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Estudio de Mecánica de Suelos Rev.1 Conexión Lautaro-Villouta-Argomedo Curicó – Región del Maule ESTUDIO CONSTRUCCIÓN C

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Estudio de Mecánica de Suelos Rev.1 Conexión Lautaro-Villouta-Argomedo Curicó – Región del Maule

ESTUDIO CONSTRUCCIÓN CONEXIÓN LAUTARO – VILLOTA – ARGOMEDO CURICÓ - REGIÓN DEL MAULE

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS Rev. N° 1

MANDANTE

CONSULTORA

Fecha 26 Julio de 2010

INGEXA LTDA. Servicios para la Ingeniería de Puentes

Página 1

Estudio de Mecánica de Suelos Rev.1 Conexión Lautaro-Villouta-Argomedo Curicó – Región del Maule

INDICE GENERAL

1

INTRODUCCION………………………………………………………..

3

2

CARACTERIZACION DEL SUB-SUELO…………………………….

4

2.1

Estratigrafía de diseño…………………………………………………

4

2.2

Fundaciones………………………………………………...………….

5

2.2.1

Tipo de Fundación y Nivel de Apoyo…………………….………...

5

2.2.2

Capacidad de Soporte Admisible……..…………………………….

6

2.2.3

Análisis por Asentamiento………………………………………..….

7

2.2.3.1 Asentamiento Instantáneo…………………………………………...

7

2.2.4

Resumen de las Características de Fundación………….............

8

2.3

Coeficiente de Balasto……………………………………….............

9

2.4

Clasificación Sísmica del Sub-suelo…………………………….....

9

2.5

Empujes de Tierra…………………………………………………..…

9

3

ESPECIFICACIONES GENERALES…………………......................

11

4

ANEXO INFORME DE SONDAJES Y LABORATORIO…………....

12

4.1

Antecedentes Preliminares………………………………………........

12

4.1.1

Generalidades……………………………………………………………

12

4.2

Metodología………………………………………………………………

13

4.3

Sondajes Geotécnicos………………………………………………….

14

4.3.1

Estratigrafía……………………………………………………………….

14

4.3.2

Fotos Cajas Testigos Sondaje N° 1………………………….………

15

4.3.3

Fotos Punto Sondaje N° 1……………………………………………..

17

4.4

Laboratorio de Mecánica de Suelos (Clasificaciones)……………

18

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Página 2

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1. INTRODUCCIÓN Por solicitud del Sr. Héctor Díaz Cortés de la Empresa Solutiva Consultores Ltda., se nos encargó, el presente Estudio de Mecánica de Suelos, cuyo objetivo principal es la caracterización del suelo de fundación para la Construcción de la Conexión Lautaro – Villota – Argomedo, localizada en la ciudad de Curicó, Región del Maule.

La estructura corresponde a un paso a desnivel estanco constituido por muros de pared moldeada y muros cantiléver.

La campaña de exploración consistió en un sondaje de 25,45m de profundidad, ejecutado por la Empresa Ingexa Ltda., localizado en el sector Nor-Poniente de la Av. Lautaro con Argomedo.

Los ensayos de laboratorio practicados a las muestras extraídas en los sondajes fueron realizados por el Laboratorio de Ensayos de la Empresa Ingexa Ltda.

Las coordenadas UTM de localización del sondaje, en sistema WGS-84 son:

Sondaje N°

Norte

Este

1

6125982.390

295011.240

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2. CARACTERIZACIÓN DEL SUB-SUELO 2.1 Estratigrafía de Diseño A continuación, se presenta el análisis estratigráfico de la prospección realizada para las estructuras a Proyectar: Sondaje N°1:

Horizonte N°

Profundidad (m)

Espesor

DESCRIPCIÓN DEL SUELO

(m)

Arena arcillosa de color café, humedad 1

0,00 - 4,45

4,45

media, plasticidad media, compacidad media. Presenta gravas aisladas. Bolones con grava arenosa de color gris, humedad media a saturada en

2

4,45 - 8,45

5,00

profundidad, compacidad

sin muy

plasticidad, densa.

Tamaño

máximo mayor a 6”. Arcilla arenosa de color café, saturada, 3

8,45 – 18,45

10,00

plasticidad media, consistencia dura. Presenta gravas aisladas.

4

18,45 – 19,45

1,00

Grava arcillosa de color café, saturada, sin plasticidad, compacidad densa. Bolones con grava arenosa de color

5

19,45 – 25,45

6,00

gris,

saturada,

compacidad

muy

sin densa.

plasticidad, Tamaño

máximo mayor a 6”.

El nivel freático se detecto a los 4,7m de profundidad.

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2.2 Fundaciones 2.2.1 Tipo de Fundación y Nivel de Apoyo Estudiando la estratigrafía de diseño, el estrato de fundación para los muros de pared moldeada, corresponderá al horizonte 5, constituido por bolones con grava arenosa de compacidad muy densa, el cual se detectó a 19,5m de profundidad.

El sello de fundación para los muros de pared moldeada, será a los 20m de profundidad medidos desde el nivel del terreno natural y condicionado a apoyarse sobre el estrato bolones con grava arenosa de compacidad muy densa y penetrando 0,5m en dicho material.

Los resultados de los ensayos in-situ y de laboratorio, permiten definir las siguientes propiedades geotécnicas para los suelos de fundación:

Horizonte N°

1

Prof. (m)

0,00 4,45

DESCRIPCIÓN

w

DEL SUELO

(kgf/m³)

4,45 8,45

c

E

(kgf/cm²)

(kgf/cm²)



Arena arcillosa de compacidad

1.850

33

0

250

0,3

2.300

44

0

1000

0,3

2.000

0

2

250

0,3

2.200

40

0

550

0,3

media. Bolones

2

 (°)

grava

con

arenosa

de compacidad muy densa.

3

4

8,45 – 18,45 18,45 – 19,45

Arcilla arenosa consistencia dura. Grava arcillosa de compacidad densa.

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Bolones 5

19,45 – 25,45

grava

con

arenosa

de compacidad

2.300

44

0

1000

0,3

muy densa.

2.2.2 Capacidad de Soporte Admisible Se utilizará la teoría de capacidad de carga propuesta por Terzaghi (1943) para el caso de falla de corte por punzonamiento, la ecuación se expresa así: qu = 2/3c´Nc + qN´q + 1/2ΒΝ´

Zapata Corrida

en donde: qu: Capacidad de carga última c: Cohesión q: Sobrecarga equivalente efectiva : Peso unitario D: Profundidad del sello de fundación B: Ancho de la zapata corrida N´c, N´q, N´: Factores de capacidad de soporte adimensionales modificados en función del ángulo de fricción; según Terzaghi (1943).

Considerando un factor de seguridad de 3.0 para el caso estático y de 2.0 para el caso sísmico, las tensiones admisibles del suelo de fundación se expresan así: q admisible = q último / 3 (Caso estático)

q admisible = q último / 2 (Caso sísmico)

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2.2.3 Análisis por asentamiento 2.2.3.1 Asentamiento Instantáneo El asentamiento instantáneo de una fundación, está dado por:

Centro de la Cimentación

Esquina de la Cimentación

En donde αr es un factor adimensional en función de L/B, que para zapatas corridas corresponde a 2,1.

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2.2.4 Resumen de las Características de Fundación Reemplazando en las ecuaciones descritas anteriormente, y conciliando entre los criterios de capacidad de carga y asentamiento máximo permitido (3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02) CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%)

(NCh 1517/2.Of79)

CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

100% 96% 91% 87% 87% 69% 69% 29%

12

20% 16% 4%

SC-SM A-2-4 12

ARENA LIMOARCILLOSA

CHRISTIAN SAN MARTÍN GERENTE TÉCNICO INGEXA LTDA.

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Ensayo Correlativo N° 208

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLIENTE: Solutiva Consultores Ltda. DIRECCIÓN: Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina 102, , Concepción, Concepción, Chile. Chile. Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010 Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010 Muestra N°: 2 Sondaje N°: 1 Cota Muestra (m): 4,45-8,45 Kilómetro N°:

Calicata N°: Método:

GRANULOMETRÍA

G R A V A A R E N A

TAMIZ

>3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02) CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) (NCh ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%) 1517/2.Of79) CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

45,41 100% 100% 94% 70% 44% 27% 10% 9% 9% 9% 2% 2% 1%

20

N.P. N.P. N.P.

GW A-1a 0

GRAVA BIEN GRADUADA

CHRISTIAN SAN MARTÍN GERENTE TÉCNICO INGEXA LTDA.

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Ensayo Correlativo N° 209

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLIENTE: Solutiva Consultores Ltda. DIRECCIÓN: Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina 102, , Concepción, Concepción, Chile. Chile. Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010 Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010 Muestra N°: 3 Sondaje N°: 1 Cota Muestra (m): 8.45-14.45 Kilómetro N°:

Calicata N°: Método:

GRANULOMETRÍA

G R A V A A R E N A

TAMIZ

>3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02) CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) (NCh ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%) 1517/2.Of79) CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

100% 97% 97% 87% 83% 76% 76% 57% 57% 27%

24

29% 19% 10%

SC A-2-4 44

ARENA ARCILLOSA CON GRAVA

CHRISTIAN SAN MARTÍN GERENTE TÉCNICO INGEXA LTDA.

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Ensayo Correlativo N° 210

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLIENTE: Solutiva Consultores Ltda. DIRECCIÓN: Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina 102, , Concepción, Concepción, Chile. Chile. Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010 Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010 Muestra N°: 4 Sondaje N°: 1 Cota Muestra (m): 14.45-18.45 Kilómetro N°:

Calicata N°: Método:

GRANULOMETRÍA

G R A V A A R E N A

TAMIZ

>3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02) CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) (NCh ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%) 1517/2.Of79) CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

100% 98% 98% 94% 94% 64%

31

31% 19% 12%

CL A-2-6 135

ARCILLA DE BAJA COMPRESIBILIDAD ARENOSA

CHRISTIAN SAN MARTÍN GERENTE TÉCNICO INGEXA LTDA.

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Ensayo Correlativo N° 211

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLIENTE: Solutiva Consultores Ltda. DIRECCIÓN: Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina 102, , Concepción, Concepción, Chile. Chile. Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010 Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010 Muestra N°: 5 Sondaje N°: 1 Cota Muestra (m): 18.45-19.45 Kilómetro N°:

Calicata N°: Método:

GRANULOMETRÍA

G R A V A A R E N A

TAMIZ

>3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02)

0,00 100% 100% 100% 85% 55% 40% 34% 32% 30% 30% 24% 24% 15%

12

CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) (NCh ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%) 1517/2.Of79) CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

GC A-1a 0

GRAVA ARCILLOSA CON ARENA

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Ensayo Correlativo N° 212

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLIENTE: Solutiva Consultores Ltda. DIRECCIÓN: Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina 102, , Concepción, Concepción, Chile. Chile. Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010 Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010 Muestra N°: 6 Sondaje N°: 1 Cota Muestra (m): 19.45-25.45 Kilómetro N°:

Calicata N°: Método:

GRANULOMETRÍA

G R A V A A R E N A

TAMIZ

>3" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" #4 # 10 # 20 # 40 # 60 FINOS # 200

CONSTANTES FÍSICAS HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80) Peso Unit. Seco g d(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02) CONSTANTES HIDRICAS LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) LIMITE PLÁSTICO WP(%) (NCh ÍNDICE DE PLASTICIDAD IP(%) 1517/2.Of79) CLASIFICACIÓN DE SUELOS CLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O (M 145ÍNDICE DE GRUPO 91(2004))

Observaciones:

34,79 100% 100% 87% 59% 36% 24% 13% 12% 12% 12% 5% 5% 3%

16

N.P. N.P. N.P.

GW A-1a 0

GRAVA BIEN GRADUADA

CHRISTIAN SAN MARTÍN GERENTE TÉCNICO INGEXA LTDA.

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Página 23