Informe Nº 01 Bello Horizonte

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONProyecto: "Mejoramiento Infraestructura Vial a Nivel Veredas y Bermas en la Av. N

01 Entre las Mzas. G y L del A.H. Ampliacin Bello Horizonte II, Distrito yProvincia de Ilo, Departamento de Moquegua Hoja 1 17de:

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONDEL PROYECTO:

"Mejoramiento Infraestructura Vial a Nivel Veredas y Bermas en la Av. N 01 Entre lasMzas. G y L del A.H. Ampliacin Bello Horizonte II, Distrito y Provincia de Ilo,

Departamento de Moquegua

SOLICITANTE: MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE ILOUBICACION: DISTRITO Y PROVINCIA DE ILO, DEPARTAMENTO DE MOQU EGUA

ILO - ABRIL 2015



"MEJORAMIENTO INFRAESTRUCTURA VIAL A NIVEL VEREDAS Y BERMAS EN LA AV. N 01ENTRE LAS MZAS. G Y L DEL A.H. AMPLIACIN BELLO HORIZONTE II, DISTRITO Y

PROVINCIA DE ILO, DEPARTAMENTO DE MOQUEGUA

INDICE

CAPITTULO I: GENERALIDADES1.1 INTRODUCCIN1.2 OBJETIVOS1.3 NORMATIVIDAD1.4 UBICACION Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIO

CAPITULO II: GEOLOGIA REGIONAL LOCAL Y SISMICIDAD2.1 GEOLOGIA REGIONAL2.2 SISMICIDAD

CAPITULO III: INVESTIGACION DE CAMPO3.1 INTRODUCCIN3.2 EXPLORACIN DE CAMPO

CAPTULO IV: ENSAYOS DE LABORATORIO4.1 INTRODUCCIN4.2 ENSAYOS ESTANDAR4.3 ENSAYOS ESPECIALES

CAPITULO V: ANALISIS DE CIMENTACION5.1 EVALUACION CON FINES DE CIMENTACION5.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACION5.3 CLCULO Y ANALISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA5.4 ANALISIS QUIMICO DEL SUELO DE FUNDACION5.5 TRATAMIENTO DE LA SUB BASE PARA LA CONSTRUCCIN DE VEREDAS

CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CAPITULO VII: REFERENCIASANEXO I: PLANO.ANEXO II: REGISTROS DE EXCAVACIONES.ANEXO lll: ENSAYOS DE LABORATORIO.ANEXO IV: PANEL FOTOGRAFICO.



PROYECTO: "Mejoramiento Infraestructura Vial a Nivel Veredas y Bermas en la Av. N01 Entre las Mzas. G y L del A.H. Ampliacin Bello Horizonte II, Distrito y Provinciade Ilo, Departamento de Moquegua

CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIN

A solicitud de la Municipalidad Provincial de Ilo, se elabora el presente Estudio de Suelos con Finesde Cimentacin del Proyecto "Mejoramiento Infraestructura Vial a Nivel Veredas y Bermasen la Av. N 01 Entre las Mzas. G y L del A.H. Ampliacin Bello Horizonte II, Distritoy Provincia de Ilo, Departamento de Moquegua, ubicado en la Ciudad de llo.El Consultor ha desarrollado sus labores geotcnicas considerando el siguiente marco legal: Reglamento Nacional de Edificaciones Norma E.050 Suelos y Cimentaciones Normo E.030 Diseo Sismo Resistente

1.2 OBJETIVOS

El presente estudio tiene por finalidad determinar las propiedades fsico-mecnicas del terreno defundacin sobre el cual se proyect realizar la Infraestructura del proyecto identificando el tipo desuelo y sus caractersticas de resistencia y deformacin Mediante la realizacin de ensayos in situ ylaboratorio que servirn paro el diseo de cimentacin.Con la finalidad de cumplir con el programa de trabajo, se realizaran las siguientes actividades: Inspeccin y Evaluacin Visual del rea de Estudio. Exploracin de Campo. Ensayos de Laboratorio. Determinacin de los Parmetros Fsico - Mecnicos. Anlisis de Cimentacin. Conclusiones y Recomendaciones.

1.3 NORMATIVIDADEl estudio se realiz de acuerdo a las Normas E-050 de suelos y Cimentaciones y E.030 DiseoSismo Resistente del Reglamento Nacional de Edificaciones, que es de aplicacin obligatorio paroedificaciones del mbito nacional.



Los ensayos se realizan de acuerdo o los procedimientos del ASTM y la clasificacin de los suelos serealiza en el sistema unificado de suelos; mientras que los clculos de asentamientos y capacidadportante se basan en las teoras clsicas de mecnica de suelos.

1.4 UBICACION Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIOEl distrito de llo se encuentra ubicado en lo Provincia de llo, Regin deMoquegua. Esto ubicado entre los 17 38' 55" de Latitud Sur, y los 71 1950" de Longitud Oeste con respecto al meridiano de Greenwich, a una altitud 45 metros sobre el niveldel mar.



CAPITULO II: GEOLOGIA REGIONAL LOCAL Y SISMICIDAD

2.1 GEOLOGIA REGIONAL

Las rocas plutonicas ocupan el mayor porcentaje seguidas de los depostios aluviales que provinierondel rio Ilo.

2.1.1 ROCAS PLUTONICASLas rocas intrusivas se presentan constituyendo principalmente los cerros de la llamada cordillera dela costa. Su afloramiento abarca una faja irregular de 80 km. De largo orientada de NO a SE y suancho vara entre 10 y 25 km. Este enorme cuerpo intrusivo representa el extremo meridional de losafloramientos plutnicos que en forma ms o menos continan apareciendo bordeando el litoraldesde el valle de tambo hacia el sur.

Debido a la intensa meteorizacin y erosin las rocas sedimentacin estn ausentes y solo hallanexpuestas las rocas intrusivas de las que se han podido diferenciar dos tipos de cuerpos plutnicos:las dioritas con homblenda y las granodioritas con homblenda.

A.- Dioritas con HomblendaLos afloramientos forman una faja angosta de 7 kilmetros de ancho, entre Punta de coles y el pie dela segunda terraza marina. En este macizo rocoso se encuentra emplazada la zona central de laciudad de Ilo, parcialmente esta cubierta por depsitos marinos, depsitos de aluviales y detritos detalud cuando estn cerca de las zonas de pendiente media a alta.

B.- Granodiorita con HomblendaLa granodiorita se encuentra ampliamente difundida en los cerros de la cadena costanera por lomenos dentro del cuadrngulo de Ilo por lo tanto constituye el cuerpo principal de dicha unidadgeomorfolgica.

2.1.2. DEPOSITOS CUATERNARIOSA.- Depsitos MarinosEste depsito litolgicamente est constituido por conglomerados gruesos, lentes de arena fina decolor gris violceo y arena gruesa de color gris con abundantes restos de conchas y venillas de yeso.Su grosor vara de 5 a 30 m. Este depsito se encuentra cubriendo la superficie de abrasin marinalabrada en diorita con homblenda al que le sobre yacen depsitos aluviales y elicos principalmente.Se encuentra cubierta superficialmente por arena cementada con yeso al que le subyace una coquinalimpia con escasos fragmentos de roca volcnica, otra capa inferior de coquina impura, mezclada conarena gruesa y restos de conchas con niveles de arena gris amarillenta, por debajo se ha observadouna secuencia de conglomerado fino con restos triturados de conchas y arena compacta con restosde conchas y conglomerado mediano con escasa proporcin de conchas.



B. Deposito Aluvial.Los depsitos aluviales consisten de gravas redondeadas, subredondeadas hasta angulosas ypoligenicas en estado semiconsolidados con intercalaciones lenticulares de arena gruesa, arcilla ytobas redepositadas, que muestran poco estratificadas casi horizontal, en nuestra zona de estudiosobre esta se encuentra una capa de costras de arena cementada con sal (ClNa) y concrecionesimpuras de yeso. La potencia de los depsitos aluviales es variable pueden tener decenas decentmetros hasta un mximo de 60 a 70 m.

C. Deposito ElicoLa presencia de viento incesante ha provocado el arrastre y la deposicin de arenas finas de colorgris a beige denominada como depsitos elicos que cubren extensa zona llana. Importantedepsitos elicos se observa en la parte este sobre los cuerpos intrusivos que conforman la cordillerade la costa.

D. Deposito FluvialEstos se ubican sobre el rio Ilo, y estn constituida por gravas subredondeadas de naturalezapoligenicas, arenas grises con bajo porcentaje de finos. Estos depsitos en estiaje conforman playitasen las orillas de los ros.



Figura N 1: Mapa de Geolgico Regional del Cuadrngulo de Ilo



2.2 SISMICIDADEl proceso de subduccin de la placa de Nazca, sumergindose debajo de la placa sudamericana,origina los plegamientos de la cordillera de los andes, los sismos y la cadena volcnica a lo largo dela cordillera peruana, estos efectos de compresin tectnica con llevan a fallas de la corteza terrestre,como la falla cortical (las fallas corticales son fallas que atraviesan claramente la corteza terrestre).De aqu que Ilo es una zona ssmica y volcnicamente activa, habindose obtenido referenciasssmicas de erupciones volcnicas desde la colonia. En la zona de estudio es posible la ocurrencia desismos de intensidad de VI a VIII grados en la escala de Mercalli Modificada y con profundidadeshipocentricas de 40 a 60 km en promedio.La Figura N 2 presenta el Mapa de Distribucin de Mximas Intensidades Ssmicas observadas en elPer realizado por Alva Hurtado (1984), el cual se bas en mapas de isosistas de sismos peruanos ydatos de intensidades puntuales de sismos histricos y recientes. La zona en estudio se encuentracomprendida en la zona 3 de la zonificacin ssmica del Per con un factor de zona Z=0.4g. Losperfiles estratigrficos de las condiciones de sitio corresponden a un suelo intermedio tipo S2, conperiodo predominante de Tp=0.6 seg y factor de suelo S=1.2 para ser usado en las normas de DiseoSismo-Resistente.La figura N 3 presenta el mapa de Zonificacin Ssmica del Per (Norma E-030 de Diseo SismoResistente).El Distrito de Ilo, se encuentra ubicada en la Provincia de Ilo, dentro de la zona ssmica 3, con unFactor de Zona de 0.40.



Figura N 2: Mapa de Distribucin de Mximas intensidades ssmicos



CAPITULO III: INVESTIGACION DE CAMPO

3.1 INTRODUCCIN

El alcance de las investigaciones de campo debe ser apropiado para el tamao e importacin de laestructura y satisfacer la complejidad de las caractersticas locales.

3.2 EXPLORACIN DE CAMPO

Los trabajos de exploracin en campo consistieron en el reconocimiento del rea donde se van aproyectar las obras, de esta manera se distribuyeron las excavaciones a cielo abierto (calicatas).

3.2.1 Excavacin e Identificacin de Calicatas

El mtodo ventajoso para identificar directamente el suelo de fundacin de las estructurasmencionadas, se ha realizado mediante excavaciones a cielo abierto o calicatas. Con lasexcavaciones o calicatas se ha podido identificar la estratigrafa del terreno y as obtener muestrasalteradas, de tal manera que se programaron ensayos en laboratorio que nos permitan obtenerparmetros para el diseo.

3.2.2 Muestreo

Uno de los propsitos primarios de la investigacin de campo es obtener muestras de suelos pararealizar los ensayos en laboratorio, una forma comn de agruparlas es la siguiente:

- Muestras AlteradasLas muestras alteradas representativas han sido empleadas para realizar ensayos estndar,indicar el tamao de grano o partculas y comportamiento ante la variacin de la humedad.En nuestro caso se ha empleado muestras alteradas, debido a la naturaleza del materialencontrado, bajo procedimientos estndares.Los resmenes de las muestras obtenidas de las calicatas ejecutadas en el rea de estudiose muestran en el cuadro siguiente.

Cuadro N 3.1Resumen de Excavacin de Calicatas

Calicata Profundidad(m)Nivel

Fretico(m)

N de Muestrasalteradas

C - 1 0.00 - 1.50 N.P. 1C 2 0.00 - 0.20 N.P. 1C - 3 0.00 - 0.15 N.P. 1

Siendo:N.P. = No Presenta.S/M. = Sin Muestra.



CAPTULO IV: ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1 INTRODUCCIN

Para caracterizar el suelo de fundacin se debe determinar un nmero de caractersticasmediante pruebas de laboratorio, estas caractersticas y pruebas estandarizadas establecidas enlas normas ASTM, han sido seguidas en la elaboracin de los ensayos de laboratorio.

Las muestras alteradas obtenidas de las calicatas fueron enviadas al Laboratorio del ConsultorSVR EIRL, para los ensayos estndares y para los ensayos especiales.

4.2 ENSAYOS ESTANDAR

En las muestras alteradas obtenidas de las calicatas se realizaron ensayos estndar, los cualesestn representados por anlisis granulomtrico por tamizado y contenido de humedad. Losensayos se ejecutaran siguiendo las normas ASTM. Las Normas son las siguientes:

Anlisis Granulomtrico por Tamizado ASTM D-422 Contenido de Humedad ASTM D-2216 Clasificacin SUCS ASTM D-2487

Cuadro N 4.1Resumen de Anlisis Granulomtrico, Limites y Contenido de Humedad

Calicata Muestra Profundidad(m)Granulometra (%) Limites (%) C.H.

(%)Clasificacin

SUCSGrava Arena Finos L.L. I.P.C 1 M 1 0.10 - 0.30 34.33 63.67 2.00 19.448 -- 5.29 SPC 1 M 2 0.30 - 1.80 58.83 40.17 1.0 21.99 -- 5.01 SPC 2 M 1 0.00 - 0.20 48.56 49.85 1.59 23.01 -- 5.67 SPC 3 M 1 0.00 - 0.15 42.92 56.03 1.05 21.75 -- 5.37 SP

Siendo:L.L. = Limite Lquido.I.P. = ndice Plstico.C.H. = Contenido de Humedad.



4.3 ENSAYOS ESPECIALESAs mismo se realiz en la muestra inalterada ensayos especiales, los cuales estn representados porhumedad.Los ensayos se ejecutaron siguiendo las normas de la American Society For Testing and Materials(ASTM). Las normas son las siguientes:

Compresin Simple en Roca ASTM D-2938 Sales Solubles Totales NTP 339.152 Sulfatos Solubles NTP 339.178 Cloruros Solubles NTP 339.177

Cuadro N 4.2Resultados de los Anlisis Qumicos

Calicata Muestra ClasificacinSUCSSO4

(ppm)Sales(ppm)

Cloruros(ppm)

C - 3 M-3 SP 3421 5521 716

Siendo:SO4 = Sulfatos.PPM = Partes por Milln.

Los Certificados de los Ensayos de Laboratorio se presentan en el Anexo III.



CAPITULO V: ANALISIS DE CIMENTACION5.1 EVALUACION CON FINES DE CIMENTACION

Para realizar el anlisis de capacidad de carga y asentamiento de estructuras pequeas y obrasde arte complementarias se consider las siguientes hiptesis bsicas. Cimentacin Superficial El anlisis de la capacidad de carga del terreno considera la cimentacin segura contra una

falla por corte en general y falla por corte local del suelo que la soporta La distribucin de carga se realizara en un rea rectangular. La cimentacin se realizara en el suelo a la profundidad minina recomendada.

5.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

De acuerdo a los resultados de los ensayos y la compacidad del terreno evaluado a partir de0.20 m de profundidad para las calicatas C-02 y C-03 encontrndose basamento rocoso, portanto se recomienda que el desplante de la cimentacin se encuentre a la siguienteprofundidad mnima, tal como lo indica el cuadro.

Cuadro N 5.1Profundidad Mnima de Cimentacin

Estrato de Cimentacin Profundidad deDesplante (m)Basamento Rocoso 0.20

5.3 CLCULO Y ANALISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA

5.3.1 Capacidad Admisible de Carga en el estrato rocoso

Se ha efectuado el ensayo de compresin simple a la roca donde se obtuvo uno resistencia de= 504.21 kglcm2.Por tanto la capacidad admisible ser el 1% de lo resistencia de compresin simple para anchoB < 1.50m.

Qa = 5.04 kg/cm2

Se ubica en Calicata N 03.

EI clculo de asentamientos para la carga es despreciable.



5.4 ANALISIS QUIMICO DEL SUELO DE FUNDACION

La alteracin qumica del concreto puede ser de carcter intrnseco o extrnseco, segn se deba a lareaccin de sus componentes o se origine por agentes externos. La descomposicin del concretopuede presentarse por: Accin del suelo y del agua: de la napa fretica, de ros y del mar que toman contacto con las

estructuras. Fluidos que circulan en canalizaciones o tuberas de concreto. Lquidos o materias secas pulverulentas que son almacenadas en reservorios o silos.

Una de las formas ms frecuentes de ataque qumico al concreto es la accin de los sulfatos. El ionsulfato aparece en mayor o menor proporcin en todas las aguas libres subterrneas. Los sulfatosms abundantes en los suelos son: sulfatos de calcio, de magnesia, sodio y calcio, y sodio, todosellos de diferente solubilidad. El ataque del sulfato se manifiesta con una exudacin de aparienciablanquecina y agrietamiento progresivo que reduce al concreto a un estado quebradizo y hasta suave.Para impedir la accin destructiva de los sulfatos, es indispensable la buena compacidad de losconcretos. Adems, es posible seleccionar cementos portland con la calidad adecuada como losdenominados en la normalizacin como el tipo II, de moderada resistencia a los sulfatos y el tipo V, dealta resistencia a los sulfatos.El cuadro N 5.7 del ACI expresa una importante experiencia.

Cuadro N 5.7Cuadro Comparativo de Sulfatos y su grado de Agresividad al Concreto

(Valores Expresados en Partes por Milln)

Grado deAtaque

Comit 318-83 ACI(Americana)

BRS DIGEST (segunda Serie) 90(Inglesa)

Sulfatosen elsuelo

Sulfatosen

el AguaTipo de

CementoRel, a/cmxima

Sulfatosen

el suelo

Sulfatosen elAgua

Tipo deCemento

Rel, a/cmxima

Contenidomnimo

decemento

Leve 0 - 1000 0 - 150 I - < 2400 < 360 I 0.55 280

Moderado 1000 -2000150 -1500 II 0.5

2400 -6000

360 -1440 II 0.5 330

Severo 2000 -200001500 -10000 V 0.45

6000 -24000

1440 -6000 V 0.45 330

MuySevero > 20000 > 10000

V +Puzolana 0.45 > 24000 > 6000

V +Revestimiento

protector0.45 370



Para determinar el grado de agresividad del suelo a la cimentacin de estructuras se ha realizadoensayos qumicos a la muestra, determinando los contenidos de sulfatos, sales solubles, cloruros. Dela comparacin de los resultados obtenidos y los lmites permisibles de agresin de sulfatos alconcreto, estos presentan un grado de agresin severo por Io que se recomienda la utilizacin decemento Tipo V paro todo elemento que este en contacto directo con el suelo de fundacin.En el Anexo III se adjunta el resultado del ensayo qumico del suelo realizado para el presenteestudio.

5.5 TRATAMIENTO DE LA SUB BASE PARA LA CONSTRUCCIN DE VEREDAS

La capa base de las veredas ser de material afirmado y se colocara sobre la subrasante que hayasido constituida por materiales granulares con tamao mximo de 1.En cuanto a la carpeta de la vereda rgida.Las losas de las veredas sern vaciadas con concreto fc=175 kg/cm2 mnimo; con acabado rico enpasta, y tendr un espesor mnimo de 0.10 m, sobre una base compactada de 0.20 m.

El terreno deber seguir el siguiente tratamiento: Remover y retirar las partculas mayores de 2, races y otros en un espesor de 0.40 m,

puesto que al realizar las calicatas se encontr material de relleno con mezcla de gravas yarenas.

Compactar este material al 95% de la mxima densidad seca del Ensayo de ProctorModificado.

Preparar la base (subrasante) antes de colocar las capas de sub base compactado al 95% dela mxima densidad seca del Ensayo de Proctor Modificado, en un espesor de 0.10m.

El material de la sub base granular debe cumplir los requisitos de granulometra como seobserva en el cuadro N 5.5.

La granulometra que se adopte dentro de estos lmites, tendr una graduacin uniforme degrueso a fino.

La fraccin de material que pase la malla N 200 no debe exceder de y en ningn caso delos 2/3 de la fraccin que pase el tamiz N 40.

La fraccin de material que pase el tamiz N 40, debe tener un lmite lquido no mayor de 25%y un ndice de plasticidad inferior o igual a 6%.



CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 El presente Informe se ha elaborado en base a la Norma Tcnica E-050 de Suelos yCimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones para determinar las condicionesgeotcnicas y geolgicas del terreno de fundacin donde se emplazaran estructuras pequeas delProyecto: "Av. N 01 Entre las Mzas. G y L del A.H. Ampliacin Bello Horizonte II, Distrito yProvincia de Ilo, Departamento de Moquegua

6.2 Para la aplicacin de la Norma E.030 Diseo Sismo Resistente se debe considerar lo siguiente. Zona 3 Z=0.40g. Suelo Tipo S2 Factor de Suelo S = 1.2 Espectro para el Tipo de Suelo Ip(s) = 0.60 seg.

6.3 Debido a la naturaleza del terreno de fundacin se recomienda la utilizacin de cemento tipo Vpara todo tipo de estructura o elemento que este en contacto directo con el suelo de fundacin.

7.4 Se determin la capacidad Admisible para las calicatas C-02 y C-03.

Qa = 5.04 kg/cm2

6.4 La cimentacin de tipo superficial, con zapatas rectangulares, la profundidad mnima deldesplante ser de Df 0.20 m, contabilizando de la rasante para la ubicacin de la calicata C-02, C-03.6.5 Los resultados de este estudio se aplican exclusivamente al rea en estudio, no se pueden utilizarpara otros sectores o para otros fines.



CAPITULO VII: REFERENCIAS

1. Alva Hurtado J. (1992), Mecnica de Suelos Aplicada a Cimentaciones, Capitulo deEstudiantes ACI-UNI, Lima.

2. Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), "Soil Mechanics in Engineering Practice,', JohnWiley, New York.

3. Vesic A. (1973), "Anlisis de la capacidad de carga de cimentaciones Superficiales",JSMFED, ASCE, Vol. 99.

4. Reglamento Nacional de Edificaciones (2006)", Norma Tcnica de Edificaciones E.030-Diseo Sismorresistente", Lima - Per.

5. Reglamento Nacional de Edificaciones (2006),, "Norma E.050 de suelos y Cimentaciones",Lima- Per.

6. Memorias del seminario Taller, Mecnica de Suelos y Exploracin Geotcnico (2002) - CentroPeruano Japons de lnvestigaciones Ssmicos y Mitigacin de Desastres -Facultad delngenieria Civil- Universidad Nacional de lngenieria.

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