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• Erwin Ivan Carhuatocto Vilchez

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ALFREDO SIFUENTES

INGENIERO CIVIL

C.I.P. N° 74682

ORTIZ ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS, ANALISIS DE CANTERAS Y DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO. Registro INDECOPI N°: 00048905

INFORME DE ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 1.

MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1. RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CONSTRUCCION: El suelo cumple un papel importante y esencial como elemento principal de sostenimiento de las cargas que ejerce una estructura cualesquiera sobre este. Por tal motivo, es tema de este informe, el estudio de Mecánica

de Suelos del terreno asignado para el proyecto: " MEJORAMIENTO DE LOS

SERVICIOS DE SALUD DEL ESTABLECIMIENTO ESTRATÉGICO DE PUCARÁ, DE LA MICRO RED PUCARÁ, DISTRITO DE PUCARÁ Y PROVINCIA DE JAÉN, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”,

ubicado en el distrito de DISTRITO DE PUCARA,

PROVINCIA DE JAEN, REGIÓN CAJAMARCA. 1.2. OBJETO DEL ESTUDIO El estudio de Mecánica De Suelos (EMS) se realiza con la finalidad de asegurar la estabilidad, seguridad y permanencia de las obras y para promover la utilización racional de los recursos, según lo indicado en la NTP E - 050 referente a suelos y Cimentaciones. En correspondencia a la ingeniería de suelos especialización dentro de la Ingeniería civil, íntimamente ligada a conocimientos de Geotecnia, el presente estudio tienen como objetivo: determinar las características físicas mecánicas del suelo de fundación existente, establecer los parámetros para diseñar la cimentación y el tipo de esta y /o tratamiento a realizar. El objetivo fundamental del estudio es investigar los suelos que se encuentran dentro del área del proyecto, con el fin de determinar sus características, establecer el tipo de cimentación y los parámetros mecánicos para el diseño de la cimentación de las diversas estructuras. 1.3. INFORMACION PREVIA 1.3.1. UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO. DISTRITO

: PUCARA

PROVINCIA

:

PUCARA

REGIÓN

:

CAJAMARCA

COORDENADAS: LATITUD SUR LONGITUD OESTE

: :

06°02’08” 79°07’32”.

ALTITUD

:

900 m.s.n.m.

Jr. Leguia N° 410 – Jr. San Martín N° 186

[email protected]

/

Cajam arca

1.3.2.

USO DE LA ESTRUCTURA Las estructuras a construir estarán destinadas a uso de Centro de Salud Estratégico de nivel I-4.

Establecimientos de salud con capacidad resolutiva de mediana complejidad. 1.3.3. APLICABILIDAD DEL ESTUDIO Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe técnico son solo aplicables para el área estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros sectores u otros fines. 1.4. CARACTERISTICAS DEL AREA DE ESTUDIO 1.4.1. CONDICIONES CLIMÁTICAS. El Distrito de Pucará es uno de los doce distritos de la Provincia de Jaén en el Departamento de Cajamarca, bajo la administración del Gobierno regional de Cajamarca, en el Perú. Ubicado geográficamente en los 06°02’08” de latitud sur, 79°07’32”de longitud a una altura de 900 m.s.n.m. Actualmente limita por el norte con el Distrito de Pomahuaca; por el este con el Distrito de Colasay; por el sur con el Distrito de Querocotillo (Provincia de Cutervo); y, por el oeste con el Distrito de Cañaris (Provincia de Ferreñafe). El distrito de Pucará, se encuentra situado al sur- oeste de la provincia de Jaén, en el km 117 de la Carretera de penetración Fernando Belaunde Terry. Según el censo de 1993, la población del distrito tiene 6 568 habitantes. Pucará es un establecimiento soñoliento rodeado por las montañas hermosas. Tiene una superficie aproximada de 240,30 km2, presenta un clima caluroso cuya temperatura oscila entre los 30° a 38 °C a la sombra; en las partes altas el clima es templado y frío con una temperatura variable entre los 12 °C y 18 °C a la sombra. 1.4.2.

GEOLOGIA GENERAL Y LOCAL El área de estudio se encuentra en el Bloque Mesozoico en el Periodo cretácico inferior, en la formación Inca Chulec y depósitos aluviales del eratema Cenozoico, Sistema Cuaternario Serie Holoceno. La Formación Inca Chulec, se mencionan individualmente como formación Inca y Formación Chulec. Por lo que descriptivamente se sabe que La Formación Inca, Su localidad típica se encuentra al este de los Baños del Inca en Cajamarca. Consta de la intercalación de areniscas calcáreas, lutitas ferruginosas dando en superficie un matiz amarillento. En los alrededores de Cajamarca es de coloración rojiza.

La Formación Chulec; Su formación típica se localiza a lo largo de la carretera ala Oroya y Pariatambo en Perú. Esta formación consiste en una secuencia fosilífera de calizas arenosas, lutitas calcáreas y margas, las que por intemperismo adquieren un color crema amarillento. Su aspecto terroso amarillento es una característica para distinguirla en el campo. Generalmente los bancos de margas se presentan muy nodulosos y las calizas frescas muestran colores gris parduzcos algo azulados. Sin embargo en el cuadrángulo de Incahuasi, estas dos formaciones son imposibles de separar, debido a que los afloramientos presentan una monotonía en su litología, por lo tanto se describirá a estas formaciones como una sola unidad, los afloramientos más representativos se encuentran alo largo del valle del rio Huacabamba, entre Pucará y el Cerro Lamparán, que se extiende de manera discontinua a la quebrada Paltic, y a las localidades de Huagampampa y Rocoto. La Formación Inca Chulec, en todos los afloramientos del área del cuadrángulo 13-e Incahuasi, sobreyace concordante a cuarcitas del grupo Goyllarisquizga (Neocomiano), e infrayace también concordante a calizas de la formación Pariatambo, del Albiano medio. Una columna estratigráfica levantada en el valle del rio Huancabamba, registra un espesor de 250 m., en ella se describe a la base de niveles de caliza tipo packstone a grainstone de color amarillo rojizo, con laminación horizontal en estratos de 20 a 80 cm. que presentan perforaciones orgánicas (bioturbaciones); estos niveles pasan progresivamente a calizas del tipo mudstone de color gris rosado, en estratos de 2 a 5 cm. Las características litológicas de esta unidad sugieren un ambiente de plataforma somera de alta movilidad, evidenciándos por la fauna de vivados y bioturbaciones. FORMACION OYOTUN (Ji- o) Esta formación tiene afloramientos extensos que se encuentran al Oeste de Jaén, en esta unidad se encuentran emplazados la mayor parte de los centros poblados que pertenecen a la provincia de Jaén. La secuencia volcánica sedimentaria de la Formación Oyotún constituye franjas alargadas de orientación NO- SE a N-S, su morfología es característica, está cortado por cuerpos plutónicos graníticos e infrayace a las areniscas cuarzosas del grupo Goyllarisquizga. Esta unidad constituye una secuencia gruesa de derrames y piroclásticos andesíticos, intercalados con areniscas, limonitas y estratos gruesos de tobas brechoides. Sus niveles inferiores están constituidos por lavas de estructura fluidal, predominantemente integrada por andesitas, dioritas y metandesitas microporfiríticas, en estratos medianos que por alteración

hidrotermal, limonitización y propilitización, han adquirido matices gris verdosos o gris violáceo, así mismo por cloritización presentan coloraciones gris verdosas.

Ilustración 1. Mapa geológico del Distrito de Pucara, Provincia Jaén.

Ilustración 2. Mapa de ubicación del área del cuadrángulo Incahuasi 13-e.

1.4.3.

GEOMORFOLOGIA En el Distrito de Pucará, la principal unidad geomorfológica corresponde a valles jóvenes en

proceso de desarrollo, con altitudes que varían entre 700 a 900 m.s.n.m., siendo el valle del rio

Huacabamba (Pucará), el que alcanzó el mayor desarrollo, este valle en sus márgenes presenta extensas terrazas rellenos por material aluvial y fluvial. También como unidad geomorfológica se tiene a las MONTAÑAS DE PUCARA, que se encuentra en el flanco Este de la cordillera Occidental, donde es incisada por grandes valles y pequeñas quebradas, sus altitudes varian entre 900 a 3200 msnm, la geología corresponde a rocas antiguas volcano sedimentarias de la formación Oyotun, de edad Jurásico medio a superior, sobre las que se encuentran rocas del grupo Goyllarisquizga del Neocomiano, y las formaciones Inca Chulec, Pariatambo del cretácico inferior y grupo Pulluicana, del cretácico Superior, 1.4.4.

FENOMENOS DE GEOMECANICA EXTERNA

A. Condiciones geotécnicas: Para los efectos de esta norma (reglamento Nacional de Edificaciones), los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas de suelo, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles de suelos son cuatro: a. Perfil Tipo S0: Roca Dura A este tipo corresponden las rocas sanas con velocidad de propagación de ondas de corte Vs mayor que 1500 m/s. Las mediciones deberán corresponder al sitio del proyecto o a perfiles de la misma roca en la misma formación con igual o mayor intemperismo o fracturas. Cuando se conoce que la roca dura es continúa hasta una profundidad de 30 m, las mediciones de la velocidad de las ondas de corte superficiales pueden ser usadas para estimar el valor de Vs. b. Perfil Tipo S1: Roca o Suelos Muy Rígidos A este tipo corresponden las rocas con diferentes grados de fracturación, de macizos homogéneos y los suelos muy rígidos con velocidades de propagación de onda de corte Vs, entre 500 m/s y 1500 m/s, incluyéndose los casos en los que se cimienta sobre: -

Roca fracturada, con una resistencia a la compresión no confinada que mayor o igual que 500 kPa (5 kg/cm2).

-

Arena muy densa o grava arenosa densa, con Vs mayor que 50.

-

Arcilla muy compacta (de espesor menor que 20 m), con una resistencia al corte en condición no drenada Su mayor que 100 kPa (1 kg/cm2) y con un incremento gradual de las propiedades mecánicas con la profundidad.

c. Perfil Tipo S2: Suelos Intermedios A este tipo corresponden los suelos medianamente rígidos, con velocidades de propagación de onda de corte Vs, entre 180 m/s y 500 m/s, incluyéndose los casos en los que se cimienta sobre: -

Arena densa, gruesa a media, o grava arenosa medianamente densa, con valores del SPT N60, entre 15 y 50.

-

Suelo cohesivo compacto, con una resistencia al corte en condiciones no drenada Su, entre 50 kPa (0,5 kg/cm2) y 100 kPa (1 kg/cm2) y con un incremento gradual de las propiedades mecánicas con la profundidad.

d. Perfil Tipo S3: Suelos Blandos Corresponden a este tipo los suelos flexibles con velocidades de propagación de onda de corte Vs, menor o igual a 180 m/s, incluyéndose los casos en los que se cimienta sobre: -

Arena media a fina, o grava arenosa, con valores del SPT N60 menor que 15.

-

Suelo cohesivo blando, con una resistencia al corte en condición no drenada Su, entre 25 kPa (0,25 kg/cm2) y 50 kPa (0,5 kg/cm2) y con un incremento gradual de las propiedades mecánicas con la profundidad.

-

Cualquier perfil que no correspondan al tipo S4 y que tenga más de 3 m de suelo con las siguientes características: índice de plasticidad PI mayor que 20, contenido de humedad ω mayor que 40%, resistencia al corte en condición no drenada Su menor que 25 kPa.

e. Perfil Tipo S4: Condiciones Excepcionales A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las condiciones geológicas y/o topográficas son particularmente desfavorables, en los cuales se requiere efectuar un estudio específico para el sitio. Sólo será necesario considerar un perfil tipo S4 cuando el Estudio de Mecánica de Suelos (EMS) así lo determine. Tabla 1. Clasificación de los perfiles de suelo.

(*) Suelos con velocidad de onda de corte menor que el de una roca.

Tabla 2. Factor de suelo "S".

Tabla 3. Periodos "Tp" y "TL".

1.4.5.

ZONIFICACION SISMICA Y PARAMETROS El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, como se muestra en la figura, la

zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de estos con la distancia epicentral, así como en información neotectonica.

Ilustración 2. Zonificación Sísmica.

En cada zona se asigna un factor Z según se indica en la tabla No 04 este factor se interpreta como la aceleración máxima de terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.

Tabla 4. Factores de zona.

FACTORES DE ZONA

1.4.6.

ZONA

Z

4

0.45

3

0.35

2

0.25

1

0.1

HIDROLOGIA E HIDROGRAFIA el distrito de Pucará, generalmente las precipitaciones fluviales se presentan en los meses de enero,

Febrero, Marzo y abril, los meses de menor precipitación son Setiembre y octubre; con vientos que se presentan con mayor frecuencia los meses de agosto y setiembre. El suelo está atravesado de norte a sur por el Río Huancabanba formando en sus orillas un extenso valle apto para la agricultura. Cuenta con las siguientes fuentes de abastecimiento: Dos ríos: Huancabamba y Chotano Seis quebradas: Cabuyas, las Naranjas, Sauces, Chaupe, Chilasque y Colasay. 1.5. INVESTIGACION DE CAMPO 1.5.1. EXPLORACION DE CAMPO. Se

realizó

el

reconocimiento

del

terreno

asignado

para

el

PROYECTO:

"MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE SALUD DEL ESTABLECIMIENTO ESTRATÉGICO DE PUCARÁ, DE LA MICRO RED PUCARÁ, DISTRITO DE PUCARÁ Y PROVINCIA DE JAÉN, DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”, para posteriormente elaborar el programa de exploración de campo el cual consistió en lo siguiente: 1.5.1.1. CALICATAS SEGÚN LA NORMA E 0.30 La estructura de hospitales y puestos de salud pertenece a la CATEGORÍA A correspondiente a una EDIFICACIÓN ESENCIAL.

SEGÚN LA NORMA E 0.50 Basándose en los elementos estructurales se considera una Categoría tipo C, considerado en la Tabla n° 1 de la NORMA E 0.50, y teniendo un área de terreno igual a 3,911.14 m2. Considerando que la estructura contemplada en el proyecto la CATEGORÍA A y la CATEGORÍA C, ser una edificación esencial y tomando en cuenta los elementos estructurales, se determinó

realizar 5 exploraciones ubicados estratégicamente de tal manera que abarque al máximo el área de estudio. CALICATAS Se determinó investigar cinco (05) calicatas en el área de estudio (calicata C-1, C-2, C-3, C4 y C-5), esto de acuerdo a la disponibilidad de área. La profundidad de exploración alcanzada en las calicatas C-1, C-2, C-3, C-4 y C-5 fue de 3.00 m., Estas exploraciones se realizó a cielo abierto verificándose la estratigrafía los que se clasificaron visualmente según las normas ASTM 2987 Y ASTM 2488. 1.5.1.2. MUESTREO De los materiales representativos encontrados en las calicatas se obtuvieron muestras disturbadas, las que fueron descritas e identificadas mediante una tarjeta con la ubicación, numero de muestras y profundidad, luego colocadas en bolsa de polietileno para su traslado al laboratorio. Este procedimiento es para mantener el contenido de humedad de los suelos a ser analizado. 1.5.1.3. REGISTRO DE EXPLORACIONES Durante la ejecución de las investigaciones de campo se llevó un registro en el que se anotó el espesor de cada una de las capas del sub- suelos, sus características de gradación y el estado de compacidad de cada uno de los materiales. Cuadro 1. Registro de exploraciones. N° DE CALICATA

CODIGO

NORTE

ESTE

N° DE PROFUNDIDAD NIVEL IDENTIFICACIÓN MUESTRAS EXPLORADA (m) FREÁTICO

N° 1

C-1

9332078.867 707236.196

3

N° 2

C-2

9332051.575 707225.396

3

N° 3

C-3

9332040.546 707246.943

3

N° 4

C-4

9332031.086 707272.024

4

N° 5

C-5

9331999.223

2

707258.36

M-1 M-2 M-3 M-1 M-2 M-3 M-1 M-2 M-3 M-1 M-2 M-3 M-4 M-1 M-2

3

---------

3

---------

3

---------

3

---------

3

---------

1.6. ENSAYOS DE LABORATORIO 1.6.1. ENSAYOS ESTÁNDAR 2. CONTENIDO NATURAL DE HUMEDAD, mediante procedimiento de secado en estufa a la temperatura de 110° C, según norma ASTM D2216. 3. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO, por vía húmeda o por lavado con cribado manual, de acorde a la norma ASTM D422. 4. LIMITES DE ATTERBERG, Límite líquido y Límite plástico, de acorde con la norma ASTM D4318. 5. ENSAYOS DE PESO ESPECÍFICO, acorde a la norma ASTM D 854. 6. ENSAYOS DE PESO VOLUMÉTRICO, según la norma ASTM D 4253. 7. DETERMINACIÓN DE SULFATOS, CLORUROS Y PH Normas: ASTM D516 / ASTM D512 / ASTM D4972. 8. CLASIFICACION DE SUELOS, en función a la Norma ASTM D2487, que toma como base al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). 1.6.2 

ENSAYOS ESPECIALES

Ensayo de Corte Directo ASTM D 3080. 1.7 PERFIL DEL SUELO Como ya se mencionó se realizó una descripción visual y manual, las muestras se han clasificado

por el sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS) clasificadas mediante observación y comparación de las muestras representativas. 1.7.1

DESCRIPCIÓN DE LOS DIFERENTES ESTRATOS QUE CONSTITUYEN EL TERRENO De los trabajos de investigación de campo y laboratorio realizados, se tiene que el sub

suelo de la zona del proyecto, se encuentra conformado en su totalidad por terrazas rellenas de material aluvial, donde se encuentra en forma desordenada y no continua una mezcla de grava de perfil sub redondeado, con aglutinantes arcillosos medianamente plásticos, y una matriz de arena de grano fino a grueso y perfil sub redondeado, debido a las características del depósito encontrado, en forma aislada aparecen bolsones de material arcilloso, así como bolonería de diámetro promedio entre 3” hasta 8”.

Por su formación estos depósitos presentan granos de fino a muy grueso y perfil o forma sub redondeada a redondeada, debido al proceso de formación, existe abundante cantidad de aglutinantes arcillosos, los mismos que están representados por suelos de mediana permeabilidad, y ligeramente consolidados, poco húmedos y, textura agregada o fragmentaria. La fracción gruesa lo forma bloques angulares y heterométricos, predominado tamaño comprendido entre 2” y 1/4”, también existe importantes porcentajes de arcilla limosa medianamente plástica y en otros lugares limos inorgánicos ligeramente plásticos. El suelo natural encontrado en esta parte, lo componen masas inestables y de resistencias bajas cuando se producen presiones intersticiales a consecuencia de la presencia de humedad, por lo que se deberá acatar las recomendaciones expuestas en el presente informe. En los siguientes cuadros, se indica las principales características estratigráficas de las calicatas excavadas

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Cuadro 2. Perfil Estratigráfico de la Calicata 1.

MUESTRA

COTA

DESCRIPCION

GRANULOMETRIA (%)

SUCS

GRAVA ARENA FINOS DE 0.00m . A -0.35 m.

C1-E1

C1-E2

C1-E3

LIMITES CONSISTENCIA L.L.

L.P.

w (%)

I.P.

Capa superficial de suelo orgánico, combinado con restos de grava y arcilla

De -0.35m. A -1.05 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por arcillas inorgánicas medianamente plásticas, combinado con moderados porcentajes de arena predominando arena de grano fino, y pequeñas cantidades de grava de perfil sub redondeado y diámetro máximo promedio de 9.50 mm.

0.98

20.08

78.94

CL

30.00% 17.00%

13.00%

6.28%

De -1.05m. A -1.80 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por una matriz de arena de grano grueso, combinado con moderadas cantidades de grava de perfil sub redondeado y en mayores porcentajes aglutinantes limo arcillosos medianamente plásticos, subyaciendo a este estrato se encuentra un lente de material arcilloso de 0.15 m. de espesor

13.96

40.90

45.14

SC

26.00% 15.00%

11.00%

3.21%

De -1.80 m. A -3.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por una matriz de arena de grano grueso, combinado con moderadas cantidades de grava de perfil sub redondeado y en mayores porcentajes aglutinantes limo arcillosos medianamente plásticos, en forma errática se encuentra bloques de perfil sub redondeado de grava y bolonería de 3" a 8" de diámetro, así como lentejones de material arcilloso

24.34

43.13

32.53

SC

22.00% 16.00%

6.00%

3.53%

Jr. Leguia N° 410 – Jr. San Martín N° 186

661847 / [email protected] / [email protected]

/

Cajam arca

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Cuadro 3. Perfil Estratigráfico de la Calicata 2.

MUESTRA

C2-E1

C2-E2

C2-E3

COTA

GRANULOMETRIA (%) SUCS GRAVA ARENA FINOS

DESCRIPCION

LIMITES CONSISTENCIA L.L. L.P. I.P.

DE 0.00m . A -0.25 m.

Capa superficial de suelo orgánico, combinado con restos de grava y arcilla

DE 0.25m . A -0.40 m.

LENTE DE MATERIAL GRANULAR, COMBINADO CON ARCILLA

DE 0.40m . A -0.50 m.

LENTE DE MATERIAL ARCILLOSO

w (%)

De -0.50m. A -1.10 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por suelos granulares del tipo Grava Limosa, predominado grava de perfil sub angular de diámetro máximo promedio de 63.00 mm, con una matriz de arena de grano grueso a fino y material fino no plástico, presencia errática de bolonería de 3" - 8" de diámetro y lentejones de material fino.

45.98

36.36

17.65

GM

N.P.

N.P.

N.P.

2.20%

De -1.10m. A -2.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por un suelo poco denso de limos inorgánicos ligeramente plásticos, combinado con moderados porcentajes de material granular, suelo medianamente denso y poco húmedo.

10.39

33.19

56.42

ML

30.00%

24.00%

6.00%

7.98%

De -2.00 m. A -3.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por una matriz de arena de grano grueso, combinado con moderadas cantidades de grava de perfil sub redondeado y en mayores porcentajes aglutinantes limo arcillosos medianamente plásticos, en forma errática se encuentra bloques de perfil sub redondeado de grava y bolonería de 3" a 8" de diámetro, así como lentejones de material arcilloso

11.57

43.25

45.18

SC

31.00%

21.00%

10.00%

5.29%

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Cuadro 4. Perfil Estratigráfico de la Calicata 3.

MUESTRA

COTA

GRANULOMETRIA (%)

DESCRIPCION

SUCS

GRAVA ARENA FINOS DE 0.00m . A -0.20 m.

Capa superficial de suelo orgánico, combinado con restos de grava y arcilla

DE 0.20m . A -0.30 m.

LENTE DE MATERIAL GRANULAR, COMBINADO CON ARCILLA

DE 0.30m . A -0.45 m.

LENTE DE MATERIAL ARCILLOSO

C3-E1

De -0.45m. A -1.30 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por suelos granulares del tipo Grava Limosa, predominado grava de perfil sub angular de diámetro máximo promedio de 63.00 mm, con una matriz de arena de grano grueso a fino y material fino no plástico, presencia errática de bolonería de 3" - 8" de diámetro y lentejones de material fino.

C3-E2

De -1.30m. A -2.40 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por un suelo poco denso de limos inorgánicos ligeramente plásticos, combinado con moderados porcentajes de material granular, suelo medianamente denso y poco húmedo.

6.12

35.62

58.26

ML

De -2.40 m. A -3.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por una matriz de arena de grano grueso, combinado con moderadas cantidades de grava de perfil sub redondeado y en mayores porcentajes material fino ligeramente plástico, en forma errática se encuentra bloques de perfil sub redondeado de grava y bolonería de 3" a 8" de diámetro, así como lentejones de material arcilloso

20.41

38.15

41.44

SM

C3-E3

47.87

34.76

17.37

GM

LIMITES CONSISTENCIA

L.L.

L.P.

I.P.

N.P.

N.P.

N.P.

30.00% 24.00% 6.00%

N.P.

N.P.

N.P.

w (%)

2.09%

7.98%

4.39%

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Cuadro 5. Perfil Estratigráfico de la Calicata 4.

MUESTRA

COTA

GRANULOMETRIA (%)

DESCRIPCION

SUCS

GRAVA ARENA FINOS

C4-E1

C4-E2

C4-E3

C4-E4

LIMITES CONSISTENCIA

L.L.

DE 0.00m . A -0.10 m.

Capa superficial de suelo orgánico, combinado con restos de grava y arcilla

DE 0.10m . A -0.20 m.

LENTE DE MATERIAL GRANULAR, COMBINADO CON ARCILLA

L.P.

w (%)

I.P.

De -0.20m. A -1.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por arcillas inorgánicas medianamente plásticas, combinado con moderados procentajes de arena predominando arena de grano fino, y pequeñas cantidades de grava de perfil sub redondeado y diámetro máximo promedio de 25.40 mm.

3.38

19.06

77.57

CL

33.00% 18.00% 15.00%

5.50%

De -1.00m. A -1.70 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por un suelo poco denso de limos inorgánicos ligeramente plásticos, combinado con moderados porcentajes de material granular, suelo medianamente denso y poco húmedo.

23.16

37.47

39.37

SC

29.00% 16.00% 13.00%

4.19%

De -1.70m. A -2.30 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por arcillas inorgánicas medianamente plásticas, combinado con moderados procentajes de arena predominando arena de grano fino, y pequeñas cantidades de grava de perfil sub redondeado y diámetro máximo promedio de 25.40 mm.

1.63

39.10

59.27

CL

35.00% 21.00% 14.00%

6.38%

De -2.30 m. A -3.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por suelos granulares del tipo Grava arcillosa, predominado grava de perfil sub angular de diámetro máximo promedio de 63.00 mm, con una matriz de arena de grano grueso a fino y aglutinantes limo arcillosos medianamente plásticos, presencia errática de bolonería de 3" - 8" de diámetro y lentejones de material fino.

46.38

34.32

19.30

GC

31.00% 16.00% 15.00%

4.40%

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Cuadro 6. Perfil Estratigráfico de la Calicata 5.

MUESTRA

COTA

GRANULOMETRIA (%)

DESCRIPCION

SUCS

GRAVA ARENA FINOS

C5-E1

L.L.

DE 0.00m . A -0.10 m.

Capa superficial de suelo orgánico, combinado con restos de grava y arcilla

DE 0.10m . A -0.20 m.

LENTE DE MATERIAL GRANULAR, COMBINADO CON ARCILLA

DE 0.20m . A -0.35 m.

LENTE DE MATERIAL ARCILLOSO

De -0.35m. A -2.00 m.

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por un suelo poco denso de limos inorgánicos ligeramente plásticos, combinado con moderados porcentajes de material granular, suelo medianamente denso y poco húmedo.

DE 2.00m . A -2.20 m.

C5-E2

LIMITES CONSISTENCIA

De -2.20m. A -3.00 m.

14.94

43.24

41.82

L.P.

I.P.

w (%)

SC

31.00%

23.00%

8.00%

5.55%

GM

27.00%

25.00%

2.00%

4.13%

LENTE DE MATERIAL ARCILLOSO

Suelo color anaranjado a marrón, conformado por suelos granulares del tipo Grava Limosa, predominado grava de perfil sub angular de diámetro máximo promedio de 63.00 mm, con una matriz de arena de grano grueso a fino y material fino no plástico, presencia errática de bolonería de 3" - 8" de diámetro y lentejones de material fino.

52.44

22.97

24.60

ALFREDO SIFUENTES

INGENIERO CIVIL

C.I.P. N° 74682

ORTIZ ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS, ANALISIS DE CANTERAS Y DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO. Registro INDECOPI N°: 00048905

1.8 NIVEL DE NAPA FREATICA No existe nivel de napa freática hasta la profundidad explorada de 3.00 m, no obstante se encontró en las calicatas excavadas filtraciones laterales de agua, provenientes de los terrenos colindantes. 1.8.1

EFECTOS Y CONTROL DE LA NAPA FREÁTICA Debido a problemas de infiltraciones de aguas subterráneas, estas se incrementarán en

épocas de siembra, debido a la saturación de los terrenos adyacentes. 1.9 AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACION El concreto es un material que en general tiene un comportamiento satisfactorio ante diversos ambientes químicamente agresivos. El concepto básico reside en que el concreto es químicamente inalterable al ataque de agentes químicos que se hallan en estado sólido. Para que exista alguna posibilidad de agresión, el agente químico debe estar en solución en un cierta concentración y además tener la opción de ingresar en la estructura de la pasta durante un cierto tiempo, es decir debe haber un cierto flujo de la solución concentrada hacia el interior del concreto y este flujo debe mantenerse un tiempo suficiente para que se produzca la reacción, esto lo producen los ambientes agresivos. Los ambientes agresivos usuales están constituidos por el aire, agua y suelos contaminados que entran en contacto con las estructuras de concreto. SULFATOS: Los sulfatos que afectan la durabilidad, se hallan usualmente en el suelo en contacto con el concreto, en solución en agua de lluvia, en aguas contaminadas por desechos industriales o por flujos en suelos agresivos. Por lo general consisten en sulfatos de Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio. Los suelos con sulfatos se hallan normalmente en zonas áridas, y pese a que pueden no estar en muy alta concentración, si se producen ciclos de humedecimiento y secado sobre el concreto, la concentración puede incrementarse y causar deterioro. De acuerdo a la Norma Peruana E 060 Concreto armado se deberán cumplir los siguientes requisitos para considerar un suelo agresivo a la cimentación:

Jr. Leguia N° 410 – Jr. San Martín N° 186

661847 / [email protected] / [email protected]

/

Cajam arca

Cuadro 7. - ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION Presencia en el Suelo de :

* SULFATOS

p.p.m

Grado de Alteración

0 – 1000

Leve

1000 - 2000

Moderado

2000 - 20,000

Severo

>20,000

Muy severo

OBSERVACIONES Ocasiona un ataque químico al concreto de la cimentación Ocasiona problemas de corrosión

** CLORUROS

> 6,000

PERJUDICIAL

de armaduras o elementos Metálicos Ocasiona problemas de pérdida de

** SALES SOLUBLES

> 15,000

PERJUDICIAL

resistencia mecánica por problema de lixiviación

Fuente: Comité 318-83 ACI

De los resultados de los análisis químicos obtenidos a partir de 5 muestras representativas del suelo obtenidas de las calicatas C-1, C-2, C-3, C-4 y, C-5 se tiene: Cuadro 8. - RESULTADOS DE ANALISIS QUIMICOS. MUESTRA

PH

Cl- (ppm)

Sales Solubles Totales

Sulfatos (ppm)

Calicata 1 – Estrato 3 Calicata 2 – Estrato 3 Calicata 3 – Estrato 3 Calicata 4 – Estrato 4 Calicata 5 – Estrato 2

7.80 7.70 7.60 7.40 7.80

1,325.10 1,250.20 1,450.33 1,109.78 1,322.34

9,856.00 9,974.00 9,652.00 9,568.00 9,920.00

1,698.26 1,590.38 1,352.36 1,520.04 1,063.22

Del Cuadro Nº 8 (Resultados de análisis químicos), observamos que la concentración de sales cloruros, se encuentran por debajo de los valores permisibles, siendo el valor más alto de 1450 ppm que corresponde a la calicata C-3, Estrato 3, menor que 6000ppm (valor permisible para cloruros), por lo que no ocasionará un ataque por corrosión del acero del concreto de la cimentación. De igual manera observamos concentraciones de sales sulfatos mayores a 1,000.00 ppm. Y que alcanzan un valor pico de 1,698.26, ppm, por lo que podría ocasionar un ataque moderado al concreto de la cimentación en este sector. Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo MS de moderada resistencia a los sulfatos, para todas estructuras de cimentación proyectadas.

1.10

ANALISIS DE CIMENTACIÓN De los resultados obtenidos en los trabajos de campo, ensayo de laboratorio, perfil estratigráfico y

las características estructurales del proyecto, se realiza un análisis de cimentación para las estructuras; la memoria de cálculos se adjunta en las hojas del ANEXO I - CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO DE FUNDACION. Estrato de Apoyo de la Cimentación De la evaluación geotécnica de la estratificación de suelos se recomienda cimentar a una profundidad mínima de 2.00 m por debajo del nivel actual de terreno donde se encuentra depósitos medianamente compactos del suelo natural de terrazas aluviales de material granular compuestos por arena y grava de perfil sub redondeado y en la posición más desfavorable para cimentar se encontró estratos de material de arcillas inorgánicas medianamente plásticas, del tipo CL, combinado con moderados porcentajes de material granular. Por lo que los cálculos de capacidad admisible, se han realizado para los tipos de suelo uniformes más representativos, y a la vez más desfavorable. Tipo de Cimentación Dadas las condiciones del sub suelo (terrazas aluviales de material grueso que se estratifica con material cohesivo de arcillas inorgánicas medianamente plásticas) así como de las estructuras a proyectar, es recomendable usar es una cimentación directa, compuesta por zapatas aisladas, y de planta rectangular a cuadrada, cuyas dimensiones y geometría deberán ser determinadas previo análisis estructural. Para evitar asentamientos diferenciales inesperados y absorber cualquier esfuerzo de torsión debido a la colocación de zapatas excéntricas y asentamientos diferenciales, será necesario unir las zapatas aisladas por medio de una viga de cimentación, para que actúen formando anillos rígidos cerrados que minimicen las deformaciones diferenciales que puedan ocurrir en las estructuras, por los cambios cíclicos del contenido de humedad del suelo Parámetros de diseño para la cimentación El concepto de presión admisible de un terreno no es fácil de precisar ya que está ligada íntimamente con las características de cada terreno, dependerá del tipo de cimentación, que a su vez es consecuente con el terreno y el sistema de estructura sustentante (sustentada por el cimiento) y finalmente del comportamiento del suelo a lo largo del tiempo que es a su vez influenciada por agentes externos naturales y artificiales

De la estratigrafía encontrada en los lugares de estudio (Terrazas aluviales), es posible estimar el valor de la capacidad portante, mediante uso de fórmulas aceptadas por la Mecánica de Suelos y a partir de la experiencia en casos similares al presente por lo que el valor de la presión admisible se calculará empleando el método propuesto por Terzaghi, para el caso de falla local por corte. Capacidad Admisible del Suelo Los cálculos de capacidad de carga se muestran en la respectiva hoja de cálculo del Anexo I: Cálculo de la Capacidad Portante y Asentamiento. Para las condiciones de cimentación indicadas, las capacidades de carga y presión admisible por corte se consideró un Factor de Seguridad igual a 3, esto acorde con el ítem N° 3.4 de la Norma E-0.50 Suelos y cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones. El valor de la presión admisible se calculará empleando el método propuesto por Terzaghi, para el caso de falla por corte local y tipo de cimentaciones cuadradas a rectangulares, y debido a la presencia de terrenos estratificados en la zona de estudio, que está compuesta por suelos granulares que se sobreponen a suelos cohesivos arcillosos, con diferencia de homogénidad en cuanto a sus espesores y distribución de los estratos, se ha tenido en cuenta el criterio de suelo más desfavorable, compuesto por arcillas limosas medianamente plásticas del tipo CL; cuyos principales parámetros de carga se muestran a continuación:

1.10.1

DETERMINACIÓN DE LOS ESFUERZOS DE ROTURA AL CORTE Y EL FACTOR DE SEGURIDAD. La determinación de los esfuerzos de rotura al corte (capacidad portante por corte) se realiza

mediante la fórmula de Terzaghi para el caso de falla por corte local, en una zapata de sección rectangular a cuadrada. Para lo cual se ha determinado mediante el ensayo de corte directo los valores del ángulo de fricción y cohesión:

q'c = c'*N'c + *Df*N'q +0.4**B*N' Según Terzagui Capacidad de Carga Ultima para Cimentaciones cuadradas q’c = Capacidad Portante qu = Capacidad de Carga de Diseño = q’c/F.S.

Cuadro 9. - PARAMETROS PARA DETERMINAR LA PRESION ADMISIBLE DEL SUELO FUNDACION N’c

N’q

N’

 (gr/cm3)

B*(m)



c (Kg/cm2)

13.72

4.95

1.82

1.46

100.00

23.33

0.123

* B: Ancho de la cimentación (dato asumido), el valor definitivo será obtenido luego de realizar el correspondiente análisis estructural . N’c, N’q y N’: Valores obtenidos de interpolación de la tabla 3.2 - Factores de Capacidad de Carga de Terzaghi, Pg. 160 - Cap. Tres - Principios de Ingeniería de Cimentaciones Braja M. Das - 4ta Edición.

Por lo que la presión admisible del suelo de fundación

qu = q’c/FS.

Cuadro 10. - PARAMETROS VALORES DE LA PRESION ADMISIBLE DEL SUELO FUNDACION Capacidad Portante (q’c) (Kg/cm2

Factor Seguridad (FS)

Capacidad de Profundidad Carga de de Diseño (qu) cimentación* (Df) (m) (Kg/cm2) 3.01 3.50 0.86 2.00 * La profundidad de cimentación se medirá a partir del nivel de suelo natural, después del corte y antes de realizar trabajos de relleno

En el Cuadro 11, se muestra el resumen de las condiciones de cimentación, la memoria de cálculos se adjuntan en el Anexo I. Cuadro 11. - RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION

Tipo de Cimentación

Zapatas aisladas de sección rectangular a cuadrada, conectadas mediante viga de cimentación, cuyas dimensiones se determinarán previo análisis estructural.

Parámetros de Diseño de la Cimentación - Profundidad Mínima de Cimentación - Factor de Seguridad por Corte - Máxima distorsión angular Capacidad Portante del suelo de fundación

Recomendaciones Adicionales

1.10.2

2.00 m. > 3.00 1/500 0.86 Kg/cm2

Estrato de Apoyo: Suelo estratificado, compuesto por capas alternadas de grava y arena sobre arcillas inorgánicas medianamente plásticas..

Debido a las posibles variaciones que puedan existir en el módulo de elasticidad del suelo, se pueden generar asentamientos superiores a los previstos, por lo que será necesario realizar obras de mejoramiento a nivel de cimentación.

MEJORAMIENTO DE LA CIMENTACION: Es práctica común para alcanzar un nivel de resistencia dado en el suelo, construir obras de mejoramiento a nivel de cimentación (reemplazo de suelo), con esto se busca

mejorar las condiciones del sub suelo (incremento del módulo de elasticidad) y a la vez disminuir los perjudícales asentamientos diferenciales, por lo que para el presente caso, se recomienda emplear la siguiente estructura para la cimentación: ZAPATAS En primer lugar, todo resto de material de relleno o suelos orgánicos presentes en los niveles de fundación, deberá ser cortado y eliminado hasta encontrar el suelo natural que de acuerdo a la realización de los trabajos de investigación del sub suelo, está conformado por depósitos estratificados de arena y grava alternados con estratos de arcillas inorgánica medianamente plásticas. • Las zapatas estructurales se apoyarán a una profundidad mínima de 2.00 m. por debajo del nivel del nivel cero de la estructura o del terreno natural una vez realizado el corte, luego por debajo del nivel mínimo recomendado para el fondo de la zapata, se construirá una sub zapata de concreto ciclópeo f’c = 10 Mpa + 30% P.G. máx 6”, o en su defecto capas de material de afirmado compactadas cada 0.15m. cada una al 95% de la Máxima Densidad Seca obtenida con el proctor estándar, en ambos casos las estructuras de mejoramiento de la cimentación, tendrán un espesor mínimo final de 50 cm. (cotas 2.00 m. a 1.50 m.), y servirá para brindar a las zapatas una base de apoyo adecuada, así como brindar una adecuada resistencia al suelo de fundación que debido a su naturaleza cohesiva que lo hace susceptible de presentar asentamientos totales, que pudieran perjudicar la estructura, también por evidencias encontradas en las muestras alcanzadas, Finalmente el nivel de fundación o terreno natural previo a los trabajos de construcción de la cimentación deberá encontrarse seco y también será compactado a un mínimo del 90% del ensayo de proctor modificado.

Ilustración 3. TRATAMIENTO A LA BASE DE LA CIMENTACION.

1.10.3

ESTIMACIÓN DE LOS ASENTAMIENTOS El asentamiento inmediato ó instantáneo de la cimentación se calculará en base a la teoría de la

elasticidad (Lambe y Whitman, 1964). El asentamiento elástico inicial será:

Dónde: S

=

asentamiento inmediato (cm)

q

=

esfuerzo neto transmisible

(kg/cm2) B = Es =

módulo de Elasticidad

(kg/cm2) u = If

=

ancho de cimentación (cm) relación de Poisson

factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentación.

Las propiedades elásticas del suelo de cimentación fueron asumidas a partir de tablas publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde irá desplantada la cimentación. Los cálculos de asentamiento se han realizado considerando una cimentación flexible. Se considera además que los esfuerzos transmitidos son iguales a la capacidad admisible de carga.

Ilustración 4. Módulo de elasticidad de los suelos.

Ilustración 5. Relación de Poisson.

Ilustración 6. Factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentación.

Se ha realizado el cálculo del asentamiento para cada calicata, los mismos que se muestran en el siguiente cuadro: Cuadro 12. - ASENTAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA.



Es (Tn/m2)

0.21

960

If Centro Esquina 153 77

Asentamiento probable Si (cm) Medio 130

Centro 1.31

Esquina 0.66

Medio 1.12

Como se puede apreciar los asentamientos obtenidos no son significativos, esto no hubiera sido posible si no se hubiera realizado un mejoramiento del suelo a nivel de cimentación, por lo que es importante tener en cuenta algunas recomendaciones brindadas en el presente informe con la finalidad de lograr un nivel de fundación y una capa de mejoramiento cuya función seria modificar el módulo de elasticidad del suelo, e incrementar en forma proporcional el valor de la capacidad portante. Por otro lado paralelo al cálculo del asentamientos, se verificó la distorsión angular que produce los asentamientos, lográndose restringir a valores comprendidos entre 1/500 a 1/700, los que están dentro del límite establecido en la Norma E0.50 de Suelos y Cimentaciones, dado este rango se establece que funciona efectivamente hasta una luz mínima de 3.00 m. Finalmente al estimar los asentamientos diferenciales de la edificación, es necesario tener un asentamiento máximo permisible, y debido a la complejidad del comportamiento del suelo y a la poca información disponible es difícil tomar un parámetro de control de los asentamientos, no obstante diversos autores proponen emplear un asentamiento máximo permisible para estructuras aporticadas con muros de corte y ladrillos, equivalente a 1.00” o a 2.54 cm.

Entonces tomando como referencia el valor antes indicado, en el cuadro N° 4.5, se puede apreciar que las estructuras de fundación van a soportar asentamientos que se encuentran por debajo del límite máximo recomendado, lo que no significa que se deje de preparar al suelo a fin de que soporte el peso de las estructuras sin sufrir grandes asentamientos. 1.10.4 COEFICIENTE DE BALASTO DEL SUELO:

En todo problema geotécnico, el conocimiento o la estimación de las deformaciones en relación a las cargas asociadas que transfiere una fundación al terreno natural, es uno de los problemas más importantes de los proyectos de ingeniería. Para resolver esta situación, se utiliza muy frecuentemente, el “Coeficiente de Balasto” o “Módulo de Reacción del Suelo” también conocido como “Coeficiente de Sulzberger”, estudiado muy en profundidad por Terzaghi Este parámetro asocia la tensión transmitida al terreno por una placa rígida con la deformación o la penetración de la misma en el suelo, mediante la relación entre la tensión aplicada por la placa “q” y la penetración o asentamiento de la misma “y”. Generalmente se la identifica con la letra “k” El método simplificado propuesto por Vesic, proporciona una expresión adecuada que permiten tomar valores típicos del suelo y asociarlos para el cálculo del Coeficiente de Balasto (K), por lo que K para el presente estudio puede calcularse como: K = Es / [B(1-^2)] Donde: K = Coeficiente de Balasto Es = Módulo de deformación o elasticidad del suelo. B = Ancho de la zapata  = Coeficiente del Poisson del terreno.

Los valores recomendados para el cálculo del Coeficiente de Baslasto (K) del suelo son los siguientes:

Cuadro 13. - PARAMETROS PARA CÁLCULO DE COEFICIENTE DE BALASTO Módulo de Elasticidad (Tn/m2) 960 1.10.5

Coeficiente de Poisson

Coeficiente de Balasto (Tn/m3)

0.21

1004.29

ANÁLISIS DE COLAPSABILIDAD Y/O LICUEFACCIÓN

En los lugares donde se conozca o sea evidente la ocurrencia de hundimientos debido a la existencia de suelos colapsables, el análisis basado en la determinación de la plasticidad del suelo, del ensayo para determinar el peso volumétrico, y del ensayo de humedad, con la finalidad de evaluar el potencial de colapso del suelo en función del Límite Liquido (LL) y del peso volumétrico seco. La relación entre los colapsables y no colapsables y los parámetros antes indicados se muestra en la figura siguiente:

Ilustración 7. La relación entre los colapsables y no colapsables.

Dado la exploración en las calicatas, se determina que el suelo consistente a todo el proyecto es un suelo no colapsable, pero se considera necesario mencionar que esta cerca al límite de colapsable. En suelos granulares y en algunos suelos granulares con finos cohesivos ubicados bajo la Napa Freática, las solicitaciones sísmicas pueden originar el fenómeno denominado Licuación, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia del incremento de la presión de poros que se genera en el agua contenida en sus vacíos y originada por la vibración que produce el sismo. Esta pérdida de resistencia al corte genera la ocurrencia de fallas por los grandes asentamientos en las obras sobreyacentes y por el desplazamiento lateral de taludes y terraplenes. Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultáneamente las características siguientes:

- Debe estar constituido por arena fina, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales anteriores. - Debe encontrarse sumergido. Tabla 5. Clasificación del potencial de licuación.

Al no tener presencia de nivel freático, siendo uno de los factores determinantes para la evaluación de licuefacción de suelos y haciendo un análisis in-situ se determinó que la probabilidad de licuefacción es muy baja. 1.10.6

EFECTO DE SISMO

1.10.6.1 SISMICIDAD En el territorio peruano se han establecido diversas zonas con diferentes características de acuerdo a la mayor o menor presencia de sismos. Según los mapas de la zonificación sísmica y mapa de máximas intensidades sísmicas del Perú y de acuerdo a las Normas Sismo Resistentes (Norma Técnica de Edificación E.030) del reglamento de edificaciones, la provincia de Chupaca se encuentra comprendida en la Zona 3. 1.10.6.2 PARÁMETROS PARA DISEÑO SISMO RESISTENTE De acuerdo a las Normas Peruanas de Diseño Sismo Resistente (E.G30), se recomienda los siguientes parámetros: ZONA DE ESTUDIO Factor de Zona PERFIL DE SUELO Tipo suelo FACTOR DE SUELO Factor de suelo (S) PERIODOS Periodo del suelo TP(S) Periodo del suelo TL(S) Factor de Uso U Coeficiente Básico de reducción Ro

= =

3 0.35

=

S2

=

1.15

= = = =

0.6 2.0 1.5 8

Nota n° 1: Las nuevas edificaciones de categoría A1 tendrán aislamiento sísmico en la base cuando se encuentren en las zonas sísmicas 4 y 3

2

ANEXOS

A continuación se consignan los siguientes anexos: 3

PLANOS

4

PERFILES DE SUELOS

4.1. PERFILES ESTRATIGRÁFICOS Registros Estratigráficos 5.

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

A continuación se presentan los resultados de los ensayos realizados. 5.1. ENSAYOS ESTÁNDAR 

Análisis granulométrico por tamizado ASTM D 422 ITINTEC NTP 339.128.



Limite plástico ASTM D 4318 ITINTEC NTP 339.129.



Limite líquido ASTM D 4318 ITINTEC NTP 339.129.



Contenido de humedad ITINTEC NTP 339.127.



Densidad natural ITINTEC NTP 339.143.



Clasificación de suelos



Contenido de sales solubles ITINTEC NTP 339.152.



Contenido de sulfatos solubles ITINTEC NTP 339.178.



Contenido de cloruros solubles ITINTEC NTP 339.177.

5.2. ENSAYOS ESPECIALES 

Ensayo de Corte Directo ASTM D 3080, ITINTEC NTP 339.171.

6.

CONCLUSIONES: Del análisis efectuado en el presente Estudio, en base a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles estratigráficos obtenidos y al conocimiento de los suelos encontrados, se concluye: •

Se ha realizado el Estudio de Mecánica de Suelos solicitado por el Gobierno

Regional

de

Cajamarca

“MEJORAMIENTO

que

DE

servirá LOS

para

la

elaboración

SERVICIOS

DE

el

SALUD

proyecto: DEL

ESTABLECIMIENTO ESTRATÉGICO DE PUCARÁ, DE LA MICRO RED PUCARÁ,

DISTRITO

DE

PUCARÁ

Y

PROVINCIA

DE

JAÉN,

DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA”, ubicado en Calle Circunvalación S/N. Distrito de Pucará, Provincia de Jaén, Región Cajamarca. • Para la ejecución de los Estudios de Mecánica de Suelos, se realizó cinco (05) excavaciones en el suelo, por medio de pozos a cielo abierto o calicatas de 3.00 m. de profundidad, que se ubicaron en zonas estratégicas de tal manera que abarquen al máximo la zona de estudio; luego se recogieron muestras, con las que se realizaron las determinaciones necesarias para poder proceder a su clasificación según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), a saber: límite líquido, límite plástico, y porcentaje de partículas menores que las mallas de los tamices número 40 y 200, mediante lavado, así como también humedad natural y otros ensayos indicados. •

De acuerdo a la información alcanzada, el proyecto contempla como metas que el

Centro de Salud de Pucará se pueda ubicar en la categoría de Establecimientos de Salud Estratégicos, es decir, el proceso por el cual se logre que cada establecimiento de salud pueda prestar los servicios que le corresponden a la categoría establecida. En este sentido, se pretende que el Centro de Salud I-4 del distrito de Pucará - Jaén; ofrezca servicios adecuados de atenciones en Salud, que cubran las necesidades de la población. • La estratigrafía de la zona del proyecto, que está conformada en su totalidad por terrazas rellenas de material aluvial, donde se encuentra en forma desordenada y no continua una mezcla de grava de perfil sub redondeado, con aglutinantes arcillosos medianamente plásticos, y una matriz de arena de grano fino a grueso y perfil sub redondeado, debido a las

características del depósito encontrado, en forma aislada aparecen bolsones de material arcilloso, así como bolonería de diámetro promedio entre 3” hasta 8”. Por su formación estos depósitos presentan granos de fino a muy grueso y perfil o forma sub redondeada a redondeada, debido al proceso de formación, existe abundante cantidad de aglutinantes arcillosos, los mismos que están representados por suelos de mediana permeabilidad, y ligeramente consolidados, poco húmedos y, textura agregada o fragmentaria. La fracción gruesa lo forma bloques angulares y heterométricos, predominado tamaño comprendido entre 2” y 1/4”, también existe importantes porcentajes de arcilla limosa medianamente plástica y en otros lugares limos inorgánicos ligeramente plásticos. El suelo natural encontrado en esta parte, lo componen masas inestables y de resistencias bajas cuando se producen presiones intersticiales a consecuencia de la presencia de humedad; en los cuadros del 2 al 6 del presente informe se muestra las principales características estratigráficas de cada calicata excavada. • Para el cálculo de la capacidad portante del suelo de fundación se emplearon expresiones aceptadas por la Mecánica de Suelos, la que fueron analizadas para diferentes profundidades de cimentación, diferentes tipos de cimentación, y restringiendo los asentamientos de tal manera que no se presenten asentamientos diferenciales de consideración; luego dentro de todas las expresiones utilizadas, la que finalmente dio resultados más racionales fue La Fórmula de Terzaghy para el caso de falla por punzonamiento, para zapatas de sección rectangular a cuadrada, y el tipo de cimentación que más se adecue para la zona del proyecto es de zapatas aisladas conectadas mediante vigas de cimentación para que actúen formando anillos rígidos y, se obtuvo una capacidad portante del suelo igual a: qd = 0.86 Kg/cm2, a una profundidad mínima de 2.00 m. 7.

RECOMENDACIONES: •

La profundidad de cimentación más adecuada es aquella que garantice que la estructura se cimiente sobre un terreno natural y estable.

•

El tipo de cimentación sugerido para el caso de elementos portantes, es una cimentación directa, compuesta por zapatas aisladas, y de planta rectangular a cuadrada, cuyas dimensiones y geometría deberán ser determinadas previo análisis

estructural. Para evitar asentamientos diferenciales inesperados y absorber cualquier esfuerzo de torsión debido a la colocación de zapatas excéntricas, será necesario unir las zapatas aisladas por medio de una viga de cimentación, para que actúen formando anillos rígidos cerrados que minimicen las deformaciones diferenciales que puedan ocurrir en las estructuras, por los cambios cíclicos del contenido de humedad del suelo y eviten aparición de grietas en los muros del proyecto. •

Para muros y cercos perimétricos se utilizará una cimentación corrida, igualmente reforzada con vigas de cimentación para evitar asentamientos diferenciales

•

Debido a las características del suelo, cuando se cimiente las zapatas, se recomienda emplear una profundidad de cimentación mínima igual a 2.00 m, con respecto a la superficie final del terreno (luego del corte), para alcanzar los desniveles del proyecto, de esta manera se estará proporcionando a la cimentación una profundidad de confinamiento adecuada, y estará apoyada en el sentido más desfavorable sobre un depósito color ligeramente marrón de arcillas inorgánicas medianamente plásticas.

•

Para prevenir asentamientos excesivos del suelo, es importante que al momento del cálculo de las dimensiones en planta de la zapata, la relación Largo / Ancho máxima de esta, será igual a 2.

•

Tomando como base lo indicado en las recomendaciones y a la vez definiendo la profundidad de cimentación como aquella resultante después de realizar los trabajos de corte que no necesariamente tiene que coincidir con los niveles actuales del terreno, se tendrá una profundidad mínima de 2.00 m. de excavación para zapatas, que también abarcará la construcción de obras de mejoramiento a nivel de cimentación como lo señalado en el ítem 1.10.2 – MEJORAMIENTO DE LA CIMENTACION del presente informe técnico.

•

Antes de realizar las obras de cimentación, es conveniente que el suelo de fundación se encuentre relativamente seco, además de que deberá estar protegido de la de la lluvia, para evitar que el sub suelo se sature.

•

Se recomienda, antes del vaciado de las zapatas, compactar el suelo de apoyo que generalmente se altera por el proceso de excavación.

•

Al momento de proyectar las estructuras, es muy importante plantear la construcción de un adecuado sistema de drenaje de aguas superficiales alrededor de toda la edificación, con el objeto de impedir la infiltración de aguas pluviales en el terreno de fundación, y también contrarrestar el efecto de filtraciones en el sub suelo, ya que esto podría ocasionar disminución en la resistencia al corte del suelo, con el consiguiente perjuicio en las estructuras.

•

Ya en la obra se deberán tomar las precauciones debidas para proteger las paredes de las excavaciones y cimentaciones en general, mediante entibaciones y/o calzaduras con la finalidad de proteger a los operarios y evitar daños a terceros conforme los indica la Norma E-050.

•

El proyecto plantea construcción de patios, pisos y obras exteriores, donde se deberá tener en consideración los siguientes aspectos importantes:

•

PISOS, PATIOS Y OBRAS EXTERIORES: tendrá el siguiente diseño geométrico: - Subrasante.- El material de la subrasante estará conformado por capas de material orgánico, por lo que antes de ejecutar los trabajos se deberá comprobar la estabilidad de estos materiales o si no deberán ser reemplazados por otro material adecuado y que cumpla con los lineamientos establecidos en el ítem 4.4 de la Norma Técnica E0.50. - Base.- El material a emplear en la base será del tipo granular, con un espesor mínimo de 0.10 m. compactada, al 95 % de la Máxima densidad Seca del Proctor Modificado – Método C.

•

Los agregados utilizados en la elaboración del concreto deben cumplir con la norma ASTM C 33 así como el agua con la norma E-060, el aglomerante a emplear será cemento tipo MS.

•

ESPECIFICACIONES ADICIONALES: MATERIAL DE BASE: El material a emplear en la conformación de la base granular para la construcción de pisos, relleno, deberá ser una capa de afirmado, el que deberá estar constituido principalmente de grava triturada, opcionalmente se puede colocar grava redondeada, además arena gruesa con partículas más finas para llenar los vacios, y una proporción pequeña de arcilla que actué como ligante. El material deberá ser de buena estabilidad, que cumpla con las siguientes especificaciones: Desgaste Los Angeles : 50% máx. (MTC E 207) Límite Líquido: no debe exceder de 35% Indice de Plasticidad : 4 – 9 (MTC E 111) CBR : 40% mín. referido al 100% de la MDS y a una penetración de carga de 2.5 mm Los materiales granulares, son adecuados para la construcción de las diferentes estructuras de mejoramiento, estos deberán tener una distribución granulométrica tal que garantice un correcto proceso de compactación y estabilidad del sub suelo, por lo que para el empleo de estos materiales, necesariamente deberán cumplir con alguna de las dos gradaciones recomendadas. Tamiz

50 mm ( 2” ) 37.5 mm ( 1½” ) 25 mm ( 1” ) 19 mm ( ¾” ) 9.5 mm ( 3/8” ) 4.75 mm ( Nº 4 ) 2.0 mm ( Nº 10 ) 4.25 um (Nº 40 ) 75 um (Nº 200 )

•

Porcentaje que pasa A -1 A–2

100

---

100 90 - 100 65 - 100 45 - 80 30 - 65 22 - 52 15 - 35 5 - 20

---100 80 – 100 65 – 100

50 – 85 33 – 67 20 – 45 5 - 20

MATERIAL PARA RELLENOS: Debido a las características del proyecto, surge la necesidad de rellenar áreas para poder alcanzar las cotas o niveles necesarios para la construcción y que no cumplen ninguna función estructural, en vista de esto, se deberá tener especial cuidado al utilizar materiales que deberán ser acordes con estas labores, debiéndose tenerse en cuenta además que : Antes de ejecutar el relleno de una zona se limpiará la superficie del terreno eliminando las raíces u otras materias orgánicas, garantizando que el terreno a

rellenar permanezca estable, exento de agua, materia orgánica y otros desperdicios no aptos para la construcción. El material del relleno a emplear estará libre de material orgánico y de cualquier otro material comprimible. Podrá emplearse el material excedente de las excavaciones siempre que cumpla con los requisitos indicados en el párrafo anterior y previa mezcla con un mínimo de 30% de material granular, conformado por hormigón, con la finalidad de poder estabilizar el suelo. Adicionalmente los rellenos se realizarán conformando capas de 0.20 m. de espesor, las cuales deberán ir compactadas a un mínimo del 95% de la máxima densidad seca obtenida con el proctor estándar. •

Es importante indicar que toda recomendación expuesta en relación a la cimentación, es complementario con criterios estructurales que puedan definirse después de realizar el respectivo metrado de cargas y correspondiente análisis estructural del comportamiento de la edificación a proyectar, por lo que en esta etapa puede definirse otros conceptos que pudieran ser adoptados como válidos para cimentar.

Cajamarca, Julio del 2017.

8.

BIBLIOGRAFÍA

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PLANOS

PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

PANEL FOTOGRÁFICO