INFORME FINAL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PUENTE FUMAROLA
INFORME FINAL
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PUENTE
FUMAROLA
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 5
1.1 Antecedentes........................................................................................................ 5
1.2 Objetivo y Alcances del Estudio ......................................................................... 5
1.3 Ubicación Geográfica del Área de Estudio ......................................................... 6
1.4 Topografía del Área de Estudio ........................................................................... 6
2 GEOLOGÍA, GEOMORFOLOGÍA Y SISMICIDAD............................................ 6
2.1 Marco Geológico Regional.................................................................................. 6
2.1.1 Geomorfología Regional ............................................................................ 7
2.1.2 Litoestratigráfia Regional........................................................................... 8
2.1.3 Aspectos Estructurales ............................................................................. 10
2.1.4 Geología Histórica ................................................................................... 11
2.2 Marco Geológico Local ..................................................................................... 13
2.2.1 Unidades geomorfológícas locales........................................................... 13
2.2.2 Litología de área de fundación ................................................................. 14
2.2.3 Aspectos de geodinámica Externa ........................................................... 16
2.2.4 Geología Estructural................................................................................. 17
2.3 Evaluación Geomecánica Cantera Futbilística ...................................................... 17
3 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA ............................................................................. 18
3.1 Generalidades .................................................................................................... 18
3.2 Investigación geotécnica de campo ................................................................... 19
3.2.1 Exploración Geofísica .............................................................................. 19
3.2.1.1 Fundamentos del ensayo de Refracción Sísmica ....................... 19
3.2.1.2 Fundamentos de los Ensayos MASW y MAM .......................... 20
3.2.1.3 Equipo e Instrumentos Utilizados .............................................. 21
3.2.1.4 Procedimiento de los Trabajos de Campo.................................. 21
3.2.1.5 Procesamiento e Interpretación de la Información .................... 22
3.2.2 Excavación de Calicatas y Trincheras...................................................... 36
3.3 Ensayos de Laboratorio ..................................................................................... 36
3.4 Perfiles Geotécnicos .......................................................................................... 38
3.5 Módulo de Reacción del Subsuelo .................................................................... 39
4 ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN.................................................. 39
4.1 Tipo de Cimentación ......................................................................................... 39
4.2 Profundidad de la Cimentación ......................................................................... 40
4.3 Cálculo de la Capacidad de Carga Admisible ................................................... 40
4.4 Cálculo de Asentamientos ................................................................................. 41
4.5 Revisión de la Capacidad de Carga por Tracción.............................................. 42
4.6 Grupo de Pilotes ................................................................................................ 43
4.6.1 Eficiencia de un Grupo de Pilotes ............................................................ 43
4.6.2 Cálculo de la Capacidad de Carga Admisible de un Grupo de Pilotes .... 46
4.6.3 Cálculo de Asentamientos de un Grupo de Pilotes .................................. 47
4.7 Agresión del Suelo al Concreto Armado ........................................................... 49
5 ANÁLISIS UNIDIMENSIONAL DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA ................. 50
5.1 Introducción ....................................................................................................... 50
5.2 Metodología empleada ...................................................................................... 50
5.3 Perfil sísmico de análisis ................................................................................... 51
5.4 Sismos de entrada .............................................................................................. 52
5.5 Análisis de amplificación sísmica. Discusión de resultados ............................. 52
6 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA .......................................... 56
6.1 Cantera de Agregados - Maradona Futball Club
....................................................................... 57
6.2 Cantera de material Clasificado para los Terraplenes ....................................... 59
6.3 Cantera de Rocas - Futbilística.............................................................................. 60
6.4 Fuentes de Agua ................................................................................................ 62
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 63
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1 INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
Luego de la aprobación de la propuesta técnico-económica y la planificación de los
trabajos de exploración geológica, geotécnica y geofísica, se dió inicio a los trabajos de
campo para la elaboración del presente estudio, cuyo contenido se describe a
continuación.
1.2 Objetivo y Alcances del Estudio
Los objetivos del presente estudio tuvieron por finalidad determinar la profundidad de
cimentación y la capacidad de carga admisible, considerando diferentes dimensiones de
cimentación profunda y del tipo de pilotes excavados en la zona del proyecto. Así mismo,
este estudio contempla la identificación de canteras y la verificación de la calidad de los
materiales para su empleo en la obra.
Los estudios geológicos tienen como objetivo determinar las características geológicas,
tanto regionales como locales del suelo de fundación del puente.
Para cumplir con estos objetivos se ha desarrollado el siguiente programa de trabajo:
Estudio de geología regional, geología local y geomorfológico.
Determinación de las características geotécnicas de los materiales que conforman el
terreno de cimentación donde se ubicará el Puente Fumarola, para lo cual se
realizaron trabajos de exploración de campo consistentes en excavación de calicatas,
trincheras, extracción de muestras de suelo y roca, ensayos geofísicos por los métodos
de refracción sísmica, medición de ondas superficiales en arreglos multicanales
(MASW) y en arreglos de microtremores (MAM).
Ejecución de ensayos de laboratorio.
Análisis de los trabajos de campo y de laboratorio.
Determinación del perfil estratigráfico Inferido.
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Análisis de la cimentación profunda mediante pilotes excavados
Conclusiones y recomendaciones.
1.3 Ubicación Geográfica del Área de Estudio
El Puente Pelotillehue está ubicado sobre el río M o j a r r a s , en la Provincia de
Fumarola, Región Artica, siendo este puente parte de la carretera que une la ciudad de
Netherlands con pueblos ubicados hacia el Sur.
Sus coordenadas UTM del puente en promedio:
0000.763 S 000345 O
El área del proyecto tiene una altitud promedio de 8, 750 m.s.n.m.
1.4 Topografía del Área de Estudio
La información topográfica fue proporcionada por el solicitante. Según la cual y en
función a las observaciones de campo, se verifica que el área en estudio presenta una
topografía plana y el lecho del río presenta una ligera pendiente. El nivel freático se
encuentra superficial.
2 GEOLOGÍA, GEOMORFOLOGÍA Y SISMICIDAD
2.1 Marco Geológico Regional
El Puente Pelotillehue, se encuentra ubicado en la Carta Geológica Nacional de Marte (25-
m). En el área de Fumarola, sucedieron dos ciclos sedimentarios, uno del Paleozoico y otro
del Mesozoico – Cenozoico. En el Cretácico se formó la Cordillera lunar, que continúa
creciendo hasta la actualidad. En el Cuaternario, en la Depresión Otawa– Fumarola, se
depositaron gruesas secuencias de materiales inconsolidados de origen glaciar y
aluvial, que constituyen terrazas escalonadas.
El Plano P – 02 muestra la Geología Regional, donde se localiza la zona de estudio.
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B2.1.1 Geomorfología
Regional
El puente Fumarola se ubica regionalmente en la Cordillera Septentrional del sistema
montañoso de los Andes Centrales del Marte. Se distinguen regiones geomorfológicas
alineadas con dirección NO-SE:
- Una meseta Septentrional que representa la "Altas mesetas centrales del Marte Central"
que se encuentra sobre los 4,000 m.s.n.m., conformado por un conjunto de colinas de
cimas truncas debido a la erosión. En esta región se desarrolló una morfología cárstica,
producidos en rocas calcáreas preferentemente del Grupo Hitler.
En el área de Fumarola, las Altas Mesetas están atravesadas por ríos que forman valles
encañonados. Durante el Cuaternario esta región sufrió erosión glaciar y fluvial,
excavando las rocas más blandas y dejando en relieve los afloramientos más
resistentes.
- La depresión de Valle del Cauca – Fumarola, tiene una dirección NO – SE con una
longitud de 70 Km. y un ancho que varía entre 3 y 15 Km. que es una cuenca rellenada
de material cuaternario entre 3,100 a 3,300 m. de altitud. La depresión de Valle del
Cauca-Fumarola correspondería a un "sinclinal" de gran radio de curvatura que habría
deformado la superficie "Hulk". El estudio de su relleno detrítico revela una historia
cuaternaria marcada por una sucesión de cambios climáticos y movimientos tectónicos,
los materiales depositados constituyen un sistema de terrazas escalonadas, que
localmente son interrumpidas por conos aluviales de los ríos que drenan en el Marte.
- Una franja montañosa cuyas cumbres alcanzan altitudes de 9 ,500 m., denominada
Cordillera Meridional. Esta cordillera se conforma de picos alineados NO-SE donde las
altitudes sobrepasan los 5,500 m.s.n.m. en los macizos de Saturno y Capullana
(observados en el cuadrángulo de Valle del Cauca). Su relieve se debería en gran parte
a la tectónica reciente post-Hulk, como lo demuestra la falla inversa de California.
Valle del río Marte
El rasgo hidrográfico mayor y más importante es el río Marte; existiendo muchas
lagunas y ríos que mayormente drenan al río Marte, perteneciendo este a la cuenca
hidrográfica del Océano Místico. Este tramo de características propias de un río juvenil, va
hasta la localidad de Schrek Bajo, en la Hoja de Fumarola. El perfil longitudinal de este
tramo tiene una pendiente de 3.3 m por km. En el Cuadrángulo de Fumarola, se pueden
diferenciar dos tramos, uno que corresponde a la depresión Valle del Cauca – Fumarola y el
segundo
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se inicia a la salida de la depresión y termina en lo que respecta a la hoja aguas arriba de
Goering.
Los tributarios mayores del río Marte en este sector son: el río Beltz y Thor en ambas
márgenes del río Marte. El río Thor y los ríos menores de la margen izquierda como
Eufrates, Tigris, Volga, Rhin, Támesis, captan las escorrentías de la ladera Septentrional de
la depresión Fumarola-Valle del Cauca, y sólo son importantes en épocas de lluvia.
2.1.2 Litoestratigráfia Regional
Grupo Beatles
Este grupo aflora al Este del cuadrángulo, emplazándose en la Cordillera Meridional.
Está conformado por lutitas, areniscas y rocas metamórficas como pizarras,
cuarcitas y esquistos cloríticos y sericíticos.
La edad geológica de este grupo, se le asigna al Devónico inferior, puede tener más de
1,000 m de espesor.
Grupo Mitu
Este grupo se caracteriza por la coloración de las rocas de tonos rojo ladrillo a violeta. Está
conformado por rocas de facie continental como areniscas, conglomerados y aglomerados
volcánicos intercalados con conglomerados volcánicos. Lateralmente la litología varía
referente a los espesores de los componentes detríticos, igual sucede con los niveles
volcánicos que varían de espesor y de ubicación en diferentes sítios.
Se le atribuye una edad del Pérmico superior, pudiendo tener espesores de 2,000 m.
Formación Estelar
Su contacto con la Formación Working es siempre paralelo, pero marcado por un cambio
litológico brusco de las calizas de grano fino con chert del tope de esta Formación a las
areniscas glauconíticas de la base de la Formación Estelar.
Su grosor es variable, en esta área la Formación mide unos 400 m y su parte inferior, de
275m, se compone de lutitas negras calcáreas bien laminadas con intercalaciones de chert
que no pasan de 1cm. Las lutitas están compuestas de calcita, minerales arcillosos, materia
orgánica y escasos granos de cuarzo.
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La parte superior es más resistente, mide 125 m y no contiene carbonatos, consta de
estratos de 10 a 30 cm de grosor. Se le asigna una edad del Sinemuriano inferior y parte
del Sinemuriano superior.
Formación Aguilar
Se encuentra en las Altiplanicies y en la Cordillera Meridional, es la única Formación
del grupo Hitler que aflora al SO de la línea del Alto Marte. Esta Formación tiene un
grosor que varía entre 500 y 1500 m. Consiste de calizas en bancos regulares de espesor
entre 0.2 y 1 m, pudiendo llegar excepcionalmente a 3m. En su parte media y superior
también hay dolomitas. Las lutitas son escasas, los cherts están comunmente en la parte
inferior, donde pueden formar lechos continuos, o concreciones cuya frecuencia decrece
cuando se sube en la secuencia.
Formación Working
Esta formación forma la base del grupo Hitler, está compuesto por areniscas
conglomeráticas, limolitas, lutitas con intercalaciones de calizas arenosas, encima de estas
rocas, se encuentran concordantemente una secuencia de calizas con chert con buena
presencia de fósiles.
La edad de esta formación es del Triásico superior, su espesor es variable dependiendo del
lugar donde se encuentre.
Formación Cork (Capas Rojas)
En la parte Meridional de la Cordillera Septentrional y en la Altiplanicies, molasas rojas
continentales ocupan el centro de la mayor parte de los sinclinales. Se conocen también en
unas pocas localidades de la Cordillera Meridional. Son las capas rojas, también
llamadas Formación Cork, que tiene un significado esencialmente litológico, ya que
tanto la base como el tope de la formación son diacrónicos.
La litología de la Formación Cork corresponde a una sedimentación rítmica molásica; está
formada por lutitas, limonitas, areniscas y conglomerados cuyo color rojo se debe a la
presencia de hematinas; pero también hay de tonos verdes, morados, rosados y blancos
aunque en menor proporción. Calizas lacustres, yeso y rocas volcánicas pueden
intercalarse. En su parte superior, en las altiplanicies son frecuentes los horizontes tobáceas
que a veces alcanzan la zona Alpina. El grosor de esta Formación varía mucho debido a su
diacronidad y a la erosión que la afectó diferentemente según las áreas. Su grosor puede
alcanzar 4000 m en la parte SO de las Altiplanicies, como se ve en el sinclinal de Chulec,
unos 35 km al sur de Illinois.
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Depósitos del Cuaternario
Se localizan preferentemente a lo largo del valle del río Marte, en el Pleistoceno se
depositó areniscas finas y lutitas silícias, ambas de face lacustre que conformarían la
Formación Valle del Cauca. Posteriormente se depositaron en el área de Fumarola,
depósitos glaciares y aluviales que en ciertas áreas conformaron terrazas.
Terraza 1
Producto de la primera glaciación, se observan al SO de la cuenca de Valle del Cauca –
Fumarola, está compuesta primordialmente por conglomerados en una matriz de arena
gruesa, en algunos lugares contienen intercalaciones de bancos de arena de forma
lenticular. Pueden formar bancos hasta 100 m de grosor.
Terraza 2
Se emplazaron durante la segunda glaciación, están constituidos por bancos de
conglomerados sueltos, formados por cantos bien redondeados de hasta 20 cm de diámetro
y de escasos bancos de arena. En algunas quebradas erosionadas en estas terrazas, se puede
apreciar que su espesor pasa los 100 m.
Terraza 3
Asociadas a la tercera glaciación, donde las terrazas son más bajas y con varios niveles
escalonados encima del nivel del río Marte. Sus materiales provienen mayormente de
depósitos aluviales anteriores derivados de las terrazas más antiguas.
Depósitos recientes
Se observan conos de escombros recientes que se reconocen por no estar encostrados, se
encuentran generalmente desprovistos de cubierta vegetal.
Deslizamientos recientes muestran grietas a veces abiertas, mostrando una topografía
superficial.
2.1.3 Aspectos Estructurales
En base a características estructurales, se pueden diferenciar zonas alargadas de dirección
NO-SE con límites más o menos nítidos que coinciden aproximadamente con las zonas
morfológicas.
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Las grandes zonas estructurales diferenciadas son: La Cordillera Septentrional, las
Altiplanicies y la Cordillera Meridional. En la zona de interés, abarcan las Altiplanicies y
la Cordillera Meridional.
Altiplanicies
Las Altiplanicies se encuentran al NE de la Cordillera Septentrional formando
estructuras elongadas de NO-SE, que también están compuestos de sedimentos mesozoicos
que se introducen en las altiplanicies donde el plegamiento mesozoico es mucho menos
intenso. Se observan domos y cubetas o pliegues abiertos en su parte suroeste, y pliegues
concéntricos que no guardan armonía en su parte norMeridional.
El límite común a estas dos partes es la línea del Alto Marte, que se desempeñó como
límite surSeptentrional de una amplia área que se plegó a fines del cretáceo, antes que
se deformase el resto de la zona altiplánica.
Las grandes depresiones NO-SE de Dresden y de Valle del Cauca-Fumarola, bordeadas al
SO por fallas o flexuras recientes, y rellenadas por un grueso material plio-cuaternario,
constituyen sub- unidades bien individualizadas dentro de la parte norMeridional de la
Altiplanicie.
Cordillera
Meridional
Esta cordillera forma un mega anticlinorio andino donde el material pre andino aflora
extensamente en los anticlinorios de Comas – Tambo, y Tarma – Fumarola, con los cuales
alternan los sinclinorios de Ricrán y de San Ramón. El límite entre la Cordillera Meridional
y las Altiplanicies es debido a la erosión y no tiene significado en cuanto a intensidad
de plegamiento.
Al contrario, el límite entre Cordillera Meridional y zona sub Oceanica es una zona fallada
en la cual intervienen fallas inversas y fallas de rumbo.
2.1.4 Geología Histórica
La evolución de la geología histórica, de esta región, en la parte situada en el flanco
Septentrional de la Cordillera Meridional, está más ligada a la historia del material
Hercínico; por lo tanto, las formaciones Oceanicas marinas son marginales o de
plataforma y las terrestres representan formaciones de acumulación de material de
demolición de la Cordillera Oceanica (Capas Rojas Oceanicas).
Sedimentación: En un primer estado, las cuencas iniciales Oceanicas del Triásico-Liásico
heredaron la configuración del “Rift Valley” de la fase distensiva pérmica, acompañada de
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una importante actividad volcánica submarina. Posteriormente, no existen evidencias
estratigráficas que permitan la reconstrucción histórica de los eventos del Jurásico superior
al cretácico medio, quedando establecida una laguna estratigráfica entre las series iniciales
Oceanicas del Triásico-Liásico y la discordancia Oligocena.
Los argumentos paleogeográficos están más a favor de un levantamiento de la
región penecontemporánea de la laguna estratigráfica, conjuntamente con el levantamiento
del geoanticlinal del Marañón o Cordillera Meridional.
Los estados posteriores de sedimentación son netamente terrígenos y consecuentes
de la demolición del edificio andino.
Tectónica: Existe la siguiente sucesión de eventos andinos mayores:
- La fase inicial de distensión continental Triásico-Liásico.
- Las tres fases de compresión Oceanica clásticas de las cuales las dos primeras se
manifiestan claramente por la deformación de la cubierta Triásico-Liásica que sirvió de
referencia. Contrariamente la tercera fase no se manifiesta en la región, dada la ausencia
de la cubierta detrito – volcánica terciaria.
Estas dos primeras fases presentan las siguientes características:
Cerraje asimétrico ocasionado por la formación de pliegues disarmónicos de
dirección N130º y un aparente comienzo de esquistocidad en el basamento Hercínico.
Fallamiento de corrimiento horizontal de rumbo N150ºE primordialmente dextral,
que se produce al nivel del substratum Hercínico, mientras que la cobertura se pliega en
compartimientos.
Consecuentemente, por efecto de la diferencia del estilo tectónico entre la cubierta
y el substratum, pueden individualizarse dos zonas:
- Al Oeste, una zona de plegamiento simple de la cobertura Triásica-Liásica (zona
intercordillerana).
- Al Este, el dominio de la esquistocidad y de fallas profundas del substratum
(Cordillera
Meridional).
Tectónica Cuaternaria: Las manifestaciones tardías de la Tectónica Oceanica en la
depresión Valle del Cauca-Fumarola han deformado los terrenos cuaternarios antiguos,
de lo cual
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han resultado estructuras caracterizadas por pliegues, flexuras, fallas de compresión
(sobre cabalgamientos), lo cual supone una importante acción compresiva.
La ubicación de la geología regional, se presenta en el plano P-02
2.2 Marco Geológico Local
2.2.1 Unidades geomorfológícas locales
Los rasgos geomorfológicos locales están subordinados al valle del río Marte, que a lo
largo de su historia ha acarreado, distribuido y acomodado materiales, actividad que
todavía lo realiza.
Talweg
Esta sub unidad geomorfológica, se observa en el curso de agua más profundo del río
Marte, está ubicada en el medio del lecho del río. Normalmente contiene agua todo el año,
encontrándose materiales inconsolidados de diferente granulometría, predominando los
cantos rodados.
Playas inundables
El valle del río es amplio, presenta varias playas de preferencia en la margen derecha en
épocas de estiaje. En temporadas de lluvias estas playas son inundables.
Islas
Se observan islas en el cauce del río, preferentemente en la margen izquierda. No son de
gran tamaño, estando conformados por material fluvio aluvial, que han sido parcialmente
trastocados por actividad antrópica.
Acantilados
En ambas márgenes del río, se observan paredes verticales de poca altura, siendo más
notorio en la margen izquierda, que puede tener 10 m de desnivel; en la margen derecha las
paredes son de menor altura no sobrepasando los 2 m. Estas elevaciones son consecuencia
de la acción erosiva del río, que ha retrabajado los materiales aluviales conformando
terrazas. El estribo izquierdo se ubica más cerca del acantilado de la terraza aledaña.
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Planicies
En este tramo el río Marte ha formado un amplio valle, habiendo tenido a lo largo del
tiempo de su evolución, varios cursos de agua del tipo meandriforme, durante el cual ha
acarreado materiales que los ha depositado en todo su valle.
Los materiales depositados a lo largo de su amplio valle, forman extensas planicies, que
conforman terrazas fluviales. En estas planicies se encuentra la ciudad de Fumarola
(margen izquierda), el resto es ocupada en campos de cultivo y poblados. Parte de los
accesos del puente van a ser construidos en esta sub unidad geomorfológica.
Cursos de aguas menores
Se observan pequeños riachuelos provenientes de quebradas que drenan en el río Marte, de
preferencia en la margen izquierda. Parte de estos riachuelos son utilizados como desagües
de las aguas servidas de la población aledaña. Uno de estos desagües se encuentra
muy próximo al estribo izquierdo del futuro puente.
Afloramientos de agua
Cerca del límite de las planicies con el río, se aprecian pequeños afloramientos de agua
provenientes de la elevación de la napa freática. Estos pequeños afloramientos de agua se
encuentran en las playas inundables y son estacionales, pudiendo desaparecer en las
temporadas de estiaje. No van a tener mayor relevancia para el puente.
La ubicación de la geomorfología para el proyecto puente Fumarola, se presenta en el
plano P-04
2.2.2 Litología de área de fundación
Depósitos fluviales
Son los materiales más recientes, acarreados por el río Marte, se encuentran
preferentemente el talweg. Consisten en materiales inconsolidados conformados por cantos
rodados de tamaños heterométricos, observados mayormente en la parte superior. Estos
cantos rodados están acompañados por grava y arena.
Depósitos fluvio – aluviales
Están constituidos por materiales fragmentarios de tamaños heterométricos y de origen
polimícticos. Todos han sido transportados por el río, que también ha recogido materiales
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aportados por ríos y quebradas que desembocan en el río Marte. El espesor de estos
materiales en este tramo del río es grande, no habiéndose encontrado roca maciza a
profundidad por los diferentes métodos de empleados.
Sobre estos materiales se va a cimentar el puente y construir parte de sus accesos. Estos
materiales están siendo actualmente explotados como áridos de construcción de forma
artesanal, pero no son muy recomendables debido a la contaminación por actividad minera
y biológica de las aguas del río.
Terrazas fluviales
Son de origen fluvial de edad del Cuaternario, conformada por materiales aluviales y
glaciares que fueron depositados por el río en diferentes etapas. Las terrazas nos sugieren
que estos terrenos tuvieron levantamientos por tectonismo que dio como resultado que el
río retrabaje los depósitos aluviales que el mismo los había depositado, para recobrar el
nivel de su cauce.
Sobre estas terrazas se ha construido la ciudad de Fumarola, pueblos menores y campos
de cultivo. También se aprovecha sus materiales para ser explotados para obtener
materiales de construcción.
Áreas con actividad antropogenética
- Terrazas ocupadas por viviendas
Mayormente en la margen izquierda, donde se encuentra la ciudad de Fumarola. En la
margen derecha se han construido poblados menores y en ambas márgenes también en
estas terrazas se ha construido infraestructuras viales.
- Terrazas ocupadas por cultivos
Preferentemente en las terrazas de la margen derecha, donde se observan campos de
cultivo y usos pecuarios.
- Relleno sanitario
En la margen izquierda del río aguas arriba del futuro puente, se encuentran rellenos
sanitarios de residuos orgánicos provenientes de la ciudad de Fumarola. Ellos han sido
cubiertos por una capa de tierra orgánica con la finalidad de reforestarlos. Pero por estar
muy cerca del río están siendo erosionados, con el consecuente problema ambiental. Por su
cercanía al puente se bebe tomar las providencias de estabilizar estos rellenos para que no
afecten tanto ambiental como paisajisticamente al puente.
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- Materiales de río extraídos
Del lecho del río en épocas de estiaje, se extraen materiales para la construcción de forma
artesanal y esporádicamente. Por información de los lugareños, normalmente son personas
particulares que solicitan permiso a las autoridades distritales para extraer estos materiales.
El problema que esta actividad se hace aguas arriba del futuro puente, al movilizar estos
materiales van a producir cambios del recorrido de las aguas del río o un reacomodo de
estos materiales, lo que puede perjudicar al puente. Se debe prohibir estos trabajos
extractivos a una distancia que se contempla en la legislación vigente.
- Acumulación de desmonte
En la margen izquierda del río aguas abajo, muy cerca del puente, se observan
acumulaciones de desmonte constituido por materiales inertes provenientes de
demoliciones, que son traídos por volquetes. No es de cuidado para la estabilidad del
puente, pero se debería buscar otro lugar, derrepente por interés paisajístico.
La ubicación de la geología local para el proyecto puente Fumarola, se presenta en el
plano P-03
2.2.3 Aspectos de geodinámica Externa
La geodinámica externa, está subordinada a la actividad del río Marte. En las cercanías
donde se va a construir el puente, no se observan deslizamientos de laderas, ni problemas
de huaycos acarreados por quebradas; por estar en un semi llanura, tampoco hay caída de
rocas.
Áreas inundables
El valle del río Marte en este sector es amplió. Presenta áreas de inundación que en
épocas de vaciante inundan el valle, pudiendo ser más álgidas en temporadas de lluvias
excepcionales. Se aprecia mejor las áreas inundables en la margen derecha del río,
condiciones que hay que tomar en cuenta al diseñar el puente y sus accesos en esta margen.
Erosión de riveras
Donde se va a construir el puente, el río Marte presenta un gran caudal y buena
velocidad del agua. La erosión que causa el río se aprecia mejor aguas arriba del puente en
la margen derecha, ahí se observa que la terraza fluvial está siendo erosionada pero de
manera muy acentuada.
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En la margen izquierda la erosión de las aguas del río es al relleno sanitario. Se debe
realizar obras de defensa rivereña realizando encauzamientos y muros de roca apropiada.
2.2.4 Geología Estructural
La actividad neotectónica de edad Cuaternaria en el área, se manifiesta por ligeros
levantamientos de bloques que han afectado a los depósitos inconsolidados del valle del río
Marte; estos movimientos sugieren la formación de terrazas escalonadas.
En la zona donde se va a cimentar el puente, no se apreció fallamientos u otra actividad
tectónica que pueda afectar a la estructura.
2.3 Evaluación Geomecánica Cantera
Futbilística
Se realizó mediciones de propiedades geomecánicas de la roca, en el afloramiento rocoso.
Afloramiento rocoso
1ra. Familia de fracturamiento:
Roca: Caliza
Rumbo N 315° O, Buzamiento 35° SO
Continuidad, mayor de 3 m.
Persistencia, en 1 m 1 fractura.
Abertura, > 2 a 4 cm.
Relleno, sin relleno
Rugosidad, Ligeramente rugosa.
Alteración, ligeramente alterada
Ligeramente Húmedo
Rompe con más de 3 golpes de martillo.
I) Martillo de Schmidt: 56 = media
II) Índice manual: (martillo de geólogo) = rompe con más de un golpe
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III) RQD: 50 – 75% (Regular)
IV) RMR: 54 Clase media
En el Anexo de Cantera de Rocas – Futbilística, se presenta la Evaluación
Geomecánica
3 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA
3.1 Generalidades
Para el cálculo de la capacidad portante y diseño de la cimentación del futuro Puente
Fumarola, se ha contemplado realizar un programa de exploración de campo, consistente en
excavaciones de calicatas, trincheras y extracción de muestras de suelo y roca para su
respectivo análisis de laboratorio. Además se contempló la ejecución de ensayos geofísicos
con el objetivo de determinar la potencia de los estratos del terreno de cimentación.
El programa de trabajo de campo y gabinete realizado ha consistido en lo siguiente:
Reconocimiento del terreno.
Recopilación de la información existente.
Ubicación, ejecución de calicatas y trincheras (futuro Puente, Cantera de agregado y
Cantera de rocas).
Toma de muestras alteradas e inalteradas de suelos.
Extracción de muestras de roca.
Ensayos de prospección geofísica por los métodos de refracción sísmica, MASW y
MAM.
Ensayos estándar y especiales de laboratorio para definir los parámetros de
resistencia de los materiales que conforman el terreno de cimentación del Puente
Fumarola.
Elaboración del perfil estratigráfico Inferido.
Cálculo de la capacidad de soporte del terreno de cimentación.
Análisis de calidad de los agregados, para concreto
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3.2 Investigación geotécnica de campo
El programa de exploración de campo se realizó entre los días 19 y 23 de setiembre del
2011, durante los cuales se realizó la exploración geotécnica y geofísica del área de
estudio.
La exploración geotécnica consistió en la excavación de nueve calicatas y dos trinchera en
la margen izquierda y nueve calicatas en la margen derecha del río Marte. Además se
realizaron dos trincheras en las canteras de roca y en la zona de cantera de agregados.
Procediendo luego a la extracción de muestras de suelo, roca y agua para realizar los
respectivos análisis en el laboratorio y determinar las propiedades físicas, mecánicas y
químicas del terreno de fundación.
3.2.1 Exploración Geofísica
Los ensayos de refracción sísmica y medición de ondas superficiales en arreglos
multicanales (MASW y MAM) consisten en generar ondas vibratorias en la superficie del
terreno y registrar a distancias variables el arribo de las ondas compresionales (Ondas P) y
de las ondas de corte (Ondas S), respectivamente, con las cuales se determinan los cambios
de velocidades a lo largo de los contactos. Para realizar el servicio solicitado, con el
alcance indicado en los objetivos, se realizaron las siguientes actividades:
La exploración geofísica se realizó en la cantera de Roca Futbilística, así como en
ambas márgenes y en el cauce del río Marte, en la zona donde se tiene previsto la
construcción del puente. Las líneas sísmicas se han ubicado en las zonas más accesibles y
cercanas al eje del puente.
Dentro del área de estudio se han realizado 05 líneas de refracción sísmica con un metrado
total de 336 m; 14 ensayos MASW con un total de 577 m de longitud y 11ensayo MAM
que abarcó una longitud de 1000 m.
En las Tablas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9, se indica la relación y ubicación de las longitudes de
cada línea ejecutada.
3.2.1.1 Fundamentos del ensayo de Refracción Sísmica
El ensayo de refracción sísmica es un método de exploración geofísica que permite
determinar la estratigrafía del subsuelo en forma indirecta, basándose en el cambio de las
propiedades dinámicas de los materiales que lo conforman. Este método consiste en la
medición de los tiempos de viaje de las ondas de compresión (Ondas P) y algunas veces de
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las ondas de corte (Ondas S) generadas por una fuente de energía impulsiva a unos puntos
localizados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la superficie del terreno.
La energía, que se propaga en forma de ondas, es detectada, amplificada y registrada de tal
manera que puede determinarse su tiempo de arribo en cada punto. El tiempo cero o inicio
de la grabación es generado por un dispositivo de arranque o “trigger” que activa el
sistema de adquisición de datos al momento de producirse el impacto o explosión. La
diferencia entre el tiempo de arribo y el tiempo cero permite evaluar el tiempo de
propagación de las ondas desde la fuente de energía hasta el lugar en que éstas son
registradas.
Los datos de tiempo y distancia obtenidos para diferentes ubicaciones del punto de
aplicación de la energía (shot), permite determinar las velocidades de propagación de
ondas P a través de los diferentes estratos de suelos y rocas cuya estructura, geometría y
continuidad son investigadas.
En este método, la profundidad de investigación (h) es directamente proporcional a la
longitud de la línea extendida (L) en el terreno, con una relación de aproximadamente 1/3.
Las ondas grabadas son producto de refracciones de discontinuidades del medio. Una
condición importante para la aplicación y validez del método, es que la velocidad de
propagación de las ondas aumente con la profundidad (V1<V2<V3...).
3.2.1.2 Fundamentos de los Ensayos MASW y MAM
El ensayo MASW o Análisis de Ondas Superficiales en Arreglo Multicanal es un método
de exploración geofísica que permite determinar la estratigrafía del subsuelo bajo un punto
en forma indirecta, basándose en el cambio de las propiedades dinámicas de los materiales
que la conforman. Este método consiste en la interpretación de las ondas superficiales
(Ondas Rayleigh) de un registro en arreglo multicanal, generadas por una fuerte de energía
impulsiva en puntos localizados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la
superficie del terreno, obteniéndose el perfil de velocidades de ondas de corte (Vs) para el
punto central de dicha línea.
Por su parte, el ensayo MAM o Análisis de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanales,
consiste en monitorear las vibraciones ambientales en arreglos predeterminados y mediante
el análisis de dispersión de éstas determinar el perfil de velocidades de ondas S. La
combinación de los métodos MASW y MAM, han permitido obtener perfiles de ondas S
hasta profundidades de 60 m.
En ambos métodos, la interpretación de los registros consiste en obtener de ellos una curva
de dispersión (un trazado de la velocidad de fase de las ondas superficiales versus la
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frecuencia), filtrándose solamente las ondas superficiales ya que la velocidad de fase se
aproxima en un 90% a 95% del valor de Vs, y luego mediante un cálculo inverso iterativo
(método de inversión) se obtiene el perfil Vs desde la curva de dispersión calculada para
cada punto de estudio.
Esta técnica se ha venido utilizando con bastante frecuencia en la exploración geotécnica
para la cimentación de puentes, presas de tierra, presas de relaves y pads de lixiviación,
obteniéndose buenas correlaciones con los perfiles estratigráficos del suelo en los casos
donde se han realizados perforaciones diamantinas, así como con los resultados de los
ensayos SPT, por lo que tiene una buena confiabilidad y constituye una alternativa muy
económica para la evaluación de los parámetros dinámicos del suelo de fundación.
3.2.1.3 Equipo e Instrumentos Utilizados
Para realizar los ensayos de refracción sísmica y MASW se contó con un equipo de
prospección geofísica ES-3000, desarrollada por la empresa GEOMETRICS, el cual tiene
las siguientes características:
a) 12 canales de entrada, cada uno tiene un convertidor A/D individual con resolución
24 bit y alta velocidad de muestreo.
b) 13 sensores o geófonos de 4.5 Hz de frecuencia, los cuales permiten registrar las
vibraciones ambientales del terreno producidas por fuentes naturales o artificiales y
el arribo de las ondas P y ondas S generadas por las fuentes de energía.
c) Computadora portátil, Lap Top Pentium IV.
d) Un cable de conectores de geófonos de 180 m.
e) Radios de comunicación y accesorios varios.
Los registros de las ondas sísmicas obtenidas en cada una de las líneas de exploración
pueden ser procesados en el campo en forma preliminar y en forma definitiva en el
gabinete, utilizando para ello programas de cómputo que permiten obtener las velocidades
de propagación de las ondas P y el perfil sísmico del terreno.
3.2.1.4 Procedimiento de los Trabajos de Campo
En los trabajos de campo que se realizan en cada ensayo de refracción sísmica
primeramente se define el eje de la línea símica. Luego se procede a instalar los geófonos y
los cables de conexión al equipo de adquisición de datos. El espaciamiento entre geófonos
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es definido en función de la profundidad de exploración requerida y del área libre
disponible en la zona de trabajo. El equipo utilizado cuenta con 12 geófonos con 15 m de
espaciamiento máximo entre ellos, dando una longitud total de 180 m.
Para el presente estudio, se realizaron 05 líneas de refracción sísmica, con longitudes de 60
m y 72 m alcanzando una longitud total de 336 m dentro del área del proyecto. Asimismo,
se ejecutaron 14 sondajes MASW de 38 m y 53 m con una separación de 2 m y 3 m entre
geófonos, que conformaron un metrado de 577 m, y 10 sondajes MAM de 100 m cada uno,
con una separación entre sensores de 10 m, los cuales sumaron 1,000 m. La fuente de
energía utilizada para generar las ondas sísmicas en los ensayos de refracción sísmica y
MASW fue una comba de 25 lbs, mediante la cual, para las longitudes de líneas utilizadas,
se logró obtener registros de ondas con la adecuada nitidez.
La ubicación de las líneas sísmicas ejecutadas se presenta en el Plano P-08. Así mismo, en
los Anexos 1 y 5, se presenta el procesamiento y el panel fotográfico que documenta los
diferentes ensayos geofísicos ejecutados.
3.2.1.5 Procesamiento e Interpretación de la Información
Interpretación de Resultados - Refracción Sísmica
Con los registros de las ondas sísmicas obtenidas en cada una de las líneas de exploración
realizadas, que se presentan en el Anexo 1.1.1, se determinaron las curvas tiempo-distancia
o dromocrónicas tal como se muestra en el Anexo 1.1.2, las cuales representan las primeras
llegadas de las ondas directas o refractadas a cada uno de los geófonos ubicados a
distancias determinadas. Con esta información se realizó la interpretación de los perfiles
sísmicos del área investigada los cuales se describen a continuación:
Perfil Sísmico Línea LS-01
Este perfil está conformado por la línea sísmica LS-01 de 72 m de longitud, ubicada en el
área correspondiente a la margen izquierda del río Marte. Según los resultados, muestra la
presencia de dos estratos, el primer estrato presenta valores promedio de velocidad de
ondas P (Vp) entre 400 m/s y 1400 m/s, con un espesor variable de 14.0 m a 20.7 m.
Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito fluvial suelto a
medianamente compacto.
El segundo estrato presenta velocidades de propagación de ondas P (Vp) mayores a 1400
m/s, incrementándose con la profundidad. Dichas velocidades corresponderían
estratigráficamente a un depósito fluvial medianamente compacto.
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El perfil sísmico de esta línea se presenta en la Lámina L-01 del Anexo 1.1.3.
Perfil Sísmico Línea LS-02
Se encuentra constituido por la línea sísmica LS-02 de 72 m de longitud, ubicada en las
cercanías del pilar central del puente. Este perfil muestra la presencia de dos estratos, el
primero presenta valores de velocidad promedio de ondas P (Vp) entre 400 m/s y 1400
m/s, con un espesor variable de 10.6 m a 12.3 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta velocidades de propagación de ondas P (Vp) mayores a 1400
m/s, que se incrementan con la profundidad. Dichas velocidades corresponderían
estratigráficamente a un depósito fluvial medianamente compacto.
El perfil sísmico de esta línea se presenta en la Lámina L-02 del Anexo 1.1.3.
Perfil Sísmico Línea LS-03
Este perfil, ubicado en la margen derecha del río Marte, está conformado por la línea
sísmica LS-03 de 60 m de longitud y consiste en dos estratos; el primer estrato con valores
promedio de velocidad de ondas P (Vp) entre 400 m/s y 1400 m/s y con un espesor
variable de 8.7 m a 9.6 m. Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito
fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta velocidades de propagación de ondas P (Vp) mayores a 1400
m/s, incrementándose con la profundidad. Dichas velocidades corresponderían
estratigráficamente a un depósito fluvial medianamente compacto.
El perfil sísmico de esta línea se presenta en la Lámina L-03 del Anexo 1.1.3.
Perfil Sísmico Línea LS-04
Lo conforma la línea sísmica LS-04 de 72 m de longitud ubicada en la proyección del eje
del puente en la margen izquierda. El perfil estimado muestra la presencia de dos estratos
sísmicos, el primero presenta valores de velocidad de ondas P (Vp) entre 400 m/s y 1400
m/s, con un espesor variable de 9.6 m a 11.9 m. Está conformado por un depósito fluvial
suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato muestra valores de velocidad de ondas P (Vp) mayores a 1400 m/s,
aumentando con la profundidad. Dichas velocidades corresponderían estratigráficamente a
un depósito fluvial medianamente compacto.
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El perfil sísmico de esta línea se presenta en la Lámina L-04 del Anexo 1.1.3.
Perfil Sísmico Línea LS-05
Este perfil está conformado por la línea sísmica LS-05 de 60 m de longitud. Según los
resultados muestra la presencia de dos estratos, el primer estrato presenta valores promedio
de velocidad de ondas P (Vp) entre 400 m/s y 1400 m/s, con un espesor variable de 5.6 m a
6.3 m. Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito fluvial suelto a
medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de ondas P (Vp) mayores de 1400 m/s,
incrementándose con la profundidad. Dichas velocidades corresponderían
estratigráficamente a un depósito fluvial medianamente compacto.
El perfil sísmico de esta línea se presenta en la Lámina L-05 del Anexo 1.1.3.
Interpretación de Resultados - Sondajes MASW-MAM
Los registros de las ondas sísmicas de los ensayos de ondas MASW y MAM se presentan
respectivamente en los Anexos 1.2.1 y 1.3.1, y sus correspondientes curvas de dispersión
del sondaje se muestran en los Anexos 1.2.2 y 1.3.2 las cuales denotan la mayor
concentración de la densidad de energía que corresponde a los modos de propagación de la
onda Rayleigh. Con esta información se realizó la inversión de dichas curvas para crear los
perfiles de velocidad de ondas S que se presenta en los Anexos 1.2.3 y 1.3.3, cuyas
descripciones se detallan a continuación.
SONDAJES MASW
MASW-01
Este sondaje se encuentra conformado por la línea sísmica MASW-01 de 38 m de longitud,
ubicada en el terraplén del camino de acceso hacia la zona de estudio en la margen
izquierda. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S
con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el
cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
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El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 135
m/s y 225 m/s, hasta una profundidad de 8.0 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 265 m/s y 300 m/s aumentando con la profundidad. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 01 del Anexo 1.2.3.
MASW-02
El sondaje correspondiente al ensayo MASW-02, se encuentra conformado por una línea
sísmica de 38 m de longitud, ubicada en la margen izquierda del río Marte. La
interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de un estrato sísmico. Este estrato presenta valores de velocidad de
propagación de ondas S (Vs) entre 180 m/s y 250 m/s, hasta una profundidad de 15 m.
Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito fluvial suelto a
medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 02 del Anexo 1.2.3.
MASW-03
De manera similar al sondaje MASW-02, el ensayo MASW-03, se encuentra conformado
por una línea sísmica de 38 m de longitud, ubicada en la margen izquierda del río Marte. La
interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de un estrato sísmico. Este estrato presenta valores de velocidad de
propagación de ondas S (Vs) entre 175 m/s y 250 m/s, hasta una profundidad de 15 m.
Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito fluvial suelto a
medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 03 del Anexo 1.2.3.
MASW-04
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-04, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 38 m de longitud. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de
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velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el
punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 125
m/s y 225 m/s, hasta una profundidad de 11.1 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 260 m/s a 280 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 04 del Anexo 1.2.3.
MASW-05
Este sondaje se encuentra conformado por la línea sísmica MASW-05 de 38 m de longitud.
La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 165
m/s y 200 m/s, hasta una profundidad de 8.4 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 250 m/s y 290 m/s aumentando con la profundidad. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 05 del Anexo 1.2.3.
MASW-06
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-06, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 38 m de longitud. La interpretación de este ensayo genera un sondaje de
velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el
punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 190
m/s y 215 m/s, hasta una profundidad de 9.0 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
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El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 240 m/s a 290 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 06 del Anexo 1.2.3.
MASW-07
Este sondaje se encuentra conformado por la línea sísmica MASW-07 de 53 m de longitud.
La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 20 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 160
m/s y 225 m/s, hasta una profundidad de 9.1 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 240 m/s y 260 m/s aumentando con la profundidad. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 07 del Anexo 1.2.3.
MASW-08
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-08, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 38 m de longitud, ubicada en la cancha de fútbol presente en la margen
izquierda del río. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de
ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la
línea, el cual muestra la presencia de un estrato sísmico. Este estrato presenta valores de
velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 215 m/s y 255 m/s, hasta una profundidad
de 15 m. Estratigráficamente este estrato está conformado por un depósito fluvial suelto a
medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 08 del Anexo 1.2.3.
MASW-09
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-09, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 38 m de longitud ubicada en el área correspondiente al estribo derecho del
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puente. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S
con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el
cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 130
m/s y 200 m/s, hasta una profundidad de 6.6 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 260 m/s a 300 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 09 del Anexo 1.2.3.
MASW-10
Este sondaje se encuentra conformado por la línea sísmica MASW-10 de 38 m de longitud
ubicada en la margen derecha del río Marte. La interpretación de estos ensayos genera un
sondaje de velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de
15 m en el punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 165
m/s y 245 m/s, hasta una profundidad de 8.0 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 255 m/s y 290 m/s aumentando con la profundidad. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 10 del Anexo 1.2.3.
MASW-11
Este sondaje se encuentra conformado por la línea sísmica MASW-11 de 53 m de longitud.
La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 20 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
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El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 195
m/s y 250 m/s, hasta una profundidad de 11.4 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 260 m/s y 330 m/s aumentando con la profundidad. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 11 del Anexo 1.2.3.
MASW-12
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-12, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 38 m de longitud. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de
velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 15 m en el
punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 120
m/s y 220 m/s, hasta una profundidad de 5.3 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 270 m/s a 420 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 12 del Anexo 1.2.3.
MASW-13
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-13, el cual se encuentra conformado por una
línea sísmica de 53 m de longitud. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de
velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 25 m en el
punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 210
m/s y 270 m/s, hasta una profundidad de 5.6 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 330 m/s a 380 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
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Este sondaje se muestra en la Figura 13 del Anexo 1.2.3.
MASW-14 – CANTERA
FUTBILÍSTICA
Este sondaje corresponde al ensayo MASW-14, ubicado en la cantera de roca Futbilística y
conformado por una línea sísmica de 38 m de longitud. La interpretación de estos ensayos
genera un sondaje de velocidades de ondas S con resultados confiables hasta una
profundidad de 15 m en el punto central de la línea, el cual muestra la presencia de dos
estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 360
m/s y 530 m/s, hasta una profundidad de 4.5 m. Estratigráficamente este estrato está
conformado por un material coluvial compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 655 m/s a 1010 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a una roca fracturada a medianamente fracturada.
Este sondaje se muestra en la Figura 14 del Anexo 1.2.3.
SONDAJES MAM
MAM - 01
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM (Análisis de Microtrepidaciones en Arreglo
Multicanal), el cual se encuentra conformado por la línea sísmica denominada MAM-01,
de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con el sondaje MASW-02. La
interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades de ondas S con
resultados confiables hasta una profundidad de 60 m en el punto central de la línea, el cual
muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 180
m/s y 240 m/s, hasta una profundidad de 15.0 m. Estratigráficamente está compuesto por
un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 260 m/s y 370 m/s, mostrando un espesor de 8.0 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
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El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 405 m/s a 515 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 01 del Anexo 1.3.3.
MAM - 02
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-02, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-03. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 35 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 195
m/s y 275 m/s, hasta una profundidad de 17.0 m. Estratigráficamente está compuesto por
un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 280 m/s y 375 m/s, mostrando un espesor de 8.0 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 405 m/s a 425 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 02 del Anexo 1.3.3.
MAM - 03
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-03, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-04. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 55 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 140
m/s y 210 m/s, hasta una profundidad de 10.0 m. Estratigráficamente está compuesto por
un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
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El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 260 m/s y 380 m/s, mostrando un espesor de 10.5 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 415 m/s a 520 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 03 del Anexo 1.3.3.
MAM - 04
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-04, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-05. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 45 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 175
m/s y 235 m/s, hasta una profundidad de 7.8 m. Estratigráficamente está compuesto por un
depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 260 m/s y 380 m/s, mostrando un espesor de 12.9 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 405 m/s a 520 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 04 del Anexo 1.3.3.
MAM - 05
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-05, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-06. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 45 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
- 33 -
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 180
m/s y 210 m/s, hasta una profundidad de 8.6 m. Estratigráficamente está compuesto por un
depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 250 m/s y 340 m/s, mostrando un espesor de 14.4 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 400 m/s a 490 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 05 del Anexo 1.3.3.
MAM - 07
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-07, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-08. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 50 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 210
m/s y 245 m/s, hasta una profundidad de 17.3 m. Estratigráficamente está compuesto por
un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 295 m/s y 365 m/s, mostrando un espesor de 8.0 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 415 m/s a 510 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 06 del Anexo 1.3.3.
MAM - 08
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-08, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-09. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
- 34 -
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 40 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 130
m/s y 225 m/s, hasta una profundidad de 8.4 m. Estratigráficamente está compuesto por un
depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 255 m/s y 390 m/s, mostrando un espesor de 12.6 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 420 m/s a 460 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 07 del Anexo 1.3.3.
MAM - 09
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-09, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-10. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 35 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 145
m/s y 230 m/s, hasta una profundidad de 8.0 m. Estratigráficamente está compuesto por un
depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 240 m/s y 365 m/s, mostrando un espesor de 12.3 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 405 m/s a 520 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 08 del Anexo 1.3.3.
- 35 -
MAM - 10
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-10, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-11. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 40 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 185
m/s y 250 m/s, hasta una profundidad de 11.6 m. Estratigráficamente está compuesto por
un depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 280 m/s y 390 m/s, mostrando un espesor de 10.8 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 425 m/s a 500 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
Este sondaje se muestra en la Figura 09 del Anexo 1.3.3.
MAM - 11
Este sondaje corresponde a un ensayo MAM, el cual se encuentra conformado por la línea
sísmica denominada MAM-11, de 100 m de longitud, la cual ha sido complementada con
el sondaje MASW-12. La interpretación de estos ensayos genera un sondaje de velocidades
de ondas S con resultados confiables hasta una profundidad de 55 m en el punto central de
la línea, el cual muestra la presencia de tres estratos sísmicos.
El primer estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) entre 110
m/s y 220 m/s, hasta una profundidad de 4.6 m. Estratigráficamente está compuesto por un
depósito fluvial suelto a medianamente compacto.
El segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs) variando
entre 255 m/s y 400 m/s, mostrando un espesor de 10.9 m. Estos valores de velocidad
corresponderían a un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato muestra velocidades de propagación de ondas S (Vs) incrementándose con
la profundidad de 420 m/s a 640 m/s. Dichas velocidades corresponderían a un depósito
fluvial compacto.
- 36 -
Este sondaje se muestra en la Figura 10 del Anexo 1.3.3.
3.2.2 Excavación de Calicatas y Trincheras
El método de exploración geotécnica mediante calicatas y trincheras, ha permitido
observar la conformación de los estratos y obtener muestras de suelos para ser ensayadas
en el laboratorio.
Para determinar el perfil estratigráfico del terreno se recuperaron muestras disturbadas
representativas del subsuelo y además se realizó su respectiva clasificación visual de
campo siguiendo la Norma ASTM para la descripción visual-manual del suelo. Así mismo,
se recogieron muestras de roca y agregados en las canteras, para realizar ensayos de
propiedades físicas en el laboratorio.
La ubicación en planta de las calicatas y trincheras del área de estudio se indica en el Plano
P-08. Los registros de calicatas y trincheras se presentan en el Anexo 2 y el panel
fotográfico de las excavaciones se presenta en el Anexo 5.4. Así mismo, la Tabla 10
muestra la relación de las calicatas ejecutadas.
3.3 Ensayos de Laboratorio
Los ensayos de laboratorio de las muestras de suelos fueron realizados en el Laboratorio
Geotécnico del CISMID de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de
Ingeniería y en el laboratorio del ingeniero Martín Rodríguez. Los ensayos estándar fueron
realizados con la finalidad de identificar y clasificar las muestras de suelo siguiendo los
criterios del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).
Los ensayos de propiedades físicas de rocas, fueron realizados en el laboratorio de la
empresa El ensayo de calidad de materiales se realizó en el Laboratorio de Ensayos de
Materiales y de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de
Nacional de La Vidú
Estos ensayos permitirán obtener los parámetros necesarios para estimar la resistencia
cortante del suelo que conformará la cimentación de los estribos y pilares del futuro
puente. Así mismo los análisis químicos para las muestras de suelos, agregados y agua
fueron realizados en el laboratorio de Coca Cola S.A..
Los ensayos estándar fueron realizados con la finalidad de identificar y clasificar las
muestras de suelo siguiendo los criterios del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos
(SUCS).
- 37 -
Así mismo, se realizaron ensayos especiales para determinar la calidad de los agregados
para ser usados en la construcción.
Los ensayos fueron realizados de acuerdo a las normas de la American Society for Testing
and Material (ASTM) y Normas Técnicas Peruana; para mayor detalle se presenta la
relación siguiente:
14 Análisis Granulométricos por Tamizado - ASTM D422 / NTP 339.128
14 Ensayos de Límite Líquido y Límite Plástico - ASTM 4318 / NTP 339.129
14 Ensayos de Contenido de Humedad - ASTM D2216 / NTP 339.127
02 Ensayo de Compresión Triaxial UU - ASTM D2850 / NTP 339.164
02 Ensayos de Corte Directo - ASTM D3080 / NTP 339.171
05 Ensayos Químicos suelo y agua - NTP 339.088 / NTP 339.071 / NTP 339.074 / NTP
339.076 / NTP 339.073
01 Ensayo de Carga puntual ASTM D-5731
01 Ensayo de Propiedades Físicas de la Roca ASTM C-9783, D-2937
02 Ensayo de Abrasión - ASTM C535
02 Ensayos de Granulometría de Agregado (Grueso y Fino)
01 Ensayo de Granulometría de Agregado Grueso
02 Ensayos de Módulo de Finura - ASTM C125
02 Ensayos de Porcentaje que pasa la malla Nº 200 - ASTM C117
02 Peso Específico y porcentaje de Absorción
02 Peso Unitario Suelto y Compactado
01 equivalente de Arena ASTM D-2419
02 Ensayos de inalterabilidad de agregados ASTM C-88
En la Tabla 11 se presenta un resumen de los ensayos estándar de Mecánica de Suelos, la
Tabla 12 presenta los resultados de ensayos de corte directo, la Tabla 13 presenta los
- 38 -
resultados de los ensayos de Compresión Triaxial (UU) y en las Tablas 14,15, 16 y 17, se
presenta los resultados de laboratorio de calidad de los agregados. En la Tabla 18, se
muestra los resultados de ensayos de compactación. Los resultados de los ensayos de
propiedades físicas, carga puntual y abrasión de la roca se presentan en las Tablas 19 y 20.
Finalmente en la Tabla 21, se presentan los resultados de laboratorio de ensayos químicos.
Las muestras no analizadas en el laboratorio fueron clasificadas por apreciación visual y
técnicas de campo.
Los certificados de laboratorio de los ensayos estándar, especiales, calidad de agregados y
rocas, se presentan en los Anexos 3.0 y 6.
3.4 Perfiles Geotécnicos
En base a los registros de las calicatas, los ensayos de refracción sísmica, los ensayos
MASW y MAM, y de los resultados de los ensayos de laboratorio realizados para el
presente estudio, se han definido los siguientes perfiles geotécnicos, correspondientes a las
zonas donde se ubicarán los estribos y pilones del futuro puente.
Los estribos y pilones del futuro puente Fumarola, se van a cimentar sobre depósitos
fluviales compacto, que han sido aportados por el río Marte.
Margen Derecho
El primer estrato hasta una profundidad de 8.0 m, está compuesto por un depósito fluvial
suelto a medianamente compacto, luego el segundo estrato hasta una profundidad
promedio de 20.0 m, está compuesto por un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato a partir de los 20.0 m, corresponderían a un depósito fluvial compacto.
Para mayor detalle se muestra la ubicación del estribo derecho y el pilón en el Plano P-18,
perfil longitudinal inferido y también se complementa con los ensayos geofísicos
efectuados en el eje, lo cual se muestra en el Plano P-19.
Margen Izquierdo
El primer estrato hasta una profundidad de 17.0 m, está compuesto por un depósito fluvial
suelto a medianamente compacto, luego el segundo estrato hasta una profundidad
promedio de 25.0 m, está compuesto por un depósito fluvial medianamente compacto.
El tercer estrato a partir de los 25.0 m, corresponderían a un depósito fluvial compacto.
- 39 -
h
'
Para mayor detalle se muestra la ubicación del estribo izquierdo y el pilón en el Plano P-
18, perfil longitudinal inferido y también se complementa con los ensayos geofísicos
efectuados en el eje, lo cual se muestra en el Plano P-19.
3.5 Módulo de Reacción del Subsuelo
De acuerdo a los ensayos geofísicos se ha permitido la combinación de los métodos
MASW y MAM, para obtener perfiles de ondas S hasta profundidades de 60 m, con los
cuales, hay una diversidad de metodologías para correlacionar las ondas de S y el N del
SPT. Con dichos resultados, se ha procedido a evaluar el módulo de reacción del subsuelo
Ks utilizando los valores Nc corregidos, de las siguientes ecuaciones (Bowles, 1996):
Módulo elástico Es (KN/m2) = 650 Nc,
Nc 1 o
Constante del módulo de la reacción horizontal del subsuelo nh para arenas sumergidas
n (KN / m 3 )
1 Es
h 2 B , donde B = diámetro del pilote (m)
Módulo de reacción del subsuelo Ks:
z 0.6
K (KN / m 3 ) n
s
B
En el Anexo 4 se muestran los resultados obtenidos para los perfiles de suelos encontrados
en la zona donde se emplazarán las estructuras, considerando pilotes de 0.90 m y 1.2 m de
diámetro.
4 ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
Se presenta a continuación el análisis de la cimentación realizado en base a las
características del terreno consideradas adecuadas para el estudio.
4.1 Tipo de Cimentación
De acuerdo a la naturaleza del terreno de cimentación y las magnitudes de las cargas a
transmitir por la estructura, se recomienda el empleo de cimentaciones profundas. Para
ello, se ha evaluado la capacidad admisible de pilotes individuales para diversas longitudes
y diámetros, con el fin de proporcionar una gama de valores que permitan conocer la
- 40 -
variación de las resistencias de la cimentación proyectada a diferentes profundidades y
permitir una toma de decisiones consistente con las condiciones de operación del proyecto.
Para este propósito, se ha considerado el diseño de pilotes excavados con diámetros de
0.90 m y 1.20 m, y longitud mínima de pilotes de 25.0 m.
4.2 Profundidad de la Cimentación
En función de las características del material presente en el área de estudio, se recomienda
cimentar los pilotes a una profundidad mínima de 30.5 m medidos desde la superficie
natural, nivel para el cual los estratos del terreno son depósitos fluviales compacto.
Se ha considerado 5.50 m, de cabeza del pilote con el objetivo de prever cualquier posible
erosión de la superficie del terreno causado por el caudal del río. En función a este nivel de
socavación, se recomienda los pilotes de longitud mínima de 25.0 m.
4.3 Cálculo de la Capacidad de Carga Admisible
La evaluación de la capacidad de carga admisible de un pilote excavado aislado se ha
realizado, con las hojas de cálculo de las especificaciones de diseño de la norma
AASHTO–LRFD. La norma AASHTO–LRFD especifica la metodología de cálculo de la
capacidad de carga de diversos tipos de pilotes mediante las fórmulas semiempíricas
propuestas por Touma & Reese, Meyerhof, Quiros & Reese, Reese & Wright y Reese &
O´Neill.
Para los estribos y pilones del puente, dado que el perfil de suelo está conformado
predominantemente por suelos granulares, se ha considerado un Factor de Resistencia de
0.40. El análisis de la capacidad de carga del pilote se ha realizado, sin considerar la
ocurrencia de licuación, en la cual los estratos de suelo contribuirán por resistencia lateral a
la capacidad del pilote. Para determinar la capacidad portante de los pilotes se han
utilizado los parámetros de resistencia cortante de los materiales granulares determinados
en función a las ondas de corte (S) y de los resultados de los ensayos de laboratorio. En la
zona de estudio, dado que el perfil estratigráfico presenta materiales compuestos por suelos
granulares, se ha realizado ensayos de corte directo y ensayos triaxiales no consolidado no
drenado, los cuales reportan parámetros de resistencia de c = 0.00 – 0.40 kg/cm2
y = 35º-
42º.
En el Anexo 4 se presentan las hojas de cálculo correspondientes para la determinación de
carga de los pilotes en cada uno de los apoyos del puente. Se han realizado cálculos para
determinar la capacidad de carga de pilotes excavados de 0.90 m y 1.20 m de diámetro,
considerando una profundidad de desplante de 30.5 m en las áreas de los estribos y pilones.
- 41 -
Para los estribos derecho e izquierdo, no se considera la ocurrencia de licuación, por lo
tanto se incluye la contribución de la resistencia lateral de los estratos a lo largo de la
longitud del pilote, obteniéndose que la capacidad de carga admisible de un pilote
individual es de 160.96 ton para pilotes de 0.90 m de diámetro y de 216.98 ton para pilotes
de 1.20 m de diámetro.
En los Pilones, de manera similar la capacidad de carga admisible de un pilote individual
es de 172.44 ton para pilotes de 0.90 m de diámetro y de 231.24ton para pilotes de 1.20 m
de diámetro. Para ambos estados se consideraron valores mínimos de resistencia en los
estratos granulares que atravesará el pilote.
4.4 Cálculo de Asentamientos
La norma AASHTO - LRFD considera que la distorsión angular máxima permisible para
puentes simplemente apoyados es igual a 0.008 L y 0.004 L puentes continuos. Para el
caso del Puente Fumarola, que será una estructura continua, con 160 m de longitud de
tramo, el asentamiento diferencial máximo permisible entre apoyos será de 64 cm.
Para el cálculo de los asentamientos esperados bajo las cargas máximas admisibles de los
pilotes individuales se ha utilizado los métodos semi-empírico y empírico de Vesic, así
como el procedimiento propuesto por Reese & O’ Neill.
Según estos resultados, el método de Vesic proporciona los resultados más críticos,
estimándose que el asentamiento total de los pilotes en el estribo derecho e izquierdo será
de 3.11 cm y 4.15 cm, para diámetros de 0.90 m y 1.20 m y bajo la acción de las cargas
admisibles de 160.96 ton y 216.98 ton respectivamente. Por tratarse de un suelo
predominantemente granular, se estima que la mayor parte de dicho asentamiento ocurrirá
durante el proceso de construcción, por lo tanto no se espera que generen problemas a la
estructura.
De la misma forma, se estima que el asentamiento total de los pilotes en los pilones
derecho e izquierdo será de 3.09 cm y 4.09 cm, para diámetros de 0.90 m y 1.20 m y bajo
la acción de las cargas admisibles de 172.44 ton y 231.24 ton respectivamente.
Por el método de Resse y O'Neill el asentamiento máximo que se espera para los pilotes de
1.2 m de diámetro, en los estribos y pilones es de 1.90 cm.
Por lo tanto los asentamientos obtenidos en ambas metodologías son inferiores a los
especificados para este tipo de estructuras.
Las hojas de cálculo correspondientes con los resultados obtenidos, considerando pilotes
excavados de 0.90 m y 1.20 m de diámetro de fuste y longitud mínima de 25 m, se
presentan en el Anexo 4.
- 42 -
4.5 Revisión de la Capacidad de Carga por Tracción
De acuerdo a los reportes de los ensayos geofísicos, métodos MASW - MAM y a los
perfiles estratigráficos elaborados, se infiere que los perfiles considerados en el área de
estudio se encuentran conformados principalmente por depósitos fluviales, según lo cual es
posible determinar el nivel de carga por tracción de acuerdo a la siguiente ecuación:
Tun 1
p ' L2 K Tan p ' L
K Tan (L L )
2 cr u
cr u cr
En función de la información disponible se han considerado los siguientes parámetros de
entrada:
Longitud del pilote : 25 m
Diámetro del pilote : 1.20 m
Ángulo de fricción de la arena: φ = 40°:
Ángulo de fricción entre suelo y pilote: δ = 37.2°:
Coeficiente de levantamiento: Ku = 2.6
Longitud Crítica : 14.76 m
Densidad relativa: Dr = 55%
Densidad del agua: γw(agua) = 9.8 kN/m3
Densidad de la arena sumergida: γ’ = 12.2 kN/m3
Según estas consideraciones, se tienen los siguientes resultados, para los estribos y pilones
de diámetro 1.20m:
Para los Estribo y Pilones Tun = 2406.32 Ton
Para estimar la capacidad admisible neta de levantamiento, se recomienda usar un factor
de seguridad entre 2 y 3 (Das, B. M., 1996). Considerando FS = 2.5, la capacidad
admisible a la tracción será:
Para los Estribo y Pilones Tadm = 962.53 Ton
- 43 -
4.6 Grupo de Pilotes
En proyectos de estructuras de mayor envergadura las necesidades de capacidad portante
de las cimentaciones hacen necesaria la utilización de varios pilotes en una misma
cimentación.
Este es el motivo por el cual se hace necesario la determinación de la capacidad portante y
el asentamiento del grupo de pilotes
4.6.1 Eficiencia de un Grupo de Pilotes
En pilotes excavados, la acción de la excavación más bien reduce la capacidad portante del
terreno, por lo que el factor de eficiencia de grupo es casi siempre menor que 1. Para
pilotes excavados en arena con espaciamiento convencional (s ≈ 3D), Qg(u) puede tomarse
de 2/3 a 4/3 de la suma de capacidades individuales, también incluye la capacidad por
fricción y de punta de cada pilote.
Los pilotes se agrupan para formar cimentaciones a las que se da continuidad mediante un
cabezal, conformando un grupo de pilotes, como se muestra en la Figura 01. Dicho cabezal
es un elemento estructural cuya misión es transmitir las cargas a los pilotes y no al terreno.
La separación entre pilotes es una variable fundamental tanto para el comportamiento del
terreno como para la distribución de cargas en el grupo. Dicha separación suele estar en el
rango de 2.5 a 4 veces el diámetro del pilote.
Si la capacidad del grupo se tomase como la suma de capacidades individuales por las
contribuciones de cada pilote, la eficiencia del grupo sería Eg = 1.0. La eficiencia de un
grupo de pilotes se define como:
Eg = Capacidad del grupo = Q grupo
Número de pilotes x capacidad individual del pilote Σ Q u
Donde: Eg = Eficiencia de grupo
Q grupo = Capacidad última de carga del grupo de pilotes.
Q u = Capacidad última de carga de cada pilote sin efecto del grupo
- 44 -
Figura 01. Grupo de Pilotes
Para el proyecto, en los estribos derecho e izquierdo la cimentación estará conformada por
grupos de 6 pilotes, ubicados en forma rectangular, por lo que se puede generar dos filas y
tres columnas.
Para el caso de los pilones derecho e izquierdo la cimentación estará conformada por
grupos de 24 pilotes, ubicados en forma rectangular, por lo que se puede generar cuatro
filas y seis columnas.
Para el cálculo de la eficiencia, se ha considerado, una separación de 3Φ entre los pilotes
propuestos. Presentamos a continuación los diferentes métodos de cálculo del valor de la
eficiencia.
Ecuación Converse – Labarre para los Pilotes
En las especificaciones de la AASHTO se da la sugerencia siguiente en cuanto a la
eficiencia de grupo conocida como una modificación de la Ecuación Converse – Labarre:
Eg = 1 – [ (n-1) m + (m-1) n ] θ
90 n m
Donde: Eg = Eficiencia de grupo
n = número de filas
m = número de columnas
- 45 -
θ = arco tan (D/s), en grados sexagesimales
Esta ecuación considera a grupos rectangulares de pilotes con los valores identificables de
m × n.
Ecuación de Los Ángeles Group Action para los pilotes
La ecuación de Los Ángeles Group Action para la eficiencia de grupo es:
Eg = 1- D { n (m – 1) + m (n - 1) + (√2) (n - 1) (m – 1)}
π s n m
Método de Feld para los pilotes
Existe también otro método, este es denominado como el método de Feld (1943), se basa
en la reducción de 1/16 de la capacidad de carga última de cada pilote en función de cada
diagonal adyacente.
Fuente: Das, Braja, Principios de ingeniería de cimentaciones
Figura 02: Método de Feld para eficiencia de grupos de pilotes
- 46 -
Tomando como base la Figura 02, puede determinarse lo siguiente:
Factor de reducción: Fr = 1 – Nº de pilotes adyacentes
16
Qu = capacidad individual del pilote
Capacidad última = Nº. de pilotes, según posición × Fr × Qu
De acuerdo al análisis de cada metodología citada, se presenta un resumen de la eficiencia
de este grupo de pilotes que se puede ver en el siguiente Cuadro N° 01:
Cuadro Nº 01: Resumen de valores de eficiencia de grupos de pilotes
Estructuras Método Diámetro Eficiencia
Estribos
Converse - Laberre 0.9 0.76
1.2 0.76
Los Ángeles 0.9 0.83
1.2 0.83
Feld 0.9 0.77
1.2 0.77
Pilones
Converse - Laberre 0.9 0.68
1.2 0.68
Los Ángeles 0.9 0.74
1.2 0.74
Feld 0.9 0.82
1.2 0.82
La eficiencia del grupo, por lo tanto varía según la ecuación a utilizar, quedando a criterio
del diseñador cual elegir.
En el Anexo 4, se muestran los resultados de los cálculos del factor de eficiencia de los
grupos de pilotes.
4.6.2 Cálculo de la Capacidad de Carga Admisible de un Grupo de Pilotes
La capacidad de carga de los grupos de pilotes puede determinarse entonces como la suma
de las capacidades individuales factorado por la eficiencia del grupo.
De acuerdo a las diferentes metodologías, para calcular la eficiencia del grupo de pilotes,
se resume en los siguientes Cuadros:
- 47 -
Cuadro Nº 02: Método de Ecuación Converse - Labarre
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2
Estribos 0.9 734.98
1.2 990.76
6 x 4
Pilones 0.9 2796.42
1.2 3749.83
Cuadro Nº 03. Método de Ecuación de Los Angeles Group Action
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2
Estribo 0.9 797.92
1.2 1075.59
6 x 4
Pilones 0.9 3055.24
1.2 4096.91
Cuadro Nº 04: Método de Ecuación de Feld
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2
Estribo 0.9 744.45
1.2 1003.52
6 x 4
Pilones 0.9 3399.61
1.2 4558.69
4.6.3 Cálculo de Asentamientos de un Grupo de Pilotes
Para el cálculo del asentamiento de un grupo de pilotes en suelos no cohesivos se utilizarán
los métodos de Vesic (1977) y Skempton (1951).
Debido a que el asentamiento en suelo granular es rápido, este se deberá producir durante
la construcción de los mismos, por lo que no debería generar problema alguno, sin
embargo, el único método confiable para obtener la deformación de un pilote en un suelo
granular es ejecutar un ensayo de carga
a) Método de Vesic (1977)
Donde:
S G S t ( b B )
SG = Asentamiento del grupo de pilotes.
St = Asentamiento de un pilote.
- 48 -
S . S
b = Ancho del grupo de pilotes (menor dimensión)
B = Diámetro del pilote.
S = espaciamiento de centro a centro entre pilotes
b) Método de Skempton (1951)
Una aproximación al asentamiento de un grupo de pilotes en suelo granular en base al
asentamiento de un pilote individual puede obtenerse de la Figura 03.
Figura 03. Relación del asentamiento del grupo de pilotes al asentamiento de un
pilote
Donde:
G g t
SG = Asentamiento del grupo de pilotes.
St = Asentamiento de un pilote individual.
g = Factor de influencia (Ver Figura)
Los resultados del Asentamiento del grupo de Pilotes por los métodos de Vesic (1977) y
Skempton se presentan en el Cuadro Nº 05.
- 49 -
Cuadro Nº 05: Asentamiento de Grupo de Pilotes por los métodos Vesic (1977) y
Skempton
Estructura
B
(m)
n
S
(m)
b=(n-1)S +2(B)
(m)
ST
(cm)
M.Vesic
M.Skempton
Sg(cm) Sg(cm)
Estribos
Grupos de pilotes
3 x2
0.90
2
3.60
5.40
7.4
3.11
7.62
23.02
1.20
2
3.60
6.00
7.6
4.15
9.29
31.56
Pilones
Grupos de pilotes
6 x4
0.90
4
3.60
12.60
9.8
3.09
11.55
30.26
1.20
4
3.60
13.20
10.2
4.09
13.57
41.72
De acuerdo a los resultados obtenidos y que son mostrados en la tabla anterior, los
asentamientos calculados mediante la metodología de Skempton presentan los valores más
críticos, alcanzando un valor máximo de deformación de 41.72 cm para los pilones, sin
embargo, dada la conformación predominantemente de suelos granulares, se considera que
el asentamiento estimado ocurriría durante la etapa constructiva, sin riesgo para la
estructura proyectada.
4.7 Agresión del Suelo al Concreto Armado
La agresión que ocasiona el suelo a la cimentación de la estructura, está en función de la
presencia de elementos químicos (sulfatos y cloruros principalmente) que actúan sobre el
concreto y el acero de refuerzo, causándole efectos nocivos y hasta destructivos. Sin
embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua
subterránea que reacciona con el concreto; de este modo el deterioro del concreto ocurre
bajo el nivel freático, zona de ascensión capilar o presencia de agua infiltrada 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, y las sales solubles totales por su acción mecánica sobre el
cimiento, al ocasionar asentamientos bruscos por lixiviación (lavado de sales en contacto
con el agua).
- 50 -
Las concentraciones de estos elementos en proporciones nocivas, aparecen en la Tablas 21.
La fuente de esta información corresponde a las recomendaciones del ACI (Comité 318-
83) en el caso de los sulfatos presentes en el suelo y a la experiencia en los otros casos.
En los resultados del análisis químico que se presenta en el Anexo 3, se puede observar
que a la profundidad de cimentación recomendada presenta una concentración de cloruros
igual a 27.45 ppm, 743.50 ppm de sulfatos, los cuales están muy por debajo de la
concentración que ocasiona efectos perjudiciales a los elementos de la cimentación. Así
mismo, la concentración de sales solubles totales es de 1338.40 ppm, lo cual indica que el
suelo de fundación se encuentra de grado de alteración moderado, por lo tanto no habrá
problemas de pérdida de resistencia mecánica por problemas de lavado de sales.
En resumen se concluye que el estrato de suelo que forma parte del contorno donde irá
desplantada la cimentación contiene bajas concentraciones de sales solubles totales,
sulfatos y cloruros, por lo tanto no se requieren de materiales especiales para la
cimentación, pudiendo usarse cemento Pórtland Tipo I.
5 ANÁLISIS UNIDIMENSIONAL DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
5.1 Introducción
En el presente acápite se realizó un análisis unidimensional de amplificación sísmica con la
finalidad de determinar las demandas sísmicas y el factor de amplificación generado por la
acción de una fuente de excitación en un estrato base bajo el depósito de material sobre el
cual se cimentará la estructura del Puente Fumarola. Para efectuar este análisis se han
empleado los acelerogramas registrados sobre suelo firme correspondiente a los sismos del
03 de octubre de 1974 (Lima) y 23 de junio del 2001 (Moquegua-Atico), los cuales han
sido escalados a un valor de aceleración de 0.3g, de acuerdo a la Zona Sísmica en la que se
encontrará ubicado el puente (Zona 2) según lo establecido en la Norma de Diseño
Sismorresistente E-030. El resultado de este análisis ha permitido estimar las máximas
demandas sísmicas a la que estará expuesta la estructura del Puente Fumarola en función al
periodo estructural.
5.2 Metodología empleada
El análisis unidimensional de respuesta del suelo está basado en la suposición de que el
suelo está formado por un sistema de depósitos de estratos aproximadamente horizontales,
y que la respuesta del suelo es causado predominantemente por ondas SH propagándose
verticalmente desde la roca o suelo firme. Debido a que las velocidades de propagación de
ondas en los materiales superficiales son generalmente menores que en los estratos más
profundos, las ondas son usualmente reflejadas entre los estratos horizontales a direcciones
- 51 -
cada vez más verticales. Bajo estas condiciones los modelos unidimensionales producen
respuestas del suelo bastante cercanas con las observadas en mediciones reales.
En el presente estudio se ha definido un perfil sísmico representativo del área de
cimentación de la zona evaluada. Los parámetros dinámicos del perfil se determinaron del
procesamiento de los ensayos geofísicos (MASW y MAM) realizados. El análisis dinámico
del suelo ha sido realizado utilizando el programa SHAKE, desarrollado por Shnabel
(1971), el cual está basado en un modelo lineal equivalente.
5.3 Perfil sísmico de análisis
Para realizar el análisis dinámico del suelo se requieren conocer las características
dinámicas del suelo. Para estos propósitos, se emplearon los resultados del estudio
geofísico ejecutado en la zona de estudio, de acuerdo al cual los perfiles sísmicos de ondas
de corte indican la presencia de materiales con Vs superiores a 400 m/s lo que
correspondería a un depósito fluvial compacto. Asimismo, se puede apreciar una similitud
en los resultados de los perfiles sísmicos de refracción y de ondas de corte, de acuerdo a lo
cual se ha estimado un perfil típico que permita incluir estas características similares del
material de la zona de estudio. Las características de este perfil se describen a
continuación:
0.00 – 9.0 m Estrato conformado por un depósito fluvial suelto. Velocidad promedio de
ondas de corte Vs=200 m/s. Peso Unitario PU=18.0 kN/m3.
9.0 – 11.5 m Estrato conformado por un depósito fluvial medianamente compacto.
Velocidad de ondas de corte Vs=260 m/s. Peso Unitario PU=19.0 kN/m3.
11.5 – 14.5 m Estrato conformado por un depósito fluvial medianamente compacto.
Velocidad de ondas de corte Vs=310 m/s. Peso Unitario PU=20.0 kN/m3.
14.5 – 23.0 m Estrato conformado por un depósito fluvial medianamente compacto.
Velocidad de ondas de corte Vs=345 m/s. Peso Unitario PU=20.0 kN/m3.
23.0 – 45.0 m Estrato conformado por un depósito fluvial compacto. Velocidad de ondas
de corte Vs=440 m/s. Peso Unitario PU=22.0 kN/m3.
Para los fines de propagación de las ondas sísmicas, se ha considerado el estrato con
velocidades de ondas de corte mayores a 440 m/s como aquel con mejores características
de rigidez para efectuar la amplificación. Este estrato se encuentra ubicado a una
profundidad de 23.0 m en promedio.
- 52 -
5.4 Sismos de entrada
Como fuente de excitación sísmica del suelo, se utilizaron los acelerogramas de los sismos
del 03 de octubre de 1974 y 23 de junio del 2001. Estas señales fueron registradas en las
estaciones del Parque de la Reserva (Lima) y César Vizcarra Vargas (Moquegua)
respectivamente, presentando asimismo niveles de aceleraciones mayores a 192.5 gals
(cm/s2), lo cual, para el territorio peruano, representa aceleraciones propias de un sismo de
diseño. Igualmente, las estaciones de registro se encuentran ubicadas en suelos
conformados por material aluvial, por lo que el contenido de frecuencias de los eventos
sísmicos considerados representará de mejor modo la respuesta de la zona de estudio al
poseer características de subsuelo similares.
Como se ha indicado anteriormente, el sismo de entrada fue colocado en el estrato de
material compacto (Vs mayores a 440 m/s) ubicado a una profundidad promedio de 23.0 m
y escalado a un valor de aceleración de 0.30g, valor de la aceleración de diseño definida
por la Norma E-030 para esta zona sísmica. Con este escalamiento, ha sido posible utilizar
las señales sísmicas para representar de forma más específica las características del área de
estudio de acuerdo a lo especificado en la Norma de Diseño Sismorresistente.
5.5 Análisis de amplificación sísmica. Discusión de resultados
Las Figuras 4 (a) (b) y 5 (a) (b) muestran los registros tiempo-historia de aceleraciones
obtenidos en la zona de estudio luego de la ejecución del análisis de amplificación sísmica, a
nivel de base y superficie respectivamente y para los dos sismos considerados. En estas
figuras puede apreciarse el efecto de amplificación que ocurre en todo el rango de
aceleraciones a lo largo del tiempo, incrementando el nivel de máxima aceleración de suelo
(PGA) desde un valor de 0.30g en la base, a un máximo de 0.37 g en la superficie, para el
sismo de 1974, y 0.41g para el sismo del 2001. Considerando un valor promedio, el PGA
tendría un valor de 0.40g, lo cual corresponde un factor de amplificación del PGA en un
valor de 1.3. Cabe recordar, que de acuerdo a la Norma E-030, el valor de aceleración
sísmica para un sismo de diseño en esta zona sísmica corresponde a 0.30g, sin embargo,
esta aceleración no considera el efecto de sitio de la zona de estudio, efecto que si está
reflejado en el valor del PGA obtenido mediante el análisis de amplificación. En ese
sentido, se recomienda considerar como aceleración sísmica de diseño en superficie el
valor de 0.40g.
Sobre la base de los resultados obtenidos y para el caso de utilizar métodos pseudo-
estáticos para el diseño de los muros y taludes, se estila utilizar un valor de coeficiente
sísmico variable entre 1/2 y 2/3 de la aceleración máxima de diseño (PGA). En el presente
estudio se recomienda utilizar un coeficiente sísmico equivalente al 50% de la aceleración
- 53 -
Acel
erac
ión
(g)
Acel
erac
ión
(g)
máxima, el cual está basado en el trabajo realizado por Hynes-Griffin y Franklin (1984),
los cuales aplicaron el análisis de bloque deslizante de Newmark en base a más de 350
acelerogramas y, concluyeron que presas de tierra con factores de seguridad pseudo-
estáticos mayor que 1.0 utilizando un coeficiente sísmico horizontal
desarrollarían deformaciones “peligrosamente grandes”.
kh 0.5amax / g no se
Lo manifestado indica que no hay reglas estrictas para la selección de un coeficiente
pseudo-estático para diseño. Parece claro, sin embargo, que el coeficiente pseudo-estático
debería estar basado en el nivel real esperado de aceleración en la masa fallada (incluyendo
cualquier efecto de amplificación o de deamplificación) y que esto debería corresponder a
alguna fracción de la aceleración máxima esperada. Aunque el juicio ingenieril debe
primar para todos los casos, el criterio de Hynes-Griffin y Franklin (1984) debería ser
apropiado por la mayoría de los taludes (Kramer, 1996).
0.4
0.3
0.2
Sismo 03/10/1974
Acelerograma de Entrada
PGA=0.30g
0.1
0
‐0.1
‐0.2
‐0.3
‐0.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tiempo (s)
(a)
0.4
0.3
0.2
Sismo 03/10/1974 Acelerograma en Superficie
PGA=0.37g
0.1
0
‐0.1
‐0.2
‐0.3
‐0.4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tiempo (s)
(b)
Figura 4: Registros sísmicos a nivel de base (a) y superficie (b). Sismo de entrada correspondiente al 03 de
octubre de 1974. Estación Parque de la Reserva.
- 54 -
Acel
erac
ión
(g)
Acel
erac
ión
(g)
0.4
0.3
0.2
0.1
Sismo 23/06/2001
Acelerograma de Entrada
PGA=0.30g
0
‐0.1
‐0.2
‐0.3
‐0.4 0 20 40 60 80 100 120 140 160
Tiempo (s)
(a)
0.4
0.3
0.2
0.1
Sismo 23/06/2001
Acelerograma en Superficie
PGA=0.41g
0
‐0.1
‐0.2
‐0.3
‐0.4
‐0.5
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Tiempo (s)
(b)
Figura 5: Registros sísmicos a nivel de base (a) y superficie (b). Sismo de entrada correspondiente al 23 de
junio del 2001, Estación Cesar Vizcarra Vargas.
En consecuencia, para la zona de emplazamiento del Puente Fumarola, se recomienda usar un
valor de coeficiente sísmico de α=0.20 el cual corresponde al 50% del promedio de los
valores de PGA obtenidos por los eventos sísmicos considerados.
Sin embargo, cabe indicar este valor de amplificación, corresponde a un periodo T=0.0 s,
no obstante, dadas las características del material presente en la zona de estudio, del mismo
modo se presentan amplificaciones en periodos largos, los cuales alcanzan mayores niveles
de amplificación. En ese sentido, mediante la comparación de los espectros de respuesta
mostrados en las Figuras 6 y 7, se aprecia la variación existente para el espectro de
respuesta en el nivel de superficie para diversos periodos estructurales. Este espectro
presenta una mayor demanda sísmica en casi todo el rango de periodos, con aceleraciones
espectrales máximas de 1.37g y 1.57g para los periodos de 0.60 s y 0.95 s respectivamente,
estos resultados deben ser especialmente considerados teniendo en cuenta que el periodo
- 55 -
Ace
lera
ció
n (g
) A
cele
raci
ón
(g)
natural de la estructura del puente puede presentarse en este rango y, en consecuencia, estar
sometido a un valor considerable de aceleración espectral. Asimismo, la amplificación se
mantiene, aunque a niveles menores, en el rango de periodos de 1.0 s a 2.0 s. En
contraparte, existe un pequeño rango de periodos en el que no se presentan amplificación,
el cual corresponde a la franja comprendida entre 0.10 s y 0.22 s.
1.2
1 Análisis de Amplificación Sísmica Sismo del 03/10/1974
0.8
Esp ectro d e entrada
Esp ectro en sup erf icie
0.6
0.4
0.2
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Periodo (s)
Figura 6: Espectros de respuesta a nivel de base y superficie. Sismo del 03 de octubre de 1974.
1.6
1.4
1.2
Análisis de Amplificación Sísmica
Sismo del 23/06/2001
Espectro de entrada
1 Espectro en superf icie
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Periodo (s)
Figura 7: Espectros de respuesta a nivel de base y superficie. Sismo del 23 de junio del 2001.
- 56 -
Fa
cto
r d
e A
mp
lifi
ca
ció
n
Por otro lado, la función de transferencia derivada del análisis puede observarse en la
Figura 8. De acuerdo a los resultados obtenidos, el periodo fundamental para el perfil del
suelo presente en la zona de estudio corresponde a 0.70 s y un valor de amplificación
promedio de 3.6. Debido a las características del depósito de material de mediana
compacidad, podría producirse un gran nivel de amplificación para eventos sísmicos de
periodo largo, es decir aquellos cuyo epicentro se encuentra considerablemente alejado. En
ese mismo sentido, estructuras con periodos naturales de aproximadamente 0.70 s,
emplazadas sobre el área de estudio, estarían expuestas a una mayor solicitación sísmica
debido al fenómeno de resonancia.
4
3.5
3
2.5
Frecuencia Fundamental: 1.45 Hz
Periodo Fundamental: 0.70 s
ANÁLISIS DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
Función de Transferencia
FT Sismo 2001 - Moquegua
FT Sismo 1974 - Lima
2
1.5
1
0.5
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Frecuencia (Hz)
Figura 8: Función de transferencia obtenida para el Puente Fumarola.
6 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA
Se realizó estudios de las canteras, verificando su uso y potencia para su posterior
explotación al realizar los trabajos. Además se identificó las fuentes de agua disponibles
cercanas a la obra, se determinó su calidad y si son adecuadas para su uso.
La ubicación de las canteras ha sido definida tomando en cuenta la cantidad, calidad y
cercanía a la obra y a la carretera. Las canteras ubicadas se presentan en el Plano P-01.
Se identificó dos (2) posibles canteras a utilizarse para la producción de agregados y uno
para rocas.
- 57 -
De las canteras de Agregados –Maradona Futball Club y terraplen; se extrajeron muestras
representativas para realizar los ensayos respectivos verificando su calidad. Se realizaron
estimaciones de las áreas de explotación, a fin de calcular sus volúmenes explotables.
Los certificados de los ensayos de laboratorio se presentan en el Anexo 3.0.
Los resultados muestran que no hay ningún inconveniente para la explotación de estas
canteras para la producción de agregados y rocas.
6.1 Cantera de Agregados -
Maradona Futball Club
Ubicación.- La cantera Maradona Futball Club se ubica en la margen derecha del río
Marte, al Oeste de la ciudad de Fumarola.
Políticamente pertenece al distrito de Pato Chico provincia de Fumarola, región
Dresd
en.
Se ubica en las coordenadas UTM: E472600, N8665000
A una altitud promedio de 3205 msnm.
Acceso.-
Para acceder a la Cantera Maradona Futball Club, se utiliza la carretera asfaltada que va
de Fumarola a Pato Chico, empleándose un promedio de 25 min de tiempo.
Características geológicas.-
Esta cantera está conformada por materiales inconsolidados de origen aluvial. Consta de
bancos de conglomerados, arenas y arcillas. Los conglomerados están conformados por
cantos bien redondeados hasta 30 cm. de diámetro de origen polimíctico, predominando los
clastos de caliza, arenisca y de cuarcita. Las arenas se intercalan con los bancos de
conglomerados presentándose también de forma lenticular, asociada a arcillas.
Los rasgos fisiográficos donde se ubica esta cantera corresponden a terrazas de origen
fluvial, encontrándose estas terrazas a ambas márgenes del río Marte. Los depósitos
acarreados por el río más antiguo corresponden a estas terrazas, y los más modernos son
depósitos de origen fluvial.
- 58 -
Consideraciones geomecánicas.-
Según los resultados de laboratorio del material extraído, nos indica que estos materiales
son de buena calidad para los fines de construcción del puente. A diferencia del material
fluvial que está en contacto por las aguas del río Marte, estos se encuentran
contaminados por sustancias de origen minero, el material de la cantera fue depositado
cuando no existía actividad minera, por lo tanto están libres de esta contaminación.
Tipo de Explotación.-
Para explotar estos materiales, se pueden realizar por medios convencionales utilizando
zarandas. Será necesario el empleo de un tractor sobre oruga para la acumulación y de
cargador frontal.
Usos.-
Los materiales se podrán utilizar agregados de concreto, relleno principalmente.
Volumen.-
El volumen de estos materiales inconsolidados es abundante, teniendo grandes reservas
geológicas, que va a satisfacer las necesidades constructivas del puente, en dicha cantera se
proyecta obtener un volumen aproximado de 70 000 m3.
Propietario.-
El propietario de esta cantera de agregados es Inversiones Trans Maradona Futball
Club E.I.R.L.
Concreto.-
Piedra chancada = 30 %
Agregado fino zarandeado = 70%
En las Tablas 14, 15, 16 y 17, se muestran los resultados de calidad de agregados para la
cantera y también se presenta los planos de geología local, vista en planta y secciones
transversales se muestran en los planos P-05, P-09, P-10 y P-11.
- 59 -
6.2 Cantera de material Clasificado para los Terraplenes
Ubicación.- La cantera para los Terraplenes, se ubica en la margen derecha del río
Marte, al Oeste de la ciudad de Fumarola.
Políticamente pertenece al distrito de Pato Chico, provincia de Fumarola, región Dresden
Se ubica en las coordenadas UTM: 0000.2, 0000.56, Su ubicación es muy cercana a la
Cantera Maradona Futball Club, teniendo su características
geológicas similares. Se encuentra una altitud promedio de
3215msnm.
Acceso.-
Para acceder a la Cantera Informal, se utiliza la carretera asfaltada que va de Fumarola a
Pato Chico, empleándose un promedio de 30 min de tiempo.
Características geológicas.-
Esta cantera está conformada por materiales inconsolidados de origen aluvial. Constan de
bancos de conglomerados, arenas y arcillas. Los conglomerados están conformados por
cantos bien redondeados hasta 30 cm. de diámetro de origen polimíctico, predominando los
clastos de caliza, arenisca y de cuarcita. Las arenas se intercalan con los bancos de
conglomerados presentándose también de forma lenticular, asociada a arcillas.
Los rasgos fisiográficos donde se ubica esta cantera corresponden a terrazas de origen
fluvial, encontrándose estas terrazas a ambas márgenes del río Marte. Los depósitos
acarreados por el río más antiguo corresponden a estas terrazas, y los más modernos son
depósitos de origen fluvial.
Consideraciones geomecánicas.-
Según los resultados de laboratorio del material extraído, nos indica que estos materiales
son de buena calidad para los fines de construcción del puente. A diferencia del material
fluvial que está en contacto por las aguas del río Marte, estos se encuentran
contaminados por sustancias de origen minero, el material de la cantera fue depositado
cuando no existía actividad minera, por lo tanto están libres de esta contaminación.
- 60 -
Tipo de Explotación.-
Para explotar estos materiales, se pueden realizar por medios convencionales utilizando
zarandas. Será necesario el empleo de un tractor sobre oruga para la acumulación y de
cargador frontal.
Usos.-
Los materiales se podrán utilizar agregados de concreto, relleno principalmente.
Volumen.-
El volumen de estos materiales inconsolidados es abundante, teniendo grandes reservas
geológicas, que va a satisfacer las necesidades constructivas del puente, en dicha cantera se
proyecta obtener un volumen aproximado de 55 000 m3.
Propietario.-
El propietario de esta cantera, es de la comunidad
Relleno Clasificado
Material para conformación de terraplén
En la Tabla 18, se muestra los resultados de compactación y CBR, efectuados en la margen
derecha e izquierda del futuro puente Fumarola, también se presenta los planos de geología
local, vista en planta y secciones transversales se muestran en los planos P-06, P-
12, P-13 y P-14.
6.3 Cantera de Rocas -
Futbilística
Ubicación.- La cantera Futbilística se ubica en margen izquierda del río Marte, muy cerca
de carretera asfaltada que de Fumarola a Moscú.
Políticamente pertenece al anexo de Futbilística, distrito de Huayucachi, provincia
de
Fumarola.
Se ubica en las coordenadas UTM: 0000.87, 0000.45
A una altitud promedio de 8,300 msnm.
Acceso.-
- 61 -
Para acceder a la Cantera Futbilística, se utiliza la carretera asfaltada que va de Fumarola
a Moscú, empleándose un promedio de 50 min de tiempo.
Características geológicas.-
Esta cantera está conformada por rocas calizas, que afloran masivamente en este sector.
Los rasgos fisiográficos donde se ubica esta cantera corresponden a un cerro con ladera de
pendiente moderada.
La roca caliza parte de la Formación Aguilar de edad geológica Jurásico – Liásico, que
afloran extensamente en este sector. Las calizas se encuentran estratificadas con rumbo N
315° y buzamiento de 35° SO, como promedio, el espesor de los estratos superan
mayormente un metro.
Consideraciones geomecánicas.-
Se realizó mediciones de sus propiedades geomecánicas, que nos da un RMR de 54, que
nos indica una roca de calidad buena. Se aprecia que la roca no presenta intemperismo
supérgeno, encontrándose con poco fracturamiento.
Tipo de Explotación.-
La roca se explotará a través de banquetas en el talud, debido a la dureza de la roca, se
deberá emplear explosivos. La cantera tiene trochas carrozables hasta el mismo lugar de
extracción, además para el transporte a la obra del puente, cuenta con una carretera
asfaltada. Se debe tener presente que esta roca ya ha sido explotada en parte,
encontrándose en la cantera manifestaciones del laboreo anterior.
Usos.-
La roca se podrá utilizar para construcción de muros de defensa rivereña, obras de arte,
cimentación del puente, y si es el caso sirve para elaborar piedra chancada para agregados
de concreto.
Volumen.-
El volumen de estas rocas calizas es abundante, teniendo grandes reservas, va a satisfacer
las necesidades constructivas del puente, en dicha cantera se proyecta obtener un volumen
aproximado de 15 000 m3.
Propietario.-
- 62 -
En el momento de la inspección, no se estaba trabajando la cantera, por comentarios de los
lugareños, nos informaron que la comunidad de Futbilística, es la propietaria de la cantera.
En las Tablas 19 y 20, se muestran los resultados de calidad de las rocas para la cantera y
también se presenta los planos de geología local, vista en planta y secciones transversales
se muestran en los planos P-07, P-15, P-16 y P-17.
6.4 Fuentes de Agua
La fuente de agua más cercana a la obra, es el propio río Marte, por lo que se ha
recogido una muestra para realizar los ensayos químicos necesarios para garantizar su
empleo.
Las concentraciones de estos elementos en proporciones nocivas, aparecen en la Tabla 27.
La fuente de esta información corresponde a las recomendaciones del ACI (Comité 318-
83) en el caso de los sulfatos presentes en el agua y a la experiencia en los otros casos.
De los resultados del análisis químico que se presenta en el Anexo 6.0, se puede observar
una concentración de sulfatos igual a 1071 ppm, el cual está en el tipo de exposición
moderada.
En la Tabla 21 se presenta los resultados del análisis químico realizado a una muestra de
agua del río.
- 63 -
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los planos topográficos correspondientes a las zonas de estudio y el levantamiento de
la ubicación y las cotas de los puntos de ensayos geofísicos realizados, fueron
proporcionados por el solicitante. Esta información es necesaria para una correcta
interpretación de los ensayos geofísicos y para finalmente recomendar los niveles de
cimentación de los elementos que componen la subestructura del puente.
Geomorfología Local
Talweg
Esta sub unidad geomorfológica, se observa en el curso de agua más profundo del río
Marte, está ubicada en el medio del lecho del río. Normalmente contiene agua todo el
año, encontrándose materiales inconsolidados de diferente granulometría,
predominando los cantos rodados.
Playas inundables
El valle del río es amplio, presenta varias playas de preferencia en la margen derecha
en épocas de estiaje. En temporadas de lluvias estas playas son inundables.
Islas
Se observan islas en el cauce del río, preferentemente en la margen izquierda. No son
de gran tamaño, estando conformados por material fluvio aluvial, que han sido
parcialmente trastocados por actividad antrópica.
Acantilados
En ambas márgenes del río, se observan paredes verticales de poca altura, siendo más
notorio en la margen izquierda, que puede tener 10 m de desnivel; en la margen
derecha las paredes son de menor altura no sobrepasando los 2 m. Estas elevaciones
son consecuencia de la acción erosiva del río, que ha retrabajado los materiales
aluviales conformando terrazas. El estribo izquierdo se ubica más cerca del acantilado
de la terraza aledaña.
Planicies
- 64 -
En este tramo del río Marte, ha formado un amplio valle, habiendo tenido a lo largo del
tiempo de su evolución, varios cursos de agua del tipo meandriforme, habiendo
acarreado materiales que los ha depositado en todo su valle.
Los materiales depositados a lo largo de su amplio valle, forman extensas planicies,
que conforman terrazas fluviales. En estas planicies se encuentra la ciudad de
Fumarola (margen izquierda), el resto es ocupada en campos de cultivo y poblados.
Parte de los accesos del puente van a ser construidos en esta sub unidad
geomorfológica.
Cursos de aguas menores
Se observan pequeños riachuelos provenientes de quebradas que drenan en el río Marte,
de preferencia en la margen izquierda. Parte de estos riachuelos son utilizados como
desagües de las aguas servidas de la población aledaña. Uno de estos desagües se
encuentra muy próximo al estribo izquierdo del futuro puente.
Litología local
Depósitos fluviales
Son los materiales más recientes, acarreados por el río Marte, se encuentran
preferentemente el talweg. Consisten el materiales inconsolidados conformadas por
cantos rodados de tamaños heterométricos observados mayormente en la parte superior,
estos cantos rodados están acompañados por grava y arena.
Depósitos fluvio – aluviales
Están constituidos por materiales fragmentarios de tamaños heterométricos y de origen
polimícticos. Todos han sido transportados por el río, que también ha recogido
materiales aportados por ríos y quebradas que desembocan el río Marte. El espesor de
estos materiales en este tramo del río es grande, no habiéndose encontrado roca
maciza a profundidad por los diferentes métodos de empleados.
Sobre estos materiales se va a cimentar el puente y construir parte de sus accesos. Estos
materiales están siendo actualmente explotados como áridos de construcción de forma
artesanal, pero no son muy recomendables debido a la contaminación por actividad
minera y biológica de las aguas del río.
Terrazas fluviales
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Son de origen fluvial de edad del Cuaternario, conformada por materiales aluviales y
glaciares que fueron depositados por el río en diferentes etapas. Las terrazas nos
sugieren que estos terrenos tuvieron levantamientos por tectonismo que dio como
resultado que el río retrabaje los depósitos aluviales que el mismo los había depositado,
para recobrar el nivel de su cauce.
Sobre estas terrazas se ha construido la ciudad de Fumarola, pueblos menores y
campos de cultivo. También se aprovecha sus materiales para ser explotados para
obtener materiales de construcción.
Geodinámica Externa
Áreas inundables
El valle del río Marte en este sector es amplió. Presenta áreas de inundación que en
épocas de vaciante inundan el valle, pudiendo ser más álgidas en temporadas de lluvias
excepcionales. Se aprecia mejor las áreas inundables en la margen derecha del río,
condiciones que hay que tomar en cuenta al diseñar el puente y sus accesos en esta
margen.
Erosión de riveras
Donde se va a construir el puente, el río Marte presenta un gran caudal y buena
velocidad del agua. La erosión que causa el río se aprecia mejor aguas arriba del puente
en la margen derecha, ahí se observa que la terraza fluvial está siendo erosionada pero
de manera muy acentuada.
Como parte de los estudios geofísicos, se han realizado ensayos de refracción sísmica y
sondajes MASW y MAM para determinar los perfiles sísmicos del terreno de
cimentación. Los ensayos consistieron en la medición de la velocidad de propagación
de las ondas P, para determinar el perfil sísmico estratigráfico del terreno, y ensayos
MASW y MAM para determinar las velocidades de propagación de las ondas S. Para la
zona del eje del Puente Fumarola se realizaron 336 m de ensayos de refracción
sísmica distribuidos en cinco líneas, 577 m de ensayos MASW distribuidos en catorce
líneas y 1000 m consistentes en un sondaje MAM, correspondiendo para el puente
Fumarola y la cantera de Roca Futbilística.
En base a los registros de las calicatas, los ensayos de refracción sísmica, los ensayos
MASW y MAM, y de los resultados de laboratorio realizados para el presente estudio,
se han definido, el perfil geotécnico inferido, para el estribo y el pilón derecho, se
considera el primer estrato hasta una profundidad de 8.0 m, compuesto por depósito
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fluvial suelto a medianamente compacto, luego el segundo estrato hasta una
profundidad promedio de 20.0 m, está compuesto por un depósito fluvial
medianamente compacto y luego continua el tercer estrato a partir de los 20.0 m,
corresponderían a un depósito fluvial compacto. También se ha definido para el estribo
y pilón izquierdo que corresponde a un primer estrato hasta una profundidad de 10.0 m,
compuesto por un depósito fluvial suelto a medianamente compacto, luego el segundo
estrato hasta una profundidad promedio de 20.0 m, compuesto por un depósito fluvial
medianamente compacto y a partir del cual inicia el tercer estrato que corresponde a un
depósito fluvial compacto.
Los ensayos de refracción sísmica, MASW y MAM son análisis indirectos que tienen
un grado de aproximación aceptable, sin embargo requieren de algunas verificaciones
mediante perforaciones para determinar su grado de precisión.
La exploración geotécnica consistió en la excavación de 18 calicatas, dos trincheras y 8
densidades de campo en el eje longititudinal del puente.
La Capacidad de Carga Admisible del Grupo de Pilotes, se ha definido a partir de un
pilote excavado para mayor detalle se resume en los cuadros siguientes los resultados
de los análisis con las diferentes metodologías:
Método de Ecuación Converse - Labarre
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2
Estribos 0.9 734.98
1.2 990.76
6 x 4
Pilones 0.9 2796.42
1.2 3749.83
Método de Ecuación de Los Ángeles Group Action
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2
Estribo 0.9 797.92
1.2 1075.59
6 x 4
Pilones 0.9 3055.24
1.2 4096.91
Método de Ecuación de Feld
Grupo de Pilotes Estructura (m) AASHTO LRFD (Ton)
3 x 2 Estribo 0.9 744.45
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1.2 1003.52
6 x 4
Pilones 0.9 3399.61
1.2 4558.69
En cuadros presentados se ha corregidos por el factor de eficiencia, lo cual se presenta
el resumen siguiente:
Resumen de valores de eficiencia de grupos de pilotes
Estructuras Método Diámetro Eficiencia
Estribos
Converse - Laberre 0.9 0.76
1.2 0.76
Los Ángeles 0.9 0.83
1.2 0.83
Feld 0.9 0.77
1.2 0.77
Pilones
Converse - Laberre 0.9 0.68
1.2 0.68
Los Ángeles 0.9 0.74
1.2 0.74
Feld 0.9 0.82
1.2 0.82
Para el cálculo de los asentamientos se ha considerando un agrupamiento de pilotes
excavados, mediante la metodología de Skempton que presentan los valores más
críticos, alcanzando un valor máximo de deformación de 41.72 cm para los pilones, sin
embargo, dada la conformación predominantemente de suelos granulares, se considera
que el asentamiento estimado ocurriría durante la etapa constructiva.
Para complementar los ensayos por métodos geofísicos, se recomienda realizar
perforaciones diamantinas, en los estribos y pilones.
Se recomienda realizar pruebas de carga para verificar la capacidad portante de los
pilotes.
En el análisis de amplificación sísmica, puede apreciarse el efecto de amplificación que
ocurre a nivel de máxima aceleración de suelo (PGA) desde un valor de 0.30g en la
base, a un máximo de 0.37 g en la superficie, para el sismo de 1974, y 0.41g para el
sismo del 2001. Considerando un valor promedio, el PGA tendría un valor de 0.40g, lo
cual corresponde un factor de amplificación del PGA en un valor de 1.3. Cabe recordar,
que de acuerdo a la Norma E-030, el valor de aceleración sísmica para un sismo de
diseño en esta zona sísmica corresponde a 0.30g, sin embargo, esta aceleración no
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considera el efecto de sitio de la zona de estudio, efecto que si está reflejado en el valor
del PGA obtenido mediante el análisis de amplificación. En ese sentido, se recomienda
considerar como aceleración sísmica de diseño en superficie el valor de 0.40g.
En el caso de utilizar métodos pseudo-estáticos para el diseño de los muros y taludes, se
estila utilizar un valor de coeficiente sísmico variable entre 1/2 y 2/3 de la aceleración
máxima de diseño (PGA). En el presente estudio se recomienda utilizar un coeficiente
sísmico equivalente al 50% de la aceleración máxima, el cual está basado en el trabajo
realizado por Hynes-Griffin y Franklin (1984). En consecuencia, para la zona de
emplazamiento del Puente Fumarola, se recomienda usar un valor de coeficiente
sísmico de α=0.20 el cual corresponde al 50% del promedio de los valores de PGA
obtenidos por los eventos sísmicos considerados mediante el análisis de amplificación
sísmica. Asimismo, de acuerdo a los resultados obtenidos, el periodo fundamental para
el perfil del suelo presente en la zona de estudio corresponde a 0.70 s con un valor de
amplificación promedio de 3.6 en este periodo. Debido a las características del depósito
de material de mediana compacidad, podría producirse un gran nivel de amplificación
para eventos sísmicos de periodo largo, es decir aquellos cuyo epicentro se encuentra
considerablemente alejado. En ese mismo sentido, estructuras con periodos naturales
de aproximadamente 0.70 s, emplazadas sobre el área de estudio, estarían expuestas a
una mayor solicitación sísmica debido al fenómeno de resonancia.
CANTERAS Y FUENTES DE AGUA
Cantera de Agregados - Maradona
Futball Club
Esta cantera está conformada por materiales inconsolidados de origen aluvial. Consta
de bancos de conglomerados, arenas y arcillas. Los conglomerados están conformados
por cantos bien redondeados hasta 30 cm. de diámetro de origen polimíctico,
predominando los clastos de caliza, arenisca y de cuarcita. Las arenas se intercalan con
los bancos de conglomerados presentándose también de forma lenticular, asociada a
arcillas. Para explotar estos materiales, se pueden realizar por medios convencionales
utilizando zarandas. Será necesario el empleo de un tractor sobre oruga para la
acumulación y de cargador frontal. Se proyecta obtener un volumen aproximado de 70
000 m3.
Material Clasificado para los Terraplenes
Dicha cantera se encuentra muy cerca de la Cantera de agregados Maradona Futball
Club, lo cual tiene semejanza en las características geotécnicas. Se proyecta obtener un
volumen aproximado de 55 000 m3.
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Cantera de Rocas - Futbilística
La roca caliza parte de la Formación Aguilar de edad geológica Jurásico –
Liásico, que afloran extensamente en este sector. Las calizas se encuentran
estratificadas con rumbo N 315° y buzamiento de 35° SO. Con el ensayo geofísico en
la cantera, se ha inferido el primer estrato que presenta valores de velocidad de
propagación de ondas S (Vs) entre 360 m/s y 530 m/s, hasta una profundidad de 4.5 m.
Estratigráficamente este estrato está conformado por un material coluvial compacto. Y
en el segundo estrato presenta valores de velocidad de propagación de ondas S (Vs)
incrementándose con la profundidad de 655 m/s a 1010 m/s. Estos valores de velocidad
corresponderían a una roca fracturada a medianamente fracturada. La roca se explotará a
través de banquetas en el talud, debido a la dureza de la roca, se deberá emplear
explosivos. Se proyecta obtener un volumen aproximado de 15 000 m3.
Fuente de Agua
La fuente de agua más cercana a la obra, es el propio río Marte. Los resultados de los
ensayos químicos realizados a una muestra de agua del “Río Fumarola”,
presentan valores que no limitan su uso como fuente de agua para la elaboración del
concreto con cemento Pórtland Tipo I.
Las conclusiones y recomendaciones del presente informe son aplicables sólo y
exclusivamente para el área en estudio.