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ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DECIMENTACIÓN (EMS)

INFORME TÉCNICO

PROYECTO

:

“AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE SANEAMIENTO BASICO INTEGRAL DEL CENTRO POBLADO DE PUCYURA – HABASPATA CUENCA DEL VILCABAMBA, DISTRITO DE VILCABAMBA – LA CONVENCION - CUSCO”

SOLICITADA : MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VILCABAMBA

UBICACIÓN

FECHA

:

   

CENTRO POBLADO DISTRITO : PROVINCIA : REGIÓN :

: PUCYURA-HABASPATA VILCABAMBA LA CONVENCION CUSCO

: SICUANI MARZO DEL 2017

TABLA DE CONTENIDOS

1

2

3

4

5

GENERALIDADES .......................................................................................................................... 2 1.1

Objetivos del Estudio. .............................................................................................................. 3

1.2

Ubicación del Terreno. ............................................................................................................ 3

1.3

Condiciones Climáticas y temperatura de la zona. ............................................................. 3

1.4

Características del Proyecto ................................................................................................... 4

1.5

Normatividad ............................................................................................................................. 5

GEOLOGÍA, GEOMORFOLOGÍA Y SISMICIDAD DEL ÁREA DE ESTUDIO ....................... 5 2.1

Geología .................................................................................................................................... 5

2.2

Geomorfología .......................................................................................................................... 5

2.3

Sismicidad ................................................................................................................................. 5

TRABAJOS DE CAMPO ................................................................................................................. 7 3.1

Exploración de Suelos ............................................................................................................. 8

3.2

Ensayos de Campo y Laboratorio ......................................................................................... 8

3.3

Perfil Estratigráfico y Clasificación de Suelos ...................................................................... 8

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN ................................................................................................. 9 4.1

Profundidad de la Cimentación ............................................................................................ 10

4.2

Tipo de Cimentación .............................................................................................................. 10

4.3

Determinación de la Capacidad de Carga Admisible ....................................................... 10

4.4

Predicción de Asentamientos ............................................................................................... 12

4.4.1

Asentamiento Elástico .................................................................................................. 13

4.4.2

Asentamiento Tolerable ................................................................................................ 13

DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DEL SUELO .............................................................. 14 5.1

6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................. 15 6.1

7

1

Obtención del Coeficiente de Balasto (KS) ........................................................................ 14

Conclusiones .......................................................................................................................... 15

ANEXOS .......................................................................................................................................... 18 7.1

Ensayos de Laboratorio ........................................................................................................ 18

7.2

Ubicación de las calicatas ..................................................................................................... 19

7.3

Fotografías .............................................................................................................................. 20

GENERALIDADES APV. ARTESANAL MZ B LOTE 12 JIRÓN 8 DE SETIEMBRE S/N SICUANI – CANCHIS – CUSCO CEL. MOVISTAR 984-666519 CLARO 984-377336

1.1

Objetivos del Estudio. El presente informe técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado para el proyecto en mención, por medio de trabajos de campo a través de pozos de exploración o calicatas “a cielo abierto”, ensayos de laboratorio estándar y especial a fin de obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y deformación. El programa seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:         

1.2

Reconocimiento del terreno Distribución y ejecución de calicatas. Toma de muestras disturbadas. Ejecución de ensayos de laboratorio. Ensayos especiales. Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio Perfil estratigráfico. Análisis de la cimentación. Conclusiones y recomendaciones

UBICACIÓN DEL TERRENO. El terreno para el proyecto. AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE SANEAMIENTO BASICO INTEGRAL DEL CENTRO POBLADO DE PUCYURA – HABASPATA CUENCA DEL VILCABAMBA, DISTRITO DE VILCABAMBA – LA CONVENCION - CUSCO, a una altura promedio de 2900 m.s.n.m.

C.P. DE PUCYURA – HABASPATA

1.3

CONDICIONES CLIMÁTICAS Y TEMPERATURA DE LA ZONA.

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Es un pueblo que se ubica en el sur del Perú. El clima predominante es llamado el clima de tundra. Incluso en el mes más caluroso del año las temperaturas son muy bajas. De acuerdo con Köppen y Geiger clima se clasifica como ET. La temperatura media anual en Vilcabamba se encuentra a 11 °C. La precipitación es de 572 mm al año

CLIMOGRAMA Fuente: climate-data.org

DIAGRAMA DE TEMPERATURA Fuente: climate-data.org

1.4

Características del Proyecto

APV. ARTESANAL MZ B LOTE 12 JIRÓN 8 DE SETIEMBRE S/N SICUANI – CANCHIS – CUSCO CEL. MOVISTAR 984-666519 CLARO 984-377336

El proyecto consta en la “Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Saneamiento Básico Integral del Centro Poblado de Pucyura – Habas pata Cuenca del Vilcabamba, Distrito de Vilcabamba – la Convención - Cusco. 1.5

Normatividad El presente informe está en concordancia con la Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones, Norma E-030 y el proyecto de actualización de norma E-50 de Diseño Sismo resistente del Reglamento Nacional de Edificaciones.

2

GEOLOGÍA, GEOMORFOLOGÍA Y SISMICIDAD DEL ÁREA DE ESTUDIO

2.1

Geología La geología corresponde a la zona de estudio se enmarca dentro de una columna estratigráfica predominante continental, que comprende unidades de desde el paleozoico inferior hasta el cuaternario en el cuadrángulo de Sicuani (carta geológica 29-S). Con una geología correspondiente al grupo Ambo, que aflora irregularmente a lo largo del Valle del Vilcanota, formando Colinas bajas con un relieve semejante al de las rocas del paleozoico inferior. Presenta la unidad geológica Ci-a areniscas cuarzosas con limonitas lutitas y materia orgánica, consiste de aglomerados en la base, luego conglomerados y areniscas intercaladas con esquistos y finalmente alternancias de areniscas y esquistos. Los conglomerados están constituidos por guijarros de cuarcitas blancas Bien redondeados. También se encuentran elementos gneis y granitos leucocratos testigos de una erosión pre-Ambo bastante constante

2.2

Geomorfología Río Vilcanota Define unidad geomorfológica especial que separa los dominios Noreste (puna montañosa y cordillera) y Suroeste (puna montañosa y altiplano con muchas depresiones).La zona de estudio corresponde a un dominio intermedio. Con una unidad geomorfológica Fa-Or que corresponde a una cadena montañosa de morfología abrupta originada por proceso andrógenos constituida por rocas intrusivas y sedimentarias.

2.3

Sismicidad De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva APV. ARTESANAL MZ B LOTE 12 JIRÓN 8 DE SETIEMBRE S/N SICUANI – CANCHIS – CUSCO CEL. MOVISTAR 984-666519 CLARO 984-377336

Norma Sismo Resistente (NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro de la Zona de Sismicidad II. De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones y la Norma Técnica de edificación E-030, Diseño Sismorresistente, se deberá tomar los siguientes valores para el análisis sísmico: (a) Factor de zona…………………………………………….…. Z = 0.3 (b) Condiciones Geotécnicas El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S2………….. S = 1.2 (c) Periodo de Vibración del suelo………………………….…Tp = 0.6seg. (d) Factor de Amplificación Sísmica (C) Se calculara en base a la expresión siguiente:

C  2.50 x

Tp T

 2.50

Para T = Periodo de Vibración de la Estructura = H/Ct (e) Categoría de la estructura ………………………………… A (f) Factor de Uso ……………………………………………… U = 1.5 (g) La fuerza horizontal o cortante basal, debido a la acción sísmica se determinara porla formula siguiente:

Para: V = Cortante Basal V=

Z∗U∗C∗S∗P R

Z = Factor de Zona U = Factor de Uso S = Factor de Ampliación del suelo C = Factor de Ampliación Sísmica R = coeficiente de Reducción P = Peso de la Edificación *, El área en estudio, corresponde a la zona 2, el factor de zona se interpreta como una aceleración máxima del terreno con una probabilidad

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de 10 % de ser excedida en 50 años.

MAPA DE INTENSIDADES MÁXIMAS

MAPA DE ZONIFICACION SÍSMICAS

3

TRABAJOS DE CAMPO

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3.1

Exploración de Suelos Con la finalidad de identificar los diferentes estratos de suelo y su composición. Se efectuó la excavación manual de 01 Calicata a cielo abierto, a la que se denominó como C-1, alcanzando una profundidad máxima de 1.70 m., No se encontró nivel freático (NAF). De las cuales se extrajo una muestra disturbada, las cuales fueron analizadas y clasificadas de acuerdo a las Normas ASTM. Cuadro N° 1 IDENTIFICACIÓN DE LAS CALICATAS

3.2

Calicata

Profundidad

Ubicación

C-1

1.70 mt.

RESERVORIO

Ensayos de Campo y Laboratorio Con las muestras obtenidas en el campo, se realizaron ensayos de acuerdo a las Normas Estándar de la American Society for Testing and Materials (ASTM) y las requeridas por la Norma Peruana E.050 Suelo y Cimentaciones. Los ensayos fueron ejecutados en el laboratorio de Mecánica de Suelos. A continuación se detallan los ensayos a los que fueron sometidas la muestra alterada tomada en el campo y laboratorio.  Calicatas ASTM D-420  Descripción visual – manual ASTM D 2488  Densidad natural ASTM D 1556  Obtención de muestras alteradas ASTM D 4220  Análisis granulométrico ASTM D-422  Contenido de Humedad ASTM D-2216  Limite Liquido ASTM D-4318  Limite Plástico ASTM D-4318  Clasificación de Suelos (SUCS) ASTM D-2487  Corte Directo (CD) MTC E 123-2000, ASTM –D3080 Los resultados de los ensayos de laboratorio se presentan en el informe adjunto al presente estudio.

3.3

Perfil Estratigráfico y Clasificación de Suelos

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La descripción de los materiales encontrados en la calicata efectuada, se presenta en el formato especial, “Registro de Excavaciones”, el formato presenta características del tipo de excavación utilizado, a cielo abierto (calicata), el número de muestra que corresponde para la misma calicata, una simbología que representa al material una breve descripción de lo observado en el campo y algunos resultados de laboratorio, si fuera necesario. La Clasificación de Suelos se realizó bajo los criterios del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Perfil estratigráfico de la calicata. PERFIL ESTRATIGRAFICO NORMA (ASTM D2488) C-01

PROF. (cm) -10

cm

-20

cm

-30

cm

-40

cm

-50

cm

-60

cm

-70

cm

-80

cm

-90

cm

-100

cm

-110

cm

-120

cm

-130

cm

-140

cm

-150

cm

-160

cm

-170

cm

-180

cm

-190

cm

-200

cm

-210

cm

-220

cm

-230

cm

-240

cm

-250

cm

MUESTRA

CARACTERISTICAS GEOTECNICAS

CLASIFIC. SUCS

De 0.00 a 0.40 m.

Pt

Material de relleno con turbas altamente organico y/o otros suelos

ML de 0.40 a 0.90 m. material conformado por limo inorganico de plasticidad baja o media

GP De 0.90 a 1.30 m. Material conformado por grava limosa

SC De 1.30 - 1.70 m Material compuesto con arena arcillosa, presenta una coloracion pardo claro, presenta un limite liquido 27.80 y indice de plasticidad 8.6. No se encontro la presencia de Nivel de Aguas Freaticas (N.A.F.) hasta la profundidad explorada.

Observaciones:

4

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

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MUESTRA

4.1

Profundidad de la Cimentación Basado en los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, registros estratigráficos, características de las estructuras a construir y esfuerzos que trasmitirá al suelo de fundación, para la estructura proyectada de reservorio, se recomienda cimentar a la profundidad mínima de Df=2.50m por debajo del nivel de piso terminado. NPT.

4.2

Tipo de Cimentación Por la naturaleza del tipo de suelo se recomienda una cimentación superficial que el Ingeniero estructural y/o el Arquitecto debe adecuarlos según su diseño y proyecto, ya sea con cimientos corridos, zapata aisladas, zapatas conectadas o losa de cimentación según corresponda y a la profundidad mínima indicada. Para este caso se recomienda el uso zapatas aisladas y cimentación corrida, puesto que se cuenta con muros portantes y pórticos de concreto armado.

4.3

Determinación de la Capacidad de Carga Admisible En el análisis y cálculo de capacidades de carga se ha tenido en consideración las características encontrados del suelo de fundación, se tomó como referencia los resultados de la calicata C-1, puesto que representa las condiciones más críticas para la estructura de cimentación. La capacidad de carga última se ha determinado en base a la fórmula de Terzaghi y Peck (1967) modificado por Vesic (1973) que incluye factores de corrección de forma. Además para el cumplimiento de la NTE E.050, los factores de seguridad frente a una falla por corte serán: FS = 3; aplicable para análisis estáticos. F = 2.5; aplicable para análisis dinámicos. PARÁMETROS DE RESISTENCIA DESCRIPCIÓN

C-1

Clasificación de suelo de fundación

SC

Angulo de fricción interna غ

23.50°

Cohesión (kg/cm²)

0.52

Densidad natural (tn/m²)

1.71

Densidad natural superficial (tn/m²)

1.84

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CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE PROYECTO

“MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DEL CENTRO DE SALUD BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL”

REGION :

FECHA : NOVIEMBRE 2011 RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES

PROVINCIA: DISTRITO: LUGAR:

LIMA

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE CIMENTACION CUADRADA "ANALISIS ESTATICO"

HUARAL HUARAL AV. CHANCAY N°285

CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO Tipo de Suelo GP GRAVA MAL GRADUADA

B=

DF

: 1.00 m (Profundidad)

CIMENTACION CALCULO CORRIDA DE CAPACIDAD PORTANTE 1.50 m

1.50 m b “MEJORAMIENTO PROYECTO REGION : LIMA Cohesión ……………………………………………………… = LA CAPACIDAD 0.00 Kg/cm2 RESOLUTIVA DEL CENTRO DE C DE Df = 2.50 SALUD BASEm HUARAL – RED DE SALUD HUARAL” Angulo de fricción …………………………………………. 31.9 º f = FECHA 2011 PROVINCIA: HUARAL 23.50 fDE  LA23.50 f :de NOVIEMBRE Peso unitario del suelo sobre el nivel fundación “MEJORAMIENTO CAPACIDAD ° RESOLUTIVA DEL CENTRO DE g = ° 1.74 g/cm3 PROYECTO

L=

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

s RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES

DISTRITO:

HUARAL

REGION :

– RED DE SALUD HUARAL” 1.83 g/cm3 SALUD cBASE g = Kg/cm² Peso unitario del suelo bajo el nivelcde=fundación 0.52 = HUARAL LUGAR: AV. CHANCAY N°285 0.52 Kg/cm² Df= 2.50 m. 3

LIMA

FECHA = : NOVIEMBRE 2011 Ancho de la cimentación ………………………………B 0.50 m g s= 1.74 g/cm PROVINCIA: HUARAL ADMISIBLE DEL SUELO g 1.71CAPACIDAD g/cm3 g  1.71 RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES DISTRITO: HUARAL g/cm3 L = 1.0 m D = C = 0.00 Kg/cm2 Largo de la cimentación …………………………… m f Tipo de Suelo LUGAR: AV. CHANCAY N°285 g s  1.84 g/cm3 Profundidad de la cimentación Df = 1.00 m f : 31.9 º m (Profundidad) GP ………………………… GRAVA MAL GRADUADA DF CAPACIDAD ADMISIBLE DEL1.00SUELO CIMENTACION Factor de seguridad ……………………………………….. FS = 2.50 FS = 3.00 Tipo de Suelo CIMENTACION CORRIDA “MEJORAMIENTO RESOLUTIVA DEL CENTRO DE PROYECTO REGION : LIMA DF CIMENTACION GPDE LA CAPACIDAD GRAVA MAL GRADUADA : 1.00 m (Profundidad) SALUD BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL” B = 0.5 m g = 1.83 g/cm3 1

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

FECHA q ult  CN N q S q  2011 gBN g S g C S C  gD:fNOVIEMBRE Cohesión ……………………………………………………… RESPONSABLE : ING. ANGEL 2E. CORONADO PERALES C = Angulo de fricción …………………………………………. f =

PROVINCIA:

0.00 Kg/cm2 31.9 º

HUARAL

CIMENTACION CORRIDA DISTRITO: HUARAL  Nq   B 

B=

LUGAR: AV. CHANCAY N°285 1.50 m

Pesodeunitario del suelo sobreyelforma: nivel de fundación = ADMISIBLE 1.74 g/cm CAPACIDAD  DEL  SUELO Calculando los factores capacidad de g s S C 1.84  Kg/cm2 Cohesión ……………………………………………………… Calculando los factores decarga capacidad de cargag sy forma: g/cm3 C  =  L 0.00 1.83 g/cm3  N g unitario el nivel de de fricción fundación =  º c Factores de capacidadPeso de carga Factores de forma  Tipo de Suelodel suelo bajo Angulo …………………………………………. 31.9 f = Ancho de ………………………………B = 1 0.50 m GPla cimentación GRAVA MAL DF g/cm3 Nq = 22.906509 Sqsuelo = sobre Peso GRADUADA unitario del el nivel de fundación B = 1.74 gs  Factores deLargo capacidad de carga Factores 1.0 Sq  1 Df =LEGENDA:  *mTgf de la cimentación …………………………… m 3 Nc = 35.194279 y Sc = L =de 1 forma 3

1.74 g/cm : 1.00 mg s=(Profundidad) C = 0.00 Kg/cm2 g  = 1.83 g/cm Peso unitario del suelo bajo el nivel de fundación L B = Ancho de la cimentación Profundidad de la cimentación ………………………… D = 1.00 m f  31.9 º Ng = 29.760983 Sg = CIMENTACION 1 f CORRIDA Ancho de la cimentación ………………………………B = 0.50 CIMENTACION m B de seguridad ……………………………………….. FS = 2.50L = Longitud Nq/Nc Nq = 0.65 = Factor 9.118676 Sq = 1.434812 de la cimentación   Df = 1.0 m Largo de la cimentación …………………………… S  1  0.L4 *=   m tan fNc  0.62 y Profundidad Sc = 1.488369 = 18.671676 DF =g Profundidad de1.00 de la cimentación ………………………… Df =  L  lamcimentación 2 CIMENTACION ……………………………………………………… B = 0.5 m g = 1.83 Ny = Cohesión 8.799451 Sy 0.600………………………………………..  AnguloFSde=fricción g/cm3 1 C 2 = 0.00fKg/cm de = seguridad 2.50 q ult …………………………………………. CN C SFactor gD gfB=N g S 31.9 Angulo de fricción Reemplazando en la formula se tiene: º qult =f N53.404 C  q S q Tn/m g Nq/Nc= 0.49 c = Cohesión 2 Peso unitario del suelo sobre el nivel de fundación g s = 1.74 g/cm3 Finalmente tan Ø = 0.43 g  Peso unit. del suelo sobre el nivel de fundacion B = 0.5 m 1 3 2 g Peso unitario del suelo bajo el nivel de fundación = Capacidad última de carga qult = q 5.34 Kg/cm  Nq   B  CN C S C  1.83 gDgSfg/cm gBNdel ult  q S q  unit. g Sgsuelo NPeso bajo el nivel de fundacion  Calculando los factores de capacidad de carga y forma: S     2 C N  L Ancho de la cimentación ………………………………B = 0.50 m g s= 1.74 g/cm3 2.50 Con: FS = Factores de capacidad de carga Factores de forma  c   FS = Factor de seguridad L 1.0 m D = C = 0.00 Kg/cm2 Largo de laSe cimentación …………………………… = m f tiene finalmente: Nq = 22.906509 Sq = 1  Nq   B  B 2= Profundidad de la cimentación ………………………… D 1.00 m f 31.9 Remplazando en el Nc aformula se tiene: q = Capacidad portante º Calculando los factores de capacidad de carga y forma: Capacidad admisible de carga = 2.14 f S  q Kg/cm S  1  * Tg f adm  CIMENTACION  C = 35.194279 y Sc = 1 q  N    L  L Factores de capacidad de carga Factores de forma    c Factor de seguridad ……………………………………….. FS = Sg 2.50 qult= 75.82 tn/m2 Ng = 29.760983 = 1 Nq = 22.906509 Sq = B Nq/Nc = 0.65  B1  Finalmente Sq  1    * Tg3 f Nc = 35.194279 y Sg  1Sc=0.4 *  1  tan f  0.62 B =L0.5 m g = L g/cm 1 1.83  1 Capacidad ultima de 7.582 Sg = q ultcarga  CN C S C qu= gD f Ng N q=S29.760983 gBN gkg/cm2 Sg q  Nq/Nc = 0.65 2 Se tiene finalmente: B 2 Reemplazando en la formula se tiene: qult = 53.404 Tn/m Sg  1  0 . 4 *   tan f  0.62 L Finalmente Con Fs= 3.00  Nq   B   2   Calculandoúltima los factores de capacidad de carga y forma: S C   Capacidad de carga 5.34 Kg/cm2 qult = Capacidad admisible de carga  Reemplazando en la formula se tiene: q = 53.404 ult c  L Factores de capacidad de carga  NTn/m = Factores 2.50 de forma Con: FS qadm= 2.53 kg/cm2 Finalmente Nq = 22.906509 Sq = 1 Se tiene finalmente: B 2 Capacidad última de carga   Kg/cm  * Tgf Nc = 35.194279 Sc = Kg/cm2 1 qult S=q  15.34 Capacidad admisible de carga 2.14 qyadm = 2.50 L  Con: FS =

Ng = 29.760983 Nq/Nc = 0.65 Capacidad admisible de carga tan f  0.62

Reemplazando en la formula se tiene: Finalmente Capacidad última de carga

Capacidad admisible de carga

Sg =

1

Se tiene finalmente:

qadmS=g

B  12.14  0Kg/cm .4 * 2  L

qult = 53.404 Tn/m2

qult = Con: FS = Se tiene finalmente: qadm =

5.34 Kg/cm2 2.50 2.14 Kg/cm2

APV. ARTESANAL MZ B LOTE 12 JIRÓN 8 DE SETIEMBRE S/N SICUANI – CANCHIS – CUSCO CEL. MOVISTAR 984-666519 CLARO 984-377336

3

 

g s= 1.74 g/cm3 C = 0.00 Kg/cm2 f  31.9 º

g = 1.83 g/cm3

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE PROYECTO

“MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DEL CENTRO DE SALUD BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL”

REGION :

LIMA

FECHA : NOVIEMBRE 2011 RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES

PROVINCIA: DISTRITO: LUGAR: CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

HUARAL HUARAL AV. CHANCAY N°285

CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO DINAMICO" CIMENTACION CUADRADA "ANALISIS Tipo de Suelo GP GRAVA MAL GRADUADA

B=

DF

: 1.00 m (Profundidad)

CIMENTACION CORRIDA 1.50 m

1.50 m Cohesión ……………………………………………………… 0.00 Kg/cm2 C = Df = 2.50 m Angulo de fricción …………………………………………. 31.9 º f = “MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DEL CENTRO DE PROYECTO Peso unitario del suelo sobre el nivelfde fundación 23.50 f  23.50 ° g = ° 1.74 g/cm3

L=

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE b CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE REGION : LIMA

SALUDs BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL”

1.83 g/cm3 g = Kg/cm² Peso unitario del suelo bajo el nivelcde fundación 2011 0.52 FECHA := NOVIEMBRE

HUARAL cDE = LA CAPACIDAD 0.52 Kg/cm² PROVINCIA: Df= 2.50 m. “MEJORAMIENTO RESOLUTIVA DEL CENTRO DE 3 PROYECTO REGION : Ancho de la cimentación ………………………………B = 0.50 m g s= 1.74 g/cm RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES DISTRITO: HUARAL g 1.71 g/cm3 SALUD BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL” g  1.71 g/cm3 2 LUGAR: AV. Kg/cm CHANCAY N°285 Df = 1.0 m C = 0.00 Largo de la cimentación …………………………… L = m FECHA : NOVIEMBRE 2011 PROVINCIA: gs  1.52 g/cm3 ADMISIBLE DEL SUELO Profundidad de la cimentación ………………………… D 1.00 m f  31.9 º f = CAPACIDAD RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES CIMENTACION

Tipo de SueloFs = Factor de seguridad ……………………………………….. FS = 2.50 2.50 GP GRAVA MAL GRADUADA

LIMA HUARAL HUARAL AV. CHANCAY N°285

DISTRITO: LUGAR:

CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE DF : 1.00 m (Profundidad) CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO

q ult 

CIMENTACION

B = 0.5 m Tipo g = 1.83 g/cm3 1 de Suelo “MEJORAMIENTO RESOLUTIVACORRIDA DEL CENTRO DE CIMENTACION PROYECTO REGION : LIMA DF CN gGP BDE N gLASCAPACIDAD C S C  gD f N q S q  g GRAVA MAL GRADUADA

: 1.00 m (Profundidad)

2 BASE HUARAL – RED DE SALUD HUARAL” SALUD

FECHA

: NOVIEMBRE 2011

PROVINCIA:

HUARAL

CIMENTACION CORRIDA N q  B

RESPONSABLE : ING. ANGEL E. CORONADO PERALES Cohesión ……………………………………………………… 0.00 Kg/cm C =     DISTRITO: HUARAL Calculando los factores de capacidad de carga y forma: S C   AV. CHANCAY N°285 de fricción …………………………………………. = 31.9 º N c   L  B= LUGAR: 1.50 m Factores de capacidadAngulo de carga Factores defforma  CAPACIDAD DEL SUELO Peso unitario del suelo sobre el nivel de fundación = ADMISIBLE 1.74 g/cm3 g 2 s Nq = 22.906509 = 1 gs  Cohesión ……………………………………………………… C Calculando los factores de capacidad de Sq carga g/cm3 B  = 0.00 Kg/cm 3 1.52 g y =forma: Peso el nivel de fricción fundación Sq  1   f  =* Tgf31.9 º Tipo unitario de Suelodel suelo bajo Angulo Nc = 35.194279 y de Sc =…………………………………………. 1 1.83 g/cm 3 L   Ancho de ………………………………B = 1 0.50 m GPla cimentación GRAVA MAL DF : 1.00 mg s=(Profundidad) 1.74 g/cm Ng = 29.760983 Sg suelo = sobre Peso GRADUADA unitario del el nivel de fundación g s = 1.74 g/cm3 2 L 1.0 m Factores de capacidad de carga Factores de forma LEGENDA: D = C = Largo de la cimentación …………………………… = m 0.00 Kg/cm Nq/Nc = 0.65  g/cm3 Peso unitario del suelo bajo el nivel de fundación f g =  B1.83 S=g Ancho CORRIDA 1  0de .4 *la cimentación  ………………………… Df = 1.00Bm f  31.9 º CIMENTACION tan f  0.62Profundidad de la cimentaciónAncho de la cimentación ………………………………B =  L0.50 m  CIMENTACION de seguridad ……………………………………….. FS = 2.50L = Longitud g = Factor 9.118676 1.434812 L de Df = 1.0 m LargoSq de = la cimentación …………………………… = la cimentación m 2 Reemplazando enqv la formula se tiene: qSc 53.404 Tn/m = 18.671676 y Profundidad DF = Profundidad lamcimentación ult == 1.488369 de la cimentación ………………………… Df = de 1.00 2 CIMENTACION Cohesión ……………………………………………………… Finalmente B = 0.5 m g = 1.83 g/cm3 1 C = 0.00fKg/cm Ny = 8.799451 Sy 0.600………………………………………..  AnguloFSde=fricción Factor de = seguridad 2.50 2

q ult …………………………………………. CN C S C q gD=f N q S5.34 gfB2=N g S 31.9 Angulo de fricción º q Kg/cm g Capacidad Nq/Nc= última de carga ult 0.49 c = Cohesión 2 Peso unitario del suelo sobre el nivel de fundación g s = 1.74 g/cm3 FS = 2.50 Con: B = 0.5 m tan Ø = 0.43 g  Peso unit. del suelo sobre el nivel de fundacion 3 1 Peso unitario del suelo bajo el nivel de fundación  Nq   B  q ult y forma: CNg C S= C  1.83 gD fg/cm gBNdel Se tiene finalmente: q S q  unit. g Sgsuelo NPeso 3  bajo Calculando factores de………………………………B capacidad de carga el nivel gde fundacion SC    Ancho de lalos cimentación 0.50gSm 2 = g/cm 2= 1.74  N  L s Capacidad admisible Factores de carga de capacidad de carga qadm = 2.14 Kg/cm Factores de forma c   FS = Factor de seguridad L 1.0 m Df = C = 0.00 Kg/cm2 Largo de la cimentación …………………………… = m Nq = 22.906509 Sq = 1  Nq   B  B Profundidad de la cimentación ………………………… Dde = 1.00 m carga Remplazando en el Nc aformula se tiene: q = Capacidad portante f capacidad Calculando los factores de y forma: S C f 31.9 º   Sq  1   CIMENTACION  * Tgf = 35.194279 y Sc = 1 L Factores de Factores  de forma  Nc   L  Factor de seguridad ……………………………………….. FScarga = Sg 2.50 qult=de capacidad75.82 tn/m2 Ng = 29.760983 = 1 Nq = 22.906509 Sq = 1 B Nq/Nc = 0.65 B Finalmente Sq  1    * Tg3 f Nc = 35.194279 y Sg  1Sc=0.4 *  1  tan f  0.62 B = 0.5 m g = 1.83 1 L g/cm L   Capacidad ultima de carga qu= 7.582 kg/cm2 Ng = 29.760983 Sg = 1 q ult  CN C S C  gD f N q S q  gBN g S g Nq/Nc = 0.65 2 Se tiene finalmente: B Reemplazando en la formula se tiene: qult = 53.404 Tn/m2 Sg  1  0 . 4 *   tan f  0.62 2.50 L Con Fs= Finalmente  Nq   B    Calculandoúltima los factores de capacidad de carga y forma: S C   Capacidad de carga 5.34 Kg/cm2 qult = Capacidad admisible de carga  2 Reemplazando en la formula se tiene: qult = 53.404 c  L Factores de capacidad de carga  NTn/m = Factores 2.50 de forma Con: FS qadm= 3.03 kg/cm2 Nq = 22.906509 Finalmente Sq = 1 Se tiene finalmente: B 2 Capacidad última de carga   Kg/cm qult S=q  15.34  * Tgf Nc = 35.194279 y Sc = 2 1 Capacidad admisible de carga 2.14 qadm = Kg/cm L 2.50  Con: FS =

Ng = 29.760983 Nq/Nc = 0.65 Capacidad admisible de carga tan f  0.62

Sg =

1

Se tiene finalmente:

 

B S  12.14  0Kg/cm .4 * 2  L

qadm =g

Cuadro de resumen: el resumen se muestra en el siguiente cuadro. Reemplazando en la formula se tiene: q = 53.404 Tn/m2 ult

Finalmente Capacidad última de carga

TIPO DE

= 5.34 Kg/cm CALICATAqultN° 01

2

2.50 Con: FS = Se tiene finalmente: DIMENSIONES (m) ANAL. CIMENTACION Capacidad admisible de carga 2.14 Kg/cm2 qadm =

CUADRADA VALORES A UTILIZAR

L B 1.50 1.50 CUADRADA

Df 2.50

ESTATICO (kg/cm²) 2.53 2.53

ANAL. DINAMICO (kg/cm²) 3.03 3.03

En los cuadros de resumen podemos apreciar los valores de capacidad portante, por ende brindamos libertad al ingeniero estructural seleccionar el tipo de cimentación en concordancia al proyecto. 4.4

Predicción de Asentamientos

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g s= 1.74 g/cm3 C = 0.00 Kg/cm2 f  31.9 º

g = 1.83 g/cm3

4.4.1 Asentamiento Elástico Para el análisis de cimentaciones tenemos los llamados Asentamientos Totales y los Asentamientos Diferenciales, de los cuales los asentamientos diferenciales son los que podrían comprometer la seguridad de la estructura si sobrepasa 2.50 cm (edificaciones), que es el asentamiento máximo para estructuras convencionales. El asentamiento de la cimentación se calculará en base a la teoría de la elasticidad (Lambe y Whitman, 1964). Se asume que el esfuerzo neto transmitido es uniforme en ambos casos. El asentamiento elástico inicial será: ASENTAM IENTO (Si) C-01 ASENTAMIENTO ASENTAMIENTO (S (Sii)) Presion admisible Presiónpor por carga carga admisible Presión por carga admisible Relación de Poisson Ralacion Poisson Relación de de Poisson MódulodedeElasticidad Elasticidad Modulo Módulo de Elasticidad Asentamiento permisible Asentamiento permisible Asentamiento Permisble Ancho de la cimentación Ancho cimentación Ancho dedelalacimentacion Factor de forma Factor forma Factor dedeforma

qadm == qadm qadm = umm= == EsEEss= == = S i Si(max) == S i(max) (max) B = BB= = If = IfIf= =

2 2.53 3.48kg/cm² 3.48 Kg/cm Kg/cm2 0.3 0.3 0.3 2 800 Kg/cm 2 425 800kg/cm² Kg/cm

2.5 cm 2.5 2.5cm cm 1.0 m 1.501.0mm 1.12 m/m 1.12m/m m/m 1.12

q B (1  m 22) SSi  q B (1  m ) IfIf i EEs s LL B II f  B f bbz z

Asentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento Asentamiento Presión por carga Presión por carga

S i = 0.004 m S i = 0.004 m 0.44mcm SiSSi= ==0.009 0.44 cm i Si = 0.909 cm qadm = 3.48 Kg/cm22 q = 3.48 Kg/cm adm

Presion por carga

qadm =

2.53 kg/cm²

Si = Si =

Si =

0.44 cm 0.44 cm

OK OK!!

0.91 cm

Ok,

Las propiedades elásticas del suelo de cimentación fueron asumidas a partir de tablas (Dr. Ing. Jorge e. Alva Hurtado) publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde irá desplantada la cimentación. Los cálculos de asentamiento se han realizado considerando cimentación rígida; se considera además que los esfuerzos transmitidos son iguales a la capacidad admisible de carga. Por tanto se tiene que: C-1 = 1.24 cm < 2.50 cm…………..OK 4.4.2 Asentamiento Tolerable El valor del asentamiento inmediato calculado debe comprobarse si es inferior a los valores límites tolerables. Según la Norma Técnica de Suelos y Cimentaciones E.050, establece que el asentamiento diferencial no debe ser mayor que el calculado para una distorsión (α) angular prefijada, de acuerdo al tipo de estructura, así como la naturaleza del terreno. Luego para el tipo de estructura proyectado, se espera una distorsión angular de: α = ∆ / L = 1/500 (Para estructuras que no se permiten grietas) Donde: ∆ = Asentamiento Tolerable en cm

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L = Distancia entre dos columnas extremas α = Distorsión angular Luego: L= 650 cm, entonces: El asentamiento Tolerable es: ∆ = 600/500 = 1.30 cm El asentamiento instantáneo a producirse es tolerable. 5 5.1

DETERMINACIÓN DE PAR ÁMETROS DEL SUELO Obtención del Coeficiente de Balasto (KS) Conocido también como el coeficiente de reacción de la subrasante, se determina en función a la prueba de compresión simple, sobre el terreno considerando una carga que se aplica mediante una plancha cuadrada de 30x30cm o circular de 30cm de diámetro. A grandes rasgos el modelo de interacción cimiento-terreno se ha de ajustar a la forma de distribuirse las presiones sobre el terreno. Si éstas se distribuyen de una manera lineal, como por ejemplo en cimentaciones rígidas, el cálculo debe llevarse a cabo mediante los métodos clásicos de cimentaciones con leyes de tensiones lineales. Debido al desconocimiento real de los valores del módulo de balasto, es necesario calcular con órdenes de magnitud. Para ello se hace un estudio de sensibilidad de la variable, es decir, analizamos los resultados del cálculo con dos valores de Ks distintos, para así ver cuánto influye esta variable. En caso de ser de gran influencia es recomendable hacer una comprobación inversa a partir del asiento, calculando el módulo Ks correspondiente al valor del asiento de la cimentación, estimados por los métodos clásicos de la geotecnia. Para el cálculo del coeficiente de balasto, el cual se supone el terreno como un conjunto infinito de muelles situados bajo la cimentación, la constante de deformación de cada muelle es Ks (módulo de balasto), valor obtenido del cociente entre la presión de contacto o de trabajo (q) y el desplazamiento, en nuestro caso (Si). Se realizó por el método clásico y también por la fórmula de Vesic, la cual se basa en las propiedades del terreno como son el módulo de elasticidad y el coeficiente de poisson. Para el primer caso: Ks= q / Si

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CALCULO DEL COEFICIENTE DE BALASTO (Ks) C-1 Carga de Trabajo Asentamiento resultante Coeficiente de Balasto

q = 25.27 Tn/m² Si = 0.009 m Ks = 2780 Tn/m³

Ks = q/Si

CALCULO DEL COEFICIENTE DE BALASTO (Ks) (Vesic) Relacion de Poisson

u =

Ancho de la Cimentacion

B=

0.3 1.50 m

Modulo de Elasticidad

Es =

4250 Tn/m²

Coeficiente de Balasto

Ks =

3114 Tn/m³

Ks=

Es B*(1-u²)

De los cuales se toma como resultado más conservador el obtenido por la fórmula de Vesic.

6 6.1

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones El presente estudio de mecánica de suelos y cimentaciones se ha elaborado, con APV. ARTESANAL MZ B LOTE 12 JIRÓN 8 DE SETIEMBRE S/N SICUANI – CANCHIS – CUSCO CEL. MOVISTAR 984-666519 CLARO 984-377336

fines de estimar la carga admisible a profundidades del nivel de cimentaciones del proyecto, “AMPLIACION Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE SANEAMIENTO BASICO INTEGRAL DEL CENTRO POBLADO DE PUCYURA – HABASPATA CUENCA DEL VILCABAMBA, DISTRITO DE VILCABAMBA – LA CONVENCION - CUSCO”. 

Se realizó 01 calicata a cielo abierto hasta una profundidad máxima de – 1.70 metros.



El presente estudio fue elaborado con la finalidad de evaluar el comportamiento mecánico de los Suelos de Cimentación para el proyecto en mención, el cual es exclusivamente para este fin.



Para el diseño de la cimentación del proyecto se deberá utilizar los siguientes parámetros: Nivel de cimentación y capacidad de carga:

CALICATA

ANGULO DE FRICCIÓN

COHESIÓN (kg/cm²)

PROFUNDIDAD (DF)

ANAL. ESTÁTICO (kg/cm²)

ANAL. DINÁMICO (kg/cm²)

C-1

23.50º

0.52

1.70

2.53

3.03

Asentamiento elástico: Asentamiento C-1 

Si= 0.91 cm.

Para la reacción del suelo y el análisis de cimentaciones por el método se tomara en consideración el valor del módulo de balasto: ks = 3114 tn/m³.



En caso de no encontrar el estrato firme se podrá utilizar una falsa zapata de concreto ciclópeo hasta llegar a dicho estrato, donde se transmitirá las cargas. En ningún caso se apoyarán en terreno orgánico o relleno.



De acuerdo al área sísmica donde se ubica la zona en estudio, existe la posibilidad de que ocurran los sismos de intensidades del orden V en la escala de Mercalli Modificada. Asimismo, la localidad se encuentra ubicada en la zona 2 de acuerdo al mapa de sismicidad.



Para la aplicación de las Normas de Diseño Sismo resistente del RNE, debe considerarse que el depósito de suelo donde estará ubicado el proyecto corresponde a un perfil tipo S2 suelos intermedio con periodo predominante Tp = 0.60s.



En caso que resulten grandes desplazamientos laterales como resultado del análisis estático - dinámico, se recomienda el uso de zapatas rígidas

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interconectadas con vigas de arriostre, con la finalidad de impedir los desplazamientos horizontales ocasionados por fuerzas sísmicas y empujes laterales en la estructuras. 

En la zona del proyecto no se presencia de Nivel de Aguas Freáticas (NAF), a la profundidad de cimentación con respecto a la superficie natural del terreno, si en el proceso constructivo se aprecia la presencia de Nivel de Aguas Freáticas, se recomienda diseñar un sistema de drenaje superficial (sangría) para poder evacuar el agua de posibles filtraciones y pueda facilitar el proceso constructivo de las cimentaciones y también afectar a las mismas una vez construidas.

NOTA:

Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe técnico son solo aplicables para el área estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros sectores u otros fines.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  Norma E-050, Suelos y Cimentaciones.  Norma E-030, Diseño Sismoresistente

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 Braja M. Das/ Principios de Ingeniería de Cimentaciones. 4 Edicción 1999  Jesus Ayuso M. Cimentaciones y estructuras de contención 2010  Rico – Castillo / La Ingeniería de Suelos, Vol 1 y 2. 1 edicion 1998  Peck/Hanson/ Thornburn: Ingeniería de Cimentaciones  Roy Whitlow / Fundamentos de Mecánica de Suelos. 1 edición 2000  Manuel Delgado Vargas / Ingeniería de Cimentaciones/ 2da edición 1999  Peter L. Berry / Mecánica de Suelos/ 1998  Juarez Badillo - Rico Rodriguez : Mecánica de Suelos, Tomos I,II.  Ing. Carlos Crespo : Mecánica de suelos y Cimentaciones  T. William Lambe / Robert V. Whitman. Primera Edición 1972.  Roberto Michelena / Mecánica de Suelos Aplicada. Primera Edición 1991  Alva Hurtado J.E., Meneses J. y Guzmán V. (1984), "Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú", V Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Tacna, Perú.  Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - ACI American Concrete Institute. Segunda Edición 1998.  Geotecnia para Ingenieros, Principios Básicos. Alberto J. Martinez Vargas / CONCYTEC 1990.

Las estructuras no trabajan como se

diseñan

sino

como

construyen.

7 7.1

ANEXOS Ensayos de Laboratorio

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se

7.2

Ubicación de las calicatas

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C-01

C.P. DE PUCYURA – HABASPATA

UBICACIÓN DE LA CALICATA FUENTE GOOGLE EARTH

7.3

Fotografías

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Fotografia 03.Notese el perfil estratigrafico de la calicata C-01 ubicado en el Anexo Hanchipacha, Comunidad Pampachiri

Fotografia 04. Vista panoramica de la calicata C-01.

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