ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

Pasaje Senda Dorada 119, Of.201Pueblo Libre ,Telefax: 461-2337 , Celular: 9881-3223 , e-mail: [email protected]

INFORME TECNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

SOLICITADO: ASESORES TECNICOS ASOCIADOS SAC

PROYECTO : INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON INCOR

LUGAR : HOSPITAL REBAGLIATI JESUS MARIA - LIMA

REALIZADO : JORGE HERNAN OCHOA FERNANDEZ ING. CIVILREG. CIP: 42446

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INGENIERIA DE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL - LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS PROYECTOSJORGE HERNAN OCHOA FERNNDEZCONSULTOR DE INGENIERIA INGENIERO CIVIL CIP 42446

1


CONTENIDO

1.0 GENERALIDADES

1.1. ANTECEDENTES

1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.3. NORMATIVIDAD

1.4. UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL AREA DE ESTUDIO

2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD

2.1. GEOLOGIA

2.2. SISMICIDAD

3.0 TRABAJOS DE CAMPO

3.1. EXPLORACION POR MEDIO DE CALICATAS

3.2. DENSIDADES DE CAMPO

3.3. MUESTREO Y REGISTRO DE EXPLORACION

4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

5.0 TRABAJOS DE GABINETE

5.1. PERFIL ESTRATIGRFICO

5.2. CONFORMACION DEL SUBSUELO

6.0 ANALISIS DE CIMENTACION

6.1. CARACTERISTICAS DE LAS OBRAS A CONSTRUIR

6.2. TIPO DE CIMENTACION

6.3. PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

6.4. CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

6.5. CALCULO DE ASENTAMIENTOS

7.0 AGRESIN DEL SUELO DE CIMENTACIN

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.0 BIBLIOGRAFA

10.0 ANEXOS

10.1 FIGURAS

FIGURA N 1 MAPA DE ZONIFICACION SISMICA DEL PERUFIGURA N 2 MAPA DE DISTRIBUCION DE INTENSIDADES SISMICAS FIGURA N 3 FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA10.2 REGISTROS DE EXPLORACION

10.3 REGISTROS DE ENSAYOS DE LABORATORIO

10.4 FOTOGRAFIAS

10.5 PLANO3


INFORME TECNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION PARA LA CONSTRUCCION DEL INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON INCOR

1.0 GENERALIDADES

1.1 Antecedentes

Por encargo de la Empresa Asesores Tcnicos Asociados SAC, se realiz el informe de mecnica de suelos con fines de cimentacin, donde se proyecta construir una Edificacin de 3 a 4 pisos, en un rea de terreno de 6000 m2, donde se construir el Instituto Nacional del Corazn INCOR, cuyo terreno queda ubicado dentro de las instalaciones del Hospital Eduardo Rebagliati, en Jess Maria, Lima.

1.2 Objetivo del Estudio

El presente informe tiene por objeto efectuar el estudio de las condiciones geotcnicas del suelo de fundacin para la cimentacin del Edificio el Instituto Nacional del Corazn INCOR, Dichos parmetros a evaluar son: profundidad de cimentacin, tipo de cimentacin y capacidad portante admisible del terreno adoptado como suelo de cimentacin.El programa de trabajo realizado con este propsito ha consistido en :

Reconocimiento del terreno .

Recopilacin de informacin.

Levantamiento topogrfico

Ubicacin y ejecucin de calicatas.

Registro y Muestreo de calicatas

Toma de muestras alteradas.

Ejecucin de ensayos de laboratorio.

Elaboracin de registros estratigrficos .

Anlisis de la cimentacin.

Conclusiones y recomendaciones.

1.3 Normatividad

El presente Estudio de Suelos con Fines de Cimentacin esta en concordancia con la

Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones.


1.4 Ubicacin y Descripcin del Terreno

El rea del terreno en estudio se encuentra ubicado en la parte posterior de las instalaciones del Hospital Rebagliati, dentro del rea de viveros, entre las avenidas Salaverry y Coronel Zegarra, perteneciente al distrito de Jess Maria provincia y departamento de Lima. Ver Plano EG-01 en anexo.

El rea del terreno destinado para el proyecto es de 6000 m2. Actualmente tiene un uso como terrenos de cultivo, existiendo una malla de rboles espaciados 3m a 4m entre ellos.

1.5 Levantamiento Topogrfico

Para el presente trabajo se asumi como BM absoluto la cota de tapa del buzn existente de desague que pasa frente al terreno en la Calle Coronel Zegarra cuya cota relativa asumida es de 50.00 m.

Para el presente trabajo se ha establecido una poligonal abierta, emplendose 4 estaciones topogrficas, levantandose todo detalle existente, como postes de alumbrado publico, buzones de desague, telefona y de luz, rboles, veredas, bermas, reas verdes, y construcciones aledaas existentes. El levantamiento topogrfico ha sido referido a coordenadas UTM, en el sistema WGS 84.

El terreno presenta una topografa de relieve moderado, de suave pendiente descendente en el sentido Norte a Sur.

2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD

2.1 Geologa

El rea del terreno en estudio se encuentra en la ciudad de Lima, en el distrito de Jess Mara, provincia y departamento de Lima. De acuerdo al Mapa Geolgico del Cuadrngulo de Lima (hoja 25-I, Boletn N43 del INGEMET), el proyecto motivo de estudio, se halla ubicado en el antiguo cono deyectivo del ro Rmac, el cual est constituido principalmente por gravas, cantos y boleos de forma subredondeadas de matriz arenosa, provenientes de las partes altas de Lima. Los estratos de este cono abanico aluvial pertenecientes al cuaternario Pleistocnico (Qp-al), sobrepasan los 200 metros de profundidad, segn el doctor Nstor Teves. La edad del cono deyectivo, no est an precisada, pero sin embargo, se atribuye su ms lejana procedencia al periodo pleistocnico. En superficie afloran suelos de granulometra fina como arenas, arcillas, etc.

2.2 Sismicidad4


De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva Norma Sismo Resistente ( NTE E-030), se concluye que el rea en estudio se encuentra dentro de la zona de Alta Sismicidad ( Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades tan considerables como VIII a IX en la escala Mercalli Modificada. ( Ver Fig 1 y 2). De acuerdo con la nueva Norma Tcnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentacin, se recomienda adoptar en los Diseos Sismo-Resistentes, los siguientes parmetros :Factor de zona : Z = 0.40

Factor de amplificacin del suelo : S = 1.00

Periodo que define la Plataforma del espectro : Tp = 0.40

3.0 TRABAJOS DE CAMPO

Con la finalidad de definir el perfil estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 12 calicatas de exploracin, mediante excavacin final a cielo abierto, hasta una profundidad mxima de 5.00m. Ver Cuadro N1.

3.1 Excavacin por medio de calicatas

Estas calicatas denominadas C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C3A fueron convenientemente ubicados en la zona a edificarse, tal como se muestra en el plano EG-01. Los respectivos registros de la estratigrafa se presentan en el ANEXO 10.2.Cabe indicar que inicialmente se realizo un trabajo de exploracin en base a 9 calicatas, si embargo al encontrarse en el sector de las calicatas C5 material de relleno limpio hasta una profundidad de 4.50m, se tuvo que realizar dos calicatas mas, las calicatas C10 y C11, para confirmar la extensin de este relleno.Por otro lado inicialmente, se empez la excavacin en la calicata C3A, encontrndose una losa de concreto a una profundidad de 1.50m, teniendo que trasladarse a la nueva ubicacin que corresponde a la calicata C3.

CUADRO N 15


CalicataProfundidad

a cielo abierto(m)Cota

(m)Densidad deCampoNivelFreatico

N.F. (m)

C-15.0048.37-

C-25.0048.54-

C-35.0048.70-

C-43.0049.20D2, Prof=3.00-

C-54.5049.96-

C-63.0048.74-

C-72.5048.98D5, Prof=2.50-

C-82.5049.44D4, Prof=2.50-

C-92.5049.89D3, Prof=2.50-

C-102.5048.95-

C-112.5049.96D1, Prof=2.50-

C-3A1.5048.70-

3.2 Densidades de CampoSe realizaron cinco densidades de campo sobre el material de las gravas arenosas por el mtodo del baln, segn como se detalla a continuacin. Este mtodo consiste en realizar un agujero circular de 20cm de dimetro, por una profundidad promedio de 20 a 30cm de profundidad, luego se pesa todo el suelo que se extrae de la excavacin del hoyo . Se calcula el volumen del hoyo excavado colocando una membrana plstica impermeable cubriendo toda la superficie interior y introduciendo agua al ras de la superficie, midiendo previamente el volumen de agua introducido en el hoyo, con lo cual calculamos el valor de la densidad al conocer el peso del suelo extraido y el volumen del agua que viene a ser el volumen del suelo. A continuacin se muestra el cuadro N2 donde se muestran los datos de campo.CUADRO N2: DENSIDADES DE CAMPO

ItemCalicataProf. (m)Peso del suelo (kg)Peso delAgua( kg)Densidad gr/cm3

D1C112.50615527502.24

D2C43.001058044802.36

D3C92.501006041452.43

D4C82.50759037652.00

D5C72.50907541802.17

3.3 Muestreo y Registros de exploracin

Se realiz el registro y exploracin de campo de forma manual y visual del perfil del


suelo en cada calicata, en los que se indican las diferentes caractersticas geotcnicas del suelo, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, compacidad, consistencia etc, tal como se pueden observar en los registros estratigrficos y fotos que se adjuntan en el anexo.

4.0 ENSAYOS DE LABORATORIODe las calicatas C1, C2, C-3, C-4, C-6, C-7, C-8 y C9 se extrajeron muestras alteradas

representativas del suelo que debidamente identificadas se remitieron al laboratorio para los ensayos correspondientes para la identificacin y clasificacin de suelos.Las muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Geotecnia del CISMID de la Universidad Nacional de Ingeniera. Tambin se realizaron los ensayos de anlisis qumicos de cloruros y sulfatos en una muestra alterada de la calicata C-8.A continuacin se muestra en el cuadro N3 siguiente los resultados de los ensayos de

laboratorio:

CUADRO N3: RESULTADOS DE LABORATORIO

CALICATAPROFMUESTRAW%L.LL.PI.PSUCSDESCRIPCION

C-1M-21.40 5.004.415NPNPGP-GMGRAVA MAL GRADADA CONLIMO Y ARENA

C-2M -21.10 5.001.1NPNPNPGPGRAVA MAL GRADADASCON ARENAS

C-3M-20.70 5.000.90NPNPNPGWGRAVA BIEN GRADADA CONARENA

C-4M-20.80 3.002.2NPNPNPGPGRAVA MAL GRADADASCON ARENAS

C-5

C-6M-21.50 3.002.0NPNPNPGWGRAVA BIEN GRADADA CONARENA


C-8M-21.10 1.903.926NPNPSMARENA LIMOSA

C-8M-31.90 2.502.020NPNPGMGRAVA ARENOSA CON LIMO


Donde:

W% : contenido de humedadL.L.% : Limite liquido L.P. % : Limite plstico I.P. % : Indice plstico

5.0 TRABAJOS DE GABINETE

5.1 Perfil Estratigrfico

En base a la informacin obtenida de los trabajos de campo se elabor el plano de ubicacin


de calicatas, indicndose los registros estratigrficos de cada calicata, Ver Plano EG-01.

5.2 Conformacin del Subsuelo: Sector de la calicata C-1:0.00 0.05

Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa de color marrn, hmedo, con presencia de raicillas, de consistencia firme.0.05 0.40

Material conformado por una arenas de grano fino ( SP) , no plstico, hmedo, con presencia de gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 en un 10% con tamao mximo 5, de compacidad firme.0.40 1.40

Material conformado por una arenas de grano fino color marrn (SP), no plstico, hmedo, con presencia de races delgadas, de estado de compacidad firme.1.40 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con limos y arenas ( GP-GM), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 10 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.

Sector de la calicata C-2:

0.00 0.40

Material de relleno limpio conformado por una arena de grano fino de color marrn claro, no plstico, seco, con presencia de races delgadas y gruesas, conteniendo gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio en un 12% de tamao mximo 4, de estado de compacidad firme.0.40 1.10

Material de arcilla arenosa de color marrn claro, de baja plasticidad, seco, con presencia de raices gruesas y delgadas, de estado de compacidad muy firme. (CL)1.10 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20% con tamao mximo de 10 a 12 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.20


Material de relleno limpio conformado por una arcilla arenosa con gravas de color marrn claro, seco, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de ladrillos aislados.0.20 0.70

Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, poco hmedo, de estado de consistencia firme. (CL)0.70 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GW), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de tamao mximo 18; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.20

Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas en un 5% de color gris claro, seco, de estado de compacidad firme. ( SP)0.20 0.80

Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, seco, de estado de consistencia muy firme, con presencia de races delgadas gruesas y delgadas. (CL)0.80 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 10, con boleos aislados de tamao mximo 15; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.30

Terreno de cultivo conformado por arena arcillosa

0.30 4.50

Material de relleno limpio ligeramente contaminado, conformado por material de gravas, cantos con arenas, de compacidad firme, poco hmedo, conteniendo restos aislados de


bloque ladrillos, concreto, fierros, etc.


0.00 0.70

Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas aisladas, de color marrn claro, no plstico, seco, de estado de compacidad firme.0.70 1.50

Material de arenas de grano fino ( SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas aisladas de forma subredondeadas de tamao promedio 3 , de compacidad firme.1.50 3.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas ( GW), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de TM 14 a 16; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.

Sector de las calicatas C-7:

0.00 1.40

Material de relleno ligeramente contaminado conformado por arcillas arenosas, de color marrn claro, poco hmedo, con presencia de gravas en un 10% de tamao promedio a3, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de bloques de concreto, ladrillos, cermicos, etc.1.40 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris claro, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20%; de compacidad muy firme.Sector de la calicata C-8:

0.00 0.60


Material de arenas de grano fino (SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas en un 15% de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 , de compacidad muy firme a denso.1.10 1.90

Material de arenas limosas de color beige claro (SM), no plstico, poco hmedo, de compacidad firme.1.90 2.50

Material de gravas limosas (GM), no plstico, de color beige claro, poco hmedo,


conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 3 a 5 en un 15% de compacidad relativa que varia de firme a muy firme.


0.00 1.60

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, de estado de consistencia muy firme.1.60 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris a anaranjado por la presencia de xidos, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de compacidad muy firme.


0.0 0.20

Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa con presencia de races delgadas y gruesas.0.20 1.70

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.1.70 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de compacidad muy firme.

Sector de las calicatas C-11

0.00 0.80

Material de relleno limpio ligeramente contaminado, conformado por material de gravas, cantos con arenas, de compacidad muy firme, poco hmedo, conteniendo restos de fragmentos de ladrillos, vidrios , etc.0.80 1.30

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de baja de color marrn claro, hmedo, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.1.30 2.50


Material de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GW), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20%; de compacidad muy firme.

6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

6.1 Caractersticas de las Obras a Construir

De acuerdo con la informacin presentada por los proyectistas, la estructuracin de la edificacin de 4 a 6 pisos est constituida por un sistema estructural del tipo aporticado es decir con columnas y vigas de concreto armado, combinndose con placas de concreto armado, con losas aligeradas de concreto armado en los entrepisos.

6.2 Tipo de Cimentacin

Dada las caractersticas estructurales de la edificacin a construir as como la naturaleza del terreno a cimentar y las magnitudes posibles de las cargas transmitidas, se recomienda utilizar una cimentacin superficial tal como, zapatas aisladas y/o zapatas corridas conectadas no de acuerdo al calculo estructural.

6.3 Profundidad de Cimentacin

Basado en los trabajos de campo, resultados de laboratorio, registros estratigrficos y caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar sobre el cimentacin sobre el material heterogneo conformado por cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP GW GP-GM ), de estado de compacidad firme a muy firme, a la profundidad mnima de1.60m con respecto a la menor cota de la superficie actual, apoyndose siempre sobre el suelo natural de gravas arenosas.En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m, por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de cimentacin recomendado.Se recomienda la presencia de un especialista en suelos durante la etapa de construccin a fin de supervisar esta etapa de los trabajos de excavacin para la cimentacin.

6.4 Calculo de la Capacidad Portante admisible

Se ha determinado la capacidad portante admisible del terreno en base a las caractersticas del subsuelo y se han propuesto dimensiones recomendables para la cimentacin.La capacidad de carga se ha determinado en base a la frmula de Terzaghi y Peck (1967), con los parmetros de Vesic (1971).


Debido a este tipo de suelo granular de granulometra gruesa, conformado por gravas, cantos, arenas y limos, no fue posible realizar ensayos especiales de laboratorio, debido a la imposibilidad de extraer muestras inalteradas, lo que se hizo fue evaluar la compacidad de la matriz del suelo con una picota de gelogo y del conjunto en su totalidad, encontrndose que el suelo donde ir desplantada la cimentacin se encuentra en un estado de compacidad relativa firme a muy firme .En base a esta referencia y considerando que la cimentacin de la estructura se apoyar sobre la grava arenosa y por ser un suelo del tipo friccionarte, se puede considerar los siguientes parmetros:Cohesin : C = 0.00 kg/cm2

Angulo de friccin : = 33 Segn Terzaghi y Peck :qul = Sc*C*Nc + 1/2*S*1*B*N + Sq*2*Df*Nq ..... (1)qad = qul/F.S. Donde :

qul : = capacidad ltima de carga en kg/cm2. qad : = capacidad portante admisible en kg/cm2. F.S. : = factor de seguridad = 3 : = peso especfico total.

B : = ancho de la zapata o cimiento corrido en mt

Df. : = profundidad de la cimentacin. Nc,N,Nq: = parmetros que son funcin de Sc,S,Sq: = factores de forma.C : = cohesin en (kg/cm2)

Los factores de capacidad de carga se obtendrn a partir de la Figura N 3.

A) Zapata corrida: C = 0.00 (kg/cm2) = 33FS = 3

Df = 1.60 m Nc = 38.64 Sc = 1.0

B = 0.70 m N = 35.19 S = 1.0 1 = 2.0 gr/cm3 Nq = 26.09 Sq = 1.0 2 = 2.24 gr/cm3De (1) se tiene :

qul = 11.11 kg/cm2 qad = 3.70 kg/cm2


B) Zapata cuadrada:

C = 0.00 (kg/cm2)

= 33 FS = 3Df = 1.60 m Nc = 38.64 Sc = 1. 68

B = 1.20 m N = 35.19 S = 0.60 1 = 2.00 gr/cm3 Nq = 26.09 Sq = 1.65 2 = 2.24 gr/cm3De (1) se tiene :

qul = 16.61 kg/cm2

qad = 5.54 kg/cm2 ( trabajar con 4.0 kg/cm2 )

6.5 CLCULO DE ASENTAMIENTOS

6.5.1. Asentamientos Inmediatos

El asentamiento inmediato instantneo de la cimentacin se calcular en base a la teora de la elasticidad (Lambe y Whitman, 1964).El asentamiento elstico inicial ser:

15

donde:

S = qs B(1-u)If

Es

S = asentamiento inmediato (cm)

qs = esfuerzo neto transmisible (kg/cm2) B = ancho de cimentacin (cm)Es = mdulo de Elasticidad (kg/cm2)

u = relacin de Poisson

If = factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentacin.

Las propiedades elsticas del suelo de cimentacin fueron asumidas a partir de tablas publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde ir desplantada la cimentacin. De acuerdo al material encontrado en la zona de estudio, conformado por gravas con arenas, los valores recomendables son :Es = 1300.00 kg/cm2

If = 1.12 (flexible)


u = 0.30

qs = 4.0 kg/cm2

B = 120cm

Se obtiene:

Cimentacin flexible : Si = 0.38cm

6.5.2 Asentamientos Tolerable

El valor del asentamiento inmediato calculado debe comprobarse si es inferior a los valores limites tolerables. Segn la Norma Tcnica de Suelos y Cimentaciones E-050, establece que el asentamiento diferencial no debe ser mayor que el calculado para una distorsin () angular prefijada, de acuerdo al tipo de estructura, as como la naturaleza del terreno.Luego para el tipo de estructura proyectado, se espera una distorsin angular de:

= / L = 1/500 ( Para estructuras que no admiten grietas ) Donde: = Asentamiento Tolerable en cm (75%) L = Distancia entre dos columnas = Distorsin angular

Luego: L= 500cm, entonces :El asentamiento Tolerable es: = 500/500 = 1.00 cm ( 75%) Luego el asentamiento permisible ser : 1.33 cm ( 100%) Luego se tiene que: 0.38cm < 1.33 cm OKEl asentamiento instantneo a producirse es tolerable.

7.0 AGRESION AL SUELO DE CIMENTACION

El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a la cimentacin. Este efecto est en funcin de la presencia de elementos qumicos que actan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causndole efectos nocivos y hasta destructivos sobre las estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin embargo, la accin qumica del suelo sobre el concreto slo ocurre a travs del agua subterrnea que reacciona con el concreto; de ese modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel fretico, zona de ascensin capilar presencia de agua infiltrado por otra razn (rotura de tuberas, lluvias extraordinarias, inundaciones, etc.).Los principales elementos qumicos a evaluar son los sulfatos y cloruros por su accin qumica sobre el concreto y acero del cimiento respectivamente.

CUADRO N 04 ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION

Presencia en el Suelo de :p.p.mGrado de AlteracinOBSERVACIONES

* SULFATOS0 1000Leve


1000 2000ModeradoOcasiona un ataque qumico al concreto de la cimentacin

2000 - 20,000Severo

>20,000Muy severo

** CLORUROS> 6,000PERJUDICIALOcasiona problemas de corrosin de armaduras o elementos Metlicos

** SALES SOLUBLES> 15,000PERJUDICIALOcasiona problemas de prdida de resistencia mecnica por problemade lixiviacin

* Comit 318-83 ACI** Experiencia Existente

De los resultados de anlisis qumicos, obtenidos a partir de una muestra representativa del suelo, de la calicata C-8 a una profundidad de 1.90m a 2.50,se tiene:CUADRO NO 04.

CalicataMuestraProf. (m)Sulfatos(ppm)Cloruros(ppm)

C-1-1.90 2.50332.16182.00

En base a estos resultados se concluye lo siguiente:

Una concentracin de cloruros en el suelo superficial de 182 ppm, menor que 6000 ppm, indica que no ocasionar un ataque por corrosin al acero de la cimentacin.Una concentracin de sulfatos de 332.16 ppm menor que 1000 ppm en el suelo superficial, ocasionar al concreto de la cimentacin un ataque leve, por lo que se recomienda usar el cemento Tipo I de uso general

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1.- El rea del terreno en estudio se encuentra ubicado en la parte posterior de las instalaciones del Hospital Rebagliati, dentro del rea de viveros, entre las avenidas Salaverry y Coronel Zegarra, perteneciente al distrito de Jess Maria provincia y departamento de Lima. Ver Plano EG-01 en anexo.

El rea del terreno destinado para el proyecto es de 6000 m2. Actualmente tiene un uso como terrenos de cultivo, existiendo una malla de rboles espaciados 3m a 4m entre ellos.

2.- Con la finalidad de definir el perfil estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 12 calicatas de exploracin, mediante excavacin final a cielo abierto, hasta una profundidad mxima de 5.00m,Cabe indicar que inicialmente se realizo un trabajo de exploracin en base a 9 calicatas, si embargo al encontrarse en el sector de las calicatas C5 material de relleno limpio hasta una profundidad de 4.50m, se tuvo que realizar dos calicatas mas, las calicatas C10 y C11, para confirmar la extensin de este relleno.17


Por otro lado inicialmente, se empez la excavacin en la calicata C3A, encontrndose una losa de concreto a una profundidad de 1.50m, teniendo que trasladarse a la nueva ubicacin que corresponde a la calicata C3.3.- La conformacin del subsuelo en este sector es la siguiente:


0.00 0.05

Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa de color marrn, hmedo, con presencia de raicillas, de consistencia firme.0.05 0.40

Material conformado por una arenas de grano fino ( SP) , no plstico, hmedo, con presencia de gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 en un 10% con tamao mximo 5, de compacidad firme.0.40 1.40

Material conformado por una arenas de grano fino color marrn (SP), no plstico, hmedo, con presencia de races delgadas, de estado de compacidad firme.1.40 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con limos y arenas ( GP-GM), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 10 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.40

Material de relleno limpio conformado por una arena de grano fino de color marrn claro, no plstico, seco, con presencia de races delgadas y gruesas, conteniendo gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio en un 12% de tamao mximo 4, de estado de compacidad firme.0.40 1.10

Material de arcilla arenosa de color marrn claro, de baja plasticidad, seco, con presencia de raices gruesas y delgadas, de estado de compacidad muy firme. (CL)1.10 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20% con tamao mximo de 10 a 12 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.



0.00 0.20

Material de relleno limpio conformado por una arcilla arenosa con gravas de color marrn claro, seco, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de ladrillos aislados.0.20 0.70

Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, poco hmedo, de estado de consistencia firme. (CL)0.70 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GW), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de tamao mximo 18; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.30

Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas en un 5% de color gris claro, seco, de estado de compacidad firme. ( SP)0.30 0.80

Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, seco, de estado de consistencia muy firme, con presencia de races delgadas gruesas y delgadas. (CL)0.80 5.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 10, con boleos aislados de tamao mximo 15; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.30

Terreno de cultivo conformado por arena arcillosa18


0.30 4.50

Material de relleno limpio ligeramente contaminado, conformado por material de gravas, cantos con arenas, de compacidad firme, poco hmedo, conteniendo restos aislados de bloque ladrillos, concreto, fierros, etc.Sector de la calicata C-6:

0.00 0.70


Material de arenas de grano fino ( SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas aisladas de forma subredondeadas de tamao promedio 3 , de compacidad firme.1.50 3.00

Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas ( GW), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de TM 14 a 16; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 1.40

Material de relleno ligeramente contaminado conformado por arcillas arenosas, de color marrn claro, poco hmedo, con presencia de gravas en un 10% de tamao promedio a3, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de bloques de concreto, ladrillos, cermicos, etc.1.40 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris claro, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20%; de compacidad muy firme.


0.00 0.60


Material de arenas de grano fino (SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas en un 15% de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 , de compacidad muy firme a denso.19


1.10 1.90

Material de arenas limosas de color beige claro (SM), no plstico, poco hmedo, de compacidad firme.1.90 2.50

Material de gravas limosas (GM), no plstico, de color beige claro, poco hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 3 a 5 en un 15% de compacidad relativa que varia de firme a muy firme.


0.00 1.60

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, de estado de consistencia muy firme.

1.60 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris a anaranjado por la presencia de xidos, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de compacidad muy firme.


1.0 0.20

Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa con presencia de races delgadas y gruesas.0.20 1.70

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.1.70 2.50

Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GP), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de compacidad muy firme.

Sector de las calicatas C-11

0.00 0.80

Material de relleno limpio ligeramente contaminado, conformado por material de gravas,20


cantos con arenas, de compacidad muy firme, poco hmedo, conteniendo restos de fragmentos de ladrillos, vidrios , etc.0.80 1.30

Material conformado por arcillas arenosas (CL), de baja de color marrn claro, hmedo, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.1.30 2.50

Material de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas (GW), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 6 en un 20%; de compacidad muy firme.

4.- Dada las caractersticas estructurales de la edificacin a construir as como la naturaleza del terreno a cimentar y las magnitudes posibles de las cargas transmitidas, se recomienda utilizar una cimentacin superficial tal como zapatas aisladas y zapatas corridas, conectadas no de acuerdo al calculo estructural.

5.- Basado en los trabajos de campo, resultados de laboratorio, registros estratigrficos y caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar sobre el cimentacin sobre el material heterogneo conformado por cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP GW GP-GM ), de estado de compacidad firme a muy firme, a la profundidad mnima de1.60m con respecto a la menor cota de la superficie actual, apoyndose siempre sobre el suelo natural de gravas arenosas, para una capacidad portante admisible de 3.70 kg/cm2 para cimientos corridos y 4.00 kg/cm2 para zapatas aisladas.En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m, por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de cimentacin recomendado.Se recomienda la presencia de un especialista en suelos durante la etapa de construccin a fin de supervisar esta etapa de los trabajos de excavacin para la cimentacin.

6.- Debido a que las deformaciones analizadas con la capacidad portante determinado por corte, indican un nivel adecuado de asentamientos, entonces no es necesario hacer una verificacin de la capacidad portante por deformacin.

7.- De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva Norma

Sismo Resistente ( NTE E-030), se concluye que el rea en estudio se encuentra dentro de21


la zona de Alta Sismicidad ( Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades tan considerables como VIII a IX en la escala Mercalli Modificada. ( Ver Fig 1 y2). De acuerdo con la nueva Norma Tcnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentacin conformado por gravas arenosas, se recomienda adoptar en los Diseos Sismo- Resistentes, los siguientes parmetros :Factor de zona : Z = 0.40

Factor de amplificacin del suelo : S = 1.00

Periodo que define la Plataforma del espectro : Tp = 0.40

8.- Tomar en cuenta durante los trabajos de la cimentacin las interferencias que existen en el terreno, como son lneas de agua potable, de telfono, de electrificacin, postes de alumbrado publico, etc

9.- De acuerdo a los resultados de los anlisis qumicos del suelo, se verific que el suelo que forma parte del contorno donde ir desplantada la cimentacin no contiene concentraciones moderadas de sulfatos y cloruros, que podran atacar al concreto y la armadura de la cimentacin. Por lo Tanto el cemento a usar para la cimentacin ser el Tipo I, de uso general.

10.- Para el rea de estacionamiento donde se requieren veredas, y pavimento, se recomienda hacer un reemplazo del material superficial en un espesor de 25cm, por un material de afirmado, semejante al que se utiliza en las bases para pavimentos. Una vez retirado todo este material superficial y antes de colocar la capa de afirmado se deber escarificar y compactar en un espesor de 20cm la capa de subrasante al 100% de la mxima densidad seca del Proctor Standar.Este material seleccionado que remplazara a la capa superficial deber compactarse hasta alcanzar una compactacin del 98% de la mxima densidad seca del Proctor Modificado. Se recomienda considerar en el presupuesto los controles de compactacin de campo.

NOTA:

Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe tcnico son solo aplicables para el rea estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros sectores u otros fines.Lima Julio del 200722


9.0 REFERENCIAS

Norma E-050, Suelos y Cimentaciones.

Norma E-030, Diseo Sismoresistente

Braja M. Das/ Principios de Ingeniera de Cimentaciones. 4 Ediccin 1999

Rico Castillo / La Ingeniera de Suelos, Vol 1 y 2. 1 edicion 1998

Peck/Hanson/ Thornburn: Ingeniera de Cimentaciones

Roy Whitlow / Fundamentos de Mecnica de Suelos. 1 edicin 2000

Manuel Delgado Vargas / Ingeniera de Cimentaciones/ 2da edicin 1999

Juarez Badillo - Rico Rodriguez : Mecnica de Suelos, Tomos I,II.

Karl Terzaghi / Ralph B. Peck : Mecnica de suelos en la ingeniera Prctica. SegundaEdicin 1973

Ing. Carlos Crespo : Mecnica de suelos y Cimentaciones

T. William Lambe / Robert V. Whitman. Primera Edicin 1972.

Reglamento Nacional de Construcciones - CAPECO. Quinta . Edicin 2003.

RNC Normas de Diseo Sismo Resistente .

Alva Hurtado J.E., Meneses J. y Guzmn V. (1984), "Distribucin de Mximas Intensidades Ssmicas Observadas en el Per", V Congreso Nacional de Ingeniera Civil, Tacna, Per.24


Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - ACI American Concrete Institute.Segunda Edicin 1998.

Geotecnia para Ingenieros, Principios Bsicos. Alberto J. Martinez Vargas / CONCYTEC1990.ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INGENIERIA DE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL - LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS PROYECTOS

JORGE HERNAN OCHOA FERNNDEZ CONSULTOR DE INGENIERIA INGENIERO CIVIL

CIP 42446


RESUMEN DE LAS CARACTERSTICAS DE LA CIMENTACIN

CONSTRUCCION DEL EDIFICIO INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON INCOR

HOSPITAL REBAGLIATI JESUS MARIA LIMA

1.- Suelo de Fundacin: Cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP GW GP-GM )

2.- Profundidad de Cimentacin:

Df =1.60m como mnimo con respecto a la menor cota del terreno natural..

En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m, por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de cimentacin recomendado.

3.- Tipo de cimentacin : Zapatas aisladas y corridas, conectadas no de acuerdo al calculo estructural.

4.- Capacidad Portante Admisible:

Qad= 3.70 kg/cm2 para zapatas corridas Qad= 4.00 kg/cm2 para zapatas aisladas

5.- Asentamientos:Asentamiento instantneo : 0.38 cm Asentamiento Tolerable: 1.00 cm Asentamiento Permisible: 1.33 cm

6.- No existe agresividad del suelo a la cimentacin.

7.- El cemento a usar ser tipo I

Lima Julio del 2007

25ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INGENIERIA DE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL - LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS PROYECTOS

JORGE HERNAN OCHOA FERNNDEZ CONSULTOR DE INGENIERIA INGENIERO CIVIL

CIP 42446


26

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