TORRES NOVAC I.C. S.RL.
ESTUDIO GEOTECNICO CON
FINES DE CIMENTACION
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE
LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE
CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
MAYO DEL 2014
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
CONTENIDO
1. GENERALIDADES
1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO
1.2. UBICACIÓN Y VIAS DE ACCESO
1.3. CONDICIONES CLIMÁTICAS DE LA ZONA
1.4. ALTITUD DE LA ZONA
1.5. TOPOGRAFIA
2. EVALUACION GEOLOGICA DE LA ZONA
2.1. RELIEVE GEOLOGICO
2.2. SISMICIDAD
3. INVESTIGACION GEOTECNICA EN CAMPO
3.1. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO
4. ENSAYOS DE LABORATORIO
5. PERFILES ESTRATIGRAFICOS
6. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA
7. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN
7.1. TIPO DE CIMENTACIÓN
7.2. CÁLCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE (qadm)
7.3. PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN
7.4. PRESION ADMISIBLE RECOMENDADA
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
9. ANEXOS
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
1. GENERALIDADES
1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO
El presente Informe de Estudio de Mecánica de Suelos tiene por objeto investigar el
terreno de fundación del Proyecto: “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS
EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE
CUYOCUYO - SANDIA - PUNO”; por medio de trabajos de campo a través de
pozos de exploración o calicatas “A Cielo Abierto”.
El alcance del trabajo, determinará en primer lugar las condiciones del suelo como
material de fundación y en segundo lugar establecer dicha capacidad en relación a la
interacción suelo estructura prediseñada.
Son objetivos del presente estudio:
Establecer el perfil geotécnico del suelo que conforma el área del proyecto.
Determinar las propiedades físicas y características de comportamiento
mecánico del suelo (resistencia), hasta la profundidad donde las cargas
externas (peso propio) sean de consideración.
Realizar las recomendaciones que sean necesarias para la correcta elaboración,
estructuración y materialización del proyecto, como tipo y profundidad de
cimentación y capacidad portante admisible.
1.2. UBICACIÓN Y VIAS DE ACCESO
La I.E.I. de Ñacoreque Grande se encuentra ubicado en el C.P. de Ñacoreque del
Distrito de Cuyocuyo, provincia de Sandia, cuyas coordenadas geográficas 15° 50´
15” latitud sur y 70° 01’ 18” longitud oeste del Meridiano de Greenwich. Su extensión
urbana actual es de 1,566.64 Hás., que representa el 0.24% del territorio de la
provincia de Sandia
1.3. CONDICIONES CLIMÁTICAS DE LA ZONA
El clima de Cuyocuyo es frío húmedo con constantes neblinas. La temperatura
promedio anual, para la parte media del distrito, es de 8°C, siendo la máxima de 19°C
y la mínima de 2°C. Llueve casi todo el año, siendo más frecuente y abundante entre
los meses de diciembre a marzo, habiéndose registrado en la ciudad, precipitaciones
de 30 mm, en el promedio de un día de lluvia.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
De abril a octubre período seco, con un clima frígido a templado principalmente por la
noche, con descensos de temperatura muy fuertes que llegan hasta 5°C en forma
normal, por lo que se da el fenómeno común de frigidez; en el día es soleado y tibio,
pero los vientos son intensos y provienen del sur, las precipitaciones son muy
esporádicas.
De noviembre a marzo con fuertes precipitaciones pluviales, acompañado de
tempestad y neblinas, temperaturas medias de 10 y 20 °C. El promedio de
precipitación es de 523 a 1,800 mm, notándose una elevación de la temperatura
ambiental.
1.4. ALTITUD DE LA ZONA
El Distrito de Cuyocuyo, provincia Sandia y Departamento de Puno, está ubicado al
norte del departamento de Puno a altitudes que varían entre los 3,658 m.s.n.m.
1.5. TOPOGRAFIA
Es de topografía accidentada, la zona de estudio se caracteriza por presentar una
superficie predominantemente agreste, montañosa, con quebradas, taludes y laderas
que son rodeados por cerros de gran altura formando lomadas de pendientes altos.
2. EVALUACION GEOLOGICA DE LA ZONA
2.1. RELIEVE GEOLOGICO
Las características geomorfológicos locales de la zona del proyecto está enfocado
netamente un modelamiento en la superficie donde se desarrollaron los procesos
exógenos de degradación y agradación o acumulación, cuya secuencia de
conformación estaría dada a partir de la presencia del material sedimentarios y
metamórficos, la zona de estudio se caracteriza por presentar una superficie
predominantemente montañosa, quebradas, taludes y laderas rodeado por cerros de
gran altura formando lomadas de pendientes altos.
Las unidades lito-estratigráficas presentes en el área de proyecto están constituidas por
materiales formados en la era Paleozoica, y Cenozoico constituido esencialmente por
pizarras, filitas, lutitas y materiales cuaternarias recientes.
2.2. SISMICIDAD
Conforme a la Norma E – 030 de diseño Sismorresistente, la comunidad de
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
Ñacoreque Grande - Sandia se encuentra ubicado en la zona II (sismicidad media),
por lo tanto presenta:
Factor de zona Z = 0.3.
Tipo de suelo S2.
Factor de suelo S= 1.4
Periodo predominante Tps=0.9 seg
Factor de uso o tipo de edificación U=1.5 categoría A.
3. INVESTIGACION GEOTECNICA EN CAMPO
TRABAJOS DE CAMPO
Correspondió a la etapa de prospección in-situ, donde se tomaron muestras de
excavaciones a manera calicatas de profundidades variables, que permitieron
caracterizar al suelo de fundación en el área delimitada para el Proyecto en mención,
tomándose muestras de los estratos de suelo encontrado.
MUESTREO Y REGISTROS DE EXPLORACIÓN
Las muestras de materiales obtenidas en los trabajos de campo fueron analizadas en
el Laboratorio de Mecánica de Suelos, para determinar sus propiedades y
características físico - mecánicas fundamentales, tales como, Análisis
Granulométricos por Tamizado, Límites de Consistencia, Humedad, Densidades y
otros, todos los ensayos son ejecutados siguiendo las normas vigentes.
El proceso seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:
• Recopilación y análisis de la información existente, incluyendo estudios
anteriores.
• Reconocimiento del sector de estudio, incluyendo la evaluación de los
principales aspectos de las condiciones geotécnicas.
• Distribución y ejecución de calicatas.
• Tomas de muestras disturbadas y transportadas al laboratorio.
• Elaboración de ensayos estándar y especiales de laboratorio de las muestras
extraídas.
• Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio.
• Perfil estratigráfico.
• Cálculo y Análisis de la Capacidad Portante Admisible.
• Análisis, ordenamiento e interpretación de los resultados obtenidos en
laboratorio.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
• Elaboración del informe geotécnico, incluyendo conclusiones y
recomendaciones.
3.1. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO
Las edificaciones comprendidas en este estudio están constituidas por estructuras del
tipo convencional de concreto armado de un piso de altura. La edificación transmite
sus cargas al terreno mediante cimientos corridos y/o zapatas aisladas de concreto
armado, de área construida de 193.00m2. Una vez realizada la exploración
geotécnica, se determinó el número de calicatas según la norma E-050 (tabla 1), para el
tipo de edificación C, que considera 01 calicata cada 800m2, por lo que se realizó 01
calicatas, en la zona de estudio.
Tabla: 1
TIPO DE EDIFICACIÓN PARA DETERMINAR
EL NÚMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACIÓN
CLASE DE
ESTRUCTURA
DISTANCIA
MAYOR ENTRE
APOYOS * (m)
NÚMERO DE PISOS (Incluidos los sótanos)
< 3 4 a 8 9 a 12 > 12
APORTICADA DE
ACERO < 12 C C C B
PORTICOS Y/O MUROS
DE CONCRETO < 10 C C B A
MUROS PORTANTES
DE ALBAÑILERÍA < 12 B A --- ---
BASES DE MÁQUINAS
Y SIMILARES Cualquiera A --- --- ---
ESTRUCTURAS
ESPECIALES Cualquiera A A A A
OTRAS ESTRUCTURAS Cualquiera B A A A
* Cuando la distancia sobrepasa la indicada, se clasificará en el tipo de edificación inmediato superior.
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
< 9 m de
altura > 9 m de altura
B A
RNE: Norma E 050
4. ENSAYOS DE LABORATORIO
Los ensayos fueron realizados en el Laboratorio de TORRES NOVAC I.C. S.R.L.,
bajos las normas de la American Society For Testing and Materials (A.S.T.M) y
Normas peruanas NTP.
Se realizaron los siguientes ensayos:
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
• Humedad Natural (ASTM D - 2216)
• Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM D 422 y C - 136)
• Límites de Consistencia (ASTM D - 4318)
- Limite Líquido.
- Limite Plástico.
- Índice de Plasticidad.
• Clasificación de Suelos SUCS (ASTM D - 2487)
• Densidad Natural de Campo (ASTM D - 1556)
• Pesos Unitarios Suelto y Compactado (ASTM D 4254 - ASTM D 4253)
5. PERFILES ESTRATIGRAFICOS
Según la prospección efectuada en las calicatas y el análisis de la muestra recuperada,
el suelo de fundación está constituido por las siguientes características.
Calicata C - 1, Según la prospección efectuada en la calicata de 1.50 m de profundidad
y el análisis de la muestra recuperada, el suelo de fundación está constituido por: el
estrato superior de suelo orgánico 0.00 - 0.50m conformado con material orgánico de
pastos y raíces. El segundo estrato conformado de Grava Arcillosa (GC) a una
profundidad de 0.50 - 1.50m en estado húmedo, suelo de fino de compacidad media de
color marrón muy oscuro. Siendo un suelo uniforme conforme se profundiza hacia el
subsuelo.
La ubicación de las calicatas se presenta en el grafico “Ubicación de Calicatas”.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
6. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA
Se encontró el Nivel Freático a -1.20m en la calicata C-1, de fecha Mayo del 2014,
estando en época de estiaje. Es un suelo que posee capacidad de permeabilidad media.
7. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN
7.1. TIPO DE CIMENTACIÓN
De acuerdo al análisis de cimentación, trabajo de campo, ensayos de laboratorio,
descripción de los perfiles estratigráficos y características del proyecto se ha
considerado un tipo zapatas cuadradas aisladas con cimientos corridos.
7.2. CÁLCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE (qadm)
PARÁMETROS DE CÁLCULO:
Se empleará para el cálculo de capacidad de carga última por corte las
fórmulas propuestas por Terzaghi, para zapatas continuas y cuadradas, se
considerara para el cálculo como suelo totalmente saturado es decir con
nivel freático, por la clara presencia de nivel freático en épocas de avenida.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
CALCULO DE LA DENSIDAD RELATIVA Y EL ANGULO DE
FRICCION INTERNA:
.
max
minmax
min
natx
natDR
Donde :
γmax : Densidad máxima
γmin : Densidad mínima
γnat : Densidad natural
DR : Densidad relativa
Entonces:
DR*15.025
DR: 57.44 Ø : 33.62 °
La corrección del ángulo de fricción se da por la presencia de finos en el
suelo Ø´. El suelo al ser altamente friccionante solo se tomara en cuenta el
valor del ángulo de fricción, el cual es:
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE DEL SUELO
qa:
Aplicando la teoría de Karl Terzaghi para cimentaciones superficiales, se
tiene la siguiente formula:
donde :
C : Cohesión bajo la zapata.
Df : Profundidad de desplante.
γ : Peso específico del suelo.
γ' : Peso especifico efectivo (γ - γagua)
B : Ancho de zapata.
qu = 1.3*C*Nc +(γ'*Df)*Nq + 0.4 *γ' * B * Nγ
FACTORES DE CARGA: Para el Angulo de Fricción de Ø’ 27.
C =0.00 Kg/cm² ; Ø´ 27.47
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
Nc : 29.24
Nq : 15.90
Nγ : 11.60
Capacidad portante según Terzaghi C-1:
ANCHO DE
CIMENTACION
B (m)
PROF. DE
CIMENTACION
Df (m)
qu
Kg/cm2
qa
Kg/cm2
1.00 1.00 1.85 0.62
1.20 1.20 2.22 0.74
1.40 1.50 2.73 0.91
1.50 1.50 2.77 0.92
1.80 1.80 3.33 1.11
2.00 1.50 2.98 0.99
2.00 1.80 3.41 1.14
2.00 2.00 3.70 1.23
7.3. PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN
En base a las características del perfil estratigráfico y la capacidad de carga,
se recomienda cimentar a la profundidad de 1.50m, considerar Df = 1.50
metros desde el nivel de terreno natural.
7.4. PRESION ADMISIBLE RECOMENDADA
Considerando el análisis de la calicata, y teniendo en cuenta que a la
profundidad de 1.50m. donde se cimentara, los cálculos fueron realizados en
la calicata C-1, es que se recomienda diseñar la cimentación con una
capacidad portante admisible del suelo de qa= 0.92 kg/cm2.
Las zapatas serán desplantados a una profundidad de Df = 1.50 m en
material de Grava Arcillosa (GC) el cual es un suelo que tiene una
compacidad media.
qult = 2.77 Kg/cm² ; qadm = 0.92 Kg/cm²
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De acuerdo al resultado de los Cálculos, Características Físico - Mecánicas de los
Suelos, se establecen las siguientes consideraciones finales:
Conforme a la Norma E – 030 de diseño Sismorresistente, la comunidad de
Ñacoreque Grande - Sandia se encuentra ubicado en la zona II (sismicidad
media), por lo tanto presenta, Factor de zona Z = 0.3, Tipo de suelo S3, Factor
de suelo S= 1.4, (Tps=0.9 seg) y Factor de uso o tipo de edificación U=1.5
categoría A.
Correspondió a la etapa de prospección in-situ, donde se tomaron las muestras
de la calicata de profundidad de 1.50m, que permitieron caracterizar al suelo.
De las calicatas se extrajeron muestras alteradas para realizar ensayos Análisis
Granulométrico por tamizado, Límites de Consistencia, Humedad natural,
Clasificación de Suelos SUCS, Densidades Máximas y Mínimas.
La Estructura propuesta cumple con los requerimientos según el R.N.E.
Norma E 050 (Ítem 2.3.2), en el cual las características del suelo son iguales a
las de los terrenos colindantes, no presenta variabilidad geológica de la zona, el
tipo de edificación C.
Según la prospección efectuada, Calicata C - 1 de 1.50m, está constituido por: el
estrato superior de suelo orgánico 0.00 - 0.50m. El segundo estrato de Grava
Arcillosa (GC) 0.60 - 1.50m en estado húmedo, suelo de fino de compacidad
media de color marrón muy oscuro. Siendo un suelo uniforme conforme se
profundiza hacia el subsuelo.
ESTRATO DE FUNDACIÓN C - 1
Limite Liquido % 29.90
Limite Plástico % 17.57
I. P.
12.33
Clasificación SUCS GC
AASHTO A-2-6 ( 0 )
Humedad Natural % 11.37
Nivel Freático m 1.20
Se encontró el Nivel Freático a -1.20m en la calicata C-1, de fecha Mayo del
2014, estando en época de estiaje. Es un suelo que posee capacidad de
permeabilidad media.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
El suelo es friccionante por la presencia de gravas, y corregido por la presencia
de finos en el suelo, se tomara en cuenta el valor del ángulo de fricción, el cual
es:
Profundidad De La Cimentación: En base a las características del perfil
estratigráfico y la capacidad de carga, se recomienda cimentar a la profundidad
de Df = 1.50 metros desde el nivel de terreno natural.
Tipo de Cimentación: De acuerdo al análisis de cimentación, trabajos de campo,
ensayos de laboratorio, descripción de los perfiles estratigráficos y
características del proyecto se ha considerado un tipo zapatas cuadradas
aisladas con cimientos corridos.
Presión Admisible: Considerando el análisis de la calicata, y teniendo en cuenta
que a la profundidad de 1.50m. donde se cimentara, los cálculos fueron
realizados en la calicata C-1, el suelo tiene una compacidad media, es que se
recomienda diseñar la cimentación con una capacidad portante admisible del
suelo de qa= 0.92 kg/cm2.
Dónde:
qu Kg/cm2 : Capacidad Portante Ultima.
qa Kg/cm2 : Capacidad Portante Admisible.
Las zapatas serán desplantados a una profundidad de Df = 1.50 m en material
de Grava Arcillosa (GC) el cual es un suelo conformado por gravas y finos
arcillosos, que presenta baja resistencia admisible, en presencia de nivel
freático.
Las conclusiones y recomendaciones presentes, sólo se aplican al terreno estudiado, no
pudiendo aplicarla para otros fines o a otros sectores.
C =0.00 Kg/cm² ; Ø´ 27.47
qult = 2.27 Kg/cm² ; qadm = 0.92 Kg/cm²
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
9. ANEXOS
PANEL FOTOGRAFICO
Calicata C-1, ubicación y excavación de la calicata.
Calicata C-1, Realización de la calicata y extracción de muestras.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
Calicata C-1, Vista del perfil estratigráfico.
MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS EDUCATIVOS DE LA I.E.I. ÑACOREQUE GRANDE DEL DISTRITO DE CUYOCUYO - SANDIA - PUNO
TORES NOVAC I.C. S.R.L. – AREA DE GEOTECNIA
JR. ARGENTINA 130 - BARRIO LAVINI, CEL: 950972678 - 950869232, E-mail: [email protected]
ENSAYOS CARACTERISTICOS DE LOS SUELOS •GRANULOMETRIA •LIMITES DE CONSISTENCIA •DENSIDADES MAXIMAS Y MINIMAS •DENSIDAD DE CAMPO
Recommended