2 Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica...................................................... 29 5.2.4.4.3 Análisis e Interpretación........................................................................................ 31 5.3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO ........................................................................ 36 5.3.1 Ensayos Estándar................................................................................................... 36 5.3.2 Ensayos Especiales................................................................................................ 37 5.4.0 SECCIONES GEOLOGICAS – GEOTECNICAS............................................... 37 5.4.1 Sección A – A’ ...................................................................................................... 37 5.4.2 Sección B – B’....................................................................................................... 38 5.4.3 Sección C – C’....................................................................................................... 39 5.4.4 Sección D – D’ ...................................................................................................... 40 6.0.0 CONDICIONES DE LA CIMENTACIÓN ...................................................... 41 6.1.0 PRESION TRANSMITIDA POR LA ESTRUCTURA ....................................... 41 6.2.0 PARÁMETROS PARA ANÁLISIS DEL SUELO DE CIMENTACION ........... 42 6.3.0 CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA.................................................. 42 6.3.1 Método de Cálculo Utilizado ................................................................................ 44 6.3.2 Capacidad de Carga Botadero de Desmonte Este ................................................. 45 7.0.0 PARAMETROS FÍSICOS, GEOTÉCNICOS E HIDRAULICOS ................ 46 7.1.0 BOTADERO DE DESMONTE ESTE ................................................................. 46 7.2.0 SUELO DE CIMENTACIÓN............................................................................... 47 8.0.0 ANÁLISIS DE INGENIERÍA DEL DISEÑO GEOTECNICO...................... 47 8.1.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD........................................................................... 47 8.1.1 Método de Cálculo ................................................................................................ 47 8.1.2 Factor de Seguridad Mínimo................................................................................. 49 8.1.3 Coeficiente Sísmico y Análisis de Deformación................................................... 49 8.1.4 Condiciones del Proyecto...................................................................................... 51 8.1.5 Condiciones de Análisis de Estabilidad ................................................................ 52 8.2.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD ESTÁTICO.................................. 52 8.3.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD PSEUDOESTÁTICO .................. 53 8.4.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD EN CONDICION PSEUDOESTATICO POR

ELEMENTOS FINITOS....................................................................................... 54 8.4.1 Variación del Análisis por Elementos Finitos y Equilibrio Límite....................... 55 9.0.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................ 55 9.1.0 CONCLUSIONES ................................................................................................ 55 9.2.0 RECOMENDACIONES ....................................................................................... 59 10.0.0 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 59






MINA QUICAY

RELACION DE ILUSTRACIONES

1. MAPA DE UBICACIÓN

2. MAPA GEOLOGICO

3. MAPA DE UBICACIÓN DE CALICATAS

4. MAPA DE UBICACIÓN DE ENSAYOS SCPT Y DPL

5. MAPA DE UBICACIÓN DE LINEAS DE REFRACCIÓN SISMICA

6. SECCIÓN GEOLOGICA – GEOTECNICA A – A’ Y B – B’

7. SECCIÓN GEOLOGICA – GEOTECNICA C – C’ Y D – D’

8. MAPA DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ESTATICO

9. MAPA DE ANALISIS DE ESTABILIDAD PSEUDOESTATICO

10. MAPA DE LINEAS DE FLUJO SUBTERRANEO






MINA QUICAY

RELACION DE ANEXOS

1 ANALISIS DE ESTABILIDAD EN CONDICION ESTATICA

2 ANALISIS DE ESTABILIDAD EN CONDICIÓN PSEUDOESTÁTICA

3 ANALISIS DE ESTABILIDAD EN CONDICIÓN PSEUDOESTÁTICA POR

ELEMENTOS FINITOS

4 CUADRO RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO

5 CUADRO RESUMEN DE CAPACIDAD DE CARGA

6 CUADRO RESUMEN DE PARAMETROS FISICOS, GEOTECNICOS E

HIDRAULICOS

7 CUADRO RESUMEN DE ANÀLISIS DE ESTABILIDAD

8 MAPA DE CURVAS DE INTENSIDADES MAXIMAS

9 MAPA DE ISOACELERACIONES

10 MEMORIA DE CÁLCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

11 ENSAYOS DE LABORATORIO

11.1 ENSAYOS ESTANDAR

11.1.1 DENSIDAD DE CAMPO

11.1.2 CARACTERIZACION DE SUELOS

11.1.3 PESO UNITARIO SUELTO DE SUELOS

11.1.4 COMPACTACION DE SUELOS (PROCTOR MODIFICADO)

11.1.5 PERMEABILIDAD

11.2 ENSAYOS ESPECIALES

11.2.1 CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL

11.2.2 ENSAYO TRIAXIAL

12 PROSPECCIONES GEOTECNICAS ANTERIORES

12.1 REFRACCION SISMICA

12.2 ENSAYO CP

12.3 ENSAYO DPL




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MINA QUICAY

1.0.0 GENERALIDADES

1.1.0 ANTECEDENTES

La Unidad Minera Quicay perteneciente a la empresa Chancadora Centauro S.A. ha solicitado a la

empresa Consultora Hydrogeological & Geotechnical Solutions Peru S.A. la realización del estudio

denominado “Física del Talud Final del Botadero Este. Mina Quicay”, demostrando así el espíritu de

seguridad minera que prima en el funcionamiento de la empresa.

La revisión de los diseños actuales de los taludes y evaluar la optimización de los taludes propuestos en el

tajo norte de Quicay considera el fin principal del presente estudio.

Chancadora Centauro SAC inicio operaciones de explotación en el año 2003, en la Unidad Minera Quicay

que se encuentra ubicado en la provincia y departamento de Pasco a 17 Km al oeste de la mina de Pasco

y se encuentra ocupando una área de 11,100 Ha .anteriormente perteneciente a la Empresa Centromin

Perú S.A.

1.2.0 OBJETIVOS

Realizar el estudio de ESTABILIDAD FINAL DEL BOTADERO ESTE, MINA QUICAY.

1.2.1 Objetivos específicos

Tiene los siguientes objetivos:

Evaluar la información obtenida, de la estructura en mención (geología, Geomorfología,

Topografía, Hidrología y otros) para determinar las características que presentan según su diseño

inicial.

Realizar la Supervisión de las Investigaciones Geotécnicas en Campo y Laboratorio, tal como

Recopilación de muestras inalteradas, descripción de suelos, muestreo de suelos, ensayos de

permeabilidad, ensayos in situ y prospección geofísica.

Realizar la interpretación de los ensayos geotécnicos realizados en campo y laboratorio.

Realizar el cálculo de la capacidad portante en los diferentes puntos de la estructura en estudio.

Realizar el Análisis de Estabilidad Física del Botadero Este, en Condiciones Estáticas.

Realizar el Análisis de Estabilidad Física del Botadero Este, en Condiciones Pseudoestáticas.





Realizar el Análisis de estabilidad física del botadero Este por el método de elementos finitos.

1.3.0 AMBITO DEL ESTUDIO

Geográficamente La Mina Quicay se encuentra localizada en la zona del altiplano Andino entre las cotas

4300 y 4420 msnm, en la “Meseta del Bombón”, prolongación Norte de la pampa de Junín, entre las

Cordilleras Occidental y Oriental de los Andes. La Ilustración Nº 01, muestra la Ubicación General del

Proyecto y específicamente la delimitación del área en estudio.

1.4.0 VÍAS DE ACCESO

El área de estudio es accesible desde la ciudad de Lima mediante la Carretera Central sobre la ruta Lima

– Pasco. Para llegar a esta zona se debe recorrer una distancia de 305 Km. hasta la ciudad de Cerro de

Pasco. De la Ciudad de Cerro de Pasco a la Unidad Minera Quicay existe una carretera afirmada de 20

Km, el cual se desarrolla a través de la ruta Pasco – San José – Quicay, llegando finalmente a las

instalaciones del Proyecto Quicay en un promedio de tiempo de 7 hrs.

1.5.0 EQUIPO HUMANO

* Reymundo Juárez. Ingeniero Geólogo-Geotécnico. (Responsable del Estudio).

* Alfredo Huallpa. Bach. En Ingeniería Geológica-Geotécnica. Esp. Mecánica de Suelos y Rocas.

* Pablo Rondan. Bach. En Ingeniería de Minas. Esp. Mecánica de Rocas.

* Marcial López. Egresado En Ingeniería Geológica-Geotécnica. Asistente Mecánica Suelos y Rocas.

* Jonathan Gómez. Egresado en Ingeniería Geológica-Geotécnica. Asistente Mecánica Suelos y Rocas.

1.6.0 INFORMACIÓN PROPORCIONADA

Información Topográfica de la zona en estudio.

Estudio “Diseño de Ampliación del Botadero de Desmonte de Mina Este-Mina Quicay.

proporcionada por Chancadora Centauro S.A.C.

Estudio Hidrogeológico del Proyecto de Cierre de Mina Quicay.

Estudio de “Actualización Geotécnica para la Optimización del Pit Flanco Este y Oeste – Tajo Norte

Quicay, Proporcionada por Chancadora Centauro S.A.C.

2.0.0 GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA

2.1.0 GENERALIDADES





El estudio Geológico y Geomorfológico del Botadero de desmonte Este, se realizó con el fin de evaluar las

características geomorfológicas, litoestratigráficas, estructurales y geodinámicas del área del proyecto y

sus cercanías.

Este capítulo está orientado a presentar las condiciones geológicas de la zona del proyecto para el cual se

ha desarrollado el levantamiento geológico local.

2.2.0 METODOLOGÍA

Este capitulo se ha desarrollado siguiendo un trabajo planificado, para lo cual se ha visto por conveniente

programar las siguientes actividades:

a) Recopilación de Información existente

b) Geología y geomorfología Regional

c) Evaluación Geológica-Geomorfológico Local (realizada durante la etapa de campo)

d) Interpretación de resultados

2.3.0 GEOLOGIA

2.3.1 Geología General

Las rocas sedimentarias y metamórficas que afloran en la región de Cerro de Pasco son del Paleozoico,

Mesozoico y Cenozoico; pertenecen a las Formaciones y Grupos, Excelsior, Mitu, Pucará, Fm. Chambará,

Fm. Aramachay, Fm. Condorsinga, Chulec, Casapalca, Volcánico Rumillana y depósitos Fluvioglaciares.

La Mina Quicay se encuentra dentro de un alineamiento noroeste, norte-sur en el cinturón volcánico del

Cretáceo a Cuaternario que se extiende a lo largo de los Andes Peruanos. El alineamiento del paralelo

andino está representado por un patrón de pliegues orientados, dentro de rocas mesozoicas, y con un

alineamiento de efusiones volcánicas terciarias en el área de Cerro de Pasco. Los patrones transandinos

conocido como corredores estructurales y que son evidenciadas por desplazamientos del litoral peruano,

y de los lineamientos NW y NS del distrito. En él se presentan fallas transversales al rumbo andino

(Transandinas), eventos magmáticos alineados en la misma dirección, lo mismo que fenómenos de

alteración hidrotermal y mineralización metálica.

Las rocas volcánicas terciarias suprayacen a un probable basamento de calizas y secuencias

sedimentarias no identificadas localmente, las cuales están cortadas por intrusiones terciarias. La sección

carbonatada está dominada por depósitos masivos de plataforma del Cretáceo el cual limita el distrito

hacia el este y oeste. La secuencia sedimentaria de tipo areniscas y cuarcitas del Cretáceo inferior (Grupo





Goyllarisquizga) estas rocas afloran a pocos kilómetros al este del distrito. Los cuerpos intrusivos se

emplazan a lo largo de un cinturón NS y NW cortando el margen este del distrito y son principalmente

dioritas, dacitas y monzonitas, a cuarzodioritas. Las intrusiones forman cuerpos circulares a alongados.

Regionalmente, entre las estructuras de mayor importancia se tienen: el domo regional, el anticlinal Cerro

de Pasco, el sinclinal Cacuán Yurajhuanca y el sinclinal de Yanamate-Colquijirca. Localmente la dirección

norte sur ha sido interrumpida por pequeños pliegues transversales de rumbo este oeste y buzamiento al

norte, que se ubica al este del cuello volcánico. Estos pliegues han dado lugar a que las estructuras

regionales, pliegues y fallas longitudinales se hayan comprimido o inflexionado más intensamente que en

las zonas al norte y al sur del cuello volcánico. Pertenecen a este grupo: el domo de Patarcocha, el

sinclinal Matagente y otros pliegues paralelos.

En el entorno de la Mina Quicay, estas rocas se encuentran cubiertas por depósitos fluviales, fluvio

glaciales, aluviales y bofedales de edad Cuaternaria que abarcan grandes extensiones.

2.3.2.0 Geología Local

2.3.2.1 Generalidades

El depósito Quicay está asociado a una estructura volcánica del tipo diatrema con características similares

al depósito de Cerro de Pasco y Colquijirca, la cual probablemente se inició con una fase piroclástica;

luego el emplazamiento de Lavas de Composición Andesítica, Dacítica y Tufácea; la etapa final sería la

inyección de las rocas intrusivas, la diorita y el pórfido monzodiorítico cuarcífero. La alteración de Cuarzo

Alunita asociada a valores de oro, han permitido definir un depósito epitermal del tipo Ácido Sulfato.

Estas rocas Volcánicas son de edad Neógena probable Mioceno medio. Las texturas originales de las

rocas han sido destruidas debido al intenso proceso de alteración hidrotermal, pero generalmente es

posible identificar las texturas originales que pueden ser afaníticas, porfiríticas e hipabisales.

En el Cerro Pacoyan a 2.5 Km. al Norte de Quicay aflora una roca de composición dacítica con

alunitización moderada y vetillas de sílice y óxidos (hematina y jarosita), el Rumbo de fracturamiento es

Norte – Sur, aparentemente el cráter Quicay - Pacoyan estaría al eje de un anticlinal similar a Cerro de

Pasco.

El material cuaternario que cubre estas rocas son depósitos fluvio glaciales y aluviales, últimamente se

han formado bofedales en áreas planas. Esto se aprecia en el sector este del botadero en terrenos

naturales; se observa también bloques de más de 1 m de diámetro de rocas andesíticas y dacíticas

mayormente y bloques de calizas en menor proporción, estos bloques han sido transportados

antiguamente por la actividad de los glaciales y últimamente por gravedad.





2.3.2.2 Depósitos Cuaternarios

2.3.2.2.1 Depósitos Fluviales-Aluviales (Q_fl/al)

Los depósitos Fluviales y Aluviales se encuentran en cauces de ríos y quebradas, conformados

generalmente por arenas, limos y bloques de roca de diámetros variados y formas distintas.

Estos depósitos los podemos encontrar en los cauces de los ríos Quicay y Blanco, ubicados al Sur (Río

Quicay) y Norte (Río Blanco) de los límites de Propiedad de la unidad minera Quicay.

2.3.2.2.2 Depósitos Fluvioglaciales (Q_fg)

Estos depósitos se encuentran cubriendo gran parte de las zonas aledañas del área que pertenece a la

Mina Quicay, el material encontrado se encuentra conformado por limos, arcillas y fragmentos de rocas de

formas subangulosos, de color gris claro; en épocas de lluvia se encuentran cubiertos por vegetación

propia de la zona.

2.3.2.2.3 Depósitos de Bofedales (Q_bo)

Los depósitos de bofedales son más visibles en épocas de lluvia, donde se encuentran cubiertos de agua

las zonas de depresión que presentan estos depósitos. Las características de estos bofedales es la

presencia de material orgánico, vegetación más pronunciada y presencia de agua empozada dentro de las

mismas.

2.3.2.2.4 Depósitos Antrópicos (Q_an)

Este tipo de depósitos no son de origen natural, pero su presencia dentro de la Mina Quicay es muy

importante. Por el laboreo minero se hace un importante movimiento de materiales, estos pueden ser:

a. Fragmentos de rocas provenientes del minado, con contenido comercial de oro diseminado. Este

material va a los PADs de lixiviación para ser atacados con una solución de cianuro para remover y

recuperar el oro.

b. Fragmentos de rocas provenientes del minado, sin presencia de oro, o de leyes muy marginales no

aptos para ser tratados metalúrgicamente. Estos materiales que tienen que ser removidos en el tajo, se

acumulan en los botaderos como desmonte.

Materiales superficiales que han sido removidos, pudiendo ser depósitos cuaternarios ya descritos, que

son echados a los botaderos.





2.3.3 Geología Estructural

El sistema principal NW-SE asociado a fallamientos de alto ángulo, controla el trend Quicay. Éste, a su

vez, intersectado con otros sistemas subsidiarios de rumbo NE-SW, ha generado excelentes zonas de

debilidad para hospedar mineralización económica.

Las intrusiones hipabisales - subvolcánicas, de La Mina Quicay, mayormente se han emplazado a lo largo

del sistema volcánico y posteriormente fallado.

Distritalmente, la estructura dominante constituye el Domo Quicay generado por la intrusión de un stock

elíptico de que sobresale nítidamente sobre la topografía circundante, interrumpiendo bruscamente la

normal secuencia sedimentaria mesozoica, por efecto de la distensión y esfuerzo cortical ascendente.

Dentro del complejo dómico, se han reconocido afloramientos aislados de stocks de composición

intermedia a mediana acidez, pero que, en profundidad, parecen constituir un sólo cuerpo intrusivo mayor.

Las zonas marginales y centrales del domo, asociadas a lineamientos NW-SE, NE-SW y N-S,

aparentemente constituyen las partes hidrotermalmente más activas, relacionadas a la mineralización.

La estructura Domal Quicay posee una orientación regional con dirección NW-SE definida por el

alineamiento de las Estructuras mineralizadas. Este alineamiento estructural controla las características

del yacimiento y en las intersecciones con zonas estructurales NE-SW generando pipas o chimeneas que

han servido para el emplazamiento de los fluidos hidrotermales.

2.3.4 GEOMORFOLOGÍA

La unidad Minera Quicay se desarrolla entre los 4,300 y 4,400 m.s.n.m., en la Cordillera Central del Perú.

La unidad geomorfológica es de Altas Mesetas a Punas Altas, donde se observa que la superficie de

erosión puna ha sido disectada por la acción de los glaciares y corrientes fluviales durante el Cuaternario.

Las Altas Mesetas o Punas Altas, son áreas de extensión variable que presentan un perfil ondulado debido

a la presencia de antiguas acumulaciones glaciares o morrenas.

El rasgo morfológico del Botadero de Desmonte Suroeste se encuentra sobre extensas áreas en las

alturas andinas, que sufren los efectos de los agentes naturales como la erosión y meteorización

constante. A éstos se los ubicó en una unidad geomorfológico denominada Superficie Puna que considera

a grandes sitios de forma sub horizontal y moderadamente ondulada, como es el caso típico del área

donde se emplazará el Botadero de Desmonte Suroeste.





Otras de las unidades morfológicas que predominan en el área de estudio son los depósitos morrénicos y

las llanuras de inundación, las cuales están moderadamente circundadas por cadenas de cerros, cubierta

en la parte baja con depósitos glaciares que forman morrenas..

2.3.5 GEODINÁMICA

El territorio nacional, debido a su accidentada fisiografía y diversidad de condiciones climáticas, se

encuentra afectado por diversos procesos geodinámicos activos. Este hecho es particularmente notable en

la vertiente occidental andina donde se localiza el área de estudio; aquí los fenómenos geodinámicos se

manifiestan bajo la forma de desprendimiento de bloques y desplomes, entre los procesos principales.

Además, cabe destacar, que los frecuentes terremotos que ocurren en la región, contribuyen a la

desestabilización de taludes, iniciando nuevos desprendimientos o reactivando los existentes.

2.3.5.1 Geodinámica Externa

En el área de estudio no habría posibilidad de apreciar fenómenos naturales como huaycos, aluviones,

inundaciones y caída de roca suelta puesto que se encuentra en una zona alta, moderadamente ondulada

y plegada.

La influencia externa de fenómenos naturales en el área de estudio presenta moderada probabilidad de

riesgo debido que a través del mapeo geológico superficial se identificó cortes para acceso de vehículos y

afloramiento de agua subterránea en la pendiente del talud del Cerro Quicay, éstos originaron

deslizamiento de masas de tierra en poca magnitud y en forma aislada en dirección de la pendiente del

talud, sin embargo estos deslizamientos se dan fuera del área de influencia de las áreas del botadero de

desmonte.

2.3.5.2 Geodinámica Interna

La influencia de fenómenos naturales en el área de estudio presenta riesgo de moderada consideración es

el caso de aspectos hidrogeológicos.

La sismicidad histórica en ambas áreas muestra que se han producido movimientos sísmicos con

intensidades de hasta VI grados en la Escala de Mercalli Modificada, producto de la actividad sísmica de la

zona de subducción de la convergencia de placas tectónicas, este parámetro es de importancia en el

diseño de ambas obras.





3.0.0 CONDICIONES SISMICAS

3.1.0 SISMICIDAD

El Perú está comprendido entre una de las regiones de más alta actividad sísmica que hay en la Tierra,

formando parte del Cinturón Circumpacífico. El marco tectónico regional a mayor escala está gobernado

por la interacción de las placas de Nazca y Sudamericana. Los principales rasgos tectónicos de la región

occidental de Sudamérica, como son la Cordillera de los Andes y la fosa oceánica Perú-Chile, están

relacionados con la alta actividad sísmica y otros fenómenos telúricos de la región, como una

consecuencia de la interacción de dos placas convergentes cuya resultante más notoria precisamente es

el proceso orogénico contemporáneo constituido por los Andes.

En general, la zona de estudio se halla en una región de elevada actividad sísmica, donde se puede

esperar la ocurrencia de sismos de gran intensidad durante la vida útil del proyecto. La actividad sísmica

del área se relaciona con la subducción de la placa oceánica bajo la placa continental sudamericana.

Subducción que se realiza con un desplazamiento neto del orden de diez centímetros por año,

ocasionando fricciones de la corteza, con la consiguiente liberación de energía mediante sismos, los

cuales son en general tanto más violentos cuando menos profundos son en su origen.

Dado que los sismos de la región se originan en las fricciones corticales debidas a la subducción de la

placa oceánica bajo la continental, resulta que a igualdad de condiciones los sismos resultan más intensos

en las regiones costeras, decreciendo generalmente hacia la sierra y selva, donde la subducción y fricción

cortical es paulatinamente más profunda. Las zonas alejadas del oriente amazónico, sufren de pocos

eventos sísmicos precisamente por la gran profundidad en que se produce la subducción bajo esta región,

en comparación a lo que ocurre en la costa.

El mecanismo básico que causa el movimiento de las placas no se conoce, pero se afirma que es debido a

corrientes de convección o movimientos del manto plástico y caliente de la tierra y también a los efectos

gravitacionales y de rotación de la tierra.

Los límites o bordes de las placas raramente coinciden con las márgenes continentales, pudiendo ser de

tres tipos:

1) Según cordilleras axiales, donde las placas divergen una de otra y en donde se genera un nuevo suelo

oceánico.





2) Según fallas de transformación a lo largo de las cuales las placas se deslizan una respecto a la otra.

3) Según zonas de subducción, en donde las placas convergen y una de ellas se sumerge bajo el borde

delantero de la suprayacente.

Los registros sísmicos instrumentales indican la subducción de la placa de Nazca, aumentando la

profundidad focal de los sismos hacia el continente. Se aprecia una alta concentración de sismos de

subducción frente a la costa y sismos superficiales continentales.

Consecuentemente, la zona estudiada, según su posición, resulta ubicada en una zona de alto riesgo

sísmico, tanto por la frecuencia de los movimientos, como por la severidad de ellos debido a su ocurrencia

a escasas profundidades de la corteza.

En tal sentido, según el Mapa de Zonificación Sísmica descrita por el RNE (Reglamento Nacional de

Edificaciones), muestra que la zona en estudio se encuentra dentro de la Zona 3, y le corresponde un

valor de 0.4 de aceleración máxima horizontal; el mapa en mención y el cuadro de valores de aceleración

son los siguientes:

Figura 3.1 Mapa de Zonificación Sísmica





Cuadro 3.1 Valores de Aceleraciones máximas horizontales por Zona Sísmica

ZONA Z3 0.42 0.31 0.15

FACTORES DE ZONA

Z = Intensidades máximas horizontales

El Factor Z es interpretado como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser

excedida en 50 años.

4.0.0 HIDROGEOLOGÍA

4.1.0 GENERALIDADES

La gestión del agua en los próximos años se torna complicada para la humanidad, fundamentalmente al

Sur Peruano identificado por instituciones extranjeras como zona sensible a conflictos por la escasez del

agua, asimismo en las nacientes de las cuencas principales en el norte y centro donde los acuíferos son

en medio fracturados. Esta realidad amerita conocer al detalle el comportamiento de los recursos hídricos

superficiales y subterráneos existentes en las diferentes cuencas hidrográficas del territorio peruano.

La comprensión hidrogeológica conllevará al mejor entendimiento del flujo de agua subterráneo y así

poder utilizarlo para nuestros fines, se utilizará herramientas o métodos indirectos así como medidas

directas y modelos matemáticos que puedan conllevar a comprender el comportamiento del agua

subterránea para nuestras operaciones.

Según el estudio Hidrogeológico realizado con anterioridad, se tiene que la mina Quicay se encuentra

dentro de la microcuenca que se ha denominado como Quicay-Tunshupayco. Dentro de la cual se ha

subdelimitado en: microcuenca Quicay, Sub-microcuenca Río blanco y Sub microcuenca Quicay. (Fuente:

“Estudio Hidrogeológico del Proyecto de Cierre de Mina Quicay”. R. Juárez.)

4.2.0 CLIMATOLOGÍA

El área de estudio se encuentra a una altitud máxima de 4 419 m.s.n.m. (cima de Cerro Quicay Nº 2). El

cerro Quicay es una colina mediana de tres picos que se elevan 110 m. sobre la superficie ondulada de la

antigua peneplanicie andina. Los procesos hidrológicos existentes sobre las áreas de la pila de lixiviación,

botadero de desmonte, depósito de top soil y tajos, son flujos de escorrentías y flujos subsuperficiales. Los

flujos de escorrentías son del tipo de escurrimiento esparcido (overland flow) y flujo concentrado en

cárcavas, escurriendo desde pequeñas áreas de drenaje cuyas nacientes se ubican cerca a la cumbre del





cerro Quicay. Los flujos subsuperficiales ocurren en estratos morrénicos con microfisuras producidas por el

continuo flujo de agua subsuperficial; los estratos van paralelos al declive de las laderas. Los flujos

subterráneos afloran en manantiales a media ladera. Los terrenos de ladera abajo de los manantiales son

primordialmente áreas de exfiltración.

El estudio ha contemplado el análisis de 2 estaciones climatológicas ordinarias que cubren gran parte del

Proyecto.

Las precipitaciones tienden a caer en todos los meses como una mezcla de lluvia y granizo, y a veces

como nieve suave en los meses más fríos, la cual en cualquier estación del año, ni persiste ni se acumula

sobre la superficie del suelo sino durante unas cuantas horas. Las precipitaciones se presentan en forma

de tempestades de convección de relativamente corta duración, las cuales tienen lugar durante las tardes

u horas vespertinas de los días de más baja presión atmosférica, siendo frecuentemente violentas y

acompañadas por relámpagos.

El clima correspondiente a la zona de estudio es como en la mayor parte de los Andes Peruanos,

caracterizado por la alternancia de dos estaciones bien definidas, una estación de verano (Abril - Octubre)

y otra estación de invierno (Noviembre - Marzo).

Los registros de la estación Cerro de Pasco se han considerado representativos del área del proyecto por

encontrarse a la misma altitud y a tan solo 20 Km. del Cerro Quicay.

La presión atmosférica característica de esta zona corresponde a 451.57 mm Hg.

4.2.1 Estaciones Meteorológicas

Es importante señalar que el SENAMHI opera las estaciones meteorológicas con muchas limitaciones, por

lo que la información tiene algunas incoherencias y en otros casos no se ha registrado la información; por

tal razón y debido a la excesiva discontinuidad en los períodos de registro para cada una de las

estaciones, los análisis se limitan a períodos de mayor confiabilidad estadística.

En el Cuadro Nº 4.2.1, se muestra la disponibilidad de información meteorológica en la cuenca de Cerro

de Pasco, utilizada en el presente estudio.

Cuadro 4.2.1 Ubicación de las Estaciones Meteorológicas

Nombre Tipo Altitud m.s.n.m.

Latitud Longitud Operador Periodo de Observación

CERRO DE PASCO CO 4,296.0 8’825,611.00 361,428.00 VOLCAN 1970-2002

QUICAY CO 4,312.0 8’818,060.20 349,095.00 CENTAURO 1960-2005 CO : Climatológica Ordinaria PLU : Pluviométrica





4.2.1.1 Temperatura

Para fines del presente estudio se ha considerado los datos de temperatura registrados en la estación de

Cerro de Pasco, tal como se observa en el Cuadro 4.2.1.1. El valor de de temperatura promedio mensual

es de 5.3 °C.

CUADRO 4.2.1.1 Variación Histórica de Temperatura

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUAL

MEDIA 6.0 5.9 5.7 5.6 5.3 3.9 4.2 3.5 4.4 5.1 5.4 5.6 5.1

DES. EST. 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.5 1.2 0.3 0.5 0.2 0.0 0.3 0.2

MAXIMO 6.3 6.1 6.1 5.9 5.4 4.3 6.2 3.8 4.9 5.4 5.4 6.0 5.3

MINIMO 5.5 5.5 5.5 5.4 5.2 3.1 3.1 3.3 3.6 4.8 5.3 5.3 4.8

TEMPERATURA MENSUAL HISTORICA (2002 - 2006)

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

Tem

per

atu

ra (

ºC)

MEDIA MAXIMO MINIMO

4.2.1.2 Humedad Relativa

Para fines del presente estudio se ha considerado los datos de humedad relativa registrados en la

estación de Cerro de Pasco, tal como se observa en el Cuadro 4.2.1.2. El valor de de humedad relativa

promedio anual es 74.60%.

CUADRO 4.2.1.2 Variación Histórica de Humedad Relativa


MEDIA 72.5 79.1 79.2 76.9 74.9 73.4 65.5 70.9 74.0 75.9 74.0 78.7 74.6

DES. EST. 3.5 1.8 0.9 1.3 3.5 4.0 6.9 1.9 3.5 3.8 4.6 2.4 1.7

MAXIMO 77.2 82.1 80.0 78.8 77.9 78.7 74.5 72.4 78.3 81.0 79.7 81.5 76.1

MINIMO 67.5 77.4 77.8 75.7 69.2 69.3 57.1 67.6 69.8 70.2 67.7 75.3 71.8

HUMEDAD RELATIVA MENSUAL HISTORICA (2002 - 2006)

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0


Hu

med

ad

Rel

ativ

a (%

)

MEDIA MAXIMO MINIMO





4.2.1.3 Evaporación

Los datos mostrados en el Cuadro 4.2.1.3, así como su distribución anual en la Figura siguiente, muestran

una variabilidad a lo largo del año de la evaporación total mensual (para un año promedio histórico)

semejante a la temperatura. A nivel anual, la evaporación total acumulada es de 2,070.6 mm.

CUADRO 4.2.1.3 Variación Histórica de la Evaporación


MEDIA 180.9 195.1 201.2 204.8 156.8 152.4 143.0 148.0 177.9 166.0 169.3 175.2 2070.6

DES. EST. 11.0 22.2 11.9 3.9 32.7 19.1 16.4 68.3 21.6 34.1 29.0 38.4 163.8

MAXIMO 195.6 208.0 209.5 208.8 186.1 180.8 164.9 199.6 201.9 208.3 209.0 208.3 2185.1

MINIMO 164.8 156.2 180.8 198.4 101.8 131.3 122.5 31.1 145.7 120.7 127.1 114.4 1784.3

EVAPORACION MEDIA ANUAL (2002 - 2006)

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

175.0

200.0

225.0


Eva

po

rac

ión

(m

m)

MEDIA MAXIMO MINIMO

4.2.1.4 Velocidad del Viento

Para fines del presente estudio se ha tomado en consideración la velocidad del viento, registrado en la

estación de de Cerro de Pasco. En general para un año promedio, la distribución de la velocidad media del

viento varía entre 1.5 a 1.7 m/s. Los datos mostrados en el Cuadro 4.2.1.4, así como su distribución anual

en el cuadro siguiente:

CUADRO 4.2.1.4 Variación Histórica de Velocidad del Viento


MEDIA 1.6 1.5 1.6 1.5 1.5 1.3 1.5 1.7 1.7 1.7 1.6 1.6 1.6

DES. EST. 0.0 0.2 0.0 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1

MAXIMO 1.7 1.8 1.6 1.6 1.7 1.6 1.7 1.9 1.8 1.9 1.7 1.9 1.7

MINIMO 1.6 1.3 1.5 1.4 1.4 1.2 1.4 1.4 1.5 1.5 1.5 1.4 1.5

VELOCIDAD DEL VIENTO MENSUAL HISTORICA (2002 - 2006)

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0


ve

loc

ida

d d

el

Vie

nto

(m

/s)

MEDIA MAXIMO MINIMO





4.2.1.5 Precipitación

La red pluviométrica utilizada en la zona de estudio, específicamente en la microcuenca Quicay, está

conformado por las estaciones de: Cerro de Pasco, controlado por VOLCAN y la estación Quicay

(cercana a la zona del proyecto), con una densidad de estación/Km2 inferior al rango recomendado por la

Organización Meteorológica Mundial (OMM), que para zonas montañosas sugiere 200km2/estación como

mínimo; la longitud de registro de las estaciones es muy variable pero la mas antigua es la de Quicay que

inicio las actividades en el año 1960 hasta el 2005.

CUADRO 4.2.1.5 Estaciones Meteorológicas

Este Norte Región Provincia Distrito

Cerro Pasco 361428.00 8'825,611 4296.00 Pasco Cerro de Pasco Simón Bolivar 2002-2006 1357.30

Quicay 349094.50 8818060.20 4312.00 Pasco Cerro de Pasco Simón Bolivar 1960-2005 1266.01

Periodo de Registro

Precipitacion Anual

Promedio (mm)

ESTACIONES METEREOLOGICAS EN ESTUDIO PARA EL PROYECTO QUICAY

Coordenadas UTMAltitud

Ubicación PolíticaEstación

Los datos faltantes de 1 ó 2 meses se han completado con los promedios mensuales correspondientes,

especialmente a la hora de resolver el análisis de doble masa. Cuando los registros presentaban muchos

vacíos, la complementación y extensión de los registros se ha efectuado mediante la aplicación del modelo

HEC-4 lo que ha permitido obtener registros comunes en los períodos seleccionados como período

común de análisis.

En el gráfico siguiente se presenta la distribución de la magnitud de las precipitaciones a nivel total

mensual de las estaciones de la cuenca del río Quicay.

CUADRO 4.2.1.5.1 Variación Histórica de Precipitación

ESTACION ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALCERRO PASCO 98.00 356.80 132.00 139.26 44.50 27.00 31.26 51.26 84.26 85.00 178.00 130.00 1357.34QUICAY 170.36 176.60 167.64 87.93 52.92 32.57 21.43 38.93 70.64 148.03 147.13 153.41 1267.57

VARIACION DE PRECIPITACION

VARIACION DE PRECIPITACION

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00


meses

PP

(m

m)

CERRO PASCO QUICAY





4.2.1.6 Caudales

La Mina Quicay cuenta con 6 estaciones de control hidrométrico, 2 en el río Quicay, 2 en el río Blanco y 2

en el río Pelado. El período de lectura es desde diciembre del 2007 hasta Abril 2008. A continuación se

muestra el Cuadro 4.2.1.6 con la variación de caudales en las 6 estaciones hidrométricas:

CUADRO 4.2.1.6

PUNTO ESTE NORTE ELEVACION PUNTO ESTE NORTE ELEVACIONRQ-1 347213 8817213 4328.3 RB-2 349999 8817516 4258.8RQ-2 350133 8817376 4256.2 RP-1 349101 8817798 4314.2RB-1 347529 8818283 4326.4 RP-2 349121 8817908 4309

PUNTO04/12/2007 10/12/2007 13/12/2007 23/12/2007 05/01/2008 09/01/2008 23/01/2008 30/01/2008 06/02/2008 13/02/2008 22/02/2008 27/02/2008 04/03/2008 11/03/2008 18/03/2008 26/03/2008 02/04/2008 09/04/2008 23/04/2008 30/04/2008

RIO QUICAY 1 2.26 2.30 2.28 2.28 2.25 2.31 2.40 3.10 20.50 25.43 59.89 77.54 70.23 59.89 47.84 43.62 36.43 37.29 35.62 21.08RIO QUICAY 2 3.15 35.51 73.39 73.21 73.80 40.47 18.78 58.94 60.42 71.09 120.28 134.79 90.97 88.49 70.08 64.00 35.86 30.10 25.20 86.97RIO BLANCO 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 0.80 1.00 1.50 8.25 12.07 18.41 23.22 23.14 19.84 20.73 19.75 18.90 16.05 12.00 11.50RIO BLANCO 2 14.27 19.93 20.07 18.25 19.08 19.52 90.00 112.15 15.49 50.63 72.79 90.55 110.05 95.68 96.94 90.91 40.36 7.50 5.02 8.00RIO PELADO 1 0.50 0.99 1.04 1.50 1.99 1.09 2.08 2.50 2.90 3.07 2.50 3.45 2.01 2.80 2.90 2.04 1.20 1.09 1.86 1.97RIO PELADO 2 18.02 19.72 19.08 19.88 20.09 18.07 19.40 20.05 21.91 20.09 19.73 19.08 21.03 20.06 19.45 20.61 20.00 19.57 18.99 20.05

ESTACIONES DE CONTROL HIDROMETRICO RIO QUICAY, RIO BLANCO Y RÍO PELADO

AFOROS MICROCUENCA QUICAY

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

04/

12/2

007

11/

12/2

007

18/

12/2

007

25/

12/2

007

01/

01/2

008

08/

01/2

008

15/

01/2

008

22/

01/2

008

29/

01/2

008

05/

02/2

008

12/

02/2

008

19/

02/2

008

26/

02/2

008

04/

03/2

008

11/

03/2

008

18/

03/2

008

25/

03/2

008

01/

04/2

008

08/

04/2

008

15/

04/2

008

22/

04/2

008

29/

04/2

008

CA

UD

AL

(l/

s)

RIO QUICAY 1 RIO QUICAY 2 RIO BLANCO 1 RIO BLANCO 2 RIO PELADO 1 RIO PELADO 2 De acuerdo al Cuadro 4.2.1.6, se observa que a partir del primero de abril las lluvias cesan en la

zona y ocurre infiltración de la caudal base de los ríos Quicay y Río Blanco, es decir el

incremento de caudal monitoreado en los ríos tiende a cero. Coincide con el término de la época

de lluvia en abril en la zona de estudio, más adelante realizaremos un balance de agua más

detallado con todos los parámetros presentes en la zona de estudio.

4.3.0 Condiciones Hidrogeológicas

El Sistema Acuífero en la zona de estudio es en medio fracturado, existe un marcado control estructural

del mismo sistema acuífero, para el lado Sur o de la microcuenca Quicay se tiene fracturas de dirección

NW a SE y en esa misma dirección preferencial está fluyendo el agua subterránea.





4.3.1 Dirección del Flujo Subterráneo

En el gráfico siguiente se observa la dirección de las líneas de flujo de agua subterránea bajo todas las

estructuras de ingeniería dentro del proyecto de la mina Quicay, mas adelante se describirá la dirección de

las líneas de flujo bajo el Botadero Este, razón del presente estudio, para analizar el comportamiento de

las aguas subterráneas en la zona de estudio.

Grafico 4.3.1: Se muestra la dirección del flujo subterráneo en la zona de estudio.

4.3.2 Dirección del Flujo Zona Botadero Este

El Botadero Este se encuentra entre de las submicrocuencas del río Quicay y río Pelado, el nivel de agua

subterránea en esta zona se presenta a profundidad debido al cambio brusco de carga hidráulica

horizontal y que no se ve controlado por el Lago Quicay debido a la presencia de estratos subverticales en

la zona de estudio. En el Botadero Este, la dirección del flujo subterráneo es de dirección W-E y drena

hacia el río Pelado.

5.0.0 INVESTIGACIÓN GEOTECNICA

5.1.0 GENERALIDADES

Para el análisis de los Botaderos de Desmonte Este, se ha contemplado realizar un programa de





exploración de campo, consistente en la excavación de calicatas, ensayos de densidad in situ y ensayos

de permeabilidad (Ilustración Nº 03), asimismo se sealizó la extracción de muestras alteradas e

inalteradas cuyas muestras fueron ingresadas al Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Facultad de

Ingenieriía Civil de la universidad Nacional de Ingeniería; las ubicaciones y datos de campo de ensayos

con Cono de penetración estándar (SCPT) y ensayos DPL y Refracción Sísmica realizados por ZER

Geosystem S.AC. (Ilustración Nº 04); estas calicatas han sido distribuidas adecuadamente en toda la

extensión de la zona de análisis, así como la extracción de muestras de suelos para su respectivo análisis

de laboratorio.

La prospección por Refracción Sísmica se hizo con el de determinar la potencia de los estratos que

conforman la estructura en mención, así como del suelo de cimentación sobre el cual se encuentra

asentada.

El programa de trabajo de campo y gabinete realizado ha consistido en lo siguiente:

- Reconocimiento del terreno

- Recopilación de la información existente

- Ubicación y ejecución de calicatas

- Toma de muestras alteradas e inalteradas

- Realización de ensayos de Permeabilidad

- Evaluación de los trabajos de campo

- Ensayos Estándar y Especiales de Laboratorio para definir las características y parámetros de

resistencia de los materiales que conforman el Botaderos de desmonte Este y Suelo de

Cimentación

- Interpretación de resultados e información obtenida en campo

- Elaboración secciones Geológicas – Geotécnicas en cada estructura.

- Análisis de estabilidad de taludes en el Botaderos de Desmonte Este.

La etapa de Campo se ha realizado durante los días 10 y 14 de Noviembre del 2008, durante el cual se ha

realizado la exploración geotécnica del área de estudio.

Esta etapa consistió en la excavación de calicatas, ensayos de permeabilidad (método a pozo abierto),

ensayos de densidad in situ y muestreo de suelos.

La ubicación de las calicatas fue convenientemente distribuida, de tal forma que abarque en su totalidad la

zona en estudio. Procediendo seguidamente a la descripción estratigráfica en cada calicata mediante la

inspección visual de campo, y finalmente a la extracción de muestras alteradas e inalteradas para cada

estrato encontrado.

La ubicación de calicatas y demás actividades de campo fueron definidos por el Responsable del Estudio





(Ing. Geólogo-Geotécnico).

5.2.1 Excavación de Calicatas

El método de exploración geotécnica mediante calicatas, ha permitido observar en detalle la conformación

de los estratos y obtener muestras de suelos para ser ensayadas en el laboratorio.

Para la zona en estudio, se hicieron en total 05 calicatas a cielo abierto, de una profundidad variable

aprovechando cortes en la base del botadero, cuya profundidad efectiva varía desde 0.50 m hasta 2.50m.

y se esta complementando la información con calicatas realizadas anteriormente en la misma zona por

ZER Geosystem S.A.C.

Para determinar las características del terreno, se han extraído muestras de suelo disturbadas y no

disturbadas representativas del subsuelo, además de realizarse una descripción estratigráfica usando el

método visual de clasificación de suelos.

La ubicación en planta de las calicatas realizadas para el presente estudio, así como las tomadas del

estudio mencionado, se muestran en la Ilustración 03 y el detalle en el cuadro 5.2.1 que se muestra a

continuación:

Cuadro 5.2.1 Ubicación de Calicatas

ESTE (m) NORTE (m)COTA

(msnm)

C - 01 348699 8817558 4398

C - 02 349031 8817304 4393

C - 03 349269 8817588 4359

C - 04 349049 8817090 4359

C - 05 349253 8816990 4290

C - 01 348678 8817706 4357

C - 02 349164 8817802 4308

C - 03 349135 8817734 4316

C - 04 348928 8817846 4328

C - 05 348835 8817829 4334

C - 06 348712 8817838 4342

C - 07 348594 8817772 4366

C - 08 348799 8817536 4361

C - 09 348924 8817778 4330

COORDENADAS (PSAD 56)

EMPRESA

HGS PERU S.A.

ZER GEOSYSTEM

S.A.C.

CALICATA

En la Fig. 5.2.1 se muestran la realización del ensayo de densidad in situ con cono de arena, ubicado en

la zona Norte del Botadero en estudio.





Figura 5.2.1 Ensayo de densidad in situ con Cono de Arena

5.2.2 Ensayo con Cono Dinámico Tipo Peck (SCPT)

En materiales donde no es posible la realización del ensayo SPT, como ser suelos gravosos, y otros

materiales de granulometría gruesa, se cambia los tomamuestras por un cono dinámico de penetración del

tipo Peck, para de esta manera determinar de manera in situ la resistencia del suelo.

El ensayo se rige bajo la norma UNE 103-801 (1994), como indica el Reglamento Nacional de

Edificaciones (RNE), donde se menciona textualmente lo siguiente: “Se aplicara lo indicado en la Norma

UNE 103-801:1904 [peso del martillo, altura de caída, método de ensayo, etc.] con excepción de lo

siguiente: las barras serán reemplazadas por las <<AW>>, que son las usadas en el ensayo SCPT

(NTP339.133 y ASTM D1586) y la punta cónica se reemplazará por un cono de 6.35 cm (2.5”) de diámetro

y 60º de ángulo en la punta. El número de golpes se registra cada 0.15 m y se graficará cada 0.30 m. Cn

es la suma de golpes cada 0.30 m”.

El ensayo SCPT o CP es utilizado para determinar parámetros de resistencia del suelo de manera in situ,

siendo correlacionados después por valores obtenidos en laboratorio.

Para el presente estudio no se ha realizado ensayos SPT o SCPT, por lo que se ha tomado los datos

obtenidos por la empresa ZER Geosystem S.A.C., en la misma zona de estudio que la presente.

ENSAYO DE DENSIDAD IN SITU





La ubicación en planta de los puntos de SCPT (Denominado CP) dentro del botadero en estudio se

presenta en la Ilustración 04 y la ubicación de dichos ensayos así como su profundidad, se muestran en

el cuadro 5.2.2:

Cuadro 5.2.2 Ubicación de Ensayos CP (Cono Peck)

ESTE (m) NORTE (m)

CP - 1 348877.739 8817645.816 4351.886 12.60

CP - 2 348982.871 8817692.795 4332.402 10.20

CP - 3 349078.221 8817586.902 4362.916 21.15

CP - 4 349233.393 8817473.199 4359.266 30.30

CP - 5 349130.702 8817135.722 4357.325 16.65

CP - 6 349002.824 8817095.349 4363.320 13.80

CP - 7 348903.679 8817263.603 4361.998 17.55


ZONA ENSAYO SONDAJE

BOTADERO ESTE SCPT

COTA (msnm) PROFUNDIDAD (m)

5.2.3 Ensayos de Permeabilidad

Los ensayos de permeabilidad fueron realizados utilizando el método de pozo abierto, en puntos donde se

excavaron las calicatas, ejecutándose uno por calicata, en caso de encontrarse varios estratos dentro de

la calicata se deben de realizar ensayos de permeabilidad para cada estrato. La ubicación donde fueron

realizados estos ensayos es la misma que la ubicación de calicatas, por lo que puede ser observada en el

cuadro 5.2.1.

En el cuadro 5.2.3 se presenta el resumen de los valores obtenidos de los ensayos de permeabilidad

realizados en las calicatas dentro del Botadero Este.

Cuadro 5.2.3 Resumen de Ensayos de Permeabilidad

ZONA CALICATA ENSAYOPERMEABILIDAD

(cm/s)

C - 01 P - 01 6.14 E-04

C - 02 P - 02 6.17 E-04

C - 03 P - 03 3.67 E-04

C - 04 P - 04 2.05 E-04

C - 05 P - 05 5.83 E-04

BOTADERO ESTE

La realización del ensayo de permeabilidad por el método de Pozo Abierto se muestra en la Figura 5.2.3:





Figura 5.2.3 Ensayo de Permeabilidad

5.2.4 Exploración Geofísica

La exploración geofísica es realizada con el objeto de determinar la velocidad de propagación de las

ondas P (Vp) y la velocidad de propagación de las ondas S (Vs) del terreno en estudio, mediante ensayos

de refracción sísmica superficial, con medición de ondas P, y ensayos MASW para la obtención de perfiles

de ondas S, valores que permitirán determinar los espesores de los estratos y los parámetros dinámicos

del suelo de cimentación.

La información obtenida es de gran utilidad para determinar en forma indirecta las características

estratigráficas de los suelos que se encuentran a diferentes profundidades.

Para el presente estudio se esta considerando los valores obtenidos de los ensayos de Refracción sísmica

con ondas “P” y ensayos MASW de ondas “S”, realizados en la zona del Botadero Este y zonas aledañas

por ZER Geosystem S.A.C.

Dentro del Botadero Este, se han realizado en total 16 líneas de refracción sísmica con ondas “P” y

ensayos MASW de ondas “S”, obteniendo 1320 metros con ondas P y 424 metros con ondas S.

La ubicación en planta de las líneas de refracción sísmicas realizadas se presenta en la Ilustración 05.





5.2.4.1 Fundamentos del Ensayo de Refracción Sísmica para

Ondas “P”

El ensayo de refracción sísmica consiste en generar ondas vibratorias en la superficie del terreno y

registrar el arribo de las ondas compresionales (Ondas P) a distancias variables, así como los cambios de

velocidades a lo largo de los contactos. Las ondas que experimentan la refracción total proporcionan los

recorridos de tiempo mínimo y se registran como primeras llegadas.

El impacto o explosión es generado por fuentes de energía como golpes de martillo y explosivos, el uso de

uno u otra fuente depende de la longitud de la línea y del material existente en la zona a explorar.

La energía es detectada en cada geófono, transmitida al sistema de adquisición de datos, amplificada y

registrada de tal manera que puede determinarse su tiempo de arribo en cada punto. El instante del

impacto o explosión, denominado “tiempo cero”, es registrado conjuntamente con las vibraciones del suelo

que arriban a los detectores o geófonos.

Los datos consisten en tiempos de viajes y distancias, siendo el tiempo de viaje el intervalo entre el tiempo

cero y el instante en que el detector empieza a responder a la perturbación. Esta información tiempo-

distancia es procesada para obtener una interpretación en la forma de velocidades de propagación de

ondas y la estructura de los estratos del subsuelo.

En este método, la profundidad de investigación (h) es directamente proporcional a la longitud de la línea

extendida (L) en el terreno, con una relación de aproximadamente 1/3. Las ondas grabadas son producto

de refracciones de discontinuidades del medio. Una condición importante para la aplicación y validez del

método, es que la velocidad de propagación de las ondas aumente con la profundidad (V1<V2<V3...).

Según estos alcances, en el presente trabajo se ha logrado explorar profundidades que varían de 24.0 m a

32.0 m en promedio.

Figura 5.2.4.1 Disposición en el Campo de un Sismógrafo de 12 Canales Mostrando la Dirección de las Ondas Sísmicas Directas y Refractadas, en un Sistema Suelo/Roca de 2 Estratos. (c = ángulo crítico).





5.2.4.2 Fundamentos de los ensayos MASW

El Ensayo MASW o Análisis de Arreglo Multicanal de Ondas Superficiales es un método de exploración

geofísica que permite determinar la estratigrafía del subsuelo bajo un punto en forma indirecta, basándose

en el cambio de las propiedades dinámicas de los materiales que la conforman. Este método consiste en

la interpretación de las ondas superficiales (Ondas Rayleigh u Ondas R) de un registro en arreglo

multicanal, generadas por una fuente de energía impulsiva en puntos localizados a distancias

predeterminadas a lo largo de un eje sobre la superficie del terreno, obteniéndose el perfil de velocidades

de ondas de corte (Vs) para el punto central de dicha línea.

El análisis Espectral de Ondas Superficiales (Spectral Análisis of Surface Waves-SASW), es una técnica

geofísica no-intrusiva para la evaluación de perfiles de velocidad de onda de corte. La prueba SASW

evalúa la velocidad de onda de corte indirectamente a través de la medida de onda superficial y rayleigh.

La velocidad de onda Rayleigh y la velocidad de onda de corte estan relacionadas al índice de Poisson.

El concepto de medida de velocidad de onda Rayleigh de diferentes frecuencias para obtener un perfil de

velocidad de onda de corte y sus profundidades ha sido propuesto inicialmente por Jones (1962) en Gran

Bretaña para la investigación de pavimentos y por Ballard (1964) en la Estación experimental de

Vicksburg-Mississipi para análisis geotécnicos.





La interpretación de los registros consiste en obtener de ellos una curva de dispersión (un trazado de la

velocidad de fase de las ondas superficiales versus la frecuencia), filtrándose solamente las ondas

superficiales ya que su velocidad de fase se aproxima en un 90 a 95% del valor de Vs, y luego mediante

un cálculo inverso iterativo (método de inversión) se obtiene el perfil Vs desde la curva de dispersión

calculada para cada punto de estudio.

5.2.4.3 Equipos e Instrumentos Utilizados

La prospección geofísica se realizó con un equipo de prospección geofísica ES-3000, desarrollada por la

empresa GEOMETRICS, el cual tiene las siguientes características:

a) 12 canales de entrada, cada uno tiene un convertidor A/D individual con resolución 24 bit y alta

velocidad de muestreo.

b) 25 Sensores o geófonos de 10Hz de frecuencia, los cuales permiten registrar las vibraciones

ambientales del terreno producidas por fuentes naturales o artificiales y el arribo de las ondas P y ondas S

generadas por las fuentes de energía.

c) Computadora portátil, Laptop Pentium IV.

d) Un cable conector de geófonos de 180 m.

e) Radios de comunicación y accesorios varios.

Los registros de las ondas sísmicas obtenidas en cada una de las líneas de exploración pueden ser

procesados en el campo en forma preliminar y en forma definitiva en el gabinete, utilizando para ello

programas de cómputo que permiten obtener las velocidades de propagación de las ondas P, S y el perfil

sísmico del terreno.

5.2.4.4 Procesamiento e Interpretación de la Información

5.2.4.4.1 Evaluación de Refracción Sísmica

La evaluación de la refracción sísmica ha consistido en graficar el perfil topográfico de la superficie del

terreno, indicando los puntos de localización de los geófonos y de los disparos (shot). Para cada una de

las líneas sísmicas se han establecido perfiles estratigráficos con valores de velocidad de propagación de

ondas compresionales (ondas P) en base a las dromocrónicas calculadas de los registros de llegada de

las ondas.





La interpretación de los ensayos de refracción sísmica se realizó tomando en cuenta experiencias

anteriores y considerando las siguientes tablas de velocidades.

Tabla 5.2.4.4.1.1 Arce Helberg (1990)

Descripción Vp (m/s)

Suelo de cobertura < 1000

Roca muy alterada o aluvión compacto 1000 – 2000

Roca alterada o aluvión muy compacto 2000 – 4000

Roca poco alterada 4000 – 5000

Roca firme > 5000

Tabla 5.2.4.4.1.2 Recopilación de Martínez Vargas A. (1990)


Arena suelta sobre el manto freático 245 – 610

Suelo blando < 300

Arena suelta bajo el manto freático 45 – 1220

Arenas y gravas 300 – 1000

Arena Suelta mezclada con grava húmeda 455 – 1065

Rocas blandas, grava y arena compacta 1000 – 2000

Grava suelta, húmeda 455 – 915

Roca compacta 2000 – 4000

Roca muy compacta > 4000

Tabla 5.2.4.4.1.3 ASTM D 5777 – 95


Suelo intemperizado 204 – 610

Grava o arena seca 460 – 915

Arena saturada 1220 – 1830

Roca metamórfica 3050 - 7000

5.2.4.4.2 Resultados del Ensayo de Refracción Sísmica

A continuación se presenta un resumen de los resultados de velocidad de propagación de ondas “P” y

ondas “S” el número de estratos identificados en cada una de la línea sísmica ejecutadas para el sector

en estudio.

En las Tablas 5.2.4.4.2.1 y Tabla 5.2.4.4.2.2 se detalla las velocidades y profundidades de los estratos

obtenidos de los perfiles sísmicos que se muestran en el anexo sísmico.





Tabla 5.2.4.4.2.1 Resultados de las Líneas Sísmicas Para las Ondas “P”

Estrato Nº 1 Espesor

Estrato Nº 2

EspesorEstrato

Nº 3

Vp (m) Vp (m) Vp

(m/s) (m/s) (m/s)

L - 01 250 1.49 - 3.40 1650 8.42 - 13.82 2180

L - 02 340 7.73 - 12.89 1590

L - 03 400 9.17 - 13.08 800

L - 04 340 5.39 - 7.16 700 9.2 - 11.34 1200

L - 05 350 6.54 - 7.65 750 10.06 - 12.24 1200

L - 06 380 2.76 - 6.95 650 7.2 - 13.74 1000

L - 07 390 8.33 - 11.34 1020

L - 08 300 2.24 - 5.34 1100 8.39 - 13.41 2500

L - 09 350 7.77 - 10.00 1400

L - 10 300 4.94 - 7.50 835

L - 11 476 2.44 - 4.05 1680

L - 12 143 1.45 - 3.24 1610

L - 13 160 2.74 - 4.03 1411

L - 14 368 0.57 - 3.40 1653

L - 15 232 2.25 - 3.04 1590

L - 16 300 0.0 - 1.58 1612

LINEA SISMICA

SECTOR

BOTADERO ESTE

Tabla 5.2.4.4.2.2 Resultados de las Líneas Sísmicas Para las Ondas “S”

ESTRATO Nº 1 ESPESOR



Vs (m) Vs (m) Vs (m)

(m/s) (m/s) (m/s)

Sondaje 01 190 1.40 210 - 420 10.40 470 - 535

Sondaje 02 230 - 260 8.90 290 - 420 6.70 415 - 445

Sondaje 03 210 - 220 7.00 270 - 450 9.85 450 - 460

Sondaje 04 230 - 260 3.00 340 - 655 12.30 715 - 740

Sondaje 05 210 - 220 7.00 270 - 370 6.20 415 - 460

Sondaje 06 180 - 280 10.00 315 - 390

Sondaje 07 215 - 250 8.90 308 - 415 6.70 440 - 460

Sondaje 08 215 - 225 3.70 260 - 450 9.48 260 - 450 9.48

LINEA SISMICA

SECTOR

BOTADERO ESTE





5.2.4.4.3 Análisis e Interpretación

La interpretación de los perfiles sísmicos fue realizada con el programa de cómputo Pickwin y Plotrefa de

la empresa Geometrics. Este programa determina los tiempos de arribo de las ondas sísmicas en forma

automática, existiendo una opción para un ajuste manual de los mismos a juicio del operador.

Seguidamente genera las curvas Tiempo-Distancia (Dromocrómicas), con las cuales se calcula las

velocidades de las ondas P en cada estrato y se determina un modelo preliminar de la estructura del

subsuelo mediante el método “Delay Time”, que consiste en analizar los tiempos de retardo en cada uno

de los geófonos para dos fuentes de energía recíprocas. Este perfil sísmico preliminar es luego ajustado

usando la teoría del “Ray Trace” (propagación de rayos), mediante la cual se realiza una evaluación

analítica del modelo para verificar que el tiempo de llegada de los rayos refractados coincida con los

observados en el ensayo; además, en esta etapa del procesamiento se incluye el efecto de la topografía

del terreno.

A continuación se describen los resultados de las líneas de refracción sísmicas, tanto de ondas “P” como

de ondas “S”, realizados en la zona de estudio por la empresa ZER GEOSYSTEM S.A.C.

Línea Sísmica L - 01

El ensayo de refracción de la Línea 01 de 96 m de longitud, muestra la presencia de tres estratos, el

primer estrato presenta valores de velocidad promedio de ondas P (Vp) de 250 m/s, con un espesor

variable de 1.49m a 3.4m. Este material estratigráficamente correspondería a Top Soil ó arcilla de

consistencia blanda a media.

El segundo estrato nos presenta un valor promedio de ondas P (Vp) de 1650 m/s, con un espesor variable

de 8.42 m a 13.82 m. Esto correspondería estratigráficamente a una arcilla con grava de consistencia

media a rígida.

El tercer estrato presenta un valor promedio de velocidad de ondas P (Vp) de 2180 m/s. Este valor de

velocidad correspondería a una arcilla rígida ó roca meteorizada.


El ensayo de refracción de la Línea 02 de 96 m de longitud, muestra la presencia de dos estratos, el


variable de 7.73 a 12.89 m. Esta conformado por relleno con material de botadero de baja compacidad.

El segundo estrato presenta un valor promedio de velocidad de ondas P (Vp) de 1590 m/s, Este valor de

velocidad correspondería a una arcilla de consistencia media a rígida o roca meteorizada.








variable de 9.17 a 13.08 m. Esta conformado por relleno con material de botadero de baja compacidad.


velocidad correspondería a un relleno con material de botadero de compacidad media a alta.




variable de 5.39m a 7.16m. Esta conformado de material de relleno de desmonte de mina de baja

compacidad.


de 9.2 m a 11.34 m. Esta conformado por relleno de desmonte de mina de media a alta compacidad.


velocidad correspondería a una arcilla saturada de consistencia media a dura.




variable de 2.76m a 6.95. Esta conformado de material de relleno de desmonte de mina de baja

compacidad.


de 7.2 m a 13.74 m. Esta conformado por relleno de desmonte de mina de media compacidad.


velocidad correspondería a material de relleno de desmonte de mina de alta compacidad.




variable de 8.33 a 11.34 m. Esta conformado por relleno suelto de desmonte de mina.


velocidad correspondería a un relleno de desmonte de mina media compacto a compacto.








variable de 2.44 a 4.05 m. Está conformado por grava limo arcillosa de consistencia media a dura.


velocidad correspondería a una arcilla muy rígida.




variable de 0.57 a 3.4 m. Esta conformado por top soil.


velocidad correspondería a una roca muy meteorizada ó muy meteorizada.

Sondaje 01

Este sondaje corresponde a un ensayo MASW, el cual se encuentra conformado por la línea sísmica

denominada Línea 01, de 53 m de longitud. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de

velocidades de ondas S con resultados confiables desde 1 m hasta una profundidad de 25 m en el punto

central de la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos. El primer estrato presenta

valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) de 190 m/s, hasta una profundidad de 2.4 m.

Estratigráficamente este material correspondería a un relleno de Top soil, arcillas y gravas.

El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) que se incrementan con

la profundidad entre 210 y 420 m/s llegando hasta una profundidad de 13.20 m. Estos valores de velocidad

corresponderían a un depósito de arcilla gruesa, de consistencia media a dura, roca muy meteorizada. El

Tercer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 470 hasta 535 m/s.

Estos valores de velocidad corresponderían a una arcilla rígida ó roca meteorizada.

Sondaje 02



velocidades de ondas S con resultados confiables desde 1 m hasta una profundidad de 25 m. en el punto

central de la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos. Los resultados obtenidos son





concordantes a los de la Línea 02. El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de

ondas S (Vs) entre 230 y 260 m/s, hasta una profundidad de 8.9 m. Estratigráficamente este material

correspondería a un relleno con material de botadero de mina.



corresponderían a un depósito de arcilla de consistencia media a dura. El tercer estrato presenta valores

de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 415 hasta 445 m/s. Estos valores de velocidad

corresponderían a una arcilla rígida ó una roca meteorizada.

Sondaje 03







correspondería a un relleno de baja compacidad.



corresponderían a un depósito de relleno de media a alta compacidad. El Tercer estrato presenta valores

de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 450 hasta 460 m/s. Estos valores de velocidad

corresponderían a arcilla, de consistencia media a dura.

Sondaje 04







correspondería a una grava limo arcilloso de consistencia media a dura.







corresponderían a un depósito de arcilla rígida saturada ó roca meteorizada. El Tercer estrato presenta

valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 715 hasta 740 m/s. Estos valores de velocidad

corresponderían a una roca poco meteorizada.

Sondaje 05



velocidades de ondas S con resultados confiables desde 1 m. hasta una profundidad de 25 m. en el punto




correspondería a un relleno de desmonte de mina de baja compacidad.



corresponderían a un relleno de desmonte de mina de media compacidad. El Tercer estrato presenta

valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 415 hasta 460 m/s. Estos valores de velocidad

corresponderían a un relleno de desmonte de mina de alta compacidad.

Sondaje 06




central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos. Los resultados obtenidos son



correspondería a un relleno suelto.


la profundidad entre 315 y 390 m/s. Estos valores de velocidad corresponderían a un relleno

medianamente compacto a compacto.

Sondaje 07











correspondería a un relleno de top soil.



corresponderían a una arcilla de consistencia media rígida. El Tercer estrato presenta valores de velocidad

de propagación de ondas S (Vs) entre 440 hasta 460 m/s. Estos valores de velocidad corresponderían a

una arcilla rígida ó roca muy meteorizada.

5.3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio de muestras alteradas fueron realizados por el laboratorio de la Empresa CBS

Ingenieros Consultores S.R.L.; mientras que ensayos especiales para muestras inalteradas en el presente

estudio fueron realizados en el Laboratorio Geotécnico de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad

Nacional de Ingeniería, y para el caso de las muestras disturbadas e inalteradas anteriormente realizadas,

fueron realizadas en el Laboratorio Geotécnico del CISMID de la Facultad de Ingeniería Civil de la

Universidad Nacional de Ingeniería.

Los ensayos estándar y especiales fueron realizados con la finalidad de identificar y clasificar las muestras

de suelo siguiendo los criterios del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y obtener sus

parámetros de resistencia cortante.

Los ensayos fueron realizados de acuerdo a las normas de la American Society for Testing and Material

(ASTM), subdividiendo para el presente estudio en ensayos estándar y especiales.

5.3.1 Ensayos Estándar

Con las muestras alteradas obtenidas durante la exploración de campo, se han realizado los siguientes

ensayos estándar de laboratorio.

• Ensayo de Clasificación de Suelos NTP 339.134 (ASTM D2487)

• Densidad de Campo Por el método del Cono de Arena NTP 339.143 (ASTM D1556)

• Contenido de Humedad Natural NTP 339.127 (ASTM D2216)

• Análisis Granulométrico por Tamizado NTP 339.128 (ASTM D422)

• Límites de Consistencia de Atterberg NTP 339.129 (ASTM D4318)

Ensayo de Compactación Proctor Modificado NTP 339.141 (ASTM D1557)

• Peso Unitario Suelto de Suelos ASTM C-39





Los ensayos estándar de laboratorio se ejecutaron en el Laboratorio Geotécnico de CBS Ingenieros

Consultores S.R.L.

El resumen de todos estos ensayos realizados se muestran en al Anexo 04 correspondiente a Cuadro

Resumen de Ensayos de Laboratorio, adjunto al presente informe.

5.3.2 Ensayos Especiales

Para el caso de las muestras inalteradas obtenidas en las zonas del Botaderos Este, se han realizado

ensayos especiales, para determinar los parámetros de resistencia cortante en suelos, las cuales fueron

realizadas en el laboratorio geotécnico del CISMID y de la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI. Dicho

ensayos son los siguientes:

• Ensayo de Compresión Triaxial no Drenado UU ASTM D2850

Ensayo de corte Directo ASTM D3080

Ensayo de Consolidación ASTM D2435

Los resultados de estos ensayos son mostrados en el Anexo 06: “Cuadro Resumen de Parámetros,

Físicos, Geotécnico e Hidráulicos”.

5.4.0 SECCIONES GEOLOGICAS – GEOTECNICAS

Para cumplir con los objetivos del presente estudio, se han realizado secciones geológicas – geotécnicas,

las cuales fueron elaboradas en base de la información topográfica e interpretación de los datos obtenidos

y ensayos realizados en la etapa de campo y gabinete. Estas secciones son descritas según se ubican en

cada estructura en estudio. Se pueden observar en la Ilustración 06 y Ilustración 07.

5.4.1 Sección A – A’

Sección trazada de SW a NE, constituido por cuatro estratos definidos cuyas características se describen

seguidamente.

El primer estrato esta compuesto por material de desmonte de mina, compuesto por limos, arcillas y

clastos de diámetros variados, sin presencia de humedad, su grado de compacidad es medio al igual que

su plasticidad; su espesor promedio es de 40.0 m., su valor medido de densidad natural es de 1.97 g/cm3.

El segundo estrato observado esta constituido por materiales similares que el estrato superior, pero su

compacidad es mayor, los clastos presentes son de tamaños variados y formas subangulosos, su espesor





promedio es de 42.0 m, es de plasticidad media y compacidad media, su densidad natural es de 1.92

g/cm3.

El tercer estrato esta constituido por materiales propios de mina, compuesta por limos y fragmentos de

rocas de diámetros variados, presentan velocidades de 700 m/s cuyo espesor promedio es de 12.0 m, el

material es de granulometría variada, su color característico es plomo claro y marrón claro.

El cuarto estrato encontrado corresponde al suelo de cimentación, sobre el cual se ha depositado el

botadero Este, esta compuesto roca volcánica con alto grado de intemperismo, de compacidad alta, cuyo

espesor no se ha calculado, pero debe superar los 10.0 metros en toda esta zona.

En la Fig 5.4.1 Se observa la sección geológica-geotécnica A-A’.

Fig 5.4.1 Sección Geológica-Geotécnica A-A’ (NW – SE)

5.4.2 Sección B – B’

Sección trazado de NW a SE, cuyas características y estratos presentes se describen en los ítems

siguientes:

El primer estrato esta conformado por limos, arcillas y fragmentos de rocas de granulometría variada, sin

presencia de humedad, su espesor promedio calculado es de 50.00 m., su valor de densidad natural

medido es de 2.09 g/cm3, presenta una velocidad de ondas sísmicas de 650 m/s.

El segundo estrato esta constituidos por materiales similares, pero con una granulometría mayor,

presentando un grado de compacidad medio y plasticidad media a baja, su espesor calculado es de 10.0

m., su valor de velocidad de ondas es 750 m/s.





El tercer estrato esta compuesto por materiales propios de minas, su granulometría es mayor que el

estrato anterior, su espesor promedio calculado es de 18.00 m, con velocidad de ondas sísmicas de 750

m/s.

El último estrato corresponde al suelo de cimentación, sobre el cual se ha depositado el botadero Este,

propósito del estudio, conformado por roca volcánica muy intemperizada, presentando grado de

compacidad muy alta y con presencia de humedad, presenta valores de densidad natural de 1.98 g/cm3, y

velocidades de ondas sísmicas de 1200 m/s.

En la Fig 5.4.2 Se observa la sección geológica-geotécnica B-B’.

Fig 5.4.2 Sección Geológica-Geotécnica B-B’

5.4.3 Sección C – C’

La presente sección fue trazada con una orientación de SE - NW, con una longitud aproximada de 920 m.,

y una vista desde el sector Nor-Este de la estructura.

El primer estrato en esta sección esta compuesto de limos, arcillas, y fragmentos de roca de formas

variadas y diámetros distintos, sin presencia de humedad, sus grados de compacidad y plasticidad son

bajos, su color característico es gris claro y marrón claro, su espesor promedio es de 48.0 m., con un valor

de ondas sísmicas de 300 m/s y su densidad natural es de 2.09 g/cm3.

El segundo estrato esta conformada por materiales como limos y arcillas, de compacidad media y

plasticidad baja, cuyo espesor calculado es de 11.50 m., presentando valor de densidad natural 1.83 g/cm3





y de 350m/s en velocidad de ondas sísmicas.

El tercer estrato esta conformado por material que presenta compacidad alta y plasticidad baja, su espesor

calculado de 30.00 m., a su vez su velocidades de ondas sísmicas es de 750 m/s.

Por debajo de estos estratos descritos se encuentra el suelo de cimentación, que esta conformado por

material rocoso con alto grado de intemperización y alto grado de compacidad; su espesor esperado es

mayor que 15 metros, no se llego a calcular su espesor por métodos sísmicos, por debajo de este estrato

alterado se encuentra la roca intacta.

En la Fig 5.4.3 Se observa la sección geológica-geotécnica C-C’.

Fig. 5.4.3 Sección Geológica-Geotécnica C-C’ SE - NW.

5.4.4 Sección D – D’

La presente sección fue trazada con orientación de W – E, las características de los estratos se describen

en los párrafos siguientes:

El primer estrato medido esta conformado por limos y arcillas de plasticidad media, compacidad baja, sin

presencia de humedad; su espesor promedio es 49.00 m, su color observado es gris claro, su densidad

natural es de 2.09 g/cm3.

El segundo estrato esta conformado por materiales como limos y arcillas, así como de clastos de

granulometría variada y formas distintas, compacidad media y plasticidad baja, sin presencia de humedad,

su espesor calculado es de 15.00 m., su valor de densidad natural es de 1.94 g/cm3, con un valor de





velocidad de ondas sísmicas de 350 m/s.

El tercer estrato, como en el anterior estrato esta constituido por materiales como limos, arcillas y clastos

de granulometría variada, presentando un grado de compacidad alto y plasticidad baja, sin presencia de

humedad, con un espesor calculado de 26.00 m., y velocidad de ondas sísmicas de 750 m/s.

El ultimo estrato que forma esta sección, esta compuesto por material limo arcilloso, producto del

intemperismo intenso de un material rocoso, presenta valor de densidad natural de 1.98 g/cm3, su espesor

esperado es mayor a 15.00 metros.

En la Fig 5.4.4 Se observa la sección geológica-geotécnica D-D’ con sus respectivas propiedades

geotécnicas para cada estrato que la conforma.

Fig. 5.4.4 Sección Geológica-Geotécnica D-D’ (Dirección W – E)

6.0.0 CONDICIONES DE LA CIMENTACIÓN

6.1.0 PRESION TRANSMITIDA POR LA ESTRUCTURA

Para determinar si un suelo es capaz de soportar un peso determinado, primero debemos conocer las

presiones que actúan sobre él, en tal sentido se ha procedido a determinar dicha presión que es ejercida

por la estructura en análisis para el presente estudio, teniendo como base el dimensionamiento de la

misma y Peso Especifico (P.E.) del material que lo forman.

Por lo expuesto en el párrafo anterior, se presenta en el siguiente cuadro los valores de las presiones que

ejerce el Botadero de Desmonte Este al suelo de Cimentación.





LARGO ANCHO ESPESOR

MÍNIMOESPESOR

PROMEDIOESPESOR MÁXIMO

MÍNIMA PROMEDIO MÁXIMA

BOTADERO ESTE

895.0 519.2 20.0 40.0 75 464650 12350500 19.42 2.40E+08 388.40 776.80 1456.50

DIMENSIONES (m) PESO ESPECÍFICO

(KN/m3)ESTRUCTURA

AREA

(m2)

VOLUMEN

(m3)

PESO TOTAL

(KN)

PRESIONES EJERCIDAS (KN/m2)

En el cuadro anterior se puede observar el valor de las áreas y volúmenes de las estructuras en mención,

calculadas con ayuda de software Autocad Land 2007.

6.2.0 PARÁMETROS PARA ANÁLISIS DEL SUELO DE CIMENTACION

Para el cálculo de la Capacidad de carga del suelo de cimentación, es común encontrar parámetros que

se repiten en muchas de las formulas y métodos que son utilizados para el cálculo de la capacidad de

carga.

Estos parámetros geotécnicos son: ángulo de fricción (), cohesión (C) y peso específico (); los dos

primeros son determinados mediante ensayos especiales de laboratorio (Corte Directo), mientras que el

tercero se determina mediante ensayos estándar de laboratorio.

Otros factores utilizados para el calculo de la capacidad portante son: aceleración máxima horizontal

(=0.30) y el factor de seguridad (FS = 3). Estos valores han sido designados por el Reglamento

Nacional de Edificaciones, el primero depende de la zona sísmica en la que se ubica (Zona 3, según la

norma E-030) y el segundo es un factor mínimo frente a fallas por corte (norma E-050).

Los parámetros geotécnicos utilizados para el cálculo de la capacidad de carga para la zona en análisis se

presentan en el siguiente cuadro:

BOTADERO ESTE C - 05 19.42 22.54 147.1

COHESION

(KN/m2)ESTRUCTURA CALICATA

PESO ESPECIFICO

(KN/m3)

ANGULO DE FRICCION

(º)

6.3.0 CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA

Para el cálculo de la capacidad de carga de suelos de cimentación se han desarrollado diversas teorías y

métodos de cálculo entre las cuales podemos resaltar las propuestas de Terzaghi, Vesic, Meyerhof y

Hansen.

Para el presente estudio se ha hecho uso del Software Loadcap de la empresa Geostru para el calculo de

Capacidad de Carga y corroborado mediante el uso de tablas. Las tablas usadas y salidas del software

serán presentadas en el Anexo N° 10 Memoria de Cálculo de la Capacidad Portante.

Algunas de las teorías y métodos para el cálculo de Capacidad de Carga se muestran a continuación:





Método de Terzaghi (1955)

Utilizan la teoría de la plasticidad para analizar el fenómeno de punzamiento de una base rígida en un

material más blando (el terreno). La expresión que propone Terzaghi es la siguiente:

sBNqNscNQ qccult 2

1

Donde: Qult = presión de rotura B = anchura de la cimentación c = cohesión q = tensión vertical efectiva en el nivel de cimentación = Peso específico del terreno Nc, Nq, N = factores de capacidad portante sc, s = factores correctivos de forma

Los factores de capacidad portante están relacionados con la geometría de las superficies de rotura del

terreno, mientras que los factores correctivos han sido introducidos con el fin de poder efectuar el estudio

de una casuística más amplia desde el punto de vista de la forma de la cimentación, de la geometría del

terreno y de la tipología de las cargas externas aplicadas.

Este tipo de expresión es común en todos los métodos, que se distinguen, sobre todo, por la presencia de

factores correctivos adicionales y por la formulación de los factores de capacidad portante.

Fórmula de Meyerhof (1963)

Meyerhof propuso una fórmula para calcular la carga última parecida a la de Terzaghi. Las diferencias

consisten en la introducción de nuevos coeficientes de forma.

Introdujo un coeficiente sq que multiplica el factor Nq, factores de profundidad di y dependencia ii para el

caso en que la carga trasmitida a la cimentación sea inclinada en la vertical.

Los valores de los coeficientes N se obtuvieron de Meyerhof. Esta expresión es la siguiente:

dsBNdsqNdscNQ qqqcccult 2

1

Para cargas inclinadas:

diBNdiqNdicNQ qqqcccult 2

1

Donde: Qult = presión de rotura B = anchura de la cimentación c = cohesión q = tensión vertical efectiva en el nivel de cimentación γ = densidad del terreno Nc, Nq, Nγ = factores de capacidad portante sc, sq, sγ = factores correctivos para la forma dc, dq, dγ = factores correctivos para la profundidad





ic, iq, iγ = factores correctivos para la inclinación Como se puede ver, esta fórmula, más compleja, prevé la presencia de factores correctivos que tienen en

cuenta también la profundidad del nivel de cimentación y la inclinación de la carga (presencia de

componentes horizontales) y por lo tanto da la posibilidad de efectuar un análisis más detallado que la

anterior.

Fórmula de Hansen (1985)

Es una extensión ulterior de la fórmula de Meyerhof; las extensiones consisten en la introducción de bi que

tiene en cuenta la eventual inclinación en la horizontal del nivel de cimentación y un factor gi para terreno

en pendencia.

La fórmula de Hansen vale para cualquier relación D/B, ya sean cimentaciones superficiales o profundas;

sin embargo el mismo autor introdujo algunos coeficientes para poder interpretar mejor el comportamiento

real de la cimentación; sin éstos, de hecho, se tendría un aumento demasiado fuerte de la carga última

con la profundidad.

La expresión que propone Hansen es la siguiente:

gggqqqfcccult DSNBDSNDDSCNQ 2

1

Donde: Qult = Capacidad ultima de carga C = Cohesión γ = Peso Especifico Df = Profundidad de la Cimentación B = Ancho de la Cimentación Nc, Nq y Ng = Coeficientes de Capacidad Portante en función de ф Sc, Sq y Sg = Factores de forma (Vesic, 1975) Dc, Dq y Dg = Factores de Profundidad

Fórmula de Vesic (1975)

La fórmula de Vesic es análoga a la fórmula de Hansen, con Nq y Nc como en la fórmula de Meyerhof y Ng

como se indica a continuación:

tgNN q 12

Los factores de forma y de profundidad que aparecen en las fórmulas del cálculo de la capacidad portante

son iguales a los propuestos por Hansen; en cambio se dan algunas diferencias en los factores de

inclinación de la carga, del terreno (cimentación en talud) y del plano de cimentación (base inclinada).

6.3.1 Método de Cálculo Utilizado

El método utilizado para el cálculo de la capacidad de carga en el presente estudio ha sido la propuesta

por Hansen (1985), cuyas formulas características son las siguientes:





gggqqqfcccult DSBNDSNDDSCNQ 2

1

FS

Qadm

ultQ

Donde: Qult = Capacidad ultima de carga Qadm = Capacidad admisible de Carga FS = Factor de Seguridad

A continuación se presenta el cálculo de la capacidad de carga del suelo de cimentación, sobre el cual se

encuentra asentado el Botadero Este, propósito del presente estudio.

6.3.2 Capacidad de Carga Botadero de Desmonte Este

El suelo de cimentación debajo de esta estructura presenta un alto grado de compacidad, conformada por

material rocoso con alto grado de intemperización, cuyo origen geológico es volcánico.

El espesor del suelo de cimentación es mayor que 15.00 metros, cuyos valores calculados son los que se

muestran en el cuadro siguiente:

Nc Nq Ng Sc Sq Sg Dc Dq Dg (KN/m2) (Kg/cm2)

19.42 22.54 147.1 17.5 8.26 4.46 1 1 1 1.03 1.01 1.01 2661.16 887.05 9.04

FS = 3

Qadm FACTORES DE CARGA FACTORES DE FORMA FACTORES DE PROFUNDIDAD Qult

(KN/m2)

PESO ESPECIFICO

(KN/m2)

ANGULO DE FRICCIÓN

(º)

COHESIÓN

(KN/m2)

FS

Qadm

ultQ

Después de haber realizado el cálculo respectivo de capacidades de carga del suelo de cimentación para

cada de análisis, se realizó la comparación con los valores obtenidos del calculo de presiones ejercidas de

cada estructura hacia el suelo de cimentación, donde se esta considerando aceptable si la capacidad de

carga es mayor que la presión ejercida (Qadm > e) y no aceptable si ocurre lo contrario (Qadm e).

Esta comparación se muestra en el cuadro siguiente:


BOTADERO ESTE 3.96 7.92 14.85 9.04

ACEPTABLE

NO ACEPTABLE

VALUACIÓN

PRESIÓN EJERCIDA (Kg/cm2) CAPACIDAD DE

CARGA (Kg/cm2)ESTRUCTURA





7.0.0 PARAMETROS FÍSICOS, GEOTÉCNICOS E HIDRAULICOS

Con los resultados de las investigaciones geotécnicas de campo y ensayos de laboratorio realizados, se

han determinado los parámetros físicos y de resistencia para cada tipo de material o suelo que conforman

el Botadero de Desmonte Este.

Los parámetros geotécnicos que serán utilizados para el análisis de estabilidad son principalmente los

siguientes: ángulo de fricción (), cohesión (c) y peso específico (P.E.); cuyos valores fueron determinados

mediante ensayos de laboratorio tanto estándar como especiales.

7.1.0 BOTADERO DE DESMONTE ESTE

El material del desmonte de Mina, es el que se obtiene del proceso de las operaciones de mina. Este

material debe estar libre de sustancias deletéreas como basura, materia orgánica, suelos superficiales,

saturados ó inadecuados.

Los materiales encontrados en el botadero de desmonte son de granulometría variada, cuyos clastos

llegan a tener como TM= 10”, grados de compacidad variados, siendo bajos en su parte superior y altos en

sus partes bajas intermedias. Sus características más importantes son:

ESTRATO 01 ESTRATO 02 ESTRATO 03SUELO DE

CIMENTACION

ESPESOR (m) 50.00 11.00 15.00 > 15.00

CLASIFICACIÓN (SUCS) SC GC CL MH

CONTENIDO DE HUMEDAD 7.70 6.40 7.70 9.80

GRADO DE COMPACIDAD MEDIA MEDIA -ALTA ALTA ALTA

INDIDE PLASTICO (%) 18.90 12.32 20.52 18.58

PESO ESPECIFICO (KN/m3) 19.03 16.00 17.00 19.42

ANGULO DE FRICCION (º) 24.23 30.00 31.00 22.54

COHESION (KPA) 98.06 50.00 80.00 147.10

MODULO DE ELASTICIDAD (KN/m2) 150000 175000 175000 225000

COEFICIENTE DE POISSON 0.28 0.29 0.29 0.31

HIDRAULICOS PERMEABILIDAD (cm/s) 6.17E-04 2.04E-03 3.66E-04 5.83E+04

GEOTECNICOS

FISICOS

PARAMETROS





7.2.0 SUELO DE CIMENTACIÓN

El material de cimentación sobre el cual se encuentran asentado el Botadero de Desmonte Este, esta

constituido por material limo-arcilloso, de compacidad alta a media. Por debajo de este material fino se

encuentra el material rocoso intacto, de origen volcánico del tipo andesita.

Los parámetros geotécnicos que presenta el suelo de cimentación en la zona de análisis se muestra en el

siguiente cuadro:

BOTADERO ESTE

21.67 39.83 279.78 225000 0.31

PESO ESPECIFICO

(KN/m3)

MODULO ELASTICIDAD

(E) (KN/m2)

COEFICIENTE DE POISSON

(v)

ANGULO DE FRICCION

(º)

COHESION

(KN/m2)ESTRUCTURA

8.0.0 ANÁLISIS DE INGENIERÍA DEL DISEÑO GEOTECNICO

8.1.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD

8.1.1 Método de Cálculo

Para el análisis de estabilidad de los taludes en las zonas de estudio, se tomaron en cuenta los siguientes

factores: geometría del talud, parámetros geotécnicos, cargas dinámicas por acción de los sismos,

condiciones de flujo de agua, entre otros. Aunque no todos estos factores se pueden cuantificar en un

modelo matemático; el factor de seguridad calculado asumiendo superficies probables de falla, permite

tener una idea del comportamiento real del talud.

En el análisis de estabilidad de taludes se utiliza el método de equilibrio límite que se basa en evaluar la

resistencia al deslizamiento de un talud, tomando en cuenta ciertas hipótesis en relación al mecanismo de

falla, condiciones de equilibrio, nivel freático, resistencia cortante, etc. El método de equilibrio límite

supone que en el caso de una superficie de falla las fuerzas actuantes y resistentes son iguales a lo largo

de la superficie de falla, esta condición equivale a un factor de seguridad de 1.0; sin embargo, existen

valores de factores de seguridad mínimos para considerar que un talud es estable, los cuales varían según

las condiciones de análisis.





La evaluación pseudo-estática tiene limitaciones. Las estructuras de tierra y taludes se comportan como

cuerpos deformables y su respuesta a la excitación sísmica depende de los materiales de la estructura, de

la geometría, de la naturaleza del movimiento, etc., como se evidenció en ensayos a escala natural y en

las observaciones de la respuesta durante los sismos pasados. Otro inconveniente es que las fuerzas de

inercia horizontales no actúan permanentemente en una dirección, por el contrario, fluctúan tanto en

magnitud como en dirección. En consecuencia, si el factor de seguridad toma valores menores que la

unidad, no necesariamente el talud sufrirá una súbita inestabilidad, pudiendo simplemente sufrir algunas

deformaciones de tipo permanente.

El programa SLIDE utilizado en el presente estudio es un programa de estabilidad de taludes en dos

dimensiones para la evaluación del factor de seguridad o probabilidad de falla, de superficies de falla

circulares o no circulares en taludes de suelo o roca. Pueden ser modeladas cargas externas, aguas

freáticas y refuerzos en una variedad de maneras. Los análisis pueden realizarse con parámetros

determinísticos o probabilísticas.

El análisis para calcular el factor de seguridad se lleva a cabo bidimensionalmente usando el concepto de

equilibrio límite y empleando el método de Spencer para el caso de falla circular y de Janbú para el caso

de falla en bloque.

El programa puede ser usado para buscar la superficie potencial de falla más crítica o el factor de

seguridad puede ser determinado para una superficie específica de falla. El programa SLIDE está

programado para manipular:

- Métodos de búsqueda para la superficie crítica, para superficies de falla circulares y no circulares

- Materiales múltiples; materiales anisotrópicos, Mohr-Coulomb no lineales.

- Análisis Probabilístico – calcula probabilidad de falla, índice de confiabilidad.

- Análisis de Sensibilidad.

- Nivel freático – superficies piezométricas, factores Ru, mallas de presión de poros, análisis con

elementos finitos del nivel freático, factor Bbar (exceso de presión de poros).

- Grietas de tensiones (secas o llenas con agua)

- Cargas externas – lineales, distribuidas o sísmicas.

- Refuerzos – Uñas de suelos, cuerdas de anclaje, geotextiles, pilotes. Zonas de resistencia infinita

(exclusión de superficies de falla).





- Análisis regresivo de fuerza de refuerzo requerida para un factor de seguridad dado.

- Vista de cualquiera o todas las superficies de falla por búsqueda.

- Pueden imprimirse resultados de análisis detallados para superficies de falla individuales.

8.1.2 Factor de Seguridad Mínimo

En la Tabla 7.1.2 se presentan los factores de seguridad mínimos requeridos para considerar un talud

estable, valores que son sugeridos por el US Army Corps of Engineers (Cuerpo de Ingenieros de la

Armada de los Estados Unidos), según el Manual de Ingeniería Slope Stability EM 1110-2-1902

(31/10/2003), cabe recalcar que estas recomendaciones es para condiciones estáticas. Se presenta a

continuación dichas recomendaciones:

TABLA 7.1.2 FACTOR DE SEGURIDAD MINIMO REQUERIDO (ESTATICO)

CONDICION DE ANALISISFACTOR DE SEGURIDAD

REQUERIDOTALUD

FINAL DE CONSTRUCCION 1.3 AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO

INFILTRACION CONSTANTE 1.5 AGUAS ABAJO

MAXIMA CARGA HIDRAULICA 1.4 AGUAS ABAJODESEMBALSE RAPIDO 1.1-1.3 AGUAS ARRIBA

8.1.3 Coeficiente Sísmico y Análisis de Deformación

El factor-coeficiente sísmico de seguridad utilizado en el presente estudio es igual a 0.14, este valor se ha

calculado a partir de la recomendación del US Army Corps of Engineers y Office of Engineering del

Federal Highway Administration publicado en la Geotechnical Engineering Circular N° 03 “Design

Guidance: Geotechnical Earthquake Engineering For Highways”, que recomienda calcular el coeficiente

sísmico como el 50% de la máxima aceleración sísmica esperada en la zona.

Para la zona de Cerro de Pasco de acuerdo al Instituto Geofísico del Perú se espera una aceleración

máxima de 0.28g. El coeficiente sísmico de 0.14 representa la sismicidad de la zona y los niveles de

aceleración máxima esperada en el área en estudio para periodos de retorno de 475 años.

Se muestra a continuación el mapa de isoaceleraciones.





INSTITUTO GEOFISICO DEL PERU

MAPA PRELIMINAR DE PELIGRO SISMICOACELERACIONES SISMICAS

CONTORNO DE ACELERACION HORIZONTAL PROBABLE EN cm/ s 2 CON 10% DE PROBABILIDAD DE EXCEDENCIA EN 50 AÑOS

- 83 - 81 - 79 - 77 - 75 - 73 - 71 - 69

0º

2º

4º

6º

8º

10º

12º

14º

16º

18º

20º

0.50

Mapa de Isoaceleraciones para 475 años de Periodo de Retorno

- 81 - 79 - 77 - 75 - 73 - 71 - 69

6º

8º

10º

12º

14º

16º

18º

20º

Zona de Estudio

150

150

150

200250

300350

400

450

500

550

600

100

100

50

50

( IGP )

0º

2º

4º

OCEANO PACIFICO

BRASIL

ECUADOR

COLOMBIA

CHILE

BOLIVIA

Para la evaluación de la deformación dinámica máxima se uso el criterio de Makdisi y Seed (1978) el

gráfico resultó del análisis por elementos finitos de presas en 2 dimensiones. El análisis incluye el efecto

de amplificación por movimiento sísmico, es así que la deformación permanente de los materiales está en





función de la magnitud.

Figura 8.1.3 Desplazamiento permanente versus aceleración pico (Makdisi and Seed 1978)

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00

0.1

1

10

100

1000

0.01

LEGEND

Ky Yield Acceleration (g)Kmax Maximun Acceleration or Maximun Average Accelerationu Permanent DisplacementMw Moment Magnitude

Ky / Kmax

Pe

rma

nent

Dis

plac

emen

t u (

cm)

8.1.4 Condiciones del Proyecto

Para llevar a efecto el análisis de estabilidad física de los botaderos y Pad de Lixiviación, se consideraron

las siguientes condiciones:

- La configuración final de estabilidad de los taludes de los botaderos fueron determinados en base

a la información topográfica en la que se delimitó la extensión del proyecto y del análisis de

sensibilidad de los taludes considerando diferentes condiciones geométricas de las estructuras. En

base a estas consideraciones y la exploración de campo ejecutada se han elaborado los perfiles

estratigráficos correspondientes.

- Se han analizados secciones críticas en cada botadero de desmonte y Pad de Lixiviación, las

cuales son consideradas como representativas. En la Ilustración Nº 06 e Ilustración 07 se

presentan las secciones representativas para los análisis de estabilidad de las estructuras en

estudio.

- De acuerdo a los requerimientos del MEM se está realizando los análisis de estabilidad en todas





las condiciones actuales, ésta condición es muy ventajosa para el plan de cierre puesto que se

realiza el análisis de estabilidad en condición ya no futura mas bien actual y es una herramienta

contundente de análisis.

8.1.5 Condiciones de Análisis de Estabilidad

Se tomaron en cuenta las siguientes condiciones para el análisis de estabilidad:

- Se considera que las propiedades de los materiales que conforman el perfil del talud son

homogéneas e isotrópicas y que el colapso se produciría como resultado de fallas simultáneas a lo

largo de la superficie de deslizamiento. Cada material tiene sus propiedades y características

físicas y mecánicas que fueron determinadas en la exploración geotécnica.

- Se considera superficies de fallas tipo circular, como mecanismos de falla de los taludes

investigados. El método de análisis de falla circular adoptado es el de Spencer. Este método se

encuentra implementado en el programa de cómputo utilizado.

- Los resultados del análisis se presentan en términos de superficies potenciales de falla. La

superficie crítica de deslizamiento es aquella que proporciona el menor factor de seguridad.

- El análisis es aproximado a un estado de deformación plana, esto es, análisis bidimensional. Para

el caso analizado, las condiciones in-situ reflejan aproximadamente este estado.

- Se ha tratado de asumir las condiciones reales de campo, es decir, se incluyen el efecto

gravitatorio de los diferentes materiales, el efecto dinámico de los sismos y la influencia del nivel

freático. No se consideran ni el efecto del tiempo ni de la meteorización de los materiales.

8.2.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD ESTÁTICO

Como ya se indico en líneas arriba el método de análisis utilizado es el método de Spencer y los

resultados de los análisis de estabilidad en condiciones estáticas del Botadero de Desmonte Este se

muestran en el Cuadro N° 8.2 y la comparación de los 2 tipos de análisis se muestra en el Anexo 07.

Cuadro Resumen de Análisis de Estabilidad. Para cumplir estos objetivos se utilizó el software

Slidev5.0. Los resultados de análisis de estabilidad de talud en condiciones estáticas se puede observar

en el Anexo N° 01 Análisis de Estabilidad Condición Estática.





F.SRESISTING

MOMENTO (KN-m)

DRIVING MOMENT (KN-

m)

RESISTING HORIZONTAL FORCE (KN)

DRIVING HORIZONTAL FORCE (KN)

A - A' Derecha 1.89 1.633E+05 8.630E+04 1.247E+03 6.586E+02

A - A' Izquierda 2.06 1.498E+06 7.266E+05 1.881E+04 9.122E+03

B - B' 2.05 5.096E+07 2.480E+07 1.376E+05 6.694E+04

C - C' 2.39 7.455E+07 3.113E+07 1.955E+05 8.164E+04

D - D' 2.09 2.403E+07 1.146E+07 1.006E+05 4.799E+04

BOTADERO ESTE

CONDICION ESTATICA

CUADRO RESUMEN DEL ANALISIS DE ESTABILIDAD ESTATICO(METODO DE SPENCER)

ZONA SECCION

CUADRO 8.2.0

En conclusión se indica que todos los taludes están estables en la zona de estudio, es decir de los análisis

realizados se deduce que el Botadero de Desmonte Este se muestra estable en condiciones estáticas.

8.3.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD PSEUDOESTÁTICO

Se uso un coeficiente sísmico de 0.14, el método de análisis utilizado es el método de Spencer y los

resultados de los análisis de estabilidad en condiciones pseudoestáticas del Botadero Este se muestran en

el Cuadro N° 8.3 y la comparación de los 2 tipos de análisis se muestra en el Anexo 07. Cuadro

Resumen de Análisis de Estabilidad.

COEFICIENTE SISMICO

F.SRESISTING

MOMENT (KN-m)

DRIVING MOMENT (KN-

m)



A - A' Derecha 0.14 1.38 1.560E+05 1.130E+05 1.193E+03 8.641E+02

A - A' Izquierda 0.14 1.55 2.633E+06 1.694E+06 2.040E+04 1.313E+04

B - B' 0.14 1.43 5.873E+07 4.084E+07 1.488E+05 1.035E+05

C - C' 0.14 1.57 1.086E+08 6.881E+07 2.309E+05 1.462E+05

D - D' 0.14 1.47 4.681E+07 3.177E+07 1.359E+05 9.225E+04

BOTADERO ESTE

CONDICION PSEUDOESTATICA

CUADRO RESUMEN DEL ANALISIS DE ESTABILIDAD PSEUDOESTATICO (METODO DE SPENCER)

ZONA SECCION

CUADRO 8.3.0

Los resultados del análisis de estabilidad en condiciones pseudoestática se muestran en el Anexo 02

Análisis de Estabilidad Condición Pseudoestática.

Del análisis en condiciones pseudoestáticas se deduce que no es posible la ocurrencia de fallas, por lo

que se considera a los taludes presentes en el Botadero en estudio estables en condiciones

Pseudoestáticas.





8.4.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD EN CONDICION PSEUDOESTATICO

POR ELEMENTOS FINITOS

Se ha realizado un análisis en condición Pseudoestática usando la técnica de elementos finitos. Para

dicho análisis se ha utilizado el software Phase2, el cual tiene incorporado una serie de modelos de

ruptura, asimismo para realizar dicho análisis solicita parámetros de deformación de los materiales tal

como el Módulo de Young y el Coeficiente de Poissón.

En la figura 8.4 se observa la malla discretizada ingresada al software de elementos finitos.

Figura. 8.4.1 Malla de Elementos Finitos Bidimensional Sección A-A’

En la figura se puede observar las componentes de la sección A – A’ que presenta orientación de SE-NW,

conformada por 03 estratos pertenecientes al cuerpo del botadero de desmonte, y el inferior que viene a

ser el suelo de cimentación sobre el cual se encuentra el botadero propósito del presente estudio.

Figura. 8.4.2 Calculo del Factor de Seguridad. Sección A-A’





Según el análisis realizado para esta sección, se ha obtenido que si valor de factor de seguridad es de

1.49, siendo mayor que el mínimo aceptable por el MEM. Por lo expuesto se considera al talud estable en

condiciones pseudoestático.

8.4.1 Variación del Análisis por Elementos Finitos y Equilibrio Límite

Se ha realizado la comparación de los dos métodos de análisis mencionados para la condición

Pseudoestática, para las secciones analizadas en el Botadero Este, cuyos valores obtenidos en ambos

métodos se presentan en el Cuadro 8.4.1 que se muestra a continuación.

Cuadro 8.4.1 Comparación entre los métodos de Análisis por Elementos Finitos y Equilibrio Límite

SOFTWARE UTILIZADO

FACTOR DE SEGURIDAD

SOFTWARE UTILIZADO

FACTOR DE SEGURIDAD

A - A' (Derecha) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.38 PHASE2 v6.0 1.68

A - A' (Izquierda) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.55 PHASE2 v6.0 1.48

B - B' (ESTE) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.43 PHASE2 v6.0 1.51

C - C' 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.57 PHASE2 v6.0 1.55

D - D' 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.47 PHASE2 v6.0 1.44

BOTADERO ESTE

SECCIÓNZONAEQUILIBRIO LIMITE ELEMENTOS FINITOS

METODO DE ANALISIS

TIPO DE ROTURA

COEFICIENTE SISMICO

(g)

De los valores mostrados en el cuadro anterior, se tiene que los valores obtenidos por el método de

elementos finitos son menores que los obtenidos por el método de equilibrio límite, pero en ambos

métodos se han obtenido valores que superan al Factor de Seguridad Mínimo propuesto por el MEM.

9.0.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.1.0 CONCLUSIONES

1.- Según la geología de la zona en donde se encuentra la Unidad Minera Quicay, se tiene que los

depósitos encontrados, todos son de edad cuaternaria, siendo estos antrópicos, Fluvioglaciares, aluviales

y fluviales.

2. Para la zona del botadero de Desmonte Este se ha tomado en consideración el uso ensayos de

refracción sísmica, cuyos resultados de dichos ensayos se muestran el cuadro siguiente, tanto para sus

espesores y velocidades de ondas sísmicas respectivas.

Resultados de las Líneas Sísmicas Para las Ondas “P”





Estrato Nº 1 Espesor

Estrato Nº 2

EspesorEstrato

Nº 3

Vp (m) Vp (m) Vp

(m/s) (m/s) (m/s)

L - 01 250 1.49 - 3.40 1650 8.42 - 13.82 2180

L - 02 340 7.73 - 12.89 1590

L - 03 400 9.17 - 13.08 800

L - 04 340 5.39 - 7.16 700 9.2 - 11.34 1200

L - 05 350 6.54 - 7.65 750 10.06 - 12.24 1200

L - 06 380 2.76 - 6.95 650 7.2 - 13.74 1000

L - 07 390 8.33 - 11.34 1020

L - 09 350 7.77 - 10.00 1400

L - 11 476 2.44 - 4.05 1680

L - 14 368 0.57 - 3.40 1653

LINEA SISMICA

SECTOR

BOTADERO ESTE

Resultados de las Líneas Sísmicas Para las Ondas “S”




Vs (m) Vs (m) Vs (m)

(m/s) (m/s) (m/s)

Sondaje 01 190 1.40 210 - 420 10.40 470 - 535

Sondaje 02 230 - 260 8.90 290 - 420 6.70 415 - 445

Sondaje 03 210 - 220 7.00 270 - 450 9.85 450 - 460

Sondaje 04 230 - 260 3.00 340 - 655 12.30 715 - 740

Sondaje 05 210 - 220 7.00 270 - 370 6.20 415 - 460

Sondaje 06 180 - 280 10.00 315 - 390

Sondaje 07 215 - 250 8.90 308 - 415 6.70 440 - 460

LINEA SISMICA

SECTOR

BOTADERO ESTE

3.- Para el presente estudio se ha considerado la información de un total de 08 calicatas, 05 realizados en

la etapa de campo y datos de 03 restantes de estudios anteriores realizados en la misma zona de estudio.

En el cuadro mostrado se detalla las ubicaciones de las calicatas requeridas para el presente estudio.

ESTE (m) NORTE (m)COTA

(msnm)

C - 01 348699 8817558 4398

C - 02 349031 8817304 4393

C - 03 349269 8817588 4359

C - 04 349049 8817090 4359

C - 05 349253 8816990 4290

C - 02 349164 8817802 4308

C - 03 349135 8817734 4316

C - 08 348799 8817536 4361

ZER GEOSYSTEM

S.A.C.

CALICATA


EMPRESA

HGS PERU S.A.





4.- En las zonas del Botadero de desmonte Este se han tomado en consideración los datos de 05 ensayos de

penetración con cono dinámico tipo Peck (CP), cuyos valores de ubicación y profundidad de ensayo de muestran en

el siguiente cuadro.

Ubicación de Ensayos CP

ESTE (m) NORTE (m)

CP - 3 349078.221 8817586.902 4362.916 21.15

CP - 4 349233.393 8817473.199 4359.266 30.30

CP - 5 349130.702 8817135.722 4357.325 16.65

CP - 6 349002.824 8817095.349 4363.320 13.80

CP - 7 348903.679 8817263.603 4361.998 17.55


ZONA ENSAYO SONDAJE

BOTADERO ESTE SCPT

COTA (msnm) PROFUNDIDAD (m)

5.- Después de haber realizado el cálculo respectivo de capacidades de carga del suelo de cimentación, se

realizó la comparación con los valores obtenidos del calculo de presiones ejercidas de cada estructura

hacia el suelo de cimentación, donde se esta considerando aceptable si la capacidad de carga es mayor

que la presión ejercida (Qadm > e) y no aceptable si ocurre lo contrario (Qadm e).

Esta comparación se muestra en el cuadro siguiente:


BOTADERO ESTE 3.96 7.92 14.85 9.04

ACEPTABLE

NO ACEPTABLE

VALUACIÓN

PRESIÓN EJERCIDA (Kg/cm2) CAPACIDAD DE

CARGA (Kg/cm2)ESTRUCTURA

6.- Se presenta el resumen de los parámetros geotécnicos calculados en el presente estudio, para el

botadero de desmonte en estudio.

Botadero de Desmonte Este

ESTRATO 01 ESTRATO 02 ESTRATO 03SUELO DE

CIMENTACION

ESPESOR (m) 50.00 11.00 15.00 > 15.00

CLASIFICACIÓN (SUCS) SC GC CL MH

CONTENIDO DE HUMEDAD 7.70 6.40 7.70 9.80

GRADO DE COMPACIDAD MEDIA MEDIA -ALTA ALTA ALTA

INDIDE PLASTICO (%) 18.90 12.32 20.52 18.58

PESO ESPECIFICO (KN/m3) 19.03 16.00 17.00 19.42

ANGULO DE FRICCION (º) 24.23 30.00 31.00 22.54

COHESION (KPA) 98.06 50.00 80.00 147.10

MODULO DE ELASTICIDAD (KN/m2) 150000 175000 175000 225000

COEFICIENTE DE POISSON 0.28 0.29 0.29 0.31

HIDRAULICOS PERMEABILIDAD (cm/s) 6.17E-04 2.04E-03 3.66E-04 5.83E+04

GEOTECNICOS

FISICOS

PARAMETROS





7.- De acuerdo a los cálculos realizados se indica que todos los taludes están estables en la zona de estudio,

es decir de los análisis realizados se deduce que el Botadero de desmonte Este se muestra estable en

condiciones estáticas. Se muestra los resultados del cálculo del factor de seguridad.

F.SRESISTING

MOMENTO (KN-m)

DRIVING MOMENT (KN-

m)



A - A' Derecha 1.89 1.633E+05 8.630E+04 1.247E+03 6.586E+02

A - A' Izquierda 2.06 1.498E+06 7.266E+05 1.881E+04 9.122E+03

B - B' 2.05 5.096E+07 2.480E+07 1.376E+05 6.694E+04

C - C' 2.39 7.455E+07 3.113E+07 1.955E+05 8.164E+04

D - D' 2.09 2.403E+07 1.146E+07 1.006E+05 4.799E+04

BOTADERO ESTE

CONDICION ESTATICA

C UADRO RESUM EN DEL ANALISIS DE ESTABILIDAD ESTATIC O (M ETO DO DE SPENC ER)

ZONA SECCION

CUADRO 8.2.0

8.- Del análisis en condiciones pseudoestáticas, se ha obtenido que los taludes se encuentran estables en

la zona de estudio, es decir, de los análisis realizados se concluye que el botadero de desmonte Este se

muestra estable en su condición Pseudoestática. Se muestra los resultados del cálculo del factor de

seguridad.

COEFICIENTE SISMICO

F.SRESISTING

MOMENT (KN-m)

DRIVING MOMENT (KN-

m)



A - A' Derecha 0.14 1.38 1.560E+05 1.130E+05 1.193E+03 8.641E+02

A - A' Izquierda 0.14 1.55 2.633E+06 1.694E+06 2.040E+04 1.313E+04

B - B' 0.14 1.43 5.873E+07 4.084E+07 1.488E+05 1.035E+05

C - C' 0.14 1.57 1.086E+08 6.881E+07 2.309E+05 1.462E+05

D - D' 0.14 1.47 4.681E+07 3.177E+07 1.359E+05 9.225E+04

BOTADERO ESTE

CONDICION PSEUDOESTATICA

C UADRO RESUM EN DEL ANALISIS DE ESTABILIDAD PSEUDO ESTATIC O (M ETO DO DE SPENC ER)

ZONA SECCION

CUADRO 8.3.0

9.- Se ha realizado la comparación de los dos métodos de análisis en condición Pseudoestática, siendo

estos por equilibrio límite y elementos finitos, cuyos valores obtenidos, superan al Factor de Seguridad

Mínimo propuesto por el MEM. El resultado y comparación de estos resultados son presentados en el

siguiente cuadro, así como el coeficiente sísmico de la zona en estudio.





SOFTWARE UTILIZADO

FACTOR DE SEGURIDAD

SOFTWARE UTILIZADO

FACTOR DE SEGURIDAD

A - A' (Derecha) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.38 PHASE2 v6.0 1.68

A - A' (Izquierda) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.55 PHASE2 v6.0 1.48

B - B' (ESTE) 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.43 PHASE2 v6.0 1.51

C - C' 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.57 PHASE2 v6.0 1.55

D - D' 0.14 Mohr - Coulomb SLIDE v5.0 1.47 PHASE2 v6.0 1.44

BOTADERO ESTE

SECCIÓNZONAEQUILIBRIO LIMITE ELEMENTOS FINITOS

METODO DE ANALISIS

TIPO DE ROTURA

COEFICIENTE SISMICO

(g)

10.- De acuerdo a los análisis realizados los taludes analizados para el Botadero de Desmonte Este de la

mina Quicay se muestran estables ante cualquier evento externo de importancia o sismo. Asimismo como

ya se menciono se realizó la comprobación del análisis usando el método de elementos finitos y el mismo

se mostró también estable.

11.- Los taludes no necesitan ningún tipo de soporte o sostenimiento puesto que de acuerdo a loa

analizado la actual geometría se muestra estable.

9.2.0 RECOMENDACIONES

1.- Luego de definido la cobertura del Botadero de Desmonte Este se deberá de realizar un nuevo análisis

de estabilidad de taludes con el fin de comprobar la medida de cierre propuesta.

10.0.0 BIBLIOGRAFÍA

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73 Annual Meeting of ICOLD.

Documents

Composito Del Estudio Estabilidad