Estudio de Suelos

Construcción Camino vecinal Cueva Blanca – Santa Bárbara (Km 0+000 – Km 15+140)

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

1. ANTECEDENTES

2. OBJETIVO

3. DESCRIPCIÓN Y UBICACIÓN DE LA VIA

4. GEOLOGIA DEL AREA ESTUDIADA

5. CLIMA

6. ESTUDIO DE SUELOS EN PLATAFORMA

6.1 Metodología

6.2 Trabajos de Campo

6.3 Ensayos de Laboratorio

6.4 Perfil Estratigráfico

7. ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

7.1 Metodología

7.2 Trabajos de Campo

7.3 Ensayos de Laboratorio

8. UBICACIÓN DE CANTERAS

9. UBICACIÓN DE FUENTES DE AGUA

10. RESULTADOS OBTENIDOS EN GABINETE

10.1 Material de afirmado

10.2 Calidad del agua

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES


EL ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS Y

FUENTES DE AGUA

1.0 ANTECEDENTES

El gobierno Distrital de Huancabamba, medianteproceso de selección ADS – 030 -2008 GEP/MDH, para laelaboración del Expediente Técnico de Construcción deCamino Vecinal Cueva Blanca – Santa Bárbara (Km 0+000al Km 15+140), dicho expediente por necesidad ha sidoactualizado por el consultor en el mes de Noviembre de2011.

2.0 OBJETIVO

El objetivo del presente informe es determinar lascaracterísticas físicas mecánicas de los suelos defundación existente en el tramo Cueva Blanca – SantaBárbara, con el fin de obtener un diseño de pavimentotal que de a la vía una servicialidad adecuada, conforty seguridad con materiales apropiados que garanticen lavida útil para la cual fue diseñada; así mismo sedeterminara las canteras (Afirmado) y las fuentes deagua que cumplan con los requerimientos técnico mínimosexigidos en la norma EG-2000 Especificaciones Técnicasdel Ministerio de Transporte y Comunicaciones con lascantidades necesarias para el requerimiento de obra.


3.0 DESCRIPCIÓN Y UBICACIÓN DE LA VIA

El área en estudio se encuentra ubicada en eldepartamento de Pasco, provincia de Oxapampa, distritode Huancabamba, el punto de partida de la vía se ubicaen la localidad de Cueva Blanca en el Km +000, y elpunto de llegada de la vía se ubica en la localidad deSanta Bárbara en el Km 15+140 tal con una longitudtotal de 15.140 Km.

Actualmente dichas localidades cuentan con un caminode herradura su servicio y su estado es regular; acontinuación se describe algunas características de lavía.

Consultor realizando trabajo de campo (Monumentación)

Consultor realizando trabajo de campo (Prospección en plataforma)


4.0 GEOLOGIA DEL ÁREA ESTUDIADA

La brecha caliza de la región de Cerro de Paseollamada por Mc Laughlin “Shuco limestone conglomerate”,ha sido siempre considerada como (a base de laformación caliza triásica regional. En cambio, losgeólogos de Cerro de Paseo Corp. le atribuyen una edadterciaria (eocénica). En cuanto a su naturaleza, todosla considerábamos como un depósito sedimentario, algoasí como un depósito de piedmont. En una excursiónreciente se ha podido establecer su verdaderanaturaleza, en los afloramientos de Tarmatambo, cercade Tarma, departamento de Junín. Se trata, en realidad,de una brecha de fricción, situada efectivamente en labase de las calizas triásicas (norianas), entre estas yel substratum paleozoico, pérmico o más antiguo, segúnlos casos; hasta precámbrico, eventualmente.

Merecen una mención muy especial las meseta delBombón donde se emplazan pueblos progresistas comoJunín, Carhuamayo, Ninacaca, Cerro de Pasco y otros;Geológicamente estas mesetas fueron lagos rodeados decerros, en éstos se depositó el material erosionado delos cerros en el Cuaternario, y en el tiempo geológicosufrieron un drenaje natural quedando la meseta actual,y como resto de ese gran lago ha quedado el lago Junín.

Se han estudiado también el sistema de fallas deltipo inversas Satipo-San Ramón.

5.0 CLIMA

El proyecto se encuentra en el punto de partida enla localidad de Cueva Blanca con un Clima templado contemperatura de 15°C a 18°C, en su punto de llegada enla localidad de Santa Bárbara con un Clima frio contemperatura 5ºC a 15ºC precipitación pluvial mediaanual de 1200 mm, con humedad relativa media anual de


35 a 40% la época de lluvia se da entre los meses desetiembre a marzo, la incidencia de heladas es alta enla localidad de Santa Bárbara por ser una zona decordillera.

6.0 ESTUDIO DE SUELOS EN PLATAFORMA

6.1 METODOLOGÍA

La metodología consiste en efectuar investigaciónmediante la ejecución de pozos exploratorios a lolargo de la vía, de una profundidad de 1.20 mmediante la cual se obtiene muestras representativasde material de cada estrato encontrado; las cualesse identifican y embalan en bolsas de polietileno yque luego fueron enviados al laboratorio de mecánicade suelos.

6.2 TRABAJOS DE CAMPO

Con el objeto de determinar las característicaspropias del terreno de fundación, se realizaronexcavaciones a lo largo del eje de la carretera conuna profundidad de 1.20 m como mínimo, se haconsiderado la exploración de calicatas a lo largode la vía por la naturaleza del estudio que apunta aun mantenimiento periódico, estas han sido ubicadosproporcionalmente al tramo.

Los materiales encontrados en cada estrato fuerondescritos e identificados mediante tarjetas deidentificación, donde se coloca el estrato al quecorresponde, profundidad y número de calicata. Luegoestas muestras fueron colocadas en bolsas depolietileno para su traslado al laboratorio.


6.3 ENSAYOS DE LABORATORIO

Las muestras de suelos ya en laboratorio, fueronclasificadas procedimientos y normas descritas en laASTM D - 2488 /2004. Las muestras obtenidas desuelos fueron sometidas a los siguientes ensayos:

Análisis Granulométrico MTC E107 ASTM D-422

Material que Pasa el Tamiz N° 200 MTC E202 ASTM D-1140

Límite líquido MTC E 110 ASTM D-424

Limite Plástico MTC E 111 ASTM D-423

Contenido de humedad del suelo MTC E 108ASTM D-2216

Clasificación SUCS ASTM D-2487

Proctor Método Modificado MTC E 115 ASTM D-1557

C.B.R MTC E 132 ASTM D-1883

Clasificación de Suelos para el ASTM D-3283Uso en Vías de Transporte


6.4 CUADRO DE RESUMEN DE RESULTADOS EN PLATAFORMA

TRAMO: CUEVA BLANCA – SANTA BARBARA (KM 00+000 AL 15+140)


PLATAFORMA

Calicata

Nº

Prof.(m)

De - a

Progresiva

CLASIFICACIÓN

W% LL LP IP

CBR PROCTOR MODIFICADO

SUCS AASHTO 100% 95%

MáximaDensidad(gr/cm3)

Optimahumedad(%)

C-1 0.20 –1.20 01+000 SP-SM A-2-5

(0)13.80

42.0

33.3

8.7 72.94

24.94 1.907 12.00

C-2 0.20 –1.20 02+000 SM A-2-

7(0)12.95

40.0

31.9 8.1

65.01

21.50

1.895 14.20

C-3 0.20 –1.20 03+000 SP-SM A-2-

5(0)14.40

41.0

31.4 9.6

82.15

29.21

1.920 12.60

C-4 0.20 –1.20 04+000 SM A-2-

6(0)12.40

39.0

30.85

8.15

71.58

24.33

1.905 13.40

C-5 0.20 –1.20 05+000 SP A-2-

6(0)10.70

40.0

29.6

10.4

74.32

25.56

1.909 13.00

C-6 0.20 –1.20 06+000 SM A-2-

6(0)12.65

39.45

29.82

9.63

51.88

16.47

1.873 13.07

C-7 0.20 –1.20 07+000 SP-SM A-2-b 12.

2025.0

24.1 0.9 68.2

522.87

1.900 13.90

C-8 0.20 –1.20 08+000 SM A-4-

3(0)11.80

35.0

26.1 8.9 64.3

721.23

1.894 15.00

C-9 0.20 –1.20 09+000 SP-SM A-2-

4(0)13.50

38.0

30.4 8.6 79.2

527.84

1.916 12.80


6.4 PERFIL ESTRATIGRÁFICO

De acuerdo a la exploración efectuada mediantelas calicatas C1 hasta C15 tal como se observa en elrécord del estudio de exploración y en losresultados de laboratorio adjuntados; el perfilestratigráfico se presenta en el Grafico Nº 05 y ladescripción estratigráfica se detalla a continuaciónpresenta las siguientes características, y el cualse observa en el Gráfico Nº 05.

Calicata C- 1

0.0 m - 0.20 m

Se observa material de tierra vegetal o de chacra.

0.20 m — 1.20 m

Se observa arenas mal gradadas gravosas limosas, noplásticas, semidensas, húmedas, color claro, conpresencia piedras angulares de 1/2” á 1” en un59.39% del volumen total, el cual se clasifica en elsistema AASHTO como A-2-5(0) y en SUCS Como SP-SM.

Calicata C-2

0.00 m — 0.20 m

Se observa material de tierra vegetal.

0.20 m — 1.20 m

Se observa arena limosa, no plásticas, semidensas,húmedas, color claro, con presencia piedrasangulares de 1/2” á 1” en un 13.57% del volumentotal, el cual se clasifica en el sistema AASHTOcomo A-2-7(0) y en SUCS Como SM.


Calicata C-3

0.00 m — 0.22 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arenas mal gradadas gravosas limosas, noplásticas, semidensas, húmedas, color claro, conpresencia piedras angulares de 1/2” á 1” en un59.39% del volumen total, el cual se clasifica en elsistema AASHTO como A-2-5(0) y en SUCS Como SP-SM.

Calicata C-4

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, coloramarillo claro, con presencia de piedras angularesde 1/8” á 2 1/2’ en un 17.55% del volumen total, elcual se clasifica en el sistema AASHTQ como A-2-6(O)y en SUCS como SM

Calicata C-5

0.00 m — 0.20 m

Se observa material de tierra vegetal

0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada gravosa, semidensas,ligeramente, húmedas, color marrón oscuro, conpresencia de piedras angulares de 1” á 2 1/2’’ en un


45.55% del volumen total, el cual se clasifica en elsistema AASHTQ como A-2-6(O) y en SUCS como SP.

Calicata C-6

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, ligeramente, húmedas, color marrón claro,con presencia de piedras angulares de 1/8” á 2 1/2’en un 10.15% del volumen total, el cual se clasificaen el sistema AASHTQ como A-2-6(O) y en SUCS como SM

Clicata C-7

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada gravosa limosa, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, colormarrón claro, con presencia de piedras angulares de1/8” á 2 1/2’ en un 22.35% del volumen total, elcual se clasifica en el sistema AASHTQ como A-2-b yen SUCS como SP-SM.

Calicata C-8

0.00 m — 0.20 m

Se observa material de tieerra vegetal.


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, coloramarillo claro, con presencia de piedras angularesde 1/8” á 2 1/2’ en un 8.75% del volumen total, elcual se clasifica en el sistema AASHTQ como A-4-3(O)y en SUCS como SM.

Calicata C-9

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arenas mal gradadas gravosas limosas,semi plásticas, semidensas, ligeramente, húmedas,color amarillo oscuro, con presencia de piedrasangulares de 1/8” á 2 1/2’ en un 32.55% del volumentotal, el cual se clasifica en el sistema AASHTQcomo A-2-4(O) y en SUCS como SP-SM.

Calicata C-10

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, coloramarillo oscuro, con presencia de piedras angularesde 1/8” á 2’’ en un 9.75% del volumen total, el cualse clasifica en el sistema AASHTQ como A-4-3(O) y enSUCS como SM.


Calicata C-11

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada gravosa limosas, semiplásticas, ligeramente, húmedas, color marrón claro,con presencia de piedras angulares de 1/8” á 2 1/2’en un 22.05% del volumen total, el cual se clasificaen el sistema AASHTQ como A-2-6(O) y en SUCS comoSP-SM.

Calicata C-12

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, colorMarrón oscuro, con presencia de piedras angulares de1” á 2 1/2’ en un 7.50% del volumen total, el cualse clasifica en el sistema AASHTQ como A-4-3(O) y enSUCS como SM

Calicata C-13

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada gravosa limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, color


amarillo oscuro, con presencia de piedras angularesde 1/8” á 2 1/2’ en un 26.45% del volumen total, elcual se clasifica en el sistema AASHTQ como A-2-6(O)y en SUCS como SP-SM

Calicata C-14

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada limosas, semiplásticas, semidensas, ligeramente, húmedas, coloramarillo oscuro, con presencia de piedras angularesde 1/8” á 2’’ en un 12.55% del volumen total, elcual se clasifica en el sistema AASHTQ como A-4-3(O)y en SUCS como SM.

Calicata C-15

0.00 m — 0.20 m


0.20 m — 1.20 m

Se observa arena mal gradada gravosa, semidensas,ligeramente, húmedas, color marrón claro, conpresencia de piedras angulares de 1/8” á 2 1/2’ enun 30.55% del volumen total, el cual se clasifica enel sistema AASHTQ como A-2-7(O) y en SUCS como SP.


GRAFICO N° 05-A

PERFIL ESTRATIGRAFICO 0+00 AL 8+000


GRAFICO Nº 05-B PERFIL ESTRATIGRÁFICO 8+000 AL 15+140


7.0 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

7.1 METODOLOGÍA

La metodología para la exploración de canterasconsiste en ubicar bancos de materiales que cumplancon las especificaciones técnicas EG-2000, y con losvolúmenes necesarios para el trabajo, estas seexploran mediante sondajes tipo trincheras de 3.0 mcomo mínimo y métodos geofísicos para poder calcularla potencia de la cantera; de las trincherasexploradas se obtiene muestras representativas dematerial de cada estrato encontrado, las cuales seidentifican y embalan en bolsas de polietileno paraque posteriormente sean enviados al laboratorio demecánica de suelos.

La metodología para le exploración de Fuentes deagua consiste en ubicar fuentes de Agua tales comoríos, lagunas, manantiales, etc. de estos se tomanmuestras que serán recolectadas en envasesdebidamente tratados para este fin, una vez rotuladosse enviaran a el laboratorio, donde se determinara sucomposición química.

7.2 TRABAJOS DE CAMPO

El estudio de canteras y fuentes de agua serealizó con la finalidad de ver los volúmenes totalesde las canteras escogidas para el estudio, las queserán explotadas y deberán satisfacer las necesidadesde la carretera en mención tanto en calidad ycantidad. Las labores se inician con la ubicación delas canteras a lo largo del tramo en estudio,ubicadas las canteras se realizaron calicatasexploratorias de las cuales se retiraron muestrasrepresentativas de las áreas correspondientes encantidades necesarias para ser estudiadas y


procesadas en laboratorio. De esta forma se llegarana seleccionar los bancos de materiales mas adecuados.Las selecciones se hicieron de acuerdo a la potenciadisponible, características geotécnicas adecuadas enrelación a su uso, se tomo en cuenta la distancia delárea a ser explotada y costo del transporte. Losbarcos de materiales que estaban ubicados en áreaslejanas y tenían dificultad de acceso a la vía fuerondescartadas.

7.3 ENSAYOS DE LABORATORIO

Material para afirmado

Análisis Granulométrico MTC E 107 ASTM D-422

Material que Pasa el Tamiz N° 200 MTC E 202ASTM 0- 1140

Límite Líquido MTC E 110 ASTM D-424

Límite plástico MTC E 11 ASTM D-423

Clasificación SUCS ASTM D-2487

Clasificación de Suelos para el ASTM D-3283

Uso en Vías de Transporte

Proctor Método Modificado MTC E 115 ASTM D-1557

C.B.R MTC E 132 ASTM D-1883

Abrasión MTC E 207 ASTM D-1999


Equivalente de Arena MTC E 114 ASTM D-2419

Calidad de Agua

- Inspecciòn ocular insitu y pruebas prácticas paradeterminar olor, color y sólidos suspendidos de lasaguas encontradas.


8.0 UBICACIÓN DE CANTERAS

CANTERA Nº 01

Ubicación : Km 00+000

Lado : Derecha

Acceso : 0.60 m

Distancia : 0.00 m

Periodo de utilización : Todo el año

Potencia : 2,500.00 m3

Uso : Recomendado para uso en concreto yafirmado

Rendimiento : 80%

Método explotación : Equipo convencional

CANTERA Nº 02

Ubicación : Km 00+220

Lado : Izquierda

Acceso : Costado de vía

Distancia : 0.00 m

Periodo de utilización : Todo el año.


Uso : Recomendado para uso en afirmado.

Rendimiento : 85%


CANTERA Nº 03

Ubicación :Km. 4+650

Lado : Derecha


Acceso : Costado de via

Distancia : 0.00 mt



Uso : Recomendada para uso en afirmado

Rendimiento : 90%


CANTERA Nº 04


Lado : Derecha

Acceso : Costado de via

Distancia : 0.00 mt




Rendimiento : 85%


CANTERA Nº 05


Lado : Derecha


Distancia : 10 m




Rendimiento : 90%




CUADRO DE RESUMEN DE RESULTADOS EN CANTERAS

TRAMO: CUEVA BLANCA – SANTA BARBARA (KM 0+000 AL 15+140.81)


CANTERAS

Cantera

Nº

Prof.(m)

De - a

Progresiva

CLASIFICACIÓN

W% LL LP IP

CBR PROCTOR MODIFICADO

SUCS AASHTO 100% 95%MáximaDensidad

(gr/cm3)

Optimahumedad

(%)

C-1 3.000+000

Acceso60 m

GP A-2-4(0)

10.80 38.0 30.1 7.9 82.8

929.57 1.921 12.60

C-2 3.00 0+220 GP A-2-4(0) 9.40 37.0 30.1 6.7 84.3

730.28 1.923 12.60

C-3 3.00 04+650 GP-GM A-2-4(0)

14.40 39.0 31.0 8.0 97.5

736.92 1.940 11.60

C-4 3.00 7+240 GP-GM A-2-4(0)

10.60 41.0 31.0 10.0 99.1

937.77

1.942 11.40

C-5 3.00 14+900 SP A-2-7(0)

11.68 48.0 31.9 16.1 89.6

732.90 1.930 12.60


ENSAYO DE LOS ANGELES:

C-1…………….Porcentaje de desgaste 19.40%







9.0 UBICACIÓN DE FUENTES DE AGUA

FUENTE DE AGUA

UBICACIÓN : Km. 00+180


Distancia : 0.00 m

Periodo de utilización : todo el año

FUENTE DE AGUA



Distancia : 3 m


FUENTE DE AGUA



Distancia : 5 m


FUENTE DE AGUA



Distancia : 2 m


FUENTE DE AGUA




Distancia : 4 m



10.0 RESULTADOS OBTENIDOS EN GABINETE

10.1 MATERIAL PARA AFIRMADO

En base a la información obtenid adurante trabajos de campo y los resultados de losensayos de laboratorio, se efectuó laclasificación de suelos (sistema AASHTO, SUCS) ylos ensayos señalados en el ítem 7 del presenteinforme, por el cual se presenta el siguientecuadro resumen.

CUADRO DE RESUMEN DE RESULTADOS EN CANTERA

TRAMO: CUEVA BLANCA – SANTA BARBARA (KM 0+000 AL 15+140.81)CANTERAS

CanteraNº

Prof.(m)De -a

Progresiva

CLASIFICACIÓN

W% LL LP IP

CBR PROCTORMODIFICADO

SUCS AASHTO 100% 95%

MáximaDensidad

(gr/cm3)

Optimahumedad(%)

C-1 3.00

0+000

Acceso 60m

GP A-2-4(0)

10.80

38.0 30.1 7.9 82.8

929.57 1.921 12.60

C-2 3.00 0+220 GP A-2-4(0)

9.40

37.0 30.1 6.7 84.3

730.28 1.923 12.60

C-3 3.00 04+650 GP-GM A-2-

4(0)14.40

39.0 31.0 8.0 97.5

736.92 1.940 11.60

C-4 3.00 7+240 GP-GM A-2-4(0)

10.60

41.0 31.0 10.0 99.1

937.77

1.942 11.40

C-5 3.0014+90

0 SP A-2-7(0)

11.68

48.0 31.9 16.1 89.6

732.90 1.930 12.60


10.2 Calidad de agua

En base a la información obtenida durante lostrabajos de campo y a la observación in situ seconcluye que la calidad del agua es muy buena parael uso en preparación de concreto y afirmado.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

a) Canteras:

- La cantera Nº 01 debe usarse en preparación de concretos seleccionando la piedra y en afirmado en forma integral.

- La Cantera Nº 02 debe usarse para afirmado.

- La cantera Nº 03 se usará en colocación de afirmado.

- La cantera Nº 04 se usará en colocación de afirmado.

- La cantera Nº 05 debe usarse para afirmado.

-

b) Fuentes de agua:

- La fuente de agua estudiada reúne condiciones mínimaspara ser usada en batido de afirmado.

- Para preparación de concretos se usará la fuenteencontrada en el tramo estudiado, puesto que son debuena calidad.

- Debe tenerse mucho cuidado al utilizar la fuente deagua en no contaminarla, con desechos, aceites yotros.


11.0 PANEL FOTOGRAFICO

Consultor tomando datos en cumbre de ishpo.


Vista de Santa Bárbara

Vista de la producción de papa que no puede ser transportada a los mercados.


Cantera Nº 01 para agregados de concreto

Cantera Nº 04 Para afirmado


Calicata Nº 9 en plataforma


Calicata Nº 10 en plataforma (cumbre de Ishpo).

Calicata Nº 11 inicio tramo el pajonal (progresiva 10+990)


Vista Calicata Nº 12 (El Pajonal).

Vista Calicata Nº 15 Santa Bárbara

Vista de Ubicación de Cantera Nº 5 (Cumbre de Huaylas)

Estudio de Suelos

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