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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

CATEDRATICO: Ing. Bethy, CONDORI ALUMNO:  CONTRERAS CHAVEZ, Jonatan

HUANCAYO - 2015

INTRODUCCIÓN INGENIERIA DE CIMENTACIONES

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En ingeniería civil, el pavimento forma parte del firme y es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas. En la actualidad se encuentra en investigación pavimentos que ayudan al medio ambiente como el formado por noxer. Una de las primeras formas de pavimentación fue la calzada romana, construida en varias camadas. Esta gran obra de ingeniería logró que varios tramos hayan resistido durante siglos y se puedan encontrar inclusive hoy. 1.1. Antecedentes La Municipalidad distrital de chilca dentro de los alineamientos establecidos en su plan de desarrollo Vial y buscando la consolidación del mejoramiento de la red de las Avenidas, Jirones y Pasajes se aprobó mediante la generen de Desarrollo Urbano y la Sub Gerencia de Estudios y Obras, la realización de proyectos de pavimentos. Para esto se realizó el estudio de mecánica de suelos. Geotecnia tramo Jr. Humbolt a la avenida General Córdova. El mismo que ha sido realizado por los estudios de suelos y la resistencia del Material control de Calidad – Municipalidad Distrital de Chilca.

Objetivos ▪ Principal Del objetivo del presente Estudio de Ingeniería es determinar las características de los suelos de fundación a fin de establecer los parámetros para el diseño del pavimento, así como los materiales apropiados en cantidades suficientes para su construcción, lo que posibilitará la fluencia del trafico proyectado durante la vida útil estimada brindando seguridad y confort a los usuarios como consecuencia del logro del objetivo propuesto se espera beneficiar una población a un distrito en vía desarrollo. INFORMACION BASICA DEL PAVIMENTO 1.2. UBICACION 1.2.1. Ubicación politica y administrativa El proyecto es estudio esta ubicado entre el Jr. Humbolt a la Av. General Cordova- Distrito de Chilca, Provincia de Hyo, Region Junin con los siguientes limites:  Por el Norte: Provincia de Huancayo  Por el Oeste; Rio Mantaro  Por el Este: Barrio La esperanza  Por el Sur: Distrito de Sapallanga 1.3. CLIMA De acuerdo al sistema de clasificacion de medio ambiente (L. HOLDRIDGE) el clima en la zona corresponde a Humedo Tropical (bh-MS), siendo la biotemperatura anual maxima de 23° y la media anual minimade 0°. El promedio maximo de humedad total por la epoca de invierno es de 50 % asi mismo según el diagrama bioclimatico de HOLDRIDGE, el promedio de evaporamiento potencial total pro año de la zona varia entre limites. INGENIERIA DE CIMENTACIONES

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1.4. EVALUACION DEL PAVIMENTO Para la evaluacion del estado actual del paviemnto se programaron actividades de evaluacion superficial las cuales correspondieron trabajos de campo, laboratorio y ambiente ya que el pavimento se encuentra a nivel de Relleno, la evaluacion del tramo se ha concentrado fundamentalmente en todos los aspectos que inciden en el comportamiento funcional de la estructura, en base a la determinacion detallada de todods los anteriores y fallas observadas en la superficie transitable y visible del mismo.

2. ESTUDIO DE SUELOS La metodología seguida para la ejecución del estudio comprendió básicamente una investigación de campo a lo largo del Jirón mediante prospecciones e exploración con obtención de calicatas o muestras representativas suficientes, las que fueron objeto de ensayos de laboratorio y firmante con los datos obtenidos en ambas fases se realizaron las labores de gabinete, para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio. Las tres (03) etapas o fases descritas líneas arriba (campo, laboratorio, gabinete) son secuenciales e igualmente importantes, por lo que a continuación se procede a describir el plan de trabajo desarrollado en cada una de las 3 etapas indicadas. 2.1. Trabajos de Campo El trabajo consiste en la recopilacion de toda la informacion de estado situacional del pavimento, asi como tambien en efectuar exploraciones con calicatas a cielo abierto, para obtener el perfil estratigrafiuco con el objeto de determinar las caracterisiticas fisicas – mecanicas de lso materiales existentes se llevaron a cabo investigaciones mediante la ejecucion de prospecciones de Estudio (calicatas) a nivel de sub rasante con una profundidad minima de 1.60 m y distancias aproximadamente de 60 m de separacion. En los materiales representativos, encontrados en la calicatas se obtuvo muestras selecticvas, las que fueron descritas e identificara mediante una tarjeta con la ubicación, numero de muestra y profundidad. Luego fueron colocadas en bolsas de polietileni para su translado al laboratorio. Durante la ejecucion en las investigaciones de campo se llevo un registro en el que se anoto el espesor de cada una de las capaas del sub suelo, sus caracteristicas de gradacion y el estado de compacidad de cada uno de los materiales a continuacion se describe los suelos encontrados, los cuales tiene uniformidad en los estratos,presentandose unos estratos muy heterogeneas tanto horizontal como vertical. La descripcion siguiente se efectuo de acuerdo al perfil del proyecto concebido. TRABAJOS DE LABORATORIO Con toda la informacion obtenida en el campo referido a la descripcion y ubicación de los suelos tanto de la sub rasante y con los resultados obtenidos en el laboratorio se ha podido obtener las caracteristicas fisicas mecanicas de todos los suelos de fundacion. ANALISIS DE LABORATORIO Se han efectuado los ensayos de laboratorio para determinar las caracterisiticas fisico- mecanicas de los suelos encontrados y son las que a continuacion se mencionan. Las muestras de los suelos fueron clasificados y seleccionados siguiendo el procedimiento de ASTM A-2447 y D – 2448 aplicable a estos casos.

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Los ensayos que se ejecutaron a estas muestras representativas y que se adjuntan en los anexos son los siguientes. ENSAYOS ESTANDAR. 

Analisis granulometrico por tamizado(ASTM C136)



Constantes fisicas Limite Liquido (ASTM –D-423) Limite Plastico (ASTM – D- 424) Humedad natural



Ensayos especiales; Ensayo de proctor modificado (ASTM D-1557) Ensayo de C.B.R (ASTM D-1883)

PERFIL ESTRATEGICO En base a la informacion obtenida durante los trabajos de campoo y los resultados de los ensayos de laboratorio, se efectuo la clasificacion de suelos de los materiales para ello se ha utilizado los sistemas SUCS y AASHTO para luego correlacionarlas de acuerdo a las caracteristicas litologicas similares lo cual se consigna en el perfil estratigrafico respectivo. Respecto al tramo en estudio, debe señalarse que de acuerdo a lso resultados se tiene una distribuacion aproximada de;



Relleno 29.00%



Limos (ML) 32.10%



Arcillas (CL) 38.90 %

DISENO DE PAVIMENTO El pavimento es la capa o conjunto de capas de materiales apropiados, comprendidos entre la superficie de la subrasante(capa superior de las explanaiones) y la superfifcie nde rodadura, cuyas principales funciones son las de proporcionas una superficie uniforme, de forma y textura apropiados, resistentes a la accion del transito, a la accion del tansito, ala del imterperismo y de otros agentes perjudiciales, asi como transmitir adecuadamente al terreno de fundacion, los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el transito fluido de los vehiculas, con la comodidad seguridad y economia previstos por el proyecto. La estructuracion de un pavimento, o disposiccion de las diversas partes que lo constituyen, asi como las caracteristicas de los materiales empleados en su construccion, ofrecen una gran variedad de posibilidades, de las diversas partes que los constituyen, asi como las caracteristicas de los materiales empleados en su construccion,ofrecen una variedad de posibilidades de tal maera esta formando por varias capas. La superficie de rodaura propiamente dicha es una carpeta contaminada y alterada, con presencias de desechos y rellenos de basuras, debajo encontramos varias capas de espesores muy diferentes y que esto garantiza una buena estructura del pavimento. DISEÑO DE ´PAVIMENTO La estructura de un pavimento (disposiscion de los diversos estratos que la constituyen), asi como las caracteristicas de lso materiales empleados en su construccion, ofrecen una variedad de posibilidades, de tal INGENIERIA DE CIMENTACIONES

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manera que esta formado por varias capas, y asu vez estas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados y/o sometidos a algun tipo de tratamiento y/o estabilizacion. La actual tecnologia contempla una gama muy diversa de secciones estructurales las cuales son funciones de los distintos factores que intervienen en la performance de una via y a que decir entr otros son: transito, tipo de suelo, importancia de la via, condiciones de drenaje, recursos disponibles, etc. Enfocado el proyecto en forma integral se ha determinado la soolucion mas adecuada, la cual ha sido adoptada deacuerdo arriba mencionado y la disponibilidad de materiales, experiencias locales en construccion, y a las condiciones ambientales especificas del lugar. SUELO DE SUBRASANTE Evaluacion de la sub rasante medianyte calicatas y ensayos de laboratorio a fin de evakuar las caracteristicas fisicas mecanicas del sub suelo de sub rasante y asi poder tener una evaluacion de dicho pavimento, se ejecutaron un total de 4 caliacatas a lo largo del tramo de estudio ubicadas principalmenre en los sectores mas representativos a fin de evaluar la condicion mas desfavorable del suelo que sirve como sorporte al trafico actual. REQUISITOS PARA MATERIAL DE PAVIMENTO La solucion propuesta para la estructura del pavimento consiste en evaluar la base granualar de rodaura con tipo de acabado de superficie bituminoso, por tal motivo los materiales utilizados en su construccioj deberan satisfacer ciertos requerimientos fisicos – mecanicos que garanticen la bondad de su servivio durante el mayor periodo posible, es decir , buscando que la vida util sea igual que el periodo de diseño. En general, los materiales de granuarales que conformaran las capas del pavimento, sub base y base deberan tener las siguienets condiciones: 1. El tamaño maximo de agregado debe estar entre 11/2” y de 3/4” con el objeto de facilitar el mantenimiento, aumentar la resisitencia y la durabilidad de la capa, asi como para mejorar el rodamiento de los vehiculos, teniendo un maximo del 6% que retenga la malla 2” asi mismo debera pasar 40% como maximo la malla N°4 2. El porcentje pasante del tamiz N° 200 debe estar entre 0 y 5 % según sea el tamaño maximo del agregado, con la finalidad de reducir la permeabilidad de la cara y disminuir la infiltracion de agua de las capas inferiores. 3. Los finos en una capa granualr de rodadura con revestimiento deben poseer un indice de plasticidad entre 1% y 3%, asi como un mimite liquido entre 20 y 25 %. Los finos plasticos sirven como material cementante y ligante de la matriz granular, aumentando la durabilidad de la capa y reduciendo la perdida del material. 4. La capa del pavimento sub base estara constituido por gravas, mezcladas con la cantidad necesaria de finos locales para satisfacer la granulometria y plasticidad requeridas. Estas mezclas deberan experimentar valores de CBR mayores de 80% para ensayos de laboratorio en nuestras moleadas al 95% de la maxima densidad Proctor(AASHTO T-180) y dentro de un rango de contenido de optima humedad. 5. En cuanto a las condiciones constructivas de compactacion, la capa del pavimento debera tener una densidad de 100 % tanto en sub base y base de la densidad maxima según el ensayo proctor modificado(Norma AASHTO T-180-D) INGENIERIA DE CIMENTACIONES

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De las muestras obtenidas de campo, realizado los ensayos de laboratorio y de suelos en cada una de ellas. Despues de efectuar los analisis y calculos respectivos, estabalecemos las siguienetes conclusiones y recomendaciones. 

Luego de la evaluacion de campo, encontramos en el tramo Jiron y Pasaje existente presenta una infrastructura vial con grandes deficiencias y con bajas caracteristicas tecnicas, por lo que se puede considerar un relleno, copn grandes deficiencias.

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El indice plastico de los amteriales que se vam a emplear en pavimentacion de superficie cubierta debera de estar en el siguiente rango: 1 a 3%

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La buena calidad y permanencia de la obra deviene de que se efecturarun control de los parametros de calidad de los materiales antes y durante la ejecuacion de la obra; por lo que se debera de aplicar en forma estricita y adeacuada las tacnicas y procedimiento utilizado en Ingenieria para la explotacion de cantera, fundamentalmente tomando en consideracion su conformidad y su comporatmiento, que presenytan las mismas por su genesis.

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En base a lo mencionado anteriormente y bajo responsabilidad del jefe de obra queda el efectuar el control permanente de las caracteristicas fisico-mecanicas de los agregados en atencion a los volumenes explotados, factor unico y predominante en la Obra.

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Según los resultados obtenidos en el laboratorio de mecanica de suelos, en el tramo en estudio la mayor parte esta formado por arcillas y limos inorganicos de baja compacidad, de baja a mediana plasticidad, humedo, blando, de particulas muy finas, son capaces de sufrir fuertes asentamientos.

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Por lo que se recomienda hacer un mejoramiento de la sub rasante de 0.20 m. De espezor. El mejoramiento debera de ser con material granualar no plastico (hormigon).

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