GARUDHA Ingenieros S.A.C LABORATORIO DE
MECANICA DE SUELOS
DISEO FABRICACION INSTALACIONES MANTENIMIENTO - ENSAYOS
ESTUDIO DE SUELOS
CON FINES DE CIMENTACIN
PROYECTO:
VIVIENDA MULTIFAMILIAR
UBICACIN : Urbanizacin Tilda
Calle La Minka
Mz I
Lote 12DISTRITO : AtePROVINCIA : Lima.
DPTO : Lima.
Mayo 2,011
NDICE
1.0GENERALIDADES
1.10Objeto del estudio.
1.20Ubicacin del rea en estudio.
1.30Condiciones climticas.
1.40Caractersticas del proyecto.
2.0 GEOLOGA Y SISMICIDAD
2.10 Geologa General.
2.20 Geologa Local
2.30 Geomorfologa.
2.40 Sismicidad
3.0 INVESTIGACIN DE CAMPO
3.10 Calicatas de exploracin 3.20 Toma de Muestras.4.0 ENSAYOS
DE LABORATORIO
4.10Clasificacin de Suelos.
5.0 PERFIL ESTRATIGRFICO
6.0ANLISIS DE CIMENTACIN
6.10 Profundidad de Cimentacin
6.20 Tipo de Cimentacin.
6.30 Evaluacin de la capacidad portante
7.0AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACIN
8.0CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ANEXOS
ANEXO I
Ubicacin de Calicatas
ANEXO II
Registros de excavaciones y columnas estratigrficasANEXO III
Resultado de ensayos de laboratorioANEXO IV
Material fotogrficoANEXO V
Mapa de zonificacin ssmica del Per
INFORME TCNICO
1.0GENERALIDADES
1.10Objeto del Estudio
El objetivo del presente Informe Tcnico, es el presentar los
resultados de la investigacin del subsuelo de un terreno que esta
destinado para las labores de construccin del proyecto Vivienda
Multifamiliar. Investigacin realizada mediante la excavacin de
calicatas y la ejecucin de ensayos de campo, ensayos de
laboratorio, y de los datos experimentales recogidos en obras
anteriores, para verificar las condiciones de cimentacin.
1.20Ubicacin del rea en Estudio
El terreno se ubica en la Urb. Tilda, Mz. I Lotes 12 Calle La
Minka, en el distrito de Ate, Provincia y Departamento de Lima. El
territorio comprendido entre Salamanca y Ate Vitarte corresponde a
la ecozona denominada regin Yunga, siendo la parte ms baja del
distrito. En el territorio que comprende desde Santa Clara hasta
Huaycn, es la ecozona denominada Chaupiyunga clida.
1.30Condiciones Climticas
La localidad de Ate se encuentra sobre los 355 msnm segn la
Carta Geogrfica del Per. El clima de Ate es variado, templado, con
alta humedad atmosfrica y constante nubosidad durante el invierno.
Tiene adems la particularidad de tener lluvias escasas a lo largo
del ao. La gara o llovizna, lluvia con gotas muy pequeas, cae
durante el invierno. En verano llueve a veces con cierta intensidad
pero son de corta duracin. Estas lluvias se intensifican en
violencia y duracin cuando se produce el fenmeno del "El Nio".
La temperatura media anual es de 18.5 C., las temperaturas
mximas en verano pueden llegar a 30C y las mnimas en invierno a
12C; en cada caso producen sensacin de excesivo calor o de fro,
debido a la alta humedad atmosfrica. El territorio comprendido
entre Salamanca y Vitarte se caracteriza por poseer un clima hmedo
y fro durante la mayor parte del ao, esta parte del distrito
corresponde a la ecozona denominada regin Yunga, siendo la parte ms
baja del distrito. En el territorio que comprende desde Santa Clara
hasta Huaycn, el clima experimenta un cambio, tornndose ms caluroso
y seco, esta ecozona es denominada Chaupiyunga clida.
1.40Caractersticas del Proyecto
Conforme a la informacin brindada por el proyectista, el
proyecto Vivienda Unifamiliar consistir en una construccin de
cuatro pisos y de estructuracin dual (sistema de prticos planos y
muros de albailera confinada)2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD
2.10 Geologa GeneralEn el rea de estudio tenemos aflorando rocas
intrusivas del batolito de la costa, que detallamos a
continuacin:
Superunidad Patap.- Regionalmente estas rocas son las ms
antiguas en edad, probablemente se emplazaron hace 84-102 millones
de aos atrs (Pitcher 1985).
La composicin petrogrfica es de gabros y gabrodioritas cuyas
texturas varan de grano medio a grueso, conteniendo plagioclasas en
un 30% y ferromagnesianos en un 60%, estos ltimos formados por los
minerales hornblenda y biotitas. El color de la roca es negruzca y
tiene un brillo vtrio.
En el rea de trabajo, estas rocas afloran en la quebrada
colindante oeste de La Cantuta.
Super Unidad Santa Rosa.- Esta unidad es la que aflora en la
mayor parte de los cerros que colindan la quebrada La Cantuta y est
dividida en dos subunidades:
- Tonalita - Dioritas (Santa Rosa Oscuro).- Se encuentra
aflorando en gran parte de los cerros de La Cantuta, las rocas
presentan un color gris oscuro, de grano medio a grueso,
destacndose la plagioclasa blanca de los minerales oscuros.
- Tonalita - Granodioritas (Santa Rosa Claro).- Se caracteriza
por su marcada coloracin gris clara de grano medio, se observan
minerales de plagioclasas, cuarzo, biotita y horblenda. En La
Cantuta stas se encuentran aflorando en el lado este y oeste de las
quebradas aledaas a la universidad.
Depsitos Cuaternarios.- Bajo esta denominacin se pueden incluir
a los depsitos de terrazas del ro Rmac, los depsitos de huayco que
se encuentran en las quebradas y los depsitos coluviales (depsitos
formados por gravedad) que se encuentran al pie de algunos cerros.
El rea ocupada por la universidad y otros asentamientos humanos,
son depsitos de huayco que se formaron por disgregacin de la Super
Unidad Santa Rosa. Para mayores detalles se tratar como
geoformas.2.020 Geologa Local
Los valles que se ubican en la vertiente occidental de la
cordillera de los andes tales como el valle del Rmac se han
desarrollado por el rpido levantamiento de la cordillera de los
andes y por los grandes aluviones o huaycos que se producan y aun
producen. La zona materia de estudio se encuentra en la zona media
del valle, a una distancia de 200 ml del cerro Mayorazgo y a unos 3
kilmetros de ro Rmac. Estando el ro encajonado entre las montaas
tonalticas del grupo Santa Rosa del Cretceo superior, las cabeceras
de esas montaas llegan hasta los 700 msnm. (Quebrada Seca Horacio
Zevallos). 2.30Geomorfologa
Segn la Carta Geolgica Nacional, el rea de estudio corresponde a
la geoforma regional denominada estribaciones andinas occidentales,
cuya caracterstica corresponde a las laderas y crestas marginales
de la cordillera andina, de topografa abrupta, formada por plutones
y stocks del batolito costanero, que ha sido disectado por el ro
Rmac y las quebradas tributarias a l.
La geomorfologa local est constituida por tres geoformas, que se
detallan:
Cerros Escarpados.- Se caracteriza por su topografa abrupta, con
pendientes de 60 a 80, conteniendo rocas granodiorticas
meteorizadas, produciendo exfoliacin, desmenuzamiento y
posteriormente erosin elica y fluvial. El cerro posteriormente
erosin elica y fluvial. El cerro ms alto es el Talcomachay que se
encuentra en la parte alta de la Universidad, lado sur este.
Depsito de Huaycos.- Las principales quebradas son Santo
Domingo, La Cantuta I y Cantuta II, que estn ubicadas casi
perpendicularmente al ro Rmac (ver Foto N 1). En pocas de
lluvias,entre enero a marzo, puede extraordinariamente producirse
huaycos con consecuencias catastrficas. Los depsitos de estos
flujos de barro y rocas en sus conoides de deyeccin se encuentran
como un material heterogneo, con algunos fragmentos de roca de
gigantescas dimensiones (8x9x6 m); pero, mayormente de dimensiones
de 1 - 30 cm, con matriz de arena, limo y arcilla.
Terrazas Fluviales.- Estos materiales se encuentran al fondo del
valle del Rmac y fueron formados por el accionar del ro Rmac en el
ltimo milln de aos (cuartario), que en pocas pasadas ha ido
erosionando y profundizando su cauce y a sus costados formando
terrazas en tres niveles que estn compuestos por cantos rodados,
arenas, limos y arcillas, estas peneplanicies, actualmente estn
siendo ocupadas por diversos asentamientos humanos, que
peligrosamente estn propensos a las inundaciones producidas por el
ro Rmac, ya sea en Chosica u otros lugares, y en la Universidad, el
jardn botnico est propenso a tener problemas de inundacin.
La interaccin entre depsitos de huaycos y depsitos del ro Rmac
est entrecruzada, ya que se observa huaycos antiguos cortados por
el ro Rmac.
2.40 Sismicidad.
Desde el punto de vista ssmico, el territorio Peruano, pertenece
al Crculo Circumpacfico, que comprende las zonas de mayor actividad
ssmica en el mundo y por lo tanto se encuentra sometido con
frecuencia a movimientos telricos. Pero, dentro del territorio
nacional, existen varias zonas que se diferencian por su mayor
menor frecuencia de estos movimientos, as tenemos que las Normas
Sismo - resistentes del Reglamento Nacional de Construcciones,
divide al pas en tres zonas:
Zona 1.- Comprende la ciudad de Iquitos, y parte del
Departamento de Iquitos, parte del Departamento de Ucayali y Madre
de Dios; en esta regin la sismicidad es baja.
Zona 2.- En esta zona la sismicidad es meda. Comprende el resto
de la regin de la selva, Puno, Madre de Dios, y parte del Cusco. En
esta regin los sismos se presentan con mucha frecuencia, pero no
son percibidos por las personas en la mayora de las veces.
Zona 3.- Es la zona de ms alta sismicidad. Comprende toda la
costa peruana, de Tumbes a Tacna, la sierra norte y central, as
como, parte de ceja de selva; es la zona ms afectada por los
fenmenos telricos.
El terreno en estudio, se encuentra en la Zona 3, de alta
Sismicidad. A pesar de ello, en sus caractersticas estructurales no
se identifican rasgos sobre fenmenos de tectonismo que hayan
influido en la estructura geolgica de la zona.
Parmetros de Diseo Sismo Resistente
De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones, la Norma
E-030-Diseo Sismo resistente, se deber tomar los siguientes
valores:
(a) Factor de Zona
Z = 0.4 (*')
(b) Condiciones Geotcnicas
El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S2, que
corresponde a un suelo intermedio.
(c) Periodo de Vibracin del Suelo
To = 0.6 seg
(d) Factor de Amplificacin del Suelo
S = 1.2*'El rea en estudio, corresponde a la zona 3, el factor
de zona se interpreta como la aceleracin mxima del terreno con una
probabilidad de 10% de ser excedida en 50 aos.
3.0INVESTIGACIN DE CAMPO
Para determinar las caractersticas fsicas mecnicas del suelo, lo
cual nos ha permitido obtener las condiciones de resistencia para
la cimentacin, se han realizado tres excavaciones con profundidad
de 2.50m por debajo del nivel de la plataforma de terreno
existente. De estas excavaciones se ha obtenido muestras en
suficiente cantidad para la ejecucin de los respectivos ensayos de
laboratorio.
3.10 Calicatas de exploracin
Tal como se indica se realiz tres excavaciones, Extrayndose
muestras en cantidad suficiente, lo que nos ha permitido inferir
las caractersticas del sub suelo, complementando la informacin con
las condiciones de frontera observadas. Las profundidades de las
calicatas excavadas han sido las siguientes:
CALICATA NPROFUNDIDAD EXCAVADA
C 1 2.50
C 2 2.50
C 32.50
3.20 Toma de MuestrasSe extrajo muestras representativas de las
excavaciones.
4.0ENSAYOS DE LABORATORIO
Se realizaron los respectivos ensayos de Mecnica de Suelos de
acuerdo a las normas ASTM que exige el RNE, lo que ha permitido
determinar su clasificacin de acuerdo al sistema unificado de
clasificacin de suelos (SUCS).
ASTM D-422 ASTM D-2216 ASTM D-423
ASTM D-424 ASTM D-3080 BS 1377- Parte3.
4.10Clasificacin de Suelos
Los suelos han sido clasificados de acuerdo al Sistema Unificado
de Clasificacin de Suelos (SUCS) GP, suelos de partculas gruesas
grava limpia, grava mal graduada, mezcla de grava, arena y arcilla
con poco o nada de finos. Los resultados de ensayos de laboratorio,
se adjuntan al presente.
5.0 PERFIL ESTRATIGRAFICO
Calicata C1.- Se observo columna estratigrfica como sigue: los
primeros 0.50m de profundidad, se aprecio relleno con tierra sin
control (presencia de material orgnico e inorgnico), los siguientes
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (pocos
finos), tierra de color marrn claro, semi compacto. Los ltimos
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (boconera
de piedra tamao Max. 4), tierra de color marrn claro, semi
compacto.
Calicata C2.- Se observo columna estratigrfica como sigue: los
primeros 0.50m de profundidad, se aprecio relleno con tierra sin
control (presencia de material orgnico e inorgnico), los siguientes
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (pocos
finos), tierra de color marrn claro, semi compacto. Los ltimos
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (boconera
de piedra tamao Max. 4), tierra de color marrn claro, semi
compacto.
Calicata C3.- Se observo columna estratigrfica como sigue: los
primeros 0.50m de profundidad, se aprecio relleno con tierra sin
control (presencia de material orgnico e inorgnico), los siguientes
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (pocos
finos), tierra de color marrn claro, semi compacto. Los ltimos
1.00m de profundidad se aprecio mezcla de arena y grava (boconera
de piedra tamao Max. 4), tierra de color marrn claro, semi
compacto.
6.0 ANLISIS DE LA CIMENTACIN
6.10Profundidad de Cimentacin
De acuerdo con las caractersticas del subsuelo descrito
anteriormente, as como de la estructura a construir, se ha
considerado para el anlisis una profundidad de: para Cimentacin
corrida de 0.90m y para Zapatas de 1.00m a partir del nivel de la
subrasante del falso piso del 1er Piso, apoyada siempre sobre el
suelo natural. Df cimiento corrido= -0.90
Df zapatas
= -1.00
6.20 Tipo de Cimentacin
De las coordinaciones con el proyectista, se recomienda el uso
cimentacin mediante zapatas cuadradas o rectangulares para la
estructura aporticada, las mismas que podrn ser conectadas
dependiendo del requerimiento estructural, principalmente para
logar una buena competencia ssmica, As como cimientos corridos para
los muros de albailera portantes y no portantes.
6.30 Clculo de la Capacidad Portante Cimentacin
A la profundidad considerada de 1.50m. para el caso de las
zapatas y de 0.90m para el caso de los cimientos se apoyarn sobre
el suelo natural cuyas caractersticas de resistencia se han
determinado a partir de las particularidades del suelo, realizando
clculos con los parmetros obtenidos en ensayo de laboratorio de una
muestra representativa de suelo cuya tipologa hemos considerado
tpica para la evaluacin. Utilizndose para efectos de clculo los
siguientes resultados:
Df(Zapatas) = 1.00mDf(Cimientos corridos) = 0.90m
Suelo de Cimentacin = GP (SUCS)Angulo de friccin interna (
=30
Cohesin C = 0.60 Kg/cm2Densidad Unitaria =1.62T/m3
Peso Especifico ( =2.5T/m3Factor de Seguridad = 3
Aplicando la Teora de Karl TERZAGHI, la Capacidad Portante
ser:
Qd = Sc x C x Nc + Sq x ( x Df x Nq + Sy x ( x x B x N( Qd =
3.26 Kg/cm2 (Suelo denso o compactado)
Qd = 1.26 Kg/cm2 (Suelo suelto o blando)
Por tanto.- Para el presente estudio se asumir: Qd=3.00 Kg/cm2,
por ser un suelo de semi compacto a compacto - Por CBR (34.27%)
siendo Mod. Resistencia del suelo K= 9.60kg/cm2/cm se tiene
Capacidad portante Asumida para cimentaciones Qu= 3.076 kg/cm2.
6.40 Anlisis de Asentamientos
Se ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento total de
la cimentacin a 1 (2.54cm.). As, el asentamiento elstico inicial
segn la Teora de la elasticidad (Lambe y Withman, 1,969), est dado
por:
Donde:
S = Asentamiento (cm)
Q = Esfuerzo neto transmitido (CC=2.0kg/cm2)
B = Ancho de cimentacin (CC=0.50m)
Es = Mdulo de Elasticidad (150kg/m2.)
u = Relacin de Poissn (0.30).
Iw= Factor de Forma (210).
Se recomienda que para la resistencia propuesta, la cimentacin
procure ser rigidizada, considerando un peralte apropiado para la
misma, evitando en lo posible utilizar cimentaciones flexibles,
toda vez que los asentamientos producidos sobre el suelo de
fundacin, no tienen compatibilidad con dicho sistema de
cimentaciones. Verificndose el resultado obtenido:
7.00AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACIN
Se ha realizado el Anlisis Qumico para determinar el contenido
de Sulfatos, Cloruros y Sales Solubles en el Laboratorio de Agua y
Suelos de la facultad de Ingeniera Agrcola de la Universidad
Nacional Agraria La Molina, obtenindose los siguientes resultados
:
Sulfatos (SO4)
=38.63 ppmCloruros (Cl)
=38.70 ppm.
Sales Solubles Totales
= 245.40 ppmELEMENTOS QUMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACIN
Presencia en el suelo de
p.p.m.Grado de alteracinObservaciones
*
SULFATOS (SO4)
0 1,000
1000 2,000
2000 20,000
> 20,000Leve
Moderado
Severo
Muy severoOcasiona un ataque qumico al concreto de la
cimentacin
**
CLORUROS (CL)
> 6,000PerjudicialOcasiona problemas de corrosin a las
armaduras o elementos metlicos.
**
SALES SOLUBLES TOTALES
(SST)
> 15,000PerjudicialOcasiona problemas de prdida de
resistencia mecnica por problemas de lixiviacin.
* Comit 318-83 ACI.
** Experiencia Existente.
De acuerdo al Manual de Concreto Americano y las Normas Tcnicas
de Edificaciones Peruanas, el contenido de sulfatos indica que el
grado de agresin se encontrara en el rango de leve, para lo cual se
puede utilizar Cemento Prtland tipo I.
8.00CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1.-Se ha verificado en la excavacin, que en el rea en estudio
existe una capa de relleno sanitario de 0.50m, el mismo que deber
ser eliminado y remplazo por terreno natural controlando su
compactacin. 2.-Conforme a la informacin brindada por el
proyectista, el proyecto Vivienda Multifamiliar consistir en una
edificacin de estructuracin dual o mixta. Prticos planos con muros
confinados.
3.-Se recomienda cimentar las estructuras: Para el caso de
cimientos corridos a una profundidad de 0.90m. Y para el caso de
zapatas a una profundidad de 1.00m, partir del nivel de la
subrasante del falso piso del 1er Piso, apoyada siempre sobre el
suelo natural,
4.- Asumir como valor de capacidad portante del terreno=
3.00Kg/cm2.
5.-Parmetros recomendados para el anlisis ssmico.
Factor de ampliacin del Suelo S = 1.2Factor de Zona Ssmica
(3) Z = 0.4
Periodo Tp(s) = 0.66.-Los resultados de laboratorio indican que
no habr agresividad del suelo a la cimentacin, por lo que se
utilizara cemento Prtland tipo I. 7.-Para el diseo de muros de
contencin y calzadura (de ser el caso), se utilizar un valor del
coeficiente de empuje activo promedio de Ka=0.30. 8.-Durante las
excavaciones para la cimentacin deber verificarse que se hayan
sobrepasado las capas superiores de suelo de relleno. Si al
efectuar la excavacin para los cimientos hasta las profundidades de
cimentacin mnimas recomendadas no se satisface este requisito,
deber profundizarse la cimentacin hasta cumplirlo y vaciar en la
altura de sobre-excavacin efectuada con un falso cimiento de
concreto pobre ciclpeo.9.-Si al nivel de cimentacin se encuentra
bolsn de suelo de relleno deber profundizarse la cimentacin hasta
sobrepasarlo y vaciar en la altura de sobre-excavacin efectuada, un
falso cimiento de concreto pobre ciclpeo.10.-En los casos en que en
el emplazamiento de un cimiento haya sido efectuada una excavacin
hasta una profundidad mayor que la profundidad considerada para la
cimentacin (calicata por ejemplo), deber rellenarse a la altura de
sobre-excavacin efectuada con concreto pobre ciclpeo.11.- Los
resultados del presente estudio, son solo vlidos para la zona de
estudio investigada.ANEXO I
Ubicacin de CalicatasANEXO II
Registro de Excavaciones y Columnas Estratigrficas
ANEXO IIIResultados y ensayos de laboratorio
ANEXO IV
Material fotogrfico
ANEXO V
Mapa de zonificacin ssmica del Per
PAGE Oficina : Calle Ri Moche 164 Pueblo Libre Telefax:
461-8568
Laboratorio: Jr. Pedro Remy 198 Urb. Ingeniera - SMP
482-9856
_909344769.unknown
