estudio mecanica de suelos

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA
DE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL -
LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS – PROYECTOS
JORGE HERNAN OCHOA FERNÁNDEZ
CONSULTOR DE INGENIERIA
INGENIERO CIVIL
CIP 42446
Pasaje Senda Dorada 119, Of.201–Pueblo Libre ,Telefax: 461-2337 , Celular: 9881-3223 , e-mail: jochoa_f@yahoo.es
INDICE
1.0 GENERALIDADES
1.1. ANTECEDENTES
1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO
1.3. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
1.4. ACCESO A LA ZONA DE ESTUDIO
1.5. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
1.6. GEOLOGIA GENERAL
1.7. GEOMORFOLOGIA
1.8. SISMICIDAD
2.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO
2.1. TRABAJOS DE CAMPO
2.2. MUESTREO Y REGISTROS DE EXPLORACIÓN
3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO
4.0 CONFORMACION DEL SUB SUELO
5.0 TRABAJOS DE GABINETE
6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION
7.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACIÓN
8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
9.0 ANEXOS
9.1 FIGURAS Y TABLAS
FIGURA N° 1 MAPA DE ZONIFICACION SISMICA DEL PERU
FIGURA N° 2 MAPA DE DISTRIBUCION DE INTENSIDADES SISMICAS
FIGURA N°3 PARAMETROS DE RESISTENCIA DEC VESIC
9.2 REGISTROS DE EXPLORACION
9.3 REGISTROS DE ENSAYOS DE LABORATORIO
9.4 FOTOGRAFIAS
9.5 PLANO
EG-01: PLANO DE UBICACION DE CALICATAS Y REGISTROS ESTRATIGRAFICOS y MAPEO
GEOLOGICO
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INFORME TÉCNICO FINAL
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS
ELABORACION DEL ANTEPROYECTO DE AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DE
LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO PARA MACRO
PROYECTO PACHACUTEC DEL DISTRITO DE VENTANILLA
PROCEDIMIENTO ESPECIAL DE SELECCIÓN N° 0000-2008-SEDAPAL
PRESTACIÓN DE SERVICIO DE CONSULTORIA PARA LA ELABORACION DEL
PERFIL DEL PROYECTO
1.0 GENERALIDADES
1.1 Antecedentes
Por encargo del Consorcio Macro Proyecto Ingenieros, se realizó el Estudio de
Mecánica de Suelos, para la elaboración del anteproyecto de ampliación y
mejoramiento de los sistemas de agua de potable y alcantarillado para el
Macroproyecto Pachacutec del distrito de Ventanilla.
1.2 Objetivo
El presente trabajo tiene por objetivo realizar la verificación de las condiciones
geológicas y geotécnicas del suelo de fundación, para las estructuras proyectadas
que conforman el anteproyecto de ampliación y mejoramiento de los sistemas de
agua de potable y alcantarillado para el Macroproyecto Pachacutec del distrito de
Ventanilla.
Para esta evaluación geotécnica se tomó en cuenta como información
complementaria, el estudio de suelos con fines de cimentación de las estructuras
que formaron parte del proyecto: “Obras Generales y Redes Secundarias de Agua
Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Pachacutec y Anexos”, elaborado en
el año 2004 por el Consorcio Pro Agua – Pachacutec, en la cual se realizaron 228
calicatas, repartidos de la siguiente forma: 55 calicatas en redes principales de agua
potable, 66 calicatas para colectores e emisores, 36 calicatas para cámaras
reductoras de presión, 34 calicatas para pozos y reservorios, y 37 calicatas para
redes secundarias.
Adicionalmente y en esta etapa de trabajo se realizaron 35 calicatas adicionales a
cielo abierto a fin verificar y complementar el estudio anterior, complementándose
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dichos trabajos, con ensayos de laboratorio, a fin de obtener las principales
características físicas y propiedades índice del suelo, sus propiedades de
agresividad química y realizar las labores de gabinete en base a los cuales se define
los perfiles estratigráficos y las recomendaciones generales para la cimentación de
las estructuras proyectadas.
Para el caso de las obras lineales, estos resultados permitirán definir las actividades
del proceso constructivo dependiendo del tipo de suelo encontrado, (suelo normal,
semirocoso ó rocoso), para estimar los costos unitarios asociados al presupuesto de la
obra en la partida de excavaciones.
Para el caso de las obras no lineales, como reservorios apoyados, cámaras de
bombeo, cámaras de registro de alcantarillado y obras menores se determinaran los
parámetros de resistencia del suelo para el cálculo de la capacidad admisible del
terreno para absorber las diferentes solicitaciones de carga.
1.3 Ubicación de la Zona de Estudio
La Ciudad de Pachacútec y anexos pertenece al Distrito de Ventanilla, se
ubica a una distancia de 39 Km al noreste de la ciudad de Lima. Tiene como
límites por el Norte el Distrito de Santa Rosa, por el este y por el sur con los cerros
del Distrito de Puente Piedra y por el Oeste con el Océano Pacífico. Las variaciones
de nivel van desde los 0 msnm hasta los 375 msnm y geográficamente se
encuentra entre los 77º07`27” de longitud y 11º52`15” de latitud.
El área de influencia del proyecto abarca los sectores siguientes: 282, 283,
284, 285, 286, 287, 288, 289 y 290, denominados así de acuerdo a los criterios de
sectorización de SEDAPAL.
1.4 Acceso al Área de Estudio
Se accede al área de estudio por la panamericana norte o desde la Avenida Elmer
Faucett en el Callao.
1.5 Características del Proyecto
El proyecto contempla la ejecución de obras generales para la instalación de redes de
agua potable y alcantarillado, como son reservorios apoyados, cámaras de rebombeo,
líneas de impulsión, adicción, colectores principales de alcantarillado, cámaras de
registro. redes secundarias de agua y desague, etc.
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1.6 GEOLOGIA DEL AREA EN ESTUDIO
La sucesión de estratos está representada por unidades litológicas que pertenecen al
jurásico y llegan hasta el reciente, pero la más conspicua de todas es la unidad
volcánico Ancón que se ha constatado que puede pertenecer al berriasiano superior,
siendo equivalente lateral de las formaciones Puente Inga y Ventanilla.
La base del volcánico Ancón está formada por una secuencia de brechas
piroclásticas, intercaladas con derrames andesíticos, aglomerados y esporádicas
intercalaciones sedimentarias y la parte superior de derrames andesíticos porfiríticos.
Esta unidad se hace más potente hacia el norte. Los afloramientos al norte de
Ventanilla aumentan progresivamente hasta grandes potencias en las playas de
Santa Rosa y Ancón.
Las rocas más abundantes son las brechas andesíticas piroclásticas, tienen un color
gris verdoso a claro, están formadas por fragmentos de andesitas que llegan hasta
8.00 cm, con una matriz microporfirítica. Tienen plagioclasas y minerales ferro-
magnesianos.
Intemperizan en bloques modulares, dando un suelo gris amarillento que cubren las
lomas onduladas. Se presentan en bancos gruesos donde la estratificación no es
muy visible. La principal característica de estas brechas es que sus partículas están
rellenadas de calcita (CO3Ca) y chert.
Las coladas volcánicas andesíticas son de color gris verdoso y textura porfirítica con
una matriz afanítica. Las plagioclasas y la hornblenda llegan hasta 5 mm, en una
pasta afanítica de ferro-magenesianos y feldespatos que al alterarse dan
coloraciones verdosas.
Estos volcánicos son fáciles de reconocer en el campo por su color y estructura
masiva. Generalmente las rocas se presentan redondeadas y sin estratificación.
Debido a los piroclastos, la forma de lente de este cuerpo y su afloramiento, es muy
probable que los volcánicos de esta formación formen parte de un volcán ya
extinguido cuyo centro ha estado cerca al balneario de Santa Rosa.
Los depósitos cuaternarios en la zona en estudio, están conformados principalmente
por arenas eólicas, de grano fino color gris - crema claro, angulosas, móviles, su
procedencia es el mar cercano. Aparecen tapizando la superficie con profundidad, en
la mayoría de los reservorios es somera, porque predomina el afloramiento rocoso.
Generalmente aparece mezclada con limos arrastrados con el viento, también con
algo de Caolín, que aparece en forma pulverulenta y de un color rosáceo claro, este
caolín tiene por lo general poco transporte.
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1.7 Geomorfología
La geomorfología alcanzada hasta el presente en la región ha sido lograda a través
de eventos tectónicos que han dado como resultado características morfológicas que
se han clasificado en las siguientes unidades: a) Islas, b) Borde Litoral, c) Planicies
Costeras y Conos Deyectivos, d) Lomas y Cerros Testigos, e) Valles y quebradas, f)
Estribaciones de la Cordillera Occidental y finalmente, g) La Zona Andina.
Las unidades geomorfológicas que están relacionadas algo extensamente, con la
zona estudiada son las unidades: b) Borde Litoral y d) Lomas y Cerros Testigos.
Unidad Geomorfológica de Borde Litoral
Es el terreno cercano al mar, paralelo a la línea de costa. Está bañado por las olas
marinas. En el presente caso tiene una orientación de N-E a S-E, en forma de una
franja cuya anchura puede llegar a 2.00 Km tierra adentro.
Esta unidad incluye las bahías, ensenadas y puntas. Se han formado playas por
acumulación de arenas a través de corrientes litorales, por ejemplo la playa de
Ventanilla. Desde esta playa la arena ha sido elevada al continente por la acción del
viento formando una unidad continua con la planicie costanera.
Unidad Geomorfológica de Lomas y Cerros Testigos
En esta unidad geomorfológica están consideradas las colinas que bordean las
estribaciones de la Cordillera Occidental las cuales quedan como cerros testigos.
La topografía de las lomas está subordinada a la petrografía de las unidades
geológicas y al manto eólico de arenas que cubre las lomas y colinas cercanas al
mar como es el caso presente de Ventanilla.
Las rocas volcánicas, por ejemplo los piroclásticos como en derrames, los conos son
de pendiente empinadas y a veces de pendientes suaves como es el caso de la zona
estudiada en Ventanilla.
1.8 Sismicidad.
De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma
Sismo Resistente ( NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades
Sísmicas observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó
en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos
históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro
de la Zona de alta sismicidad (Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran
sismos de intensidades tan considerables como VIII y IX en la escala Mercalli
Modificada. (Ver anexo 10.1 figura N°1 "Zonificación Sísmica del Perú" y Figura N°2
"Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas").
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De acuerdo con la nueva Norma Técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la
cimentación, se recomienda adoptar en los Diseños Sismo-Resistentes para las
obras no lineales como son reservorios, y obras menores, los siguientes parámetros,
según la siguiente;
CUADRO Nº 01
TIPO DE SUELO Z S Tp(S)
,Arenas 0.4 1.4 0.9
Rocas Volcánicas y
Sedimentarias
0.4 1.00 0.40
(Z) Factor de zona
(S) Factor de amplificación del suelo
(Tp) Periodo que define la Plataforma del espectro
2.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO
2.1 Trabajos de Campo
Con la finalidad confirmar el perfil estratigráfico del área de estudio, se ejecutaron 20
calicatas a cielo abierto, asignándole desde C-1 a C-20, los cuales serán ubicados
convenientemente en todas las zonas que conforman las obras proyectadas.
A continuación se presenta la información recopilada de las calicatas realizadas del
estudio de suelos con fines de cimentación de las estructuras que formaron parte del
proyecto: “Obras Generales y Redes Secundarias de Agua Potable y Alcantarillado
para la Ciudad de Pachacutec y Anexos”, elaborado en el año 2004 por el Consorcio
Pro Agua – Pachacutec, en la cual se realizaron 228 calicatas. Esta información
existente conjuntamente con las calicatas de verificación que se realizaran , se podrá
elaborar un mapeo geológico muy consistente.
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CUADRO Nº2: Calicatas Realizadas por el consorcio PRO-AGUA en el
2,004 Redes de Agua Potable Existente
Calicata
No.
Prof. (m.) Coordenadas Suelo
Este Norte
A-1 3.00 267,282.47 8’689,050.10 TIPO 1 NORMAL
A-2 3.00 273,756.63 8’689,161.29 TIPO 1 NORMAL
A-3 3.00 273,976.18 8’689,434.42 TIPO 1 NORMAL
A-4 3.00 274,616.51 8’688,931.16 TIPO 1 NORMAL
A-5 3.00 273,526.66 8’689,517.80 TIPO 1 NORMAL
A-6 3.00 273,282.36 8’689,264.27 TIPO 1 NORMAL
A-7 3.00 267,530.95 8’688,943.31 TIPO 1 NORMAL
A-8 3.00 267,282.47 8’689,050.10 TIPO 1 NORMAL
A-9 3.00 267,127.69 8’689,304.86 TIPO 1 NORMAL
A-10 3.00 266,998.48 8’689,514.71 TIPO 1 NORMAL
A-11 3.00 266,393.22 8’690,506.83 TIPO 1 NORMAL
A-12 3.00 266,136.11 8’690,644.85 TIPO 1 NORMAL
A-13 3.00 265,874.52 8’690,565.85 TIPO 1 NORMAL
A-14 3.00 265,617.30 8’690,408.45 TIPO 1 NORMAL
A-15 3.00 265,748.49 8’690,736.83 TIPO 1 NORMAL
A-16 3.00 265,464.57 8’690,804.27 TIPO 1 NORMAL
A-17 3.00 265,608.95 8’690,559.53 TIPO 1 NORMAL
A-18 3.00 264,864.77 8’690,949.89 TIPO 1 NORMAL
A-19 3.00 264,576.78 8’691,017.91 TIPO 1 NORMAL
A-20 3.00 264,260.01 8’691,091.91 TIPO 1 NORMAL
A-21 3.00 263,981.38 8’691,155.42 TIPO 1 NORMAL
A-22 3.00 263,680.37 8’691,275.21 TIPO 1 NORMAL
A-23 3.00 264,487.24 8’690,737.08 TIPO 1 NORMAL
A-24 3.00 264,419.79 8’690,449.11 TIPO 1 NORMAL
A-25 3.00 264,985.01 8’691,084.32 TIPO 1 NORMAL
A-26 3.00 265,228.91 8’691,120.88 TIPO 1 NORMAL
A-27 3.00 265,460.59 8’691,104.31 TIPO 1 NORMAL
A-28 3.00 265,687.16 8’691,236.53 TIPO 1 NORMAL
A-29 3.00 265,917.05 8’691,293.29 TIPO 1 NORMAL
A-30 3.00 266,088.74 8’691,254.40 TIPO 1 NORMAL
A-31 3.00 266,197.95 8’691,720.58 TIPO 1 NORMAL
A-32 3.00 266,315.05 8’691,960.81 TIPO 1 NORMAL
A-33 3.00 266,918.97 8’692,445.78 TIPO 1 NORMAL
A-34 1.80 266,595.23 8’692,361.12 TIPO 1 NORMAL
A-35 3.00 266,276.13 8’692,048.25 TIPO 1 NORMAL
A-36 1.60 266,006.93 8’692,049.42 TIPO 1 NORMAL
A-37 3.00 265,770.79 8’691,866.13 TIPO 1 NORMAL
A-38 3.00 265,520.09 8’691,924.91 TIPO 1 NORMAL
A-39 3.00 265,350.70 8’691,976.12 TIPO 1 NORMAL
A-40 3.00 265,104.04 8’691,866.89 TIPO 1 NORMAL
A-41 3.00 267,017.45 8’692,615.69 TIPO 1 NORMAL
A-42 3.00 267,109.56 8’692,974.87 TIPO 1 NORMAL
A-43 3.00 267,399.45 8’693,033.44 TIPO 1 NORMAL
A-44 3.00 267,702.51 8’693,061.43 TIPO 1 NORMAL
A-45 3.00 268,088.45 8’693,095.33 TIPO 1 NORMAL
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Calicata
No.
Este Norte
A-46 3.00 267,891.95 8’690,096.84 TIPO 1 NORMAL
A-47 3.00 267,899.96 8’690,309.24 TIPO 1 NORMAL
A-48 3.00 268,372.43 8’689,913.58 TIPO 1 NORMAL
A-49 3.00 267,777.69 8’689,708.67 TIPO 1 NORMAL
A-50 3.00 266,196.68 8’692,040.53 TIPO 1 NORMAL
A’-50 1.50 266,276.13 8’692,048.25 TIPO 1 NORMAL
A-51 3.00 267,535.41 8’689,322.10 TIPO 1 NORMAL
A-52 3.00 267,241.03 8’689,754.00 TIPO 1 NORMAL
A-53 3.00 266,963.19 8’690,033.78 TIPO 1 NORMAL
A-54 3.00 266,015.44 8’689,434.10 TIPO 1 NORMAL
A-55 3.00 267,760.00 8’689,881.46 TIPO 1 NORMAL
2,004 Redes de Desagüe Existente
Calicata
No.
Este Norte
D-1 3.00 267,010.77 8’688,951.81 TIPO 1 NORMAL
D-2 3.00 266,810.16 8’688,766.22 TIPO 1 NORMAL
D-3 3.00 266,651.04 8’688,594.88 TIPO 1 NORMAL
D-4 3.00 266,386.84 8’688,633.24 TIPO 1 NORMAL
D-5 3.00 266,193.33 8’688,849.14 TIPO 1 NORMAL
D-6 3.00 266,229.93 8’689,087.13 TIPO 1 NORMAL
D-7 3.00 266,191.94 8’689,288.94 TIPO 1 NORMAL
D-8 3.00 265,910.31 8’688,926.10 TIPO 1 NORMAL
D-9 3.00 265,794.53 8’688,774.90 TIPO 1 NORMAL
D-10 3.00 265,714.53 8’688,960.01 TIPO 1 NORMAL
D-11 3.00 265,642.11 8’689,260.10 TIPO 1 NORMAL
D-12 3.00 265,457.66 8’689,548.57 TIPO 1 NORMAL
D-13 3.00 265,184.79 8’689,613.38 TIPO 1 NORMAL
D-14 3.00 265,013.82 8’689,859.08 TIPO 1 NORMAL
D-15 3.00 264,865.80 8’689,963.73 TIPO 1 NORMAL
D-16 3.00 264,601.83 8’690,020.02 TIPO 1 NORMAL
D-17 3.00 264,320.50 8’690,112.22 TIPO 1 NORMAL
D-18 3.00 264,087.50 8’690,256.97 TIPO 1 NORMAL
D-19 3.00 263,791.47 8’690,326.97 TIPO 1 NORMAL
D-20 3.00 263,501.86 8’690,401.26 TIPO 1 NORMAL
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Calicata
No.
Este Norte
D-21 3.00 263,378.93 8’690,637.34 TIPO 1 NORMAL
D-22 3.00 263,312.17 8’690,855.21 TIPO 1 NORMAL
D-23 3.00 265,732.96 8’689,650.55 TIPO 1 NORMAL
D-24 3.00 265,763.53 8’689,759.23 TIPO 1 NORMAL
D-25 3.00 266,037.66 8’689,643.49 TIPO 1 NORMAL
D-26 3.00 266,250.16 8’689,720.88 TIPO 1 NORMAL
D-27 3.00 266,413.53 8’689,879.38 TIPO 1 NORMAL
D-28 3.00 266,489.47 8’690,205.72 TIPO 1 NORMAL
D-29 3.00 266,538.28 8’690,259.26 TIPO 1 NORMAL
D-30 3.00 266,708.34 8’690,035.71 TIPO 1 NORMAL
D-31 3.00 266,853.85 8’689,791.82 TIPO 1 NORMAL
D-32 3.00 267,243.23 8’689,624.88 TIPO 1 NORMAL
D-33 3.00 267,476.08 8’689,728.66 TIPO 1 NORMAL
D-34 3.00 266,853.68 8’690,372.52 TIPO 1 NORMAL
D-35 3.00 267,001.51 8’690,569.34 TIPO 1 NORMAL
D-36 3.00 267,041.39 8’690,877.55 TIPO 1 NORMAL
D-37 3.00 265,463.32 8’689,834.45 TIPO 1 NORMAL
D-38 3.00 265,282.75 8’690,044.25 TIPO 1 NORMAL
D-39 3.00 265,136.20 8’690,290.76 TIPO 1 NORMAL
D-40 3.00 265,224.41 8’690,515.93 TIPO 1 NORMAL
D-41 3.00 265,478.01 8’690,670.29 TIPO 1 NORMAL
D-42 3.00 265,643.27 8’690,915.97 TIPO 1 NORMAL
D-43 3.00 265,864.84 8’691,070.39 TIPO 1 NORMAL
D-44 3.00 266,343.53 8’691,080.66 TIPO 1 NORMAL
D-45 3.00 266,588.80 8’691,018.36 TIPO 1 NORMAL
D-46 3.00 264,832.95 8’690,465.29 TIPO 1 NORMAL
D-47 3.10 264,579.91 8’690,527.54 TIPO 1 NORMAL
D-48 3.00 264,303.80 8’690,670.79 TIPO 1 NORMAL
D-49 3.00 264,078.38 8’690,842.05 TIPO 1 NORMAL
D-50 3.00 264,178.00 8’691,015.34 TIPO 1 NORMAL
D-51 3.00 264,427.74 8’691,166.11 TIPO 1 NORMAL
D-52 3.00 264,527.57 8’691,426.53 TIPO 1 NORMAL
D-53 3.00 264,760.97 8’691,449.59 TIPO 1 NORMAL
D-54 3.00 265,051.76 8’691,383.16 TIPO 1 NORMAL
D-55 3.00 265,335.89 8’691,313.99 TIPO 1 NORMAL
D-56 3.00 267,059.54 8’692,089.77 TIPO 1 NORMAL
D-57 3.20 267,041.39 8’692,352.65 TIPO 1 NORMAL
D-58 3.00 267,200.69 8’692,683.80 TIPO 1 NORMAL
D-59 3.00 267,269.52 8’692,891.34 TIPO 1 NORMAL
D-60 3.00 267,624.93 8’692,992.34 TIPO 1 NORMAL
D-61 3.00 267,886.40 8’693,017.27 TIPO 1 NORMAL
D-62 3.00 267,833.64 8’693,418.16 TIPO 1 NORMAL
D-63 2.00 265,511.53 8’688,173.68 TIPO 1 NORMAL
D-64 3.00 265,238.04 8’688,292.17 TIPO 1 NORMAL
D-65 1.80 264,931.97 8’688,362.49 TIPO 1 NORMAL
D-66 4.05 264,704.21 8’688,503.32 TIPO 1 NORMAL
D’-66 1.00 264,704.21 8’688,503.32 TIPO 1 NORMAL
D-67 4.00 264,511.13 8’688,746.12 TIPO 1 NORMAL
D-68 1.20 264,322.95 8’688,969.62 TIPO 1 NORMAL
D-69 1.50 264,090.88 8’688,884.21 TIPO 1 NORMAL
9

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
2,004 Redes Secundarias Existentes:
Calicata
No.
Prof. (m.) Coordenadas
Este Norte
R-1 3.00 264,630.37 8’691,862.22 TIPO 1 NORMAL
R-2 3.00 265,446.01 8’691,683.53 TIPO 1 NORMAL
R-3 3.00 264,590.10 8’691,688.86 TIPO 1 NORMAL
R-4 3.00 265,401.38 8’691,497.41 TIPO 1 NORMAL
R-5 3.00 266,712.62 8’691,184.43 TIPO 1 NORMAL
R-6 3.00 267,101.20 8’691,244.20 TIPO 1 NORMAL
R-7 3.00 266,940.98 8,690,808.40 TIPO 1 NORMAL
R’-7 3.00 264,602.87 8’691,224.23 TIPO 1 NORMAL
R-8 3.00 265,301.10 8’691,021.82 TIPO 1 NORMAL
R-9 3.00 265,983.95 8’690,826.78 TIPO 1 NORMAL
R-10 3.00 263,936.05 8’690,999.09 TIPO 1 NORMAL
R-11 3.00 264,399.58 8’690,899.13 TIPO 1 NORMAL
R-12 3.00 265,212.90 8’690,705.31 TIPO 1 NORMAL
R-13 3.00 263,906.81 8’690,535.65 TIPO 1 NORMAL
R-14 3.00 264,289.07 8’690,437.86 TIPO 1 NORMAL
R-15 3.00 264,875.74 8’690,309.30 TIPO 1 NORMAL
R-16 3.00 265,041.33 8’690,071.33 TIPO 1 NORMAL
R-17 3.00 265,608.95 8’690,559.53 TIPO 1 NORMAL
R-18 3.00 266,244.20 8’690,374.79 TIPO 1 NORMAL
R-19 3.00 266,149.36 8’689,875.86 TIPO 1 NORMAL
R-20 3.00 265,475.43 8’690,050.46 TIPO 1 NORMAL
R-21 3.00 265,820.50 8’689,130.66 TIPO 1 NORMAL
R-22 3.00 266,632.46 8’688,976.46 TIPO 1 NORMAL
R-22A 3.00 266,425.21 8’689,466.58 TIPO 1 NORMAL
R-23 3.00 266,629.25 8’689,629.70 TIPO 1 NORMAL
R-24 3.20 267,059.33 8’688,632.71 TIPO 1 NORMAL
R-25 3.00 266,851.29 8’690,606.56 TIPO 1 NORMAL
R-26 3.00 267,263.99 8’689,921.36 TIPO 1 NORMAL
R-27 3.00 267,501.63 8’689,528.67 TIPO 1 NORMAL
R-28 3.00 267,316.82 8’690,453.13 TIPO 1 NORMAL
R-29 3.00 267,340.36 8’690,996.36 TIPO 1 NORMAL
R-30 3.00 267,076.96 8’691,584.59 TIPO 1 NORMAL
R-31 3.00 267,064.19 8’691,852.80 TIPO 1 NORMAL
R-32 3.00 267,337.39 8’692,383.50 TIPO 1 NORMAL
R-33 3.00 268,392.81 8’690,206.15 TIPO 1 NORMAL
R-34 3.00 268,801.88 8’690,009.08 TIPO 1 NORMAL
R-35 3.00 267,920.79 8’689,511.77 TIPO 1 NORMAL
2,004 Redes Reductoras de Presión Existente
10

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
Explo.
No.
Prof. (m.)
Coordenadas
Este Norte Tipo
CRP-1 3.00 267,061.50 8’689,015.54 TIPO 1 NORMAL
CRP-2 3.00 266,847.50 8’688,841.37 TIPO 1 NORMAL
CRP-3 3.00 266,720.25 8’688,606.13 TIPO 1 NORMAL
CRP-4 3.00 266,395.67 8’688,452.17 TIPO 1 NORMAL
CRP-5 3.00 266,728.34 8’689,955.36 TIPO 1 NORMAL
CRP-6 3.00 266,057.72 8’689,636.82 TIPO 1 NORMAL
CRP-7 3.00 266,057.72 8’689,636.82 TIPO 1 NORMAL
CRP-8 3.00 265,720.03 8’ 665,720.03 TIPO 1 NORMAL
CRP-9 3.00 265,152.80 8’690,458.34 TIPO 1 NORMAL
CRP-10 3.00 267,298.95 8’689,662.93 TIPO 1 NORMAL
CRP-11 3.00 266,816.08 8’690,358.12 TIPO 1 NORMAL
CRP-12 3.00 268,018.61 8’690,054.74 TIPO 1 NORMAL
CRP-13 3.00 267,987.86 8’690,187.87 TIPO 1 NORMAL
CRP-14 0.90 267,979.54 8’690,398.78 TIPO 3 ROCOSO
CRP-15 3.00 267,615.79 8,690,534.73 TIPO 1 NORMAL
CRP-16 3.00 267,514.15 8,690,534.20 TIPO 1 NORMAL
CRP-17 3.00 267,402.14 8’690,539.12 TIPO 1 NORMAL
CRP-18 3.00 267,102.04 8’691,152.18 TIPO 1 NORMAL
CRP-19 3.00 267,994.76 8’689,978.70 TIPO 1 NORMAL
CRP-20 3.00 268,376.14 8’690.030.92 TIPO 1 NORMAL
CRP-21 3.00 268,398.46 8’689,798.77 TIPO 1 NORMAL
CRP-22 3.00 268,534.47 8’689,430.15 TIPO 1 NORMAL
CRP-23 3.00 266,965.50 8’692,558.92 TIPO 1 NORMAL
CRP-24 3.00 266,672.06 8’692,138.65 TIPO 1 NORMAL
CRP-25 3.00 266,776.93 8’692,227.70 TIPO 1 NORMAL
CRP-26 3.00 266,286.21 8’691,946.30 TIPO 1 NORMAL
CRP-27 3.00 266,106.76 8’691,347.47 TIPO 1 NORMAL
CRP-28 3.00 266,025.13 8’691,002.46 TIPO 1 NORMAL
CRP-29 3.00 265,981.20 8’691,941.14 TIPO 1 NORMAL
CRP-30 3.00 266,041.14 8’691,841.74 TIPO 1 NORMAL
CRP-31 3.00 265,984.07 8’691,602.38 TIPO 1 NORMAL
CRP-32 3.00 265,052.88 8’691,306.63 TIPO 1 NORMAL
CRP-33 3.00 264,692.23 8’691,235.72 TIPO 1 NORMAL
CRP-34 3.00 264,609.48 8’690,895.20 TIPO 1 NORMAL
CRP-35 3.00 264,444.17 8’690,559.68 TIPO 1 NORMAL
CRP-36 3.00 264,324.34 8’690,320.77 TIPO 1 NORMAL
11

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
2,004
Estación de Bombeo de Agua Existente
Explo.
No.
Profundidad
(m.)
Coordenadas
Este Norte Tipo
E.B. 3.00 263’928.110 8’691,214.96 TIPO 1 NORMAL
2,004 Estación de Bombeo Para Pozos
Explo.
No.
Profundid
ad
(m.)
Coordenadas
Este Norte Tipo
PZ –8 3.00 274,205.977 8’688,142.838 TIPO 1 NORMAL
PZ –12 3.00 274,332.011 8’689,173.267 TIPO 1 NORMAL
PZ –13 3.00 274,580.737 8’688,885.517 TIPO 1 NORMAL
CUADRO Nº7: Calicatas Realizadas en el 2,008
Calicata
No.
Este Norte Tipo
C-01 2.00 265,256.25 8’689,173.64 TIPO 1 NORMAL
C-02 2.00 266,785.48 8’688,266.60 TIPO III ROCOSO
C.03 2.00 267,402.74 8’688,801.03 TIPO 1 NORMAL
C-04 2.00 268,780.23 8’689,389.41 TIPO 1 NORMAL
C-05 2.00 268,646.30 8’689,692.84 TIPO 1 NORMAL
C-06 2.00 266,507.63 8’690,778.99 TIPO 1 NORMAL
C-07 2.00 266,476.97 8’691,443.15 TIPO 1 NORMAL
C-08 2.00 265,772.67 8’691,611.58 TIPO 1 NORMAL
C-09 2.00 265,015.94 8’691,692.88 TIPO 1 NORMAL
C-10 2.00 264,840.30 8’690,787.74 TIPO 1 NORMAL
C-11 2.00 267,309.42 8’690,253.26 TIPO 1 NORMAL
C-12 2.00 266,331.22 8’689,575.05 TIPO 1 NORMAL
C-13 2.00 265,523.17 8’691,280.89 TIPO 1 NORMAL
C-14 2.00 264,980.93 8’690,445.98 TIPO 1 NORMAL
C-15 2.00 264,117.59 8’690,712.16 TIPO 1 NORMAL
C-16 2.00 267,335.37 8’690,780.28 TIPO 1 NORMAL
C-17 2.00 268,181.30 8’690,224.71 TIPO 1 NORMAL
C-18 2.00 266,133.32 8690,204.86 TIPO 1 NORMAL
C-19 2.00 268,101.67 8689,868.50 TIPO 1 NORMAL
C-20 2.00 266,661.08 8689,302.04 TIPO 1 NORMAL
C-21 2.00 269,226.19 8690,232.07 TIPO 1 NORMAL
C-22 2.00 269,548.29 8690,033.23 TIPO 1 NORMAL
C-23 2.00 269,853.23 8690,317.02 TIPO 1 NORMAL
C-24 2.00 270,137.73 8690,564.89 TIPO 1 NORMAL
12

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
Calicata
No.
Este Norte Tipo
C-25 2.00 270,540.67 8690,264.18 TIPO 1 NORMAL
C-26 2.00 271,109.97 8689,810.77 TIPO 1 NORMAL
C-27 2.00 266,549.75 8692,032.07 TIPO 1 NORMAL
C-28 2.00 265,953.23 8692,017.16 TIPO 1 NORMAL Y
ROCOSO
C-29 2.00 265,672.84 8691,846.17 TIPO 1 NORMAL Y
ROCOSO
C-30 2.00 265,445.68 8692,149.64 TIPO 1 NORMAL
C-31 2.00 265,099.42 8691,999.67 TIPO 1 NORMAL
C-32 2.00 263,540.65 8691,554.38 ROCOSO
C-33 2.00 267,922.85 8689,998.60 TIPO 1 NORMAL Y
ROCOSO
C-34 2.00 267,526.21 8689,847.24 TIPO 1 NORMAL
C-35 2.00 267,405.07 8689,191.88 TIPO 1 NORMAL
2.2 Muestreo y Registros de exploración
Se realizara una clasificación de campo de forma manual y visual de cada uno de los
estratos registrados en cada calicata, en los que se indican las diferentes
características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del
estrato, color, humedad, compacidad, consistencia etc, tal como se puede observar
en los registros estratigráficos y fotos que se adjuntan en los anexos 9.2 y 9.4
respectivamente.
3.0 ENSAYOS DE LABORATORIO
Se seleccionaran muestras alteradas representativas del suelo que debidamente
identificadas se remitieron al laboratorio para los ensayos correspondientes para la
identificación y clasificación de suelos, cuyos resultados de laboratorio se presenta en
el Anexo 9.3.
Asimismo se realizaron ensayos de análisis químicos para determinar el contenido de
sulfatos y cloruros, en muestras de suelos alterados y representativos. Los reportes
se incluyen también en el Anexo 9.3. y se muestran en el cuadro Nº 8 y 9.
Los ensayos químicos de sales agresivas al concreto se muestran en el cuadro Nº10
y se realizaron en el Laboratorio de Análisis de Agua y Suelo de la Facultad de
Ingeniería Agrícola de la Universidad Agraria La Molina, bajo las normas de la
American Society for Testing and Material (ASTM).
CUADRO Nº8: CANTIDAD DE ENSAYOS DE LABORATORIO
CALICATA MUESTRA PROF. (M)
W
%
L.
L
L.
P
I.
P
SUCS
S.S.T.
(ppm)
Cloruros
(ppm)
Sulfatos
(ppm)
13

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
C-1 M-1 0.30-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-3 M-1 0.30-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-4 M-1 0.50-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-7 M-1 0.00 -2.00 - - - - - 1 1 1
C-8 M-1 0.30-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-10 M-1 0.40 -2.00 - - - - - 1 1 1
C-12 M-1 0.20-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-15 M-1 0.20-2.00 1 1 1 1 1 - - -
C-16 M-1 0.30-2.00 1 1 1 1 1 - - -
Donde:
W% : contenido de humedad
L.L.% : Limite líquido
L.P. % : Limite plástico
CUADRO Nº9: RESULTADOS DE LABORATORIO
CALICAT
A
MUESTR
A
PROF. (M)
W% L.
L
L.
P
I.P SUCS DESCRIPCION
C-1 M-1 0.30-2.00 1.00 NP NP
N
P
SP-SM
ARENA MAL GRADADA
CON LIMOS
C-3 M-1 0.30-2.00 1.00 NP NP
N
P
SP-SM
ARENA MAL GRADADA
CON LIMOS
C-4 M-1 0.50-2.00 1.30 NP NP
N
P
SP-SM
ARENA MAL GRADADA
CON LIMOS
C-8 M-1 0.30-2.00 5.3 NP NP
N
P
SP-SM
ARENA MAL GRADADA
CON LIMOS
C-12 M-1 0.20-2.00 4.1 NP NP
N
P
SP ARENA MAL GRADADA
C-15 M-1 0.20-2.00 0.60 NP NP
N
P
C-16 M-1 0.30-2.00 1.00 NP NP
N
P
Donde:
14

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
W% : contenido de humedad
L.L.% : Limite líquido
L.P. % : Limite plástico
I.P. % : Índice plástico
CUADRO Nº10: Resultados de Análisis Químicos.
Calicata Muestra Prof. (m) S.S.T.
(ppm)
Cloruros
(ppm)
Sulfatos
(ppm)
C-7 M-1 0.00-2.00 13,050 1785 3296.64
C-10 M-1 0.40-2.00 4188.00 1024.48 285.12
4.0 CONFORMACION DEL SUBSUELO
En base a los trabajos de campo realizados recientemente y a la información
recopilada de las calicatas realizadas del estudio de suelos con fines de
cimentación de las estructuras que formaron parte del proyecto: “Obras
Generales y Redes Secundarias de Agua Potable y Alcantarillado para la
Ciudad de Pachacutec y Anexos”, elaborado en el año 2004 por el Consorcio
Pro Agua – Pachacutec, en la cual se realizaron 228 calicatas, el subsuelo en
todo el área en estudio esta conformado por depósitos eólicos mayormente por arenas
de granos finos mal gradadas (SP) ó arenas con limos (SP-SM) de compacidad que
varia de poco suelto a firme en algunos sectores a firme en otro sectores, de color que
beige, poco húmedo, no plástico. No se encontró la presencia de nivel freático en las
calicatas exploradas.
En las partes altas de los cerros circundantes de la zona de estudio aflora un macizo
rocoso conformado por rocas volcánicas andesititas donde se encuentran
emplazados todos los reservorios existentes de concreto armado.
5.0 TRABAJOS DE GABINETE
Con la información existente se ha podido realizar los trabajos de gabinete
necesarios como la elaboración de los perfiles estratigráficos de cada calicata ( ver
Anexo ) y la conformación del planos geotécnico - geologico EG-01, de ubicación de
calicatas y registros estratigráficos, cuyo plano se anexa al final del informe.
6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION
6.1 Tipo y Profundidad de Cimentación
Basado en los trabajos de campo y perfiles estratigráficos y característica de la
15

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CIP 42446
estructura a construir, se recomienda cimentar:
ZONA I ( Terreno Normal)
Línea de Agua potable y Alcantarillado:
Se recomienda cimentar las tuberías de agua potable y alcantarillado a una
profundidad de cimentación mínima de 1.20m, apoyándose sobre suelos eólicos
conformados por arenas mal gradadas de grano fino ó sobre las arenas limosas de
compacidad poco suelto a firme. Se recomienda usar encofrados para el
entibamiento de las paredes debido a la naturaleza del suelo de tipo deleznable.
ZONA II ( Suelo Rocoso )
Donde de ubican parte de las estructuras apoyadas, recomendando cimentar sobre
la roca ignea volcanica a la profundidad de cimentación mínima de: Df= 2.00m, con
respecto a la menor cota natural del terreno.
Para las obras menores, tales como son caseta de válvulas y cerco perimétrico, se
recomienda cimentar sobre la roca ígnea a la profundidad de cimentación mínima
de: Df= 1.20m, con respecto a la cota natural, utilizando una cimentación superficial
del tipo zapata corrida.
6.2 Evaluación Geomecánica del Macizo Rocoso
En el sector donde se ubican los reservorios apoyados, se encontró roca ignea
volcanica de tipo andesitico, determinándose la capacidad portante, en función a la
valoración RMR del macizo rocoso por el sistema de Bieniawski.
Introducción
Es importante conocer el comportamiento geomecánico de una masa rocosa, el cual
depende de tres aspectos fundamentales e interrelacionados entre sí. El primer
aspecto lo constituye la resistencia de la roca intacta; es decir, el comportamiento de un
espécimen de roca exenta de discontinuidades y fisuras, cuya resistencia responde a
las propiedades coligativas de las moléculas de los minerales que lo conforman, así
como al material cementante que los une, si es el caso.
El segundo aspecto está referido al grado de fracturamiento ó al número y distribución
de discontinuidades que afectan a la masa rocosa. Un macizo rocoso puede abarcar a
una masa sólida, continua, o bien llegar hasta el extremo de tener tantas fisuras que en
conjunto se comportara como si estuviera compuesto de partículas íntimamente
embonadas, sin resistencia alguna en condiciones de no confinamiento. Los planos de
las discontinuidades ofrecerán diferentes grados de resistencia según estén cerradas,
16

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
según la rugosidad que tengan, si estando abiertas poseen material de relleno ó no, y
del tipo de material de relleno; así tendrán fisuras cerradas, con propagaciones
irregulares y superficiales muy rugosas ofrecerán significativa mayor resistencia a los
esfuerzos de corte que interesan a la estabilidad interbloques, que si se trataran de
fracturas planas, de superficies listas y rellenas de arcillas sensitivas, por ejemplo.
El tercer aspecto esta referido a esfuerzos activos que actúan en el macizo rocoso. Por
un lado están los esfuerzos tensionales que trasmiten las presiones hidrostática de las
aguas subterráneas en las discontinuidades, y por otro los esfuerzos debido a cargas
litostáticas con las subsecuentes deformaciones y esfuerzos horizontales, y los
procesos de descompresión que pueden darse en las excavaciones y afloramientos.
De las consideraciones anteriores, fácilmente se deduce la imposibilidad de recoger la
totalidad de información necesaria para evaluar el comportamiento del macizo rocoso, y
más aun integrarlos para llegar a una solución única. Sin embargo, las clasificaciones
geomecánicas de macizos rocosos son la alternativa que se nos brinda por ahora, para
simplificar las evaluaciones en el campo de la mecánica de rocas, ante la otra
alternativa; ensayos in - situ a gran escala, de difícil montaje y elevado costo.
CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA ,RMR DE MACIZOS ROCOSOS
Sistema RMR de Bieniawski (1989)
Este sistema de clasificación fue desarrollado por el profesor Z.T. Bieniawski, en el
Consejo Sudafricano para la Investigación Científica e industrial (CSIR) en 1973 y fue
modificado en 1989. Esta clasificación tiene las siguientes ventajas :
a) Proporciona las cualidades del sitio investigado, con un mínimo de parámetros
de clasificación.
b) Proporciona información cuantitativa para propósitos de diseño.
c) Es simple y significativa en términos pues esta basada en parámetros medibles
que pueden ser determinados rápidamente y a bajo costo.
El sistema RMR, como puede apreciarse en la tabla N° 1, cuenta con cinco parámetros
básicos. Cada uno de estos parámetros están subdivididos en rangos de aplicación con
sus puntuaciones respectivas.
Resistencia de Roca Intacta
Bieniawski basa sus valuaciones en rangos de Resistencia Compresiva Uniaxial de la
roca intacta, o de acuerdo al índice de la Carga Puntual (PLT).
Designación de la Calidad de Roca (RQD)
El RQD, propuesto por DEERE (1967), es de uso frecuente como una medida de la
calidad de testigos de perforación, en función del fracturamiento del macizo. El RQD es
17

INGENIERO CIVIL
CIP 42446
definido como la relación porcentual de la suma de las longitudes de testigos exentos
de fracturas de 10 cm. a mas, respecto a la longitud total perforada.
Cuando no se cuenta con testigos de perforaciones es posible estimar el RQD en un
afloramiento rocoso haciendo uso de la siguiente relación propuesta por Barton et. en
(1974).
Jv = Nº de discontinuidades / m3 de roca.
Espaciamiento de Discontinuidades
Para esta característica del macizo rocoso, Bieniawski en su clasificación RMR
modificada de 1979, considera los rangos recomendados por la Sociedad Internacional
de Mecánica de Rocas.
Estado de las Discontinuidades
Para la evaluación de este parámetro, toma en cuenta la separación o abertura de la
discontinuidad, extensión, rugosidad y grado de alteración de las paredes, y el tipo de
material de relleno.
Condiciones de Aguas Subterráneas
Toma en consideración la influencia del flujo de agua subterránea en rangos de flujo
observado, la relación de la presión del agua en las discontinuidades con el esfuerzo
principal mayor, o por alguna observación cualitativa general de las condiciones del
agua subterránea. En nuestro caso, para los efectos de valuación de este parámetro se
ha considerado que no existe presiones hidrostática.
6.3 Determinación del RMR y parámetros de resistencia
Para la determinación de la valoración del macizo rocoso basado en la clasificación
geomecánica de Bieniawski se utilizó un programa de computo escrito en BASIC, los
valores de los parámetros utilizados se presentan en el Anexo y los resultados de la
evaluación se indican en el cuadro siguiente.
Descripción Parámetros
Nombre de la roca Andesita
Clasificación genética Roca
Volcanica
Valor de RMR
básico
64
Valor de RMR
ajustado
57
Valor de RMR (seca) 64
Resistencia 16
18
PerforadaTotalLongitud
cmTestigosdeLongitud
RQD
10>
=
JvRQD 3.3115 −=

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Compresiva (Mpa)
Cohesión (kPa) 320
Angulo de fricción (φ) 37
El valor de la resistencia compresiva se ha obtenido mediante un procedimiento
practico de campo, cuya referencia practica fue formulada en el libro Geotecnia Para
Ingenieros por Alberto J. Martinez Vargas ( Vol 1, Lima 1990, tabla Nº 2.23 , Pag.210 ).
Capacidad Portante Admisible del Macizo Rocoso
Los parámetros de capacidad portante de la roca se han obtenido considerando el
estado de meteorización de la roca, fracturamiento, diaclasamiento, espesor de juntas,
relleno de juntas, RQD de la roca, resistencia a la compresión uniaxial, peso
volumétrico, etc. Según la clasificación de Biewnaski, la roca tiene un RMR igual a 64,
correspondiéndole una clasificación de roca de clase II (de I a V), que para fines de
cimentación es una roca de buena resistencia.
Por lo tanto la capacidad portante admisible de la roca ígnea intrusiva plutonica para los
cinco reservorios es de : Qadm > 10 kg/cm2.
6.4CALCULO DE LA CAPACIDAD DEL SUELO ARENOSO
Se ha determinado la capacidad portante admisible del terreno en base a las
características del subsuelo y se han propuesto dimensiones recomendables para la
cimentación.
La capacidad de carga se ha determinado en base a la fórmula de Terzaghi y Peck
(1967), con los parámetros de Vesic (1971).
Según Terzaghi y Peck :
qul = Sc*C*Nc + 1/2*Sτ*δ1*B*Nτ + Sq*δ2*Df*Nq ..... (1)
qad = qul/F.S.
Donde :
qul : = capacidad última de carga en kg/cm2.
qad : = capacidad portante admisible en kg/cm2.
F.S. : = factor de seguridad = 3
δ : = peso específico total.
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B : = ancho de la zapata o cimiento corrido en mt
Df. : = profundidad de la cimentación.
Nc,Nτ,Nq: = parámetros que son función de φ
Sc,Sτ,Sq: = factores de forma.
C : = cohesión en (kg/cm2)
Los factores de capacidad de carga se obtendrán a partir de la Figura N° 3.
De una serie de investigaciones y pruebas basados en ensayos de SPT en suelos
granulares se ha obtenido relaciones empíricas entre φ, Dr y Densidad natural para
profundidades menores de 6.00m., los cuales se presentan en el siguiente cuadro:
Cuadro Nº 011
Descripción Muy Suelto Suelto Medio Denso Muy Denso
Densidad Relativa Dr 0 -0.15 0.15 – 0.35 0.35 – 0.65 0.65 – 0.85 0.85 – 1.00
SPT N70
Fino 0.075-0.425 mm
Medio 0.425-2.000 mm
Grueso 2.000-4.750 mm
1 - 2
2 - 3
3 – 6
3 – 6
4 – 7
5 – 9
7 - 15
8 – 20
10 – 25
16 – 30
21 – 40
26 - 45
>40
>45
φ
Fino 0.075-0.425 mm
Medio 0.425-2.000 mm
Grueso 2.000-4.750 mm
26 – 28
27 – 28
28 – 30
28 – 30
30 – 32
30 – 34
30 – 34
32 – 36
33 – 40
33 – 38
36 – 42
40 – 50
<50
γhúmedo (gr/cm3
) 1.1 – 1.6 1.4 – 1.8 1.7 - 2.0 1.7 – 2.2 20 – 23
(Ref. Manuel Delgado Vargas / Ingeniería de Cimentaciones/ 2da edición 1999)
Del Cuadro Nº 11 se observa que para una arena de grano fino, de estado de
compacidad media, el valor del ángulo de fricción Interna (Φ) varia de 30° a 34°,
adoptando un valor de Φ= 32° y una Cohesión C = 0.00 kg/cm2 (por ser un suelo
del tipo friccionarte).
Considerando un posible efecto de falla local tenemos :
φ= Arctg(2/3*tg(32º))
φ= 22º
Luego trabajaremos :
Cohesión : C = 0.00 kg/cm2
Angulo de fricción : φ = 22º
A) Zapata Corrida:
C = 0.00 (kg/cm2)
φ = 22°
Nc = 16.88 Nτ = 7.13 Nq = 7.82
Sc = 1.0 Sτ = 1.0 Sq = 1.0
FS = 3
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Df = 1.50m
B = 0.70 m
δ1 = 1.65 gr/cm3
δ2 = 1.64 gr/cm3
De (1) se tiene :
qul = 2.51 kg/cm2
qad = 0.84 kg/cm2
6.5 CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS
6.5.1. Asentamientos Inmediatos
El asentamiento inmediato ó instantáneo de la cimentación se calculará en base a la
teoría de la elasticidad (Lambe y Whitman, 1964).
El asentamiento elástico inicial será:
S = ∆qs B(1-u²)If
Es
donde:
S = asentamiento inmediato (cm)
∆qs = esfuerzo neto transmisible (kg/cm2)
B = ancho de cimentación (cm)
Es = módulo de Elasticidad (kg/cm2)
u = relación de Poisson
If = factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentación.
Las propiedades elásticas del suelo de cimentación fueron asumidas a partir de tablas
publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde irá desplantada la
cimentación.
Para este tipo de suelo de arenas pobremente gradadas donde irá desplantada la
cimentación es conveniente considerar un módulo de elasticidad de E = 3000Tn/m2 y
un coeficiente de Poisson de u = 0.25
Los cálculos de asentamiento se han realizado considerando una cimentación flexible.
Se considera además que los esfuerzos transmitidos son iguales a la capacidad
admisible de carga.
Luego se tiene:
Se tiene:
∆ qs = 0.84 kg/cm2
B = 70 cm
Es = 300.00 kg/cm2
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If = 2.54 (flexible)
u = 0.25
Se obtiene:
Cimentación flexible : Stotal = 0.43 cm
Por tanto el asentamiento máximo para la cimentación corrida calculada en esta zona
está en el orden de 0.40cm. Entonces no se presentaran problemas por asentamiento.
7.0 AGRESION AL SUELO DE CIMENTACION
El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a la
cimentación. Este efecto está en función de la presencia de elementos químicos que
actúan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causándole efectos nocivos y hasta
destructivos sobre las estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin embargo, la
acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea
que reacciona con el concreto; de ese modo el deterioro del concreto ocurre bajo el
nivel freático, zona de ascensión capilar ó presencia de agua infiltrado por otra razón
(rotura de tuberías, lluvias extraordinarias, inundaciones, etc.).
Los principales elementos químicos a evaluar son los sulfatos y cloruros por su
acción química sobre el concreto y acero del cimiento respectivamente.
CUADRO N°12: ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION
Presencia en el Suelo de : p.p.m Grado de Alteración OBSERVACIONES
* SULFATOS
0 – 1000 Leve
1000 - 2000 Moderado Ocasiona un ataque químico al
2000 - 20,000 Severo concreto de la cimentación
>20,000 Muy severo
** CLORUROS > 6,000 PERJUDICIAL
Ocasiona problemas de corrosión
de armaduras o elementos
Metálicos
** SALES SOLUBLES > 15,000 PERJUDICIAL
Ocasiona problemas de pérdida de
resistencia mecánica por problema
de lixiviación
* Comité 318-83 ACI
** Experiencia Existente
De los resultados de los análisis químicos obtenidos a partir de 2muestras
representativas del suelo obtenidas de las calicatas C7 y, C-10 se tiene:
CUADRO Nº13: Resultados de Análisis Químicos.
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Calicata Muestra Prof. (m) S.S.T.
(ppm)
Cloruros
(ppm)
Sulfatos
(ppm)
C-7 M-1 0.00-2.00 13,050.00 1785.00 3296.64
C-10 M-1 0.40-2.00 4188.00 1024.48 285.12
Del Cuadro Nº13 ( Resultados de análisis químicos), observamos que la
concentración de sales cloruros, se encuentran por debajo de los valores
permisibles, siendo el valor mas alto de 1785 ppm que corresponde a la calicata C-7,
menor que 6000ppm (valor permisible para cloruros), por lo que no ocasionará un
ataque por corrosión del acero del concreto de la cimentación.
De igual manera observamos concentraciones de sales sulfatos mayores a 2,000.00
ppm. Y que alcanzan un valor puntual de de 3,296.64, ppm, por lo que podría
ocasionar un ataque severo al concreto de la cimentación en este sector.
Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo V de alta resistencia a los
sulfatos, para todas estructuras hidraulicas proyectadas.
8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1.- En base a los trabajos de campo realizados mediante 35 pozos de exploración ó
calicatas a cielo abierto y a la información recopilada de las calicatas realizadas del
estudio de suelos con fines de cimentación de las estructuras que formaron
parte del proyecto: “Obras Generales y Redes Secundarias de Agua Potable y
Alcantarillado para la Ciudad de Pachacutec y Anexos”, elaborado en el año
2004 por el Consorcio Pro Agua – Pachacutec, en la cual se realizaron 228
calicatas, el subsuelo en todo el área en estudio esta conformado por depósitos
eólicos mayormente por arenas de granos finos mal gradadas (SP) ó arenas con limos
(SP-SM) de compacidad que varia de poco suelto a firme en algunos sectores a firme
en otro sectores, de color que beige, poco húmedo, no plástico. No se encontró la
presencia de nivel freático en las calicatas exploradas.
En las partes altas de los cerros circundantes de la zona de estudio aflora un macizo
rocoso conformado por rocas volcánicas andesititas.
2.- De acuerdo al tipo de suelo encontrado conformado por suelos granulares de
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arenas de granos finos ó arenas limosas de estado de compacidad poco suelto a
firme, se recomienda usar encofrados para la protección de las paredes durante los
trabajos de excavación de zanjas para instalación de tuberías y construcción de
buzones, desde el nivel de la superficie.
3. – Casi el 95 % del área en estudio esta constituido por suelos finos clasificados
como Suelo normal Tipo I y el 5% como suelo rocoso o suelo Tipo II
4.- En el plano EG-01 se presenta la ubicación de calicatas y los registros
estratigráficos de todas las calicatas. También se presenta un mapeo geológico de
toda el área en estudio indicando los diferentes tipos de suelos encontrados desde el
punto de costos durante la etapa de excavación de zanjas.
5.- Por todo lo expuesto se concluye usar el cemento Tipo V de alta resistencia a los
sulfatos para la preparación del concreto, para todas estructuras hidráulicas
proyectadas, como son reservorios, buzones, tuberías, etc., así mismo el empleo de
un aditivo hidrófugo, tipo EUCO DM de Sika o similar para impedir la corrosión del
acero de refuerzo y pinturas impermeabilizantes en las tuberías y otros elementos
metálicos.
En el sector donde se va a utilizar tuberías principales de hierro dúctil, se recomienda
el empleo de mangas de polietileno.
6.- Se recomienda que la plataforma de la cimentación de los reservorios proyectados
se ubique totalmente sobre la roca volcánica.
7.- Previo a los trabajos de cimentación de las estructuras proyectadas sobre el
material de arenas, esto incluye para reservorios proyectados, buzones, etc, se
recomienda realizar un mejoramiento del suelo existente por debajo del nivel de
cimentación especificado, que consiste en reemplazar en un espesor de 50cm por un
material de tipo afirmado y compactarlo en capas al 98% de la máxima densidad
seca del proctor modificado.
8.- Para el relleno de las zanjas, luego de colocado las tuberías se podrá emplear el
mismo material de la zona descartando los rellenos superficiales, debidamente
compactado por capas al 95% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado.
24

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9.- A continuación se presenta el cuadro resumen de capacidad portante de las
estructuras proyectadas:
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Cuadro Resumen Capacidad Portante De Estructuras Proyectadas
TIPO DE
ESTRUCTURA
CALICATA
NIVEL
FREATICO
DESCRIPCION
TIPO DE
SUELO
CLASIF
SUCS
TIPO
CIMENTACION
PROF.
CIMT.
(m)
CAPAC.
PORTANTE
Qad
(kg/cm2)
TIPO
CEMENTO
RECOMENC.
RAP – 01, RAP-
02, RAP-07
C-34, C-35,
C-31
- ARENA DE GRANOS FINOS DE
COMPACIDAD FIRME
TIPO I
NORMAL SP
PLATEA CIRCULAR
DE CONCRETO
ARMADO
2.00 0.84
TIPOV
ENCOFRADO
PAREDES Y/O
ENTIBADO
OBRAS
MENORES
RAP-01
CIMIENTO CORRIDO
ARMADO Y
ZAPATAS
CONECATADAS
1.50 0.80
ENCOFRADO
PAREDES Y/O
ENTIBADO
RAP-03, RAP-
04, RAP-09,
RAP-05,
RAP-06
C-33,
C-32, C28,
C-27
- ROCA VOLCANICA ANDESITICA
TIPOII
ROCOSO ROCA
PLATEA CIRCULAR
DE CONCRETO
ARMADO
2.00 10.00 TIPOV
ENCOFRADO
PAREDES Y/O
ENTIBADO
HASTA 2M
TUBERIAS DE
AGUA Y
DESAGUE,
BUZONES
- - ARENA DE GRANOS FINOS DE
COMPACIDAD FIRME
TIPO I
NORMAL SP
CIMIENTO CORRIDO
ARMADO Y
ZAPATAS
CONECATADAS
1.20
MINIMO
0.80 TIPOV
ENCOFRADO
PAREDES Y/O
ENTIBADO
HASTA 2M
Lima, 24 de Febrero del 2009
1

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9.0 ANEXOS
1

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9.1 FIGURAS
2

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9.2 REGISTROS DE
EXPLORACION
3

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9.3 REGISTROS DE
ENSAYO DE
L ABORATORIO
1

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2

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9.4 FOTOGRAFIAS
3

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9.5 PLANO
-
4

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5

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