PROYECTO DE MEJORAMIENTO SANITARIO DE LAS ÁREAS …€¦ · Mejoramiento Sanitario de las Áreas - 1 - Investigaciones Geotécnicas Marginales de Lima Obras Complementarias a Lotes

- 1 -

Investigaciones Geotécnicas

Mejoramiento Sanitario de las Áreas Marginales de Lima Obras Complementarias a Lotes 1, 2 y 3

MEJORAMIENTO SANITARIO DE LAS ÁREAS MARGINALES DE LIMA INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS

OBRAS COMPLEMENTARIAS A LOTES 1, 2 Y 3

ZONA DE ABASTECIMIENTO COLLIQUE

Capítulo 1 Generalidades

1.1 INTRODUCCIÓN El presente estudio forma parte del Proyecto de Mejoramiento Sanitario de las Áreas Marginales de Lima, proyecto que viene siendo desarrollado por el Consorcio Nippon Koei Co. Ltd. – CESEL – OIST. El proyecto consiste en la elaboración del Expediente Técnico de ejecución de las Obras Complementarias de Agua Potable y Alcantarillado en áreas marginales de Lima, el cual abarca la interconexión de los reservorios de compensación del Ramal Norte con los reservorios existentes en los distritos de San Juan de Lurigancho, Comas, Independencia, Carabayllo, Puente Piedra, Los Olivos, San Martín de Porres y El Callao. Las investigaciones geotécnicas, realizadas en el presente estudio, tuvieron lugar en la Zona de Abastecimiento Collique. En esta segunda zona investigada se ejecutaron 170 calicatas distribuidas de la siguiente manera, de la calicata CQE – 01 al CQE – 170 de 3.00 mt. a 2.50 mt. de profundidad promedio. Incluyendo las calicatas para rebose. Se realizaron 59 ensayos físicos (granulometría, límites de consistencia, humedad, etc.) y 54 ensayos químicos (Contenido de Sales Solubles Totales, Contenido de Cloruros, Contenido de Sulfatos y pH). El presente estudio contiene los resultados de los ensayos realizados a las muestras de suelos extraídas de las calicatas ejecutadas, con los cuales se obtuvieron los parámetros y características de los suelos en la zona estudiada. Este primer capítulo contiene una breve descripción del proyecto y sus alcances, los objetivos del estudio y la ubicación del área en estudio.

- 2 -



El segundo capítulo, establece las características geomorfológicas y geológicas del área en estudio, los fenómenos de geodinámica externa, así como la clasificación de materiales para movimiento de tierras. En el tercer capítulo del presente estudio se hace una descripción detallada de los trabajos de campo, en la cual se identifican las dificultades y facilidades que se presentaron durante el desarrollo de los mismos. Se detallan además los trabajos de laboratorio realizados a las muestras de suelo extraídas, los resultados obtenidos y su posterior procesamiento en gabinete. Dentro del cuarto capítulo, Análisis Geotécnicos, se presenta además de una descripción de los perfiles estratigráficos elaborado, los cálculos de la presión admisible en los diferentes tipos de suelo contenidos dentro de la zona estudiada. En general, este capítulo contiene los parámetros geotécnicos de la zona en estudio desde el nivel de agua subterránea en caso se encontrara hasta los aspectos sísmicos de la zona. En el quinto capítulo del estudio se presentan las conclusiones y recomendaciones del proyecto para la zona en estudio. 1.2 OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.2.1 Objetivo General Conocer las características geotécnicas y geológicas de los materiales del área en estudio mediante la determinación de sus propiedades y parámetros geomecánicos los que servirán para diseñar la cimentación de la red de tuberías dentro de la zona en estudio.

1.2.2 Objetivos Específicos - Ejecutar los trabajos de excavación de calicatas dentro de las rutas del tendido de

redes en la zona de estudio. - Realizar el perfilaje de las calicatas ejecutadas. - Determinar las propiedades físicas y químicas de las muestras de suelo extraídas

mediante ensayos de laboratorio. - Determinar las cargas admisibles de los materiales (suelo o roca) encontradas

durante los trabajos de excavación de calicatas en la zona de estudio.

- 3 -



1.3 UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO El área en estudio se encuentra ubicada en el distrito de Comas, provincia de Lima.

Ubicación de la Zona en Estudio

Zona de abastecimiento Collique Distrito Comas Provincia Lima

Departamento Lima

- 4 -



Capítulo 2 Aspectos Geomorfológicos y Geológicos

del Área Estudiada

Como parte de las investigaciones, se mencionan aspectos de geología superficial del área donde se ubican las redes de agua que comprende esta parte del proyecto, los registros estratigráficos obtenidos con las excavaciones de calicatas, han permitido tener un mejor conocimiento de las condiciones naturales del terreno; y, en consecuencia, hacer la mejor clasificación de materiales para el movimiento de tierras (excavaciones de las zanjas). 2.1 GEOLOGÍA DE LA ZONA

2.1.1 Geomorfología

El relieve del área donde se proyectan las obras de mejoramiento sanitario y su entorno, corresponde a la zona de interés son:

- Planicie costanera y cono deyectivo - Quebradas - Estribaciones de la Cordillera Occidental. Planicie Costanera y Cono Deyectivo

La planicie costanera es la unidad comprendida entre el borde litoral y las estribaciones occidentales de la Cordillera Andina. Es una faja angosta y sub-horizontal de terreno paralela a la línea de costa, constituida por limos, arenas y gravas. El cono deyectivo del río Chillón, antigua depresión que está rellenada por gravas, arenas y finos con grosor de decenas de metros y presenta superficie bastante llana

- 5 -



Valles y Quebradas

Comprende los valles del Rimac y Chillón; así como las quebradas afluentes, las cuales permanecen secas la mayor parte del año, discurriendo agua solo en épocas de fuertes precipitaciones.

Estribaciones de la Cordillera Occidental

Esta unidad corresponde a las laderas y crestas marginales de la Cordillera Andina Occidental. Presenta una topografía abrupta formada por plutones y stocks del Batolito de la Costa, formando valles con flancos de considerable inclinación, en donde las crestas más elevadas se estiman entre los 1000 msnm. Reflejando la fuerte erosión de los ríos y en las quebradas durante el Pleistoceno-reciente. Las estribaciones de la cordillera occidental terminan hacia el Oeste en la unidad de lomas, con pendientes menos abruptas.

2.1.2 Litología

Roca de Basamento

- En las lomadas y cerros bajos (Ver Mapa Litológico - Anexo 4), se emplazan rocas de intrusivas, volcánicas y sedimentarias del Jurasico superior y por depósitos Cuaternarios..

Materiales de Cobertura El material de cobertura, presentada en la planicie pertenece a un depósitos recientes constituido por una variedad de mezclas de gravas y bloques de forma subredondeada a redondeada envuelta en una matriz que varía de arena mal gradada a una arena limosa.

2.2 FENÓMENOS DE GEODINÁMICA EXTERNA

Como se ha expresado, el área materia de estudio presenta un fuerte modelado superficial, tanto en las lomadas y cerros bajos, cuanto en la importante planicie aluvial. Todo como consecuencia de importantes eventos climáticos que se han dado en el pasado geológico, lluvias primordialmente; y que en la actualidad no son significativas.

Los 17 reservorios integrantes de la “Zona de Abastecimiento Collique”, se ubican en lomadas, en sus partes terminales, encima de la planicie aluvial, donde hay un fracturamiento menor de la roca de basamento, con un estado de meteorización moderada , condición que deberá ser verificada previo a la construcción de los reservorios.

- 6 -



Esta gran planicie aluvial, por estar ocupada en su totalidad por edificaciones propias de una ciudad y por la infraestructura de servicios (pistas y veredas), no hay ninguna manifestación de inestabilidad superficial del terreno; en consecuencia, se prevé que las tuberías de conducción que forman parte del proyecto y que irán enterradas a una profundidad promedio de 1.50 a 2.00 m., no serán afectadas por evento alguno como consecuencia de un fenómeno de geodinámica externa.

- 7 -



Capítulo 3 Trabajos Realizados

3.1 INVESTIGACIONES DE CAMPO En el presente estudio se realizaron las siguientes actividades durante los trabajos de campo:

3.1.1 Ubicación de Calicatas Se realizó como primera actividad, el reconocimiento del área y la ubicación de las calicatas a ser excavadas dentro de la zona de estudio. Se ubicaron en total 170 calicatas con una distancia aproximada de 100 m. entre cada una de ellas. 3.1.2 Excavación Manual de Calicatas Se ejecutaron 170 calicatas con profundidades desde 2.50 m. hasta 3.00 m. En el siguiente cuadro (Cuadro Nº 01), se presenta la relación de las excavaciones y profundidades alcanzadas.

- 8 -



Cuadro Nº 01 Relación de Excavaciones realizadas

Zona de abastecimiento Collique

CALICATA PROFUNDIDAD

ALCANZADA (m)

COTAS COORDENADAS ESTE

COORDENADAS NORTE

CQE - 01 ROCA 286.50 278158.850 8681560.786 CQE - 02 0.80 227.50 278653.480 8681139.245 CQE - 03 2.00 212.09 278575.440 8681135.123 CQE - 04 1.80 203.50 278510.440 8681203.487 CQE - 05 3.00 193.86 278439.960 8681280.313 CQE - 06 2.50 183.70 278383.240 8681353.548 CQE - 07 2.50 177.00 278310.220 8681408.656 CQE - 08 3.00 133.50 278249.587 8681494.609 CQE - 09 3.00 173.50 278158.847 8681560.786 CQE - 10 2.50 180.80 278248.217 8681646.726 CQE - 11 2.50 185.50 278328.225 8681724.376 CQE - 12 2.00 189.00 278361.41 8681767.855 CQE - 13 2.50 195.80 278472.674 8681727.923 CQE - 14 ROCA 217.00 278482.202 8681795.385 CQE - 15 2.50 202.00 278590.306 8681795.565 CQE - 16 2.50 205.30 278695.007 8681806.434 CQE - 17 2.50 207.50 278779.082 8681848.837 CQE - 18 2.50 209.50 278864.342 8681904.811 CQE - 19 2.50 212.00 278938.527 8681942.276 CQE - 20 2.50 217.50 279029.405 8681995.681 CQE - 21 1.20 225.00 279152.027 8682028.955 CQE - 22 1.75 231.00 279259.971 8682060.539 CQE - 23 0.90 237.50 279368.903 8682077.262 CQE - 23A 2.50 237.80 279380.729 8682092.496 CQE - 24 2.50 243.50 279463.748 8682099.787 CQE - 25 1.50 241.50 279486.516 8681990.683 CQE - 26 2.50 239.00 279505.469 8681893.402 CQE - 27 ROCA 258.50 279513.479 8681806.570 CQE - 28 2.10 241.50 279423.387 8682210.336 CQE - 29 1.50 245.30 279490.471 8682246.652 CQE - 30 1.20 241.00 279453.381 8682351.414 CQE - 31 2.50 248.50 279582.414 8682354.815 CQE - 32 2.40 254.30 279693.419 8682362.026 CQE - 33 1.55 261.30 279811.957 8682368.690 CQE - 34 1.70 267.50 279924.763 8682372.209 CQE - 35 1.05 271.70 280028.743 8682364.557 CQE - 36 1.20 272.50 280030.873 8682439.058

- 9 -




ALCANZADA (m)


COORDENADAS NORTE

CQE - 37 2.50 271.00 280034.442 8682548.331 CQE - 38 1.45 277.00 280147.599 8682637.825 CQE - 39 1.20 286.50 280286.762 8682632.015 CQE - 40 0.90 299.50 280286.762 8682608.397 CQE - 41 3.00 170.00 278162.32 8681424.110 CQE - 42 2.20 166.00 278099.854 8681368.062 CQE - 43 3.00 166.50 278039.183 8681434.789 CQE - 44 1.20 166.30 277970.124 8681494.642 CQE - 45 3.00 164.50 277903.208 8681507.568 CQE - 46 1.00 160.00 277738.781 8681536.311 CQE - 46A 2.50 159.50 277713.43 8681552.754 CQE - 47 3.00 158.00 277666.383 8681549.251 CQE - 48 3.00 159.50 277677.579 8681611.471 CQE - 49 2.80 155.30 277637.289 8681456.058 CQE - 50 3.00 152.30 277624.143 8681340.092 CQE - 51 3.00 149.50 277604.098 8681240.927 CQE - 52 3.00 147.80 277594.65 8681169.781 CQE - 53 2.50 144.80 277578.729 8681058.434 CQE - 54 3.00 142.30 277567.222 8680961.124 CQE - 55 3.00 139.30 277551.941 8680832.418 CQE - 56 3.00 137.00 277537.517 8680718.755 CQE - 57 3.00 134.00 277504.176 8680569.000 CQE - 58 3.00 131.80 277469.895 8680487.737 CQE - 59 3.00 130.50 277442.903 8680426.119 CQE - 60 3.00 128.80 277380.131 8680296.522 CQE - 61 1.00 127.20 277328.099 8680209.147 CQE - 62 3.00 125.50 277268.47 8680130.242 CQE - 63 3.00 125.00 277197.734 8680042.264

CQE - 64 2.90 124.50 277139.839 8679967.127 CQE - 65 3.00 123.50 277096.687 8679924.675

CQE - 66 1.00 123.50 277047.314 8679849.676 CQE - 66A 1.30 123.00 277034.152 8679834.433 CQE - 67 2.90 123.00 276971.629 8679738.992 CQE - 68 2.70 122.50 276907.960 8679640.482 CQE - 69 3.00 120.50 276878.838 8679598.034 CQE - 70 3.00 120.50 276837.214 8679534.902 CQE - 71 3.00 118.30 276768.797 8679397.707 CQE - 72 2.20 117.00 276741.228 8679310.089 CQE - 73 2.90 115.50 276723.807 8679215.979 CQE - 74 3.00 114.50 276705.436 8679071.313 CQE - 75 3.00 113.00 276698.939 8678970.135 CQE - 76 3.00 111.00 276697.113 8678854.515

- 10 -




ALCANZADA (m)


COORDENADAS NORTE

CQE - 77 3.00 110.00 276698.129 8678798.028 CQE - 78 3.00 109.00 276717.878 8678690.663 CQE - 79 3.00 107.00 276741.482 8678585.672 CQE - 80 3.00 106.00 276760.459 8678498.722 CQE - 81 3.00 104.50 276784.920 8678394.082 CQE - 82 3.00 103.50 276825.900 8678276.780 CQE - 83 3.00 103.00 276839.715 8678188.505 CQE - 84 3.00 101.50 276774.469 8678068.967 CQE - 85 3.00 101.00 276719.450 8678003.418 CQE - 86 3.00 101.00 276655.891 8677930.385 CQE - 87 2.70 100.00 276622.943 8677829.412 CQE - 88 2.50 129.00 277004.357 8679516.787 CQE - 89 2.40 134.00 277087.991 88679476.79 CQE - 90 2.50 134.50 277070.827 8679396.518 CQE - 91 1.90 139.00 277054.964 8679345.502 CQE - 92 2.20 131.00 276993.827 8679323.812 CQE - 93 1.00 141.00 277128.983 8679310.782 CQE - 93A 1.40 140.00 277148.457 8679310.780 CQE - 94 2.50 144.00 277164.998 8679293.056 CQE - 95 2.50 146.50 277158.735 8679234.191 CQE - 96 1.20 155.50 277252.432 8679120.891 CQE - 97 2.00 151.50 277245.652 8678938.280 CQE - 98 0.85 145.50 277361.571 8678833.257 CQE - 99 1.20 163.50 277385.425 8678818.743 CQE - 100 0.20 163.00 277501.903 8679058.436 CQE - 101 1.30 172.50 277590.117 8679030.213 CQE - 102 1.90 179.00 277671.923 8679010.895 CQE - 103 0.90 187.00 277691.450 8678976.490 CQE - 103A 1.30 185.50 277671.923 8678983.200 CQE - 104 1.00 184.00 277894.074 8678954.326 CQE - 105 1.10 202.50 277993.744 8678939.850 CQE - 106 1.30 210.50 278108.360 8678915.854 CQE - 107 1.00 219.50 278114.845 8678880.581 CQE - 107A 1.20 220.00 278184.663 8678894.556 CQE - 108 2.50 225.50 278312.317 8678864.311 CQE - 109 2.00 235.50 278431.801 8678833.503 CQE - 110 2.00 246.00 278536.941 8678805.699 CQE - 111 1.30 255.00 278553.071 8678790.760 CQE - 112 2.30 255.00 276837.327 8678873.518 CQE - 113 2.50 107.50 276790.208 8678002.465 CQE - 114 3.00 114.50 276883.572 8677883.902 CQE - 115 2.50 117.50 277004.860 8677849.902 CQE - 116 2.50 116.00 277004.860 8677812.415

- 11 -




ALCANZADA (m)


COORDENADAS NORTE

CQE - 117 0.90 134.50 277080.185 8677777.414 CQE - 117A 2.50 132.30 277004.890 8677780.606 CQE - 118 2.50 141.50 277200.171 8677739.724 CQE - 119 2.50 150.00 277283.977 8677714.033 CQE - 120 2.10 163.50 277393.425 8677680.387

CQE - 121 2.50 159.00 277350.841 8677579.062

CQE - 122 1.50 168.80 277454.648 8677528.492

CQE - 123 1.80 177.50 277540.113 8677490.276

CQE - 124 1.60 187.50 277634.204 8677434.655

CQE - 125 2.30 197.00 277731.992 8677379.712

CQE - 126 2.50 202.00 277806.013 8677332.622

CQE - 127 2.10 208.50 277894.516 8677287.948

CQE - 128 2.20 218.50 277994.363 8677269.621

CQE - 129 1.60 233.00 278130.682 8677264.547

CQE - 130 2.50 241.20 278195.34 8677265.643

CQE - 131 1.90 252.00 278279.40 8677202.560 CQE - 132 1.20 258.00 278992.298 8681314.036 CQE - 133 1.00 236.00 279083.551 8681409.592 CQE - 134 2.70 229.00 278986.584 8681478.642 CQE - 135 3.00 220.00 278833.010 8681564.692 CQE - 136 3.00 211.00 278781.279 8681669.480 CQE - 137 3.00 187.00 278283.771 8681841.255 CQE - 138 1.80 182.00 278169.210 8681939.924 CQE - 139 3.00 175.00 278106.736 8681882.391 CQE - 140 3.00 171.00 277942.194 8681825.148 CQE - 141 3.00 170.00 277862.927 8681843.646 CQE - 142 3.00 165.00 277738.107 8681894.019 CQE - 143 3.00 156.00 277670.213 8681787.357 CQE - 144 1.80 157.00 277524.329 8681821.902 CQE - 145 3.00 154.00 277454.929 8681840.190 CQE - 146 3.00 134.00 277335.243 8681862.493 CQE - 147 3.00 136.00 276623.477 8681563.291 CQE - 148 3.00 135.00 276488.681 8681636.612 CQE - 149 3.00 134.00 276397.440 8681689.780 CQE - 150 3.00 136.00 276278.739 8681751.376 CQE - 151 2.70 136.00 276184.562 8681821.632 CQE - 152 3.00 136.00 276090.997 8681850.411 CQE - 153 3.00 136.00 275976.839 8681931.036 CQE - 154 3.00 137.00 275873.159 8681987.910 CQE - 155 3.00 136.00 275764.570 8682076.955 CQE - 156 3.00 137.00 275670.489 8682120.894 CQE - 157 1.00 135.00 275598.794 8682158.920

- 12 -




ALCANZADA (m)


COORDENADAS NORTE

CQE - 157A 3.00 135.00 275612.574 8682158.923 CQE - 158 3.00 132.00 275488.554 8682215.741 CQE - 159 1.50 129.00 275418.729 8682263.115 CQE - 160 1.60 129.00 275288.787 8682355.057 CQE - 161 3.00 130.00 275204.06 8682411.595 CQE - 162 3.00 127.00 275091.745 8682481.398 CQE - 163 2.80 123.00 274967.906 8682427.011 CQE - 164 2.50 123.80 274889.595 8682351.455 CQE - 165 1.20 124.00 274816.581 8682209.418 CQE - 166 1.50 125.00 274715.776 8682273.890 CQE - 167 2.10 126.50 274725.994 8682392.532 CQE - 168 2.50 127.00 274784.283 8682526.710 CQE - 169 2.80 127.00 274836.597 8682613.471 CQE - 170 RELLENO 127.00 274818.841 8682714.060

- 13 -



Como parte del Anexo 02 del presente Informe, se encuentra el Plano de Ubicación de Calicatas (PU-01).

Los trabajos de campo se llevaron a cabo durante los meses de Junio y Julio del 2008. 3.1.3 Registros de Calicatas y Obtención de Muestras Se elaboraron los registros de calicatas para cada excavación ejecutada, anotando las principales características de los estratos encontrados. Se extrajeron muestras representativas de cada excavación, las cuales fueron debidamente etiquetadas y protegidas y luego llevadas al laboratorio de mecánica de suelos de GEOCONSULT S.A. para realizar los análisis físicos correspondientes, y al Laboratorio de Análisis de Agua y Suelo de la Facultad de Ingeniería Agrícola, de la Universidad Agraria La Molina donde se realizaron los análisis químicos respectivos.

3.2 TRABAJOS DE LABORATORIO

3.2.1 Análisis de Laboratorio Se realizaron dos tipos de análisis de laboratorio a las muestras de suelo obtenidas durante los trabajos de campo:

− Análisis Físicos − Análisis Químicos

A las muestras remitidas al laboratorio de GEOCONSULT S.A. se realizaron los análisis físicos siguientes:

Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D - 243 Límites de Consistencia ASTM D - 4318 Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) ASTM D - 2488 Contenido de Humedad ASTM D - 2216

Las muestras de suelo seleccionadas por el Cliente para los análisis químicos fueron enviadas al Laboratorio de Agua y Suelos de la Facultad de Ingeniería Agrícola de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Los ensayos realizados fueron los siguientes:

Contenido de Sales Solubles Totales BS 1377 Parte 3 Contenido de Sulfatos BS 1377 Parte 3

- 14 -



Contenido de Cloruros BS 1377 Parte 3 pH BS 1377 Parte 3

3.2.2 Resultados de los Análisis de Laboratorio Los resultados de los ensayos de laboratorio y sus respectivas certificaciones se encuentran dentro del Anexo 08 del presente informe. En los siguientes cuadros (Cuadro Nº 02), se muestran los resultados de los ensayos físicos realizados para el Sector de Collique.

- 15 -



CUADRO DE RESUMEN

- 16 -



CUADRO RESUMEN

- 17 -



Cuadro de resumen

- 18 -



Cuadro de resumen

- 19 -



3.3 TRABAJOS DE GABINETE

3.3.1 Procesamiento de la Información de Campo Una vez finalizada la etapa de trabajos de campo, se procedió a procesar los registros de calicata elaborados en campo, complementándolos con los resultados de laboratorio obtenidos y esquematizando la ubicación de las calicatas en cada uno de ellos, así como la ubicación de calicatas de estudios anteriores. 3.3.2 Evaluación de la Información de Laboratorio Toda la información recogida de campo derivada de la extracción de las muestras de suelo de cada excavación y los resultados de los ensayos de laboratorio realizados a las muestras de suelo, fue cuidadosamente evaluada con la finalidad de ser aplicada dentro del análisis geotécnico, cuyos resultados se muestran en el capítulo siguiente.

- 20 -



Capítulo 4 Análisis Geotécnico

4.1 ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA Con los perfiles estratigráficos de cada una de las excavaciones realizadas y los resultados de ensayos de laboratorio, se ha efectuado la zonificación geotécnica, dentro de la Zona de Abastecimiento Collique. De forma general, se presentan una forma de zonificación: - Zonificación de acuerdo al Tipo de Suelo En los Anexos 03 del presente informe, se presentan el plano de zonificación geotécnica siguiente:

* Zonificación de acuerdo al Tipo de Suelo

4.2 NIVEL DE AGUA SUBTERRANEA Se encontró nivel freático al final de la Línea de Rebose. 4.3 PRESIÓN ADMISIBLE Las capacidades admisibles de carga de los suelos donde se apoyarán las tuberías, se determinan mediante el empleo del método de carga última o de Terzaghi cuya fórmula es:

( )γγ BNNDcNq qfcu 5.0++=

FSq

q uadm =

Las características de los tipo de suelos encontrados dentro del área de estudio son las mostradas en el Cuadro Nº 03.

- 21 -



Cuadro Nº 03

Características de los Suelos Zona de Abastecimiento Collique

Tipo de Suelo φ c

)/( 2mT

γ

)/( 3mT

Grava Arenosa 35º --- 2.10 Grava Areno Limosa 30º --- 2.00

Arena Gravosa 28º --- 1.9 Arena Limosa 25º --- 1.8

Arcilla 22º 1.00 1.75

Limo 17º 1.00 1.75

Para los cálculos se considera una profundidad de desplante igual a 1.50 m., ancho de cimentación 0.50 m. y factor de seguridad 3. Con los valores considerados se obtienen los resultados que se presentan en el Cuadro Nº 04.

Cuadro Nº 04 Valores de Carga Admisible según Tipo de Suelo

Zona de Abastecimiento Collique

Tipo de Suelo admq

)/( 2cmKg

Grava Arenosa 4.30 Grava Areno Limosa 2.20

Arena Gravosa 1.70 Arena Limosa 1.10

Arcilla 0.80

Limo 0.50

- 22 -



Cuadro Nº 4-A

Capacidad de Carga del Material de fundación donde se construirán Casetas y/o Reservorios


Estructura Material de Fundación qu FS qadm Mpa Kg/cm2 (Mpa) (Kg/cm2) R-1 Señor de los Milagros 1 Roca Regular 7 - 5 1.4 14.28 R-2 Señor de los Milagros 2 Roca Regular 7 - 5 1.4 14.28 R-1 Año Nuevo Roca Regular 6 - 5 1.2 12.24 R-2 Collique 2 Roca Regular 6 - 5 1.2 12.24 R-3/CR-94 Collique 3 Roca Regular 8 - 5 1.6 16.32 R-2/CR-40 La Libertad Roca Regular 8 - 5 1.6 16.32 R-1/CR-39 La Libertad Roca Regular 9 - 5 1.8 18.36 4.4 AGRESIVIDAD DEL SUELO

Los resultados de los ensayos químicos realizados para el presente estudio se muestran en el Cuadro N° 05. La evaluación del grado de exposición de estructuras de concreto al sulfato presente en el suelo se realiza de acuerdo a lo que establece el Reglamento Nacional de Edificaciones (Cuadro N°06).

- 23 -



Cuadro Nº 05 Resumen de Resultados de Análisis Químicos


Excavación Muestra Profundidad Análisis Químicos

S.S.T. S04 Cl pH

N° N° De - A (ppm) (ppm) (ppm)

CQE - 03 M - 1 0.00 - 2.00 mt. 2400.00 252.00 761.76 8.52

CQE - 06 M -1 0.00 - 2.50 mt. 3080.00 105.00 1176.96 8.32

CQE - 08 M -1 1.30 - 3.00 mt. 2970.00 161.00 1165.51 8.36

CQE - 10 M - 1 0.70 - 2.50 mt. 38800.00 105.00 1176.96 8.32

CQE - 06 M -1 0.00 - 2.50 mt. 3080.00 105.00 1176.96 8.32

CQE - 13 M - 1 1.70 - 2.50 mt. 4010.00 378.00 1391.04 8.43

CQE - 17 M - 1 2.00 - 2.50 mt. 470.00 36.40 136.32 8.90

CQE - 20 M - 1 1.40 - 3.00 mt. 1,640.00 217 465.60 8.39

CQE - 24 M - 1 0.60 - 2.50 mt. 350.00 46.2 95.52 8.77

CQE - 26 M - 1 1.50 - 2.50 mt. 2570.00 77.00 1146.24 8.16

CQE - 29 M -1 1.00 - 1.50 mt. 2570.00 77.00 1146.24 8.16

CQE - 30 M -1 0.00 - 1.20 mt. 890.00 119.00 276.96 9.14

CQE - 33 M - 1 0.30 - 1.55 mt. 4690.00 749.00 1120.80 8.40

CQE - 36 M -1 0.00 - 1.20 mt. 5120 679 991.68 8.49

CQE - 39 M -1 0.00 - 1.20 mt. 3450.00 448.00 886.08 8.46

CQE - 43 M -.1 0.40 - 3.00 mt. 4880.00 2660.00 1593.12 8.20

CQE - 46A M -1 2.20 - 3.00 mt. 130.00 28.00 14.88 8.97

CQE - 48 M-1 0.80 - 3.00 mt. 240.00 14.00 95.04 8.38

CQE - 51 M -1 1.40 - 3.00 mt. 830.00 91.00 192.48 8.37

CQE - 55 M -1 1.90 - 3.00 mt. 1190.00 126.00 376.80 8.28

CQE - 59 M -1 2.20 - 3.00 mt. 1630.00 252.00 446.40 8.09

CQE - 63 M -1 2.00 - 3.00 mt. 400.00 96.60 84.60 8.40

CQE - 66A M -1 0.00 - 1.30 mt. 2220.00 259.00 715.68 7.65

CQE - 69 M -1 2.50 - 3.00 mt. 1450.00 168.00 448.80 8.08

CQE - 73 M - 1 1.70 - 2.90 mt. 1000.00 84 443.10 8.29

CQE - 77 M -1 0.00 - 3.00 mt. 3210.00 280 1107.18 7.88

CQE - 81 M -1 0.60 - 3.00 mt. 600.00 50.40 173.60 8.58

- 24 -



Excavación Muestra Profundidad Análisis Químicos

S.S.T. S04 Cl pH

N° N° De - A (ppm) (ppm) (ppm)

CQE - 84 M -1 0.60 - 3.00 mt. 4880.00 686.00 1117.44 7.93

CQE - 87 M -1 0.40 - 2.70 mt. 19.80 31.15 878.40 8.15

CQE - 90 M -1 2.20 - 3.00 mt. 680.00 40.60 180.48 8.00

CQE - 92 M -1 1.80 - 2.20 mt. 210.00 19.60 58.56 8.69

CQE - 95 M -1 0.40 - 2.50 mt. 3130.00 266.00 1116.00 8.20

CQE - 98 M -1 0.00 - 0.85 mt. 1380.00 217.00 378.24 8.34

CQE - 138 M-1 0.30 - 1.80 mt. 810.00 126.00 115.20 8.70

CQE - 142 M -1 2.40 - 3.00 mt. 1070.00 245.00 166.02 8.44

CQE - 145 M -1 0.80 - 3.00 mt. 170.00 23.04 45.60 8.64

CQE - 148 M -1 1.50 - 3.00 mt. 260.00 37.8 69.60 8.38

CQE - 151 M -1 1.20 - 3.00 mt. 210.00 29.40 57.12 8.41

CQE - 154 M -1 1.80 - 3.00 mt. 700.00 46.20 177.12 7.98

CQE - 158 M - 1 2.50 - 3.00 mt. 3490.00 252.00 574.34 6.71

CQE - 162 M -1 0.80 - 3.00 mt. 6030.00 119 2026.08 7.85

CQE - 164 M -1 1.10 - 2.50 mt. 3840.00 161.00 1304.64 7.83

CQE - 169 M -1 1.30 - 2.80 mt. 320.00 58.80 72.48 8.13

- 25 -



Cuadro Nº 06 Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfato

Exposición a Sulfatos

Sulfato Soluble en

Agua )( 4SO presente

en suelo % en peso

Sulfato )( 4SO en

agua ppm

Tipo de Cemento

Concreto con agregado de peso normal relación

máxima agua/materiales cementosos en

peso

Insignificante 0.00 ≤ SO4 0.00 ≤ SO < 0.10 4 --- < 150 ---

Moderada 0.10 ≤ SO4 150 ≤ SO < 0.20 4

II, IP (MS), IS(MS), P(MS),

I(PM)(MS), I(SM)(MS)

< 1500 0.50

Severa 0.20 ≤ SO4 1500 ≤ SO ≤ 2.00 4 V ≤ 10000 0.45

Muy Severa SO4 SO > 2.00 4V más

puzolana > 10000 0.45

- 26 -



4.5 FACTORES DE ESPONJAMIENTO DE LOS SUELOS Al excavar un determinado volumen de suelo, alterando su compacidad relativa o consistencia en estado natural, para ser vertido y reacomodado en condiciones diferentes (estado suelto), se originan incrementos de vacíos que aumentan el volumen inicial, o esponjamiento aparente del suelo. La determinación del factor de esponjamiento del suelo es de fundamental importancia en las consideraciones de cantidad y costos de los volúmenes de remoción y eliminación de un determinado tipo de suelo. Este factor es definido por la siguiente expresión:

Donde: f.e : Factor de esponjamiento

dγ : Peso volumétrico seco en estado natural (gr/cm3

)

mindγ : Peso volumétrico seco mínimo (gr/cm3

)

Los factores de esponjamiento en los suelos granulares varía en proporción directa a la Densidad Relativa, es así que para Gravas sueltas f.e.=1.15 (Dr=25%) y Gravas densas f.e.=1.20 (Dr=80%) El valor promedio del factor de esponjamiento para Gravas Arenosas o Arenosas Limosas (GP/GP-GM) medianamente densas es f.e.=1.25, valor adoptado también para Arenas Gravosas (SP) En el caso de Arenas Limosas (SM), el valor promedio del factor de esponjamiento se encuentra en promedio en 1.20. 4.6 FACTORES DE COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS El factor de compactación de materiales es un número que expresa la relación entre el peso volumétrico seco en estado natural y el peso volumétrico seco máximo, expresado como:

Donde: f.c. : Factor de compactación

dγ : Peso volumétrico seco del suelo en estado natural

dmáxγ : Máximo peso volumétrico seco

Gc : Grado de compactación

mind

defγγ

=..

=

Gccf

maxd

d 1..γγ

- 27 -



Este coeficiente de variación permite establecer los volúmenes de los materiales que han de ser rellenados y obtenidos en los bancos de préstamo, que se requieren a un grado de compactación especificado. El factores de compactación promedio en suelos granulares (GP, SP) para 100% de compactación, es f.c.= 0.87. Para un grado de compactación de 95% el valor promedio es f.c.= 0.91 En el caso de arenas con finos (SM, SM-SC), el valor promedio del factor de compactación para el 100% de compactación, es f.c. = 0.92. Para un grado de compactación de 95% el valor promedio es f.c.= 0.96 4.7 EMPUJE DE SUELOS Empleando la teoría de empujes de suelo de Ranking, los coeficientes de empuje activo (Ka) y pasivo (Kp), se definen simplificadamente según las siguientes expresiones:

φφ

sensenKa

+−

=11

φφ

sensenKp

−+

=11

Como se aprecia en las ecuaciones anteriores, los coeficientes de empujes se definen directamente en función del grado de compacidad del suelo según el ángulo de fricción interna

del suelo (φ ).

De acuerdo a las condiciones del suelo encontrados in situ, se han calculado los valores de empujes (pasivo y activo), para los distintos tipos de suelo (Cuadro Nº 07).

- 28 -



Cuadro Nº 07 Estimación de los Coeficientes de Empujes de Suelos dentro de la profundidad de excavación

Tipo de Suelo

Ángulo de Fricción Interna

φ

Coeficientes de Empujes

ak pk

Grava Areno Limosa 30º 0.3333 3.00

Grava Arenosa 35º 0.2709 3.690

Arena Limosa 25º 0.4058 2.463

Arena Gravosa 28º 0.3610 2.769

Limo 22º 0.4548 2.198

Arcilla 17º 0.5472 1.8274

4.8 ASPECTOS SÍSMICOS Según los Mapas de Casaverde y Vargas (1980), el rango de aceleraciones máximas esperadas para un periodo de retorno de 30 años, en la zona estudiada es la siguiente:

Tp=30 años: as=0.20 g a 0.18g La clasificación del perfil de suelo, en la zona de estudio varía de acuerdo al tipo de suelo existente, según lo indicado en Norma Sismorresistente E.030. PERFIL TIPO S1 Este tipo de depósito corresponde al perfil S1, Grava arenosa densa. Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.40 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.00 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.40 (g)

- 29 -



PERFIL TIPO S2 La clasificación para los suelos del tipo arenas limosas poco gravosas, gravas y arenas medianamente densas, gravas areno-limosas medianamente densas corresponden al perfil tipo S2: Suelos Intermedios, con características intermedias entre los perfiles S1 y S3 correspondiente a suelos granulares medianamente densos con espesor limitado. Según el perfil S2, se correlacionan los parámetros de suelo siguientes: Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.60 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.20 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.40 (g) Factor de Ampliación Sísmica (C):

⋅=

TTpC 5.2

C 2.5

C = 2.5 . (0.60) / T = 1.5 / T

- 30 -



Capítulo 5 Conclusiones y Recomendaciones

1. Las investigaciones geotécnicas se desarrollaron en los distritos de Comas. 2. Los trabajos de campo consistieron en la excavación de 170 calicatas distribuidas de la

siguiente manera: CQE – 01 al CQE – 170, distribuidas en lado derecho, lado izquierdo, con una profundidad promedio de 2.50 m. a 3.00 m. extrayendo muestras representativas de cada excavación, de acuerdo a la inspección visual desarrollada durante el perfilaje de las calicatas.

3. De los resultados de laboratorio y los datos tomados en campo, se elaboraron los perfiles

estratigráficos. 4. Se detectó nivel de agua subterránea durante los trabajos de campo en las calicatas donde

se ubica la Línea de Rebose. 5. La capacidad portante recomendada de acuerdo al tipo de suelo encontrado es el siguiente:

Valores de Carga Admisible según Tipo de Suelo Zona de Abastecimiento Collique

Tipo de Suelo admq

)/( 2cmKg

Grava Arenosa 4.30 Grava Areno Limosa 2.20

Arena Gravosa 1.70 Arena Limosa 1.10

Arcilla 0.80 Limo 0.50

6. En el área y su entorno, donde se ubica la “zona de abastecimiento Collique”, el relieve

natural es muy modelado, correspondiendo a la amplia planicie aluvial donde se ubica parte del distrito de Comas.

- 31 -



7. La geología de la zona está representada por afloramientos de rocas intrusivas, que forman el relieve de los cerros y lomadas; y por el material de cobertura, que forman los suelos donde se ubica la ciudad.

8. La planicie, en el área, está conformada por depósitos no consolidados aluviales y

coluviales. 9. Fenómenos de geodinámica externa bajo cualquier forma de remoción importante de masa

de material, no se dan. En los cerros y lomadas hay acumulaciones poco significativas de material que se desprende por gravedad, formando pequeños “conos de escombros” y que con lluvias extraordinarias solo tendrán remociones de fragmentos menores y arenas, con poco recorrido; y en la gran planicie aluvial, no hay ninguna forma de desestabilización superficial.

10. Para el tendido de tuberías, que se da en su mayor extensión en la planicie aluvial, el suelo

que la forma está constituido por una mezcla de fragmentos y gravas en matriz de arenas limosas, que en conjunto muestran buena resistencia ante aplicación de cargas.

11. En los casos en que se haya encontrado material de relleno al nivel de cimentación de las

tuberías, se recomienda reemplazar este material por un material seleccionado. 12. Durante el proceso de excavación de las zanjas para el tendido de las tuberías, es probable

que se produzcan derrumbes menores en las paredes excavadas que deberá precaverse en el proceso de construcción.

- 32 -



Capítulo 6 Bibliografía

1.- Norma Técnica E.050 Suelos y Cimentaciones

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 2.- Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica

Karl Terzaghi – Ralph B. Peck - 1976 3.- Norma Técnica E.030 Diseño Sismo Resistente Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 4.- Mecánica de Suelos Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez, México 1997 5.- Reglamento Nacional de Edificaciones Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Junio 2006 6.- Curso Aplicado de Cimentaciones Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid J. M. Rodríguez Ortiz, J. Serra G., C. Oteo M., España 1990 7- Carta Geológica del Cuadrángulo de Chancay.

Documents

PROYECTO DE MEJORAMIENTO SANITARIO DE LAS ÁREAS …€¦ · Mejoramiento Sanitario de las Áreas - 1 - Investigaciones Geotécnicas Marginales de Lima Obras Complementarias a Lotes