NDICE
ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE INSTALACIN DE REDES PARA EL
PROYECTO:Obras de Saneamiento en Asoc. de Viv. Las Palmeras de
Copacabana, Puente Piedra
NDICE
1GENERALIDADES22UBICACIN DEL PROYECTO23TRABAJOS
EFECTUADOS3EXPLORACIN DE CAMPO3ENSAYOS DE LABORATORIO34PERFIL DEL
SUELOS45EVALUACIN DE LOS ENSAYOS QUMICOS46PROFUNDIDAD DEL NIVEL
FRETICO67CONDICIONES DE CIMENTACIN PARA ESTRUCTURAS DE
CONCRETO6PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN6TIPO DE CIMENTACIN68ANLISIS DE
CIMENTACIN DEL SUELO68.1 CLCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE
SUELO78.1.1CAPACIDAD ADMISIBLE POR RESISTENCIA78.1.2CAPACIDAD
ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO89ESPECIFICACIONES TCNICAS PARA LA
INSTALACIN DE TUBERAS DE PVC PARA AGUA POTABLE910PARMETROS DE DISEO
SISMO RESISTENTE1211CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES13
ANEXOSANEXO AUBICACIN DE CALICATASANEXO BPERFIL
ESTRATIGRFICOANEXO C ENSAYOS DE LABORATORIOANEXO DPANEL
FOTOGRFICO
ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE INSTALACIN DE REDES PARA EL
PROYECTO:Obras de Saneamiento en Asoc. de Viv. Las Palmeras de
Copacabana, Puente Piedra
1 GENERALIDADESLa finalidad del presente informe es conocer las
caractersticas geotcnicas del subsuelo con fines de instalacin de
redes de agua en base a las exploraciones de campo, los ensayos de
laboratorio, perfil estratigrfico y los anlisis efectuados llegando
a una conclusin y recomendaciones adecuadas, con el fin de obtener
los parmetros necesarios para el proyecto Obras de Saneamiento en
Asoc. de Viv. Las Palmeras de Copacabana, Puente Piedra. Para tal
efecto el personal profesional y tcnico de la empresa ARES
Ingeniera de Control inicia los trabajos de campo los das 16 y 17
de febrero de 2015.
2 ubicacin del proyectoLa asociacin de vivienda Las Palmeras de
Copacabana, se encuentra ubicado en el distrito de Puente Piedra,
provincia y regin Lima.
Av. Las Palmeras
Mapa N 2.1 Ubicacin del proyecto
3 trabajos efectuados
Exploracin de CampoEl programa de exploracin de campo llevado a
cabo consisti en la ejecucin de dos (2) prospecciones fsicas
(calicatas), excavadas hasta una profundidad mxima de 1.50m.
En cada una de las prospecciones fsicas se registr
cuidadosamente el perfil estratigrfico y se clasificaron
visualmente los suelos encontrados, de acuerdo a los procedimientos
del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), Anexo C.
Las excavaciones y profundidades alcanzadas, fueron las siguientes:
Cuadro N 3.1Resumen de excavacin de calicatas para el estudio
CalicataProfundidad(m)Nivel Fretico(m)N de MuestrasAlteradas
C 11.50No alcanzado2
C 21.50No alcanzado2
Ensayos de LaboratorioSobre las muestras representativas se
realizaron ensayos de laboratorio para determinas las propiedades
fsicas de los suelos y sus parmetros de resistencia. Las muestras
ensayadas en el laboratorio han sido clasificadas utilizando el
Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), los ensayos
fueron realizados de acuerdo a las Normas Tcnicas Peruanas (NTP)
aprobados por el CTN de Geotecnia, asimismo por la American Society
for Testing and Materias (ASTM) y son los siguientes:
Anlisis granulomtrico por tamizado(NTP 339.128:1999, ASTM D-422)
Contenido de humedad(NTP 339.126:1999, ASTM D-2216) Clasificacin
Unificada de Suelos(NTP 339.134:1999, ASTM D-2487) Descripcin
Visual Manual (NTP 339.150:2001, ASTM D-2488) Lmites de
Atterberg(NTP 339.129:1999, ASTM D-4318)
En el cuadro siguiente se presenta un resumen de los ensayos
estndar realizados.
Cuadro N 3.2Resumen de los ensayos estndar
UbicacinGranulometra (%)Lmites (%)C. H.(%)ClasificacinSUCS
FinosArenaGravaLquidoPlstico
C-1 (0.50 1.50)7.1051.1041.60NPNP7.50SP-SM
C-2 (0.40 1.50)6.2054.3039.50NPNP8.10SP-SM
4 PERFIL DEL SUELOS
De las excavaciones realizadas, se ha podido verificar la
homogeneidad del terreno, quedando establecidas las siguientes
estratificaciones claramente definidas: Para las calicata C-1
ubicada entre las calles B y C y la calicata C-2, ubicada entre las
calles A y D, desde el nivel de superficie hasta una profundidad
entre 0.40 y 0.50m se puede apreciar material de relleno con restos
inorgnicos y algunas races.
A partir de all, hasta una profundidad de 1.50m, se aprecia
Arena ligeramente limosa, en estado semi-compacto con presencia de
terrones endurecidos y escasas gravas y bolones de T.M. 5" en
estado semi seco, segn su clasificacin SUCS corresponde al tipo
SM-SP.Durante toda la excavacin los taludes verticales estuvieron
estables.
5 EVALUACIN DE LOS ENSAYOS QUMICOS Se ha realizado una evaluacin
geoqumica, teniendo como base, los resultados de los anlisis
efectuados de las muestras de suelo y de acuerdo al cuadro en que
se presentan las cantidades en partes por milln (p.p.m) de
sulfatos, cloruros y sales solubles totales, as como el grado de
alteracin y las observaciones del ataque y corrosin de las
armaduras de acero y al concreto.
Cuadro N 5.1Elementos Nocivos para la Cimentacin
Presencia en el Suelo dep.p.mGrado de AlteracinObservaciones
***Sales Solubles Totales>15,000PerjudicialOcasiona problemas
de prdida de resistencia mecnica por problema de lixiviacin
**Cloruros>6,000PerjudicialOcasiona problemas de corrosin de
armaduras o elementos metlicos.
*Sulfatos0-10001000-20002000-20,000>20,000LeveModeradoSeveroMuy
SeveroOcasiona un ataque qumico al concreto de la cimentacin
* Comit ACI 318** Experiencia existente
Resultados de laboratorio:Cuadro N5.2
NCalicataS.S.T.(ppm)CI-(ppm)SO4(ppm)pH
C 12,453.0205.461,273.858.36
C 21,476.078.08363.578.20
Segn el Cuadro indicado en el anexo, los niveles de concentracin
de Sales Solubles Totales encontrados en las muestras analizadas
indican que el grado de alteracin no es perjudicial.
Los cloruros producen corrosin a estructuras metlicas, refuerzo
de acero del concreto, etc. La referencia a valores mximos se
encuentra en la Norma tcnica de Edificacin E-060 y en la zona de
estudio, segn los niveles de concentracin de cloruros encontrados
en las muestras analizadas, indican que el grado de alteracin no es
perjudicial, por lo que no es necesario ningn tratamiento especial
para el ataque de cloruros.
Para sulfatos, existen tolerancias permisibles que se encuentran
en el Reglamento Nacional de Edificaciones, los valores obtenidos
indican concentraciones MODERADAS, por lo que, de ser necesario la
construccin de edificaciones en contacto con el terreno natural, se
deber utilizar cemento Portland tipo II.
6 PROFUNDIDAD DEL NIVEL FRETICOA la fecha de la ejecucin de los
trabajos de campo (Febrero del 2015), y a la profundidad
investigada, no se encontr la presencia del nivel fretico en
ninguna de las calicatas efectuadas. Sin embargo se debe indicar
que la zona del proyecto se encuentra a aproximadamente 191
m.s.n.m. y a casi 8.50 Km de distancia de la zona de playas.
7 condiciones de CIMENTACIN para estructuras de concreto
Profundidad de Cimentacin Para la profundidad de cimentacin de
los muros de cimentacin se recomienda un Df = 0.80m mnimo, debajo
del nivel 0.00 del terreno natural, eliminando el material de
relleno, a fin de confinar un estrato de mayor resistencia.
Tipo de CimentacinSe ha determinado en el presenta caso la
cimentacin ms adecuada es la de tipo superficial, mediante
cimientos corridos
8 ANLISIS de CIMENTACIN del sueloEl anlisis de la cimentacin de
las estructuras de concreto, se ha realizado en base a la
exploracin geotcnica realizada. Este anlisis consiste en determinar
la capacidad admisible de carga y el asentamiento esperado para
este tipo de suelo. Se presenta a continuacin el anlisis de la
cimentacin, que incluye las recomendaciones para su diseo. 8.1
Clculo de la Capacidad Admisible Suelo
8.1.1Capacidad Admisible por Resistencia
La capacidad de carga se ha analizado usando la frmula de
Terzaghi y Peck (1967) con los parmetros de Vesic (1973).
Donde:
qu =capacidad ltima de carga.qad=capacidad admisible de
carga.Fs=factor de seguridad = 3.=peso unitario del suelo.C=cohesin
(Kg./cm2)Df=profundidad de cimentacin.Nc, N, Nq =parmetros de
capacidad portante en funcin de Sc, S, Sq =factores de forma
(Vesic, 1979).S=0,6 Sq = 1 + tg .
Este valor de la capacidad ser verificado por el asentamiento
permisible.
8.1.2Capacidad Admisible por AsentamientoSe ha adoptado el
criterio de limitar el asentamiento de la cimentacin a 1 pulgada,
por el tipo de cimentacin. Lambe (1994) pg. 216. Para determinar el
asentamiento en suelos granulares se ha utilizado el mtodo elstico
para el clculo del asentamiento inmediato mediante la siguiente
relacin:
Donde:
Si = Asentamiento en cm. = Relacin de Poisson = 0,3.If = Factor
de forma (cm/m).Es = Mdulo de elasticidad (ton/m2).q = Presin de
trabajo (ton/m2).B = Ancho de la cimentacin.
Teniendo en cuenta todos estos parmetros se ha evaluado la
cimentacin a diversas profundidades. CUADRO 8.1CIMENTACIN
CORRIDA
qadm ( kg/cm2) L=5mC kg/cm2()
DfB= 0.6mB= 0.8mB= 1.0mB= 1.2 mB= 1.5mB= 1.8m
0.801.21.31.51.51.51.7028.8
Df: Profundidad de cimentacin medido desde el nivel de piso qad:
Capacidad admisible determinada con parmetros de resistencia
cortante y verificado por asentamiento.: Densidad del sueloC :
Cohesin: Angulo de Friccin
9 especificaciones TCNICAS para la INSTALACIN de TUBERAS de pvc
para agua potable
Las presentes Especificaciones Tcnicas corresponden al
Suministro, Instalacin y Puesta en Servicios de Tuberas y
Accesorios de PVC "POLICLORURO DE VINILO" de acuerdo a la Norma
Tcnica Nacional ISO 4422 (reemplaza a la Norma ITINTEC N 399.002)
para la conduccin de Fluidos a Presin - Clase Pesada SAP (Standard
Americano Pesado). De acuerdo a las Normas ISO 4422, la tubera se
clasifica en series, las cuales estn en funcin a las presiones de
trabajo mxima continuas a la temperatura de 20C.
9.1EXCAVACIN DE LA ZANJA Procederse a excavar las zanjas con
anticipacin mxima de cinco (5) das al trabajo de colocacin de la
tubera. El fondo de la zanja debe presentar una superficie bien
nivelada, ser continuo, plano y libre de piedras, troncos, o
materiales duros y cortantes para que los tubos se apoyen sin
discontinuidad a lo largo de la generatriz inferior. En el fondo
colocar una capa de material fino, escogido, excepto de piedras o
cuerpos extraos, con un espesor mnimo de 15 cm. Este relleno
previo, debe ser bien apisonado antes de la instalacin de los
tubos.Retirar las rocas o piedras del borde de la zanja, para
evitar el deslizamiento al interior que ocasione posibles roturas.
No debe usarse nunca arcilla inmediatamente alrededor del tubo, ya
sea para encamado, relleno lateral o superior. Es fundamental
brindar a la tubera PVC un apoyo uniforme y continuo en toda su
longitud, dejando "nichos" en la zona de las campanas para permitir
el apoyo del cuerpo del tubo. Se determinar la ubicacin de las
uniones en el fondo de la zanja antes de bajar a ella los tubos, en
cada uno de esos puntos se abrirn hoyos, o canaletas transversales,
de la profundidad y ancho necesario para el fcil manipuleo de los
tubos y sus accesorios en el momento de su montaje.
Ancho y Profundidad de la ZanjaEl ancho de la zanja debe
permitir un montaje fcil y un adecuado relleno y compactacin de la
tubera.Por ser una tubera flexible se recomienda en general que la
zanja al nivel de la tubera, hasta la clave del tubo, sea lo ms
estrecha posible, dentro de los lmites practicables. Un ancho
adicional de 30 cm. al dimetro exterior del tubo permite trabajar
sin problemas durante la instalacin.La altura mnima de relleno
sobre la clave de la tubera debe ser de 1.0 m como mnimo en zonas
de trfico corriente y de 1.2 m en zonas de trfico pesado, con
encamado y relleno de arena o material fino selecto compactado
hasta por lo menos 30 cm. sobre la clave del tubo.
Dimensiones de las ZanjasEl ancho de la zanja depender de la
naturaleza del terreno en trabajo y del dimetro de la tubera por
instalar, pero en ningn caso ser menor de los estrictamente
indispensables para el fcil manipuleo de la tubera y sus accesorios
dentro de dicha zanja. Tendr como mnimo 0.15 m a cada lado del
dimetro exterior de la tubera en el caso de la zanja para dimetros
hasta 10".Tabla 9.1.a
Diagrama 9.1.a
Para curvas de gran dimetro el ancho ser de mayor dimensin que
el normal, tomndose el mayor ancho necesario del lado exterior de
la curva. La zanja se excavar por lo menos cinco (0.05) m de
centmetros debajo de la gradiente exterior del fondo del tubo,
teniendo en cuenta la profundidad mnima del entierro exigible.
Si la tubera se coloca en la calzada o en el campo el entierro
mnimo sobre la cabeza de los tubos, nunca ser menor de 1.00 m,
teniendo en cuenta que los extremos exteriores de los vstagos de
las vlvulas deben quedar a un mnimo de treinta centmetros (0.30 m)
de la superficie. La tubera se coloca en las aceras, o en jardines
laterales o centrales, el relleno sobre la cabeza del tubo puede
disminuirse hasta ochenta centmetros (0.80 m) Si las vlvulas y
grifos contra incendio lo permiten.
INSTALACIN: El tipo y calidad de la "Cama de Apoyo" que soporta
la tubera es muy importante para una buena instalacin, lo cual se
puede lograr fcil y rpidamente, si el terreno tiene poca presencia
de material grueso o piedra, se puede cernir y utilizar como cama
de apoyo (arcilla, arena limosa, etc.). La capa de dicho material
tendr un espesor mnimo de 10 cm.
En la parte inferior de la tubera y debe extenderse entre 1/6 y
1/10 del dimetro exterior hacia los costados de la tubera.
Diagrama 9.1.b
10 PARMETROS DE DISEO SISMO RESISTENTE
El rea en estudio se encuentra en la zona 3 de la Zonificacin
Ssmica del Per, por lo tanto los parmetros geotcnicos
correspondientes son los siguientes, segn lo indicado en el
Reglamento Nacional de Edificaciones:Factor de zonaZ = 0.40gPerfil
del suelo tipo S2Perodo predominante Ts = 0.60 s Factor de
amplificacin del suelo S = 1.2
11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El programa de investigacin de campo se ejecut durante los das
16 y 17 de febrero de 2015. y comprendi 02 excavaciones manuales a
cielo abierto (calicatas) de hasta 1.20m de profundidad. Para las
calicata C-1 ubicada entre las calles B y C y la calicata C-2,
ubicada entre las calles A y D, desde el nivel de superficie hasta
una profundidad entre 0.40 y 0.50m se puede apreciar material de
relleno con restos inorgnicos y algunas races.A partir de all,
hasta una profundidad de 1.20m, se aprecia Arena ligeramente
limosa, en estado semi-compacto con presencia de terrones
endurecidos y escasas gravas y bolones de T.M. 5" en estado semi
seco, segn su clasificacin SUCS corresponde al tipo SM-SP.Durante
toda la excavacin los taludes verticales estuvieron estables.
Teniendo en cuenta todos estos parmetros se ha evaluado la
cimentacin a diversas profundidades. CIMENTACIN CORRIDAqadm (
kg/cm2) L=5mC kg/cm2()
DfB= 0.6mB= 0.8mB= 1.0mB= 1.2 mB= 1.5mB= 1.8m
0.801.21.31.51.51.51.7028.8
Profundidad de CimentacinPara la profundidad de cimentacin de
los muros de cimentacin se recomienda un Df = 0.80m mnimo, debajo
del nivel 0.00 del terreno natural, eliminando el material de
relleno, a fin de confinar un estrato de mayor resistencia.
Tipo de CimentacinSe ha determinado en el presenta caso la
cimentacin ms adecuada es la de tipo superficial, mediante
cimientos corridos
De las Normas de Diseo Sismo-Resistente del RNE, el rea de
estudio pertenece a la zona 3, considerada como Altamente Ssmica,
por lo que le corresponde los siguientes valores en los diseos
estructurales:Factor ZonaZTipo de
SueloPerodoPredominanteTp(s)Factor de AmplificacinS
0,40S20.601.20
Con respecto a los valores encontrados en los ensayos Qumicos,
se indica lo siguiente:Los niveles de concentracin de Sales
Solubles Totales encontrados en las muestras analizadas indican que
el grado de alteracin no es perjudicial.Los cloruros producen
corrosin a estructuras metlicas, refuerzo de acero del concreto,
etc. La referencia a valores mximos se encuentra en la Norma tcnica
de Edificacin E-060 y en la zona de estudio, segn los niveles de
concentracin de cloruros encontrados en las muestras analizadas,
indican que el grado de alteracin no es perjudicial, por lo que no
es necesario ningn tratamiento especial para el ataque de cloruros.
Para sulfatos, existen tolerancias permisibles que se encuentran en
el Reglamento Nacional de Edificaciones, los valores obtenidos
indican concentraciones MODERADAS, por lo que de existir
estructuras de concreto en concreto en contacto con el suelo
natural, estas debern considerar el uso de cemento Prtland tipo II.
Se recomienda el control en el uso de agregados y fuentes de agua,
utilizados en el proceso constructivo, mediante ensayos qumicos de
laboratorio. A la fecha de la ejecucin de los trabajos de campo
(Febrero del 2015), y a la profundidad investigada, no se encontr
la presencia del nivel fretico en ninguna de las calicatas
efectuadas. Sin embargo se debe indicar que la zona del proyecto se
encuentra a aproximadamente 191 m.s.n.m. y a casi 8.5 Km de
distancia de la zona de playas.
Se recomienda evitar aniegos y prevenir la rotura de las
tuberas, as como el riego controlado en las reas verdes, con la
finalidad de evitar la saturacin del suelo y por consecuencia la
disminucin de la resistencia del terreno de fundacin. En caso de
realizar la compactacin de rellenos de ingeniera, debern hacerse
los ensayos de laboratorio necesarios al material a compactarse. En
caso de encontrar material de relleno, este deber ser eliminado
antes de iniciar las obras conforme a lo indicado en la Norma
Tcnica de Edificaciones E-050 en el Capitulo 4, acpite 4.3
"Profundidad de Cimentacin" indica que no debe cimentarse sobre
turba, suelo orgnico, tierra vegetal, desmonte o relleno sanitario
y que estos materiales inadecuados debern ser removidos en su
totalidad, antes de construir la edificacin y ser reemplazados con
materiales que cumplan con lo indicado en el acpite 4.4.1.
"Rellenos controlados o de ingeniera". Se recomienda que en el
proceso constructivo de la obra, debern tomarse las debidas
precauciones para proteger las paredes de las excavaciones y
cimentaciones en general, mediante entibaciones y/o calzaduras con
la finalidad de proteger a los operarios y evitar daos a terceros
conforme lo indica la Norma E-050. Los resultados del estudio
geotcnico se presentan segn las condiciones actuales del terreno
(Febrero de 2015) y se aplican exclusivamente al rea estudiada.
REFERENCIAS
Alva Hurtado J. (1992), Mecnica de Suelos Aplicada a
Cimentaciones, Captulo de Estudiantes ACI-UNI, Lima. ZONAS CRTICAS
POR PELIGROS GEOLGICOS EN LIMA METROPOLITANA, Segundo Nuez y Jenny
Vsquez, INGEMMET, 2009 Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), Soil
Mechanics, John Wiley, New York. Terzaghi K. y Peck R.B. (1967),
Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley, New York. Vesic
A. (1973), Anlisis de la Capacidad de Carga de Cimentaciones
Superficiales, JSMFED, ASCE, Vol. 99. Geotcnica para Ingenieros.
Alberto Martnez Vargas, 1990. Reglamento Nacional de Edificaciones,
Norma Tcnica de Edificacin E.030. Reglamento Nacional de
Edificaciones, Norma Tcnica de Edificacin E.050 Suelos y
Cimentaciones.
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