Estudio Mecanica de Suelos-pan de Azucar

7/24/2019 Estudio Mecanica de Suelos-pan de Azucar

1/20

INFO RM E G EO TCNIC O

ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS CON FINESDE CIMENTACION

PROYECTO:

CREACIN E IMPLEMENTACIN DEL POLIDEPORTIVO DE PAN DEAZCAR DIST. PULN, PROV. SANTA CRUZ DEP. CAJAMARCA

UBICACIN:

DEPARTAMENTO : CAJAMARCA

PROVINCIA : SANTA CRUZ

DISTRITO : PULN

LOCALIDAD : PAN DE AZCAR

SOLICITANTE:

MUNICIPALIDAD DISTRITO DE PULN

FECHA:

ABRIL DEL 2014

CHICLAYO - PER


2/20

NDICE

I. GENERALIDADES

II. OBJETIVO

III.

UBICACION

IV.

CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

V. CONDICIONES CLIMATICAS DE LA ZONA

VI. CONDICIONES GEOLOGICAS

VII. PROCESOS GEODINAMICOS

VIII.

INVESTIGACION REALIZADA

IX.

ESTRATIGRAFIA DEL TERRENO EN ESTUDIOX. CAPACIDAD DE SOPORTE C.B.R. DEL SUELO

XI. ESTUDIO DE CANTERAS

XII. SALINIDAD EN EL SUELO DE FUNDACION

XIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

XIV.

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Registro de Estratigrafa

Ensayos de Laboratorio

Panel Fotogrfico

Plano de Ubicacin


3/20

CREACIN E IMPLEMENTACIN DEL POLIDEPORTIVO PAN DE

AZCAR DIST. PULN, PROV. SANTA CRUZ, DEP. CAJAMARCA

I. GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCION:

La identificacin de las causas del comportamiento deficiente de las

edificaciones con notable frecuencia seala que las deformaciones nocivasde las estructuras son atribuibles a los movimientos de sus fundaciones, los

que a su vez reflejan asentamientos y desplazamientos del suelo de soporte.

Esto significa que el comportamiento de este suelo es determinante del buen

o mal funcionamiento de los cimientos y estructuras y, por lo tanto, debe

considerarse como parte integrante esencial del sistema de fundacin en los

anlisis y diseos.

Es por eso que el presente Informe Geotcnico es el documento que rene lainformacin sobre las caractersticas del terreno de cimentacin, y debe ser

correctamente interpretado para conocer el alcance y limitaciones del mismo

con el objeto de proyectarse estructuras seguras y al mismo tiempo evitar un

incremento innecesario del costo de la ejecucin de las cimentaciones.

En el diseo de una cimentacin adecuada, adems de las caractersticas

estructurales y de las tensiones generadas por el propio edificio, deben

tenerse en cuenta los siguientes puntos:

Naturaleza y estratigrafa del terreno.

Caractersticas geomecnicas y comportamiento geotcnico

(colapsabilidad, expansividad) de cada capa, definiendo correctamente sus

parmetros geotcnicos.

Situacin del nivel fretico.


4/20

Factores externos (sismicidad, estabilidad global del entorno

geolgico).

Bsicamente mediante este estudio geotcnico, se determinar las

condiciones actuales del terreno subyacente, conformacin estratigrfica,

caractersticas fsicas, mecnicas de los suelos conformantes y la capacidad

portante o admisible del mismo a nivel de cimentacin, que permitan al

proyectista estimar el comportamiento del suelo al ser sometido a las cargas

propias de la edificacin a proyectarse, teniendo presente las dos premisas

fundamentales de toda base de sustentacin de cargas externas, esto es:

Que el coeficiente de las cimentaciones con respecto a la rotura por

falta de resistencia al esfuerzo cortante en el suelo de apoyo, tenga un valor

mnimo de tres (03), que es coeficiente exigido por la Norma de Edificacin

E 050 del Reglamento Nacional de Edificacin.

Que las deformaciones provocadas en las estructuras por efectos de

los asentamientos, se encuentran dentro del valor permisible a fin de no

producir daos irreparables en ella.

1.2. SOLICITANTE:

El presente estudio geotcnico se elabora a solicitud de la Municipalidad

Distrital de Puln para el proyecto CREACIN E IMPLEMENTACIN

DEL POLIDEPORTIVO DE PAN DE AZCAR DIST. PULN, PROV.SANTA CRUZ, DEP. CAJAMARCA.

Y con fines de garantizar el buen comportamiento de la obra que se tiene

proyectado, es necesario e indispensable que el expediente tcnico a

desarrollarse se elabore dentro de un campo de fundamentos cientficos


5/20

II. OBJETIVO

El presente estudio tiene por objeto determinar la capacidad portante del

suelo a niveles de cimentacin con fines de verificar su resistencia con los

valores requeridos para la nueva estructura proyectada. Y a partir de ello

establecer si el suelo a cimentar requiere o no ser mejorado y de ser as

determinar las acciones de mejoramiento ms adecuadas con la finalidad de

garantizar la estabilidad estructural de la edificacin proyectada.

III. UBICACION

La zona de estudio se ubica en la localidad de Pan De Azcar, Distrito De

Puln, provincia de Santa Cruz, departamento de Cajamarca.

IV. CARACTERSTICAS DEL PROYECTO.

La Municipalidad Distrital de Pulan, con fines de elevar el nivel de calidad

de sus localidades, ha considerado dentro de su plan de trabajo de ejecucin

de obras y proyectos, la CREACIN E IMPLEMENTACIN DEL

POLIDEPORTIVO DE PAN DE AZCAR DIST. PULN, PROV.

SANTA CRUZ, DEP. CAJAMARCA, construida a base de materiales de

tipo afirmado seleccionado (materiales de cantera), lo que indique elprofesional proyectista.

V. CONDICIONES CLIMTICAS DE LA ZONA.

La zona en estudio tiene un clima fro, con precipitaciones pluviales, con un

promedio anual entre 700 a 1200 mm.


6/20

Normalmente la temperatura oscila entre 12C a 21C, con periodo seco

por los meses de julio a octubre y hmedo el resto del ao.

5.1. Precipitaciones Pluviales:

Por lo general, la temporada de lluvias se inicia en noviembre y concluye en

abril.

La humedad mxima puede llegar a 87% en los meses de lluvia y 62% enlos meses de ausencia de ellas.

VI. CONDICIONES GEOLGICAS.

Litolgicamente de acuerdo a lo observado, las reas asignadas al

mantenimiento es una formacin de suelos existentes, que corresponden a

depsitos sedimentarios aluviales de suelos finos como son arcillas arenosaslimosas, arenas arcillosas y materiales conglomeradicos con arenas medias a

finas limosas-arcillosas, que se ubican a mayor profundidad.

Estos materiales conformantes de la configuracin estratigrfica de la zona

en estudio pertenecen a suelos sedimentarios de unidades geolgicas: Era

Cenozoico, Sistema Cuaternario, Serie Reciente y ubicados en la zona 3 de

acuerdo a la Norma Tcnica E.030 Diseo Sismo Resistente - Reglamento

Nacional de Edificaciones.

VII. PROCESOS GEODINAMICOS.

En el rea asignada al proyecto de la referencia, puede existir este fenmeno

de geodinmica externa cuando se le disturbe y que las excavaciones se

realicen a profundidades mayores de 3.00m, pero con pocas posibilidades de


7/20

extensin, tal vez pueda que suceda por la baja resistencia a la erosin, corte

y a la estabilidad de los materiales que existen, ya que se tratan se suelos

arcillosos, arenosos, de consistencia y/o compacidades variables que van de

suelto a media, (son suelos inestables en su estructura), y se encuentra

formando espesores de considerable potencia, presentando colores variados

que van desde marrn a pardo verdoso opaco, y de variable contenido de

humedad.

VIII. INVESTIGACIN REALIZADA.

Antes de entrar en detalle acerca de las investigaciones realizadas, se realiz

un reconocimiento del rea en el referido proyecto de Rehabilitacin.

Luego las investigaciones consistieron en una exploracin detallada del

terreno que conforma el polideportivo; tanto de superficie como delsubsuelo, con el propsito de obtener la informacin requerida.

Durante el proceso de ejecucin de las investigaciones se realizaron las

siguientes fases:

8.1. Superficie:

Las condiciones geolgicas y geomorfolgicas se evaluaron mediante la

observacin de la superficie del rea en mencin, reas de superficiesmedianamente plana y otras planas.

8.2. Exploracin del subsuelo:

El proceso de evaluacin de la informacin tcnica existente

complementado con el reconocimiento de campo orientado al programa de

Investigaciones Geotcnicas de las reas que comprende el esquema del

proyecto.


8/20

El programa geognstico consisti en la ejecucin de tres (3) excavaciones

manuales o sondajes de exploracin cuyas ubicaciones son las siguientes:

N DE POZO PROF.

(m)

COORDENADAS

ESTE

COORDENADAS

NORTE

P - 01 0.20 - 1.50 730346.00 m E 9256551.00 m S

P - 02 0.20 - 1.50 730352.00 m E 9256531.00 m

P - 03 0.20 - 1.51 730357.00 m E 9256509.00 m S

Las ubicaciones de las perforaciones se muestran en el plano

correspondiente que se adjunta en el informe tcnico y las profundidadesmximas que alcanzaron estas fueron de 1.50m.

Durante la ejecucin de las excavaciones exploratorias se efecto el registro

estratigrfico, clasificacin macroscpica, ensayos in-situ (clasificacin

visual segn SUCS, grado de consistencia y/o compacidad), y se obtuvieron

muestras representativas para los anlisis de laboratorio tanto de

identificacin, clasificacin, como para los ensayos de resistencia al corte

bajo condiciones de humedad y densidad debidamente controlados (C.B.R.).Los perfiles de las calicatas permitieron la elaboracin del perfil

estratigrfico del sistema, el cual se presenta en el anexo correspondiente.

8.3. Ensayos de Laboratorio:

Con las muestras de suelos seleccionados obtenidos en la zona a trabajar

fueron sometidos a los siguientes ensayos:


9/20

8.3.1. Ensayos Estndar:

Anlisis Granulomtrico por tamizado ASTM - D422

Lmites de Atterberg:

- Limite liquido ASTM-D4318

- Limite plstico ASTM D4318

-

INDICE PLASTICO

-

-

Contenido de humedad ASTM - D2216

8.3.2. Ensayos Especiales:

Proctor Modificado. ASTM - D1557

Ensayo de Razn de Soporte C.B.R. ASTM - D1883

Determinacin del porcentaje de salinidad. USBR E 8

A continuacin se presenta los perfiles estratigrficos de todas las calicatas:

IX. ESTRATIGRAFA DEL TERRENO EN ESTUDIO.

Los registros estratigrficos inferidos en el estudio, as como los resultados

de laboratorio, indican las caractersticas del terreno que conforma el suelo

de fundacin o sub-rasante de la carretera.

Estos materiales corresponde a un depsito superficial de suelos finos

sedimentarios de unidades recientes probablemente de la era Cuaternaria,

donde predominan los suelos constituidos por arcillas inorgnicas de alta

plasticidad.


10/20

La conformacin estratigrfica, se encuentran en su mayora conformadas

por arcillas limosas de alta plasticidad, con presencia de arena de color

marrn semi compacto de baja a mediana plasticidad, de granos finos con

nada a poco porcentaje de grava sub redondeada y encontrndose con

regular porcentaje de humedad, de capacidad de soporte malo a regular; para

su mejor apreciacin se detalla por cada calicata o perforacin realizada:

9.1. Descripcin:

Los cortes estratigrficos mencionados, confirman los antecedentes de la

zona, revelando que los materiales subyacentes al terreno estudiado,

corresponden a un depsito sedimentario de origen aluvial, con las

siguientes caractersticas:

Como se puede apreciar en la descripcin de las perforaciones realizadas alrea asignada al proyecto con fines de cimentacin, se puede concluir

definiendo que la configuracin estratigrfica paralelamente en toda el rea

donde se ha focalizado el estudio presenta hasta la profundidad explorada

(1.50m) un estrato uniforme tanto en el tipo de suelo (CH), como

en su capacidad de portancia. En todas las excavaciones, las paredes de

estas, se mantuvieron estables hasta el final de la exploracin de campo.

9.2. Nivel fretico.

La gradiente hidrulica de la napa fretica no se ha presentado hasta la

profundidad alcanzada (1.50m) en las exploraciones.


11/20

X. CAPACIDAD DE SOPORTE C.B.R. DEL SUELO.

De acuerdo a las caractersticas del suelo de fundacin del rea en estudio, y

con fines de cimentacin se ha previsto realizar tres (03) ensayos C.B.R. en

muestras de suelo representativo de la zona en estudio, recolectado de las

calicatas siguientes que a continuacin se dar a conocer, con la finalidad de

establecer la capacidad de soporte relativo del mismo y as obtener un valor

promedio C.B.R. de diseo, empleando los mtodos estadsticos (porcentual

%) en funcin a la representatividad de los suelos de la zona, los resultados

obtenidos se presentan en el siguiente cuadro:

N DE POZO PROF.

m

TIPO DE

SUELO

C.B.R. AL

(95% D.M.S)

P - 01 0.20 - 1.50 CH .9!

P - 02 0.20 - 1.50 CH ."5

P - 03 0.20 - 1.51 CH ."#

10.1 Capacidad Portante del Suelo

La ingeniera de cimentaciones se basa en dos fuentes: la teora de

plasticidad basada en el equilibrio lmite y los resultados de los ensayos aescala natural reducida como consecuencia de esta fusin se plantearon

varias frmulas para el clculo de la capacidad portante ltima o de falla de

un suelo.


12/20

Para determinar la capacidad de carga ltima, utilizaremos las Teoras de

Capacidad de Carga propuestas por Terzaghi y Meyerhoff, a partir de las

cuales para el estudio solicitado se tiene:

Cimientos continuos

Cimientos aislados

Donde:

Factores de Capacidad Portante:

11.4

1 0.1

Factores de Profundidad de la Zapata:

1 0.1

1 0.

1

Factores de profundidad de zapata:

Si ! " # 1


13/20

Si $ "# 0.1 %& '

# 1 0.1 %& # #

Adicionalmente:

( )*+ ,- /4

As pues tenemos que segn los resultados de laboratorio, el valor de la

capacidad portante del suelo es:

Por Terzaghi : 1.96 Kg/cm2

Por Meyerhoff : 2.76 Kg/cm2

XI. ESTUDIO DE CANTERAS.

Siendo las canteras, las fuentes de aprovisionamiento del suelo y rocas

necesarias para la construccin de la carretera, se procedi a efectuar el

reconocimiento de los depsitos existentes para determinar la calidad de las

canteras, conocer si cumple con las especificaciones de material que se

busca, conociendo la potencia y rendimiento de las mismas.

En ese sentido la informacin geolgica que tenemos en la zona nos indica

que la conformacin litolgica de canteras, muestra la presencia de rocas

fragmentadas del tipo metamrfica y areniscas intensamente meteorizadas,

con limos y poco porcentaje de arcilla de ligera plasticidad, que nos dan

materiales para la conformacin de capas de sbase, sin embargo ante la

carencia de canteras con materiales con las mejores propiedades en reas

del proyecto, se decidi evaluar la Cantera (Cantera Pan de Azucar )

Se realiz la exploracin de suelos mediante la extraccin de muestras a

cielo Abierto con palas, pico y barreta por la dureza del terreno, se extrajo


14/20

un promedio de 10 kg. de muestra de la posible cantera para material de

afirmado, luego esta muestra fue llevada al laboratorio para realizar los

ensayos de Lmites de Atterberg, Granulometra por tamizado, Abrasin,

CBR y Proctor Modificado, estas canteras presentan las siguientes

propiedades:

Adems se considera tambin la cantera AGUA SALADA la cual

abastecer a la obra de piedra chancada y piedra grande

As tenemos pues las tres canteras que abastecern de material a la obra:

CANTERA PAN DE AZUCAR

Ubicacin : son 18+920 km (CARRETERA SANTA CRUZ

DESVIO LA HIGUERA PULAN

Ensayos/Caractersticas CANTERA PAN DE

AZUCAR

Clasificacin SUCS y AASHTO GM - GC o A- l -b

(0)

Limite Li!i"o 21.3

Limite Pl#stico 16.46

$n"ice "e Plastici"a" 4.84

%#&ima Densi"a" 2.04 gr/cm3

Conteni"o '(timo "e A)!a 8.16%

C*+*R* al ,--. "e s! D*%*S* 51.21%

Arasin 47.63%

Potencia 26928.63 m3


15/20

Tratamiento y uso: afirmado (arena)

Descripcin : Se trata de un depsito de origen Aluvial en Banco,

Acceso : A 13+540 km. del Inicio del Tramo en Estudio

rea : 3933 m2

Espesor : 8m

Uso Rendimiento Tratamiento

Relleno 100 % Natural

Periodo de Utilizacin : Todo el ao.

Explotacin : Equipo convencional.

Propiedad : Propietario Particular


16/20

CANTERA CIRATO

Ubicacin : son 18+690 km (CARRETERA CUMBIL

CANTERA CIRATO

Ensayos/Caractersticas CANTERA CIRATO

Ensayos/Caractersticas CANTERA C0RATO

Clasificacin SUCS y AASHTO GM - GC o A- l -b

(0)

Limite Li!i"o 20.82

Limite Pl#stico 16.38

$n"ice "e Plastici"a" 4.82

%#&ima Densi"a" 2.03 gr/cm3

Conteni"o '(timo "e A)!a 8.08%

C*+*R* al ,--. "e s! D*%*S* 52.84%

Arasin 44.64%

Potencia 18756.52 m3

Tratamiento y uso: ARENA GRUESA

Descripcin : Se trata de un depsito en Banco,

Acceso : A 70+650 km. del Inicio del Tramo en Estudio

rea : 4250 m2

Espesor : 9m




17/20



Propiedad : Propietario Particular

CANTERA TUNA BLANCA

Ubicacin : son 52+500 km (CARRETERA PUENTE CUMBIL

CANTERA TUNA BLANCA )

Tratamiento y uso : Piedra chancada (1/2, )

Descripcin : Se trata de un depsito de origen Aluvial en

Banco,

Acceso : A 18+150 km. del Inicio del Tramo en

Estudio

rea : 41600 m2

Espesor : 15m

Potencia : 624000m3





Propiedad : Propietario Particula


18/20

XII. SALINIDAD EN EL SUELO DE FUNDACIN.

El suelo de fundacin de la zona en estudio, tiene presencia de sales solubles de tipo

despreciable, est por debajo de 0.50%, para considerarlo como un suelo salino. Los

resultados obtenidos en muestras representativas de las calicatas realizadas en el reaasignada a la pavimentacin estn por orden de:

P - 01 - M - 1 = 0.105 %

P - 0 2 - M -1 = 0.101 %

P - 0 3 - M -1 = 0.286 %


19/20

XIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La conformacin estratigrfica del rea en estudio corresponde a un

depsito sedimentario de suelos rocosos, suelos donde predominan las arcillas

inorgnicas de alta plasticidad (CH) de variable consistencia media a semidura, de

baja capacidad de soporte en estado natural.

El material conformante en la zona superficial de todo el Tramo que

comprende el proyecto, es de tipo relleno no seleccionado, contaminado, en un

espesor promedio de 0.15 0.30m; se recomienda eliminar con fines de limpieza

o de lo contrario estar sujeto a los niveles definitivos de la subrasante que se

requiere obtener el total del pavimento a disearse, ver perfiles estratigrficos para

una mejor observacin.

El nivel fretico no se ha ubicado hasta la profundidad alcanzada (1.50m),

ver perfiles estratigrficos.

Los materiales existentes en el rea asignado presenta una pobre a regular (anivel de sub-rasante) resistencia al corte, condiciones de humedad y densidad

controladas

(3 < C.B.R < 5%), por lo que se recomienda considerar en la prctica una

estructura del afirmado una capa de sub-base de espesor promedios de 0.20, o de

lo contrario el proyectista ser quien decida el espesor total del pavimento a

disearse.


20/20

XIV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Norma E 050, Suelos y Cimentaciones

Norma E 030, Diseo Sismo Resistente

Ing. Carlos Crespo. Mecnica de Suelos, tomos I, II

Karl Terzaghi / Ralph B. Peck: Mecnica de Suelos en la Ingeniera

Practica, segunda Edicin 1973

Roy Whitlow / Fundamentos de Mecnica de Suelos / Primera

Edicin 1194

Manuel Delgado Vargas / Ingeniera de Cimentaciones / segunda

Edicin 1999

Peter L. Berry / Mecnica de Suelos / 1998

T. Willian Lambe / Robert V. Whitman. Primera Edicin 1972

Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones ACI

American Concrete Institute. Segunda Edicin 1998

Geotecnia para Ingenieros, Principios Bsicos. Alberto J. Martnez

Vargas CONCYTEC 1990

Documents

Estudio Mecanica de Suelos-pan de Azucar