E.M.S-ZARUMILLA- SELLO docx

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INFORME TÉCNICO N° LEM-007-2020

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN – CALICATA

PROYECTO: “REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE

TUMBES” UBICACIÓN:

CENTRO DE SALUD - ZARUMILLA

DEPARTAMENTO : TUMBES.

PROVINCIA : ZARUMILLA.

DISTRITO : ZARUMILLA. SOLICITADO POR:

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE ZARUMILLA

ELABORADO POR:

LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES SUELOS CONCRETO Y ASFALTO SAC (LEM SUCOAS SAC)

ZARUMILLA, NOVIEMBRE DEL 2020.

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ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS PARA EL PROYECTO: “REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE TUMBES”.

INDICE:

I. MEMORIA DESCRIPTIVA _____________________________________________________ 4

1. GENERALIDADES ____________________________________________________________ 4

1.1 objetivo del estudio ___________________________________________________________ 4

1.2 Ubicación y Acceso al Área de Estudio: CENTRO DE SALUD ZARUMILLA. __________ 5

1.3 Características del proyecto: _____________________________________________________ 6

1.4 Condición climática. __________________________________________________________ 7

1.5 Geología general y local _______________________________________________________ 7

1.6 Geomorfología _______________________________________________________________ 8

1.7 Fenómenos de geodinámica externa _____________________________________________ 8

1.8 Zonificación sísmica y parámetros ______________________________________________ 9

1.9 Parámetros para Diseño Sismo – Resistente. _____________________________________ 12

1.10. Hidrología e Hidrografía _______________________________________________________ 15

II EXPLORACION DE CAMPO _____________________________________________________ 18

2.1. Trabajos de campo __________________________________________________________ 18

2.2. Muestreo y registro de exploración _____________________________________________ 19

2.2.3 Ubicación de calicatas _________________________________________________________ 20

2.2.4 Excavación de calicatas. _______________________________________________________ 20

2.2.5 Muestreo de suelo ____________________________________________________________ 20

2.2.6 Registro de excavaciones _______________________________________________________ 22

III. ENSAYOS DE LABORATORIO ________________________________________________ 23

3.1.- Contenido de humedad natural (ASTM d-2216, norma NTP 339.127). _________________ 24

3.2.- Análisis granulométrico por tamizado (ASTM d-4222, norma NTP 339.128). ___________ 24

3.3.- Límite líquido (MTC e-110) y Límite plástico (MTC e-111) (ASTM d-4318, norma NTP

339.129). _________________________________________________________________________ 25

3.4-Clasificación de suelos por el método SUCS (ASTM d-2487) y por el método AASHTO (m-

145) 25

3.5- Peso Específico Relativo de Solidos _______________________________________________ 26

3

3.6.- Densidad Máxima Y Humedad Óptima (MTC E-1 15) ______________________________ 26

3.7.- Ensayo De Corte Directo De Los Suelos ___________________________________________ 27

3.8- Ensayo de CBR (MTC E-132) ___________________________________________________ 27

3.9 Análisis Químico Por Agresividad De Los Suelos. __________________________________ 28

3.9.1.- Hinchamiento y Contracción __________________________________________________ 29

IV. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO Y DETERMINACIÓN DE LA

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN ___________________________________________________ 30

4. Parámetros e Hipótesis de Cálculo: __________________________________________________ 30

4.1 CÁLCULO DE ASENTAMIENTO __________________________________________________ 32

Arcilla arenosa _______________________________________________________________________ 34

4.2 ASENTAMIENTO TOLERABLE ___________________________________________________ 34

4.3 CALCULO DE ASENTAMIENTO __________________________________________________ 35

4.4 ASENTAMIENTO DIFERENCIAL TOLERABLE _____________________________________ 36

4.5 OBTENCIÓN DEL COEFICIENTE DE BALASTO (KS) _______________________________ 36

4.6 ANALISIS DE LA CIMENTACION _________________________________________________ 37

4.7 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN. ___________________________________________ 38

4.8 COEFICIENTE DE EMPUJE DE TIERRAS __________________________________________ 38

V. AGRESIÓN DEL SUELO AL CONCRETO. __________________________________________ 39

VI. ANÁLISIS DE LICUACIÓN DE ARENAS. ___________________________________________ 41

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES _________________________________________ 43

VIII. RECOMENDACIONES ADICIONALES: ___________________________________________ 50

IX. RECOMENDACIONES ADICIONALES PARA CIMENTACIÓN DE LOSA, VEREDAS Y

CONCRETO _________________________________________________________________________ 50

X. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: _______________________________________________ 57

XI. PANEL FOTOGRAFICO __________________________________________________________ 58

XII. ANEXOS DE _____________________________________________________________________ 71

LABORATORIO _____________________________________________________________________ 71

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I. MEMORIA DESCRIPTIVA

1. GENERALIDADES

1.1 objetivo del estudio

El Presente Estudio de Mecánica de Suelos se ha ejecutado con fines de la Elaboración del Proyecto:

“REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE

ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE TUMBES”. A solicitud de la MUNCIPALIDAD

PROVINCIAL DE ZARUMILLA.

Los objetivos principales del presente estudio consisten en:

• Determinar las propiedades físicas y químicas de los suelos, la capacidad portante y admisible de

terreno donde se ha proyectado construir la “REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I –

4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE TUMBES”. Así

mismo con todas sus obras civiles para tal funcionamiento.

• Determinar la profundidad de la Napa freática, si existiera.

Para ese fin se programó la realización de las siguientes actividades:

- Ejecución de calicatas de exploración

- Estudio de suelos en el área, que involucra a las obras de cimentación de la estructura

proyectada

- Toma de muestras representativas disturbadas

- Registro de excavaciones

- Ensayos estándar y especiales de Laboratorio para definir los Parámetros físicos y resistentes

del Subsuelo

- Perfiles Estratigráficos

- Análisis de la Cimentación

- Agresión química del suelo al concreto de la cimentación

- Conclusiones y Recomendaciones

El objetivo del estudio de suelos fue el de evaluar las características del terreno de cimentación con el fin de

establecer la profundidad de cimentación, la capacidad portante del suelo, cuantificar la magnitud de los

posibles asentamientos, así como evaluar la ocurrencia de potenciales problemas geotécnicos.

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1.2 Ubicación y Acceso al Área de Estudio: CENTRO DE SALUD ZARUMILLA.

Departamento : TUMBES.

Provincia : ZARUMILLA.

Distrito : ZARUMILLA.

Coordenadas UTM :9613574.71 N 0580949.81 E 17 m.s.n.m.

Ilustración: MAPA DE UBICACIÓN

Para llegar a la zona donde se construirá el Proyecto: “REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE

SALUD I – 4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE

TUMBES”; el recorrido se inicia en la ciudad de Piura con dirección hacia el departamento de Tumbes

- Provincia de Zarumilla – distrito de Zarumilla , hasta llegar al Centro de Zarumilla lugar donde se

desarrolló la fase de campo del presente estudio de mecánica de suelos , en una carretera con superficie

de Rodadura a nivel de asfalto y a nivel de Afirmado en buenas condiciones.

MAPA DE UBICACION

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DESDE PIURA HASTA EL DISTRITO DE ZARUMILLA - TUMBES.

1.3 Características del proyecto:

El proyecto contempla la evaluación de la intervención que se realizará al establecimiento del puesto

de salud existente, para restablecer el servicio de salud en la Localidad, se deberá contemplar la

rehabilitación, reconstrucción y reposición, en función a la normativa de mecánica de suelos, bajo el

alcance de la reconstrucción con cambios.

El Centro de salud (I-4) de Zarumilla es un puesto de salud con una antigüedad de aproximadamente 10

años de antigüedad, actualmente atiende en los turnos de 8:00 am hasta las 5:30 pm

El Local del Centro de salud se encuentra ubicado en el distrito de Zarumilla – Provincia de Zarumilla –

Departamento de Tumbes.

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1.4 Condición climática.

El clima en Lambayeque es un clima desértico, A lo largo del año, No hay virtualmente lluvia durante

todo el año, Este clima es considerado según BWh según la clasificación climática de Koppen-Geiger.

La temperatura media anual es 22.3 °C en Lambayeque, La precipitación aproximada es 22 mm.

La precipitación es más baja en junio con un promedio de 0 mm, con un promedio de 9 mm, la mayor

precipitación se ha visto en el mes de marzo.

A una temperatura media de 25.8 °C, marzo es el mes más caluroso del año.

Setiembre tiene la temperatura promedio más baja del año que es de 19.3°C.

Entre los meses más secos y más húmedos, la diferencia en las precipitaciones es 9mm. Durante el

año, las temperaturas medias varían en 6.5 °C.

1.5 Geología general y local

Debido a sus características geológicas, geográficas y climáticas, esta región es afectada con cierta

periodicidad por la generación de procesos que ocasionan desastres y afectan en diferente grado a

poblaciones, vías de comunicación e infraestructura; en suma, a la economía de la región de Tumbes,

siendo considerados los movimientos en masa como una de las causas más comunes de la ocurrencia de

dichos desastres.

Este trabajo contribuye al conocimiento de los aspectos físicos, la ubicación de zonas críticas y la

susceptibilidad a los peligros naturales a los que se encuentran expuestos centros poblados y obras de

infraestructura existentes en la región estudiada. Este conocimiento permitirá proponer políticas,

programas y acciones de prevención ante los peligros naturales, así como los resultantes de los procesos

de ocupación territorial, información que constituye la base para el ordenamiento territorial y el desarrollo

sostenible de la región involucrada.

MAPA GEOLÓGICO GENERAL (FUENTE: INGEMMET)

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1.6 Geomorfología

Desde el punto de vista geológico, las Unidades Geomorfológicas, son aquellos resultados de la

evolución morfotectónica de una región determinada. Para el caso de los departamentos de Tumbes y

Piura, se reconoce como unidades por debajo del mar: la Plataforma y Talud Continental; y como

unidades por encima del nivel del mar: el Borde Litoral, la Plataforma Costanera, la Cordillera de la

Costa y la Llanura Costanera. La Plataforma Continental: Es la prolongación de la costa. Esta se

presenta desde el Golfo de Guayaquil hasta el norte de Máncora, se estima un ancho promedio de 50

Kilómetros. La Provincia de Zarumilla, abarca la región natural costa, posee un territorio de geografía

variada, cuyas características han sido producto de una intensa acción de agentes estructurales y

tectónicos los cuales se ven incrementados por la acción erosiva marina y aluvial. La Fisiografía

provincial presenta 04 unidades geomorfológicas con un marcado efecto de aridez: Borde Litoral,

Pampa Costanera, Valle Amplio y Macizo Costanero

1.7 Fenómenos de geodinámica externa

De los procesos Físico - Geológicos Contemporáneos de Geodinámica externa, la mayor actividad

corresponde a los procesos de erosión, saturación e inundación de las zonas depresivas durante los

períodos extraordinarios de lluvias, relacionadas con el fenómeno de "El Niño" que es de carácter

cíclico con período de recurrencia de 12 a 15 años promedio. El mismo que podría conllevar a otros

fenómenos tales como asentamientos, licuación y salinidad de los mismos.

Estos fenómenos que se pudieran presentar en el terreno de estudio se describen de la siguiente manera:

- Asentamiento:

Es la deformación vertical en la superficie de un terreno proveniente de la aplicación de cargas o debido

al peso propio de las capas, Tipos de Asentamientos:

a) Inmediato: por deformación elástica (suelos arenosos o suelos arcillosos no saturados).

b) Por densificación: debidos a la salida del agua del suelo (suelos arcillosos).

c) Por flujo lateral: desplazamiento de las partículas del suelo desde las zonas más cargadas hacia las

menos cargadas (suelos no cohesivos).

Las causas que originan los asentamientos están relacionadas a la baja compacidad de los suelos

encontrados y a los cambios de estado sólido ha saturado en los suelos arenosos. Esto se debe al

permanente variable de humedad en el sub suelo y a su conformación arenosa.

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1.8 Zonificación sísmica y parámetros

1.8.1 Sismicidad

Los sismos que se dan en la costa Norte del Perú generalmente son originados por la

interacción de la Placa de Nazca con la Placa Sudamericana, por lo que se les denomina de

origen tectónico, siendo estos los de mayor importancia debido a que liberan mayor energía

que otros sismos, si su origen se da a una profundidad no mayor a 70 Km (sismos

superficiales), son más violentos. En esta zona también se producen sismos que estarían

relacionados a fallas geológicas existentes. La Provincia de Zarumilla se ubica en una zona de

alta actividad sísmica, donde los movimientos tectónicos son frecuentes, siendo sus rasgos

mas característicos la presencia de la Cordillera de los Andes, la Fosa Marina frente a Lima,

el Dorsal de Nazca y además fallas geológicas que cruzan el territorio de la provincia como

son: La Falla de Amotape y la Falla Cuzco. Dentro de la zonificación sísmica del Perú la

Provincia Zarumilla se encuentra ubicada en la zona I, considerada de alta sísmicidad. Según

el Mapa Sismológico del Ecuador (Escuela Politécnica Nacional, 1.978), en la zona de

Huaquillas se registró un evento sísmico de magnitud de 4. 5 (intensidad de 5.0 según la escala

de Richter, evento ocurrido a una profundidad de 70 km. La zona está cerca (60 km) del nido

sísmico de Tumbes (Perú) y estaría tectónicamente situada cerca de la fosa norte del Perú,

donde la sismicidad es baja. Para el Ecuador se ha determinado que la magnitud mínima de

homogeneidad es de 5.0 (Fabián Bonilla 1.992). El departamento de Tumbes y, por ende, el

actual centro urbano Aguas Verdes se encuentra ubicado en una zona de alta sismicidad, lo

que queda demostrado por la reiterada ocurrencia de sismos que han afectado el departamento

y el centro urbano. Los principales efectos geodinámicos ó manifestaciones de la actividad

sísmica sobre el asentamiento urbano son: la amplificación de ondas, deslizamientos,

licuefacción y densificación de suelos.

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1.8.2 Antecedentes Sismológicos

La Provincia Zarumilla ha sido sacudida por movimientos sísmicos de intervalos no

periódicos, habiéndose registrado sismos de intensidad de 10.5 en la escala de Mercalli en un

intervalo de 11 años; y previo el intervalo de 30 años hubo un sismo de 10 grados Mercalli.

Se observa que los intervalos de aparición de sismos son crecientes hasta llegar a un sismo de

magnitud, tras lo cual el intervalo disminuye en términos de tiempo y magnitud. Se tiene así

que, desde el año 1906 han ocurrido sucesivamente sismos cada 1, 5, 11, 30, 4, 3 y 10 años.

La interacción de la placa oceánica de Nazca y la placa continental provoca una presión que

al liberar energía produce sismos superficiales. En lo que va del presente siglo se han

registrado ocho sismos de intensidad en los años 1906, 1907, 1912, 1923, 1953, 1957, 1960 y

1970. A continuación, se presentan las fechas de los sismos ocurridos en el área de estudio, a

partir del año 1906 • 1906, con una intensidad desconocida con orientación N • 1907, con una

intensidad de 5 grados y orientación W • 1912, con una intensidad de 10.5 grados y orientación

N. • 1923, con una intensidad de 10 grados y orientación NW. • 1953, con una intensidad de

7.5 grados y orientación NW. • 1957, con una intensidad de 5.5 grados y orientación NW.

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1.8.3 Riesgo sísmico

Se entiende por riesgo sísmico, la medida del daño que puede causar la actividad sísmica de una región

en una determinada obra o conjunto de obras y personas que forman la unidad de riesgo.

El análisis del riesgo sísmico de la región en estudio define las probabilidades de ocurrencia de

movimientos sísmicos en el emplazamiento, así como la valoración de las consecuencias que tales

temblores pueden tener en la unidad analizada.

La probabilidad de ocurrencia en un cierto intervalo de tiempo de un sismo con magnitud superior a

M, cuyo epicentro esté en un cierto diferencial de área de una zona sísmica que se considere como

homogénea puede deducirse fácilmente si se supone que la generación de sismos es un proceso de

Poisson en el tiempo cuya experiencia tiene la forma de la ecuación:

Log N = a –bM

En este sentido, la evaluación del riesgo sísmico de la región en estudio ha sido estimada usando los

criterios probabilísticos y determinísticos obtenidos en estudios de áreas con condiciones geológicas

similares, casos de Tumbes, Chimbote y Piura. Si bien, tanto el método probabilístico como

determinístico tienen limitaciones por la insuficiencia de datos sísmicos, se obtiene criterios y

resultados suficientes como para llegar a una evaluación aproximada del riesgo sísmico en esta parte

de la región Tumbes.

Según datos basados en el trabajo de CIASA-Lima (1971) usando una “lista histórica” se ha

determinado una ley de recurrencia de acuerdo con Gutemberg y Richter, que se adapta

“realísticamente” a las condiciones señaladas, es la siguiente:

Log N = 3.35 – 0,68m.

En principio, esta ley parece la más apropiada frente a otros, con la que es posible calcular la ocurrencia

de un sismo M ≥ = 8 para periodos históricos. En función de los periodos medios de retorno determinados por

la Ecuación 1, y atribuyendo a la estructura una vida operativa de 50 años, es recomendable elegir el

terremoto correspondiente al periodo de 50 años, el cual corresponde a una magnitud Mb = 7.5. Para

fines de cálculo se ha tomado también el de Mb = 8, correspondiente a un periodo de retorno de 125

años.

De acuerdo con Lomnitz (1974), la probabilidad de ocurrencia de un sismo de Mb = 7.5 es de 59% y

la de un sismo de Mb = 8 es de 33%.

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Ilustración 2.-Mapa de intensidades sísmicas del Perú

Desde el punto de vista sísmico, el territorio peruano, pertenece al Círculo Circumpacífico, que comprende

las zonas de mayor actividad sísmica en el mundo y por lo tanto se encuentra sometido con frecuencia a

movimientos telúricos. Pero, dentro del territorio nacional, existen varias zonas que se diferencian por su

mayor o menor frecuencia de estos movimientos.

1.9 Parámetros para Diseño Sismo – Resistente.

Las limitaciones impuestas por la escasez de datos sísmicos en un período estadísticamente representativo,

restringe el uso del método probabilístico y la escasez de datos tectónicos restringe el uso del método

determinístico, no obstante, un cálculo basado en la aplicación de tales métodos, pero sin perder de vista

las limitaciones de los mismos, aporta criterios suficientes para llegar a una evaluación previa del riesgo

sísmico de la Región Lambayeque y del Noroeste Peruano en general.

Sin embargo, Moreano S. (1994), establece mediante la aplicación del método de los mínimos

cuadrados y la ley de recurrencia:

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Log n = 2.08472 - 0.51704 ± 0.15432 M.

Una aproximación de la probabilidad de ocurrencia y el período medio de retorno para sismos de magnitudes

de 7.0 y 7.5 se puede observar en el siguiente cuadro:

Magnitud Probabilidad de Ocurrencia Período medio de retorno

Mb 20 (años) 30 (años) 40 (años) (años)

7.0 38.7 52.1 62.5 40.8

7.5 23.9 33.3 41.8 73.9

CUADRO 1.- PROBABILIDAD DE OCURRENCIA Lo que nos indica que cada 40.8 años, probablemente, se produzca un sismo de mb = 7.0 y cada 73.9 años un sismo de mb=7.5.

1.9.1 Zonificación sísmica:

De acuerdo al Mapa de Zonificación sísmica para el territorio peruano (Normas Técnicas de

Edificaciones E.030 para Diseño Sismorresistente), el área de estudio se ubica en la zona 04, cuyas

características principales son:

1. Sismos de Magnitud VII MM

2. Hipocentros de profundidad intermedia y de intensidad entre VIII y IX.

3. El mayor peligro sísmico de la Región está representado por 4 tipos de efectos, siguiendo el

posible orden (Kusin, 1978):

• Temblores superficiales debajo del océano Pacífico.

• Terremotos profundos con hipocentro debajo del Continente.

• Terremotos superficiales locales relacionados con la fractura del plano oriental de la

cordillera de los Andes Occidentales.

• Terremotos superficiales locales, relacionados con la Deflexión de Huancabamba y la falla

Huaipyra de actividad Geotectónica.

La fuerza horizontal o cortante basal (V) debido a la acción sísmica se determinará de acuerdo a las

Normas de Diseño Sismo Resistente E-030 (2018) según la siguiente relación:

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𝑉 = !"#$%

𝑃

Donde:

o V = Cortante Basal o Z= Factor de Zona o U= Factor de Uso o S= Factor de Ampliación del Suelo o C= Factor de Ampliación Sísmica. o R= Coeficiente de Reducción. o P= Peso de la Edificación.

De acuerdo al presente estudio, realizado de manera representativa en un punto de área de estudio se

determinaron los siguientes parámetros obtenidos de la Norma Técnica de edificaciones E.030 para Diseño

Sismo resistente.

Factor de Amplificación sísmica (C):

Cálculo del periodo de vibración por análisis estático:

T= hn/Ct

Ct = 60 Para Muros Estructurales (Norma E 0.30)

Hn = 15.0 metros (según planos)

𝑇 =1560

= 0.25𝑠𝑒𝑔.

T < Tp,

Como el periodo de vibración es menor que el periodo Tp entonces el factor de amplificación sísmica es:

C = 2.5

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1.10. Hidrología e Hidrografía

El río Zarumilla, en su eje principal tiene una longitud de aproximadamente 90 km. El río Zarumilla

permanece seco durante la mayor parte del año y por lo general presenta escorrentía entre los meses de enero

a marzo. La red de drenaje natural está constituida por numerosas quebradas que se caracterizan por

presentar cauces profundos y erosionados que surcan toda la cuenca hasta desembocar en los ríos, los esteros

y en el mar.

El río Puyango-Tumbes tiene una superficie total de 4 850 km2, de los cuales 1 806 km2 pertenecen a Perú.

Nace a una altitud de 3 500 msnm en los páramos de Chilla y Cerro Negro, zona de Portovelo, donde recibe

el nombre de rio Pindo. En su cabecera está formado por numerosas quebradas que discurren principalmente

desde la cordillera de Chilla y Cerro Negro en Ecuador. A partir de su confluencia con el río Yaguachi cambia

de nombre a río Puyango. 100 km más adelante, el río Puyango recibe a la quebrada Cazaderos para formar

el río Tumbes.

La cuenca alta del río Puyango-Tumbes tiene cuatro tributarios principales: ríos Calera, Moro Moro y

Amarrillo por la margen derecha y los ríos Yaguachi y Ambocas y quebrada Cazaderos por la margen

izquierda. En territorio peruano los afluentes son, por su margen derecha las Quebradas las Peñas, Angostura,

Guanábano y Garzas y, por su margen izquierda las quebradas Colorado, Cristales. La Jardina, Vaquería,

Higuerón y Ucumares, siendo la fuente más importante en la época de avenidas la Quebrada de Cazaderos.

Factores Valores

Parámetros de zona ZONA 4

Factor de zona Z (g) = 0.45

Perfil del Suelo Tipo S3

Factor de Suelo. S = 1.10

Periodo TP TP(S) = 1.00

Periodo TL

TL(S) = 1.60

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La longitud total de la red hidrográfica principal del rio Puyango Tumbes es de aproximadamente 950 km, de

los cuales 230 km discurren en territorio peruano. La longitud total de los cursos alcanza los 8340 km

aproximadamente. Su extensión media de escurrimiento es de 0,14 km y su densidad de drenaje es de 1,81

km/km2. La pendiente promedio del río a lo largo de toda la cuenca es de 1,5 %, sin embargo en los últimos

40 km de recorrido es de 0,5 %, formando la llanura del río Tumbes, zona que por sus características es

frecuentemente inundada.

El río Tumbes arrastra una cantidad promedio de 1,56 hm3/año de sedimentos (fuente: Plan de Gestión de la

oferta de agua en la cuenca del ámbito del proyecto Puyango-Tumbes, ATA 2002), que su mayor parte se

acumula en los bancos existentes en la boca de su estuario, lo cual ha originado islas de manglares. Los bancos

de arena forman con la playa, estanques de tierras bajas en donde las aguas del mar y las de los ríos, desarrollan

un activo proceso dinámico, llevando en sus torrentadas mucho fango, que las aguas del mar cubren sólo en

las épocas de pronunciadas mareas altas, o por las lluvias cuando éstas caen en forma intensa. Las albuferas o

lagunas de agua salada, son por lo tanto temporales, porque la evaporación sólo deja un cieno salitroso y con

abundantes materias orgánicas, que permiten la formación de bancos de ostras (las famosas variedades

llamadas de conchas negras).

Su poca velocidad y el caudal permanente de sus aguas posibilitan su navegabilidad en canoas hasta Bellavista,

pero los bancos de arena que la sedimentación ha formado en la boca de su delta, no permite que la ciudad de

Tumbes pueda ser un puerto para navegación de poco calado.

El río Tumbes tiene un régimen permanente de agua, con caudales medios mensuales que fluctúan entre

1244,2 m³/s a 7,7 m³/s, con una media de 116,3 m³/s, teniendo en cuenta los registros de la Estación El Tigre,

que corresponde al periodo 1965 – 2004.

Con frecuencia e intensidad variable, se presenta la corriente “El Niño”, provocando precipitaciones

extraordinarias, que se acentuaron en algunos años, como 1983, y 1998.

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Ilustración 3.-PRECIPITACION MEDIA ANUAL EN LA CUENCA DEL RIO ZARUMILLA

Ilustración 4.- ENTRE CALLE MIGUEL GRAU Y CALLE LETICIA

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II EXPLORACION DE CAMPO

Para la ejecución del presente trabajo se realizaron las siguientes actividades:

v Reconocimiento del terreno con fines de programar las excavaciones.

v Reconocimiento Geológico de áreas adyacentes.

v Trabajos de excavación.

v Ensayos de laboratorio y obtención de parámetros Físico- Mecánicos de los suelos.

v Análisis de la Capacidad Portante y Admisible del terreno con fines de cimentación.

v Redacción del informe.

2.1. Trabajos de campo

Los trabajos de campo consistieron principalmente en la localización geológica del área, reconocimiento

del terreno para programar las excavaciones y muestreos para los ensayos. Excavación y ubicación de las calicatas con fines de cimentación

La ubicación de las calicatas de cimentación (03) ha sido proporcionada por el cliente. CALICATA

N. ° TIPO DE CALICATA UBICACIÒN PROF (m)

01 CIMENTACION COORDENADAS: N: 9612970, E: 0580872 3.00



Tabla 1 Ubicación y profundidad de cada calicata de Cimentación

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2.2. Muestreo y registro de exploración

2.2.1 Muestreo de suelos alterados e inalterados

En los sectores del terreno que corresponden a las calicatas se procedió al muestreo de los

horizontes estratigráficos, obteniéndose:

v Muestras alteradas (Ma) para los análisis granulométricos, contenido de humedad y plasticidad

de los finos.

v Muestras Inalteradas (Mi) para los análisis de corte directo.

2.2.2 Clasificación de las edificaciones y justificación de la cantidad de exploraciones

De acuerdo a la tabla N° 1 de la norma E-050 Suelos y cimentaciones se tiene una

clasificación de las edificaciones.

Teniendo en cuenta los valores de las tablas de norma E-0.50, se determinó un mínimo de exploraciones

para el área del presente estudio de suelos (03 Calicatas de acuerdo a Norma).

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2.2.3 Ubicación de calicatas

2.2.4 Excavación de calicatas.

Con la finalidad de conocer las propiedades físico mecánicas del suelo de fundación de la cimentación

fue necesario programar la apertura de 3 calicatas, ubicándolas a lo largo del terreno donde se ha

proyectado la infraestructura y accesos, a una profundidad de 3.00 mt.

Descripción estratigráfica de calicatas

2.2.5 Muestreo de suelo

De acuerdo a los resultados obtenidos en campo, laboratorio y gabinete se obtuvo el siguiente perfil

estratigráfico.

COORDENADAS UTM CALICATA NORTE ESTE

1 9 612970 0580872 2 9 611258 0580842 3 9 611572 0580855

CALICATA 01

CALICATA 02 CALICATA 03

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CALICATA DE CIMENTACION N° 01:

UBICACIÓN: COORDENADAS UTM: N: 9612970, E: 0580872 0.00 a 0.10m: losa de concreta vereda. (Descripción Visual manual).

ESTRATO Nº 01 (Profundidad de 0.10 a 0.40m)

Gravas pobremente graduadas, Clasificación SUCS: GP y AASHTO A-1, de color marrón claro, No

Presenta índice de plasticidad, y de consistencia compacta, la humedad natural aumenta con la

profundidad.


Arcilla inorgánica de mediana plasticidad, Clasificación SUCS: CL y AASHTO A-6, de color marrón

claro, de regular índice de plasticidad, y de consistencia compacta, la humedad natural aumenta con la

profundidad.

NOTA: No sé evidencio presencia de nivel freático hasta la profundidad de – 3.00 mt


UBICACIÓN: COORDENADAS UTM: N: 9611258, E: 0580842




profundidad.




profundidad.

22



UBICACIÓN: COORDENADAS: N: 9611572, E: 0580855




profundidad.




profundidad.


2.2.6 Registro de excavaciones

Conjuntamente con el muestreo se efectuó el registro de cada una de las calicatas (Ver Anexo A Ensayos

de Campo), en las cuales se tomó nota de las principales características de los tipos de suelos encontrados,

tales como: Espesor de los estratos, clasificación manual, compacidad, consistencia, humedad, color, nivel

freático, etc.-

23

III. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio se realizaron por cada variación estratigráfica de acuerdo al Manual de Ensayos

de Laboratorio (EM-2016-versión mayo). Los trabajos de laboratorio permitieron determinar las

propiedades de los suelos mediante ensayos físicos, mecánicos y químicos a cada una de las muestras

disturbadas y no alteradas, provenientes de cada una de las 03 calicatas ejecutadas, datos muy necesarios

para el diseño estructural de la edificación.

En el siguiente Cuadro N°1: "Ensayos de Mecánica de Suelos", se presentan los diferentes ensayos a los

que fueron sometidas las muestras representativas que se obtuvieron en los trabajos de campo, en tal sentido

en el cuadro a continuación se describe el nombre del Ensayo, Uso, Método de clasificación utilizado y

propósito del ensayo.

NOMBRE DEL ENSAYO USO

ENSAYO NTP

METODO MTC

ENSAYO ASTM PROPOSITO DEL ENSAYO

Análisis Granulométrico por

tamizado

Clasificación

339.128

E- 107

D422

Para determinar la distribución del tamaño de partículas de los suelos

Contenido de Humedad Clasificación 339.127 E- 108 D2216

Determinar el contenido de humedad del suelo.

Límite Líquido Clasificación 339.129 E – 110 D4318 Hallar el contenido de agua entre los estados Líquido y Plástico.

Límite Plástico

Clasificación

339.129

E- 111

D4318

Hallar el contenido de agua entre los estados Plásticos y semi sólidos.

Índice Plástico

Clasificación

339.129

E- 111

D 4318

Hallar el rango de contenido de agua por encima del cual, el suelo está en un estado plástico.

Clasificación de Suelos

Clasificación

339.134

D 2467

Determinar la Clasificación de los suelos mediante los Sistemas SUCS y ASSTHO.

Peso Específico o Unitario mínimo de

Suelos

Peso específico del

suelo

339.138

D854

Determinar el Peso Específico unitario suelto o compactado. Cálculo de vacíos en el agregado fino grueso o en una mezcla.

Compactación

Proctor Modificado

Diseño de espesores

Control de Rellenos

339.141

E-115

D1557

Determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario de los Suelos (Curva de Compactación).

California Bearing

Ratio (CBR)

Diseño de espesores

E-132

D1883

Determinar la relación entre la resistencia a la penetración de un suelo y su capacidad soporte como base de sustentación.

Corte Directo

Cálculo de Capacidad Portante y

Presión Admisible de Trabajo

339.171

D3080

Determinar el Ángulo de Fricción Interna y Cohesión.

24

Limites contracción

Clasificación

339.140

E-112

Determinar los factores de contracción de los suelos seco y húmedo.

Sulfatos Solubles Concreto 339.178 T 290 Determinar la acción química del suelo por Sulfatos

Cloruros Solubles Concreto 339.177 T 291 Determinar la acción química del suelo por Cloruros

Sales Solubles Totales

Agresividad del Suelo a la Cimentación

339.152

E 219

D1883

Determinar la acción química del suelo por acción mecánica sobre la estructura de concreto.

CUADRO 2.-ENSAYOS DE SUELOS

3.1.- Contenido de humedad natural (ASTM d-2216, norma NTP 339.127).

El contenido de humedad de una muestra indica la cantidad de agua que esta contiene, expresándola

como un porcentaje del peso de agua entre el peso del material seco. En cierto modo este valor es

relativo, porque depende de las condiciones atmosféricas que pueden ser variables. Entonces lo

conveniente es realizar este ensayo y trabajar casi inmediatamente con este resultado, para evitar

distorsiones al momento de los cálculos.

De acuerdo a los ensayos realizados, se ha podido establecer que la humedad natural aumenta con la

profundidad, se dan valores desde 5.65 % hasta 7.52 % según su profundidad.

3.2.- Análisis granulométrico por tamizado (ASTM d-4222, norma NTP 339.128).

La granulometría es la distribución de las partículas de un suelo de acuerdo a su tamaño, que se

determina mediante el tamizado o paso del agregado por mallas de distinto diámetro hasta el tamiz

N°200 (diámetro 0.074 milímetros), considerándose el material que pasa dicha malla en forma global.

Para conocer su distribución granulométrica por debajo de ese tamiz se hace el ensayo de

sedimentación. El análisis granulométrico deriva en una curva granulométrica, donde se plotea el

diámetro de tamiz versus porcentaje acumulado que pasa o que retiene el mismo, de acuerdo al uso

que se quiera dar al agregado.

Este ensayo ha sido realizado utilizando mallas de acuerdo a las normas ASTM, mediante lavado o en

seco, que permitió la clasificación de los siguientes tipos de suelo:

• Arcillas inorgánicas de mediana plasticidad

25

3.3.- Límite líquido (MTC e-110) y Límite plástico (MTC e-111) (ASTM d-4318,

norma NTP 339.129).

Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser moldeable. Esta depende de la

cantidad de arcilla que contiene el material que pasa la malla N°200, porque es este material el que

actúa como ligante.

Un material, de acuerdo al contenido de humedad que tenga, pasa por tres estados definidos: líquidos,

plásticos y secos. Cuando el agregado tiene determinado contenido de humedad en la cual se encuentra

húmedo de modo que no puede ser moldeable, se dice que está en estado semilíquido. Conforme se le

va quitando agua, Llega un momento en el cual el suelo, sin dejar de estar húmedo, comienza a

adquirir una consistencia que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se dice que está en

estado plástico.

Al seguir quitando agua, Llega un momento en el que el material pierde su trabajabilidad y se cuartea

al tratar de moldearlo, entonces se dice que está en estado semi seco.

El contenido de humedad en el cual el agregado pasa del estado semilíquido al plástico es el Limite

Liquido (MTC E-110), y el contenido de humedad que pasa del estado plástico al semi seco es el

Limite Plástico (MTC E-1 11). Con las fracciones que pasan el tamiz N. º 40, se realizaron ensayos de

límites de consistencia de las muestras de materiales encontrados, se dan valores desde 14.67% hasta

17.11%.

3.4-Clasificación de suelos por el método SUCS (ASTM d-2487) y por el método

AASHTO (m-145)

Los diferentes tipos de suelos son definidos por el tamaño de las partículas. Son frecuentemente

encontrados en combinación de dos o más tipos de suelos diferentes, como, por ejemplo: arenas,

gravas, limo, arcillas y limo arcilloso, etc. La determinación del rango de tamaño de las partículas

(gradación) es según la estabilidad del tipo de ensayos para la determinación de los Límites de

consistencia. Uno de los más usuales sistemas de clasificación de suelos es el Sistema Unificado de

Clasificación de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por

términos simbólicos. Los materiales encontrados presentan una clasificación SUCS: CL y AASHTO

A-6.

26

3.5- Peso Específico Relativo de Solidos

El Peso específico relativo de los sólidos es una propiedad índice que debe determinarse a todos los

suelos, debido a que este valor interviene en la mayor parte de los cálculos relacionados con la

Mecánica de suelos, en forma relativa, con los diversos valores determinados en el laboratorio pueden

clasificarse algunos materiales.

3.6.- Densidad Máxima Y Humedad Óptima (MTC E-1 15)

El ensayo de Proctor se efectúa para determinar un óptimo contenido de humedad, para la cual se

consigue la máxima densidad seca del suelo a una compactación determinada. Para el caso de

agregados este ensayo se debe realizar antes de usar el agregado sobre el terreno, a manera de

determinar la cantidad de agua necesaria que debe agregarse para obtener la mejor compactación.

Con este procedimiento se estudia la influencia que ejerce el contenido inicial de agua en el suelo para

el proceso de compactación, encontrando que tal valor es de fundamental importancia en el % de

compactación lograda. Es decir, para un suelo dado, existe una humedad inicial, Llamada la "optima",

que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este procedimiento de

compactación.

Estas propiedades de los suelos naturales se han obtenido mediante el método de Compactación

Proctor Modificado y los resultados muestran valores diferentes en función a la naturaleza homogénea

del suelo.

RELACION DENSIDAD - HUMEDAD MTC E 115, Proctor Modificado

NUMERO

CALICATA

DENSIDAD

MAXIMA

SECA (gr/cm3)

HUMEDAD OPTIMA

(%)

C-01/M-01 1.81 gr/cm3 19.04 %

C-02/M-01 1.80 gr/cm3 20.35 %

C-03/M-01 1.81 gr/cm3 19.44 % Cuadro 03

27

3.7.- Ensayo De Corte Directo De Los Suelos

Con la finalidad de obtener los parámetros del ángulo de rozamiento interno (Φ) y la cohesión (C) de

los materiales se programaron ensayos de corte, en muestras inalteradas en los suelos de tipo CL

considerando los tipos de suelos predominantes; ensayados en estado natural.

• Suelo tipo CL “arcillas inorgánicas de media plasticidad arenosas”: ángulo de fricción interna 22°

y cohesión 0.14.

3.8- Ensayo de CBR (MTC E-132)

El ensayo de CBR se efectúa para determinar la capacidad de soporte CBR es la relación entre la

resistencia a la penetración de un suelo y su capacidad soporte como base de sustentación, teniendo

como referencia que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad

controlada.

PENETRACION CBR

0.1” 10%

0.2” 7%

CBR Clasificación cualitativa del

suelo Uso

2 - 5 Muy mala Sub-rasante

5 - 8 Mala Sub-

rasante

8 - 20 Regular Sub-rasante

20 - 30 Buena - Excelente Sub-rasante

30 - 60 Buena Sub-base

60 - 80 Buena Base

80 - 100 Excelente Base

Cuadro 04 -Tabla de clasificación y uso del suelo según el valor de CBR. Fuente: Assis A., 1988.

28

3.9 Análisis Químico Por Agresividad De Los Suelos.

La agresión que ocasiona el suelo bajo el cual se cimienta la estructura, está en función de la presencia

de elementos químicos que actúan sobre el concreto y el acero de refuerzo, causándole

efectos nocivos y hasta destructivos sobre las estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin

embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea que

reacciona con el concreto: de ese modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel freático, zona de

ascensión capilar 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, respectivamente, y las sales

solubles totales por su acción mecánica sobre el cimiento, al ocasionarle asentamientos bruscos por

lixiviación (lavado de sales en contacto con el agua).

Para el análisis respecto a Sales Solubles Totales, se indica que NO EXISTE NINGUNA NORMA DE

SUELOS QUE INDIQUE VALORES MÁXIMOS PERMISIBLES; sin embargo, se permite tomar las

precauciones necesarias, de manera que dichas concentraciones no perjudiquen al concreto.

Para determinar la agresividad del suelo a la estructura del pavimento y unidades de concreto, se

tuvieron en cuenta los siguientes límites permisibles.

Presencia en el

Suelo de: p.p.m. Grado de

Alteración Observaciones

*Sulfatos

0-1000

1000-2000

2000-20 000

>20 000

Leve

Moderado

Severo

Muy Severo

Ocasiona un ataque químico al concreto

de la cimentación

**Cloruros >6 000 Perjudicial Ocasiona problemas de corrosión de

armaduras o elementos metálicos.

**Sales Solubles

Totales

>15 000

Perjudicial

Ocasiona problemas de pérdida de

resistencia mecánica por problema

de lixiviación

CUADRO 3.- LIMITES PERMISIBLES

29

3.9.1.- Hinchamiento y Contracción

Los suelos Arcillosos, presentan hinchamiento y contracción promedio del 14.43 %, de valor alto,

además con la presencia de humedad e infiltraciones en épocas lluviosas susceptible a cambios

volumétricos debido a la variable húmedo a seco. Se recomienda mejorar con material granular y grava

para disipar la energía y evitar grietas en las obras proyectadas.

CUADRO 4.- CUADRO DE RESUMEN DE RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO

CALICATA C-1 C-2 C-3 MUESTRA M-1 M-1 M-1 PROFUNDIDAD(m) 0.40-3.00 0.60-3.00 0.80-3.00 I.P. (%) 14.67% 15.64 17.11 CLASIFIC. SUCS CL CL CL CLASIFIC. AASHTO A-6 A-6 A-6 % DE HUMEDAD 5.65 6.56 7.52 MAXIMA DENSIDAD SECA (grs/cm3) 1.81 1.80 1.81 OPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD % 19.04 20.35 19.44

LIMITE DE CONTRACCION % 15.32 14.11 13.85 ANGULO DE FRICCION INTERNA (°) 22 22 22 COHESION (kg/cm2) 0.14 0.13 0.14 % DE CLORUROS 0.085 0.105 0.125 % DE SULFATOS 0.089 0.085 0.136 % DE SALES SOLUBLES 0.092 0.106 0.142

30

IV. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DEL SUELO Y DETERMINACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

4. Parámetros e Hipótesis de Cálculo: La capacidad de carga se ha determinado en base a la fórmula de Dr. Karl Terzaghi 1943 y modificado

por Vesic 1975

4.1.1. Capacidad Portante para Suelos Granulares

Para determinar la Capacidad Portante en Suelos Granulares se utilizará la siguiente ecuación:

(a) Para Zapatas Cuadradas:

(b) Corrección por Nivel Freático:

(c) Para Cimientos Corridos:

q d = 2/3C´NC´+ g Df N´q + 1/2 gBN´g

Donde:

qad = Capacidad Admisible del suelo en Kg/cm2

qd = Capacidad última de carga en Kg/cm2

g. = Peso volumétrico del suelo en g/cm3

Df = Profundidad de Cimentación en m

R = Radio de zapata en m.

B = Ancho de cimentación en m

FS = Factor de seguridad, que toma en consideración lo siguiente:

(a) Variaciones naturales en la resistencia al corte de los suelos.

(b) Las incertidumbres que como es lógico, contienen los métodos o fórmulas para la

determinación de la capacidad última del suelo.

(c) Disminuciones locales menores que se producen en la capacidad de carga de los suelos

colapsables, durante o después de la construcción.

(d) Excesivo asentamiento en suelos compresibles que haría fluir el suelo cuando éste, está

próximo a la carga crítica a la rotura por corte.

Por lo expuesto adoptaremos Fs = 3 valor establecido para estructuras permanentes

B DfDW5.05.0+

+=CW

31

RESISTENCIA DEL SUELO A DIFERENTES PROFUNDIDADES: C -01

Para el cálculo se consideró la calicata C-01 considerando lo más desfavorable de un total de 03 exploraciones

Tabla 2 Cálculo de la Capacidad Admisible del Suelo CL

qult = Capacidad ultima de carga

FS= Factor de Seguridad

qad= Capacidad admisible de carga

qa Corrg x N.F.= Corrección por Presencia de Nivel freático

TIPO DE Df B g Nc Sc Sγ Nq Sq Nγ qult Fs qad

CIMENTACIÓN m m g/cm3 kg/cm2 kg/cm2

0.80 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 2.92 3.00 0.97

0.80 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 2.99 3.00 1.00

1.00 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.09 3.00 1.03

1.00 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.16 3.00 1.05

1.20 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.26 3.00 1.09

1.20 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.33 3.00 1.11

1.50 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.52 3.00 1.17

1.50 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.59 3.00 1.20

2.00 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.95 3.00 1.32

2.00 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 4.02 3.00 1.34

2.50 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 4.38 3.00 1.46

2.50 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 4.45 3.00 1.48

3.00 1.00 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 4.81 3.00 1.60

3.00 1.50 1.700 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 4.87 3.00 1.62

0.80 0.60 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 2.91 3.00 0.97

0.80 0.80 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 2.97 3.00 0.99

1.00 0.80 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.13 4.00 0.78

1.00 0.80 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.13 5.00 0.63

1.20 0.60 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.23 3.00 1.08

1.20 0.80 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.29 3.00 1.10

1.50 0.60 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.48 3.00 1.16

1.50 0.80 1.7 11.02 1.36 0.60 3.97 1.27 2.68 3.53 3.00 1.18

ZAPATAS CUADRADAS

CIMENTACION CORRIDAS

32

ENSAYO CORTE DIRECTO ɵ Cohesión (C) PESO

VOLUMETRICO

CALICATA 01 CON FINES DE CIMENTACION

22 0.14 1.70gr/cm3


22 0.13 1.72gr/cm3


22 0.14 1.71gr/cm3

4.1 CÁLCULO DE ASENTAMIENTO

En los análisis de cimentación, se distinguen dos clases de asentamientos, asentamientos totales y

diferenciales, de los cuales, estos últimos son los que podrían comprometer la seguridad de la

estructura.

La presión admisible de los suelos granulares, generalmente depende de los asentamientos. La presión

admisible por asentamiento, es aquella que, al ser aplicada por una cimentación de tamaño específico,

produce un asentamiento tolerable por la estructura.

El asentamiento, se ha calculado mediante la teoría elástica, que está dado por la fórmula:

𝑆 = 𝑞𝐵(1 − 𝑢&)

𝐸'𝑁

Donde:

o S = Asentamiento (cm.)

o q = Presión de contacto (Kg. /cm2)

o B = Ancho del área cargada (cm.)

o u = Relación de poisson

o Es = Modulo de Elasticidad del suelo (Kg. /cm2)

o N = Valor de influencia que depende de la relación largo a ancho (L/B) del área Cargada.

33

N °

EN ARENAS

Descripción Compacidad Relativa

(Ø) Angulo de Fricción Interna

(E) (Kg/cm2)

0 – 4 Muy floja 0 – 15% 28° 100

5 – 10 Floja 16 – 35% 28 – 30 100 - 250

11 – 30 Media 36 – 65% 30 – 36 250 – 500

31 – 50 Densa 66 – 85% 36 – 41 500 – 1000

> 50 Muy densa 86 – 100% > 41 >1000

CONSIDERANDO SU ANGULO DE FRICCION SE CONSIDERA UN SUELO CON COMPACIDAD RELATIVA FLOJA.

Tabla 3 Determinación de Módulo de Elasticidad en Arenas.

(L/B) (N) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

0.56 0.76 0.88 0.95 1.00

Tabla 4 Determinación del Valor de Influencia (N)

34

MATERIAL (µ) Arcilla húmeda Arcilla arenosa Arcilla saturada Limo Limo saturado Arena suelta Arena densa Arena fina Arena gruesa Rocas Loes Concreto Acero

0.10 a 0.30 0.20 a 0.35 0.45 a 0.50 0.30 a 0.35 0.45 a 0.50 0.20 a 0.35 0.30 a 0.40

0.25 0.15

0.15 a 0.25 0.10 a 0.30 0.15 a 0.25 0.28 a 0.31

Tabla 5 Relación o Módulo de Poisson (u) Aproximado para diferentes Materiales

4.2 ASENTAMIENTO TOLERABLE

Para el análisis de cimentaciones tenemos los llamados asentamientos totales y los asentamientos

diferenciales, de los cuales los asentamientos diferenciales son los que podrían comprometer la

seguridad de la estructura si sobrepasa 2.54 cm (edificaciones), que es el asentamiento máximo

para estructuras convencionales.

35

4.3 CALCULO DE ASENTAMIENTO

Se tiene los siguientes valores: Estrato 01 (CL): Es = 160 Kg/cm2, µ = 0.20

Tabla 6 Calculo de Asentamiento Suelo CL

Por lo tanto, el asentamiento máximo será de 0.82 cm, inferior al asentamiento permisible de 2.54cm, razón por la que concluimos que NO presentará problemas por asentamientos.

Df B qad S

(m) (Kg/cm2) (Kg/cm2) cm

0.80 1.00 0.97 0.56 0.33

0.80 1.50 1.00 0.56 0.50

1.00 1.00 1.03 0.56 0.35

1.00 1.50 1.05 0.56 0.53

1.20 1.00 1.09 0.56 0.37

1.20 1.50 1.11 0.56 0.56

1.50 1.00 1.17 0.56 0.39

1.50 1.50 1.20 0.56 0.60

2.00 1.00 1.32 0.56 0.44

2.00 1.50 1.34 0.56 0.67

2.50 1.00 1.46 0.56 0.49

2.50 1.50 1.48 0.56 0.75

3.00 1.00 1.60 0.56 0.54

3.00 1.50 1.62 0.56 0.82

0.80 0.60 0.97 1.00 0.35

0.80 0.80 0.99 1.00 0.47

1.00 0.80 0.78 1.00 0.38

1.00 0.80 0.63 1.00 0.30

1.20 0.60 1.08 1.00 0.39

1.20 0.80 1.10 1.00 0.53

1.50 0.60 1.16 1.00 0.42

1.50 0.80 1.18 1.00 0.57

TIPO DE CIMENTACIÓN N

ZAPATA CUADRADAS

CIMIENTOS CORRIDOS

36

4.4 ASENTAMIENTO DIFERENCIAL TOLERABLE

El valor del asentamiento inmediato calculado debe comprobarse si es inferior a los valores

límites tolerables. Según la Norma Técnica de Suelos y Cimentaciones E.050, establece que

el asentamiento diferencial no debe ser mayor que el calculado para una distorsión (α) angular

prefijada, de acuerdo al tipo de estructura, así como la naturaleza del terreno. Luego para el

tipo de estructura proyectado, se espera una distorsión angular de:

α = ∆ / L = 1/500 (Para estructuras que no se permiten grietas)

Donde:

∆ = Asentamiento Tolerable en cm

L = Distancia entre dos columnas extremas (estimando)

α = Distorsión angular

Luego: L= 250 cm, entonces:

El asentamiento Tolerable es: ∆ = 420/500 = 0.84 cm Por tanto, se tiene que:

0.82 cm < 0.84 cm OK

El asentamiento instantáneo a producirse es tolerable.

4.5 OBTENCIÓN DEL COEFICIENTE DE BALASTO (KS)

Conocido también como el coeficiente de reacción de la subrasante, se determina en función

a la prueba de compresión simple, sobre el terreno considerando una carga que se aplica

mediante una plancha cuadrada de 30x30cm o circular de 30cm de diámetro.

A grandes rasgos el modelo de interacción cimiento-terreno se ha de ajustar a la forma de

distribuirse las presiones sobre el terreno. Si éstas se distribuyen de una manera lineal, como

por ejemplo en cimentaciones rígidas, el cálculo debe llevarse a cabo mediante los métodos

clásicos de cimentaciones con leyes de tensiones lineales. Debido al desconocimiento real

de los valores del módulo de balasto, es necesario calcular con órdenes de magnitud. Para

ello se hace un estudio de sensibilidad de la variable, es decir, analizamos los resultados del

cálculo con dos valores de Ks distintos, para así ver cuánto influye esta variable. En caso

de ser de gran influencia es recomendable hacer una comprobación

inversa a partir del asiento, calculando el módulo Ks correspondiente al valor del asiento de

la cimentación, estimados por los métodos clásicos de la geotecnia.

37

Para el cálculo del coeficiente de balasto, el cual se supone el terreno como un conjunto

infinito de muelles situados bajo la cimentación, la constante de deformación de cada muelle

es Ks (módulo de balasto), valor obtenido del cociente entre la presión de contacto o de

trabajo (q) y el desplazamiento, en nuestro caso (Si). Se realizó por el método clásico y

también por la fórmula de Vesic, la cual se basa en las propiedades del terreno como son el

módulo de elasticidad y el coeficiente de poisson.

Para el primer caso: Ks= q / Si

Tabla 8 Calculo de balasto Suelo CL, profundidad 1.50m con un ancho (B) de 1.50m

4.6 ANALISIS DE LA CIMENTACION

El concepto de presión admisible de un terreno no es fácil de precisar ya que está ligada

íntimamente con las características de cada terreno, dependerá del tipo de cimentación, que a su

vez es consecuente con el terreno y el sistema de estructura sustentante (sustentada por el cimiento)

y finalmente del comportamiento del suelo a lo largo del tiempo que es a su vez influenciada por

agentes externos naturales y artificiales.

Relacion de Poisson U 0.20Ancho de la Cimentacion B 150 cmModulo de Elasticidad E 160 kg/cm2Coeficiente de Balasto Ks 1.86946356 Kg/cm3Coeficiente de Balasto Ks 18694.6356 kN/m3

CALCULO DEL COEFICIENTE DE BALASTO (Ks) (Vesic)

38

4.7 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN.

Tomando en cuenta las características de los suelos encontrados en las investigaciones de

campo y laboratorio, las dimensiones de las estructuras proyectadas y los niveles de carga

impuestas por estas últimas, se ha recomendado y considerado la profundidad de

cimentación (Df) de 1.50 m. con un ancho de zapata (B) de 1.50m. medido desde el nivel

de piso terminado, con la finalidad de proporcionar a la cimentación un soporte y

confinamiento adecuado. Teniendo en cuenta que un estructurista proyectista definirá lo

adecuado.

4.8 COEFICIENTE DE EMPUJE DE TIERRAS

v Empuje activo (Ka): Se produce este tipo de empuje cuando la estructura de contención se desplaza o gira hacia el exterior y, por tanto, el terreno se descomprime. Presenta un valor mínimo respecto a los otros dos empujes de terreno. Se aplica, por ejemplo, a muros en ménsula donde existe libertad de movimiento.

v Empuje pasivo (Kp): Este empuje se produce cuando el elemento de contención se desplaza o rota hacia el interior del terreno y, por tanto, lo empuja y comprime. Al contrario del anterior, presenta unas condiciones de empuje máximo. Se usa, por ejemplo, en muros anclados y tesados contra el terreno.

39

v Empuje en reposo (K0): Se trata de un estado intermedio a los anteriores empujes donde la estructura prácticamente no sufre deformación y el empuje es similar al del estado tensional del terreno inicial. Es de aplicación, por ejemplo, en muros de sótano o marcos donde se impide el desplazamiento de la estructura.

Por lo cual se determinó los siguientes Valores:

V. AGRESIÓN DEL SUELO AL CONCRETO. El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a la cimentación. Este efecto

está en función de la presencia de elementos químicos que actúan sobre el concreto y el acero de

refuerzo, que pueden causarle efectos nocivos y hasta destructivos a las estructuras (Sulfatos y

Cloruros).

Sin embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea

que reaccionan con el concreto, de este modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel freático,

(punto si encontrado hasta 3 metros de profundidad en cada exploración) zona de ascensión capilar o

presencia de agua infiltrada por razones externas (rotura de tuberías, lluvias extraordinarias,

inundaciones etc.)

Ka= 0.455Kp= 2.198K0= 0.62539

40

El A.C.I. recomendados lo siguiente:

Presencia en el Suelo de

p.p.m

Grado de Alteración Observaciones

SULFATOS 0 – 1000 Leve Ataca al concreto de la

cimentación 1000 – 2000 Moderado

2000 – 20,000 Severo > 20,000 Muy Severo

CLORUROS

> 6000

Perjudicial

Ocasiona problemas de corrosión de armaduras o

elementos metálicos.

SALES SOLUBLES TOTALES

> 15,000

Perjudicial

Ocasiona problemas de pérdida de resistencia

mecánica por problema de Lixiviación

Tabla 9 Grado de Alteración según ACI

Tabla 10

Se realizó el análisis del suelo y se obtuvo los siguientes valores:

Muestras

CALICATAS

Determinaciones

CLORUROS (%) SULFATOS (%) SALES SOLUBLES (%)

01, 02 y 03

0.085 0.103 0.125 0.089 0.085 0.136 0.092 0.106 0.142

La cantidad de presencia de cloruros existe en pocas cantidades por lo que se encuentra dentro de lo permitido

Como se indica en el cuadro anterior, se verifica que la cantidad de sulfatos es MODERADO, por lo que se tendría en consideración un cemento TIPO II “MS”

La cantidad de presencia de sales solubles totales existe en pocas cantidades por lo que se encuentra dentro de lo permitido.

Tabla 7 Resultado de Contenidos Químicos en porcentaje.

TIPO DE EXPOSICION DE SULFATOS

SULFATOS PRESENTES EN EL SUELO (%en peso)

SULFATOS EN EL AGUA (p.p.m.)

RELACION (A/C)

DESPRECIABLE 0.00 a 0.10 % 0 a 150

MODERADA 0.10 a 0.20 % 150 a 1,500 0.50

SEVERA 0.20 a 2.00 % 1,500 a 10,000 0.45

MUY SEVERA 2.00 % a Más 10,000 a Más 0.45ACTIVIDADES DE 1,200 1,350 112.50%

41

Los suelos predominantes en el área de estudio, especialmente a la profundidad de 1.00 – 3.00mt,

presentan contenido de sales solubles, cloruros, carbonatos y sulfatos con rangos menores al 0.50%, por lo

que se consideran de mediana agresividad para las obras proyectadas, así también al concreto y al acero,

para lo cual se recomienda utilizar Cemento Portland MS, para el diseño de concreto en losas,

sardineles, bermas, veredas ó cualquier parte constructiva que tenga contacto directo con el suelo.

VI. ANÁLISIS DE LICUACIÓN DE ARENAS.

En suelos granulares, particularmente arenosos las vibraciones sísmicas pueden manifestarse mediante un

fenómeno denominado licuefacción, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte de

los suelos granulares, como consecuencia de la presión de poros que se genera en el agua contenida en

ellos originada por una vibración violenta. Esta pérdida de resistencia del suelo se manifiesta en grandes

asentamientos que ocurren durante el sismo ó inmediatamente después de éste. Sin embargo, para que un

suelo granular, en presencia de un sismo, sea susceptible a licuar, debe presentar simultáneamente las

características siguientes (Seed and Iris):

• Debe estar constituido por arena fina a arena fina limosa.

• Debe encontrarse sumergida (napa freática).

• Su densidad relativa debe ser baja.

Se puede afirmar que los suelos donde se ubicara el proyecto: “REHABILITACIÓN DEL CENTRO

DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA, PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE

TUMBES”. Son arcillas limo arenosas de naturaleza compacta, que se encuentran ubicadas en zonas

relativamente planas, que están afectadas por la infiltración de aguas superficiales provenientes de lluvias

torrenciales.

Así mismo no habiéndose encontrado nivel freático superficial a la fecha de estudio, de acuerdo a los

parámetros mencionados (Seed and Iris) es poco probable un fenómeno de licuación de arenas inmediato

ante un sismo de gran magnitud que afecten a las obras proyectadas. Además, que se podrían presentar

otros fenómenos provenientes de su geodinámica externa (Asentamientos, licuación, salinidad, erosión y

agrietamiento) debido a su naturaleza arcillosa arenosa, por lo que se recomienda mejorar el terreno de

fundación de la cimentación.

42

Tabla 9. En la figura se muestra como un suelo no colapsable

De lo expuesto, NO existe la posibilidad de licuación ante la eventualidad de un sismo severo

43

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1.- El área donde se ha realizado el presente estudio de mecánica de suelos con fines de la elaboración

del PROYECTO: “REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA,

PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE TUMBES DEPARTAMENTO

LAMBAYEQUE”. Son arcillas limo arenosas de naturaleza compacta, que se encuentran ubicadas en

zonas relativamente planas, que están afectadas por la infiltración de aguas superficiales provenientes

de lluvias torrenciales.

Así mismo no habiéndose encontrado nivel freático superficial a la fecha de estudio, de acuerdo a los

parámetros mencionados (Seed and Iris) es poco probable un fenómeno de licuación de arenas

inmediato ante un sismo de gran magnitud que afecten a las obras proyectadas. Además, que se podrían

presentar otros fenómenos provenientes de su geodinámica externa (Asentamientos, licuación,

salinidad, erosión y agrietamiento) debido a su naturaleza arcillosa arenosa, por lo que se recomienda

mejorar el terreno de fundación de la cimentación.

2.- En función a las excavaciones, descripción y ensayos de suelos, se han identificado los

siguientes perfiles estratigráficos:

CALICATA 01: COORDENADAS UTM: N: 9612970, E: 0580872

0.00 a 0.10m: losa de concreta vereda. (Descripción Visual manual).

0.10– 0.40mt: Gravas pobremente graduadas, Clasificación SUCS: GP y AASHTO A-1, de color

marrón claro, No Presenta índice de plasticidad, y de consistencia compacta, la humedad natural

aumenta con la profundidad.

0.40– 3.00mt: Arcilla inorgánica de mediana plasticidad, Clasificación SUCS: CL y AASHTO A-6,

de color marrón claro, de regular índice de plasticidad, y de consistencia compacta, la humedad natural


NOTA: No sé evidencio presencia de nivel freático hasta la profundidad de – 3.00 mt.

44

CALICATA 02: COORDENADAS UTM: N: 9611258, E: 0580842








CALICATA 03: COORDENADAS: N: 9611572, E: 0580855








45

CALICATA C-1 C-2 C-3 MUESTRA M-1 M-1 M-1 PROFUNDIDAD(m) 0.40-3.00 0.60-3.00 0.80-3.00 I.P. (%) 14.67% 15.64 17.11 CLASIFIC. SUCS CL CL CL CLASIFIC. AASHTO A-6 A-6 A-6 % DE HUMEDAD 5.65 6.56 7.52 MAXIMA DENSIDAD SECA (grs/cm3) 1.81 1.80 1.81 OPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD % 19.04 20.35 19.44

LIMITE DE CONTRACCION % 15.32 14.11 13.85 ANGULO DE FRICCION INTERNA (°) 22 22 22 COHESION (kg/cm2) 0.14 0.13 0.14 % DE CLORUROS 0.085 0.105 0.125 % DE SULFATOS 0.089 0.085 0.136 % DE SALES SOLUBLES 0.092 0.106 0.142

3.- Los suelos predominantes en el área de estudio, especialmente a la profundidad de 1.00 a 3.00 mt,

presentan contenido de sales solubles, cloruros y sulfatos con rangos menores a 0.500%, se consideran

de mediana agresividad a los elementos de concreto en las obras proyectadas.

4.- Teniendo en cuenta los resultados químicos, se puede concluir que el ataque del suelo al concreto

es MODERADA por lo que se podrá utilizar en la fabricación de concreto cemento portland tipo “II

– MS” o equivalente

5.-Las cimentaciones proyectadas serán del tipo superficial de acuerdo a las características siguientes:

Antes de realizar cualquier tipo de trabajo en la construcción de dicho terreno, se recomienda hacer el

corte respectivo del material de relleno encontrado tal como consta en los perfiles estratigráficos

encontrados.

PARA EL CASO DE CIMENTAR CON ZAPATAS Y CIMIENTOS

- La profundidad de desplante Df ó nivel de fundación de las zapatas es tomada a partir de –1.50m;

según las condiciones de diseño proyectados. (Ver cuadros de capacidad portante).

- Es recomendable el uso de zapatas con anchos no menores de 1.50m.

- La presión admisible Pt, ó presión de trabajo promedio es de 1.20 kg/cm2, según el análisis de los

cuadros de capacidad portante.

46

- Se recomienda para el caso de cimentar con zapatas mejorar el nivel de fundación con 0.30m. De

material de hormigón compactado en 02 capas, para luego colocar 0.25m de afirmado compactado y

finalmente colocar un solado de concreto simple con una relación 1:10 con espesor de 0.10m.

- Para el caso de cimientos corridos se mejorará el nivel de fundación con 0.15m. de hormigón, luego

0.20m. De afirmado, como base granular. Ambos compactados o apisonados.

PARA EL CASO DE CIMENTAR CON PLATEA DE CIMENTACION:

- Antes de colocar la losa de platea se considera el corte de material debajo de la fundación de la platea

y reemplazara:

- Primera capa de 0.50m de espesor (mezcla 50% Over+30% de Confitillo+20% Arena Gruesa).

- Segunda capa de 0.30m de espesor (hormigón).

- Tercera capa de 0.30m de espesor (mezcla de afirmado para base granular).

- Ultimo, solado de concreto simple con una relación 1:10 con espesor mínimo de 0.10m.

• Para el caso de veredas se mejorará el suelo con 0.15 de afirmado, según se crea conveniente.

• Las juntas de dilatación serán las adecuadas tanto para los muros, falsos pisos y losas de

concreto.

Para las obras proyectadas se recomienda tomar los diseños como se muestra a continuación:

Los elementos serán diseñados de modo que la presión de contacto (carga estructural de la obra civil

y el área de cimentación), será inferior o cuanto menos igual a la presión de diseño o presión de trabajo.

47

ANEXO 01

FORMATO OBLIGATORIO DE LA HOJA DE RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE

CIENTACIÓN.

NOMBRE DEL SOLICITANTE: MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE ZARUMILLA

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS PARA DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN:

“REHABILITACIÓN DEL CENTRO DE SALUD I – 4 – ZARUMILLA,

PROVINCIA DE ZARUMILLA – DEPARTAMENTO DE TUMBES”

DISTRITO: ZARUMILLA

PROVINCIA: ZARUMILLA

DEPARATAMENTO: TUMBES

48

RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION

Profesional

responsable

(PR)

INGENIERO CIVIL CIP: KEVEN KENLLY CHAVEZ LOPEZ (216247)

Tipo de

cimentación ZAPATAS CUADRADAS de 1.50m x1.50m.

Estrato de

apoyo de la

cimentación

(CL) ARCILLA LIMO ARENOSAS, MUESTRA COLOR MARRON CLARO

Profundidad

de la napa

freática

N.P. (No Presenta) Fecha 04-11-2020

Parámetros de Diseño de la cimentación

Profundidad de Cimentación: 1.50m.

Presión Admisible:1.20 kg/cm2

Factor de seguridad por Corte: 3.00

Asentamiento diferencial máximo aceptable: 2.54 cm

Parámetros Sísmicos del Suelo (de acuerdo a la norma E 0.30)

Zona Sísmica: 4

Tipo d perfil del suelo: S3

Factor del Suelo (S): 1.10

Periodo TP (S): 1.00

Periodo TL (S): 1.60

Agresividad del Suelo a la cimentación

MODERADA: 0.10 a 0.20%

Se Concluye que las muestras presentan en promedio 0.10% la cual se recomendó por estar muy cerca a

49

los límites permitidos un tipo de cemento Portland “II o MS”, teniendo así una relación A/C 0.50

Problemas Especiales de Cimentación

Licuación: De Lo expuesto, No existe la posibilidad de licuación ante una eventualidad de un sismo

severo.

Colapso: Según tablas de la Norma 0.30 se concluye como un suelo No Colapsable

Expansión: se consideró como un suelo de Medio Expansivo (Despreciable)

Indicaciones Adicionales:

Fecha: 04 de noviembre del 2020.

50

VIII. RECOMENDACIONES ADICIONALES:

1. Se deberá verificar que el fondo de cimentación en cualquier caso sea mayor que la profundidad

de cimentación de cualquier estructura existente.

2. Durante las excavaciones para la cimentación deberá verificarse que se sobrepase la capa

superior de relleno con estos de desmonte y basura. Las sobre excavaciones necesarias para

cumplir con este requisito deberán rellenarse con concreto pobre f’c=100 kg/cm2.

3. Previo a la conformación del relleno compactado se deberá eliminar íntegramente la capa

superior de relleno con restos de desmonte, basura, raíces u otros elementos externos.

4. Después de realizar los ensayos de campo, laboratorio y gabinete se puede indicar que el suelo

encontrado en el área en estudio tiene tienen las siguientes características:

IX. RECOMENDACIONES ADICIONALES PARA CIMENTACIÓN DE

LOSA, VEREDAS Y CONCRETO

MEJORAR TERRENO DE FUNDACION PARA LAS CONDICIONES:

BASE GRANULAR

- Primera capa (fondo) de 0.30m de espesor (mezcla de Over de 3” a 6”), compactado y vibrado con

el objetivo de estabilizar y disipar los asentamientos naturales del terreno encontrado.

- Segunda capa

De 0.25m de Hormigón compactado, (el material de hormigón que se utilice deberá estar en su óptimo

contenido de humedad para luego controlar que el material llegue a obra en su óptimo estado).

-Tercera capa de 0.20 Afirmado preparado, Debiendo este llegar a obra con Índices de Plasticidad

No mayores de 4%, Además deberá tener un porcentaje de agregado grueso no menor del 50%

del peso total de la muestra, Se indica que se deberán realizar densidades de campo por capa de

relleno y el porcentaje de compactación no deberá ser menor de 98% de su Densidad Máxima

de Proctor Modificado.

51

Finalmente colocar un solado de concreto simple con una relación 1:10 con espesor de 0.10m.

Con los mejoramientos de los suelos de fundación se logrará mejorar la capacidad de soporte del suelo

donde estará apoyada las zapatas, Además cabe indicar que es recomendable el uso de zapatas

conectadas o plateas de cimentación según crea conveniente en Profesional Responsable del Proyecto.

Para las obras proyectadas se recomienda tomar los diseños como se muestra a continuación:

En zapatas y cimientos: concreto 210kg/cm2

En veredas : concreto 175 kg/cm2

En losas de concreto : concreto 210kg/cm2

En sardineles : concreto 175kg/cm2

• Para el caso de veredas se mejorará el suelo con 0.20 de afirmado, según se crea conveniente.

• Las juntas de dilatación serán las adecuadas tanto para los muros, falsos pisos y losas de concreto.

- Considerando que cíclicamente se presentan fuertes precipitaciones pluviales, es necesario diseñar

sistemas de drenaje, veredas, canaletas o sardineles que eviten la infiltración de aguas pluviales y

puedan originar asentamientos futuros y dañar las estructuras en un diseño de mezcla de concreto de

fc´= 210 kg./cm2.

En cuanto a la calidad de los materiales a utilizar es recomendable que al diseñar la loza de concreto

pavimento y los espesores se tome en cuenta que los requisitos de calidad deberán adecuarse tomando

en cuenta la norma EG-2013, del ministerio de transportes y comunicaciones, Tanto para sub base

como para Base granular. Para lo cual es recomendable ajustarse a los siguientes parámetros de

calidad:

Compactación:

- Según porcentaje de compactación, la sub rasante no será < del 98%.

- Para la sub base y base granular de afirmado la compactación será no < 100%.

- Realizar pruebas de densidad de campo, para comprobar compactación.

52

5.- EL equivalente promedio de los valores de CBR obtenidos en el área de estudio oscilan entre el

7.00% a 10.0 % del valor de soporte CBR a NIVEL DE TERRENO NATURAL (Suelos Arcillosos

inorgánicos de media plasticidad arenosos respectivamente), con relación a un considerable contenido

de humedad), en la relación de carga para una penetración de 2,5 mm. (0,1"), y a una penetración de 5

mm. (0,2") respectivamente. Los ensayos de CBR se han elaborado sobre muestras compactadas con

un contenido de humedad óptimo, obtenido del ensayo de compactación Proctor. Así mismo son

calificados de SOPORTE REGULAR, de acuerdo a la siguiente tabla.

CBR Clasificación cualitativa del suelo

Uso

2 - 5 Muy mala Sub-rasante

5 - 8 Mala Sub-rasante

8 - 20 Regular Sub-rasante

20 - 30 Buena – Excelente Sub-rasante

30 - 60 Buena Sub-base

60 - 80 Buena Base

80 - 100 Excelente Base

Cuadro 13

53

6.-El diseño del pavimento será realizado por el profesional responsable el cual deberá realizarlo

tomando en cuenta los valores de Cbr encontrados.

• En el caso de badenes se deberá realizar un mejoramiento de la sub rasante colocando una

primera capa de over con espesor no menor de 0.25m y luego una capa de hormigón

compactado de 0.25m.

• Considerando que cíclicamente se presentan fuertes precipitaciones pluviales, es necesario

diseñar sistemas de drenaje, veredas, canaletas o sardineles que eviten la infiltración de aguas

pluviales y puedan originar asentamientos futuros y dañar las estructuras de pavimento

proyectadas en un diseño de mezcla de concreto de fc´= 210 kg./cm2.

• En cuanto a la calidad de los materiales a utilizar es recomendable que al diseñar el pavimento

y los espesores se tome en cuenta que los requisitos de calidad deberán adecuarse tomando en

cuenta la norma EG-2013, del ministerio de transportes y comunicaciones, Tanto para sub

base como para Base granular. Para lo cual es recomendable ajustarse a los siguientes

54

REQUERIMIENTOS PARA SUB BASE GRANULAR (Norma MTC):

Requerimientos Granulométricos para Sub-Base Granular (Norma MTC)

Tamiz Porcentaje que Pasa en Peso

Gradación A (1) Gradación B Gradación C Gradación D

50 mm (2”) 100 100 --- ---

25 mm (1”) --- 75 – 95 100 100

9.5 mm (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100

4.75 mm (Nº 4) 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85

2.0 mm (Nº 10) 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70

4.25 um (Nº 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45

75 um (Nº 200) 2 – 8 5 – 15 5 – 15 8 – 15

Fuente: ASTM D 1241

Nota: (1) La curva de gradación "A" deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a

3000 m.s.n.m.

Sub-Base Granular

Requerimientos de Ensayos Especiales

Ensayo Norma MTC

Norma ASTM

Norma AASHTO

Requerimiento

< 3000 msnm > 3000 msnm

Abrasión MTC E 207 C 131 T 96 50 % máx 50 % máx

CBR (1) MTC E 132 D 1883 T 193 40 % mín. 40 % mín.

Límite Líquido MTC E 110 D 4318 T 89 25% máx 25% máx

Índice de Plasticidad MTC E 111 D 4318 T 89 6% máx 4% máx

Equivalente de Arena MTC E 114 D 2419 T 176 25% mín. 35% mín.

Sales Solubles MTC E 219 1% máx. 1% máx.

Partículas Chatas y Alargadas (2)

MTC E 211 D 4791

20% máx 20% máx

55

REQUERIMIENTOS PARA BASE GRANULAR (Norma MTC):

Requerimientos Granulométricos para Base Granular Triturada

Nota: La curva de gradación "A" deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 m.s.n.m.

El material de Base Granular deberá cumplir además con las siguientes características físico- mecánicas y químicas que se indican:

Valor Relativo de Soporte, CBR (1)

Tráfico en ejes equivalentes (<106)

Mín. 80%

Tráfico en ejes equivalentes (≥106)

Mín. 100%

56

Requerimientos para el Agregado Grueso

7. -El presente estudio es válido sólo para el área investigada

57

X. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

1. Alva Hurtado, Jorge, Dinámica de suelos, 1ra edición, Perú – 2002

2. Roy Whitlow Fundamentos de la Mecánica de Suelos, 2da edición Bristol, julio de 1989.

3. Braja M. Das, Fundamentos de ingeniería de geotécnica, 1ra edición, México – 2001.

4. Braja M. Das, principios de ingeniería de cimentaciones – cuarta edición

5. Delgado Vargas, Manuel, Ingeniería de cimentaciones-Fundamentos e introducción al análisis

geotécnico, 2da edición, México - 1996.

6. Lambe, T.W. & Whitman, R.V., Mecánica de suelos, 7ma edición, México – 1990.

7. Peck-Hanson-Thornburn, Ingeniería de cimentaciones, 9na edición, México – 1996.

8. Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E.050 Suelos y Cimentaciones E. 030 diseño sismo

resistente.

9. Ruiz Vásquez – González Huesca, Geología aplicada a la ingeniería civil, 3ra edición, México – 2002.

10.Crespo Villalaz, Mecánica de suelo y cimentaciones sexta edición.

58

XI. PANEL FOTOGRAFICO

59

CALICATA 01

60

61

62

63

CALICATA 02

64

MUESTRA PARA ENSAYO DE CORTE DIRECTO

65

MIDIENDO ESPESORES DE CIMENTACION EXISTENTE

66

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CALICATA 03

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69

MIDIENDO ESPESORES DE CIMENTACION EXISTENTE

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71

XII. ANEXOS DE

LABORATORIO

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E.M.S-ZARUMILLA- SELLO docx

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