• Author / Uploaded
• Cordova Correa, Edwin

Citation preview

INDICE II.

III.

ESTUDIO GELOGICO 2.1 REVISION DE LA INFORMACION EXISTENTE 3 2.2 GEOLOGÍA REGIONAL 2.3 GEOLOGÍA LOCAL 2.4 DESLIZAMIENTOS, HUAYCOS Y ALUVIONES 3 2.5 GEOMORFOLOGÍA ESTUDIO GEOTECNICO 3.1 SISMICIDAD DEL ÁREA EN ESTUDIO 3.2 INVESTIGACIÓN DE CAMPO Y LABORATORIO 21 3.2.1 TRABAJOS DE CAMPO 3.2.2 CALICATAS 21 3.2.3 MUESTREO DISTURBADO 21 3.2.4 REGISTRO DE EXCAVACIONES 21 3.2.5 PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y MUESTREO 21 3.2.6 ENSAYOS DE LABORATORIO 3.3 EVALUACIÓN DE LOS MATERIALES PARA EXCAVACIÓN 3.3.1 TERRENO NORMAL 3.3.2 TERRENO SEMIROCOSO 22 3.3.3 TERRENO ROCOSO 3.4 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 22 3.4.1 TIPO DE CIMENTACIÓN 3.4.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN 3.4.3 CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO DE CIMENTACIÓN

3 3 5 20 21

21 22 22 22 23 23 23

II. EVALUACIÓN GEOLÓGICO 2.1

REVISIÓN DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE La ciudad se encuentra contenida en el Cuadrángulo de Huánuco (20-k) según la zonificación del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET), publicado en el Boletín Nº 75.

2.2

GEOLOGÍA REGIONAL La zona regional discurre sobre formaciones geológicas de litología y secuencias variadas, cuyas edades varían desde el Pre-cámbrico representado por las rocas y materiales más antiguos como esquistos y gneis alterados y de escasa estabilidad, hasta el Cuaternario reciente, con materiales en proceso de consolidación. Las principales formaciones de la región son las siguientes: Complejo Marañón La formación Complejo Marañón es del período Precámbrico y está compuesto por rocas ígneas y metamórficas, aflora en Huácar y alrededores de Huánuco con una litología variada como esquistos de cuarzo y moscovita que presentan colores rojizos de morfología agreste a irregular por erosión y meteorización, al Oeste de Huánuco se presentan rocas ultrabásicas y anfibolitas derivados de rocas graníticas. Grupo Ambo Perteneciente al Carbonífero, se encuentran formando los cerros de la margen izquierda del río Huallaga entre Salcachupan y Vichaycoto, en contacto con rocas del grupo Mitu. Litológicamente el Grupo Ambo está constituida por conglomerados con elementos subangulosos a subredondeados de cuarcitas, areniscas, esquistos y micaesquistos cementados en una matriz de arenisca feldespática con abundante arcilla. Luego se tiene una secuencia de areniscas finas a medias con algunos niveles de micro conglomerados intercalados con lutitas negras carbonosas estratificadas en capas delgadas a medianas. Grupo Mitu. Aflora nítidamente en la cuenca del Higueras y pertenece al Pérmico superior se le ha observado cerca a Cerro de Pasco con areniscas conglomerádicas rojas, también se le observa en la zona de Huariaca, en

las áreas de Pampamarca y en la parte occidental de la cuenca del rio Higueras sobreyaciendo a las rocas del Pre-Cámbrico. El Neoproterozoico está constituido por el Complejo del Marañon que ocupa una gran extensión de la Cordillera Oriental, constituido por micas esquistosos expuestos de color verde a rojizo con asociaciones de cuarzo - micas - moscovita, que afloran en los flancos del cerro San Cristóbal y Jactay que bordean el valle del Huallaga en Huánuco, deduciéndose que los suelos de la ciudad sobreyacen en esta formación. Otros afloramientos del Complejo de Marañón son los gneis, pero estos se encuentran a gran distancia de la zona del proyecto como es la bajada de Carpish hacia Puente Duran ubicada a 50 Km. Hacia el Sur Oeste de la ciudad de Huánuco se observan afloramientos de rocas intrusivas formando el Batolito de Higueras, que cronológicamente muestra tonalitas y granodioritas especialmente en el cerro Pillco Mozo. En la superficie del valle del Huallaga y sus tributarios se identifican deposiciones del Cuaternario Reciente (Qr-al) de origen aluvial alimentado por efectos coluviales y fluviales, que en esencia son conglomerados de gravas, arenas y limos que contienen grandes boleos de rocas intrusivas y algunas metamórficas que se encuentran bastante trabajadas. Los terrenos del Neoproterozoico son superficies que probablemente provienen de un zócalo siálico muy antiguo, con deformaciones irregulares que le proporcionan foliaciones y buzamientos diversos. Del Mapa Tectónico Estructural del Cuadrángulo de Huánuco (Fig. Nº 02), se concluye que en las inmediaciones del Valle de Huánuco no se localizan fallas ni pliegues importantes.

89

08

89

04

3

56 00

89

3

60

3

64

3

68

3

72

Fig. Nº 02. Geología Regional de la zona de estudio. Fuente INGEMMET.

88

96

2.3

GEOLOGÍA LOCAL La ciudad de Huanuco se halla ubicada en la margen izquierda del río Huallaga, pasando la confluencia del río Higueras. Hacia el este, se encuentra el cerro llamado San Cristóbal, hacia el Suroeste el cerro Marabamba y al Noroeste los cerros Jactay, Pomares y Puelles. Los cerros San Cristóbal y Puelles están conformados por rocas de tipo metamórfico y se hallan constituidos por esquistos cristalinos Precámbricos, representados por esquistos micáceos, filitas y gneis. En el cerro Marabamba se ubican rocas intrusivas como diorita cuarcífera, granitos y granodioritas, estas se encuentran en la parte alta y es característico por su coloración blanquecina y su textura granular. La parte intermedia y baja está conformada por materiales fluvioaluvial antiguos representados por clastos redondeados o subredondeados, esta zona se distingue en las terrazas de Marabamba. El cerro Jactay está conformado por rocas de tipo metamórfico y se caracteriza por su coloración rojiza, se halla conformado por esquistos ante cámbricos angulosos o semiangulosos cementados con arena arcillosa rojiza, en las partes bajas se tiene material coluvial producto de la erosión y transporte de las partes altas del cerro. El cerro Pomares está constituido en la parte baja e intermedia por conglomerados homogéneos y redondeados de origen fIuvio-aluvial antiguo; y en las partes altas se aprecia el afloramiento de rocas metamórficas conformadas por esquistos pre-cámbricos. En general en las partes bajas de los cerros indicados, se encuentran abundantes sedimentos de origen torrencial, los que suelen extenderse hasta el cauce actual del río Huallaga, formando notables conos deyectivos. Como consecuencia del tipo de litología, principalmente esquistos (Ver Foto Nº 01), que conforma el basamento de la ciudad de Huánuco y sus alrededores, así como de su morfología; los procesos de geodinámica externa que predominan en el área del proyecto son:



El intemperismo físico y químico del substrato.- A través del cual se destruye el esquisto, por ser muy deleznable.



Movimientos en masa.- Las fuertes precipitaciones estacionales que saturan a los suelos, depósitos de pie de monte y al basamento en proceso de meteorización, ligadas a la acción de la gravedad, propician los movimientos en masa, conocidos como huaycos.



Formación de Cárcavas.- El material desprendido en estas circunstancias deja un nuevo relieve muy característico conocido como cárcavas (Ver Foto Nº 3),



Formación de micro cuencas.- La formación consecutiva de cárcavas da lugar a una nueva morfología conocida como micro cuenca, por donde discurren estacionalmente los movimientos en masa, es así como, en la parte alta, contigua al asentamiento humano “Las Moras”, se formaron las micro cuencas de Tingoragra, Rondos y la Florida.



Formación del cono de deyección “Las Moras”.- Los huaycos al perder velocidad debido al cambio de pendiente en las zonas bajas, tratan de expandirse conformando sus conos deyectivos hasta llegar al Río Huallaga (Ver Foto Nº 4). En esta última fase los huaycos colmatan cualquier cauce que el hombre pretenda darle. Si analizamos el relieve y la litología de los suelos sobre el cual está ubicado el asentamiento humano “Las Moras”, veremos que estos corresponden al cono de deyección de los huaycos que descendieron de las micro cuencas mencionadas. Sin perder de vista que, infra yaciendo a este material está el basamento de esquistos. La probabilidad de ocurrencia de huaycos en las micro cuencas de Tingoragra, Rondos y la Florida es alta, en razón de que los procesos de geodinámica externa, mencionados anteriormente, están vigentes. El proyecto del Puente Pavletich, en su margen izquierdo, está ubicado dentro del cono de deyección antiguo, razón por la cual, se recomienda un mantenimiento estacional del cauce del huayco “Las Moras”.

2.4

DESLIZAMIENTOS, HUAYCOS Y ALUVIONES La parte baja y central del valle donde está ubicada la ciudad de Huánuco está compuesta de sedimentos detríticos recientes, está constituido por depósitos aluviales fluviales del mismo río. La estratigrafía observada en el lugar, es mayormente de afloramientos del Precámbrico y Paleozoico en las laderas de los cerros y depósitos cuaternarios de los siguientes tipos: Depósitos coluviales Corresponden a las acumulaciones de talud y materiales de ladera originados por el intemperismo natural y la gravedad, están conformados por fragmentos de tamaño y composición variable mezclados con material fino. Estos materiales son fáciles de ser transportados por el agua en épocas de lluvia debido a su mínima consolidación y la considerable pendiente de los taludes, se les encuentra en Jacas Chico, Chaulan, Margos, Pampas, así como en ciertas áreas bajas de los cerros

Jactay, Puelles, parte media alta de la quebrada Las Moras y alrededores de la ciudad de Huanuco. Estos depósitos constituyen los principales materiales de arrastre de las avenidas intempestivas o huaycos. Depósitos Aluviales Estos depósitos se encuentran a ambas márgenes del río Huallaga y se han depositado en las depresiones formando las terrazas angostas de fondo de valle, la fracción gruesa del depósito lo constituyen los cantos rodados, guijarros, gravas, arenas, limos y arcillas depositados gradualmente. Depósitos Fluvio - Aluviales Se encuentran en los bordes actuales del río, también en la parte baja del río Higueras antes de la desembocadura en el río Huallaga, estos materiales están en proceso de erosión y acumulación, está conformado por cantos redondeados a semiredondeados, la matriz que los engloba generalmente consiste en arenas y arcillas. 2.5

GEOMORFOLOGÍA La Cadena Oriental de Huánuco es el resultado de la acción incesante de los ríos Huallaga e Higueras como agentes principales, seguido por el accionar del viento que erosiona el material que fue transportado por el agua; estos agentes le dieron y le dan a Huánuco una morfología muy particular. Las formas Geomorfológicos de la zona en estudio son las siguientes: Laderas: Son geoformas que conforman las faldas de los cerros, son de pendiente media a alta y presentan afloramientos rocosos, rocas intemperizadas que conforman suelos residuales y/ó coluviales. Los asentamientos humanos se han ubicado al pie de las laderas de los cerros de Huanuco. Cárcavas Son geoformas menores que las quebradas y su formación se deben a la acción erosiva del agua, en muchos casos, las cárcavas son inestables por estar activas y en constante erosión, otras en cambio son estables y de menor pendiente. Las laderas de las partes intermedias y altas de las quebradas Las Moras y Jactay presentan cárcavas. Conos de Deyección Ubicados en la parte baja de la ciudad, al pie de los cerros y en las partes finales de las quebradas, se caracterizan por tener forma de abanico y suave pendiente. Los suelos han sido formados por la erosión de las rocas y han sido transportados y depositados por corrientes temporales de agua como los huaycos y ríos

III. EVALUACIÓN GEOTÉCNICO. 3.1

SISMICIDAD DEL ÁREA EN ESTUDIO Según los mapas de zonificación sísmica y mapa de máximas intensidades sísmicas del Perú y de acuerdo a las Normas SismoResistentes del Reglamento Nacional de Construcciones, la ciudad de Huánuco se halla en la Zona 2, correspondiéndole una sismicidad media y una intensidad de VI a VII en la escala Mercalli Modificada. Se presenta el Mapa de Zonificación Sísmica considerando por la norma Técnica E-030 “Diseño Sismorresistente” del Reglamento Nacional de Construcciones. Los parámetros sísmicos a usarse son: Factor de Zona, Z = 0.25 Factor de ampliación de ondas sísmicas S = 1.4 Período de vibración predominante Tp = 0.9 seg.

3.2

INVESTIGACION DE CAMPO Y LABORATORIO 3.2.1

TRABAJOS DE CAMPO

El Estudio Geotécnico tiene por objetivo auscultar las características de los estratos del suelo en el emplazamiento de las infraestructuras del puente, para determinar luego mediante ensayos de campo y/o de laboratorio, según la naturaleza de los depósitos, las propiedades de resistencia y deformación. Asimismo, el Manual establece que la profundidad de las exploraciones o sondajes si las condiciones de subsuelo lo requieran, se debe extender por debajo del nivel de cimentación hasta 2 a 3 veces el ancho previsto de las zapatas. La información geológica determina que el suelo en las inmediaciones del río Huallaga está formado por depósitos aluviales del cuaternario específicamente gravas y boleos de arrastre, estableciéndose que el método de sondeo más conveniente es mediante calicatas que permitirá un muestreo representativo, y descartándose los métodos de

penetración o de ensayos de carga con placas o pruebas de la veleta por ser incompatibles con el tipo de suelo. 3.2.2 CALICATAS Para conocer las características geotécnicas del lugar que consiste en su clasificación, estratigrafía, propiedades físicas tanto como mecánicas, para el diseño de las cimentaciones, que deben ser estables y no exceder la capacidad de soporte de los suelos ni experimentar deformaciones mayores que los tolerables, siguiendo los lineamientos del Manual de Diseño de Puentes se procede a planificar la exploración mediante calicatas. En el margen izquierdo del río donde se emplazará el estribo izquierdo del puente se ubica la calicata C-1 (Foto Nº 04, Plano UC-01) en una zona aguas abajo del eje. Mientras que la calicata C-2 se piensa hacer en el margen derecho del río localizándose hacia aguas abajo del eje del puente y cerca al emplazamiento del estribo derecho. La ubicación de la calicata C-1 se detalla en el plano de calicatas ya que ahí de observa mejor. . En el cuadro siguiente se resume la cantidad de exploraciones consideradas en cada zona: CUADRO N°4.1 – CALICATAS LADO PUENTE

DEL

N° CALICATAS

DERECHO

0

IZQUIERDA

1 TOTAL

1

La cantidad de calicatas efectuadas se considera apropiada y suficiente, considerando la extensión del área investigada y la estratigrafía similar observada en varios sectores. Ver Tablas N°1, en el Anexo A “Figuras y Tablas”, donde se detallan las calicatas ubicadas en cada zona. 3.2.3

MUESTREO DISTURBADO

Se extrajeron muestras disturbadas representativas de los estratos típicos para la realización de ensayos de laboratorio estándar y análisis químicos. 3.2.4

REGISTRO DE EXCAVACIONES

Paralelamente al muestreo se efectuó el registro de cada una de las exploraciones, anotándose las características de los suelos tales como espesor, color, humedad, compacidad, etc. en base a estas propiedades se le asignó una clasificación visual manual de campo, posteriormente verificada con ensayos de laboratorio.

Las excavaciones de las calicatas se realizaron con herramientas manuales formando áreas de hasta 20 m2 en planta, para permitir eliminar con comodidad los grandes bloques de roca incrustados en la matriz gravosa y proporcionar seguridad a los peones ente el desmoronamiento de las paredes de la excavación, que ocurrió en varias oportunidades, lo que demuestra que los depósitos de conglomerados no poseen una buena compacidad. El emplazamiento de las calicatas que eran muy cercanas al borde del río, hacía presumir que la filtración de las aguas del río se presentaría pronto cuando se alcancen niveles menores que su tirante actual, lo que no sucedió hasta tener la profundidad de 7 m.

Foto Nº 05. Ubicación de la calicata C-2 en el margen derecho del río Huallaga, muy próximo al borde del cauce y del eje del puente alterno.

3.2.5

PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y MUESTREO

Calicata C-1 En la calicata C-1 que corresponde al estribo izquierdo del puente, se observa que la superficie es una pequeña banqueta de material de relleno fluvial conteniendo restos de residuos sólidos humanos con vegetación mediana y una profundidad de 0.20 m (Foto Nº 04), clasificada como turba Pt en el sistema SUCS. Luego sigue una capa de material arenoso limoso no plástico con desechos de sólidos en una profundidad promedio de 1.30 m, correspondiente a la muestra M-1 y clasificada como SM. Estas dos capas se presentan en todo el talud del margen y recorrido del río en estado poco consolidado con espesores variables de 0.80 a 2.00 m, producto del depósito de los residuos de los vecinos y la deposición del proceso fluvial, pudiendo variar sus espesores en magnitudes de decímetros de acuerdo a los ciclos de creciente-estiaje del río Huallaga que originan alternativamente erosiones y deposiciones (Fotos Nº 06 y Nº 07).

Foto Nº07. Sigue el estrato de conglomerados de gravas, arenas y limos con grandes boleos hasta profundidades de 20 m Foto Nº 06. En la calicata C-1 se encontró superficialmente suelo orgánico y luego una capa de arena con limos no plásticos

A continuación una capa de conglomerados de hasta 2.00 m de espesor (muestra M-2), que se considera de transición antes de llegar a otra capa de conglomerados más potente. Este estrato clasificado como GPGM + 80%Bo conformado por partículas de gravas con cierto porcentaje de finos no plástico, posee grandes boleos hasta un volumen de 80% con diámetros promedio de 1.00 m. Los boleos provienen de roca ígnea mayormente y algunas metamórficas, están bien redondeados con superficies lisas, que indican su procedencia muy lejana. El conjunto indica que datan de una época de sedimentación fluvial relativamente antigua que arrastró grandes bloques. 3.2.6 ENSAYOS DE LABORATORIO Las muestras tomadas para realizar los ensayos necesarios de acuerdo a su importancia y la especialización, en los laboratorios de la Universidad Nacional “Hermilio Valdizán” de Huánuco, fueron preparadas y trasladadas con el cuidado respectivo. Los ensayos a ejecutar son: o Granulometría, ASTM D-136 o Límites Líquido y Plástico, ASTM D-423 y ASTM D-424. o Contenido de Humedad, ASTM D-2216 o Peso Específico Volumétrico, ASTM D-430 o Densidad Seca Máxima, ASTM D-4253 o Densidad Seca Mínima, ASTM D-4254 Los resultados de las pruebas ejecutadas se muestran en los cuadros Nº 01 y 02, donde se establecen la clasificación en el sistema SUCS de cada capa en función de sus características granulométricas y de plasticidad si fuera el caso. Además se obtiene la densidad relativa de la capa de sustentación de las zapatas, en función de las densidades secas máxima, mínima y natural. ENSAYOS ESPECIALES  Corte directo ANÁLISIS QUÍMICOS  Sales Solubles Totales  Sulfatos  Cloruros  ph Estos ensayos se sugieren hacer en el siguiente nivel de estudio

Ensayos de corte directo

3.3

ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 3.3.1

TIPO DE CIMENTACIÓN

Como el suelo donde se prevé colocar la cimentación está constituido por estratos potentes de por lo menos de 20.00 m de profundidad de conglomerados de gravas y arenas que contienen incrustados boleos de diferentes tamaños, con una compacidad semi suelta baja pero de buena resistencia a pesar de estar casi siempre sumergido; se considera razonable y económica usar zapatas aisladas para soportar la combinación de cargas típicas de puentes, Estas zapatas, por la relación de su ancho y largo, 8.00 m con 11.25 m en el estribo derecho, y 6.85 m con 11.25 m en el estribo izquierdo, se desempeñan como cimientos rectangulares para efectos de los cálculos de la capacidad admisible y grado de asentamiento. 3.3.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACION De acuerdo al Manual de Diseño de Puentes, para una zapata aislada el nivel de cimentación debe ser a una profundidad que evite la socavación, para prevenir la pérdida de partículas por efecto de la erosión y la tubificación, debido a que el incremento del nivel del espejo del agua en las épocas de avenidas origina mayores velocidades de flujo en el fondo del río. En nuestro caso el nivel más bajo del cauce del río que corresponde al eje del puente Pavletich es 1910.05 msnm y del puente Alterno Pavletich es de 1910.17 msnm. Luego tomando la altura de socavación crítica de 7.36m y 4.94m, respectivamente, proporcionada por el especialista en hidráulica, los niveles de socavación resultan 1902.69 y 1905.23msnm. Pero el nivel de cimentación de las zapatas de ambos estribos, con un margen de seguridad razonable, se recomienda al estructural sobre un suelo mejorado por ejemplo sobre unas falsas zapatas, pero minimo hasta el nivel de socavación para cada puente (Fig. Nº 06), resultando un espesor de suelo mínimo de 7.36m y 4.94m respectivamenteentre el fondo del río y el nivel de cimentación, que va aumentando conforme se acerca hacia el emplazamiento de cada estribo. A este nivel de cimentación se encuentra el estrato de conglomerado de gravas con arenas con la presencia de los boleos y nivel freático permanente. Como referencia sobre el buen performance del espesor del suelo entre el fondo del río y el nivel de cimentación, se puede tomar lo observado en el puente San Sebastián descrito en el numeral 1.6 que indica 1.81 m.

Figura Nº 06. Ubicación de calicatas, nivel de cimentación y profundidad de desplante PUENTE ESTEBAN PAVLETICH.

3.3.3 CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO DE CIMENTACION La capacidad admisible de los suelos, en general está relacionada con su resistencia al corte. La resistencia al corte de los suelos gruesos, es función especialmente de la fricción interna, pudiendo también influir pero en menor proporción la cohesión de los escasos finos que normalmente se desprecian, la forma de carga y las características geométricas de la cimentación. La fricción interna de los suelos granulares está relacionada con su grado de compacidad además de sus características de redondez y textura, que deben ser evaluados mediante ensayos. En el Perú no existen equipos de laboratorio para ensayar especímenes inalterados representativos de muestras de conglomerados, porque la celda del corte tríaxial o corte directo que son los más usados para suelos granulares, son muy pequeñas en comparación con el tamaño representativo de las muestras. Tampoco se pueden realizar pruebas de penetración in situ con los equipos estandarizados conocidos como Penetración Estándar (SPT) o de Cono Holandés (CPT), por la presencia de grandes bloques que distorsionan los resultados y a su vez obstaculizan el hincado. Entonces una buena alternativa acorde con las características del suelo existente en el lugar, es analizar las propiedades de compacidad del suelo que conforma la matriz, que es una grava con arenas bien graduadas y escasos finos como se muestra en la Fig. Nº 07. Esta matriz experimenta la mayor proporción de fricción entre partículas, por su mayor superficie específica con respecto a los guijarros, boleos y bloques

.

Fig. Nº 07. Composición de partículas en el suelo de cimentación

Un valor que determina la característica de la compacidad de un suelo grueso es su Densidad Relativa (Dr) denominada también Compacidad Relativa (Cr), definida por.

Dr 

 dmáx ( d   dmín ) x100  d ( dmáx   dmín )

Donde d máx = Peso específico seco del suelo en su estado más compacto d mín = Peso específico seco del suelo en su estado más suelto d = Peso específico seco del suelo en su estado natural

Cada uno de estos pesos específicos se pueden obtener a través de pruebas estándar de laboratorio con muestras representativas siguiendo los estándares ASTM, como se hace en este estudio, cuyos resultados se muestran en el anexo Nº 9.2 y el resumen se indican en los cuadros Nº 01 y Nº 02.

Las densidades relativas obtenidas, posteriormente se correlacionan con la fricción interna () de las partículas para niveles de deformación pequeña, es decir el valor máximo friccionante. Con este objetivo se usan las ecuaciones siguientes propuestas por Meyerhof en 1956.  = 25 + 25 Dr  = 30 + 25 Dr

Cuando el porcentaje de finos es más del 5%. Cuando el porcentaje de finos es menos del 5%.

En este caso los porcentajes de finos para ambos estribos son mayores que el 5%, en el estribo izquierdo es 8.18% y en el estribo derecho es 7.09% (reportes de ensayos de laboratorio), debiéndose usar la primera relación. Como las densidades relativas fueron obtenidas para la matriz, es necesario que se realicen las correcciones para determinar la fricción interna real (r) por la presencia de partículas mayores de 3" que representan un 12% del total en superficie específica, resultando entonces 32.5º y 32º para los estribos izquierdo y derecho respectivamente. Luego, la capacidad de carga (qs)b se obtiene aplicando la ecuación de Terzaghi con corrección para cimientos rectangulares.

B B (qs )b   1D f N q (1  0.3 )  0.5 2 BN (1  0.2 ) L L Donde

1

=

2

=

Df B L Nq , N

= = = =

Peso específico efectivo del suelo que actúa por encima del nivel de Cimentación (ton/m3). Peso específico efectivo del suelo bajo del nivel de cimentación (Ton/m3). Profundidad de desplante (m). Ancho de la cimentación (m). Largo de la cimentación (m). Factores de capacidad de carga.

Respecto a la profundidad de desplante Df que corresponde al espesor de suelo que actúa sobre el nivel de cimentación, se considera un valor igual a la diferencia entre el nivel más bajo del cauce del río y la base de la zapata (7.37m y 4.94m), que resultará de rellenar luego de la construcción de la zapata. Debiéndose notar que no se toma en cuenta el espesor del relleno de suelo seleccionado en el respaldo del estribo, porque actúa sólo a un lado de la zapata. Los pesos específicos efectivos 1 y 2 pertenecen al estrato de suelo de conglomerado de gravas y arenas con limos (GP-GM + 40%Bo) indicado en las figuras Nº 03. Nº 04 y Nº 06, que en cuanto se presenten las avenidas se encontrará en condición sumergida. Entonces los pesos efectivos resultan menores que los pesos específicos totales debido a su disminución por efecto de la presión intersticial. La capacidad de carga para un suelo suelto se evalúa para la posibilidad de una falla local, mediante la determinación de los factores de

capacidad de carga correspondientes obtenidos en experiencias similares con suelos de tal comportamiento. Con este objetivo se utilizó el gráfico de la figura Nº 08, anotando los datos extraídos en el cuadro Nº 03. En el cuadro Nº 03 también se incluye la capacidad admisible (qs)a de los suelos ubicados en ambos cimientos, que resulta de aplicar un factor de seguridad de 3 a la capacidad de carga conforme a lo recomendado en el Manual de Diseño de Puentes del Ministerio de Trasportes y Comunicaciones. Este factor también es utilizado con satisfacción para proyectos de edificaciones según las normas E – 020 del Ministerio de Vivienda y Construcción. El uso de un factor de seguridad menor podría afectar la estabilidad del puente y que la inversión tenga un alto riesgo.

(qs ) a 

(qs )b 3

Por consiguiente las capacidades admisibles de los suelos en ambos puentes y estribos son: Estribo izquierdo

(q s ) b  1.06 x3.13 x18(1  0.3

6.85 6.85 )  0.5 x1.06 x6.85 x16(1  0.2 ) 22.5 22.5

(qs)b = 115.89 ton/m2 (qs)a = 38.63 ton/m2 = 3.86 Kg/cm2. Estribo derecho

(q s ) b  1.06 x3.13x17(1  0.3

8 8 )  0.5 x1.06 x8 x15(1  0.2 ) 22.5 22.5

(qs)b = 118.51 ton/m2 (qs)a = 39.50 ton/m2 = 3.95 Kg/cm2. Muy suelta Suelta

N

N

Penetración estándar N (golpes/30 cm)

Esto significa que las capacidades de carga total con las dimensiones de Muy Compacta Media zapatas consideradas, sonCompacta respectivamente para los estribos izquierdos y derecho del puente 2,951Ton y 3,615Ton. Cuadro Nº 03. Obtención de la capacidad admisible del suelo de cimentación Dr (%)

 (º)

Izquierdo

46

Derecho

44

Factores de capacidad de carga N y Nq

ESTRIBO

37

r (º) 32.5

36

32

Nq

2 (ton/m3) 1.06

B (m)

L (m)

Nq

N

3.13

1 (ton/m3) 1.06

6.85

22.5

18

3.13

1.06

1.06

8.00

22.5

17

Df (m)

Fig. Nº 08. Factores de capacidad de carga (según Peck, Hansen y Thornburn, 1963)

Ángulo de fricción interna, (grados)

16

(qs)b (ton/m2) 109.02

(qs)a (Kg/cm2) 3.63

15

118.51

3.95

Como se puede apreciar las cargas de servicio resultan mucho menores que las capacidades de soporte, descartándose posibles fallas, pudiéndose disminuir las dimensiones, pero se mantienen como tal por razones de estabilidad al volteo y/o deslizamiento que son verificados por el ingeniero especialista en estructuras, debido a la altura del estribo que en un lado es 13.00 m y en el otro lado llega a 11.00 m.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENTACIONES 7.1

CONCLUSIONES

7.1.1

El puente se localiza en un tramo recto del río, libre de procesos geodinámicos como huaycos, deslizamientos, inundaciones, socavación local y tampoco existen riesgos de sismos por causas de fallas que no se presentan en la zona.

7.1.2

Los trabajos de campo para el estudio geotécnico se realizaron mediante dos calicatas, ubicando C-1 en el margen izquierdo y C-2 en el margen derecho. En ambos sondajes la excavación llegó a una profundidad de 12.00 m que alcanza niveles de la cimentación de los estribos.

7.1.3

El perfil estratigráfico de los suelos en ambos márgenes, indican que la capa superficial está constituido por arenas limosas (SM) de color gris a rojizo de 1.50 m de espesor, luego sigue una capa de conglomerados de gravas con arenas y limos un tanto densos con presencia de grandes boleos (GW-GM + 80%Bo) de hasta 2.00 m, y por último continúa el mismo conglomerado pero con mayor cantidad de boleos (GW-GM + 40%Bo) con profundidades inferidas promedio de 20.00 m.

7.1.4

La capacidad admisible de las zapatas se obtienen con la teoría de Terzaghi, para cimientos corridos con corrección por la forma rectangular, con posibilidad de falla local y un factor de seguridad de 3, cuyos resultados se muestran en el cuadro Nº 03 donde (qs)a = 3.63 Kg/cm2 en el estribo izquierdo y 3.95 Kg/cm2 en el estribo derecho. Cuadro Nº 03. Obtención de la capacidad admisible del suelo de cimentación ESTRIBO Dr Df B L Nq  r 1 2 N (qs)b (%) (º) (º) (m) (ton/m3) (ton/m3) (m) (m) (ton/m2) Izquierdo 46 37 32 3.13 1.06 1.06 6.85 22. 17 15 109.02 5 Derecho 44 36 32 3.13 1.06 1.06 8 22. 17 15 118.51 5

(qs)a (Kg/cm2) 3.63 3.95