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ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS Y DISEÑO DE PAVIMENTO DEL PROYECTO: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de Mayo - Huánuco"

Solicita: MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE YANAS AGOSTO DEL 2015

Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS, FUENTE DE AGUA Y DISEÑO DE PAVIMENTO ESTUDIO DE SUELOS 1.1

OBJETIVO

El presente informe tiene por objetivo la realización del Estudio de Suelos del Proyecto

"Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco", que parte del Km. 0+000 pasando el puente Quipas. El primer tramo, con una longitud total de 11+405 Km, que une desde el puente Quipas hasta el distrito de Yanas, y el segundo tramo que une partiendo desde el distrito de Yanas hasta el centro poblado Jachahuayin con una longitud de Km. 5+699.

El Estudio de Suelos tiene la finalidad de determinar las características de la carretera en su estado actual y en función a ellas plantear las obras a ejecutar.

Las características están referidas a las condiciones de la superficie de rodadura, la estructura del suelo de la rasante actual, las obras hidráulicas existentes, la estabilidad de los taludes y los riesgos de las zonas críticas.

Las obras a proponer responderán a las evaluaciones descritas anteriormente y a la disponibilidad de los recursos tanto materiales como financieros.

Asimismo, el presente Estudio servirá para las decisiones de las mejoras, que corresponden al Estudio Geométrico y de Diseño de las Obras de Arte.

Con esta finalidad se realiza la inspección de campo entre las poblaciones desde el inicio hasta el final, siguiendo el trazo replanteado, del cual se toman las progresivas de los diferentes componentes del informe.

Las evaluaciones de las características de la carretera se realizan mediante mediciones y percepciones de la calidad de servicio. Los sondeos se ejecutan Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

mediante calicatas a cielo abierto, tomándose las muestras representativas para luego ensayar en laboratorio. Con los resultados se plantean las recomendaciones de diseño.

1.2

NORMATIVIDAD

El informe cumple con los lineamientos de las Nuevas Normas de Suelos y pavimentos (2013), del Manual de Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito (EG-CBT-2008) y el Manual de Ensayo de Materiales para Carreteras (EG-2000); las tres del Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

Los protocolos de los ensayos están de acuerdo con las Normas E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) aprobado en Junio del año 2006, que es de aplicación para la identificación y caracterización de suelos.

Los ensayos de laboratorio se realizan de acuerdo a los procedimientos del American Society For Testing and Materials (ASTM), mientras que la clasificación de los suelos se realizan en los sistemas SUCS y AASHTO. Los ensayos se realizan en el laboratorio de suelos y concreto “G-Oritz” S.A.C., con equipos debidamente calibrados y con certificación vigente.

1.3

UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO

El proyecto se ubica en el Departamento de Huánuco, Provincia de Dos de Mayo, Distrito de Yanas (Figura Nº 01).

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Zona del estudio

Figura N°01 Mapa de camino departamental de Huánuco donde se indica la zona de estudio.

La carretera en estudio tiene una longitud total de 11+231 en el primer tramo y el segundo de 5+699. El punto inicial se localiza en el puente Quipa que se ubica en el km. 103 de la carretera Huánuco-La Unión en un valle de fondo andino del río Marañón en su paso por la provincia de Dos de Mayo. La vía asciende por una ladera de cerro con desarrollos continuados hasta la capital distrital de Yanas, luego continua por un trazo a media ladera y siguiendo las sinuisoidales horizontales.

Las localizaciones de los poblados que une la vía corresponde a San Francisco de Quipas- (Km. 0+000), Centro poblado Pucutin (4+000), Centro poblado de San Juan de Quipas (Km. 6+000), Golguicancha (Km. 8+100), Distrito de Yanas (Km.11+231), que comprende el primer tramo. Segundo tramo partiendo del distrito de Yanas (Km. 0+000), Centro poblado de Jachahuayin (Km. 5+699)

haciendo una longitud de

16.930 Km. entre los dos tramos en estudio.

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La carretera en estudio, se encuentra en malas condiciones de servicio en general, con algunas partes en estado regular, que fue construida progresivamente en varias etapas y por tramos. Luego de su construcción no ha tenido ninguna mejora, salvo algunos mantenimientos de perfilado, encontrándose a nivel de sub rasante sin contar con obras de arte y drenaje. Los derrumbes permanentes y la saturación del suelo de la rasante son los problemas más frecuentes e incidentes.

Las labores de limpieza a través de faenas comunales que los pobladores de la zona realizan, especialmente en las épocas de lluvias, permiten un tránsito muy restringido y temporal.

El punto inicial del tramo está a una altitud de 3000 msnm, en una zona de valle, al lado derecho del río Marañón, donde existen plantaciones frutales y parcelas de productos de pan llevar. Los pobladores se dedican mayormente a labores agrícolas.

Hasta Quipas, la vía avanza con una pendiente mediana siguiendo las ondulaciones laterales del cerro, con una plataforma conformada por suelos aluviales y residuales producto del intemperismo de la roca esquistosa de base. Por lo mismo, la superficie de rodadura es dura durante el secano, pero plástica durante las épocas de lluvias. Se localizan varias curvas de volteo.

Desde Yanas, pasando por una zona urbana con pavimentos de emboquillado en parte, se continúa por la falda de ladera sin curvas de volteo, con pendiente mínima hacia las otras localidades, el tipo de suelo no cambia.

El ancho mínimo de la plataforma es 3.50 m, siendo recurrente 4.00 y 4.50 m, con algunas zonas con más de 5.00 m. No existen cunetas, alcantarillas o badenes. Por labores comunales se han realizado conformación de cunetas, que ayudan al mantenimiento de la plataforma.

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1.4 ACCESO AL AREA DE ESTUDIO A Quipas se accede desde la ciudad de Huánuco de la siguiente manera: 

Huánuco – Tingo Chico, carretera nacional PE-5N, con pavimento de tratamiento superficial asfáltico económico de 107 Km, con un tiempo de viaje de 3 horas en camioneta.



Tingo Chico – Yanas, carretera departamental HU-101, con afirmado seleccionado de 4.40 Km, con un tiempo de viaje de 10 minutos, llegando a puente Quipas donde empieza el tramo en estudio.

Se considera a la ciudad de Huánuco como punto de referencia, porque es el mayor centro de abastecimiento de materiales de construcción y de otros insumos de ferretería. Existiendo otros centros menores como La Unión y Llata, ubicados ambos a 35 Km del punto inicial.

1.5 CONDICION CLIMATICA Y ALTITUD DE LA ZONA Yanas se encuentra a una altitud aproximada de 3100 msnm. Por ello el clima varía entre templado y frígido, propios de una zona andina montañosa, con horas de sol en casi todo el día y lluvias permanentes.

La temperatura media es 12ºC, con un máximo de 28ºC a medio día y un mínimo de 5ºC en las noches.

Los pobladores se dedican a la actividad agrícola de consumo y de venta en pequeña escala, especialmente del maíz y tubérculos como la papa. La actividad comercial es restringida y las posibilidades de servicios básicos van mejorando con el tiempo. La totalidad de los pueblos poseen fluido eléctrico, careciendo de los servicios de agua y desague. Sin embargo existe señal de teléfono móvil en algunas partes.

2.1

GEOLOGIA

2.1.1 GEOMORFOLOGIA La geomorfología describe las características del terreno por donde avanza la carretera, que comprende las formas, pendientes, cuencas, sub cuencas, vegetación, usos, etc., que influyen en el comportamiento externo de la tierra. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

La descripción se realiza partiendo del Km. 0+000, pasando por las diversas localidades, hasta el distirto de Yanas en el primer tramo y partiendo de Yanas hasta el centro poblado de Jachahuayin en el segundo tramo. Abarcando una franja aproximada de 0.50 Km hacia ambos lados de la carretera. Ladera de Valle Andino Que se inicia en el Km 0+000 a 3000 msnm, de donde la vía empieza el ascenso ocupando la ladera derecha de la cuenca del río Marañón. La ladera posee inicialmente una mediana pendiente (35%), formando el fondo del valle, con terrenos parcelados destinados a la agricultura de consumo, aprovechando la altitud y la calidad de los suelos. En esta parte la carretera tiene una dirección paralela al río Marañón. Luego la pendiente de la ladera aumenta al 50%, donde la calidad de los suelos baja por la disminución de las capas de suelos, y es donde la carretera desarrolla curvas de volteo (Foto Nº 01).

Los suelos comprenden las desintegraciones físicas de las rocas de base, esencialmente los esquistos y las areniscas, en espesores que no superan los 5.00 m en general. En algunas partes y en mayor proporción en los 3.00 Km. iniciales los suelos son aluviales. En el resto, los suelos son residuales.

Como es natural, por la presencia de algunas filtraciones como manantiales y las permanentes lluvias, los terrenos se encuentran aptos para la agricultura y dan vida zona con arbustos como son los eucaliptos y los alisos. De la misma manera, existen quebradas por donde escurren las aguas con destino al dren principal que es el río Marañón.

Las aguas de escurrimiento superficial, que se incrementan más en las épocas de lluvias, requieren de badenes y alcantarillas cuando cruzan la carretera. La quebrada más importante es la que cruza en el Km. 0+360 y se origina cerca a la localidad de Marías.

Esta geoforma abarca hasta la localidad de Quipas, que es una zona poblada desde el Km. 4+000, de donde es posible tener un panorama amplio del valle del Marañón (Foto Nº 02). Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Foto Nº 01. Vista del río Marañón el tramo de la carretera que ocupa la Ladera de Valle Andino.

Foto Nº 02. Vista del río Marañón desde la parte alta de la Ladera del Valle, con vegetación agrícola.

Media Cumbre, Poblada Ocupa la parte alta de la ladera anterior, antes de llegar a la cumbre en sí, donde la pendiente que drena hacia el río Marañón disminuye a un promedio del 15%, lo que ha

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facilitado que se desarrolle la zona poblada capital del Distrito de Yanas entre las progresivas 11+000 al 11+231.

Es una zona media plana y alargada en dirección de la carretera, con terrazas tipo andenerías, donde se han construido las viviendas y las demás infraestructuras públicas con una plaza central, existiendo además del camino vecinal dos calles longitudinal y las demás son transversales.

Hacia ambos lados de las calles longitudinales, las terrazas se destinan a usos agrícolas y plantaciones de arbustos medianos. Por la presencia de manantiales, los suelos permanecen húmedos y las rocas de esquistos se van intemperisando más.

La altitud de esta parte es 3,600 msnm aproximadamente, con un clima frígido y con presencia de lluvias en casi todo el año.

Foto Nº 03. Geoforma de la localidad de Yanas (Media Cumbre, Poblada)

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Foto Nº 04. Vista de perfil de la localidad de Yanas, donde la vía a rehabilitar corre longitudinalmente sobre una Media Ladera con abundante vegetación.

Media Cumbre con Quebradas y Lomas A partir del Km. 0+000, la carretera avanza por una ladera media sin llegar a la cumbre de las montañas. La pendiente longitudinal de la carretera es mínima (3% en promedio), salvo algunos tramos cortos donde las pendientes alcanzan hasta el 10% en el segundo tramo.

En las quebradas aparecen escurrimientos de aguas de lluvias y de manantiales, humedeciendo los suelos y pequeñas terrazas laterales.

La vegetación es menos intensa que en la zona de Yanas, pero los usos agrícolas de los terrenos son más amplios y diversos. Asimismo se notan actividades de micro ganaderías en las quebradas.

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En esta ubicación, los cortes transversales de la carretera muestran alturas pequeñas de 3.00 a 5.00 m (Foto Nº 05), con algunas elevaciones de 8.00 a 10.00 m en las quebradas y lomas en sí.

Desde el segundo tramo la carretera inicia un descenso y con un curvas de volteo en el Km. 1+200 (10%), siendo una de las partes críticas para el afirmado.

Hacia el talud superior la vegetación desaparece, porque la pendiente es más pronunciada y el espesor de los suelos desaparece aflorando las rocas esquistosas.

Se ha afectado la estabilidad de los taludes en algunas zonas, por las alturas de corte y esencialmente por la calidad de las rocas, que significativamente tiene una estructura laminar de milímetros de espesor.

Foto Nº 05. Media Cumbre con Quebradas y lomas.

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Foto Nº 06. En la Media Cumbre con Quebradas y Lomas, la pendiente longitudinal de la carretera es mínima.

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Foto Nº 07. Quebrada Tranca, observándose el pontón y las demás quebradas.

2.1.2 LITOESTRATIGRAFIA Y GEOLOGIA ESTRUCTURAL La litoestratigrafía por donde pasa la carretera está definida por formaciones del Neoproterozoico y de la Era Paleozoiza. Para su identificación se usa la información contenida en el Cuadrángulo de La Unión (20-j) del Mapa Geológico del Perú, elaborado por el Instituto Geológico, Minero Metalúrgico del Perú (INGEMMET), actualizada al año 1996 (Figura Nº02). Los círculos rojos y las líneas rojas determinan los puntos del trazo y las rutas en estudio.

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Figura Nº 02. Geología Regional de la zona de estudio (Cuadrángulo de La Unión 20-j), donde mayormente se abarca el Esquisto del Marañón (PE-cm2) con un ingreso muy reducido del Grupo Mitu (Ps-m).

Esquisto del Marañón (PE-cm2) Rocas que forman grandes montañas en esta zona de Huánuco, correspondiente a la Era Neoproterozoica (Complejo del Marañón), que abarca la mayor parte del tramo en estudio, especialmente las cumbres y los cerros que se presentan en el flanco derecho del río Marañón. De estructura muy laminar y foliada, cubriendo nítidamente el trazo de la carretera a excepción de una zona muy pequeña donde es cubierto por el Grupo Mitu. Está compuesto por filitas y micas que forman paquetes con diferentes buzamientos y rumbos, de estructuras muy débiles y de fácil extracción.

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Debido a la avanzada meteorización, propia de altitudes mayores a los 3000 msnm, da origen a los suelos de la superficie de consistencia plástica y con un alto porcentaje en nitrógeno, que favorece la agricultura. Esta formación litoestratigráfica aflora en los siguientes Km. 

0+000 al 3+930 Primer Tramo



5+915 al 6+855 Primer Tramo



7+395 al 11+231 Primer Tramo

En los diferentes cortes de talud superior se notan las estructuras de las discontinuidades, que poseen buzamientos de 40º, 60º y 70º con rumbos diversos que generalmente están a favor de la estabilidad de los taludes. Los espesores de las láminas de las micas son muy reducidos, alcanzando valores de milímetros, conformándose como hojas de guillet, pero sin resistencia a la flexión (Foto Nº 08).

Las hojas de micas, que conforman estos esquistos en un 70% del tramo, aparecen en paquetes en descomposición. Por este motivo, es muy difícil encontrar canteras que muestren resistencia suficiente a la abrasión.

En algunas localizaciones se advierten partes con presencia de minerales de cuarzo de diversas consistencias, inmersas en los paquetes de micas y feldespatos, que luego de un trabajo de segregación sostenida puede ser utilizada como material granular para la cantera de afirmado.

Cuando los suelos, producto del intemperismo de los esquistos micáceos, son contaminados con el agua por falta de drenaje, dan origen a capas muy plásticas (Foto Nº 09). Mientras que en los tramos donde la cuneta está bien conformada, no se afectan la plataforma porque aparecen los paquetes más sanos (Foto Nº 10).

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Foto Nº 08. Estructura típica de las láminas de esquistos, que se encuentran en un franco intemperismo climático.

Foto Nº 09. Calidad de los suelos, producto de la desintegración física de los esquistos y por la falta de las obras de drenaje.

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Foto Nº 10. En algunas partes, con las cunetas bien conformadas, las rocas de esquistos se comportan eficientemente con apariencia de emboquillados. Además en la plataforma bien conformada, las rocas no sufren daños.

Arenisca del Grupo Mitu (Ps-m) Formación que aflora externamente y en un área muy reducida en el tramo en estudio, constituyendo la capa superior del Complejo del Marañón. Tiene una coloración rosada a rojiza oscura y de una estructura más másica que la anterior (Foto Nº 11). Aunque las formas de sus granos son redondas, no poseen mayor resistencia a la abrasión que las micas y los feldespatos de los esquistos, por lo que tampoco favorece para su uso como material de afirmado.

El Mitu aflora en las siguientes progresivas: 

0+000 al 3+915 Segundo Tramo



3+955 al 5+621 Segundo Tramo

La potencia de esta formación puede llegar a los 100 m en la mayor parte, pero en otras apenas llega a la decena de metros, porque descansa en disyuntiva angular sobre los esquistos del Marañón.

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Los taludes y plataforma conformados en estas rocas se muestran estables, a pesar de poseer poca resistencia al corte.

Foto Nº 11. Restos de las rocas de las Areniscas del Mitu, de forma másica, de color rojo oscuro, de poca resistencia a la abrasión.

Foto Nº 12. Taludes y plataforma conformados en el Grupo Mitu (Km. 4+100). Segundo tramo.

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Estructuralmente, en la zona de estudio no se observan la presencia de fallas a excepción de los contactos entre las formaciones del Marañón y del Grupo Mitu.

No hay la presencia de lagunas en las partes altas, que podrían originar fenómenos de geodinámica en el futuro. 3. GEODINAMICA

3.1 GENERALIDADES El Perú por su ubicación geográfica frente a la subducción de la Placa de Nazca por debajo de la Placa Sudamericana la que causa principalmente las actividades sísmicas y volcánicas del país, es afectado mayormente en las zonas costeras originando movimientos de geodinámica como derrumbes, desprendimientos, deslizamientos, huaycos, inundaciones, aluviones, etc. Otras estructuras geológicas como fallas, de menores dimensiones que las discontinuidades interplacas, también pueden generar movimientos tectónicos locales que causan fenómenos de geodinámica superficial relacionados con movimientos e inestabilidad de masas. La zona del estudio se encuentra ubicada en la parte alta de la cordillera de los andes, con altitud máxima de 3470 msnm, pero el clima es intensamente frígido por la presencia permanente de precipitaciones pluviales en todo el año y con más intensidad durante los meses de Octubre a Abril siguiente. Las lluvias saturan y en la mayor parte de la zona sobre saturan los suelos superficiales, haciéndolos inestables y de floja capacidad portante, mucho más cuando tienen poca capacidad de drenaje. Un caso excepcional de este fenómeno se ha presentado en los meses finales del año 2009 y los inicios del año 2010, que al igual que en distintos lugares del país, las precipitaciones pluviales se han intensificado afectando propiedades públicas y privadas tanto como a las vidas humanas. En el departamento de Huánuco se han producido deslizamientos y huaycos como los sucedidos en la zonas de Cancejos (Chinchao) y Ambo, donde el 01 de Abril se han reportado decenas de personas fallecidas y viviendas afectadas.

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La carretera en estudio se inicia en la parte alta de la cordillera azul y avanza hacia la parte baja ocupando el flanco occidental del anticlinal de la divisoria, ocupando suelos netamente susceptibles a movimientos hacia abajo cuando son saturados y degradados. Se desarrolla por una topografía accidentada con fuertes pendientes laterales. Estos aspectos y la presencia de lluvias extraordinarias han posibilitados que se originen y desarrollen muchos tipos de movimientos con diversidad de magnitudes. Asimismo la carretera ocupa el flanco compuesto por pequeñas colinas y quebradas en forma de cárcavas que son producto de las fuerzas erosivas de las aguas de escorrentía superficial. Los estratos superiores de los terrenos que ocupa la franja vial están constituidos por residuos franco arcillosos con presencia de areniscas, casi siempre saturados. Todos estos factores influyen en la inestabilidad del terreno, incrementándose aún más la vulnerabilidad por la deforestación obligada por la construcción de la vía y los cortes de terreno para la apertura de la trocha. El estudio ha permitido observar que existen fenómenos de geodinámica externa cuyos indicios se manifiestan por las escarpas en forma de “arco” en los taludes de la carretera, dejados por los deslizamientos; las cavidades y huellas en forma de escarpas dejadas por los desprendimientos de rocas (caídas de bloques), asimismo “chorreras” de mediana magnitud. Estos fenómenos modifican constantemente la morfología de manera que son condicionantes temporales o definitivas para el proyecto. En algunos lugares, los afloramientos y estratos no consolidados, se hallan con valores de ángulo de inclinación mayores a su ángulo de estabilidad, generándose como consecuencia desprendimientos, deslizamientos, derrumbes y remociones masivas. El factor clima a través de sus diversos condicionantes como son la temperatura, altitud, humedad e intensidad de precipitaciones, influyen en el drenaje superficial originando flujos de lodo y huaycos; por el intenso intemperismo físico y químico generan inestabilidad en masas rocosas y en los estratos de suelo no consolidaddos. Asimismo las características litológicas del substrato rocoso, que generalmente está constituido por rocas sedimentarias, tienen diferentes comportamientos a los agentes Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

degradantes, que generan la desestabilización de los taludes, originando el desprendimiento de las rocas, derrumbes, remociones masivas. Mientras que los factores estructurales constituidos por la frecuencia, orientación, densidad de las discontinuidades como fallas, fracturas y estratificación, cuyos rumbos y buzamientos condicionan la existencia de planos de falla, bloques y cuñas, que pueden causar derrumbes, desprendimientos y caídas de rocas; también merecen ser analizados a pesar que en esta zona no son determinantes. 3.2 GEODINAMICA INTERNA

La interacción de las Placas de Nazca y de la Sudamericana a lo largo del frente costero del Perú, originan los acomodos corticales y por ende sismos de magnitudes diversas. Del estudio de Máximas Intensidades Sísmicas del Perú, elaborado por la Universidad Nacional de Ingeniería como parte del Proyecto SISRA: Mitigación de Daños Causados por un Terremoto en la Región Andina, patrocinado por el Centro Regional de Sismología para América del Sur (CERESIS); se tiene el Mapa de Máximas Intensidades Observadas en el Perú, en versión actualizada, donde se observa que en la zona de estudio pueden presentarse intensidades máximas entre V y VI (Figura Nº 03). Estas intensidades están relacionadas con sismos de magnitudes entre 3.5 y 4.5 en la escala de Ritcher, y pueden ser percibidos por mucha gente, produciéndose algunos movimientos superficiales de elementos esbeltos o sueltos. No hay peligro de grietas o de fallas estructurales de edificaciones u obras de arte. Asimismo en los Mapas de Distribuciones de Isoaceleraciones del Perú (Figuras Nº 04 y 05), elaborados por la Universidad Nacional de Ingeniería; se establece que para un 10% de excedencia en 50 años, en la zona de estudio se produce una aceleración horizontal menor de 0.28g, mientras para un 10% de excedencia en 100 años, la aceleración es de 0.32g. Estas aceleraciones son valores intermedios, teniéndose en cuenta que en la zona costera, especialmente en Arequipa, Tumbes, Piura, etc, se tienen aceleraciones de 0.60g para periodos de vida útil de 100 años; y en la zona amazónica de Loreto se tiene aceleraciones del orden de 0.010g para el mismo tiempo. Por lo que se espera calcular las estructuras con cierta rigurosidad para las solicitaciones dinámicas. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

En conclusión para la zona en estudio, tanto las información de las intensidades sísmicas y de las aceleraciones horizontales, muestran que las estructuras de concreto no están sujetos a peligros de preocupación por acción tectónica o de geodinámica interna. Resultando que los factores locales o meteorológicos serían los de mayor preocupación, como que realmente ha sucedido.

Figura Nº 03. Mapa de Máximas Intensidades Sísmicas del Perú (Fuente UNI-Alva)

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Figura Nº04. Distribución de Isoaceleraciones para 10% de excedencias en 50 años (Fuente UNI-Alva)

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Figura Nº05. Distribución de Isoaceleraciones para 10% de excedencias en 100 años (Fuente UNI-Alva)

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3.3 GEODINAMICA EXTERNA

Los procesos y evolución de los fenómenos de geodinámica externa en el área de estudio están condicionados por los siguientes factores. 3.3.1. CHORRERAS Consiste en flujos menores de aguas turbias viscosas, que siguen surcos divagantes o rectas a través de las laderas y las fuertes pendientes. Sus orígenes son las precipitaciones pluviales y la posterior sobresaturación de los suelos. Se diferencian de los huaycos, por su menor volumen, magnitud y escurrimiento en surcos. Se presentan en las siguientes progresivas: No se presentó en los tramos en estudio. 3.3.2. DERRUMBES Son caídas repentinas de masas de suelo o roca por pérdida de su resistencia al corte. No presenta planos o superficies de deslizamientos definidos. Las causas principales de este fenómeno son:  Presencia de grandes bloques o masas rocosas cuyo sistema de estratificación o fracturamiento se encuentra en situación desfavorable con relación a la inclinación del talud. 

Modificación del talud natural por cortes en la construcción.



Degradación de los estratos que se apoya una masa rocosa fracturada.



Infiltración de aguas superficiales y/o de lluvias.



Movimientos sísmicos.



Erosión de las bases de rocas sedimentarias o estratificadas.



Socavamiento del talud inferior.

Se ha producido en las progresivas: Km. 0+810 al 0+900 Tramo I Km. 1+200 al 1+610 Tramo I

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3.3.3. DESLIZAMIENTOS Movimientos gravitacionales de masas de roca o suelo que se deslizan sobra una o varias superficies de falla al superar las resistencias al corte. El movimiento puede ser lento o rápido. Existen varios tipos de deslizamiento que se diferencian por la dirección de movimiento, siendo las principales. Deslizamiento rotacional Ocurre a través de superficies curvas que pueden ser circulares o no. Se puede presentar en la corona del talud, en el cuerpo del talud, en el pie del talud o en la plataforma de la carretera. Se desarrolla progresivamente hacia la corona de los taludes, conforme adquieren mayor pendiente por la erosión regresiva originada por la escorrentía superficial. A este factor se asocia la acumulación de agua en la corona o en la plataforma, producto de la precipitación pluvial, el cual se infiltra por las grietas de tracción hacia el interior del cuerpo de los taludes tanto en la parte superior e inferior de la carretera, originando las tensiones de empuje que causan el deslizamiento en masa. Los ejemplos más comunes de deslizamientos rotacionales, son los asentamientos con escasa deformación que ocurren por desplazamientos que ocurren a lo largo de una superficie curva y cóncava hacia arriba, lo que indica que el movimiento es producido por un conjunto de fuerzas que generan un momento de volteo alrededor de un punto situado por encima del centro de gravedad de la masa. Las grietas visibles son concéntricas en planta y cóncavas hacia la dirección del movimiento. La superficie de movimiento suele adoptar la forma de una masa blanda que desliza sobra una cuchara. En la carretera en estudio no se presentaron. Deslizamiento traslacional En este tipo de movimiento la masa se mueve hacia afuera o hacia afuera y abajo, a lo largo de una superficie más o menos plana y ondulada, sin mostrar la tendencia a giro.

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La diferencia con el deslizamiento rotacional, es que en aquel se puede estabilizar por sí solo el talud al restablecerse la condición de equilibrio, mientras que en el traslacional el movimiento puede ser indefinido cuando el talud tiene una pendiente pronunciada. Las condiciones que favorecen estos deslizamientos son. 

La pérdida de soporte del talud.



Presencia de superficies debilitadas, tales como fallas, grietas, juntas, etc.



Variaciones de la resistencia al esfuerzo cortante.



Sobresaturación del suelo.



Degradación de las rocas por causas del intemperismo.



Acción de la gravedad.

En el estudio se presentó en las siguientes progresivas: 

Km.0+220 al Km. 0+295.



Km. 1+970 al Km. 2+050.



Km. 3+040 al Km. 3+060.



Km. 5+200 al Km. 5+240.



Km. 7+300 al Km. 7+320.

3.3.4. HUAYCOS O FLUJOS Consiste en el movimiento de masas de suelo y/o roca más o menos rápidos, cuando se pierden las fuerzas de cohesión combinadas con aguas de lluvia. Las masas viscosas se mueven arrastrando otros materiales a lo largo de un cauce (quebrada o ladera). Las causas principales para este movimiento son. 

Fuertes precipitaciones pluviales.



Existencia de elementos detríticos en los cauces.



Acumulaciones de suelos en los cauces.



Pendiente acentuada de las quebradas y/o laderas.

Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"



Escasa vegetación de protección.

En condiciones específicas estos movimientos se pueden convertir en avalanchas o aludes, cuando se producen en formas violentas y con sonidos fuertes, donde las masas viscosas se convierten en flujos de agua, lodo con presencia de suelos y rocas de diferentes tamaños, que provienen de los orígenes del movimiento y del recorrido del mismo. No se hallaron huaycos en la zona del estudio. 3.3.4. ASENTAMIENTOS Movimientos que se originan por la pérdida de soporte en la base de sustentación, en este caso de los taludes o plataforma de la carretera, debido a la presencia de estratos de escasa resistencia al corte o llegada de aguas freáticas o de escorrentía superficial. También se puede originar por la consolidación de los estratos de suelos o densificación de los mismos por efectos gravitatorios y eliminación de vacios. Se produce en masa, dando origen a superficie externa desniveladas, que son causa de fallas de estructuras o de la superficie de rodadura de la vía. Los lugares con estos problemas son: Km. 1+280 al 1+285 Tramo I Km. 4+520 al 4+530 Tramo I 3.3.5. EROSION Trata de la pérdida de los estratos de soporte de las estructuras de concreto debido al flujo provocado por las escorrentías superficiales o de las quebradas que ven incrementados sus caudales por la presencia de precipitaciones pluviales. La pérdida de los suelos de base puede también corresponder a los taludes superior e inferior de la plataforma de la carretera. La fuerza de arrastre de las aguas superan las capacidades de resistencia de los estratos débiles tanto de los suelos como de las rocas en proceso de intemperización. Los lugares donde se han identificado estos fenómenos son: Km. 1+600 al 1+700 Tramo I Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

4.

EVALUACION DE LAS FALLAS Y LOS DAÑOS

4.1. GENERALIDADES En los capítulos anteriores se han enunciado los conceptos generales sobre las características de los movimientos de tierras y sus probables causas, que pueden modificar la topografía terrestre y afectar las estructuras de obras civiles, como es el caso de los movimientos de masas de suelo y rocas a lo largo del Camino Vecinal San Francisco de Quipas-Yanas-Jachahuayin, del distirto de Yanas-Dos de Mayo-Huanuco.. Según lo descrito en esos capítulos, los daños se han producido en todo el recorrido del camino vecinal a lo largo de los 16.9 Km. En el capítulo tercero se han inventariado los tipos de movimientos ocurridos en forma general, donde no se han mencionado los de menor importancia como son caídas o derrumbes localizados, que se presentan cotidianamente en todas las carreteras y que se resuelven con trabajos de mantenimiento rutinario; tampoco se mencionan a los estancamientos de aguas a lo largo de las cunetas, charcos, etc. Asimismo no se consideran la relación de las obras de arte falladas como son alcantarillas y badenes, por cuanto casi el 90% de ellas están inservibles o en proceso de falla, ya que los eventos meteorológicos que han afectado la carretera han excedido las capacidades de drenaje de las mismas. 4.2.

CAUSAS GEOLOGICAS

Una de las causas principales de las fallas y de los daños es la geomorfología, que está caracterizada por las laderas empinadas que superan en muchos lugares a pendientes del 50%. Estas laderas están bisectadas por quebradas que tributan a los tramos estudiados ubicados a menos de 1 Km de distancia. En algunas progresivas a lo largo de la carretera se han encontrado quebradas menores, en forma de cárcavas por donde han fluido lodo y masas de rocas sueltas. Otra causa geológica y no de menor importancia que la anterior es la conformación litológica de la zona, con la presencia de lutitas y limolitas del grupo Mitu, constituido por areniscas con arcillas y limos de color rojizo. Cuando afloran al exterior estás rocas metamórficas son intemperizadas fácilmente por las aguas de las lluvias y los cambios permanentes de temperatura. Las rocas degradadas forman estratos de suelos débilmente Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

consolidados, susceptibles a deslizamientos por efectos gravitatorios y de acción hidráulica. Los suelos así formados que pueden llegar a tener espesores de hasta una decena de metros con planos de contacto respecto a la roca de base que aún no ha sido intemperizado, con similar pendiente que la superficie externa. Asimismo, estos suelos sirven de sustento a las raíces de los bosques naturales de la zona por estar en un área de cultivo. Aquellos suelos y rocas que están constituidos por partículas medias a finas con características plásticas, tienen una gran capacidad de absorción y adsorción de agua, que le hace perder su capacidad cohesiva con gran facilidad y por lo tanto se convierten en masas viscosas sin capacidad de resistencia al corte. Los suelos mencionados que se clasifican en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos SUCS como GM o CL poseen baja capacidad portante y baja capacidad de drenaje, los que conjugan para que se puedan producir movimientos de masas en forma instantánea y a veces catastrófica. En los lugares donde la pendiente topográfica es menor de 40% se producen asentamientos o traslaciones del tipo rotacional debido a la densificación propia. 4.3.

CAUSAS DE GEODINAMICA INTERNA

No han existido movimientos de geodinámica interna en la zona, por lo que no han tenido participación en las fallas de la carretera. Tal como se ha descrito en el capítulo anterior, el lugar del proyecto puede recibir intensidades sísmicas bajas comprendidas entre V y VI de la escala de Mercalli Modificada, que corresponden a magnitudes de 3.5 a 4.5 por efecto de la actividad tectónica inter placas de la costa peruana. Estas intensidades pueden afectar estructuras altas y esbeltas, que en el proyecto no han existido. Así mismo, no existen estructuras geológicas locales que puedan originar movimientos sísmicos capaces de afectar a las obras construidas. En tales circunstancias se descartan que las causas de las fallas de la obra sean del tipo de geodinámica interna, a pesar que la constitución litológica pueda permitirlo. 4.3.

MOVIMIENTOS DE GEODINAMICA EXTERNA

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Los movimientos presentados se deben a la geodinámica externa, en concurrencia con las condiciones geológicas de litología y geomorfología. Un factor incidente y excepcional es la caída lluvias en la zona que, según los reportes del SENAMHI, en el presente año el Perú ha soportado lluvias excepcionales con intensidades y duraciones que superan períodos de retorno mayores a 50 años, habiendo afectado a diversos lugares del ande y la selva, como Cuzco, Cajamarca, Puno, Pasco, Ancash, Huánuco, etc. En el Cuzco se produjeron deslizamientos de cerros que perjudicaron la línea férrea que va de Ollantaytambo a Aguas Calientes (Machu Picchu). En el departamento de Huánuco se produjeron huaycos en Cancejos (Chinchao) y Ambo, con pérdidas materiales y humanas. Era de esperar que en la zona de estudio, donde el clima está determinado por la presencia de permanentes lluvias, se presenten estas precipitaciones con mayor intensidad que las normales. Las lluvias fueron continuas con duraciones inclusive de días, lo que ha permitido la saturación y sobresaturación de los suelos. La concurrencia de las características geológicas y del factor lluvia ha dado origen a los movimientos de geodinámica externa, con diversidad de magnitudes, según la longitud afectada de la carretera y del volumen de las masas movilizadas. A efectos de identificar el tamaño de los daños ocurridos y establecer las recomendaciones viables, se han clasificado los movimientos en los siguientes grupos: Magnitud Pequeña o Menor Los que abarcan tramos cortos o cuando el volumen movilizado es pequeño. Para rehabilitar la carretera en estos lugares se pueden realizar trabajos de limpieza o mantenimiento con el uso de equipos livianos. También pueden realizarse trabajos de corte y perfilado en los taludes fallados. Otro tipo de trabajo puede consistir en relleno y compactado de las plataformas asentadas. Solo en casos muy excepcionales requieren obras de arte o reforzamiento en los taludes. Estos trabajos pueden permitir el tránsito en forma inmediata y sería inmediato. Los detalles se encuentran en el numeral 3 antes descrito. Magnitud Mediana Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Corresponde a los lugares donde las fallas han afectado tramos largos, o los lugares donde los taludes tanto inferior y/o superior han colapsado en gran forma, que para lograr la transitabilidad es a mediano plazo mediante trabajos de limpieza, de corte en taludes hasta encontrar terreno con ángulos de inclinación adecuados y construcción de obras de arte (badenes y muros de contención). La longitud afectada por esta magnitud de daño se detalla en el numeral 3. 4.4.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las causas de las fallas el Camino Vecinal San Francisco de Quipas-YanasJachahuayin, del distrito de Yanas-Dos de Mayo-Huánuco” en orden de importancia son: 

Las precipitaciones pluviales excepcionales, con características de retorno de

cada 50 años. 

La geomorlogía predominante, de ladera pronunciada con quebradas que

bisectan y forman cárcavas con dirección NW. La ladera en algunos lugares tiene fuertes pendientes que superan el 60%. 

La concurrencia de los tres factores anteriores, para sobresaturar el suelo

residual externo de las laderas, convirtiéndolo en una masa potencial movible con dirección gravitatoria. 

No hay influencia de los factores de geodinámica interna en los movimientos

ocurridos, 

La influencia de lluvias dejarono la carretera han afectado en una mínima

proporción, pudiendo dar origen a derrumbes pequeños de estabilización. 

En los 67% (8.158 Km) del tramo restante se necesitan trabajos de limpieza y

mantenimiento para recuperar la transitabilidad.

5.

INVENTARIO GEOTECNICO

Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

5.1.1 ASPECTOS TOPOGRAFICOS Y DE SERVICIO

Con el objetivo de tomar conocimiento de las características físicas de la trocha carrozable en estudio, se realizó el inventario geotécnico, que comprendió registrar varios aspectos por tramos homogéneos. Ellos se resumen en los Cuadros Nº 01 al 06. Estos aspectos son: Superficie de rodadura Identificación del tipo de suelo o roca que aflora, lo que permitirá programar los sondeos y los ensayos a realizar. Sirve también para pre calificar la capacidad estructural del pavimento actual.

Se encontró suelos que proceden de la construcción original y del proceso de meteorización de las rocas de base, sin afirmado. Mayormente se localizan suelos ML.GM y CL. También se ubican rocas de esquistos de textura rugosa y areniscas de grano medio. Sección transversal Toma en cuenta el ancho de la vía, por cada tramo, así como la altura del talud y el tipo de material del mismo. Lo que permite luego establecer los criterios de ampliación de la sección o las labores de mejoramiento del talud.

Los anchos recurrentes son 4.00, 4.50, 5.00 metros y en poco porcentaje anchos menores a 4.00 y mayores de 5.00 metros.

Las alturas de talud con mayor persistencia son de 2.00, 3.00 y 5.00 m, existiendo también tramos de más de 5.00 metros. Los tipos de materiales son: tierra suelta y roca suelta. Algunas veces se ubican taludes hasta de 50.00m conformados por tierra suelta y/o roca suelta. Causas y características Se definen la condición de servicio de la calzada, estableciendo las causas de las fallas y las necesidades de las obras. Las causas principales del mal estado de servicio son la falta de drenaje longitudinal y la falta del afirmado con material de buena calidad. Algunas veces en los cruces de agua no existen las alcantarillas y los badenes. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Estado de conservación de la calzada Con los valores numéricos: Bueno (1), regular (2), malo (3) y muy malo (4), se establecen los niveles de conservación de cada tramo; para ratificar la cantidad y calidad de las obras a ejecutar. Mayormente la calidad predominante se ubica entre regular (2), malo (3) y muy malo (4), lo que exige la ejecución del afirmado y la construcción de las obras de drenaje.

Soluciones Comprende el tipo de actividad a ejecutar, atendiendo al diagnóstico contenido en los anteriores conceptos. Para cada tramo se indica cada tipo de obra. En este aspecto también se pre califican los materiales para ser usados como canteras de afirmado y también se identifican las zonas críticas de taludes que requieren de una atención especial. 5.1.2. ASPECTOS DE CALIDAD DE MATERIALES

Para complementar la información, en los Cuadros Nº 07 y 08 se detallan aspectos de los taludes de corte y de la calzada, en los siguientes temas. Clasificación de los taludes de corte En el Cuadro Nº 07, se consignan los tipos de material encontrados en los taludes de corte, clasificándolos en roca suelta y tierra suelta. Las mayores persistencias de materiales son: tierra suelta al 100%, roca suelta al 30% y 25% con 70% y 75% de tierra suelta respectivamente.

Asimismo se consignan en tal cuadro la alturas de los taludes, clasificándolas en: menores de 5.00, entre 5.00 a 10.00, y mayores de 10.00 metros. Se encontraron alturas diversas, propias de zonas de cumbres y laderas montañosas. Calificación del suelo de sub rasante En el Cuadro Nº 08, se realiza la clasificación visual del suelo de la rasante actual, que en el proyecto se convertirá en la sub rasante y en función a ella se propone el espesor del afirmado a colocar. Del mismo modo se indican las calidades de los suelos en función al CBR aparente, que luego será verificado con los ensayos. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

5.2

SONDEO POR CALICATAS A CIELO ABIERTO

Luego del inventario, se programó la ejecución de sondeos mediante calicatas cada 0.50 Km. en promedio, con la intención de verificar las calificaciones previas y en segundo lugar para tomar las muestras representativas para los ensayos de laboratorio y para su caracterización.

Con tal propósito se han ejecutado las excavaciones de treinta y seis (36) calicatas a cielo abierto, distribuidas convenientemente desde el punto final hasta el inicio del tramo. Contándose en esta parte con el plano del levantamiento topográfico, donde se ubicaron cada uno de los sondeos, referenciándolos respecto a puntos fijos.

Con el uso de herramientas manuales se llegaron a profundidades razonables (1.00, 1.30, 1.50 m, etc). Cuando se encontraron rocas se llegó a una profundidad menor, presentando la estratigrafía hasta la profundidad excavada, con la finalidad de uniformizar hasta la profundidad activa de los esfuerzos de las ruedas de carga.

De los sondeos se tomaron muestras para los ensayos estándar y para los ensayos especiales. Con la finalidad de obtener las humedades naturales se protegieron las muestras.

Además se ejecutaron otras calicatas para las pruebas de capacidad admisible en las ubicaciones de los muros y obras de arte, como también de las canteras.

5.3

ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio se realizaron con la finalidad de obtener los parámetros físicos y mecánicos señalados en las Especificaciones Técnicas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones y los Términos de Referencia del Estudio, que servirán para los diseños del afirmado. Los ensayos estándar y especiales se practicaron en el laboratorio de suelos y concreto “G-Ortiz” S.A.C.

Los ensayos estándar que sirven para la clasificación se realizaron con todas las muestras de todas las calicatas. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Los ensayos especiales del proctor modificado y el CBR se ejecutaron con las muestras para cada variedad de suelos, es decir seis (7), que cubre la diversidad de los suelos presentes.

El resumen de los ensayos realizados se adjunta en el cuadro Nº 09 y en el Anexo II se acompañan los certificados de los ensayos. Cuadro Nº 09. Ensayos de laboratorio con las muestras de las calicatas de la plataforma de la vía.

CALICATA, PROGRESIVA C-1, Km. 0+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

Cantera 0+440 Tramo I

Cantera de Afirmado

C-2, Km. 0+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-3, Km. 1+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-4, Km. 1+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-5, Km. 2+000 Tramo I

Tamizado, límites, modificado, CBR.

C-6, Km. 2+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-7, Km. 3+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-8, Km. 3+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-9, Km. 4+000 Tramo I C-10, Km. 4+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, modificado, CBR. Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-11, Km. 5+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-12, Km. 5+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-13, Km. 6+000 Tramo I

Tamizado, límites, modificado, CBR.

C-14, Km. 6+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-15, Km. 7+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-16, Km. 7+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-17, Km. 8+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, próctor modificado, CBR. Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, próctor modificado, CBR Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-18, Km. 8+500 Tramo I C-19, Km. 9+000 Tramo I

ENSAYO PRACTICADOS

SUCS,

SUCS,

AASHTO,

AASHTO,

C-20, Km. 9+500 Tamo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, próctor modificado, CBR

C-21, Km. 10+000 Tramo I C-22, Km. 10+500 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, modificado, CBR. Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-23, Km. 11+000 Tramo I

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

próctor

próctor

próctor

próctor

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5.4

CALICATA, PROGRESIVA C-1, Km. 0+000 Tramo II

ENSAYO PRACTICADOS Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-2, Km. 0+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-3, Km. 1+000 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-4, Km. 1+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-5, Km. 2+000 Tramo II

Tamizado, límites, modificado, CBR.

C-6, Km. 2+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-7, Km. 3+000 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-8, Km. 3+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-9, Km. 4+000 Tramo II C-10, Km. 4+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO, modificado, CBR. Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-11, Km. 5+000 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

C-12, Km. 5+500 Tramo II

Tamizado, límites, SUCS, AASHTO

SUCS,

AASHTO,

próctor

próctor

CLASIFICACION DE SUELOS

Para calificar los suelos encontrados y ensayados se prepara los cuadros Nº 10 con las propiedades físicas y mecánicas de los resultados de laboratorio, donde se incluyen las clasificaciones en los sistemas SUCS y AASHTO, la máxima densidad seca (MDS) del proctor modificado y el CBR al 95% de la MDS.

En todas las calicatas se encuentra una capa superficial de suelo contaminado de 0.10 o 0.20 m de espesor, pero que cubre generalmente una fracción de la calzada. Luego se encuentra la capa de suelo propiamente denominada sub rasante, con espesores variables hasta de 1.50 m y al fondo en algunas partes se encuentra la roca base que dio origen a estos suelos.

A nivel de la sub rasante (E-2), el suelo de mayor persistencia es el tipo gravoso arcilloso, clasificado como GM en el SUCS o A-2-4 y A-2-0 en el AASHTO, que representa el 54.34%. Estos se localizan en las siguientes calicatas y progresivas: C-1 (0+000), C-2 (0+500), C-3 (1+00), C-4 (1+500), C-5 (2+000), y un ML A-4 en las calicatas C-6 (2+500), C-7 (3+000), C-8 (3+500), C-9 (4+000), y un GM A-2-4 y A-2 0 C-10 (4+500), C-11 (5+000), C-12 (5+500), C-13 (6+000), C-14 (6+500), C-15 (6+500), Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

C-16 (7+000), C-17 (7+500), C-18 (8+000), C-18 (8+500), C-19 (9+000), C-20 (9+500), C-21 (10+000), C-22 (10+500), C-23 (11+000). En el primer tramo que va desde el puente quipas hasta el distrito de yanas.

A nivel de la sub rasante (E-2), el suelo de mayor persistencia es el tipo arcilloso, clasificado como CL en el SUCS o A-6-16 en el AASHTO, que representa el 54.34%. Estos se localizan en las siguientes calicatas y progresivas: C-1 (0+000), C-2 (0+500), C-3 (1+00), C-4 (1+500), C-5 (2+000), C-6 (2+500), y un GM grava limosa A-2-4-0 C-7 (3+000), C-8 (3+500), C-9 (4+000), C-10 (4+500), C-11 (5+000), C-12 (5+500). En el segundo tramo que va desde el distrito de Yanas hasta el centro poblado Jachahuayin.

5.5

PERFILES ESTRATIGRAFICOS

Los perfiles estratigráficos se confeccionan para las diferentes calicatas que fueron examinados, en base a la información obtenida en campo y de los ensayos de laboratorio. Estos perfiles servirán para clasificar los suelos de la sub rasante y también para obtener las capacidades de soporte para los diferentes tramos, que concluyen con la obtención del espesor del afirmado. La descripción se realiza de arriba hacia abajo. En el Anexo I se incluyen los perfiles estratigráficos de las calicatas.

5.6

ZONIFICACION DE SUB RASANTE

Con los resultados de los ensayos de suelos, que permite calificarlos y establecer los perfiles estratigráficos, se pasa a zonificar la calidad de la sub rasante.

Los niveles de la rasante actual serán modificados según las necesidades del diseño vial. Luego de realizados los cortes y rellenos, el suelo actual quedará como sub rasante de la vía mejorada.

Como se puede observar en los cuadros Nº 10, existe una primera capa de suelo contaminado, que mayormente tiene un espesor de 0.30 m, que es producto del proceso erosivo de la capa inferior. En realidad esta capa no es representativa para los fines de diseño estructural.

La segunda capa que tiene espesores hasta de 1.50 m, es la sub rasante para los fines de diseño estructural. Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Se han obtenido los CBR al 95% de la MDS para una penetración de 0.1”, en las siguientes progresivas. 

C-5 (2+000)

19.00% Tramo I



C-9 (4+000)

22.00% Tramo I



C-13 (6+000)

28.00% Tramo I



C-17 (8+000)

41.00% Tramo I



C-5 (2+000)

31.02% Tramo II



C-8 (4+000)

22.00% Tramo II

Estos valores se comparan con la evaluación visual realizada durante el inventario geotécnico, donde se encontró que hasta el Km.0+000 al 11+231 la rasante actual se encuentra en regular estado de servicio. Es decir los CBR de las calicatas C-5, C-9, C13, C-17, ratifican que se tiene una subrasante de regular soporte en el primer tramo.

De la misma manera se comparan los CBR de laboratorio con lo observado entre el Km. 0+000 al 5+699, que se encuentra en malas condiciones de servicio. En efecto el CBR C-5 y C-9, ratifica que la sub rasante es de baja calidad de soporte.

Entonces, para los fines de diseño estructural zonificamos dos tramos, siendo el primero entre los Km. 0+000 al 11+231 y el segundo entre los Km. 0+000 al 5+699; para los cuales se tiene que obtener los CBR de diseño.

Para obtener estos CBR de diseño, se usan las especificaciones descritas en las Normas de Suelos y Pavimentos del MTC, que dice “En los sectores con menos de 6 valores de CBR realizados por tipo de suelo o por sección de características homogéneas de suelos, se determinará el valor de CBR de diseño de la sub rasante en función a los siguientes criterios”: 

Si los valores son parecidos o similares, tomar el valor promedio.



Si los valores no son parecidos a similares, tomar el valor crítico (el más bajo), o en todo caso subdividir la sección a fin de agrupar sub sectores con valores de CBR parecidos o similares y definir el valor promedio. La longitud de los sub sectores no será menor de 100 m.

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Para el primer tramo (Km. 0+000 al 11+231), se tomará el valor promedio los CBR (a excepción de la C-5 que no se toma en cuenta por ser muy diferente), resultando 19.00%.

Para el segundo tramo (Km. 0+000 al 5+699), se toma el valor de la calicata C8 y que en realidad es representativo, es decir 22.00%.

Luego, estos CBR de diseño se clasifican según la categoría que la Norma del MTC (Cuadro N° 4.10) establece y se reproduce.



Del km.0+000 al 11+000 Tramo I S3 Sub Rasante Buena.



Del km. 0+000 al 5+699 Tramo II S3 Sub Rasante Buena.

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ESTUDIO DE CANTERAS: AFIRMADO Y MANPOSTERIA 6.1

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE AFIRMADO

El afirmado es la capa de rodadura de los pavimentos, cuando se usa un suelo seleccionado para tal fin. Generalmente este suelo seleccionado se coloca directamente sobre la sub rasante acondicionada.

Debido a que el afirmado está directamente en contacto con las ruedas de los vehículos, soportando los esfuerzos de tracción y de compresión, debe cumplir los requisitos de durabilidad y de estabilidad; así como también debe cumplir con los requerimientos de funcionabilidad. Con esta intención, los entes rectores del diseño y construcción de obras viales, han establecido las Especificaciones Técnicas para los suelos a ser usados como afirmado.

El Manual de Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito (EG-CBT-2008) del Ministerio de Transportes y Comunicaciones, en su Sección 302B (2008) establece el cuadro de gradaciones e índices de plasticidad para el material de afirmado, que se reproduce con el cuadro Nº 10. La misma especificación se encuentra en el Manual de Diseño de Caminos no Pavimentados de BVT. Cuadro Nº 10. Gradaciones de suelo para afirmado (MTC)

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Además indica que se debe satisfacer los otros requisitos, manifestando que excepcionalmente el Indice de Plasticidad puede llegar a 12. 

Desgaste de los ángeles

: 50% máximo



Límite líquido

: 35% máximo



CBR para el 100% de la Máxima Densidad Seca (MDS) y una penetración de 0.1”

6.2

: 40% mínimo.

CANTERAS ESTUDIADAS

CANTERA Nº 01 (Km. 0+440)

Foto Nº 13. Cantera Nº 01 para afirmado, ubicada en el Km. 0+440

Proyecto: "Mejoramiento del camino vecinal San Francisco de Quipas - Yanas - Jachahuayin, del distrito de Yanas - Dos de mayo - Huánuco"

Geología Entre los Km. 0+440 al Km. 0+530, se localiza un cerro de suelos residuales y fragmentos de rocas de origen esquistoso, de un volumen considerable, que sobre yace superficialmente a la litología base constituida por los esquistos del Complejo Marañón (foto Nº 13). Se encuentra cubierta por una vegetación escasa.

La formación montañosa se encuentra en proceso de meteorización por efecto de la vegetación, de la infiltración de las aguas pluviales y de los cambios de temperatura entre el día y la noche. Producto del proceso señalado, las masas rocosas de alta dureza en el interior, dan origen externamente a los detritos y suelos finos. Los fragmentos así formados tienen texturas rugosas y coloraciones diversas entre oscuras y claras, que al ser sometidos a procesos de densificación encajan adecuadamente. Propiedades físicas Los ensayos de laboratorio realizados con muestras recogidas en la parte alta del talud superior, han arrojado los siguientes resultados que se certifican en el Anexo respectivo, para el tipo 1 de tráfico con IMD