Colcabamba - Ems

SECCONSAR s.r.l. LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS SERVICIOS CONSTRUCCIÓN Y CONSULTORIA Francia 105 Hunter –Arequipa Telf.440866

Avda. Nicolas Arriola Bloque I-102 –Urb. Rumihuasi – La Victoria- Lima www.gruposeccons.com

MEMORIA Estudio Geotécnico: “0103618_HU_COLCABAMBA ”

ESTUDIO GEOTECNICO

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA””

SOLICITA: LLEEAADDCCOOMM PPEERRUU SSAACC

Octubre del 2,014




ESTUDIO GEOTECNICO

PROYECTO:: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA““

CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES

1.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO 1.2 NORMATIVIDAD 1.3 UBICACIÓN DEL PROYECTO 1.4 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO 1.5 CONDICIÓN CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA

2.0 GEOLOGIA GEOMORFOLOGIA Y SISMICIDAD

2.1 GEOLOGIA LOCAL 2.2 CARACTERISTICAS DE LA ROCA DE FUNDACION

3.0 SISMICIDAD 4.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION 5.0 INVESTIGACIÓN DE CAMPO 6.0 ESTRUCTURAS DE CIMENTACION

6.1 TIPO DE EDIFICACION 6.2 CIMENTACION TIPO

7.0 ENSAYOS DE LABORATORIO 8.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

8.1 DESCRIPCION DE LA ESTATIGRAFIA 9.0 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN

9.1 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION 9.2 TIPO DE CIMENTACION 9.3 CÁLCULO Y ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA 9.4 ASENTAMIENTOS

10.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION.

10.1 RESULTADOS DE ANALISIS

11.0 NIVEL DE NAPA FREATICA 12.0 CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS FOTOGRAFIAS ANEXOS (ENSAYOS ESTANDAR)




ESTUDIO GEOTECNICO

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA””

1.0 GENERALIDADES

1.1 OBJETIVO DE ESTUDIO

El objetivo del presente Informe Técnico es realizar el Estudio Geotécnico con fines de

Cimentación del subsuelo del terreno en el cual se construirá el proyecto para el

emplazamiento de una antena de transmisión y estructuras convencionales en el

terreno de dirección señalada en el numeral (1.3). El objeto del presente trabajo es

determinar las principales características físicas y mecánicas del suelo para el diseño

de la cimentación y algunas recomendaciones para su construcción y mantenimiento.

1.2 NORMATIVIDAD.-

Los estudios están en concordancia con: Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones

del Reglamento Nacional de Edificaciones.

1.3 UBICACIÓN DEL PROYECTO.-

Dirección : Cerro Huamnahuillca

Coordenadas : Lat. : -12.367023ºS

Long: - 74.694761ºO

Distrito : Colcabamba

Provincia : Tayacaja

Departamento : Huancavelica

1.4 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO.-

La zona de estudio es accesible desde la ciudad desde el Distrito de Colcabamba

hasta el centro poblado de Huancayoccasa via trocha carrosable para luego por

camino de herradura en 1.5 hrs. acceder al site.




1.3 CONDICIÓN CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA.-

Predomina el frío soportable, con amplia oscilación entre el día y la noche, y entre el

sol y la sombra. La temperatura media anual máxima es 16,2 ºC y la mínima 2,3 ºC.

Su temperatura promedio anual es de 10 ºC.

Durante el año se distinguen épocas diversas; así hay una época bien definida de

“estación de lluvias” (noviembre a abril); una época intermedia al inicio de las

lluvias (septiembre) y al final de las lluvias de mayo, y una “estación seca” (junio a

septiembre). Las variaciones en cuanto a las precipitaciones, ocurren no sólo a lo

largo del año, sino también entre los años, ya que pueden presentarse años con

condiciones secas, intermedias y lluviosas.

La altitud promedio de la zona es de 3687 m.s.n.m.

2.0 GEOLOGÍA DEL AREA EN ESTUDIO

GEOLOGÍA LOCAL.

Rocas Intrusivas

Las rocas intrusivas afloran en diversos lugares de la hoja de Pampas ocupando

alrededor del 20% de su superficie. El tamaño de plutones varía desde pequeños

“stocks” hasta dimensiones batolíticas además ocurren numerosos diques y apófisis

que por sus reducidas dimensiones no figuran en el mapa. Los intrusivos

predominantes son de composición granítica en menor proporción se encuentran

rocas Dioritas y dacíticas.




CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA DE FUNDACIÓN

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS:

CARACTERIZACION DE LA ROCA Origen Intrusiva Color Pardo Denominación "DIORITA" Minerales principales Cuarzo,Plagioclasa, ortoza Minerales secundarios Piroxeno, Biotita Tamaño del Grano Medio Resistencia Medianamente Dura Fractura Irregular Alteración Moderada Matriz - Clastos - Porosidad 1.76 Gravedad Específica 2.67 Reacción al ácido ClH No

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:

Dureza : En la escala de Mohs de acuerdo a los minerales

constituyentes va de 4 a 5.

Resistencia : 667 kg/cm2 a la compresión simple.

Durabilidad : La meteorización moderada por lo que no repercutirá en la

vida útil de la obra civil proyectada.




CLASIFICACION GEOMECANICA.

CLASIFICACION GEOMECANICA

PARAMETRO DESCRIPCION VALUACION

1 Resistencia a la compresion uniaxial 7

2 Indice de Calidad de la Roca RQD 8

3 Espaciamiento de Discontinuidades 84 Estado de Fisuras Continuidad 2

Abertura 1

Rugosidad 1 Relleno 4 Alteración 35 Agua freática 106 Orientación de la Discontinuidad 0

Valor de RMR 44RMR TIPO (*)CONDICION

100-81 I Roca muy buena

80-61 II Buena roca

60-41 III Roca Regular

40-21 IV Roca Mala

<20 V Roca muy mala

(*) Clasificacion CSIR (Bieniawsky)

3.0 SISMICIDAD

El Perú por estar comprendido como una de las regiones de más alta actividad

sísmica, forma parte del Cinturón Circumpacífico, que es una de las zonas sísmicas

mas activas del mundo.

De acuerdo al Mapa del Reglamento Nacional de Edificaciones Normas de Diseño

Sismo-resistente [2] y del mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas

observadas en el Perú y basándose en isosistas de sismos peruanos y datos de

intensidades puntuales de sismos históricos y recientes sismos, se concluye que el

área de estudio se encuentra dentro de la Zona de mediana Sismicidad (Zona 2) por

lo que se deberá tener presente la posibilidad de que ocurran sismos de mediana

magnitud, con intensidades de IV a VII en la Escala de Mercalli Modificada.

Según las características geológicas y de acuerdo al Reglamento Nacional de

Edificaciones, se tiene:




• CLASIFICACION TIPO DE SUELO DE CIMENTACION TIPO S1

• PERIODO PREDOMINANTE DE VIBRACION DEL SUELO Ts = 0.4

• FACTOR DE SUELO: S = 1.0

4.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION

• TIPO DE CIMENTACION: ZAPATAS AISLADAS ó LOSA CIMENTAC.

• ESTRATO DE CIMENTACION: Roca “Diorita”

• PARAMETROS DE DISEÑO PARA LA CIMENTACION

o PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION :

ZAPATA AISLADAS : 1.80 m.

• PRESION ADMISIBLE : 10.21 kg/cm2

• AGRESIVIDAD DEL SUELO DE CIMENTACION

Los contenidos de Sales Solubles Totales no son perjudiciales al concreto, por lo

que se utilizará Cemento Pórtland Tipo I ó IP.

5.0 INVESTIGACIÓN DE CAMPO.

Los trabajos de campo se realizaron a cielo abierto. Debido a la uniformidad de los

materiales se excavo una (01) calicata de 1 m2 de área (cuadro N°2).

La finalidad de estas labores fue de investigar el subsuelo de cimentación que

recibirá las cargas de la estructura a construirse. De la calicata se obtuvo muestras

según los estratos presentes para realizar los ensayos y análisis correspondientes.

Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploración, en los que se

indica las diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de

suelo, espesor del estrato, color, humedad, consistencia, etc.

Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:

CUADRO Nº 2 CALICATAS

CALICATA Nº PROFUNDIDAD (m)

C-1 -0.30 m




6.0 ESTRUCTURAS DE CIMENTACION

6.1 TIPO DE EDIFICACION.

La edificación típica se caracteriza por estar constituida por una antena de

transmisión.

6.2 CIMENTACION TIPO

De acuerdo a los parámetros estandarizados de las cimentaciones típicas se prevé

que esta sea constituida por cimientos corridos, zapatas corridas y/o zapatas

aisladas ó losa de cimentación.

7.0 ENSAYOS DE LABORATORIO.

Las muestras obtenidas de las calicatas clasificadas como representativas fueron

remitidas al laboratorio con el objeto de identificación y posterior clasificación

según sus propiedades físicas y mecánicas según los ensayos especiales requeridos.

Ensayos Estándar.-

Los ensayos de laboratorio siguientes se han realizado según lo estipulado por las

normas ASTM siguientes:

Análisis Químicos para determinar contenido de sales solubles totales ASTM D-

1889.

Contenido de Sulfatos,

Gravedad Específica, porosidad,

Compresión Axial en rocas.

8.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS.

Los perfiles geológicos y la determinación de las propiedades de los estratos se han

determinado de acuerdo a las investigaciones de campo, es decir 01 exploraciones y

a partir de la descripción visual-manual (ASTM D 2488), el cual se adjunta al

presente, de esto se puede concluir que por lo observado según las exploraciones

practicadas en el lugar de emplazamiento los materiales rocosos se encuentran

masivamente en la zona de proyecto (Ver Registro de Excavaciones), de acuerdo a

las exploraciones se concluye que estos materiales se correlacionan con la geología

descrita en el cuadrángulo correspondiente los cuales asimismo presentan gran

potencia.




8.1 DESCRIPCION DE LA ESTRATIGRAFIA.

Como se indica en el párrafo anterior la estratigrafía que presenta el subsuelo es

uniforme.

Exploración 1:

a) De 0.00 m. a 0.10m.: Cobertura superficial de coloración marrón negrusco,

conformado principalmente por limos y arcillas de mediana con material

orgánico.

b) De 0.10 m. a 0.30m.: Capa compuesta por material rocoso disgregado con

material fino arcilloso.

c) De 0.30m. a mayor profundidad: Substrato rocoso de origen igneo

compuesto por roca denominada "Diorita”, de color grisáceo. La roca se

encuentra masivamente en el área de estudio en forma de bloques medianos a

grandes, estratificada, alterada e intemperizada superficialmente; presenta

fisuras de distribución errática las que presentan material fino rellenas con

material fino.

En el nivel de excavación no se ha determinado napa freática.

9.0 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN.

9.1 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN.-

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles, registros

estratigráficos y características de las estructuras típicas de cimentación se prevé

que el estrato en el que se apoye la estructura de cimentación sea el clasificado

como ROCA a la profundidad de 2.00 m. para la cimentación del tipo zapatas ó losa

de cimentación. En cualquier caso se deberá alcanzar el substrato rocoso.

9.2 TIPO DE CIMENTACION.-

Dada la naturaleza del terreno a cimentar y las características estructurales de la

futura edificación se prevé que la cimentación a utilizar sea del Tipo Superficial es

decir Losa de cimentación ó zapatas aisladas.




9.3 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE.-

De la misma manera que en cimentaciones en suelos se calcula la carga de

hundimiento utilizando el criterio de Mohr-Coulomb, se puede obtener la carga que

produce deformaciones plásticas en un macizo rocoso según el método analítico

desarrollado por Serrano-Olalla (2001) basado en el criterio modificado de Hoek-

Brown. El método es aplicable cuando el macizo rocoso es homogéneo e isotropo, es

decir los grupos I,IV y V según la siguiente figura.

Fig.1.Representación simplificada de

la influencia de la escala en el

comportamiento del macizo rocoso

para cimentaciones superficiales.

A continuación se presenta los parámetros de resistencia según Hoek-Brown [8] y el

proceso de cálculo de la capacidad portante según Serrano-Olalla [7].




El proceso de cálculo de los parámetros y demás se han realizado según la

metodología descrita en la referencia [7].

Para estructuras tipo TAT 42m. estándar similares a la proyectada se tienen:

CARGA COMPRESIÓN 157.57 Tn CORTANTE 4.4 Tn MOMENTO 120.90Tn-m Inclinación de la Carga (Ө) 1.60º




CRITERIO DE SERRANO OLALLA

Inclinación del Talud 0.000 º Inclinacion de la Carga 1.600 º

Esf. Efectivos

Peso Vol. (γi) tn/m3 Espesor Considerado

(m) Esf. Efectivos

Suelo 1.50 0.30 0.45 Tn/m2

Roca 2.67 1.50 4.01 Tn/m2

Esfuerzos efectivos= 4.46 Tn/m2

Peso Específico γ= 2.67 Tn/m3

Profundidad de Desplante Df= 1.80 m

Geological strenght Index GSI 40

Parámetro "m" rocas intactas mi = 26

Compresión simple de la roca. σci = 65.39 MPA

Factor de Alteración D= 0.00

Nβ = 4.2713 s = 0.00127

a= 0.511

mb = 3.050

Parámetros de Cálculo

Aa= 8.741

Strength modulus βn = 24.035 MPA

Rock mass toughness ζn= 0.001135

Carga Externa σ1 = 0.04 MPA

Carga Normalizada σ1* = 0.0030 * Fact.Estadistico Var.Paramet.Rocas Fp = 30.00

Fact.Probabilidad Rotura Frágil Fm = 3.42

Fact. Seguridad Total F = 102.54

Carga de Hundimiento Ph= 102.635 MPA Carga Admisible qadm.= 1.001 MPA ó 10.21 kg/cm2

El valor de la capacidad admisible estará dado por

qad= Ph /F

Por lo que la capacidad portante admisible para profundidades del orden de 1.80m

se estima en:

qad= 10.21 kg/cm2.

9.4 ASENTAMIENTOS

Debido a la naturaleza del estrato de apoyo y al tipo de estructura (distribución de

esfuerzos) no existirán asentamientos ya que la roca es prácticamente

incompresible con relación a los esfuerzos solicitados.




10.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION.

10.1 RESULTADOS DE ANALISIS

El contenido de sales solubles totales así como sulfatos en el suelo superficial como

solución no son perjudiciales al concreto [2]. Estos resultados permiten concluir

que la presencia de agentes nocivos al concreto no ocasionará ataque a la estructura

de cimentación por lo que se recomienda el uso de cemento Tipo I ó IP como el

adecuado.

11.0 NIVEL DE NAPA FREATICA

No se ha determinado la existencia de Napa Freática.

12.0 CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES Y ANEXOS

De lo estudiado se puede concluir:

• No existe nivel freático a la profundidad de exploración.

• Respecto a la sismicidad del área de estudio, ésta se encuentra ubicada dentro

la Zona Nº 2 (Zona de mediana Sismicidad), por lo que se deberá tener

presente la posibilidad de que se presenten sismos de mediana magnitud, con

intensidades de IV a VII en la Escala de Mercalli Modificada.

• En lo que respecta a la Geodinámica Externa, el suelo de fundación no estará

sujeto a socavaciones, menos a deslizamientos, así como no se ha encontrado

evidencias de hundimiento ni levantamientos en el terreno. Asimismo en el

área de estudio no presenta en la actualidad riesgo alguno como posibles

aluviones, huaycos, deslizamientos de masas de tierras, o inundaciones, etc.

• El contenido de sales solubles así como los sulfatos presentes en el material

superficial no es perjudicial al concreto, por lo que se recomienda usar

Cemento Tipo I ó IP.

• La gravedad específica determinada del estrato rocoso es del orden de 2.67 y

tiene una porosidad de 1.76% .

• El estrato de apoyo se caracteriza por estar conformado por roca clasificada

como regular según la clasificación Geomecánica, denominada “Diorita”, que

se presenta en forma masiva en forma de bloques medianos a grandes,

estratificada, alterada e intemperizada, fracturada, de resistencia a la




compresión 667 kg/cm2 cuya capacidad portante es del orden de 10.21

kg/cm2.

• En las condiciones que se presenta la roca, esta es resistente a la excavación

manual, por lo tanto se recomienda el uso de explosivos de carga pequeña o

maquinaria. De acuerdo a su estado en el sitio la roca clasifica como roca fija

en bloques de variados tamaños debido al fracturamiento superficial que

presenta.

• Debido a las características de la capa superficial y de la roca en el nivel de

cimentación se recomienda que la estructura de cimentación sea del tipo

zapatas o losa en la profundidad de desplante de 2.00m. En cualquier caso se

deberá alcanzar el substrato rocoso.

• Todo relleno deberá ser compactado al 95% de la Densidad Máxima del

material a utilizar, el cual deberá estar libre de elementos dañinos al concreto y

acero.




REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.- BOLETIN GEOLOGICO: GEOLOGIA DE LOS CUADRANGULO DE

HUANCAVELICA - INGEMMET

2.- REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

NORMA E030 - DISEÑO SISMORRESISTENTE MTC

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

MORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN E-060 ININVI 1989

3.- CONCRETE MANUAL BUREAU OF RECLAMATION

US DEPARTMENT OF THE INTERIOR WAS. 1966

4.- MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA

TERZAGHI- PECK-G.MESRI 1996

5.- INGENIERIA DE CIMENTACIONES

MANUEL DELGADO VARGAS 1999.

6.- ULTIMATE BEARING CAPACITY OF ROCK MASSES BASED ON THE

MODIFIED HOEK BROWN CRITERION

SERRANO A.,OLALLA C. 2000

7.- UNITED STATES ARMY CORPS OF ENGINEERS USACE 2000

8.- ROCLAB SOFTWARE

ROCK SCIENCE 2001




ENSAYOS ESTANDAR




FOTOGRAFIAS

Área de estudio:

CALICATA: Exploración 1.




Obsérvese el afloramiento rocoso




FOTOS DE ENSAYOS

Gravedad Específica Carga puntual

Sulfatos

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