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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MECÁNICA DE SUELOS II INFORME N.- 01 “DISEÑO DE CIMENTACION”

DOCENTE: Ing. Carmen Ortiz Salas

INTEGRANTES: Gabriela Barreda Mamani Melissa Maque Gutiérrez María Fernanda Vega Carita Liss Calderón Gonzalo FECHA: 03 de septiembre del 2013

TACNA – PERU

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INDICE 1. CAPITULO I 1.1. Introducción ........................................................................... 5 1.2. Objetivos

........................................................................... 6

1.3. Memoria descriptiva ............................................................ 7 2. CAPITULO II: ASPECTOS FISIOGEOGRAFICOS 2.1. Generalidades ..................................................................... 12 2.2. Clima y vegetación ............................................................ 14 2.3. Suelos

......................................................................... 16

2.4. Hidrografía ......................................................................... 17 2.5. Aspectos geológicos locales ............................................. 18 2.6. Sismicidad

......................................................................... 19

3. CAPITULO III: METODOLOGIA 3.1. Descripción Preliminar ......................................................... 23 3.2. Densidad In Situ .................................................................... 31 3.3. Contenido de Humedad ..................................................... 36 3.4. Propiedades Físicas ............................................................... 41 3.5. Análisis granulométrico ........................................................ 49 3.6. Límites de Atterberg .............................................................. 56 3.7. Clasificación de los suelos .................................................... 64 3.8. Densidad mínima ................................................................... 73 3.9. Compactación ...................................................................... 78 3.10. Esfuerzos

......................................................................... 87

3.11. DPL

......................................................................... 92

3.13. Resultados finales................................................................. 99 3.14. Esfuerzos totales del suelo ................................................ 102 3.15. Asentamientos ................................................................... 112

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4. ANEXOS: 4.1. Panel fotográfico ................................................................... 123 4.2. Plano de ubicación ............................................................... 143 4.3. Plano de localización y perimétrico ................................. 145 4.4. Plano topográfico .................................................................. 147 4.5. Perfil Longitudinal ................................................................... 149 4.6. Plano de distribución .............................................................. 151

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CAPITULO I

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INTRODUCCIÓN

Uno de los estudios más importantes en la Ingeniería Civil es el estudio de Mecánica de Suelos ya que nos permite identificar diferentes perfiles que se expanden a lo largo de la ciudad de Tacna. Cada uno de estos ensayos nos permite reconocer las propiedades mecánicas y físicas que cada tipo de suelo tiene. Al mismo estos conocimientos facilitarán el proceso de diseño y ejecución de obras civiles. El presente informe de Mecánica de Suelos II tiene como propósito reconocer los diferentes ensayos que se deben desarrollar para determinar las propiedades que actúan sobre cualquier tipo de estrato, esto es porque la masa de suelos es un material variable por lo que su estudio es muy amplio y hay pocos valores predeterminados. Además se desea llegar al dimensionamiento adecuado de las zapatas de cimentación para nuestra propuesta de edificación en el terreno. El desarrollo para la elaboración de este informe comienza con la identificación de la zona elegida (Distrito Coronel Pocollay), el planteamiento de la ubicación de las calicatas, la excavación correspondiente y la extracción de muestras (sacadas de cada estrato de cada calicata) que facilitarán la correcta elaboración de los ensayos de laboratorio. Estos resultados nos conducirán a la caracterización y descripción del suelo.

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1.2. OBJETIVOS

1.2.1. OBJETIVO GENERAL 

Identificar las propiedades mecánicas y físicas que caracterizan al tipo de suelo encontrado en nuestro terreno ubicado en el distrito de Pocollay, utilizando el análisis y métodos correspondientes.

1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Realizar la excavación de nuestras dos calicatas con el propósito de determinar las características de los estratos en cada una.



Desarrollar los ensayos de campo y laboratorio correspondientes de manera ordenada y siguiendo las normas respectivas.



Analizar los resultados obtenidos a fin que no quede duda que nuestro trabajo está bien desarrollado.



Determinar los esfuerzos ocasionados por las sobrecargas planteadas en nuestro plano de propuesta arquitectónica.



Hallar los asentamientos totales de nuestra edificación.

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1.3. MEMORIA DESCRIPTIVA

A) GENERALIDADES La presente memoria descriptiva se basa en el trabajo de campo de Mecánica de suelos II el cual trata de la excavación de 2 calicatas y el respectivo estudio de sus estratos. B) ANTECEDENTES La más antigua manifestación humana en Tacna, se remonta a 10 mil años A.C., lo que se ha comprobado por restos humanos hallados en una cueva cercana a Toquepala. Después de un largo vacío en el tiempo nos encontramos bruscamente con poblaciones asentadas en los valles y en las playas (periodo expansionista). Estas poblaciones tenían conocimiento avanzado de la agricultura, cerámica, ganadería, explotación de minerales, etc., y las relaciones entre el área de estudio (Valle de Pocollay) y el Altiplano, fueron intensas. Por su ubicación estratégica el Valle de Pocollay se convierte en un importante Centro de Apoyo al circuito comercial que une los Centros Mineros del Alto Perú (Potosí) y el puerto de la región (Arica). Durante la Independencia, 1857 creado el Departamento de Tacna resalta su consolidación productiva en frutas y vid (Tacna y/o Pocollay) además de la producción a lo largo de todo el Valle de Tacna; dicha producción sustenta el establecimiento del arriaje y el comercio a pesar de sus escasos recursos hídricos.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II El pueblo de Pocollay era un pintoresco lugar residencial de las importantes y visibles familias de la ciudad de Tacna en la época del Virreinato y en los primeros años de la República. Etimológica e históricamente el Vocablo originario Pocollay significa tierra de Pukos, ollas. C) UBICACIÓN El presente trabajo se encuentra ubicado: o Departamento: Tacna o

Provincia: Tacna

o

Distrito: Pocollay

o

Dirección: Av. Celestino Vargas #1491 Gráfico Nº 01 Ubicación Geográfica del Distrito de Pocollay

Plano a nivel nacional y regional

PERU

POCOLLAY

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Gráfico Nº 02 Ubicación Geográfica de la Av. Celestino Vargas # 1491

D)

PROPIETARIO o

E)

Gaby Sandy Carita Flores

DE LOS COLINDANTES o

Por el Frente: Con la Avenida Celestino Vargas

o

Por el Fondo: Con la Avenida Francisco De Zela

o

Por la izquierda: con el lote nº12

o

Por la derecha: con el lote nº 15

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Gráfico Nº 03 Ubicación Geográfica de la Av. Celestino Vargas # 1491

F)

DEL AREA Y PERIMETRO Área: 583.39 m2 Perímetro: 99.24ml

G)

DESCRIPCION DEL PROYECTO La excavación de las calicatas está dentro de un solo terreno o lote. El área de la calicata es de 4𝑚2 y de profundidad 2 m. El tiempo de elaboración de éstas es de 2 semanas.

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CAPÍTULO II ASPECTOS FISIOGEOGRÁFICOS

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2.1 GENERALIDADES

2.1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO Determinar las características y propiedades tanto físicas como químicas del suelo de la zona señalada. Además determinar su asentamiento. 2.1.2. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL DISTRITO DE POCOLLAY Por su ubicación (666.25 m.s.n.m.) y al estar en la parte alta de la ciudad de Tacna (5 kilómetros del Cercado) inicialmente fue denominado Alto Pocollay. El hecho de ser una tierra cálida, acogedora y estar rodeada de bellos paisajes fue carta de presentación para atraer la atención de los pobladores del Cercado de Tacna, tanto así que las autoridades del Concejo Provincial de Tacna no dudaron un instante en incentivar a todos los pobladores que estaban dispersos a unirse y dar origen a un pueblo. Pocollay se encuentra ubicado en las coordenadas 17°59′49″S 70°13′17″O. Según el INEI, Pocollay tiene una superficie total de 265,65 km². Este distrito se encuentra situado al centro de la Provincia de Tacna, en la zona central del departamento deTacna y en la parte sur del territorio peruano.Con una densidad de poblacional de 64.4 por Km2. Los límites del distrito se establecen de la siguiente manera: Noroeste: distrito de Ciudad

Norte: distrito de

Nueva

Calana y Distrito de Pachía

Noreste: distrito de Palca

Este: distrito de Tacna y Distrito de Coronel Gregorio Albarracín

Oeste: distrito de Tacna

Lanchipa

Suroeste Distrito de Coronel Gregorio Albarracín Lanchipa

Sur: distrito de Tacna

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Sureste: distrito de Tacna

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Gráfico Nº 04 Ubicación Geográfica del Distrito de Pocollay

POCOLLAY

Gráfico Nº 05 Imagen satelital del Distrito de Pocollay

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Cuadro Nº 01 Datos de la zona de ubicación DISTRITO

Pocollay

CAPITAL PROVINCIA

Pocollay Tacna

DEPARTAMENTO ALTURA

Tacna

POBLACIÓN CENSADA

17 113 habitantes

666.25 m.s.n.m.

2.2. CLIMA Y VEGETACIÓN

2.2.1

CLIMA El clima del Distrito de Pocollay corresponde al de la costa peruana por ser fluctuante con temperaturas altas en verano y frías en invierno, no diferenciándose claramente las estaciones de otoño y primavera, como es el caso de las regiones ubicadas en los trópicos. Según la clasificación de suelos el instituto Nacional de recursos nacionales y de acuerdo al mapa ecológico de Zonas de Vida, al distrito le corresponde Desierto Superárido Templado Cálido, en tanto que en la delimitación de las zonas geográficas se ubica en la zona Costa Baja, con presencia de Costa Media en el límite del distrito Pocollay.



TEMPERATURA La temperatura máxima promedio en la fecha de Julio del 2013 fue de 18°C durante el día presentando un cielo nublado parcial variando a cielo.



PRECIPITACION PLUVIAL En el mes de Julio del 2013, mes en el cual hemos realizado la excavación de nuestras calicatas se han presentado alrededor de 3 precipitaciones pluviales de baja cantidad, debido al cambio de clima.



HUMEDAD REALTIVA

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II La humedad relativa de la zona es de 76% en invierno. 

VIENTOS La dirección de los vientos es de Sur a Sur-oeste y generalmente alcanzan una velocidad entre 6 a 14 km/h.

DATOS GENERALES:  PRECIPITACIONES En la ciudad de Tacna las precipitaciones pluviales son mínimas e irregulares las cuales varían de año en año, es decir que una precipitación no es característico de la ciudad a diferencia de las demás provincias del departamento de Tacna (Tarata, Candarave), en donde una precipitación es algo característico de la zona principalmente en la estación de verano, manifestándose con lluvias torrenciales (granizo). En la ciudad existen pequeñas precipitaciones (lloviznas) que no son de gran inmensidad esto en la estación de invierno o termino de verano.  EVAPORACION En la ciudad las evaporaciones se dan principalmente en las estaciones de verano e invierno en las cuales los cambios de temperatura son bruscos. Como el calor intenso que hace las aguas del mar y de los ríos existentes en la zona se evaporen, lo cual genera bastante nubosidad y lluvias en las zonas altas del departamento de Tacna.  HUMEDAD RELATIVA o

Verano

: 55%

o

Invierno : 80%

(Fuente: SENAMHI – Tacna)

2.2.1. VEGETACION La Producción Agrícola ocupa un área de 650Hectáreas. El mayor espacio es ocupado por el cultivo de las hortalizas como papa, maíz, coliflor, lechuga,

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II repollo, zanahoria, etc. Existen frutales como la vid, damasco, ciruelas, higueras etc. En la producción pecuaria, se destina un área muy pequeña a la producción de alfalfa y la crianza del ganado vacuno y ovino que cuya población es muy poco. El distrito de Pocollay es considerado como el Valle Viejo de Tacna porque su territorio abarca más áreas verdes que son para el cultivo (60%) y el resto del territorio ha sido habilitado como zona urbana (40%). Cada parque o avenida está adornada con inmensos sardineles que hace que este distrito se siga manteniendo bello.

2.3. SUELOS El área de Pocollay se encuentra asentado en un suelo de tipo IV y en su entorno se encuentra una variedad de tipos de suelo I en el Parque Perú, hacia tipo IV Y V en Chorrillos. Tipo IV.Este tipo ofrece condiciones de cimentación de regular a malo, teniéndose capacidades portantes variables entre 1 a 1.5 kg/cm² en estado seco, en cuanto a su estratigrafía tenemos un primer estrato conformado por rellenos, arenas y anillos con alto contenido de sales, formando uno o varios estratos hasta una potencia de 0.50 m, y a continuación la toba volcánica con una potencia indeterminada.Las zonas del Cono Norte específicamente los sectores IV y V son las más críticas y propensas a sufrir los mayores daños ante un evento sísmico, siendo las zonas más peligrosas del distrito.El suelo del área de trabajo, de acuerdo a la profundidad de las calicatas (2m) se observa solo un estrato: Material arena limosa. 

En la primera calicata a -2.00m el suelo presenta un solo estrato de manera uniforme y sin variaciones.



En la segunda calicata a -0.30m se observaba u lente de 20cm de espesor de suelo consolidado, también llamado “Moro moro”.

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2.4. HIDROGRÁFIA

Tacna es la región más árida de todo el territorio peruano. Esta condición se ha visto agudizada en las últimas décadas debido a la frecuente presencia de sequías y al acelerado crecimiento poblacional de la ciudad de Tacna, así como a la dinámica de las actividades comerciales, mineras, energéticas, que entre otros factores han originado permanentes déficit en el abastecimiento de agua por la demanda creciente para uso multisectorial. El sistema hidráulico actual para el abastecimiento de agua a la ciudad y valle de Tacna, está constituido por los canales Uchusuma, Patapujo y la represa de Paucarani, que complementados con los aportes de la explotación de agua subterránea en la zona altiplánica de El Ayro, permiten cubrir parcialmente las necesidades de agua. El proyecto de utilización de las aguas del río Maure (Proyecto Vilavilani II) permitiría cubrir la futura demanda para uso poblacional y agrícola de la ciudad y valle de Tacna. La cuenca hidrográfica principal de Pocollay es el río Caplina cuyas nacientes se hallan encima de los 3,900 m.s.n.m. en la jurisdicción del Distrito de Palca en la Sierra, dispone de dos sistemas independientes de suministro de aguas superficiales: el Caplina y el Uchusuma, que gracias a la derivación de cuencas aledañas, sus aguas se

ven

incrementadas;

por

ejemplo,

la

derivación

del

río

Uchusuma.Las

características principales de la cuenca del río Caplina son: su extensión pequeña; régimen estacional de lluvias (escasas en invierno, que se incrementan regularmente en verano); las descargas irregulares de sus ríos (época de escorrentía con máximas en verano; y época de estiaje con mínimas en invierno). El río Caplina ha llegado a registrar en el período 1952-1972, una descarga récord máxima de 30 m3/seg. (Marzo) y una mínima de 0.36 m3/seg. (Noviembre), dado que los mayores caudales del río Caplina suceden en verano, que es el período de mayores y persistentes lluvias en la Sierra; entre Enero - Marzo acontece la crecida y el consiguiente colapso de la infraestructura de regadío, acarreando aniegos.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Gráfico Nº 06 Mapa Hidrográfico de Tacna

2.5. ASPECTOS GEOLÓGICOS LOCALES La geología de esta zona presenta materiales sedimentario-metamórficos e intrusivos, los cuales son producto de una transgresión marina que acumulo sedimentos calcáreos entre el Triásico Superior y el Jurásico Inferior a medio en lugares como el curso medio alto del Rio Caplina. Los materiales ígneos intrusivos son de los periodos comprendidos entre el jurásico y el Cretáceo, es decir, mucho antes del emplazamiento del batolito costanero. Ejemplos de estos materiales se hallan en el cerro Alto Grande – entre pampa ite y pampa platanillo - que sobrepasa los 1000m.s.n.m.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 2.5.1.GEOLOGIA DEL VALLE DE TACNA: Constituido por depósitos aluviales recientes que sirven de asiento a la ciudad de Tacna, presentan una deposición horizontal, con una inclinación hacia el suroeste y una interestratificación con potencias muy variadas. DESCRIPCION: 

HORIZONTES ARENOSOS.- constituidos por arenas de textura gruesa a fina ligeramente suelta, se extiende por todo el distrito de alto de la alianza, cuartel Gregorio Albarracín y en las partes del cerro de Para, P.J. Esperanza, etc.



HORIZONTES ARCILLOSOS.- Son de textura fina, compacta y friable en sus horizontes inferiores, presentan potencias que varían entre 1 a 9 mts. Subyacen a la grava arenosa en los asentamientos de la Urb. Villa panamericana, Urb Tacna, Urb. Caplina y en la mayor parte del centro de la ciudad.

 HORIZONTE GRAVA ARENOSO.- De textura gruesa con clastos redondos o sub redondeados, la potencia varia de 2 a 10 mts. Presentan una fuerte inter estratificación de arenas de grosor muy variado. Lo encontramos como base de los asentamientos de la Urb. Vigil, Miguel Grau, Leoncio Prado, Natividad, para chico, para grande, ciudad universitaria, etc.

2.6. SISMICIDAD

El ambiente sísmico de Tacna está relacionado con el proceso de subducción de las placas nazca y la Continental. Los sismos que ocurran en este ambiente se iniciarán alrededor de los 80km de profundidad. Además de estos sismos que están asociados con el proceso de subducción, existen sismos superficiales, asociados con las fallas superficiales,

posiblemente

activas, como

la

de Incapuquio

considerados como elementos activos más cercanos a Tacna.

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y

Chullibaya,

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Dentro de los registros Sísmicos que reporta la Estación de Tacna se encuentra el sismograma del 20 de marzo de1985 con una intensidad de IV a V, con una profundidad de 57 km., que pareciera estar relacionado con el proceso de subducción

pero

es

más

probable

que

esté

asociada

con

esta

falla.

Tacna tiene una historia sísmica que indica que se han producido terremotos de intensidades has el grado 9 en la escala de Mercalli modificada. En Arica y Arequipa han ocurrido terremotos de intensidades de hasta 10 grados. Sin embargo para ningún tacneño es desconocido que América latina, está identificada por los sismólogos como zona de alta sismicidad, donde los sismos liberan gran cantidad de energía con efectos catastróficos a la vida y el patrimonio de la sociedad; como el ocurrido en el terremoto del 23 de Junio del 2001, que causo mucha alarma y desesperación en la población tacneña. Los daños severos fueron en las viviendas ubicadas en los distritos de Ciudad Nueva y Alto de la Alianza formadas por arenas limosas (SM) y por material antropogénico o de relleno (R); ubicados en toda la extensión de dichos distritos. En esta zona se desarrolló grandes amplificaciones de ondas sísmicas y sus valores de potencial de colapso fueron elevados. En el CP la Natividad pese a que sus construcciones en su gran mayoría eran de adobe, no sufrieron mayores daños, debido que su suelo es de mejores características.

 SISMICIDAD HISTORICA De acuerdo a la distribución de las áreas de ruptura de la corteza terrestre asociadas al proceso de subducción de la placa tectónica de Nazca, en base al estudio de grandes terremotos ocurridos en la región Sur del Perú y Norte de Chile durante los siglos XIX y XX, la región de Arica y Tacna conforman una zona de silencio sísmico. Por estas consideraciones, en este sector de América del Sur, se espera la ocurrencia de un gran terremoto de magnitud superior a la del sismo del 23 de junio del 2001.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II  HISTORIAL SISMICO EN LA REGION TACNA

o

23/06/2001 – Intensidad 6 en Tacna, 7 En Moquegua y 6 en Arequipa

o

13/07/2005 – Intensidad 4 en Tacna

o

17/10/2005 – Intensidad 4 en Tacna

o

20/11/2006 – Intensidad 5 en Tacna, Ilo y Arequipa

o

06/05/2010 – Intensidad 6.5 en Tacna

o

18/01/2011 – Intensidad 4,5 en Tacna

o

06/03/2011 – Intensidad 6,2 en Tacna, Ilo y Moquegua

o

07/06/2011 – Intensidad 6 en Tacna

o

13/02/2012 – Intensidad 4,8 en Tacna

o

21/12/2012 – Intensidad 4,1 e Tacna

o

09/01/2013 – Intensidad 4,9 en Tacna

 GEOTECNIA DEL AREA DE ESTUDIO ZONIFICACION DE SUELOS SUPERFICIALES El Distrito de Pocollay se encuentra emplazado sobre depósitos aluviales, depósitos diluviales y depósitos de relleno o antropogénicos. Por su origen los depósitos aluviales tipo son transportados por un posible aluvión producido por la quebrada Caramolle, mientras que los depósitos diluviales son producidos por efecto de la gravedad.

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CAPITULO III METODOLOGIA

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3.1. DESCRIPCION PRELIMINAR A) EXPLORACIÓN Y PERFIL ESTRATIGRÁFICO OBJETIVOS 

Elaborar calicatas de dimensiones apropiadas que permitan el ingreso de una persona y el desarrollo del ensayo de densidad in situ.



Obtener un perfil estratigráfico identificando las características del suelo según los estratos y la profundidad.



Obtener muestras inalteradas de cada estrato para ensayos de contenido de humedad.



Obtener 50 kg de muestra representativa del suelo para otros ensayos.

NORMAS APLICABLES 

Perfil Estratigráfico: ASTM D 2488 (NTP 339.150)



Muestreo: ASTM D 4220 (NTP 339.151)

B) DESCRIPCIÓN Y CONSIDERACIONES DURANTE LA EXCAVACIÓN 

Implementos de Seguridad y Equipos Utilizados: Para la elaboración de calicatas es obligatorio contar con los implementos de seguridad y las herramientas apropiadas, con el fin de garantizar la máxima seguridad y disminuir riesgos durante la excavación y extracción de muestras.

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Cuadro Nº 02 Implementos de seguridad

CANTIDAD 04

DESCRIPCION Casco

04

Pares de guantes reforzados

04

Mascarilla

04

Gafas de protección

04

Chaleco de Seguridad

01

Botiquín de primeros auxilios

04

Pares de Zapatos de Seguridad

01

Cinta de seguridad Fuente: Elaboración Propia

Cuadro Nº 03 Herramientas utilizadas

CANTIDAD

DESCRIPCIÓN

03 ddDD

Pala

01

Pico

01

Barreta

01

Balde

01

Combo

04

Estacas de madera

Fuente: Elaboración Propia

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3.1.1. PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACION DE CALICATA 01 A) RECONOCIMIENTO DE CAMPO Conociendo previamente el lugar de trabajo, el día sábado 20 de Julio del presente año se delimitó el área a excavar con ayuda de la cinta métrica, con una pala y un pico posteriormente se inició con la elaboración de la primera calicata de 2.0 m de largo x 2.0 m de ancho x 2.0 m de profundidad. B) SECUENCIA DE EXCAVACION DE LA CALICATA: Primer día: viernes 20 de julio El trabajo se inició a las 05:00 horas y concluyó a las 10:30 horas. Se avanzó 1.20m de profundidad sin ninguna dificultad puesto que el terreno era trabajable. Había una capa de 10cm de espesor de relleno. Se hizo 2 escalones de 50cm de ancho y

30cm de alto, el suelo presentaba poca

humedad, compacidad media y un color anaranjadizo. Cuadro Nº 04 Actividades realizadas

ACTIVIDADES

OBSERVACIONES

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Trazo y planteo de

Se ubicó el lugar donde se



Estacas

la calicata

comenzaría a trabajar.



Combo



Pico



Pala

Suelo con compacidad media, Excavación de C-01

arena (ceniza volcánica), de color anaranjadizo. Capa de relleno de 10cm.

Avance: 

Se excavo hasta 1.20 m. de profundidad.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Segundo día: sábado 21 de julio Se comenzó a trabajar en la calicata a las 05:00 horas hasta finalizar a las 10:00 horas. Se avanzaron 80 cm más de profundidad, el estrato trabajado fue el mismo, sin cambios a simple vista en sus propiedades, la arena limosa poseía el mismo grado de compacidad y contenido de humedad. Se realizó un último escalón para el fácil acceso a éste. Cuadro Nº 05 Actividades realizadas

ACTIVIDADES

Excavación de C-01.

HERRAMIENTAS

OBSERVACIONES

UTILIZADAS

Se encontró arena.

 Pala

El terreno continúa presentando

 Pico

compacidad media y poca humedad.

 Barreta

Avance: 

Se finalizó la calicata hasta los 2.00m de profundidad.

Fuente: Elaboración Propia

3.1.2. PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACION DE CALICATA 2 A) RECONOCIMIENTO DE CAMPO Siendo el día 27 de julio del presente año, previamente seleccionado el lugar de exploración, con el uso de una cinta métrica se midió, con una pala y picota se procedió a la excavación de la segunda calicata de 2.0 m de largo x 2.0 m de ancho x 2.0 m de profundidad.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II C) SECUENCIA DE EXCAVACION DE LA CALICATA: Primer día: 27 de julio El primer día se comenzó a trabajar desde las 05:00 hrs y se terminó a la 12:00 hrs. En un primer momento se escavo en una parte del terreno pero no se podía excavar por la capa consolidada, así que cambiamos de lugar, y el problema persistía. Por segunda vez cambiamos de lugar y finalmente el terreno presento condiciones más favorables para la excavación. El terreno era arena (ceniza volcánica) de color anaranjadizo, con una capa de 20 cm de relleno. A los -40cm se encontré un lente o capa de suelo consolidado, llamado también “moro moro”, de unos 20cm de espesor.. Esto dificulto la excavación puesto que era difícil de penetrar. Se logró avanzar hasta 1m de profundidad. Cuadro Nº 07 Actividades realizadas

ACTIVIDADES

Trazo y planteo de la calicata

EQUIPOS Y

OBSERVACIONES

HERRAMIENTAS

Se ubicó el lugar donde



Estacas



Combo

media, arena y con un



Pico

lente de suelo



Pala

consolidado de 20cm de



Barreta

se

comenzaría

a

trabajar. Suelo con compacidad

Excavación de C-02

espesor Avance: 

Trazo de la calicata



Avance de 0.80 m en la excavación de la Calicata C-02

Fuente: Elaboración propia Página 27

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Segundo día: domingo 28 de julio Se inició el trabajo a las 05:30 hrs, logrando la culminación de éste a las 11:00 horas, el proceso fue dificultoso puesto que la capa consolidada se extendía a lo largo del terreno. Se trató de darle la forma adecuada a la calicata logrando solo poner un escalón de 50cm de ancho y 30cm de alto.

Cuadro Nº 08 Actividades realizadas

ACTIVIDADES

OBSERVACIONES

HERRAMIENTAS UTILIZADAS

Se encontró arena (ceniza Excavación de C-02.

volcánica) en toda la calicata, sin

 Pala

presencia de grava.

 Pico

La compacidad media y un bajo

 Barreta

contenido de humedad.

Avance: Se culminó la excavación hasta los 2.00 m de profundidad.

Fuente: Elaboración propia

Página 28

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II

3.1.4. EXTRACCION Y ROTULADO DE MUESTRAS 

Luego de excavadas las calicatas se procedió a hacer el registro de excavación,

indicando

las

características

resueltas

por

inspección

organoléptica del suelo encontrado. 

Se tomaron muestras del estrato del suelo (se considera estrato a partir de 30cm). Se colocaron las muestras en bolsas plásticas y se cerraron inmediatamente de forma que se minimice la pérdida de humedad.



Se procedió al rotulado de las bolsas conteniendo las muestras y su posterior traslado al laboratorio.



Se obtuvo una muestra representativa de 50 kg. de suelo en sacos depolipropileno que será usado para posteriores ensayos de laboratorio.

3.1.5. CONCLUSIONES 

Luego de la investigación del terreno, previa a la excavación se pudo determinar la trabajabilidad del terreno seleccionado, encontrando así la presencia de un estrato de arena limosa de 2.0 m. de profundidad.



Gracias a la excavación realizada en ambas calicatas pudimos descubrir el terreno en su forma natural y describirlo posteriormente.



La excavación, en ambos casos, trató de realizarse siguiendo todas las medidas de seguridad que se requirieron, sin darse ningún problema hasta su finalización.



Se descubrió que el material de relleno está presente en la zona, así que para una futura construcción deberá ser removido.



El suelo en el estrato presentaba un solo color y la única variante fue la presencia de una capa consolidad del mismo suelo (ceniza volcánica) en al calicata nº 02.

Página 29

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3.1.6. RECOMENDACIONES 

Antes de iniciar con la ubicación y excavación de las calicatas es recomendable conocer la geología del terreno, debido a que este es un aspecto importante para el estudio de suelos a realizarse posteriormente.



Se recomienda la realización de una gradería para facilitar el acceso a la calicata, así como una mejor visualización de los estratos y la toma de fotos.



Desechar los materiales a 60 cm del borde de la calicata, para evitar el desmoronamiento de este hacia la calicata.



Realizar una correcta señalización de la calicata y contar siempre con todos los implementos de seguridad.

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3.2. DETERMINACIÓN DE DENSIDAD IN SITU

Página 31

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3.2. DETERMINACIÓN DE DENSIDAD IN SITU 3.2.1. OBJETIVO GENERAL 

Determinar la densidad in situ de cada estrato obtenido en cada calicata.

3.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Conocer los métodos utilizados para determinar la densidad in situ en diferentes tipos de estratos.



Tener conocimiento teórico y práctico de los diferentes métodos a utilizar.

3.2.3. NORMA APLICABLE 

ASTM D-2216, AASHTO T-265

3.2.4. APLICACIONES 

Reconocer la densidad in situ es saber la cantidad de peso por unidad de volumen. Este valor tendremos que tenerlo en cuenta para la elaboración de diferentes proyectos en diferentes tipos de suelos.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Densidad In Situ Calicata Nº01 1

CALICATA N° 1 N°

CARACTERÍSTICAS

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso de la muestra húmeda + bolsa

gr.

1942

2

Peso de la bolsa

gr.

10

3

Peso de la muestra húmeda neta

gr.

1932

4

Peso de la arena + frasco

gr.

7640

5

Peso de la arena que queda en frasco

gr.

3474

6

Peso de la arena en el cono

gr.

1689

7

Peso de la arena en el hoyo

gr.

2477

8

Densidad de la arena

gr./cc.

1.48

9

Volumen del hoyo

cc.

1673.65

10

Densidad húmeda

gr./cc.

1.15

Fuente: Elaboración Propia

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Densidad In Situ Calicata Nº02 1

CALICATA N° 1 N°

CARACTERÍSTICAS

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso de la muestra húmeda + bolsa

gr.

1412

2

Peso de la bolsa

gr.

12

3

Peso de la muestra húmeda neta

gr.

1400

4

Peso de la arena + frasco

gr.

7801

5

Peso de la arena que queda en frasco

gr.

4262

6

Peso de la arena en el cono

gr.

1689

7

Peso de la arena en el hoyo

gr.

1850

8

Densidad de la arena

gr./cc.

1.48

9

Volumen del hoyo

cc.

1250

10

Densidad húmeda

gr./cc.

1.12

Fuente: Elaboración Propia

Página 34

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.2.7. CONCLUSIONES El valor de densidad que hemos obtenido nos dan a conocer el grado de



compactación del suelo sobre el cual hacemos el ensayo. Al encontrarnos con un solo estrato la densidad en cualquier punto no



varía notablemente. CALICATA N° 01 

La densidad in situ fue de 1.15 gr/cc. Material, ceniza volcánica.

CALICATA N° 02 

La densidad in situ fue de 1.12 gr/cc. Material ceniza volcánica.

3.2.7. RECOMENDACIONES 

Para realizar el ensayo de Densidad in situ, se recomienda tener mucho cuidado tanto en la extracción de las muestras como también en la manipulación de la arena, ya que cualquier pérdida de muestra, produciría errores considerables.



Para la realización de este ensayo, se recomienda usar la arena de Ottawa ya que su peso específico es conocido, en caso contrario de llegarse a usar otro tipo de arena, se debe conocer su respectivo peso especifico, ya que esto podría alterar los cálculos y por ende los resultados.



Al usar el cono de densidad, se debe dejar caer la arena por peso propio, ya que si existieran fuerzas externas, se podría producir los espacios vacios en el hoyo, dando resultados poco confiables.



Contar con todos los métodos de seguridad, tanto en la excavación de la calicata como también para la extracción de muestras de cada estrato.

Página 35

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3.3. DETERMINACIÓN DE CONTENIDO DE HUMEDAD

Página 36

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3.3. DETERMINACIÓN DE CONTENIDO DE HUMEDAD

3.3.1. OBJETIVO 

Determinar el contenido de humedad de los diferentes estratos de las calicatas Nº1 y Nº2, dicho resultado será expresado en (%) de la muestra seca.

3.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Aprender a calcular el contenido de humedad mediante las formulas dadas.



Evaluar las propiedades del suelo en base al contenido de humedad.

3.3.3. NORMA APLICABLE 

NTP 329.127 (ASTM 4220)

3.3.4. APLICACIONES El contenido de humedad natural nos permite conocer si en la zona donde se ha tomado las muestras es un suelo saturado o parcialmente saturado, a su vez no permite saber qué cantidad de agua contienen los diferentes estratos que posee el suelo estudiado. El conocimiento del contenido de humedad natural de un suelo es importante ya que permite definir el tratamiento para darle durante la construcción, y estimar su posible comportamiento, pues si el contenido de humedad natural del agua de un suelo está próximo al límite líquido (es contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como material plástico), es casi seguro que lo que se desea construir fallará.

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Contenido de Humedad Calicata Nº01 1

CALICATA Nº1

N°

DESCRIPCIÓN

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso del recipiente

gr.

74.8

2

Peso del recipiente + muestra húmeda

gr.

412.0

3

Peso del recipiente + muestra seca

gr.

408.4

4

Peso del agua

gr.

3.60

5

Peso de la muestra seca neta

gr

333.60

6

Contenido de Humedad

%

1.08

Fuente: Elaboración Propia

Página 38

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Contenido de Humedad Calicata Nº02 1

CALICATA Nº2

N°

DESCRIPCIÓN

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso del recipiente

gr.

61.90

2

Peso del recipiente + muestra húmeda

gr.

392.50

3

Peso del recipiente + muestra seca

gr.

386.10

4

Peso del agua

gr.

6.40

5

Peso de la muestra seca neta

gr

324.20

6

Contenido de Humedad

%

1.97

Fuente: Elaboración Propia

Página 39

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.3.8. CONCLUSIONES 

Al realizar el contenido de humedad nos permitió encontrar la cantidad de agua que contiene el suelo en su estado natural.



El resultado del ensayo puede variar según las condiciones de la muestra, debido a la exposición al sol, o a la lluvia. CALICATA Nº1 

El contenido de humedad es de 1.08 % en el estrato.

CALICATA Nº2 

El contenido de humedad es de 1.97 % en el estrato.

3.3.9.RECOMENDACIONES 

Para obtener datos más precisos referentes al ensayo se debe hacer uso de bolsas herméticas, o de lo contrario utilizar varias bolsas, para asegurar que no pierda sus propiedades.



No se debe utilizar agua durante la excavación, ya que esto podría afectar el ensayo de contenido de humedad.



El ensayo debe realizarse el mismo día que las muestras han sido extraídas, y deben conservarse en lugares protegidos para un resultado más exacto.



Se debe mantener las muestras un mínimo de 12 a 24 horas en el horno de secado, para resultados precisos.

Página 40

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3.4. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS

Página 41

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3.4. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS

3.4.1. OBJETIVOS Determinar las propiedades físicas del suelo en estudio mediante los diferentes



métodos de ensayo de laboratorio. Realizar los cálculos de relación de vacíos, porosidad, densidad, peso



específico, peso específico relativo, grado de saturación. Interpretar los resultados obtenidos en el laboratorio y en gabinete.



3.4.2. NORMAS APLICABLES 

NTP 400.022



ASTM C.128

3.4.3. APLICACIONES El peso específico de los sólidos nos ayuda saber el peso de un material por su unidad de volumen.

Página 42

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:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Peso Específico Calicata Nº01 1

CALICATA N° 01 N°

DESCRIPCION

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso de fiola

gr.

155.3

2

Peso de fiola + muestra seca

gr.

321.9

3

Peso de muestra seca

gr.

166.6

4

Peso de fiola + muestra seca + agua

gr.

747.2

5

Peso de fiola + agua

gr.

653.1

6

Volumen de la muestra

c.c.

72.5

7

Peso Específico

gr/c.c.

2.30

Fuente: Elaboración Propia

Página 43

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Peso Específico Calicata Nº01 1

CALICATA N° 01 N°

DESCRIPCION

UNIDAD

MUESTRA

1

Peso de fiola

gr.

223.9

2

Peso de fiola + muestra seca

gr.

402.4

3

Peso de muestra seca

gr.

178.5

4

Peso de fiola + muestra seca + agua

gr.

821.5

5

Peso de fiola + agua

gr.

721.8

6

Volumen de la muestra

c.c.

78.8

7

Peso Específico

gr/c.c.

2.27

Fuente: Elaboración Propia

Página 44

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Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Propiedades físicas Calicata Nº01 Y Calicata Nº02 1

PROPIEDADES FISICAS N°

DESCRIPCION

UNIDAD

CALICATA N°1

CALICATA N°2

%

1.08

1.97

1

Contenido de humedad

2

Peso específico de la masa

gr./cc

1.15

1.12

3

Peso específico de los sólidos

gr./cc

2.30

2.27

4

Peso de masa

gr

337.20

330.60

5

Peso de sólidos

gr

333.60

324.20

6

Peso del agua

gr

3.60

6.40

7

Volumen de masa

cc

293.22

295.18

8

Volumen de sólidos

cc

145.04

142.82

9

Volumen de agua

cc

3.60

6.40

10

Volumen de vacíos

cc

148.18

152.36

11

Relación de vacíos

-

1.02

1.07

12

Porosidad

%

50.54

51.62

%

2.43

4.20

13 Grado de saturación Fuente: Elaboración Propia

Página 45

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.4.4. CONCLUSIONES Peso específico de los sólidos Los ensayos dentro del terreno no siempre son iguales, debido a que



cada parte del terreno tiene propiedades distintas y que varían conforme aumenta la distancia entre uno y otro punto localizado para su análisis. El peso específico fue un ensayo realizado en el laboratorio, por medio



del empleo de fiolas y balanza de mano. Calicata n° 01 

Agregado fino La muestra presenta un peso específico de 2.30 gr./cc.

Calicata n°02 

Agregado fino La muestra presenta un peso específico de 2.27 gr./cc.

Relación de vacíos 

La relación de vacíos al que llamaremos “índice de poros” es el resultado de la relación entre el volumen de los espacios o huecos por unidad de volumen de los sólidos de la muestra.



En suelos no compactos, como nuestro caso las partículassólidas que lo constituyen tienen un bajo grado de acomodo y la capacidad de deformación bajo cargas será pequeña.



El término compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando más o menos vacíos entre ellas.

Página 46

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Calicata n° 01 

La muestra presenta una relación de vacíos de 1.02

Calicata n°02 

La muestra presenta una relación de vacíos de 1.07

Porosidad 

La porosidad nace como consecuencia de la textura y estructura del suelo, es decir su sistema de espacios vacíos o llamados también poros.



En el suelo los poros pueden distinguir en forma

macroscópica y

microscópica 

Los terrenos con suelo volcánico poseen abundantes macroporos, permitiendo un nivel alto de paso de agua, aunque para ello se requiera de un tiempo prolongado. Calicata n° 01 

La muestra presenta una porosidad de 50.54%

Calicata n°02 

La muestra presenta una porosidad de 51.62%

Grado de saturación 

Para nuestra muestra el grado de saturación es definido como la probabilidad de encontrar agua en los vacíos del suelo.



Aprendimos que físicamente en la naturaleza el grado de saturación es 0% Calicata n° 01 

La muestra presenta un grado de saturación es 2.43%

Calicata n°02 

La muestra presenta un grado de saturación es 4.20%

Página 47

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.4.5. RECOMENDACIONES 

Para realizar un ensayo de peso específico de los sólidos, separar siempre el agregado pasante por el Tamiz Nº 04 y el agregado retenido por éste mismo.



Usar correctamente las formulas tomando en consideración los parámetros de relación de vacíos, porosidad y grado de saturación, para evitar cualquier error en los cálculos de gabinete.

Página 48

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3.5. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Página 49

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3.5. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO 3.5.1. OBJETIVOS 

Determinar las proporciones relativas de las diferentes partículas que componen el suelo mediante el método de Análisis Granulométrico



Graficar la curva granulométrica y determinar si los datos obtenidos están acorde con los requerimientos y límites establecidos.



Determinar el coeficiente de uniformidad y el de curvatura a través de los estándares del D60, D30 y el D10.

3.5.2. NORMAS APLICABLES 

(ASTM D 422, AASHTO T 88).

3.5.3. APLICACIONES El análisis granulométrico es un ensayo por el cual determinamos las proporciones relativas de los diferentes tamaños de granos presentes, tomando muestras representativas en los estratos de una calicata. Existen diferentes métodos para trabajar, entre los cuales se encuentran la vía húmeda y la vía seca, el primero de mayor precisión y el segundo con menor demanda de tiempo. Los datos luego de obtenidos son procesador mediante cálculos de gabinete.

Página 50

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PROYECTO

:

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Análisis Granulométrico Calicata Nº01 1

TAMICES

ABERTURA

PESO

%RETENIDO

ASTM

mm

RETENIDO

PARCIAL

>3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1"

76.200 63.500 50.600 38.100 25.400

MUESTRA Peso antes del lavado

469.8 gr

3/4"

19.050

Peso después del lavado

305.5 gr

1/2"

12.700

3/8"

9.525

1/4"

6.350

No4 No8

10.10

2.15

4.760

18.90

2.380

19.30

No10

2.000

No16 No20

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

DESCRIPCION DE LA MUESTRA

D10 Cu D 30 Cc D 60 0.36

-

2.15

97.85

4.02

6.17

93.83

4.11

10.28

89.72

OBSERVACION

8.00

1.70

11.98

88.02

Clasificación SUCS : SP

1.190

30.10

6.41

18.39

81.61

0.840

24.70

5.26

23.65

76.35

No30

0.590

30.10

6.41

30.06

69.94

No40

0.420

29.80

6.34

36.40

63.60

No 50

0.300

31.90

6.79

43.19

56.81

No60

0.250

13.00

2.77

45.96

54.04

No80

0.180

26.00

5.53

51.49

48.51

No100

0.149

14.50

3.09

54.58

45.42

0.074

No200

41.10

8.75

63.32

36.68

BASE

172.3

36.68

100.00

0.00

TOTAL

469.0

Página 51

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Análisis Granulométrico Calicata Nº01 1

8 10

16

20

30

40

0.420

1/4" N4

0.590

1/2" 3/8"

0.840

1" 3/4"

1.190

3"21/2"2" 11/2"

2.380 2.000

CURVA GRANULOMETRICA MALLAS U.S. STANDARD 50 60

80100

200

100 80 70 CURVA GRANULOMETRICA

60 50 40 30 20

TAMAÑO DEL GRANO EN mm (Escala Logaritmica)

Página 52

0.01

0.074

0.10

0.149

0.180

0.250

0.300

1.00

4.760

6.350

10.00 9.525

12.700

19.050

25.400

38.100

50.600

63.500

0

100.00

10 76.200

% QUE PASA EN PESO

90

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Análisis Granulométrico Calicata Nº02 1

TAMICES

ABERTURA

PESO

%RETENIDO

ASTM

mm

RETENIDO

PARCIAL

>3"

76.200

2 1/2"

63.500

2"

50.600

1 1/2"

38.100

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

DESCRIPCION DE LA MUESTRA

MUESTRA

1"

25.400

Peso antes del lavado

317.4 gr

3/4"

19.050

Peso después del lavado

240.6 gr

1/2"

12.700

3/8"

9.525

1/4"

6.350

No4

10.70

3.37

3.37

96.63

4.760

6.60

2.08

5.45

94.55

No8

2.380

9.90

3.12

8.57

91.43

OBSERVACION

No10

2.000

4.00

1.26

9.83

90.17

Clasificación SUCS: SP

No16

1.190

20.40

6.43

16.26

83.74

No20

0.840

18.90

5.95

22.21

77.79

No30

0.590

25.90

8.16

30.37

69.63

No40

0.420

21.80

6.87

37.24

62.76

No 50

0.300

24.80

7.81

45.05

54.95

No60

0.250

11.40

3.59

48.65

51.35

No80

0.180

20.80

6.55

55.20

44.80

No100

0.149

11.20

3.53

58.73

41.27

0.074

No200

39.90

12.57

71.30

28.70

BASE

91.10

28.70

100.00

0.00

TOTAL

317.40

Página 53

D10 D 30 0.08 D 60 0.40

Cu Cc -

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Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Análisis Granulométrico Calicata Nº02 1

CURVA GRANULOMETRICA MALLAS U.S. STANDARD 3"21/2"2" 11/2"

1" 3/4"

1/2" 3/8"

1/4" N4

8 10

16

20

30

40

50 60

80100

200

100 CURVA GRANULOMETRICA

80 70 60 50 40 30 20

TAMAÑO DEL GRANO EN mm (Escala Logaritmica)

Página 54

0.01

0.074

0.10

0.149

0.180

0.250

0.300

0.420

0.590

1.00

0.840

1.190

2.380 2.000

4.760

6.350

10.00 9.525

12.700

19.050

25.400

38.100

50.600

63.500

0

100.00

10 76.200

% QUE PASA EN PESO

90

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.5.6. CONCLUSIONES El estudio granulométrico nos permitió determinar la forma y diámetro de cada



partícula perteneciente a cada estrato de nuestras calicatas. En ambas calicatas no presenta coeficiente de uniformidad y coeficiente de



curvatura. Pudimos notar que el porcentaje que pasa la malla Nº200 no es mayor al 50%



de la muestra antes del lavado, lo que indica que nuestro suelo es grueso. 

Dado que más del 50% pasa la malla Nº4, entonces se trata de grava.



Gracias a los datos obtenidos determinamos que el suelo de ambas calicatas está compuesto por grava mal gradada. Logramos obtener un moderado valor en porcentaje de pérdidas, cuyos



porcentajes son errores permitidos para este ensayo. 3.5.7 

RECOMENDACIONES Cuartear siempre las muestras de cada estrato para tener así una muestra representativa.



El proceso de lavado de la muestra debe realizarse con cuidado para evitar pérdida de material y ocurrencia de errores futuros en los cálculos de gabinete.



Verificar el peso después del secado del material fino para saber el valor real del material limoso que se perdió durante el lavado.



En el proceso de tamizado de las mallas más finas, se recomienda agitar en forma manual con movimientos horizontales y verticales combinados, golpeando por los costados con la palma de la mano en forma alternada.



Realizar un adecuado uso de los tamices para evitar alteraciones de datos.

Página 55

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3.6. LIMITES DE ATTERBERG

Página 56

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3.6. LIMITES DE ATTERBERG

3.6.1. OBJETIVOS 

Determinar el límite líquido y el límite plástico de los suelos de ambas calicatas.



Determinar el índice de plasticidad existente en el área de estudio realizada, y a partir de estos resultados poder seguidamente conocer la clasificación que le corresponde a nuestro suelo.

3.6.2. MARCO TEÓRICO Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla por ejemplo al agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido. El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varia de un suelo a otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual es suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad). Los límites de Atterberg son propiedades de índices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo. Se nombra solo los 2 límites más usados o importantes para el estudio de suelos que a continuación se detallan y son los siguientes:

Página 57

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Limite Plástico (LP): se define como el cambio entre el estado no plástico y el estado plástico. Esta mínima cantidad de humedad con la cual es suelo pasa a la condición de plasticidad. Limite líquido (LL): se define como el cambio del estado plástico al estado líquido. El límite líquido es el mayor contenido de humedad que puede tener un suelo sin pasar del estado plástico al estado líquido.

SÓLIDO  SEMI SÓLIDO  PLÁSITCO  LÍQUIDO 0%

100 %

3.6.3. LÍMITE LÍQUIDO Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como material plástico. 3.6.3.1 NORMATIVIDAD 

3.6.4

(ASTM D 4318, AASHTO T 89).

LÍMITE PLÁSTICO Es el contenido de agua del material en el límite inferior de su estado plástico

3.6.4.1 NORMATIVIDAD 

(ASTM D 4318, AASHTO T 89).

Página 58

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Límite Líquido y Limite Plástico Calicata Nº01

LIMITE LIQUIDO N° de ensayos N° de golpes N° de tara Peso del suelo húmedo + tara Peso del suelo seco + tara Peso de la tara Peso del agua Peso del suelo seco Contenido de humedad

gr. gr. gr. gr. gr. %

Fuente: Elaboración propia

Página 59

01 15 T-1 18,20 17,70 13,70 0,50 4,00 12.50

02 13 T-2 27,20 26,10 19,60 1,10 6,50 16.92

03 7 T-3 15,20 14,00 7,70 1,20 6,30 19.05

04 4 T-4 23,00 21,60 14,65 1,40 6,95 20.14

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

35.0 33.0 31.0 29.0 27.0 25.0 23.0 21.0 19.0 17.0 15.0 1 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Límite Líquido y Limite Plástico Calicata Nº01

y = -5.939ln(x) + 30.46

10

NUMERO DE GOLPES

CONSTANTES FISICAS DE LA MUESTRA Limite liquido % 17.15 Limite plástico % N.P Índice de % plasticidad

Página 60

100

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Límite Líquido y Límite Plástico Calicata Nº02

LIMITE LIQUIDO N° de ensayos

01

02

03

04

N° de golpes

13

8

5

3

N° de tara

T-1

T-2

T-3

T-4

Peso del suelo húmedo + tara

gr. 15.05 26.30 29.50 31.60

Peso del suelo seco + tara

gr. 13.85 24.70 28.10 29.40

Peso de la tara

gr. 7.60

17.00 21.80 21.50

Peso del agua

gr. 1.20

1.60

1.40

2.20

Peso del suelo seco

gr. 6.25

7.70

6.30

7.90

Contenido de humedad Fuente: Elaboración propia.

% 19.20 20.78 22.22 27.85

Página 61

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

35.0 33.0 31.0 29.0 27.0 25.0 23.0 21.0 19.0 17.0 15.0 1 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Límite Líquido y Límite Plástico Calicata Nº02

y = -5.656ln(x) + 32.908 10

NUMERO DE GOLPES

CONSTANTES FISICAS DE LA MUESTRA Limite liquido % 22.51 Limite plástico % N.P Índice de % plasticidad Página 62

100

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.6.4. CONCLUSIONES 

En la Calicata 01 no se pudo llegar a los 25 golpes al elaborar el ensayo de límite líquido, puesto que utilizamos la gráfica para poder hallarlo; haciendo el cálculo respectivo nos salió un límite líquido de 17.15 %. Sin embargo no presenta límite plástico, por ende al realizar el ensayo no se pudo formar los rollos de 3mm de diámetro.Por consecuente no presenta Índice de plasticidad.



En la Calicata 02 tampoco no se pudo llegar a los 25 golpes al elaborar el ensayo de límite líquido, puesto que utilizamos la gráfica para poder hallarlo; haciendo el cálculo respectivo nos salió un límite líquido de 22.51 %. Sin embargo no presenta límite plástico, puesto que a la hora de realizar el ensayo no se pudo formar los rollos de 3mm de diámetro. Por consecuente no presenta Índice de plasticidad.

3.6.5. RECOMENDACIONES 

Se debe tamizar la muestra a analizar por el tamiz N°40, lo suficiente para realizar varios ensayos. Es importante que las muestras seleccionadas para los límites sean representativas en forma homogénea.



Es importante calibrar la cuchara Casagrande a 1cm de altura, y verificar que esto se cumpla a lo largo del ensayo, para evitar errores futuros.



Realizar el límite plástico de forma paralela al límite líquido, para aprovechar las muestras del suelo.

Página 63

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3.7. CLASIFICACION DE LOS SUELOS

Página 64

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3.7. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

3.7.1.

OBJETIVOS



Determinar las características físicas mecánicas de los suelos.



Definir el perfil estratigráfico de la zona de estudio.



De acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (ASTMD-2487-69) establecer el tipo de suelo de cada calicata en estudio.

3.7.2.

MARCO TEORICO Dada la complejidad y prácticamente la infinita variedad con que los suelos se presentan en la naturaleza era necesario realizar diversos estudios para encontrar un sistema de clasificación de los suelos para que satisfaga los distintos campos de aplicación de la Mecánica de Suelos, dentro de estos estudios destaca los efectuados por el doctor A. Casagrande. Inicialmente se tenía el Sistema de Clasificación de Aeropuertos, llamado así porque estaba orientado para uso en aquel tipo de obras, este sistema fue ligeramente

modificado

para

construir

el

“Sistema

Unificado

Clasificación de Suelos”, el cual es ampliamente usado en la actualidad.

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

SUELOS DE GRANO GRUESO

SUELOS DE GRANO FINO

El material que se considera suelo grueso si se retiene más del 50%, en el tamiz Nº 200 La muestra se considera suelo fino si pasa más del 50% el tamiz Nº 200 según las normatividad.

Gravas

Si más del 50% del suelo grueso queda retenido en el tamiz Nº 4

Arenas

Si más del 50% del suelo fino pasa el tamiz Nº 4

Arcillas

Si el índice plástico es mayor que 7%

Limos

Si el índice plástico es menor que 4%

Página 65

de

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II SUELOS DE GRANO FINO

Suelos de Grano Fino Arcilla

Limo

Orgánico

C

M

O

ML

OL

Prefijos Baja Plasticidad (LL < 50%)

CL

H

Alta Plasticidad (LL > 50%)

CH

Sufijos

L

MH

OH

SUELOS DE GRANO GRUESO

Suelos de Grano Grueso Grava G

Dependiendo del Cu y Cc Dependiendo del LL y IP

Sufijos

Prefijos Mal graduado

GP

P W

Bien graduado

Arena S SP

GW

SW

M

Limoso

GM

SM

C

Arcilloso

GC

SC

Fracción Gruesa (FG)= 100% menos lo que pasa el tamiz No. 200.

Página 66

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 

Para que el suelo sea una grava debe cumplirse lo siguiente: Retiene el tamiz No. 4 > ½ FG Retiene el tamiz No. 4: 100 menos lo que pasa el tamiz No. 4



Para que el suelo sea una arena debe cumplirse lo siguiente: Retiene el tamiz No. 4 < ½ FG



Las gravas con 5 a 12% de finos requieren el uso de símbolos dobles: GWGM grava bien graduada con limo; GW-GC grava bien graduada con arcilla; GP-GM grava mal graduada con limo; GP-GC grava mal graduada con arcilla.



Las arenas con 5 a 12% de finos requieren el uso de símbolos dobles: SW-SM arenas bien graduada con limo; SW-SC arenas bien graduada con arcilla; SP-SM arena mal graduada con limo; SP-SC arena mal graduada con arcilla.

Cu = D60/D10 Cc = D30²/D60*D10. Cu: Coeficiente de uniformidad. Cc: Coeficiente de curvatura. 

Si los límites de Atterberg se sitúan en el área sombreada de la carta de plasticidad, el suelo es una arcilla limosa CL-ML.



Si el suelo contiene ≥ 15% de arena, añada “con arena” al nombre del grupo.



Si el suelo contiene ≥ 15% de grava añada “con grava” al nombre del grupo.



Si el suelo contiene 15 a 29% mayos de la malla No. 200 añada “con arena” o “con grava”, el que sea predominante.



Si el suelo contiene ≥ 30% mayor de la malla No. 200, predominantemente arena, añada “arenoso” al nombre del grupo.



Si el suelo contiene ≥ 30% mayor de la malla No. 200, predominantemente grava, añada “gravoso” al nombre del grupo.

Página 67

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GRUPO GW GP GM GC SW SP SM SC

NOMBRES TIPICOS DEL MATERIAL Grava bien graduadas, mezclas gravosas, poco o ningún fino Grava mal graduadas, mezclas grava – arena, poco o ningún fino. Grava limosa, mezclas grava, arena, limo. Grava arcillosa, mezclas grava – arena arcillosas. Arena bien graduada. Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino Arenas limosas, mezclas arena – limo. Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla.

ML

Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas.

CL

Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa)

OL MH

CH OH Pt

Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos (ambiente marino, naturaleza orgánica silíceo), suelos elásticos. Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas. Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos. Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos.

Página 68

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SIMBOLOGÍA DE SUELOS (REFERENCIAL) DIVISIONES MAYORES

SUELOS GRANULARES

GRAVAS Y SUELOS GRAVOSOS

SUELOS FINOS

ARENAS Y SUELOS ARENOSOS

LIMOS Y ARCILLAS (LL50)

DESCRIPCIÓN

LIMO INORGÁNICO DE ALTA PLASTICIDAD

MH

ARCILLA INORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD TURBAS Y OTROS SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS

CH OH

SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS

Página 69

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.7.3.

NORMATIVIDAD Una vez obtenida la clasificación del suelo

de acuerdo con el sistema

Unificado de clasificación de suelos, la representación gráfica y simbólica de los estratos en el perfil estratigráfico deberá de realizarse de acuerdo con la Norma E.050 del Reglamento Nacional de Edificaciones, el cual establece los diferentes tipos de suelos. 3.7.4.

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS (SUCS) CALICATA Nº1 % Pasante malla N° 200

36.68%

% Retenido malla Nº 200 % Pasante malla N° 4 % Retenido malla Nº 4 Coeficiente de Curvatura Coeficiente de Uniformidad

63.32% 93.83% 6.17% -

Límite Líquido

17.15%

Limite Plástico

N.P

Índice de Plasticidad

N.P

D10

-

D30

-

D60

0.36

Clasificación por granulometría SUCS

SP

CALICATA Nº2 % Pasante malla N° 200

28.70%

% Retenido malla Nº 200 % Pasante malla N° 4 % Retenido malla Nº 4 Coeficiente de Curvatura Coeficiente de Uniformidad

71.30% 94.55% 5.45% -

Límite Líquido

22.51%

Limite Plástico

N.P

Índice de Plasticidad

N.P

D10

-

D30

0.08

D60

0.40

Clasificación por granulometría SUCS Página 70

SP

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Perfil estratigráfico

Página 71

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Perfil estratigráfico

Página 72

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3.8. DENSIDAD MÍNIMA

Página 73

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3.8. DENSIDAD MÍNIMA

3.8.1 OBJETIVOS 

Determinar el valor de la densidad mínima del suelo a partir de la muestra extraída de la zona de estudio.



Conocer los métodos comúnmente utilizados para determinar la densidad mínima.



Tener conocimiento teórico y práctico de este ensayo.

Página 74

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Densidad Mínima Calicata 1

DENSIDAD MÍNIMA Nº

DESCRIPCIÓN

UNIDADES

1

2

3

1

Peso del molde más muestra

gr

9592

9510

9569

2

Peso del molde

gr

6653

6653

6653

3

Volumen del molde

cc

3115.64

3115.64

3115.64

4

Densidad Mínima

gr/cc

0.94

0.92

0.94

5

Promedio de Densidad Mínima

gr/cc

Página 75

0.93

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS MUESTRAS

: : : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Densidad Mínima Calicata 2

DENSIDAD MÍNIMA Nº

DESCRIPCIÓN

UNIDADES

1

2

3

1

Peso del molde más muestra

gr

9413

9357

9339

2

Peso del molde

gr

6780

6780

6780

3

Volumen del molde

cc

3156.77

3156.77

3156.77

4

Densidad Mínima

gr/cc

0.83

0.82

0.81

5

Promedio de Densidad Mínima

gr/cc

Página 76

0.82

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.8.1

CONCLUSIONES 

Se logró obtener la densidad mínima a partir de la muestra extraída sin mayores dificultades.



Existen diferencias notorias entre los valores de densidad mínima y los de densidad in situ.



Se obtuvo una densidad mínima de 0.93 gr/c.c, para la calicata Nº1 y 0.82 gr/c.c para la calicata Nº2.

3.8.2

RECOMENDACIONES 

Verificar que los materiales y equipos a utilizar estén completos y en buen estado. Además obtener el volumen del molde de medidas conocidas antes de realizar el ensayo.



Verificar que la muestra de suelo no haya sido alterada de su estado natural.



Durante la obtención de los datos correspondientes a la muestra del suelo más molde, este sea lo más verídico posible.



Si el tamaño máximo nominal es menor o igual a 10 mm., se coloca el material dentro del molde tan suelto como sea posible, vaciándolo a flujo constante y ajustando la altura de descarga de modo que la caída libre sea de una altura de 25mm.

Página 77

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3.9. COMPACTACIÓN

Página 78

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3.9. COMPACTACIÓN

3.9.1. OBJETIVO 

Determinar la Densidad seca máxima y Humedad óptima del sueloempleando el método de Proctor Modificado

3.9.2. NORMA APLICABLE 

Para suelos gruesos ASTM D 1557, AASHTO T 180.



Para suelos finos ASTM D 698, AASHTO T 99.

3.9.3 MARCO TEORICO Se llama compactación al proceso de aplicación de carga sobre una mezcla de suelo con su consecuente reducción de volumen y aumento de densidad, es

conveniente

la

compactación

de

un

suelo

ya

que

reduce

su

compresibilidad, incrementa su resistencia al esfuerzo cortante y lo hace más impermeable. La compactación tiene como objetivo fundamental, aumentar la densidad del suelo, por medio de una mayor aproximación de sus partículas, lo que se consigue con una disminución del índice de vacíos. Conceptos básicos para la realización del ensayo de compactación. Densidad seca máxima: Es el peso seco máximo, obtenido cuando el material se mezcla con diferentes porcentajes de agua y se compacta de una manera normal preestablecida de acuerdo al método utilizado. Óptimo contenido de humedad: Es el porcentaje de agua con el cual se obtiene la densidad seca máxima para el esfuerzo de compactación especificado. Página 79

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.9.4. APLICACIONES Este método se utiliza en las más diversas ramas de la ingeniería civil como: -

Construcción de camino y aeropuertos

-

Construcción de represas de tierra

-

Fundación de presas de tierra

-

Fundación de estructuras.

3.9.5. MÉTODOS En la actualidad existen distintos métodos para reproducir en laboratorio las condiciones de compactación de obra. El primero y más difundido es debido al Dr. R.R. Proctor (1933). A su vez se tienen dos tipos de métodos Proctor estándar y Proctor modificado. La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal o Estándar y el Modificado es la energía decompactación usada. En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3 camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 50 golpes. Actualmente, ambas pruebas cuentan con variantes a las formas originales. La elección del tipo de ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza de la obra a realizar. En nuestro caso por tener un suelo con más del 20% de peso retenido en el tamiz 3/8 y menos del 30% en peso tenido en el tamiz 3/4

Página 80

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:

UBICACIÓN

:

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DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : :

Ing. Carmen Ortiz Compactación Calicata Nº01 1

CALICATA Nº1

N°

DESCRIPCIÓN

UNIDAD

Nº de tara

1

2

3

4

5

1

Peso tara + muestra húmeda

gr

226.2

195.8

361.0

62.1

217.9

2

Peso tara + muestra seca

gr

217.7

182.4

322.0

55.0

193.6

3

Peso del agua

gr

8.5

13.4

39.0

7.1

24.3

4

Peso de la tara

gr

148.1

81.7

75.0

22.1

94.7

5

Peso de muestra seca

gr

69.6

100.7

247

32.9

98.9

6

Contenido de humedad

%

12.21

13.31

15.79

21.58

24.57

Nº de puntos

1

2

3

4

5

7

Nº de capas

5

5

5

5

5

8

Nº de golpes por capas

25

25

25

25

25

9

Peso del molde + suelo compactado

gr.

5827

5828

5895

5993

5976

10

Peso del molde

gr.

4393

4394

4395

4396

4397

11

Volumen del molde

cm3

956.04

12

Densidad Húmeda

gr/ cc

1.50

1.50

1.57

1.67

1.65

13

Densidad Seca

gr/ cc

1.34

1.32

1.36

1.37

1.32

Página 81

956.04 956.04 956.04 956.04

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:

UBICACIÓN

:

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DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : :

Ing. Carmen Ortiz Compactación Calicata Nº02 1

Curva de Compactación 1.44

Densidad Seca (gr(cc)

1.42 1.40 1.38 1.36 1.34 1.32 1.30

1.28 12.11

13.42

15.89

18.4

Contenido de Humedad (%)

Densidad seca máxima Humedad óptima Fuente: Elaboración Propia

Página 82

1.37 gr/cc 21.58%

25.05

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PROYECTO

:

UBICACIÓN

:

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay

DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : :

Ing. Carmen Ortiz Compactación Calicata Nº01 1

CALICATA Nº1

N°

DESCRIPCIÓN

UNIDAD

Nº de tara

1

2

3

4

5

1

Peso tara + muestra húmeda

gr

141.7

173.5

225.5

166.9

295.30

2

Peso tara + muestra seca

gr

134.4

160.5

210.5

152.4

271.8

3

Peso del agua

gr

7.3

13.0

15.3

14.5

23.5

4

Peso de la tara

gr

74.1

63.6

114.2

73.6

178.0

5

Peso de muestra seca

gr

60.3

96.9

96.3

78.8

93.8

6

Contenido de humedad

%

12.11

13.42

15.89

18.40

25.05

Nº de puntos

1

2

3

4

5

7

Nº de capas

5

5

5

5

5

8

Nº de golpes por capas

25

25

25

25

25

9

Peso del molde + suelo compactado

gr.

5837

5904

5962

5999

5981

10

Peso del molde

gr.

4393

4395

4396

4397

11

Volumen del molde

cm3

956.04

12

Densidad Húmeda

gr/ cc

1.51

1.58

1.64

1.68

1.66

13

Densidad Seca

gr/ cc

1.34

1.39

1.41

1.42

1.33

Página 83

4394

956.04 956.04 956.04 956.04

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PROYECTO

:

UBICACIÓN

:

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay

DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : :

Ing. Carmen Ortiz Compactación Calicata Nº02 1

Curva de Compactación 1.44

Densidad Seca (gr(cc)

1.42 1.40 1.38 1.36 1.34 1.32 1.30

1.28 12.11

13.42

15.89

18.4

Contenido de Humedad (%)

Densidad seca máxima Humedad óptima Fuente: Elaboración Propia

Página 84

1.42 gr/cc 18.40%

25.05

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.9.6. CONCLUSIONES 

El porcentaje de humedad óptima para conseguir una densidad seca máxima del suelo, obtenida del ensayo de Proctor modificado, nos indica la cantidad de agua que debemos utilizar para lograr la mejor compactación del suelo en estudio.



Se observó que si se utiliza mucha agua para la compactación del suelo generaría una saturación mayor a la deseada, originando así que nuestro suelo se torne plástico y a su vez difícil de compactar.



Cuando mayor es la energía de compactación, mayor es el peso específico máximo y menor el óptimo contenido de humedad necesaria para la compactación.



Los resultados obtenidos fueron: Calicata n° 01 

La muestra presenta una densidad seca1.37 gr/cc y una humedad optima de 21.58%

Calicata n°02 

La muestra presenta una densidad seca1.42 gr/cc y una humedad optima de 18.40%



Los resultados de las pruebas de compactación se grafican en curvas que relacionan densidad seca versus el contenido de humedad como en el gráfico mostrado anteriormente.



Los valores obtenidos de estos ensayos servirán para indicar a que profundidad se deben asentar las cimentaciones de las futuras edificaciones que se deseen levantar en este tipo de suelo.

Página 85

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.9.7. RECOMENDACIONES 

Se debe iniciar el ensayo con un suelo relativamente seco, incorporando agua en distintas porciones, tratando siempre de humedecer homogéneamente cada una estas porciones de la muestra.



Al momento de proceder con los golpes del pistón hacia el molde se debe tener en cuenta que estos deben ser uniformemente distribuidos sobre la superficie de la muestra, para lograr un mejor acomodo de partículas y a su vez una mayor reducción de los vacíos.



Este ensayo se debe realizar hasta que en la base del molde pueda observarse pequeñas cantidades de agua de la muestra humedecida por efecto de la compactación.



Se debe pesar la muestra inmediatamente después de haber concluido con el proceso de compactación, de esta manera se tendrán los porcentajes de humedad reales para las diferentes densidades.



No se debe volver a compactar una muestra ya utilizada.



Se recomienda realizar como mínimo cinco ensayos para cada muestra a fin de obtener los puntos suficientes para realizar la curva de compactación y conseguir así un resultado exacto.

Página 86

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3.10. ESFUERZOS DEL SUELO

Página 87

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3.10. DETERMINACIÓN DE ESFUERZOS DEL SUELO 3.10.01

OBJETIVO 

Determinar los esfuerzos permisibles en el suelo de la zona estudiada correspondiente a Tacna.

3.10.02

CÁLCULOS DE ESFUERZO DEL SUELO



Esfuerzo Vertical: 𝜎𝑣 = Σ(𝛾 ∗ ℎ)



Presión de poros: 𝜇 = Σ𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗ ℎ ** Si se encontrara nivel freático



Esfuerzo Efectivo: 𝜎𝑒 = 𝜎𝑣 − 𝜇

Página 88

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PROYECTO UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : : :

Estudio de suelos de terreno de la Av. Celestino Vargas Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Cálculos de esfuerzo del suelo Calicata Nº01 1

σe =(1.15*2)-0= 3.30 tn/m2

Página 89

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PROYECTO UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : : :

Estudio de suelos de terreno de la Av. Celestino Vargas Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Cálculos de esfuerzo del suelo Calicata Nº02 1

σe =(1.12*2)-0= 2.24 tn/m2

Página 90

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.10.3. CONCLUSIONES 

Debido a que no se encontró nivel freático, nuestro esfuerzo efectivo es igual a nuestro esfuerzo vertical el cual es en la calicata N°01 de 3.30 tn/m2.



El esfuerzo efectivo en la calicata N°02 es de 2.24 tn/m2.

Página 91

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3.11. ENSAYO DPL

Página 92

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3.11. ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA – DPL 3.11.1. OBJETIVOS 

Poder determinar el módulo de elasticidad “E” mediante

cálculos de

gabinete con datos obtenidos en el campo. 3.11.2. MATERIALES 

Equipo DPL de 4 piezas: o

3 barras de 1m de longitud

o

Cabezal y/o martillo de 10Kg.

3.11.3. PROCEDIMIENTO: 

Se arma el equipo del DPL con todos sus accesorios, asegurándose que la punta este bien colocada.



Verificar que el equipo este sujeto con sus pernos, se procede a dar golpes con la pesa de 10kg.



En la libreta de campo se anota con cuantos golpes entra el dpl a una distancia de 10cm.

Página 93

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PROYECTO UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : : :

Estudio de suelos de terreno de la Av. Celestino Vargas Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz DPL Calicata Nº01 1

Página 94

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.11.4. CALCULOS CALICATA 01 

Para una profundidad de 0.5m: o Número de golpes: 13 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 30(𝑛 + 15) 𝐸 = 30(13 + 15) 𝐸 = 840𝑡𝑛/𝑚2







Para una profundidad de 1.00 m: o de golpes: 79 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 2820

𝑡𝑛 𝑚2

𝐸 = 3060

𝑡𝑛 𝑚2

Para una profundidad de 1.5m: o Número de golpes: 87 o Módulo de elasticidad

Para una profundidad de 2.00m: o Número de golpes: 75 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 2700



𝑡𝑛 𝑚2

Promedio del Módulo de elasticidad 𝐸 = 2355

𝑡𝑛 𝑚2

Página 95

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PROYECTO UBICACIÓN DOCENTE ENSAYO MUESTRA ESTRATO

: : : : : :

Estudio de suelos de terreno de la Av. Celestino Vargas Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz DPL Calicata Nº02 1

Página 96

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3.11.5. CALCULOS CALICATA 02 

Para una profundidad de 0.5m: o Número de golpes: 15 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 30(𝑛 + 15) 𝐸 = 30(15 + 15) 𝐸 = 900







𝑡𝑛 𝑚2

Para una profundidad de 1.00 m: o de golpes: 70 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 2550

𝑡𝑛 𝑚2

𝐸 = 3000

𝑡𝑛 𝑚2

Para una profundidad de 1.5m: o Número de golpes: 85 o Módulo de elasticidad

Para una profundidad de 2.00m: o Número de golpes: 81 o Módulo de elasticidad 𝐸 = 2880



𝑡𝑛 𝑚2

Promedio del Módulo de elasticidad 𝐸 = 2332.5

Página 97

𝑡𝑛 𝑚2

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.11.6. CONCLUSIONES Con los datos obtenidos en campo con el ensayo de DPL se pudo calcular el



módulo de elasticidad “E” por cada 50cm de profundidad de cada calicata, obteniendo finalmente un promedio del mismo. 

El módulo de elasticidad en la calicata 1 fue de 2355 tn/m2.



El módulo de elasticidad en la calicata 2 fue de 2332.5 tn/m2

3.11.7. RECOMENDACIONES 

El manejo del equipo de DPL se debe realizar con mucho cuidado puesto que la pesa de 10kg puede causar daño sino se toma las precauciones del caso.



La extracción del equipo de DPL del suelo se debe hacer minuciosamente, nosotras tuvimos que cavar alrededor para poder extraerla.



Se debe anotar los datos correctamente para un buen cálculo de resultados.

Página 98

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3.12. RESULTADOS FINALES

Página 99

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PROYECTO

:

UBICACIÓN

:

DOCENTE ENSAYOS

: :

MUESTRAS

:

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Densidad In Situ, Contenido de Humedad, Propiedades físicas, Granulometría, Clasificación de los suelos, Límites de Atterberg, Densidad mínima, Compactación. Calicata Nº01 y Calicata Nº2

DATOS GENERALES OBTENIDOS N°

ENSAYOS/CÁLCULOS

UNIDAD

CALICATA N°1

CALICATA N°2

gr./cc

1.15

1.12

%

1.08

1.97

gr./cc

2.30

2.27

Relación de vacíos

-

1.02

1.67

Porosidad

%

50.54

51.62

% %

2.43 SP 17.15

4.20 SP 22.51

%

NP

NP

gr./cc gr./cc

0.93 1.37

0.82 1.42

%

21.58

18.40

1

Densidad In situ

2

Contenido de humedad

3

Peso específico de los sólidos

4

5 6 7 8

Propiedades físicas

Grado de saturación Cu Granulometría Cc Clasificación de los suelos Límite líquido Límites de Atterberg Límite plástico Densidad mínima

Densidad máx. Humedad óptima Fuente: Elaboración Propia 9

Compactación

Página 100

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.12.1 CONCLUSIONES GENERALES 

Con la excavación de las dos calicatas en el Distrito de Pocollay, hemos adquirido conocimiento acerca del tipo de suelo que presenta dicho distrito, el cual según la clasificación SUCS presenta grava pobremente gradada, con algunas masas de consolidación, que en un principio dificultó la excavación y la realización de determinados ensayos como el DPL.



Se determinó las características y propiedades de los estratos encontrados en cada calicata.



Se desarrollaron con éxito los respectivos ensayos de laboratorio, con la supervisión del encargado del laboratorio de Suelos de la Universidad Privada de Tacna.



Se realizaron los análisis y cálculos correspondientes de cada ensayo comprobando así que el trabajo fue elaborado correctamente.

3.12.2 RECOMENDACIONES 

Tener listo los materiales e implementos necesarios para la elaboración de cada ensayo tanto en campo como en laboratorio.



Si el trabajo realizado es en el laboratorio de suelos, dejar limpio y ordenado el área ocupada.



Para los cálculos en gabinete, anotar correctamente los datos obtenidos en el laboratorio.



Usar correctamente las fórmulas tomando en consideración los parámetros de relación de vacíos, porosidad y grado de saturación, para evitar cualquier error en los cálculos de gabinete.

Página 101

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3.13. ESFUERZOS TOTALES DEL SUELO

Página 102

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3.13. ESFUERZOS TOTALES DEL SUELO

3.13.1. OBJETIVOS 



Calcular el factor de influencia del área que abarca la edificación analizada y edificaciones adyacentes respecto a la columna N°16 a una profundidad de 2m. Obtener el esfuerzo vertical total ejercido sobre la columna N°16 a una profundidad de 2m.

3.13.2. MARCO TEÓRICO ESFUERZOS DE UNA MASA DE SUELO Los esfuerzos más importantes que se presentan dentro de la masa de suelo que tienen importancia en el diseño son: A) ESFUERZO CORTANTE MÁXIMO Se

presentan

en

diferentes

puntos

cercanos

a

la

superficie

especialmente en el borde de la estructura de cimentación su valor es importante en el cálculo de la estabilidad de los cimientos y la capacidad de la carga de los suelos (Qc). Las fórmulas se basan en la teoría de elasticidad. B) ESFUERZOS VERTICALES En un elemento de suelo, a una profundidad “z” se pueden considerar las fuerzas o cargas externas, las cuales generan esfuerzos en ella. σtotal = σe + Σσsobrecarga 

Esfuerzo Efectivo (σe ) El principio del esfuerzo efectivo es probablemente el concepto más importante en la ingeniería geotécnica. En el cálculo y análisis de problemas como el asentamiento de los suelos, capacidad de

Página 103

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II carga de fundaciones, estabilidad de presas, y presión lateral en estructuras de retención de tierra, la compresibilidad y resistencia al corte de un suelo son las propiedades que más influyen en el diseño y estas propiedades dependen en gran parte del esfuerzo efectivo, lo cual hace que el concepto del esfuerzo efectivo sea muy importante en el análisis de estos problemas. 

Esfuerzos de Sobrecarga Los esfuerzos al interior del suelo se aplican por dos razones: el peso propio del suelo y el efecto de las cargas exteriores aplicadas al suelo; y puede variar con la profundidad, cuando varía el peso unitario del suelo. [EXPRESIONES BOUSSINESQ]



Carga puntual vertical:

𝚫𝝈𝒗 =



𝟑𝑷 ∗ 𝒁𝟐 𝟐𝝅(𝒓𝟐 + 𝒛𝟐 )𝟓/𝟐

Carga lineal vertical de longitud infinita:

𝚫𝝈𝒗 =



𝟐𝑸 ∗ 𝒁𝟑 𝝅(𝒙𝟐 + 𝒚𝟐 )𝟐

Carga uniformemente distribuida sobre una franja infinita:

𝚫𝝈𝒗 =



𝒒 [𝜶 + 𝒔𝒆𝒏𝜶 ∗ 𝒄𝒐𝒔(𝜶 + 𝟐𝜷)] 𝝅

Carga con una distribución triangular sobre franja infinita: 𝚫𝝈𝒗 =

𝒒 𝒙 𝟏 [ 𝜶 − 𝒔𝒆𝒏(𝟐𝜷)] 𝝅 𝑩 𝟐

Página 104

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 

Carga uniformemente distribuida sobre un área rectangular: En este caso se presentan la solución para el incremento de esfuerzo vertical total en un punto N, debajo de una esquina de un área rectangular flexible uniformemente cargada. La expresión se da de la siguiente manera: 𝚫𝝈𝒗 = 𝒒𝑰𝟎

Donde I es un factor de influencia que depende de la longitud L y del ancho B del área rectangular y de la profundidad Z del punto N. 

Carga uniforme sobre un área circular de radio “r”:

𝚫𝝈𝒗 = 𝒒 {𝟏 − [

Página 105

𝟑/𝟐

𝟏 𝒓

𝟏 + (𝒛)𝟐

]

}

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EDIFICIO B

Página 106

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Página 107

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS

: : :

Descripción

Región

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Factor de Influencia

Z (m)

B (m)

L (m)

m

n

Edificio A R1 + R4 R4 R2 + R3 R3

2 2 2 2

10.2132 10.2132 20.2668 20.2668

24.5514 11.2482 24.5514 11.2482

5.1066 5.1066 10.1334 10.1334

12.2757 5.6241 12.2757 5.6241

R1 R2 R3 R4+R6 R5+R6 R6

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

3.4452 3.4452 17.0656 17.0656 11.3475 11.3475

5.1695 9.4258 9.4258 2.0195 5.1695 2.0195

6.8904 6.8904 34.1312 34.1312 22.695 22.695

10.339 18.8516 18.8516 4.039 10.339 4.039

R1+R2 R2 R3+R4 R4

2 2 2 2

20.1342 20.1342 10.3458 10.3458

23.5794 7.894 23.5794 7.894

10.0671 10.0671 5.1729 5.1729

11.7897 3.947 11.7897 3.947

Edificio B

Edificio C

Página 108

I 0.002 0.25 0.249 0.25 0.249 1 0.25 0.25 0.25 0.249 0.25 0.249 0.006 0.25 0.247 0.25 0.247

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS

: : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Esfuerzos por Sobrecarga Rectangular

Descripción

N° Pisos

Peso (tn/m²/piso)

Q (tn/m²)

I

σ (tn/m²)

Edificio A

2

1.2

2.4

0.002

0.0048

Edificio B

4

1.2

3.0975

1

3.0975

Edificio C

1

1.2

1.2

0.006

0.0072

Esfuerzo Total (tn/m²)

Página 109

3.1095

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS

: : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Esfuerzos por Sobrecarga Puntual

N° Poste

Longitud (m)

Peso (kg)

Radio (m)

Z (m)

Esfuerzo (kg/m²)

1

7

325

34.398

2

0.0000

2

7

325

23.677

2

0.0002

3

7

325

11.961

2

0.0047

Esfuerzo Total (kg/m2)

Página 110

0.0049

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.13.3. CONCLUSIONES 

Al analizar las influencias de cada estructura que podría provocar un esfuerzo por sobrecarga a la columna N°16, se obtuvieron valores pequeños; esto se debe a que las edificaciones aledañas son pequeñas y de bajo tonelaje, asimismo están distanciadas considerablemente respecto al punto de análisis, lo que ocasiona que disminuya su influencia sobre este.



Los esfuerzos provocados por los postes (sobrecargas puntuales) son despreciables, por tanto no son considerados en la sumatoria de esfuerzo total.



El esfuerzo total sobre la columna N°16 a una profundidad de 2m es de 5.38 tn/m2.

3.13.4. RECOMENDACIONES 

Se recomienda calcular todos los esfuerzos que se produzcan alrededor de la zona de estudio.



Para una mejor comprensión del tema, se recomienda tener conocimientos previos de los esfuerzos permisibles en los suelos para algunas construcciones.



En el caso de haber encontrado Nivel Freático se deberán usar las fórmulas de suelos saturados.

Página 111

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3.14. ASENTAMIENTO

Página 112

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3.14. ASENTAMIENTO 3.14.1. OBJETIVOS 

Determinar el asentamiento instantáneo correspondiente al suelo estudiado.



Determinar la distorsión, comprobando que ésta se encuentre entre los límites establecidos por la norma E-050.

3.14.2. NORMATIVIDAD 

Norma E-050

3.14.3. MARCO TEÓRICO A) ASENTAMIENTOS INMEDIATO O INSTANTÁNEO El cálculo se hace en base a los parámetros elásticos de los suelos como: El módulo de Elasticidad, son asentamientos a corto plazo, que ocurren dentro del proceso constructivo, su magnitud es muy pequeña, además requiere de otro parámetro: la relación de Poisson. El procedimiento de laboratorio para obtener Es, es mediante pruebas de corte, pruebas de carga en placa, pruebas geofísicas. Los asentamientos inmediatos son ocasionados por diferentes obras de ingeniería como: Cimentaciones, losas de cimentación, vigas de cimentación. Se define como cimentación a aquella en la que la profundidad de cimentación es menor o igual que B. Los asentamientos inmediatos están dados por: 𝑆𝑖 =

∆𝑞 ∗ 𝐵(1 − 𝑢2 ) ∗ 𝐼 𝐸 ∆𝑞 =

𝑄 𝐴

Donde: Q = Peso que soportara la edificación (tn) B = Menor dimensión de la zapata (m)

Página 113

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II E = Modulo de Elasticidad (tn/m2)  = Coeficiente de Poisson I = Factor de influencia que depende de la cimentación y del punto de aplicación de la carga o el punto donde se requiere determinar la aplicación de la carga. El factores de influencia se encuentra tabulado, la variación esta en razón de la resistencia, consistencia y compacidad del suelo. El modulo Elástico varía de acuerdo al tipo de suelo. El asentamiento inmediato también ocurre cuando hay momentos o excentricidad. Además que debemos de considerar diversos factores, los cuales detallamos a continuación: Factores de influencia para varias formas de zapatas de cimentación, rígida y flexible. (m/m): FORMA CENTRO Circular 1 Cuadrada 1.12 Rect. L/B 1.36 = 1.5 L/B = 2 1.53 L/B = 5 2.10 L/B = 10 2.52 L/B = 100 3.38

ESQUINA 0.64 0.56

PROMEDIO 0.85 0.95

Iw 0.88 0.82

Im 0 3.7

0.68

1.20

1.06

4.12

0.77 1.05 1.26 1.69

1.31 1.83 2.25 2.9

1.20 1.70 2.10 3.6

4.98 4.82 4.93 5.06

Promedios típicos de la relación de Poisson U (Relación de Poisson) 0.4 – 0.6

TIPO DE SUELO Arcilla saturada Arcilla no saturada Arena Limosa Limo Arena

0.1 – 0.2 0.2 – 0.3 0.3 – 0.35 2.2 – 0.4

Página 114

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Promedio para módulos de Elasticidad MODULO DE ELASTICIDAD (tn/m2) 30 – 300 200 – 400 450 – 900 700 – 2000 3000 – 4250 500 – 2000 1000 – 2500 5000 – 10000 200 – 2000 1500 – 6000 8000 – 20000 5000 – 14000 14000 – 140000

TIPO DE SUELO Arcillas muy blandas Arcillas blandas Arcillas medias Arcillas duras Arenas arcillosas Limo arenoso Arenas sueltas Arenas densas Limo Loess Grava arenosa densa Grava arenosa suelta Arcilla esquistosa

A) ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN PRIMARIA Cuando cargado el suelo, la reducción de volumen se debe a la expulsión del agua, fenómeno en el que se transfiere la carga soportada por el agua al esqueleto mineral, esta es la consolidación propiamente dicha, (caso emblemático es el de la Torre de Pisa), y con la que nace la mecánica de Suelos (Terzaghi, 1925).

DETERMINACIÓN DE ASENTAMIENTOS

𝑆𝑇 = 𝑆𝑖 + 𝑆𝑐𝑝 + 𝑆𝑐𝑠 Para el caso de gravas “arcillas duras” y suelos no saturados en general.

𝑆𝑇 = 𝑆𝑖

Página 115

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II Para arcillas saturadas blandas

𝑆𝑇 = 𝑆𝑐𝑝 Para suelos de gran deformabilidad, turbas y otros

𝑆𝑇 = 𝑆𝑐𝑝 + 𝑆𝑐𝑠 DISTORSIÓN ANGULAR En todo Estudio de Mecánica de Suelos se deberá indicar el asentamiento tolerable que se ha considerado para la edificación o estructura motivo del estudio. El Asentamiento Diferencial no debe ocasionar una distorsión angular mayor que la indicada en la Tabla siguiente:

Página 116

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PROYECTO

:

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS

: : :

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491 Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Asentamiento Instantáneo



0.3

I

0.95

E

2343.75 tn/m2

Página 117

Columna

Ancho Tributario (m)

Largo Tributario (m)

q (tn/m²)

Q columna (tn)

L zapata (m)

B zapata (m)

Área zapata (m²)

q (tn/m2)

Si (cm)

1

2.9341

2.8613

4.8

40.30

1.6

1.4

2.24

17.99

0.93

2

2.9341

5.6476

4.8

79.54

1.6

1.4

2.24

35.51

1.83

3

2.9341

2.7863

4.8

39.24

1.6

1.4

2.24

17.52

0.90

4

5.3616

2.6199

4.8

67.42

1.6

1.4

2.24

30.10

1.55

5

5.3616

4.7004

4.8

120.97

2

1.8

3.6

33.60

2.23

6

4.9436

3.0278

4.8

71.85

2

1.8

3.6

19.96

1.33

7

4.9436

2.5598

4.8

60.74

2

1.8

3.6

16.87

1.12

8

4.9436

1.6125

4.8

38.26

1.6

1.4

2.24

17.08

0.88

9

5.6113

2.5598

4.8

68.95

1.6

1.4

2.24

30.78

1.59

10

5.6113

4.6403

4.8

124.98

2

1.8

3.6

34.72

2.31

11

4.2963

4.7004

4.8

96.93

2

1.8

3.6

26.93

1.79

12

4.2963

2.6199

4.8

54.03

1.6

1.4

2.24

24.12

1.25

13

4.8938

2.6199

4.8

61.54

1.6

1.4

2.24

27.47

1.42

14

3.1838

4.7004

4.8

71.83

2

1.8

3.6

19.95

1.32

15

3.0251

4.7004

4.8

68.25

2

1.8

3.6

18.96

1.26

16

5.3119

4.6403

4.8

118.31

2

1.8

3.6

32.87

2.18

17

5.3119

2.5598

4.8

65.27

1.6

1.4

2.24

29.14

1.50

18

1.7101

2.5598

4.8

21.01

1.6

1.4

2.24

9.38

0.48

19

1.7101

4.6403

4.8

38.09

1.6

1.4

2.24

17.00

0.88

20

1.7101

4.7004

4.8

38.58

1.8

1.6

2.88

13.40

0.79

21

3.0250

2.6199

4.8

38.04

1.6

1.4

2.24

16.98

0.88

Asentamiento Máximo

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2.31

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PROYECTO

:

Estudio de suelos de terreno en Av. Celestino Vargas Nº1491

UBICACIÓN DOCENTE ENSAYOS

: : :

Distrito de Pocollay Ing. Carmen Ortiz Distorsión

Columnas 1-2

Asentamiento Longitud diferencial Distorsión (cm) (cm) 0.90 572.26 0.0016

1-4

0.63

586.82

0.0011

2-3

0.93

557.26

0.0017

2-5

0.40

586.82

0.0007

3-7

0.22

586.82

0.0004

4-5

0.68

523.97

0.0013

4-12

0.31

485.5

0.0006

5-6

0.91

416.11

0.0022

5-11

0.44

485.5

0.0009

6-7

0.20

189.45

0.0011

6-10

0.98

401.89

0.0024

7-8

0.24

322.5

0.0007

8-9

0.71

401.89

0.0018

9-10

0.72

511.95

0.0014

9-17

0.08

720.36

0.0001

10-11

0.52

416.11

0.0012

10-16

0.12

720.36

0.0002

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Columnas 11-12

Asentamiento Longitud Diferencial Distorsión (cm) (cm) 0.54 523.97 0.0010

11-14

0.46

373.76

0.0012

12-13

0.17

373.76

0.0005

13-14

0.09

523.97

0.0002

13-21

0.54

605

0.0009

14-15

0.07

262.99

0.0003

15-16

0.92

416.11

0.0022

15-20

0.47

342.02

0.0014

16-17

0.68

511.95

0.0013

16-19

1.30

342.02

0.0038

17-18

1.02

342.02

0.0030

18-19

0.39

511.95

0.0008

19-20

0.09

416.11

0.0002

20-21

0.09

523.97

0.0002

Distorsión Máxima

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0.0038

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II 3.14.4. CONCLUSIONES 

El asentamiento en la columna de mayor área tributaria de nuestra construcción es de 2.31 cm para una zapata de 1.8 m x 2m.



La distorsión máxima de 0.0038 está comprendida entre la C16 y la C19, de acuerdo a la E 050, Cap. 3: Análisis de condiciones de cimentaciones 3.2: Tabla 8 La δ Max. Cumple con estar en el límite de 1/150, lo que indica lo siguiente:

Limite en el que se debe esperar daño estructural en edificios convencionales 

Es así que después de analizar los asentamientos en cada columna de nuestra estructura podemos determinar que: o

Para la columna 1 la zapata tendrá la siguiente dimensión: 1.4m x1.6m.

o

Para la columna 2 la zapata tendrá la siguiente dimensión: 1.8m x 2.0m.

o

Para la columna 3 la zapata tendrá la siguiente dimensión: 1.8m x 2.0m.

o

Para la columna 4 la zapata tendrá la siguiente dimensión: 1.6m x1.8m.

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4. ANEXOS

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4.1.PANEL FOTOGRÁFICO

EXCAVACION DE CALICATAS

CALICATA 1

Dimensiones: 2mx2m Profundidad 2m

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CALICATA 1

Dimensiones: 2mx2m Profundidad 2m

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DENSIDAD IN SITU

Ubicamos la balanza en una superficie plana y calibramos. Pesamos el cono de densidad con arena y anotamos. Excavamos en el fondo del terreno un hoyo de profundidad entre 10 - 15cm, extraemos dicho material y pesamos.

Materiales: - Cono de densidad - Arena de Ottawa - Plato del cono de densidad - Cincel - Brocha - Balanza analítica de 30kg - Bolsas plásticas - Taras

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Seguidamente colocamos el plato de densidad en superficie plana, invertimos el cono de densidad, abrimos la válvula y dejamos caer, cuando deje de bajar la arena, cerramos la válvula y anotamos el nuevo peso del cono.

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De igual forma hacemos el mismo procedimiento para la calicata Nº2. Colocamos el plato de densidad en superficie plana, invertimos el cono de densidad, abrimos la válvula y dejamos caer, cuando deje de bajar la arena, cerramos la válvula y anotamos el nuevo peso del cono.

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CONTENIDO DE HUMEDAD

Materiales: -Balanza electrónica - Horno eléctrico - Taras - Guantes o tenazas resistentes al calor

La extracción de las muestras deberá colocarse en bolsas plásticas herméticas, para evitar que pierda su humedad natural. Pesamos una muestra de más de 400 gr, anotamos y marcamos las taras con un nombre específico.

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Colocamos la muestra al horno (110ºC) por 24 horas. Luego retiramos la muestra y la volvemos a pesar.

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PESO ESPECÍFICO

Materiales:

Tamizamos una porción de muestra por la malla Nº4, el agregado pasante será el agregado fino; con el cual trabajaremos, el agregado retenido es considerado como grueso.

-Balanza electrónica - Tamiz Nº4 - Fiola de 500 ml - Pipeta - Taras - Embudo - Franela - Olla

Pesamos la fiola y agregamos el agregado fino hasta 1/3 de su volumen, volvemos a pesar y anotamos. Luego añadimos agua potable hasta 2/3 de la fiola, introducimos la fiola en una olla con agua.

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La sometemos a baño María a fuego moderado, esperando a que burbujee el agua dentro de la fiola. Una vez vista la presencia de burbujas, sacamos la fiola y con la ayuda de una franela empezamos a moverla en forma de círculos con el propósito de eliminar el aire .contenido

Repetimos el acto de 5 a 6 veces, dejamos enfriar la fiola y pesamos, botamos la muestra y luego llenamos la fiola de agua potable hasta la línea de aforo, seguidamente anotamos el nuevo peso.

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Análisis granulométrico

Materiales: - Juego de tamices (3/8”, ¼”, Nº4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 200) - Olla -Agua - Taras -Balanza electrónica

Se pesó la aproximadamente 600gr de muestra, luego procedemos a lavar la muestra usando el tamiz N° 200, cuidando de no perder ninguna partícula retenida en el tamiz y eliminando los finos, repetimos este proceso, hasta que el agua pase completamente limpia.

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Se recogió la muestra retenida en recipientes y se llevó a secar en la cocina eléctrica, luego de secada se deja enfriar a temperatura ambiente.

Seguidamente pesamos todos los tamices, luego ordenamos el juego de tamices en forma descendente hasta el fondo, se procedió a colocar la muestra en el tamiz superior Nº 4 y se cubre con la tapa.

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Se procedió a colocar la muestra en el tamiz superior Nº 4 y se cubre con la tapa, luego zarandeamos los tamices alrededor de 15 min sobre un cojín, de manera uniforme.

Se pesó las fracciones retenidas por cada malla, cuidando de que ninguna partícula quede retenida en el entramado de la malla, se registró sus pesos y obtuvimos los porcentajes retenidos parciales referidos al peso inicial de la muestra (100%).

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II LIMITES DE ATTERBERG

Materiales: - Cuchara de Casagrande - Ranurador - Taras - Tamiz Nº 40 - Balanza analítica - Horno con termostato - Pipeta - Capsula de porcelana - Espátula, brocha

Primeramente debemos de calibrar la cuchara Casagrande a 1 cm. Por otro lado secar las muestras al aire libre para no alterarla, tamizar por la malla Nº 40, luego en un recipiente se agrega agua hasta formar una masa pastosa con ligero brillo.

Colocamos la muestra en la cuchara de Casagrande e inicializamos el contador del aparato en cero, y girando la manivela, deje golpear la cazuela, de 20 a 25 golpes o veces, se hace rotar la manivela a una velocidad constante de 2 vueltas por segundo. Página 135

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En este momento las 2 mitades de la masa, de suelo, deben unirse en una longitud, de 1.5cm aproximadamente, si esto no se logra en el primer intento, haga una proporción suelo-agua hasta conseguirlo

Desde la zona en que se cerró la ranura, se extrae la porción de la muestra para determinar su humedad, luego se pone en una tara, pesamos y lo llevamos al horno para así poder hallar el contenido de humedad.Se realiza cuatro ensayos como mínimo por muestra.

En nuestro caso, luego de haber hecho el ensayo por más de 6 veces, no logramos conseguir que nuestra muestra pueda absorber , por ende al momento de pasar el ranurador, parte de la muestra se quedaba en éste, y abertura se deformaba. Por lo cual deducimos que nuestro suelo no tiene limite líquido, ni plástico.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II DENSIDAD MÍNIMA

Materiales: - Molde cilíndrico de 6” de diámetro y 17.5cm de alto - Enrasador de metal - Brocha - Regla metálica - Balanza mecánica

Se pesa un molde de dimensiones conocidas. Procedemos a introducir la muestra lentamente, tratando de obtener la mayor cantidad de vacios.

Una vez lleno el molde se enrasa con sumo cuidado y se procede a pesar. Repetimos el mismo procedimiento 5 veces para poder sacar un promedio.

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COMPACTACIÓN DE SUELOS

Materiales: - Molde cilíndrico de 4” de diámetro y 11.5cm de alto - Pisón metálico de 5.5 lb - Enrasador de metal - Brocha - Regla metálica - Balanza mecánica - Balanza electrónica - Horno con temperatura 100 – 110 ºC - Taras

Extraemos una muestra de entre 18 a 20 Kg de muestra pasante por la malla de ¾”. Lo colocamos en un lavador y empezamos a echarle 150 gr de agua, mezclamos todo.

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Una vez mezclada la muestra, procedemos a llenar el Proctor hasta 1/5 de ella y compactarla con 25 golpes. Seguidamente llenamos con poco de muestra hasta los 2/5, volvemos a compactar así sucesivamente hasta llegar a completar el Proctor.

Al terminar de compactar completamente el Proctor, procedemos a pesarlo en la balanza mecánica, luego sacamos una porción muestra compactada, lo colocamos en un tara y lo llevamos al horno, sacar su contenido de humedad. Repetir el procedimiento 5 veces.

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II ESFUERZOS OCASIONADOS POR SOBRECARGA

Específicamente para la determinación de los esfuerzos que podrá soportar nuestro terreno, se realizan sólo cálculos de gabinete. Sin embargo para poder visualizar las cargas que afectan nuestro suelo, presentamos las siguientes imágenes.

VISTA PRINCIPAL

VECINO 1

TERRENO A ESTUDIAR

VECINO 2

CARGAS QUE AFECTAN AL TERRRENO

VECINO 1

POSTE

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VECINO 2

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VISTA POSTERIOR

VECINO 2

TERRENO A ESTUDIAR

VECINO 1

CARGAS QUE AFECTAN AL TERRRENO

POSTE 2

VECINO 2

POSTE 3

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VECINO 1

POSTE 4

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Mecánica de Suelos II DPL

Para la realización del ensayo de DPL, se considerará hacer uno cada 50m2, y cerca al lugar donde están hechas las calicatas. Se comienza armando el aparato de DPL, lo posicionamos en un punto específico, y comenzamos a dar golpes.

Contamos el número de golpes, cada 10cm que ingrese la varilla, y anotamos. Así sucesivamente hasta llegar a la misma profundidad de la calicata. Se debe tener cuidado de no exceder los golpes si en caso alguna parte del terreno es inaccesible, retirar la varilla con cuidado evitando que la punta de ésta se quede en el fondo.

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4.2. PLANO DE UBICACIÓN

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4.3. PLANO DE LOCALIZACIÓN Y PERIMÉTRICO

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4.4. PLANO TOPOGRÁFICO

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4.5. PERFIL LONGITUDINAL

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4.6. PLANO DE DISTRIBUCIÓN

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