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Gobierno Regional DIRECCION REGIONAL DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES ICA- ICA
“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material
SOLICITA : GERENCIA SUB REGIONAL DE PISCO
PROYECTO : REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA.
UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI.
DISTRITO : HUMAY
PROVINCIA : PISCO
REGIÓN : ICA
1 INFORME TÉCNICO.
Gobierno Regional DIRECCION REGIONAL DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES ICA- ICA
“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialCONTENIDO
1. ALCANCES DEL ESTUDIO
2. UBICACIÓN
2.1 CONDICIÓN CLIMATOLOGICAS
3. MORFOLOGÍA
4. GEOLOGÍA
5. HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA EN EL ÁREA DE EMPLAZAMIENTO
5.1 GEODINAMICA
5.2 HIDROLÓGIA
5.3 SISMICIDAD
6. INFORMACIÓN PREVIA6.1 DE LA OBRA A CIMENTAR
6.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA
6.3 DE LOS TERRENOS COLINDANTES
6.4 NUMERO DE PUNTOS A INVESTIGAR
6.5 TIPO DE MUESTRAS EXTRAIDAS
7 TRABAJOS EFECTUADOS
7.1 EXPLORACIÓN DE CAMPO
7.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Y CAMPO
7.3 DE LOS SONDEOS Y EXPLORACIONES
8. CLASIFICACIÓN DE SUELOS8.1. PERFIL ESTRATIGRAFICOS
8.2 CONFORMACIÓN DE SUBSUELOS
8.3 NIVEL DE LA NAPA FREÁTICA
9. ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA9.1 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN
9.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN
9.3 TIPO DE CIMENTACIÓN
9.4 ANÁLISIS POR MÉTODO DE CORTE
9.5 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE
9.5.1 CAPACIDAD ADMISIBLE (qa)
9.5.2 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE
9.5.3 CALCULO DE DE ASENTAMIENTO
9.5.4 SUELOS COLAPSABLES Y EXPANSIVOS
9.5.5 AGRESIVIDAD DE SUELO DE CIMENTACIÓN
11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO
12. FOTOGRAFÍAS
13. ANEXOS
2 INFORME TÉCNICO.
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“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material1. ALCANCES DEL ESTUDIO.
El presente informe técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado al
proyecto : REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA
LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS
LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA, por medio de
trabajos de campo a través de pozos de exploración o calicatas , sondeos, ensayos de
laboratorio estándar y especiales a fin de obtener las principales características físicas
mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y deformación y la agresividad química
de sus componentes, y valores de gabinete en base a los cuales se define los perfiles
estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante admisible,
asentamiento, y las recomendaciones generales para la cimentación. así como los
resultados y conclusiones obtenidos en el estudio de suelos, ejecutado conforme a las
normas vigentes de reglamento nacional de puente versión 4.0 aprobado por el Ministerio
de Transportes y Comunicaciones, de la especificaciones de la American Association of
State Highway and Transportación Offcials (AASHTO) siendo al Diseño y Construcción de
Puentes, con la finalidad de determinar la información requerida para el diseño de la
cimentación del proyecto: Instalación del puente Colgante para el huamay rio Pisco.
2. UBICACIÓN. El terreno materia del presente estudio, se encuentra Ubicado en -Distrito de
Humay- Provincia de Pisco - Región de Ica, a 410snm.
2.1 CONDICION CLIMATOLOGICAS
El clima de la provincia de pisco esta influenciado por la corriente peruana de Humboldt y la
cordillera de los andes; con escasa precipitación en la costa que da origen a un clima
desértico calido y seco, en el desierto de Pisco la insolación es alta, el clima andino es
templado – calido en el (distrito de Humay) y templado en la quechua (parte alta de
Huàncano). Los resultados de la estación meteorológica de pisco, arroja lo siguiente:
- La precipitación pluvial en el valle es casi nula, La zona donde se ubica el terreno es
Desértica, de clima semicalido, con presencia de lluvias en todas las estaciones del año,
Registrándose la precipitación más alta de 9.6 mm, en el periodo 1979-2000 (Febrero de
1982).
3 INFORME TÉCNICO.
Gobierno Regional DIRECCION REGIONAL DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES ICA- ICA
“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material- La temperatura media mensual varia de 15.8 a 23.3 º C registrándose temperaturas
medias máximas de 28.9ºC y minima de 9.8º C en los meses de enero y agosto
respectivamente.
- Humedad relativa la media mensual, varia de 81 a 83 %, registrándose máxima de 87 % y
minima de 77% en los meses de junio y febrero respectivamente.
- Los vientos de sur y sur oeste son los mas frecuentes con velocidades medias de 8 km. Por
hora, es de especial importancia el viento “paracas” que se presenta al sur de pisco y
alcanza a veces excepcional velocidad.
3. MORFOLOGIA
En el Distrito de Humay, se encuentra ubicado entre la costa y sierra a una altura 994
m.s.n.m. latitud 13o35’57”- longitud 75o37’13”del meridiano de Greenwich. La zona
estudiada se encuentra localizada dentro de la cuenca de Ríos que llevan agua en épocas de
lluvias.
El valle de los Ríos esta conectado al Distrito cercano y a las principales poblaciones de la
Costa Oeste mediante la Carretera Libertadores y Panamericana, la más importante de la red
de carreteras del país. Esta carretera une las ciudades de ICA y Lima mediante un tramo
asfaltado de 245 km de longitud Fisiograficamente, este valle de esta constituido
principalmente por laderas de cerros ambos extremo al lado izquierdo del Río pisco, por sus
abanicos y paisajes material de depósitos aluviales, eólico.
La precipitación pluvial es abundante en la estación del próximo al litoral, registra un
promedio anual de 9.6 mm de precipitación. Es conveniente hacer notar que las
precipitaciones pluviales registradas, provienen principalmente de la condensación de las
neblinas invernales del lugar (Junio- Setiembre), procedentes del océano del pacifico La zona
estudiada se encuentra dentro de la formación pre-montano, que se extiende desde el
litoral, hasta los 2000 m de altitud, cubriendo una extensión de 905.14 km m2 Posee tres
sectores de uso:
-Área agrícola de quebrada
-Área Hidromorfica,
-Montañas pre –Áridas
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“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEn el Distrito de Humay, existen tierras con fuerte problemas de agua o con un buen
drenaje que requiere de inversiones relativamente elevadas para su explotación
como terreno de cultivos.
4. GEOLOGÍA.
Desde el punto de vista geológico, el área de la zona estudiada constituye una gran
cuenca de sedimentación, entre el río ambos lados del Norte y Sur se ubican de
laderas de cerro en donde se depositaron unidades litológicas de orígenes
cuaternaria y continentales, las que posteriormente fueron perturbadas por la
intrusión batolítica y por movimientos geológicos tanto del tipo orogénico como
epirogenetico, como lo testifican el levantamiento de los Andes y del desarrollo de
diversas estructuras geológicas, principalmente en el sector de la cuenca. Las rocas
que afloran en la región son sedimentarias, metamórficas e ígneas, Las primeras
están representadas por calizas, arenisticas, diatimita , lutitas , alternancias de
sedimentos finos con material volcánico.
Las segundas por ortocuarcitas, cuarcitas y mármol, y las ígneas están conformadas
principalmente por intrusiones de composición granitoide que forman parte del
batolito andino que aflora en esta región del país y por efusiones volcánicas que
cubren parcial o totalmente estructuras y rocas mas antiguas. La edad de estas rocas
comprende desde el jurasico superior hasta el cuaternario reciente.
5. HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA DEL ÁREA DE EMPLAZAMIENTO
El presente capítulo comprende el análisis del régimen hídrico del río Pisco en el sector Playa
Lobería-Humay, que pertenece a la cuenca baja del río. Este es el único río que será
evaluado en el estudio ya que se ubica en el área de influencia directa de la zona de estudio.
El análisis permitió evaluar los aspectos hidrológicos, sus parámetros morfológicos e
hidrofisiográficos, a fin de contar con mayores elementos de juicio sobre el comportamiento
hidrológico del río Pisco. Se analizaron los caudales medios y se estimaron los caudales
máximos y para diferentes periodos de retorno (10, 20 50 y 10 años), a partir de la estación
Letrayoc (cuenca del río Pisco).
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEstación Río Latitud Longitud Altitud Caudal Medio
(m3/seg)
Letrayoc Pisco 13°40’ 75°45’ 640 25
Geodinámica
El cauce del río Pisco , que presenta un cauce definido; limitado en sus riberas por
terrazas los cuales se encuentran cubiertas de abundante piedra de canto rodado,
gravas, arenas y material pedregoso de grandes dimensiones y rocas. Tiene un
régimen estacional de descargas, lo cual se presenta especialmente en épocas de
avenidas, con procesos de socavación de su lecho. Motivando esto la profundización del
mismo.
5.2.1 Estimación del caudal de Diseño
El aporte hídrico de la cuenca del río en el sector Humay, y para fines de diseño del
presente proyecto, ha sido estimada teniendo en cuenta las formulaciones
establecidas por el método de Gumbel. Consecuentemente con la memoria de calculo
d e l c a u d a l d e diseño, se ha elegido para los fines del presente proyecto un
caudal de diseño a un periodo de retorno de cien años de 631.64 m3/seg, y para un
periodo de retorno de quinientos (500) años de 766.45 m3/seg.
5.2.3 Estimación de la Socavación y erosión del cauce
La socavación que se produce en un cauce determinado no puede ser calculada con
exactitud, solo estimada, pues son muchos los factores que intervienen en la ocurrencia
de este fenómeno. El calculo de la socavación y erosión general se basan en el
método de Lischtvan – Levediev. Que se fundamenta en el Equilibrio entre la
velocidad media en la corriente y la velocidad media del flujo que se requiere para
erosionar un material de diámetro y densidad conocidos. Considerando que el material
del lecho del río es heterogéneo y poco cohesivo, los cálculos de la socavación
general del cauce arrojan una profundidad de socavación potencial de 3.20 m. en la
zona de emplazamiento de los estribos.
(Ver memoria de Cálculo de la socavación). Al haberse obtenido la erosión local en los
estribos equivalente a 3.20 m. la cota de fundación Df, se proyecta a 3.50, como
mínimo.
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material5.3.- SISMICIDAD
5.3.1.- EFECTOS SÍSMICOS
La actividad sísmica de la zona es manifestación de tectonismo que se desarrolla a lo largo
del margen pacifico y oriental de la cordillera de los andes .
Según Gutenberg Richter los focos superficiales (0 - 62 km.) bordean la región costera y el
flanco occidental de la cordillera de los Andes, incrementándose con algunas de
profundidad intermedia (65 – 300 km). De acuerdo a la publicación del instituto de
geología y minería correspondientes al Dr. Enrique Silgado Ferró, las vibraciones
producidas por un sismo se transmiten a partir de su origen a través de las rocas de la
corteza terrestre.
En un lugar del pacifico, las vibraciones que llegan al basamento rocoso son a su vez
transmitidas hacia la superficie a través de los suelos existentes en el lugar. En el presente
estudio para determinar la sismicidad del lugar se han analizado las aceleraciones
procedentes de los mapas de aceleraciones máximas en la roca para periodos de
recurrencia sísmica de 30, 50, 100 años, propuestas por Casaverde y Vargas (1980) los
que indican que el terreno estudiado se encuentra en una zona de alta sismicidad.
Los sismos en la zona de estudio están asociados al fenómeno de subducción de la Placa
de Nazca con la placa sudamericana, originando sismos de profundidad epicentral de
naturaleza superficial e intermedia principalmente.
5.3.2.-CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS
Se clasifican los suelos en tres grupos por tipo de suelo de cimentación por el periodo
predominante Ts de la estratigrafía. Los que indican que el terreno estudiado de REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE
FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO
DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA . Se encuentra en una zona de sismicidad
muy severo definida como ZONA = 3 contando con un factor de zona Z=0.4.g
(aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50
años). De acuerdo al Reglamento Nacional de construcciones, Norma Técnicas de
Edificaciones E-0.30, Diseño sismorresistente, el área estudiada tiene las siguientes
características suelos intermedio de gran espesor, cuyas características sísmicas son:
CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE SUELOS DE CIMENTACIÓN
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PARÁMETRO DE SUELO VALORTipo de suelo S3
Factor de zona (Z) 0.40Periodo predominante que define la plataforma del espectro (Tp) 0.6Factor amplificación del suelo de acción sísmica (S) 1.2Norma E-0.30estructura Puente peatonal proyectado
Por lo expuesto podemos afirmar que en el presente caso dada la clasificación de suelo a
nivel de cimentación le corresponde un periodo de Ts =0.6 para efecto de diseño sismo.
5.3.3.-FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE
La fuerza horizontal o cortante en la base debido a la acción sísmica se determinara
mediante la siguiente expresión:
V = Z x V x S x C x P / Rd
Z = Factor de zona
U = Factor de uso
S = Factor de suelo
C = Coeficiente sísmico,
Rd = Factor de ductilidad,
P = Peso de la estructura
Los valores de aceleraciones máximas a nivel de roca platónica para la zona en
estudio considerando una excedencia de 10 % en un tiempo de vida útil de la
estructura de 50 y 100 años son 0.36 g y 0.42 g respectivamente, mientras que
los valores de aceleraciones efectivas , considerando un factor de reducción de
2/3, son de 0.28 g y 0.24 g .finalmente estimando la posible amplificación que
podrían sufrir las ondas sísmicas propagándose verticalmente a través del suelo
gravoso y rocosa rígida de gran potencia, los valores de aceleración máxima
superficial resultarían del orden de 0.50 g y 0.60 g para 50 y 100 años de vida
útil respectivamente.
VALORES DE ACELERACIÓN OBTENIDOS PARA LA ZONA EN ESTUDIO
Tiempo de vida util (años) Aceleración máxima
Aceleraciónefectiva
Aceleración superficialefectiva
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material50 0.46 0.31 0.50
100 0.52 0.35 0.60
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Figura 1.1. Zonificación sísmica del Perú(Reglamento Nacional de Construcciones, 1990)
10 INFORME TÉCNICO.
ÁREA DE ESTUDIO
ÁREA DE ESTUDIO
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Figura 1.2. Mapa de Distribución de Máxima Intensidad Sísmica (Alva 1984)
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Figura 1.3. Mapa de Iso aceleraciones para 475 años de Periodo de Retorno
12 INFORME TÉCNICO.
ÁREA DE ESTUDIO
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ÁREA DE ESTUDIO
ÁREA DE ESTUDIO
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5.3.4.- POTENCIAL DE LICUACIÓN DE SUELOS
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El fenómeno de licuación de suelos es un problema que en las condiciones actuales no es
posible que ocurra, debido a las condiciones del suelo denso.
6. INFORMACIÓN PREVIA
6.1 DE LA OBRA A CIMENTAR
El proyecto materia del presente estudio, se encuentra destinada para Uso Público,
lo cuál según la Norma E.030 es categorizado como “edificación esencial” cuya
función no debería interrumpirse inmediatamente después de que ocurra un sismo; el
coeficiente de uso e importancia (U) para la presente edificación es igual a 1.5. La
Clasificación, para los fines de la determinación del programa Mínimo de
exploración del EMS, de la Norma E-050, de acuerdo a la tabla Nº 2.1.2, es tipificada
como:
TIPO DEESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTREAPOYOS
TIPO DEEDIFICACIÓN
Estructura especial Mayor a 10 m. A
Los tipos de edificación A, B y C, designan la importancia relativa de la Estructura desde
el punto de vista de la investigación de suelos necesaria para cada tipo, siendo el A más
exigente que el B y este que el C.
6.2 DATOS GENERALES DE LA ZONA
Para la realización del estudio de suelos de la zona, las condiciones topográficas,
Evidencian efectos de Geodinámico externa, provenientes del río CC.PP. Pantayco en el
Km 36.5 de la via Libertadores Wari-D i s t r i t o d e H u m a y , por lo cual es visible una
segregación de los materiales finos principalmente, esto es causado por los efectos
fluvio aluviales mencionados, este material se halla con densidades medias a mas, de
acuerdo a la evaluación realizada (la evaluación de los suelos se han Hecho a través
de pozos de sondeo y ensayos de Penetración Ligera), el material subyacente esta
compuesto por un material normalmente consolidado.
6.3 DE LOS TERRENOS COLINDANTES
Se comprueba que las características del suelo son supuestamente iguales a las de los
terrenos colindantes ya construidos (puente colgante de estribos de concreto y
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Asimismo, no existen infraestructuras cercanas que presenten anomalías como grietas o
desplomes originados por el terreno de cimentación. De lo cual puede deducirse que
el suelo es un material aceptable como terreno de fundación. En cuanto a las fallas
geológicas, estas de acuerdo al mapa geológico se encuentran ubicadas en forma
relativamente cercanas a la zona de estudio. En general toda esta zona es susceptible
de sufrir cambios geológicos importantes, debido al proceso dinámico de interacción
de las placas Sudamericana y Nazca, ya que existen en las zonas y terrenos colindantes.
Grandes irregularidades como afloramientos d e r o c a s , fallas geológicas, estratos
erráticos, etc. Lo cuál debe tenerse en cuenta en el cálculo de la estructura.
6.4 NUMERO “N” DE PUNTOS A INVESTIGAR
La cantidad y profundidad de los sondajes de acuerdo a las Normas del Reglamento
de Puentes es según a la magnitud y complejidad del proyecto. La profundidad de las
exploraciones y sondajes se ha definido considerando un predimensionamiento de la
cimentación y las condiciones locales del subsuelo. En el caso nuestro, al tratarse de la
fundación de un puente colgante 95.00 metros de Luz, se realizo la cantidad de 03 calicatas,
dentro de la zona de cimentación de cada uno de los estribos y 03 ensayos de penetración
Ligera – DPL.
UBICACIÓN DE CALICATAS DE PUENTE PEATONAL
UBICACIÓN Calicata SÍMBOLO
RIO ESTRIBO IZQUIERDO
CC.PP PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS
LIBERTADORES WARI
1
6.5 TIPO DE MUESTRAS EXTRAÍDAS
Para el presente estudio, se ha tomado en cada sondaje una muestra tipo Mab por
estrato, hasta el plano de apoyo de la cimentación prevista Df, y a partir de esta se ha
procedido a tomar una muestra tipo Mib, cada metro, hasta alcanzar la profundidad P.
Alternativamente se ha procedido a realizar dos ensayo “in situ”, en cada calicata
realizada.
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7. TRABAJOS EFECTUADOS
Los trabajos relacionados al estudio, consistieron en la determinación de las
características geotécnicas de los materiales, así como de la capacidad portante en la
zona donde se proyecta la construcción de los estribos.
7.1 EXPLORACIÓN DE CAMPO
El reconocimiento del área de investigación consistió en observar la topografía y el
perímetro del área a edificar. Seguidamente se determinó la ubicación de la perforación a
realizar. Efectuándose las calicatas a una profundidad de 3.50 m aproximado de la
cimentación, contando a partir del fondo de la base.
EJECUCIÓN DE CALICATAS EN ÁREA DE ESTUDIO
UBICACIÓN DE ESTRIBO IZQUIERDO
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CUADRO Nº 1 RESULTADOS DE LABORATORIO
SONDAJE
DPL
PROFUNDIDAD
(m)
Registros de
Golpes
N PDL
Golpes/ 10
cm
PENETRACIÓN
(cm)
S-1 2.60 – 2.70 18 18 10
S-2 2.70 – 2.80 16 16 10
S-3 2.80 – 2.90 22 22 10
S-4 2.90 - 3.50 22 22 10
7.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Y CAMPO
Se realizaron los trabajos de campo, conforme a las normas vigentes. En el laboratorio
se seleccionaron las muestras típicas, se verifico la clasificación visual de las
muestras y se procedió a ejecutar con ellas los ensayos (de campo y de laboratorio) que a
continuación se mencionan:
- Recolección de muestras ASTM 420
- Contenido de Humedad ASTM 2216
- Análisis granulométrico ASTM D 422
- Peso especifico ASTM D 854
- Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) ASTM D 2487 y D2488
- Limite Líquido ASTM D 4318
- Limite Plástico ASTM D 4318
- Densidad Relativa ASTM D 4253
ASTM D 425
- Ensayo de Penetración Standar ASTM D 1586
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7.3 DE LOS SONDEOS Y EXPLORACIONES
Las calicatas se efectuaron en número de tres, uno en cada margen del río, cerca al
lugar donde se proyecta la ubicación de los estribos.
• 01 DPL en la margen Izquierda .
Con el análisis de la información recopilada tanto en el campo como en laboratorio, se
procedió a la determinación de la capacidad portante del terreno. Cabe mencionar que
cada estructura corresponde a una unidad de diseño con características de resistencia del
subsuelo y alternativas de cimentación particulares. De los sondeos y los resultados del
DPL correlacionados con el de Penetración Standar, podemos resumir las siguientes
características:
8. CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al sistema
unificado de clasificación de suelos (S.UC.S) y a las muestras restantes que no figuran en el
cuadro fueron clasificados por pruebas sencillas de campo, observación y comparación con
las muestras representativas ensayadas.
CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS
PUENTE
ESTRIBO IZQUIERDO
Calicata 1Muestra M-1
Profundidad(m) 00 - 3.50
% PASA MALLA Nº. 4 42.90
% PASA MALLA Nº. 200 10.56
LIMITE LIQUIDO 18.50Índice de plástico N.PContenido de humedad (%) 5.47
GRUPO AASHTO A-1-a(0)Clasificación de suelos SUSC GP
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8.1.- PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
Con la información obtenida mediante los análisis estratigráficos, limites de atterberg y
observando los perfiles estratigráficos de las excavaciones se obtuvieron los siguientes
resultados. De la calicata realizada se evalúa y sintetiza la secuencia estratigráfica del suelo.
8.2.- CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO
Calicata 1 (C-1) ESTRIBO IZQUIERDO DEL RIO
Según la prospección efectuada en la C-1 de 3.50 m de profundidad y el análisis de la
muestra recuperada, el suelo de fundación esta constituido por una capa de suelo, la unica
capa a una profundidad de 0.00 – 3.50 m, es un estrato con piedra de canto rodado de
tamaño de 1 a 8“ en toda la superficie, el estrato de suelo aluvial, esta conformado por
gravas de canto rodado empacadas en una matriz de limo arenoso, con algunos de restos de
vegetales y color beigs claro , perteneciente en la clasificación SUCS que corresponde grava
mal graduado(GP).
8.3. NIVEL DE LA NAPA FREÁTICAEl nivel de la Napa Freática varia de acuerdo a las épocas de avenidas, debido a lo cual
en el proceso de cálculo, se ha considerado la presencia “superficial” del nivel freático,
siendo este determinante en el cálculo de la capacidad de soporte del suelo, originando
una modificación de las características físico mecánicas de los suelos, como consecuencia
de los cambios en el contenido de humedad del suelo de fundación.
9.0.- ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA
La cota de cimentación de los estribos estará determinada al conjugar la información
proporcionada por los parámetros geotécnicos así como los proporcionados por las
restricciones de hidrología o hidráulicas. Considerando las condiciones físicas y
mecánicas de los suelos encontrados y la cota de desplante estimada en el proyecto.
Se determina que la profundidad mínima de desplante corresponderá a una cimentación
Superficial, se debe tener en cuenta que en lo posible se cimentara en los materiales
resistentes.
Se encontró presencia de napa freática filtración del río
9.1.- ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN 9.2.- PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN
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“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialBasado en los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles y registros estratigráficos,
característica de la estructura del puente, se recomienda cimentar en la grava mal graduada
(GP), de estado de compacidad media, una profundidad de cimentación mínima de: Df =
3.50 m, para Cimientos Corridos con respecto a la cota de cimiento de la estructura
Correspondiente a construir, La estructura principal deberá repartir las cargas verticales
evitando las cargas concentradas.
Para nuestro caso el tipo de cimentación esta establecida a una base rectangular
proyectada por un estribo de gravedad. Las dimensiones tentativas para el caso mas
desfavorable de cimentación corresponden a 3.50 m. de base x longitud (ancho del puente,
de acuerdo al numero de vías), y una cota de fundación de 3.50 metros. Correspondiente a
construir.
9.3.- TIPO DE CIMENTACIÓN
Para la definición del tipo de cimentación, se debe tener en cuenta una secuencia de
estudios para la cimentación de las estructuras del puente a construir, en este caso se
trata del REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13
DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO
DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA, ello se tomo en cuenta las siguientes
consideraciones para definir el tipo de cimentación:
a) Profundidad de cimentación
b) Dimensión de los elementos de cimentación
c) Características físico mecánicas del suelo ubicado dentro de la zona activa
de cimentación.
d) Ubicación del nivel freático.
e) Probable modificación de las características físico mecánicas de los suelos,
como consecuencia de los cambios en el contenido de humedad.
f) Asentamiento tolerable de la estructura.
Asimismo, de acuerdo a la misma Norma, la presión Admisible será la menor de la que se
obtenga mediante:
• La aplicación de las ecuaciones de capacidad de carga por corte afectada por el factor de
seguridad correspondiente.
• La presión que cause el asentamiento admisible.
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Debido a lo cuál se realizaran ambos análisis mencionados, considerando cimientos
continuos con su carga respectiva.
9.4.- ANÁLISIS POR MÉTODO CORTE
Existen varia teoría que se han desarrollado para determinar La capacidad admisible por
corte, como es VESIC, HANSEN, MEYEROF , TEREZAGHI , etc, para el presente estudio se toma la
desarrollada por el Dr. k TERZAGHI que han dado muy buenos resultados y presenta
distintas ecuaciones para los diversos tipos de cimentación. Partiendo de la citada
hipótesis de terzaghi.
Tomaremos sus ecuaciones y corregido por MEYEROF, tomando en cuenta los factores de
forma, de prefundida etc. y calcular la capacidad de carga critica (q`d ) para los suelos del
presente estudio Donde:
B= ancho de la faja cargada considerado, tipo de fundación por ser un suelo grava mal
graduado grava limosa B = 7.20 m.
C= cohesión del suelo C = 0.00
Nc , Nq , Ny , se llaman coeficiente de capacidad de carga que son numero sin dimensión
que depende solo del valor de Ф.
La profundidad de colocación de la cimentación corrida, que según el R.N.E exige no debe
ser menor a 0.8 mts. Y tomando una COTA DE FUNDACIÓN en este caso especial de
cimentación de zapatas a Df = 3.50 m, otros parámetro que faltan como el ángulo de
fricción interna, importante para la determinación de la capacidad admisible de suelos.
9.4.1.- DETERMINACIÓN DE “N” Y “Ф”
Esto parámetros son las que determina finalmente en la formula de hipótesis de Terzaghi-
Peck de los resultados a determinar con la tabla y los parámetros con que debe trabajarse.
9.4.2.- DENSIDAD RELATIVA
Este parámetro se obtiene teniendo tres datos importantes como: la densidad natural seca
(y d (in situ)). Densidad suelta seca (y d (mínimo)) y densidad en su estado mas compacto (y
d (Max)) los resultados de estos ensayos se Muestran en el (ANEXO 01). Obteniéndose con
ello la densidad relativa o compacidad relativa para materiales granulares o sueltas que se
muestra en el siguiente cuadro.
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialDENSIDAD O COMPACIDAD RELATIVA (TABLA: III)
Altura (m) calicata Y d (max.) Y d (in situ) Yd (mínimo) Dr. (%)ESTRIBO IZQUIERDO
0.00 – 3.50 C-1 1.85 gr/cc. 1.55 gr/cc. 1.30 gr/cc. 46.00
Promedio Dr 46.00
De acuerdo a los ensayos de laboratorio que se realizo la densidad o compacidad relativa
del suelo en estudio, arrojo un densidad Dr= 46 % en promedio en la base de cimentación
que se quiere proyectar las estructuras de cimentación en caso especifico del presente
estudio en la base de ZAPATA a una profundidad de 3.50 mt. Proyectada y de acuerdo con
los resultados de los ensayos de laboratorio, este resultado se encuentra en el rango de 35 -
65 de la tabla III que esta en la denominación medianamente densa y que le corresponde
al Nº de golpes entre 10- 30 para “N”, que se utilizara para hallar EL ANGULO DE FRICCIÓN
INTERNA “Ф” y para el presente estudio, tomaremos el valor con mucho criterio y
experiencia el valor conveniente del rango como N (cor) = 22 (numero de golpes). Ensayo
de DPL.
(Tabla : III) DE RELACIÓN ENTRE LOS VALORES N (CORREGIDOS) Y LA COMPACIDAD RELATIVA (Cr %) DE
LAS ARENAS (Terzaghi - Peck )
NUMERO DE GOLPES DEPENETRACIÓN
ESTANDAR N (corregido )DENOMINACIÓN COMPACIDAD RELATIVA
APROXIMADA, CR (%)
0 - 4 MUY SUELTA 0 - 15
4 - 10 SUELTA 15 -35
10 - 30 MEDIANAMENTE DENSA 35 - 65
30 - 35 DENSA O COMPACTA 65 - 85
MAYOR DE 50 MUY DENSA 85 - 100
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialDeterminando el valor de “N” N (corregido) 22 (Nº de golpes)
Como N = 22 entonces existirá la falta por DPL donde no tendrá que corregirse el Angulo
Ф pero por seguridad se corregirá. Después de aplicar la formula de HATANAKA Y UCHIDA
Determinan el valor de “ф” la correlación más reciente para suelos granulares es la
realizada por hatanaka y uchida (1996) aplicando la formula tenemos:
Ф =Ѵ (20N cor) + 20 = 41º
9.5.- CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE.
De acuerdo a los trabajadores de campo. Ensayos de laboratorio, descripción de los
perfiles estratigráficos, características del proyecto y al análisis efectuado; se concluyen
que la cimentación será:
ESTRIBOS IZQUIERDO.
Por medio de zapatas corrida desplantadas a la profundidad mínima de 3.50 m, en
material de grava mal graduada.
9.5.1.- CAPACIDAD ADMISIBLE (qa)
Con los resultados obtenidos, en el Ensayo de DPL remoldando (Φ= 41.0º y c = 0.000
kg/cm3) en la condición más desfavorable, se calcula la capacidad admisible del suelo de
cimentación se utilizara la teoría de Terzaghi-Peck y corroborado por Meyerhoff para
cimentaciones superficiales se tiene:
La siguiente ecuación:
Para zapatas corrida conectadas:
q ULT = ScC Nc + Sq Df 1ال Nq + 0.5 S 2ال ال B Nال
Siendo la capacidad admisible de carga:
q ad = q ult /FS, donde:
FS = Factor de Seguridad = 3
Nc, Nq , Nال = Factores de Capacidad de Carga.
Sc, Sq , Sال = Factores de Forma
Q = Presión de Sobrecarga (Ton/ m2) = 1 ال D f = 6.629
1 = peso unitario del suelo por encima del nivel de cimentación (Ton/ m2) = 1.894
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material 2 = peso unitario del suelo por debajo del nivel de cimentación = 1.980
Df = Profundidad de Cimentación (m) = 3.50
B = Ancho de la Cimentación (m) = 7.20
En la calicata C-1 de 0.00 a 3.50 m. de profundidad, se realizo el ensayo de DPL en
especimenes remodelados y saturados del estrato mas desfavorable encontrado en el área
en estudio del tipo material grava mal graduado(GP), plástica y de consistencia densa a
dura. De acuerdo a este ensayo, se obtuvieron los siguientes resultados:
- Angulo de fricción interna : Ф = 41.0º
- Cohesión (kg/cm2) c = 0.00 kg/cm2
- Densidad Húmeda Inicial kg/cm3) : 1.82
- Contenido de humedad Inicial (%) : 1.23
- Contenido de Humedad Final (%) : 1.20
Para el estado grava mal graduado. Del tipo (GP), plástico y de consistencia densa, se
estima la ocurrencia de una falla local.
Debido al estado de compacidad media del suelo de cimentación, se ha considerado la
reducción del coeficiente del Angulo de fricción, para considerar el efecto de una posible
falla local:
En este caso tomaremos un corrección del ángulo resultante que seria igual a 30º con este
ángulo corregido y finalmente con los siguientes parámetros obtenidos que se muestra a
continuación entraremos a la formula de k. terzagui corregido por meyerf para el calculo
de la capacidad portante del suelo objeto del presente estudio también carga de
hundimiento .
Ф = arc tag (2/3 tang Ф ) = 30º
ANGULO CORREGIDO Ѳ =30º
9.5.2- CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE
Con resultados obtenidos, en el ensayo de penetración ligera (DPL) (ф = 30º y c = 0.00
kg/cm2 ) en la condición mas desfavorable y aplicando la teoría de terzaghi y corroborado
por meyerhoff para cimentaciones superficiales se tiene:
FALLA POR CORTE
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“AÑO DE LAS CUMBRES MUNDIALES EN EL PERU” “AÑO DE LA RECONSTRUCCIÓN Y EL DESARROLLO SOCIAL DE LA REGION
Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialConsiderando zapatas corrido conectadas de ancho B =7.20 m., los factores de forma
correspondiente.
a) CIMIENTO CORRIDO
C = 0.00 kg/cm2
= 30º
F.S. = 3.0
Nivel freático a la profundidad de la cimentación Al subir el nivel freático hasta la base de la zapata, Po’ no varía respecto al Caso anterior, pero la densidad efectiva bajo el cimiento se reduce : Po’ =apa · D , ’ = sat - w = 1.894 gr/cm3 - 1.00 gr/cm3 =0.894 gr/cm3
sat = densidad saturada.w = densidad del agua.
I.- DEFINICIÓN DE ÁREA EFECTIVA DE CALCULO-HIPÓTESIS DE
MEYERHOF
II.- COEFICIENTES DE
TERZAGUI-PECK (SEGUN
PRANDTL)
III. - COEFICIENTES DE
FORMA DE BEER
Df = 3.50 m. Nc = 30.14 Sc = 1.0
B = 7.20 m. N =22.40 S = 1.0
1 =0.894 gr/cm3 2 = 0.980 gr/cm3 Nq = 18.40 Sq = 1.0
De (1) se tiene:
IV.- CARGA DE HUNDIMIENTO
qul =CNc Sc + Df1 Nq Sq + 0.52 BNy Sy
q ult = 13.66 kg/cm2
La capacidad de carga admisible es:
q ad = q ult FSq ad =4.55 kg/cm2
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FALLA POR ASENTAMIENTO
Se propone limitar el asentamiento de la cimentación a 1” (2.54 cm.) utilizado la ecuación
planteada por Terzaghi y Peck que se presenta a continuación:
ρ = Δ q B (1-μ 2 )Es
ρ : Asentamiento (cm) = 2.54
Δ q : Presión trasmitida a la cimentación (kg/cm2) =
B : Ancho de la cimentación (m) = 7.50
μ : Relación de Posición = 0.15
Es : Modulo de elasticidad (kg/cm2) = 800
If : Factor de Forma (cm/m) = 210
Para Zapatas corrida de ancho B = 7.20 m., la presión admisible será de:
Δ q = 2.54 x 800 = 1.375 kg/cm2
7.20 x 0.9775 x 210
Finalmente, consideramos el valor más desfavorable, obtenemos:
CAPACIDAD PORTANTE
Estribo izquierdoPROFUNDIDAD (m)
ANCHO CIMENTACIÓN
(m)
(kg/cm3) q adm(kg/cm2 )
C-1 3.50 7.20 1.849 1.375
El resultado obtenido para el Diseño estructural del puente es:
Promedio de la carga admisible del suelo es 1.375 Kg/cm2
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qad = 1.375 kg / cm2
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Material9.5.3.- CALCULO DE ASENTAMIENTO.
Se procederá a calcular el asentamiento diferencial con el método de la distorsión angular (α).
De la tabla Nº 3.2.0 de la Norma Técnica de Edificación E-050 Suelos y Cimentación,
consideramos el límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
ASENTAMIENTO TOLERABLE - NORMA E.050 DE SUELOS Y CIMENTACIONES
DISTORSIÓN ANGULAR
θ=δ/L. DESCRIPCIÓN
1/150 Limite en el que se debe esperar daño estructural en edificios Convencionales.
1/250 Limite en que la perdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible.
1/300 Limite en el que se debe esperar dificultades con puentes grúas
1/300 Limites en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.
1/500 Limites seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
1/500 Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de estructuras rígidas, alta y esbeltas
1/650 Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1.20 m.
1/750 Limite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos.
= /L = 1 / 500 = 0.002
Donde la distancia entre las columnas del pórtico (L) es igual a 3.00 m. (Datos
aproximado proporcionado por los responsables del diseño estructural del proyecto).
Despejando:
Δ=0.6 cm Asentamiento admisible < asentamiento estructural.
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialEn caso de considerarse el uso de plateas o losas de cimentación, se descarta totalmente
la presencia de asentamiento diferenciales en las estructuras. Debido a que estos serán
anulados por los elementos estructurales indicados.
Por tanto el asentamiento admisible máximo para este tipo de estructura en esta zona
será de 0.6 cm, inferior a lo permisible que es 2.54 cm (1"), según la Norma E-0.50.
Entonces no se presentarán problemas por asentamiento.
El resultado obtenido para el Diseño estructural es:
qad = 1.375 Kg / cm2
Asentamiento permisible s = 0.6 cm < Asentamiento real.
9.5.4.- SUELOS COLAPSABLES Y EXPANSIVOS
Los suelos de baja densidad, estado húmedo y de naturaleza granular
preferentemente, poseen un potencial de colapso que debe siempre evaluarse y
considerarse. De los estudios de mecánica de suelos recopilados en esta zona,
se obtiene que el potencial de colapso se encuentra en el orden de 0.1 %,
considerándose a estos suelos con un grado de colapso equivalente a Bajo. Ver Tabla
10.1 Y 10.2
Tabla 10.1 - Grado de Colapso
Índice de Colapso Grado de Colapso
0 Ninguno
0.1 - 2.0 Leve Moderado
2.1 - 6.0 Moderadamente
6.1 - 10.00 Severo
Tabla 10.2 - Potencial de Expansión
Índice de Plasticidad Potencial de Hinchamiento
0 – 15 Bajo10 – 35 Medio
20 -- 55 Alto
35 o mas Muy Alto
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CALICATA Índice de Plasticidad Potencial de Hinchamiento1 N.P BAJO
En cuanto al potencial de expansión, presentan un potencial que fluctúa en Bajo a
Medio ya que el presente suelo presenta un Índice Plástico.
9.5.5.- AGRESIVIDAD AL SUELO DE CIMENTACIÓN
Se concluye que el estrato de suelo que forma parte del contorno donde irá desplante
de la cimentación no contiene concentraciones de sulfatos sales solubles totales y
cloruros, que podrían atacar al concreto y la armadura de la cimentación. Por lo tanto
no se ha detectado la agresividad del suelo.
ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL SUELO
CALICATA Nº. 1
RESULTADOS DE LOS ENSAYOSEXCAVACIÓN Nº.
PROFUNDIDAD (m)
SUSTANCIA CONTENIDO
C-1 0.00 -3.50
PH 7.3Cloruros (CL NA ) 30.80 ppm 0.0030 %Sulfatos (SO4
-2 ) 82.00 ppm 0.0082 %Sales solubles totales 100.00 ppm 0.0100 %
TABLA: TOLERANCIAS ESTIPULADAS POR EL R.N.C. PARA EL CONCRETO EXPUESTO A
SOLUCIONES DE SULFATO PRESENTES EN EL SUELO.
Sulfatos solubles (SO4) %
Sulfatos en el suelo (SO4 ) (PP.m)
sulfato soluble en el agua (SO4 ) presente en el suelo, % en peso
Tipo de cemento Recomendable
insignificante 0-150 0.00 – 0.10 Sin limitaciónModerado 150-1500 0.10 – 0.20 Tipo IISevero 1500-10000 0.20 – 2.00 Tipo VMuy severo 10000 Mayor =2.00 Tipo V + puzolana
Se ha determinado que el suelo de la zona de proyecto contiene sales agresiva en
cantidades insignificante, es decir el contenido de sulfatos esta comprendidos entre 0 -
150 ppm, Se recomienda usar cemento sol Tipo I.
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11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De la Geología y Geodinámico externaSegún las características geológicas del área en el cual se ha definido la ubicación del eje del
proyecto: REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA
LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS
LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA. se
concluye y recomienda lo siguiente:
En el área en el cual se ha definido la ubicación del futuro Puente colgante, se
presenta una potente secuela de suelos, definido por una intercalación de grava
mal graduada- grava limosa y conglomerados piedras, abundante cantidad de
bolones de piedra de tamaño grande, estos se encuentran en la secuencia del
perfil estratigráfico, en forma intercalada, otorgando mayor resistencia a estos
suelos.
Se recomienda
contemplar en el diseño, los apoyos intermedios (pilares). Los del río, En el caso
de puentes colgante simplemente apoyados, y categoría A, es necesario cumplir
con los requerimientos mínimos de longitud de soporte (Ls) par el diseño de los
apoyos y conexiones.
De la Geotecnia
El estrato donde van estar apoyados la estructura de la cimentación del proyecto,
esta formado por los siguientes tipos de suelos :
Estribo Izquierdo (C-1) E l suelo se presentan suelos Gravo mal graduado (GP) ,
con abundante presencia de p i e d r a d e t a m a ñ o 1 ” a 8 ” y partículas
finas de mediana n o plasticidad, se encuentran en estado de mediana a alta
densidad según se profundice, abundante presencia de trozos de piedras grandes
de aristas semi angulosas de coloración blanquizca granito.
S e encuentran en estado de mediana a alta densidad según se profundice,
abundante presencia de trozos de piedras grandes de aristas semi angulosas de
coloración blanquizca granito.
Esta zona presenta una estratigrafía casi uniforme, siendo el predominio de grava
mal graduada con contenido de arena y bolones de piedras el factor común,
constituyendo un conglomerado compacto denso.
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialLos suelos investigados se caracterizan de origen fluvio aluvial formado por la
depositación y transporte de suelos provenientes de las partes más altas de las
quebradas, en tal sentido se tratan de depósitos cuaternarios aluviales.
El estado de estos suelos va de medio a alta densidad (0 – 2.5 m.), aumentando
su compacidad hasta niveles de alta densidad a partir de los 3.00 m.
El nivel de la Napa Freática es estacional, en época de avenidas se encuentra en la
superficie, siendo la presencia del nivel freático, predominante, en la capacidad de
soporte del suelo.
En zona de estudio , los rangos de ataques por agresividad de suelos se catalogan
como despreciables o en todo caso se encuentran a una exposición definida como
“normal” ya que la cantidad de sulfatos y cloruros en el presente suelo esta por
debajo de los 1000 PPM. Sin embargo siempre es necesario recomendar un
cuidadoso proceso constructivo, con la finalidad de prever un eventual ataque
químico a la cimentación, ya que el agua es vehiculo de agentes que podrían
dañar al concreto, siendo recomendable el empleo de cemento Tipo I.
La profundidad de cimentación se encuentra determinada por las características
mecánicas del perfil del suelo y las restricciones hidráulicas, por lo cual se
recomienda cimentar a partir de los 3.50 m. de profundidad a partir del actual del
terreno en la zona de ubicación de los estribos, como mínimo, con lo cuál se estaría
dando un confinamiento al estribo, asegurando su estabilidad contra los procesos
morfológicos del río (erosión y socavación).
Definida la cota de fundación minima 3.50 m a este nivel se ha
evaluado la capacidad portante a admisible del suelo en estudio, encontrándose que
este valor se encuentra definido para el diseño estructural:
CAPACIDAD PORTANTE
PROFUNDIDAD (m)
ANCHO CIMENTACIÓN
(m)
(kg/cm3) q adm(kg/cm2 )
Estribo izquierdo 3.50 7.20 1.849 1.375
Superestructura, la sobrecarga HL93 (tren de cargas y sobrecarga equivalente) mas
el peso propio del estribo (La carga de diseño para el presente estudio se ha
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialbasado en las normas de la American Association of State Highway and
Transportation Officials –AASTHO- para puentes carrozables de concreto).
El valor de esta carga puede ser reajustado en función de la determinación exacta
de la luz del puente dimensiones y demás cargas actuantes, por el Ingeniero
estructural.
Cabe mencionar que el valor de la capacidad admisible del suelo, se encuentra
controlado por asentamiento.
Este valor puede mejorar según el tipo de cimentación o estructura (Estribos tipo
Celda, Cajón, etc. los cuales reducen el peso de la estructura) a emplear,
mejorándose este valor a mayores profundidades y cotas de fundación.
De los estudios realizados en la zona, se determina que es un suelo susceptible de
amplificación bajo condiciones de solicitación dinámica. Para las Normas de Diseño
Sismorresistente, se debe considerar al suelo con un factor Z = 0.4 g (aceleración
máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años), un
factor de suelo igual a 1.2 y con un período predominante de Ts = 0.6.
En el caso de Puentes simplemente apoyados, y categoría A, es necesario cumplir
con los requerimientos mínimos de longitud de soporte (Ls) para el diseño de los
apoyos y conexiones.
Se debe procurar no alterar los taludes que se encuentran en su correspondiente
ángulo de reposo. Durante el proceso constructivo se sugiere la presencia del
especialista que pudiera verificar las características de los materiales in situ.
Teniendo en cuenta las características particulares de la zona, toda extrapolación de
los datos recopilados y cambio de área de proyecto, será consultado por el
especialista en Geotecnia.
De la Hidrológica e Hidráulica
Los estudios de hidrológica y procesos morfológicos del río sin embargo han sido
realizados en forma somera, con la finalidad de obtener los datos necesarios para el
calculo de la presión admisible del suelo.
Tener presente que la UBICACIÓN del puente de un río no representa una modificación
artificial del equilibrio natural del río. Los estribos cuando son:
ubicados en el cauce mismo causan alteraciones locales del flujo y
estrechamiento del ancho del río; en este sentido los procesos morfológicos en ríos
son aspectos de primer orden a ser considerados en el diseño, ya que la mayoría de 34 INFORME TÉCNICO.
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialfallas en puentes son debidas a la socavación de sus cimentaciones durante
avenidas. La gran cantidad de puentes caídos durante el último fenómeno del Niño
(1998) evidencia esta realidad.
El desarrollo y evolución de los procesos morfológicos depende de muchos factores:
descarga liquida, transporte de sedimentos, pendiente del río, características
geométricas de la sección, geología local, modificaciones artificiales en diversos
tramos, etc. Por lo que se debe tener sumo cuidado en no alterar estos factores,
cuidando y conservando el ancho natural del canal sin estrechar su cauce, de
manera tal que la posición del estribo no estorbe y no produzca mayores
alteraciones al flujo natural del caudal, caso contrario Podrían originarse el
colapso del puente, lo cual se originaria no Precisamente por un mal
comportamiento del terreno.
Estimación del caudal de Diseño
El aporte hídrico de la cuenca del río en el sector Humay, y para fines de diseño
del presente proyecto, ha sido estimada teniendo en cuenta las formulaciones
establecidas por el método de Gumbel. Consecuentemente con la memoria de
calculo d e l c a u d a l d e diseño, se ha elegido para los fines del presente
proyecto un caudal de diseño a un periodo de retorno de cien años de 631.64 m3/seg,
y para un periodo de retorno de quinientos (500) años de 766.45 m3/seg.
Considerando que el material del lecho del canal es homogéneo y cohesivo, los
cálculos de la socavación general del cauce arrojan una profundidad de socavación
potencial con respecto al cauce, del orden de 2.50 m. en el área de emplazamiento
de los estribos.
La construcción del puente, no debe considerara ningún apoyo intermedio debido
la inestabilidad de lo materiales del cauce por procesos de erosión del río.
Se recomienda así mismo la adecuada construcción y ubicación de las aletas de
protección, con la finalidad de controlar la socavación y erosión de los lados, así
mismo dar una mayor estabilidad a los estribos.
Finalmente, no olvidemos reflexionar sobre las fallas en las los cuáles no solo
dependen del mal comportamiento del suelo, o los eventos hidrológicos, sino
también de procesos constructivos inadecuados, mano de obra no calificada, falta de
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de Materialun adecuado control de las Obras y materiales.
SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES
Las excavaciones verticales de mas de 2.0 m de profundidad, es necesario efectuar
los sostenimiento calzadura. La altura total de la calzadura no sera mayor que 8.0 m en
gravas arenosas densas. Los materiales procedentes de la excavación deberán ser
colocados a una distancia no menor de 3.50 m del borde de la excavación.
Constructivo de la calzadurasSe construirán paneles alternados, hasta construir una faja continua de
apuntalamiento.
Resumen De Las Condiciones De Cimentación
De acuerdo con la Norma E-050 “Suelos y Cimentaciones”, la siguiente información
deberá transcribirse en los planos de cimentación. Esta información no es
limitativa, y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente Estudio de
Suelos y en el Reglamento Nacional de Edificaciones.
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TIPO DE CIMENTACIÓN:CIMIENTOS EN BASE A ESTRIBOS RECTANGULARES, ESTOS PUEDEN SER COMPUESTO POR CONCRETO ARMADO O CICLÓPEO DE ACUERDO AL DISEÑO Y CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL.
ESTRATO DE APOYO DE LA CIMENTACIÓN: CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE PEATONAL , Grava mal graduada – grava limosa, con abundante contenido de trozos de piedras de aristas semi redondeadas, conformando un conglomerado de tamaño.
Angulo de fricción 30ºPESO VOLUMÉTRICO 1.894 Gr/cm3
PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: 3.50 m. (mínimo a partir del lecho del río)
ANCHO DE LA CIMENTACIÓN: 7 . 2 0 m. (esto de acuerdo a la carga y Luz del puente)
PRESIÓN ADMISIBLE DEL SUELO ESTRIBO IZQUIERDO 1.375 Kg/cm
2
AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACIÓN
RECOMENDACIONES ADICIONALES:
No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte, relleno sanitario o relleno
artificial y estos materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir
la estructura y ser reemplazados con materiales adecuados debidamente compactados. Se
debeexcavar hasta alcanzar directamente el suelo normalmente consolidado para el apoyo del
estribo, para de esta manera minimizar lo efectos de densificación y asentamiento de
suelos post-construcción.
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ENSAYO DE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
MÉTODO ASTM D-422
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SOLICITA : GERENCIA SUB REGIONAL DE PISCO
PROYECTO :REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA
UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA
FECHA : 24-02-2012
CALICATA N°. 1 MUESTRA N°. 1 PROFUNDIDAD 0.00 – 3.50 mANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
TAMIZ N°. GRS, RET % RETEN % QUE PASA % RET, AC. ESPECIF.
2.1/2”2” 100.0
1.1/2” 360 10.75 89.25
1” 325 9.70 79.55
¾” 135 4.03 75.52
½” 252 7.52 68.80
3/8” 127 3.79 64.21
¼” 332 9.91 54.30
N°. 4 172 5.13 49.17
N°. 8 538 16.06 33.11
N°.10 120 3.58 29.53
N°.16 242 7.22 22.31
N°.20 143 4.27 18.04
N°.30 172 3.34 14.70
N°.40 72 2.15 12.55
N°.60 70 2.09 10.46
N°.80 90 2.69 7.77
N°.100 150 4.48 3.29
N°.200 62 1.85 1.44
FONDO 48 1.44 0.00
LIMITE LIQUIDO 17.00% CLASIFICACION GRUPO A -1-a(0)
LIMITE PLASTICO 0.00 % PROCTOR MODIFICADO
ÍNDICE DE PLASTICIDAD N.P HUMEDAD OPTIMA
HUMEDAD NATURAL 5.47 % DENSIDAD RELATIVA MIN
PESO ESPECIFICO 2.64 gr/cm3 DENSIDAD RELATIVA MAX
PESO UNITARIO 1980 kg/m3 ENSAYO DE C.B.R
CLASIFICACIÓN SUCS GP % DE SALES SOLUBLES
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SOLICITA : GERENCIA SUB REGIONAL DE PISCO
PROYECTO :REHABILITACIÓN DEL PUENTE COLGANTE MIRAFLORES, AFECTADO POR LA INTENSA LLUVIAS DEL 13 DE FEBRERO 2011, EN EL CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA
UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA
FECHA : 24-02-2012
CALICATA Nº 1 MUESTRA Nº. 1 PROFUNDIDAD: 2.10 - 3.50 m. LIMITE LIQUIDO
Tara N° 2 3 4
Peso Tara + Suelo Húmedo 52.52 48.77 51.19
Peso Tara + Suelo Seco 49.57 46.55 49.24
Peso Tara 36.30 33.31 36.29
Peso Suelo Seco 13.27 12.74 12.95
Peso Agua 2.75 2.22 1.95
Contenido de Humedad % 20.72 17.43 15.06
Numero de Golpes 18 24 32
10 15 20 25 30 40 50 60 80 100
N° de Golpes
LIMITE PLASTICO
Tara Nº
Peso Tara + Suelo Húmedo
Peso Tara + Suelo Seco
Peso Tara
Peso Suelo Seco
Peso Agua
Contenido de Humedad %
40 INFORME TÉCNICO.
17.00 %
0.00
N.P
21
19
17
15
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UBICACIÓN : CENTRO POBLADO PANTAYCO, EN EL KM 36.5 DE LA VÍA LOS LIBERTADORES WARI, DISTRITO DE HUMAY, PROVINCIA DE PISCO, DEPARTAMENTO DE ICA
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PERFIL ESTRATIGRÁFICOPROF.
(m)SÍMBOLO SUCS DESCRIPCIÓN MUESTRA
N°0.00
0.20
Piedras Conglomerado de piedras de de tamaño de 8” a 20”
0.90
GP
Grava mal graduado, de color beisg claro, en estado natural semicompacto, ligeramente húmedo, hasta la profundidad excavado, se encontró napa freática.
C1 - M1
3.50
GP
Grava mal graduado, de color beisg claro, en estado natural semicompacto, ligeramente húmedo, hasta la profundidad excavado, se encontró napa freática. C1 - M2
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ANÁLISIS QUÍMICO DEL SUELO
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ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL SUELO
MATERIAL : calicata Nº. C-1 Suelos tipo GP)
CALICATA Nº 1
PROFUNDIDAD SUSTANCIA
CONTENIDO
0.0 - 3.50 m
PH 7.2Cloruros 41.00 P.p.m 0.0041 %Sulfatos 36.00 P.p.m 0.0036 %Sales solubles totales 78.00 P.p.m 0.0078 %
24 de Febrero del 2012
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EJECUCIÓN DE CALICATA EN ELÁREA DE ESTUDIO
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Laboratorio de Pavimentos Suelos y Ensayos de MaterialCALICATA Nº 1
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VISTA DEL AREA DE ESTUDIO
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AREA DE ESTUDIO
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