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DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO CONTRATO: "SERVICIOS GEOTECNICOS PDVSA ORIENTE (ESTUDIOS DE SUELO, ASFALTO Y CONCRETO), PARA LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS EN EL DISTRITO FURRIAL. PAQUETE B." PROYECTO: “CONSTRUCCION DE GALPON DE ALMACENAMIENTO EN LA BASE DE PDVSA COMPRESION GAS MATURIN” DOCUMENTO: INFORME - ESTUDIO GEOTECNICO. CODIGO DE DOCUMENTO ACO-ING-EG-12009 CONTRATO: 4600039143 ODT: SG-AT-11-031 FECHA ESTADO MONAGAS 23 07 2012 ELABORADO ACOTEPRO POR: O.OSORIO/R. ROJAS REVISADO ACOTEPRO POR: J. PRATO APROBADO PDVSA COMPRESION GAS POR: BEATRIZ GUTIERREZ FIRMA _________________________________ FIRMA _______________________________ FIRMA ________________________________ FECHA: CARGO: SUP PERFORACIÓN / ING. GEOLOGO FECHA: CARGO: GERENTE. PROYECTOS FECHA: CARGO: REV. FECHA BREVE DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO TOTAL PÁG. ELAB. POR ACOTEPRO REV. POR ACOTEPRO APROB. PDVSA 0 23/07/12 EMISIÓN FINAL 133 O.O./R.R. J.P. B.G.
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Page 1: Estudio de Suelo

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FECHA

ESTADO MONAGAS 23 07 2012

ELABORADO ACOTEPRO POR:

O.OSORIO/R. ROJAS

REVISADO ACOTEPRO POR:

J. PRATO

APROBADO PDVSA COMPRESION GAS POR:

BEATRIZ GUTIERREZ

FIRMA _________________________________ FIRMA _______________________________ FIRMA ________________________________

FECHA:

CARGO: SUP PERFORACIÓN / ING. GEOLOGO

FECHA:

CARGO: GERENTE. PROYECTOS

FECHA:

CARGO:

REV. FECHA BREVE DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO TOTAL PÁG. ELAB. POR ACOTEPRO

REV. POR ACOTEPRO

APROB. PDVSA

0 23/07/12 EMISIÓN FINAL 133 O.O./R.R. J.P. B.G.

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ESTUDIO GEOTÉCNICO

“CONSTRUCCION DE GALPON DE ALMACENAMIENTO EN LA BASE

DE PDVSA COMPRESION GAS MATURIN”

Estado Monagas

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Índice

1.  INTRODUCCION ...................................................................................................... 5 

2.  OBJETIVO ............................................................................................................... 5 

3.  ALCANCE ................................................................................................................ 5 

4.  NORMAS, LEYES Y REFERENCIAS ...................................................................... 6 

5.  UBICACIÓN DEL SITIO ........................................................................................... 9 

6.  DINAMICA DEL SUELO BAJO LA ACCION DE CARGAS SISMICAS ................ 10 

7.  INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA .......................................................................... 11 

7.1.  RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO SUPERFICIAL .......................................... 11 

7.2.  UBICACIÓN DE LAS PERFORACIONES ......................................................... 12 

7.3.  PERFORACIONES A PERCUSIÓN .................................................................. 13 

8.  ENSAYOS DE LABORATORIO ............................................................................ 14 

8.1.  DESCRIPCIÓN VISUAL (ASTM-D-2487) .......................................................... 15 

8.2.  CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL (ASTM D 2216) ................................ 15 

8.3.  GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO EN SECO (ASTM-D-422). ..................... 16 

8.4.  LÍMITES DE CONSISTENCIA O DE ATTERBERG (ASTM D 4318) ................ 16 

8.5.  PESO ESPECIFICO (ASTM D 854) Y PESO UNITARIO (ASTM D 7263) ........ 16 

8.6.  ENSAYOS DE CORTE DIRECTO DE TRES PUNTOS (ASTM D-3080) ........... 16 

8.7.  ENSAYO DE COMPRESIÓN INCONFINADA (ASTM D 2166) ......................... 16 

9.  CARACTERÍSTICAS DEL SUBSUELO. ............................................................... 17 

9.1.  CAPA VEGETAL ............................................................................................... 17 

9.2.  NIVEL FREÁTICO .............................................................................................. 17 

9.3.  PERFILES LITOLOGICOS .............................................................................. 19 

9.3.1  Perfil A-A’ ......................................................................................................... 20 

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9.3.2  Perfil B-B’ ......................................................................................................... 21 9.3.3  Perfil C-C’ ......................................................................................................... 22 9.3.4  Perfil D-D’ ......................................................................................................... 23 10.  RESISTENCIA DE LOS SUELOS ................................................................... 24 

10.1.  ENSAYOS EN CAMPO ................................................................................... 24 

10.2.  ENSAYOS DE LABORATORIO ...................................................................... 25 

11.  ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA DE LOS SUELOS .......................... 26 

11.1.  CAPACIDAD PORTANTE: .............................................................................. 30 

12.  CONCLUSIONES ............................................................................................ 31 

13.  RECOMENDACIONES .................................................................................... 33 

13.1. RECOMENDACIONES PREPARACION DEL SITIO ........................................ 33 

13.1.1 Remocion de Capa de Material Suelto. ............................................................ 33 13.1.2 Mejoramiento del Suelo. ................................................................................... 33 13.2. RECOMENDACIONES PARA LA COMPACTACIÓN DE SUELOS ................. 33 

14.  ANEXOS .......................................................................................................... 36 

14.1.  PLANO DE UBICACIÓN .................................................................................. 37 

14.2.  COLUMNAS LITOLÓGICAS ........................................................................... 38 

14.3.  PERFILES LITOLÓGICOS .............................................................................. 47 

14.4.  REGISTROS DE PERFORACIONES .............................................................. 48 

14.5.  RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO ............................. 57 

14.6.  RESULTADOS DE LA DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD NATURAL ..... 87 

14.7.  RESULTADOS DE LOS LIMITES DE ATTERBERG ...................................... 96 

14.8.  RESULTADOS DE PESOS ESPECIFICOS .................................................. 105 

14.9.  RESULTADOS DE PESOS UNITARIOS ....................................................... 108 

14.10. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CORTE DIRECTO ......................... 111 

14.11. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE COMPRESION SIMPLE ................ 123

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1. INTRODUCCION

El presente informe contempla los resultados obtenidos en la investigación geotécnica

que ACOTEPRO XXI, C.A realizó para PDVSA COMPRESION GAS, según las

especificaciones del Proyecto: “CONSTRUCCION DE GALPON DE

ALMACENAMIENTO EN LA BASE DE PDVSA COMPRESION GAS MATURIN”,

ubicado en Maturín, Municipio Maturín, en el Estado Monagas, República Bolivariana

de Venezuela.

2. OBJETIVO

El objetivo de la investigación es determinar la naturaleza del subsuelo y sus

propiedades geotécnicas, litología y capacidad portante, así como todas aquellas

características asociadas al comportamiento del suelo como elemento de soporte,

mediante la ejecución de perforaciones en campo y ensayos de laboratorio, que

permitan establecer los parámetros de diseño requeridos para la preparación del sitio,

condiciones del terreno, movimiento de tierra, pavimento y solución de fundación de

estructuras.

3. ALCANCE

El estudio geotécnico comprende en realizar ocho (0 8) perforaciones con muestreo

mediante la norma ASTM D-1586-11, con profundidades máximas de quince (15)

metros en el área destinada a la implantación del proyecto: “CONSTRUCCION DE

GALPON DE ALMACENAMIENTO EN LA BASE DE PDVSA COMPRESION GAS

MATURIN” en Maturín.

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Los aspectos considerados para la elaboración del informe de estudio geotécnico son

los siguientes:

Descripción detallada de la geología regional de la zona de estudio.

Ejecución de sondeos exploratorios y ensayos SPT a través de perforaciones.

Obtención de parámetros geotécnicos a partir de la identificación del sub suelo en

campo.

Recopilación adecuada de muestras del sub suelo para su clasificación en base a

los ensayos del laboratorio.

Resultados de ensayos de laboratorios.

Perfil litológico idealizado e interpretado a partir de los reconocimientos de campo

y los ensayos de laboratorio.

Recomendaciones generales para la preparación del terreno en las zonas de

implantación de equipos y edificaciones.

Recomendaciones generales para el uso del suelo presente en la zona para

implantar fundaciones según su capacidad portante.

4. NORMAS, LEYES Y REFERENCIAS

A continuación se indican los códigos y normas que fueron utilizados para realizar el

Estudio de Geotécnico, el cual se describe los trabajos de campo, ensayos de

laboratorio y presentación de resultados.

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AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS

D-1586 Ensayo de Penetración Estándar

D-421 Método para la preparación seca de muestras de suelo para

análisis de tamaño de partículas y determinación de las

constantes del suelo.

D-422 Método de análisis del tamaño de las partículas del suelo.

D-2216 Ensayo para la determinación en laboratorio del contenido de

humedad de suelos.

D-653 Definición de términos y símbolos relativos a la mecánica de rocas

y suelos.

D-854 Método de ensayo para determinar la gravedad específica de los

suelos.

D-2487 Método de clasificación de suelos para fines de ingeniería

(Sistema Unificado de Clasificación de Suelos).

D-2166 Ensayo de compresión no confinada en suelos cohesivos.

D-3080 Ensayo de corte directo bajo condiciones consolidadas y

drenadas.

D-2488 Descripción e identificación de suelos (Procedimiento Manual y

Visual).

D-4318 Ensayo para la identificación del límite liquido, limite plástico e

índice de plasticidad de los suelos.

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D-5434 Guía para muestreo de suelos y rocas en exploraciones de

subsuelo.

COVENIN

0254: Cedazos de Ensayo.

0261: Método de ensayo para determinar cuantitativamente el contenido

de cloruros y sulfatos solubles en las arenas.

0268: Agregado fino. Determinación de la densidad y la absorción.

0269: Agregado grueso. Determinación de la densidad y la absorción.

PDVSA

90615.1.011 Guía de Ingeniería, “Investigación de Suelos en Tierra Firme.

SI-S-04 Requisitos de Seguridad, Higiene y Ambiente (SHA) en el Proceso

de Contratación.

SCIP-IG-C-09-I Bases para la Contratación de Estudios Geotécnicos.

SCIP-IG-C-03-I Criterios para el Diseño Geotécnico.

LEYES Y REGULACIONES NACIONALES

Gaceta Oficial Nº 4.358 Ley Penal del Ambiente

Gaceta Oficial N° 1.004 Extraordinario de fecha 26 de enero de 1966. Ley Forestal de

Suelos y Aguas.

Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo.

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5. UBICACIÓN DEL SITIO

La base de PDVSA COMPRESION GAS de Maturín se encuentra ubicada en el

municipio Maturín, adyacente al límite norte de la ciudad, contigua al edificio sede de

la Dirección Ejecutiva de Producción Oriente de PDVSA. La figura 1 muestra un

esquema de la ubicación del área de estudio.

Figura 1. Ubicación Geográfica de la zona de estudio

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6. DINAMICA DEL SUELO BAJO LA ACCION DE CARGAS SISMICAS

De acuerdo con los resultados obtenidos en la exploración geotécnica y para efectos

de la respuesta dinámica, el perfil geotécnico en el área de estudio podría ser

considerado, de acuerdo con la Norma para el Diseño Sismoresistente de

Instalaciones Industriales JA-221 elaborada por PDVSA y la Norma para Edificaciones

Antisísmicas COVENIN 1756-1-2001, como un perfil constituido por Suelos Firmes /

Medio Densos con una velocidad promedio de propagación de ondas de corte (Vs)

entre 170-250 m/s, ubicado en la ZONA SÍSMICA No. 5, Ao=0.30 y como terreno de

fundación el subsuelo del lote se tipifica como perfil de forma espectral S2 y con un

factor de corrección de 0.95.

Tabla 1. Resumen de parámetros

Zona Sísmica 5 (Municipio Maturín Edo.

Monagas)

Coeficiente de Aceleración Horizontal (Ao) 0.30

Material Suelos Firmes / Medio

Densos

Velocidad Promedio de la Ondas de Corte (Vsp) 170-250 (m/s)

Perfil del Suelo (Forma espectral) S-2

Factor de corrección del Coeficiente de Aceleración Horizontal () 0,95

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Fig. 2 Mapa de Zonificación Sísmica con fines de ingeniería (2001).

7. INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA

7.1. Reconocimiento Geológico Superficial

Su objetivo fundamental es obtener datos generales de carácter geológico del terreno,

por tal motivo se realizaron recorridos en la zona que permitieron observar el contexto

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de superficie, así como también indicios de las condiciones del subsuelo para una

mejor interpretación de las propiedades geotécnicas del suelo a explorar.

7.2. Ubicación de las perforaciones

De forma estratégica, el replanteo de las perforaciones en cada área explorada, se

llevó a cabo mediante un sistema de localización satelital GPS (Global Positioning

System). El programa de exploración de campo, consistió en hacer ocho (08)

perforaciones. Previo al posicionamiento definitivo de las perforaciones, se realizó

detección de metales en cada zona a explorar, para verificar la existencia de tuberías

o cualquier otro rasgo antropogenico que pudiese poner en riesgo la ejecución de los

sondeos. Las coordenadas de las perforaciones y plano de ubicación se presentan a

continuación.

Tabla 2. Coordenadas Referenciales de Perforaciones (Datum Regven)

PUNTO ESTE NORTE COTAS (m)

P-1 477.477 1.084.193 56,30

P-2 477.490 1.084.158 56,30

P-3 477.540 1.084.197 55,80

P-4 477.590 1.084.238 54,80

P-5 477.603 1.084.203 54,90

P-6 477.653 1.084.243 54,40

P-7 477.704 1.084.283 54,00

P-8 477.716 1.084.247 54,10

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Fig. 3 Plano de ubicación de los sondeos

7.3. Perforaciones a percusión

Para realizar las perforaciones, se utilizó un equipo de perforación el cual permite la

ejecución del ensayo “STANDARD PENETRATION TEST” (S.P.T.), establecido por la

“AMERICAN SOCIETY OF TESTING AN MATERIALS”, según la norma ASTM-D-

1586-11.

Este método consiste en hincar un 45 cm para cada metro de profundidad en

avanzada, una sonda saca muestra tipo SPLIT SPOON (cucharada partida), de 2”

(50.00 mm) de diámetro externo, la cual penetra en el subsuelo bajo la energía de los

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golpes repetitivos de un martillo de 140 lb (63,5 Kg) de peso, cayendo libremente

desde una altura de 30” (76,20 cm), así, al número de golpes del martillo necesarios

para penetrar en el suelo 30 cm se designan con la letra “N”.

Los resultados de este procedimiento sirven para determinar la Resistencia Relativa

de los estratos explorados y su Capacidad portante.

En esta exploración, se ejecutó las ocho (08) perforaciones con profundidades

máximas de 15 metros, la extracción de las muestras perturbadas se hizo metro a

metro. Posteriormente analizadas en el laboratorio, para realizar los ensayos

correspondientes y así determinar sus características geotécnicas.

8. ENSAYOS DE LABORATORIO

Una vez trasladadas las muestras al laboratorio, se seleccionaron los ensayos

geotécnicos a realizar y se establecieron las condiciones de ejecución de los mismos,

de acuerdo a las condiciones particulares de cada caso y lo estipulado en los términos

del proyecto. Los ensayos se ejecutaron siguiendo las especificaciones descritas en

las normas vigentes ASTM y COVENIN.

Los resultados de los informes de laboratorio, junto con los resultados obtenidos en

campo (SPT), permitieron caracterizar el suelo y establecer los parámetros utilizados

en los análisis de ingeniería, con base a su clasificación, propiedades y condiciones a

resistencia al corte.

El listado de los ensayos geotécnicos de laboratorio realizados a las muestras

obtenidas de las perforaciones se presenta en la siguiente tabla.

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Tabla 3. Listado de ensayos geotécnicos de laboratorio

TIPO DE ENSAYO Norma

Descripción Visual / Clasificación Unificada de Suelos ASTM D 2487

Contenido de Humedad ASTM D 2216

Granulometría por tamizado ASTM D 422

Límites de Consistencia ASTM D 4318

Gravedad especifica ASTM D 854

Pesos Unitario ASTM D 7263

Comprensión Inconfinada ASTM D 2166

Ensayos de Corte Directo ASTM D 3080

8.1. Descripción Visual (ASTM-D-2487)

Las muestras obtenidas fueron trasladadas al laboratorio y después de ser

seleccionadas las más representativas, se realizaron los Ensayos de Clasificación y

Especiales, para conocer sus propiedades mecánicas y posteriormente su

representación en columnas litológicas. Los resultados se encuentran en los anexos

correspondientes.

8.2. Contenido de Humedad Natural (ASTM D 2216)

El valor del contenido de humedad se determinó a partir de las medidas de peso

húmedo y peso seco, en especímenes tomados de las muestras que se recuperaron

en los sondeos, según los procedimientos descritos en la norma ASTM D 2216. El

contenido de humedad se midió en todas las muestras recuperadas con el objetivo de

obtener datos suficientes para establecer un perfil de contenido de humedad con la

profundidad. . Mediante este ensayo se pudo determinar que el subsuelo presenta

humedad baja.

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8.3. Granulometría por Tamizado en Seco (ASTM-D-422).

Se realizaron ensayos por tamizado en muestras seleccionadas para determinar su

distribución granulométrica. La distribución granulométrica de los materiales gruesos

se determinó a través del tamizado.

8.4. Límites de Consistencia o de Atterberg (ASTM D 4318)

Se determinaron los límites de Atterberg o límites de consistencia en muestras

seleccionadas para aportar información relevante en la clasificación del suelo, la

determinación de algunos de sus parámetros y la predicción de su comportamiento.

8.5. Peso Especifico (ASTM D 854) y Peso Unitario (ASTM D 7263)

El peso unitario total y seco se obtuvo de manera referencial, de una muestra de

suelo, recuperada en las distintas perforaciones a distintas profundidades con el

ensayo SPT, que mantenía poco alterada su estructura.

La descripción de las perforaciones con sus respectivos resultados de los ensayos, se

encuentran en las hojas anexas correspondientes.

8.6. Ensayos de Corte Directo de Tres Puntos (ASTM D-3080)

Este ensayo se realizo con la finalidad de estimar los parámetros de resistencia al

corte que caracterizan el material predominante del perfil de suelo, estimar su ángulo

de fricción (φ) y cohesión del material en estado suelto y compacto.

8.7. Ensayo de Compresión Inconfinada (ASTM D 2166)

El ensayo de compresión inconfinada se realizó con fin de determinar la resistencia o

esfuerzo último de un suelo cohesivo a la compresión no confinada, mediante la

aplicación de una carga axial con control de deformación.

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9. CARACTERÍSTICAS DEL SUBSUELO.

Con relación a las características del subsuelo del área de estudio, se pudo verificar

durante la ejecución de las perforaciones, que el mismo se encuentra conformado

hacia el tope por arcillas de baja plasticidad (CL), las cuales se van tornando

arenosas a medida que se profundiza en la zona, pasando a arenas arcillosas (SC)

esta capa de suelos cohesivos en ocasiones se extiende hasta la profundidad máxima

de exploración. A medida que se alcanza la base de la columna de exploración, la

litología presente pasa a arenas de grano fino a medio, con poca presencia de finos

(SP ó SP-SC en algunos casos).

Tomando en consideración lo observado en durante la exploración se puede constatar

que la columna litológica presente en la zona de manera general es incipientemente

granodecreciente hacia la superficie. La figura 3 muestra la columna litológica de los

sondeos P-1, P-5, P-7 en donde se puede constatar este comportamiento del suelo.

9.1. Capa Vegetal

En forma general el área de estudio presenta una disposición de la capa vegetal que

se entiende en el primer metro de exploración y que en ocasiones se encuentra

mezclada con arenas finas producto de erosión hidráulica que se presenta en la zona.

En el sondeo P-5, la capa vegetal se encuentra erosionada completamente.

9.2. Nivel Freático

Para la fecha de ejecución de la exploración (Junio 2012), el trabajo de campo indico

que en la zona, el nivel freático se encuentra a profundidades variables entre 4 m y 8,

ubicado en arenas arcillosas, y confinado por arcillas que se encuentran en niveles

más someros. La tabla 5 muestra los niveles freáticos detectados en los sondeos

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Tabla 4. Ubicación de nivel freático en los sondeos

PUNTO NORTE ESTE Prof. Nivel Freático (m)

P-1 477.477 1.084.193 4,70 P-2 477.490 1.084.158 N.P. P-3 477.540 1.084.197 5,70 P-4 477.590 1.084.238 N.P.

P-5 477.603 1.084.203 7,70

P-6 477.653 1.084.243 6,70

P-7 477.704 1.084.283 N.P.

P-8 477.716 1.084.247 N.P.

Fig. 4 Columnas litológicas sondeos P-1, P-5, P-7.

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9.3. PERFILES LITOLOGICOS

Para realizar una mejor interpretación del comportamiento de los suelos presentes en

la zona, se analizaron cuatro perfiles geotécnicos, los cuales se muestran en la figura

5. Estos perfiles cubren la totalidad de la superficie explorada, por lo que otorgan una

visión significativa de la litología del área. Los perfiles se encuentran conformados de

la siguiente manera:

Perfil A-A’: Sondeos P-1, P-4, P-7.

Perfil B-B’: Sondeos P-2, P-5, P-8.

Perfil C-C’: Sondeos P-1, P-3, P-5.

Perfil D-D’: Sondeos P-4, P-6, P-8.

Fig. 5 Ubicación de los perfiles litológicos.

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9.3.1 Perfil A-A’

En la zona atravesada por el perfil se observan que los espesores de arcilla de baja

plasticidad con arena (CL), varían de 2 a 4 m, subyacente a estos se ubica un estrato

considerable de arenas arcillosas (SC), que van desde 4 a 10 m, por ultimo en la

secuencia se encuentran arenas mal graduada con arcilla (SP-SC), con 2 a 6 m de

espesor. Las mismas solo se encuentran hacia los extremos del perfil. En esta zona

se debe de tomar en cuenta para ubicación de las fundaciones de la estructura, el

espesor de arcilla de baja plasticidad con arena que se extiende en toda el área. La

longitud total del perfil es de 244 m y su orientación es SO – NE.

Fig. 6 Perfil litológico A-A’.

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9.3.2 Perfil B-B’ La longitud de este perfil es de 243 m. Se puede observar que se presenta una capa

de arcilla de baja plasticidad con arena (CL) se encuentra con un espesor

relativamente constante de 4 m. Hacia el centro se encuentra una capa de arcilla

limosa de baja plasticidad arenosa (CL-ML), que solo pudo ser identificada en el

sondeo P-5. La ocurrencia de este tipo de suelo en esta área puede ser producto de

la existencia de nivel freático estático en la zona.A medida que se profundiza en el

área existe una capa de arena arcillosa (SC) que se extiende por toda el área y varía

de 8 m hasta más de 10 m de espesor. Posteriormente y hacia el oeste del área (P-2)

se pudo constatar un espesor de arenas mal graduada con arcilla (SP-SC) de 2 m.

Fig. 7 Perfil litológico B-B’.

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9.3.3 Perfil C-C’ En este perfil se puede constatar la extensión de la arcilla de baja plasticidad arenosa

(CL), con espesores variables entre 2 y 3 m. Posteriormente se encuentra un estrato

de arcilla limosa de baja plasticidad arenosa (CL - ML), que se manifiesta en los

sondeos P-3 y P-5, el cual puede ser originado por la existencia de nivel freático

estático (Ver niveles en tabla 5). Las arenas arcillosas (SC) en esta área presentan

espesores de 7 m a más de 10 m. Por ultimo se encuentra alrededor de 2 m de

espesor de arenas mal graduada con arcilla (SP-SC).

Fig. 8 Perfil litológico C-C’.

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9.3.4 Perfil D-D’

Arcillas de baja plasticidad con arena (CL) con espesores entre 4 y 5 m,

posteriormente y en toda la zona, se encuentra arenas arcillosas (SC) con espesores

de alrededor de 10 m. La longitud de este perfil es de 126 m y posee una orientación

NO – SE.

Cabe destacar que esta zona, presenta espesores considerables de arcillas de baja

plasticidad con arena, que deben de tomarse en cuenta al momento de diseñar las

fundaciones de la estructura a implantar.

Fig. 8 Perfil litológico D-D’.

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10. RESISTENCIA DE LOS SUELOS

10.1. ENSAYOS EN CAMPO

Durante la campaña de exploración en la zona se pudo constatar que los suelos

presentes en el área de estudio presentan valores de resistencia a la penetración

obtenidos en camp medianamente altos, los cuales son un indicio de la calidad del

suelo como base para cimientos. Una vez procesada esta data y corregidos estos

valores mediante la correlación de Liao y Whitman (1986), se verifica la alta

resistencia a la penetración que presentan los suelos. Las ecuaciones para realizar la

corrección de NSPT según Liao y Whitman son las siguientes:

SPTNSPTcorr NCN * Donde '

178,9

ONC

Los valores de SPT corregidos, se encuentran entre 18 y 28 golpes por pie para

arcillas, lo que indica que las consistencias van desde compactas a muy compactas

(tabla 6), con valores de resistencia a la compresión no confinada entre 100 y 400

kPa.

Tabla 5. Valores de SPT referenciales para suelos cohesivos

SPT, N CONSISTENCIA qU (kN/m2)

0-2 Muy blanda 0-25

2-5 Blanda 25-50

5-10 Medianamente compactas 50-100

10-20 Compactas 100-200

20-30 Muy compactas 200-400

30 Dura > 400

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Con respecto a los suelos granulares presentes en la zona los mismos presentan

valores entre 40 y 50 golpes por pie, tratándose así de arenas muy densas, con

densidades relativas altas, entre 60% y 95%. (tabla 7), siendo este comportamiento

beneficiado por la existencia en la zona de materiales arcillosos de baja plasticidad.

Tabla 6. Valores de SPT referenciales para suelos granulares

SPT-N (golpes/pie) Condición Densidad relativa (%)

0-5 Muy suelto 0-5

5-10 Suelto/Medio 5-30

10-30 Medio/Denso 30-60

30-50 Muy denso 60-95

10.2. ENSAYOS DE LABORATORIO

Se realizaron ensayos de compresión simple inconfinada, con base a la norma ASTM

D-2166, en el cual se observaron los valores de resistencia a la compresión (qu) de los

suelos de la zona, dicho parámetro, da una base para visualizar la capacidad portante

de los suelos de la zona. En la tabla 8 se muestran los valores de resistencia a la

compresión de las muestras recuperadas.

Tabla 7. Valores de qu en kg/cm2

P1, M5

P2, M5

P3, M3

P3, M5

P4, M4

P4, M5

P5, M5

P6, M2

P6, M4

P8, M2

qu** 2,34 1,99 3,00 3,11 3,57 2,77 2,72 2,83 2,51 2,60

qu max 2,41 2,01 4,01 4,01 4,81 3,61 3,37 3,21 3,69 3,29

Nota: Los valores de qu** están referenciados al 15% de la deformación axial

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11. ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA DE LOS SUELOS

De acuerdo a los resultados de las perforaciones SPT y los análisis de laboratorio de

las muestras obtenidas se presentan las tablas resultantes del análisis de capacidad

de carga. La capacidad última para las fundaciones superficiales consideradas, ha

sido evaluada a partir de la teoría general de capacidad de carga.

Para realizar el análisis geotécnico, se dividió el área de estudio en tres zonas, cuya

configuración se presenta a continuación:

Zona 1: Conformada por los sondeos P-1, P-2, P-3.

Zona 2: Conformada por los sondeos P-4, P-5.

Zona 3: Conformada por los sondeos P-6, P-7, P-8.

Fig. 9 Zonificación para análisis de capacidad portante de los suelos.

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Tabla 8. Parámetros geotécnicos de las zonas a analizar

Parámetros Zona 1 Zona 2 Zona 3

Prof. De Cimentación (m) 2,5 2,5 2,5

Tipo de suelo Arcilla de baja plasticidad con arena (CL)

NSPT Promedio 28 32 26

Φ Promedio 31° 27° 28°

Cohesión Promedio (kg/cm2) 0,08 0,15 0,14

Peso especifico Promedio (gr/cm3) 2,635 2,667 2,630

Dimensiones de la zapata (m) 1,0 x 1,0 1,0 x 1,0 1,0 x 1,0

A continuación se presenta los resultados de los análisis de la capacidad de carga en

cada uno de las zonas antes citadas, tomando como referencia parámetros del suelo

explorado a una profundidad de 2,5 metros, de esta forma se puede comparar cada

una de las áreas exploradas y definir en caso de ser necesario la capacidad portante

para el diseño de fundaciones, que deben ser considerados por la empresa

responsable del diseño de las fundaciones de los equipos y estructuras a instalar en

las áreas. Se presentaran dos condiciones de fundación, la primera utilizando

cimentación en franja y la segunda zapatas rectangulares.

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Según Terzaghi, para una cimentación en franja, se tiene:

BNqNcNqu qc 2

1

Donde

c = Cohesión del suelo

= peso especifico del suelo

q = Df

Nc, Nq, N = factores de capacidad de carga adimensionales, dependientes del ángulo de fricción del suelo. (Fig. 4)

Para el cálculo de la capacidad de carga última neta se tiene que:

qqq uuneta )(

La carga admisible neta se obtiene mediante la siguiente ecuación:

..)( SF

qqq u

admneta

Para el caso de las arcillas se recomienda el uso de un factor de seguridad igual a 3

Para la cimentación rectangular tenemos que:

BNqNcNqu qc 4,03,1

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Cabe destacar que para ambas situaciones los coeficientes de capacidad de carga se

mantienen iguales, así como también los parámetros geotécnicos del suelo, por lo que

las variaciones en ambos métodos son mininas.

Fig. 10 Factores de capacidad de carga. Tomado de Braja M, Das

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11.1. CAPACIDAD PORTANTE:

Para la zonificación realizada (Zonas 1, 2, 3) y los parámetros situados en la tabla 9,

el análisis de la capacidad de carga de los suelos que van a ser destinados a la

implantación de una infraestructura tipo galpón, son los siguientes:

Tabla 10. Capacidad portante del terreno

Cim. en franja Zapata Rect. Comp Simple qu qneta(adm) qu qneta(adm) qu qneta(adm)

Zona 1 2,78 0,93 3,55 1,18 3,11 1,04

Zona 2 3,70 1,23 4,76 1,59 3,93 1,31

Zona 3 3,73 1,24 4,80 1,60 3,40 1,13

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12. CONCLUSIONES

1.- Los resultados de la exploración geotécnica en el área, indican que el subsuelo de

la zona objeto de estudio está conformado, básicamente por arcillas de baja

plasticidad (CL) arenosas en las capas superficiales, las cuales cambian a arenas

arcillosas (SC) en las capas sucesivas hasta el final de la exploración. Hacia el centro

de la zona de estudio se encuentran arcillas limosas de baja plasticidad arenosas (CL

- ML). En ocasiones las arenas arcillosas se tornan en arenas mal graduadas con

arcillas (SP -SM) hacia el final de la profundidad de sondeo.

2.- La existencia de arcillas limosas de baja plasticidad arenosas (CL - ML) en el

centro de la zona de estudio, puede ser producto de la existencia de un nivel freático

estático ubicado en esa zona.

3.- Las arcillas existentes en la zona, van de medianamente compactas a muy

compactas, con valores de NSPT corregido que se mantienen desde 18 a 28 golpes por

pie, las cuales al correlacionar el numero de golpes con la capacidad de carga, estas

presentan valores entre 100 y 400 kPa.

4.- Las arenas de la zona se clasifican de acuerdo a su resistencia a la penetración

como arenas muy densas, presentando números de golpes NSPT corregido entre 40 y

50 golpes por pie, manifestando una densidad relativa de entre 60% y 95%.

5.- El área presenta capa vegetal que está entre 0,50 m y 1,0 m, así como existe una

vegetación gramínea bastante preponderante, de alturas de hasta 1,0 m.

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6.- Durante los sondeos realizados se detectó presencia de nivel freático para la fecha

de exploración, con profundidades que varían entre 4,50 m y 8,0 m.

7.- La capacidad portante del Suelo bajo las condiciones descritas y tomando un

F.S.=3, para la zona 1 (P1, P2, P3), varia entre 2,78 y 3,55 kg/cm2, con una capacidad

de carga admisible entre 0,93 y 1,18 kg/cm2, para la zona 2 (P4, P5), varia entre 3,70

y 4,76 kg/cm2, con una capacidad de carga admisible entre 1,23 y 1,59 kg/cm2, y para

la zona 3 (P6, P7, P8), varia entre 3,73 y 4,80 kg/cm2, con una capacidad de carga

admisible entre 1,24 y 1,60 kg/cm2. Para efectos del diseño se recomienda tomar la

resistencia mas baja como valor para los cálculos de fundaciones.

8.- De acuerdo a los resultados de la exploración, la zona Este, del área estudiada,

presenta los mejores valores de resistencia de los suelos y capacidad portante del

terreno.

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13. RECOMENDACIONES

13.1. Recomendaciones Preparacion del Sitio

13.1.1 Remocion de Capa de Material Suelto.

En la zona de estudio existe una capa con materia orgánica, humus o presencia de

vegetación, que va desde 0,50 m hasta 1,00 m. Es recomendable que este material

sea removido, en vista de que puede causar efectos no deseados en la estabilidad de

la infraestructura a implementar.

En caso de que se desee mantener el relieve de la zona de manera uniforme, se

podrá utilizar un terraplén de material de relleno compactado, en la zona donde se

removió el material antes citado.

13.1.2 Mejoramiento del Suelo.

En caso de que se decida realizar un proceso de mejoramiento de terreno en la zona,

se recomienda el uso de pilotes de gravas compactadas, con una densidad de un

pilote por cada 4 m2.

13.2. Recomendaciones para la compactación de suelos

Para la conformación del relleno, el paso más importante corresponderá a los trabajos

de compactación, especialmente en aquellos rellenos donde se requiere adecuada

resistencia al corte y capacidad de carga, baja compresibilidad y permeabilidad. Para

esto, se dan algunas recomendaciones importantes a seguir para la obtención de los

mejores resultados:

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a.- Los trabajos de compactación deberán realizarse bajo las condiciones

meteorológicas más favorables y bajo un estricto control de calidad.

b.- Los trabajos comenzarán una vez efectuada la remoción del material desechable.

Luego, de la nivelación mediante corte se procederá a preparar la superficie del

terreno eliminando el material suelto que pudiera existir producto del movimiento de

tierra y recompactar el suelo en la zona escarificada, dotando así al relleno de una

base con superficie uniforme y sin irregularidades.

c.- Los rellenos estructurales deberán ser compactados hasta alcanzar por lo menos

el 95% de la densidad máxima seca y +1% de la humedad óptima (más las pérdidas

por evaporación) obtenida en laboratorio mediante el ensayo de compactación Proctor

Modificado (AASHTO T-180).

d.- Los rellenos en zonas secundarias (no estructurales) deberán ser compactados al

90% densidad máxima seca, con humedad de compactación igual a la óptima o como

máximo +1,5% (más las pérdidas por evaporación).

e.- Las capas de relleno deben tener un espesor uniforme, adecuado para el equipo

que se utiliza. En el caso de compactación con pata de cabra el espesor será de; 25 a

30 centímetros y de 30 a 35 centímetros con compactadoras muy pesadas.

f.- Dadas las características de los materiales identificados en campo, se recomienda

el uso de compactadoras vibratorias.

g.- Se recomienda escoger una franja de prueba en el sitio y experimentar con el

equipo ejecutando terraplenes de prueba, con capas de relleno de distintos espesores

y 2 a 3 contenidos de agua, incluyendo el óptimo. Como primera prueba se pueden

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compactar capas de 20 centímetros de espesor terminado, con una humedad igual a

la óptima ±1%.

h.- Durante la construcción de los rellenos se deberá mantener una superficie con

pendiente longitudinal y transversal suficiente para permitir el rápido escurrimiento del

agua en caso de lluvia, sin provocar erosión excesiva de los mismos.

i.- Para cada capa de relleno se deberán practicar ensayos de densidad en sitio, para

determinar el grado de compactación alcanzado. Si la compactación resultara menor

que la exigida, se deberá continuar la compactación de la próxima capa con mayor

energía para ejercer influencia sobre la capa deficiente, o escarificar completamente

esta última y compactar de nuevo.

j.- Durante los trabajos de ejecución de los rellenos, deberá realizarse una inspección

continua, a fin de garantizar que se alcancen los niveles de compactación

recomendados.

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14. ANEXOS

14.1 Plano de Ubicación.

14.2 Columnas Litológicas

14.3 Perfiles Litológicos.

14.4 Registros de Perforaciones.

14.5 Resultados de los Análisis Granulométrico.

14.6 Resultados de la Determinación de la Humedad Natural.

14.7 Resultados de los Límites de Atterberg.

14.8 Resultados de Pesos Específicos

14.9 Resultados de Pesos Unitarios.

14.10 Resultados de los Ensayos de Corte Directo.

14.11 Resultados de los Ensayos compresión inconfinada.

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14.1. PLANO DE UBICACIÓN

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14.2. COLUMNAS LITOLÓGICAS

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Figura 14.2.1 Columna Sondeo P-1

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Figura 14.2.2 Columna Sondeo P-2

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Figura 14.2.3 Columna Sondeo P-3

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Figura 14.2.4 Columna Sondeo P-4

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Figura 14.2.5 Columna Sondeo P-5

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Figura 14.2.6 Columna Sondeo P-6

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Figura 14.2.7 Columna Sondeo P-7

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Figura 14.2.8 Columna Sondeo P-8

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14.3. PERFILES LITOLÓGICOS

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14.4. REGISTROS DE PERFORACIONES

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14.5. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

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DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO CONTRATO: "SERVICIOS GEOTECNICOS PDVSA ORIENTE (ESTUDIOS DE SUELO, ASFALTO Y CONCRETO), PARA LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS EN EL DISTRITO FURRIAL. PAQUETE B." PROYECTO: “CONSTRUCCION DE GALPON DE ALMACENAMIENTO EN LA BASE DE PDVSA COMPRESION GAS MATURIN” DOCUMENTO: INFORME - ESTUDIO GEOTECNICO.

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ODT: SG-AT-11-031

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14.6. RESULTADOS DE LA DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD

NATURAL

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14.7. RESULTADOS DE LOS LIMITES DE ATTERBERG

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14.8. RESULTADOS DE PESOS ESPECIFICOS

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DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO CONTRATO: "SERVICIOS GEOTECNICOS PDVSA ORIENTE (ESTUDIOS DE SUELO, ASFALTO Y CONCRETO), PARA LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS EN EL DISTRITO FURRIAL. PAQUETE B." PROYECTO: “CONSTRUCCION DE GALPON DE ALMACENAMIENTO EN LA BASE DE PDVSA COMPRESION GAS MATURIN” DOCUMENTO: INFORME - ESTUDIO GEOTECNICO.

CODIGO DE DOCUMENTO

ACO-ING-EG-12009

CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

FECHA: 23/07/12

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14.9. RESULTADOS DE PESOS UNITARIOS

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ODT: SG-AT-11-031

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ODT: SG-AT-11-031

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ODT: SG-AT-11-031

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14.10. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CORTE DIRECTO

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ODT: SG-AT-11-031

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ODT: SG-AT-11-031

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CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

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CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

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ODT: SG-AT-11-031

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CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

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CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

FECHA: 23/07/12

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CONTRATO: 4600039143

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14.11. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE COMPRESION SIMPLE

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CONTRATO: 4600039143

ODT: SG-AT-11-031

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ODT: SG-AT-11-031

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