GEOCON VIAL – INGENIEROS CONSULTORES E.I.R.L.
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INFORME TÉCNICO DE MECÁNICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN 1.0. 1.0. GENER ENERA ALID LIDADES ADES.. 1.1 1.1
Objetivo de del Es Estudio. El presente informe Técnico tiene por finalidad dar a conocer al Ingeniero Ernesto Rubio Medina, los resultados de las investigaciones del suelo de fundación donde se ejecutará el Proyecto: “Construcción del Reservorio El Alizo - Laguna Amarilla”; por medio de trabajos de campo a través de un pozo pozo de expl explor orac ació ión n a cielo cielo abier abierto to o Ca Calic licat ata, a, ensa ensayo yoss de labor laborat ator orio io estándar y especiales a fin de obtener las principales características físicas y mecánicas del subsuelo, y labores de gabinete en base a los cuales se define el perfil estratigráfico; y las conclusiones y recomendaciones generales para la cimentación.
El programa de trabajo realizado con este propósito ha consistido en: •
Reconocimiento del terreno.
•
Ejecución de Calicata.
•
1.2 1.2
Toma de Muestras de campo, preservación y transporte a Laboratorio.
•
Ejecución de Ensayos de Laboratorio.
•
Evaluación de los Trabajos de Campo y Laboratorio.
•
Perfil Estratigráfico.
•
Análisis de Sales Agresivas al Concreto.
•
Análisis Químico del Agua.
•
Conclusiones y Recomendaciones.
Ubic Ubicac ació ión n y Des Descr crip ipci ción ón del del Áre Área a en Est Estud udio io.. El terre terreno no dest destina inado do para para la ejec ejecuc ució ión n del del Proy Proyec ecto to:: “C “Con onst stru rucc cció ión n del del Reservorio El Alizo - Laguna Amarilla”; se encuentra ubicado en la Localidad: El Alizo, Distrito: Sondorillo, Provincia: Huancabamba, Región: Piura.
1.3
Condición ión Climát mática.
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El clima es generalmente seco lluvioso, con una temperatura máxima de 22ºC (Agosto - Setiembre), y una mínima de 4ºC (Diciembre - Marzo), y con mayor precipitación pluvial durante los meses de enero a abril y la época de sequía durante los meses de mayo a noviembre.
1.4
Coordenadas y Altitud de la Zona. El terreno en estudio se encuentra ubicado entre las siguientes coordenadas geográficas U.T.M.:
NORTE
9’410,748.49
ESTE
664,982.30
2.0. INVESTIGACIONES DE CAMPO. 2.1. Trabajos de Campo. 2.1.1.
Calicata.
Con la finalidad de determinar el Perfil Estratigráfico del área en estudio, donde se realizará el Proyecto: “Construcción del Reservorio El Alizo - Laguna Amarilla”, se ha realizado una excavación a cielo abierto o Calicata, localizada convenientemente a la siguiente profundidad:
CUADRO DE CALICATA CALICATA N
PROFUNDIDAD (m.)
º
C-1
2.1.2.
2.00
Muestreo Disturbado.
Se tomaron muestras disturbadas de cada uno de los tipos de suelos encontrados (Mab), en cantidad suficiente como para realizar los ensayos de descripción e identificación de suelos, siguiendo los procedimientos de la Norma A.S.T.M. D 2488.
2.1.3.
Registro de Excavación.
Paralelamente al muestreo se realizó el registro de la calicata, anotándose las principales características de los tipos de suelos encontrados, tales como espesor, color, olor, condición de humedad, angulosidad, forma, consistencia Prohibida su Reproducción Total o Parcial (INDECOPI). Derechos Reservados RQ – GEOCON VIAL – INGENIER OS CONSULTORES E.I.R.L. -2-
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o compacidad, cementación, reacción al HCl, estructura, tamaño máximo de partículas, etc.; de acuerdo a la Norma A.S.T.M. D 2488.
2.1.4.Preservación y Transporte de Suelos. Por último, se realizaron las prácticas normalizadas para la preservación y transporte de suelos, con destino hacia el laboratorio de la Empresa, para los posteriores ensayos, teniendo en cuenta la Norma A.S.T.M. D 4220.
3.0. TRABAJOS DE LABORATORIO. Los trabajos en laboratorio incluyeron las siguientes actividades: - Métodos para la reducción de muestras de campo a tamaño de muestras de ensayo, de acuerdo a la Norma A.S.T.M. C 702. - Obtención en laboratorio de muestras representativas (cuarteo), siguiendo los lineamientos de la Norma A.S.T.M. C 702.
3.1. ENSAYOS DE LABORATORIO. Los ensayos estándar de laboratorio, se realizaron en el Laboratorio de Mecánica de Suelos, Tecnología de Concreto y Tecnología del asfalto, de la empresa Geocon Vial - Ingenieros Consultores E.I.R.L., y el análisis químico de sales agresivas y agua, bajo las Normas A.S.T.M. (American Society For Testing and Materials).
3.1.1.
Ensayos Estándar.
Se realizaron los siguientes ensayos: - 01 Ensayo de Análisis Granulométrico.
ASTM D-422.
- 01 Ensayo de Límite Líquido, Límite Plástico
ASTM D-4318.
e Índice de Plasticidad de Suelos.
3.1.2.
- 01 Ensayo de Contenido de humedad.
ASTM D-2216.
- 01 Ensayo de Peso Específico Relativo de Suelo.
ASTM D-854.
- 01 Ensayo de Densidad Natural.
ASTM D-2937.
Ensayos Especiales.
Fueron realizados los siguientes ensayos especiales de campo:
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-
Con la muestra representativa de la Calicata C - 1; se realizó el Ensayo de sales agresivas al concreto. Con la muestra representativa que llega al reservorio; se realizó el Análisis Químico del Agua.
3.2. Clasificación de Suelos del Terreno de Fundación. Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.), bajo la Norma A.S.T.M. D 2487.
CUADRO DE CLASIFICACIÓN CALICATA
C-1
Muestra
M-1
Profundidad (m)
0.00 - 2.00
% Pasa Tamiz Nº 4
99.13
% Pasa Tamiz Nº 200
72.80
Límite Líquido (%)
47
Índice Plástico (%)
25
Coeficiente de Uniformidad (Cu)
-
Coeficiente de Curvatura (Cc)
-
Diámetro Efectivo(D10)
-
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Densidad Húmeda (gr/cm 3)
1.65
Contenido de Humedad (%)
53.04 %
CL
Clasificación de Suelos “SUCS”
4.0. PERFIL ESTRATIGRÁFICO. 4.1
Descripción del Perfil Estratigráfico. En base a los trabajos de campo y ensayos de laboratorio se deduce la siguiente conformación:
La Calicata C - 1 , De 0.00 m. a 2.00 m., se encuentra un estrato conformado por una Arcilla Arenosa Inorgánica, (CL), de mediana plasticidad y compresibilidad alta, de color marrón oscuro a negro, alta resistencia en estado seco, nula dilatancia, alta tenacidad, ninguna reacción al ácido clorhídrico y de consistencia dura; escasa proporción de gravilla (0.87 %). Es un material impermeable, de resistencia a la tubificación: alta y una resistencia al cortante: muy baja. Se encuentra medianamente consolidado, muy húmedo, y presenta moderado contenido de sales sulfatadas. 4.2 Aspectos Relacionados con la Napa Freática. Se debe señalar que no se encontró el nivel freático, en la Calicata estudiada.
5.0. CONTENIDO DE SALES. El resultado del Análisis Físico Químico efectuado con la muestra representativa del estrato que conforma el subsuelo de fundación, presenta los siguientes valores:
CALICATA C-1
PROFUNDIDAD MUESTRA (m) M-1
0.00 - 2.00
pH
SO42(p.p.m)
CL1(p.p.m)
7.05
178.65
48.26
Dichos valores se encuentran por encima de los límites mínimos permisibles de agresividad al concreto, en lo que respecta a sulfatos, debiéndose utilizar por Prohibida su Reproducción Total o Parcial (INDECOPI). Derechos Reservados RQ – GEOCON VIAL – INGENIER OS CONSULTORES E.I.R.L. -5-
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consiguiente Cemento Portland Tipo MS, en la preparación del concreto de la cimentación (proporción de sulfatos mayor de 150 p.p.m.).
6.0. ANÁLISIS QUIMICO DEL AGUA.
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SECTOR EL ALIZO
UNIDADES
AGUA DE CONSUMO HUMANO Limite Máximo Permisible
-
<6.5 – 8.5>
6.62
µS/cm
1500
67.2
Turbidez
NTU
menor 5
3.1
Alcalinidad Total
ppm
menor a 300
0
ppm
menor a 10
0
ppm
menor a 10
0
ppm
menor a 10
0
ppm
menor 250
8.4
FUENTE DE AGUA ENSAYO •
pH
•
Conductividad
•
•
M-1
•
Alcalinidad Bicarbonato HCO3Alcalinidad Carbonatos C03Alcalinidad Oxhidrilos 0HCloruros
•
Dureza de Calcio
Ppm
-
10
•
Dureza Total
ppm
menor 200
21
•
•
•
•
•
Coliformes Totales Coliformes Termotolerantes
ANALISIS MICROBIOLÓGICO UFC/ 100 0 ml UFC/ 100 0 ml
22 2
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Según el análisis químico efectuado, no es apta para consumo humano, y solo sirve para agua de regadío; pero si se hace un proceso de cloración puede cumplir con los requerimientos mínimos de las Normas Técnicas Vigentes.
7.0
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Correlacionando la investigación de campo realizada con los resultados de los ensayos de laboratorio y según el análisis efectuado en el transcurso del informe, establecemos las siguientes conclusiones y recomendaciones: •
•
El terreno en estudio se encuentra ubicado en la Localidad de El Alizo, Distrito de Sondorillo, Provincia de Huancabamba, Región de Piura. El subsuelo del terreno en estudio, del proyecto: “Construcción de Reservorio El Alizo - Laguna Amarilla”, presenta un estrato de Arcilla Arenosa, de mediana plasticidad y compresibilidad alta, de color marrón oscuro a negro, nula dilatancia, alta resistencia en seco y alta tenacidad, ninguna reacción al ácido clorhídrico y de consistencia dura; presenta escasa proporción de gravilla. Se encuentra medianamente consolidado, muy húmedo, y presenta moderado porcentaje de sales sulfatadas. Según el análisis químico efectuado al agua a captar en el reservorio, no es apta para consumo humano, y solo sirve para agua de regadío; pero si se hace un
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proceso de cloración puede cumplir con los requerimientos mínimos de las Normas Técnicas Vigentes. •
•
•
•
•
•
Se recomienda realizar un estudio de mecánica de suelos con fines de cimentación del reservorio al detalle, con el objetivo de obtener ciertos parámetros y definir el mejoramiento del terreno de fundación, ya que nos encontramos frente a una arcilla de alto poder expansivo. El concreto a utilizar en la cimentación del Reservorio, debe ser diseñado por un especialista en Tecnología del Concreto, empleando agregados que deben cumplir con la Norma A.S.T.M. C 33-99a. Además, el agua a ser utilizada para las mezclas de concreto, debe cumplir con la Norma N.T.P. 339.088. Asimismo, se debe utilizar en el concreto de la cimentación Cemento Portland tipo MS (proporción de sulfatos mayor de 150 p.p.m.). Asimismo utilizar agregados lavados, por cuanto pueden contener sales sulfatadas que influyen negativamente en las propiedades del concreto. Se recomienda utilizar un aditivo reductor de agua de rango medio plastificante, que cumpla con la Norma A.S.T.M. C 494, con la finalidad de darle mayor trabajabilidad, cohesividad, reducir la segregación y exudación de la mezcla de concreto fresco e incrementar la resistencia mecánica del concreto endurecido de la cimentación, así como un incorporador de aire que cumpla con la Norma A.S.T.M. C 260, con el objetivo de otorgarle mayor impermeabilidad al concreto. Se recomienda que para el proyecto: “Construcción de Reservorio El Alizo Laguna Amarilla”, se deberá realizar muestreo de especimenes de las mezclas de concreto a elaborar en la ejecución de la Obra, acorde a la Norma A.S.T.M C 172. Asimismo, se debe utilizar un método de curado adecuado para el concreto acorde a la Norma A.S.T.M. C 31 M-98, con la finalidad de alcanzar el grado de hidratación y por ende la resistencia mecánica requerida en obra y los especimenes de concreto deberán ensayarse de acuerdo a la Norma A.S.T.M. C 39, con la finalidad de evaluar el control de calidad del concreto en concordancia con el Reglamento ACI 318 - 2004.
Para la aplicación de las Normas de Diseño Sismo resistente del R.N.C. debe considerarse: Categoría: A, Factor de Zona Z = 0.4, Factor de Uso U = 1.5, Factor de Suelo S = 1.2, y Periodo predominante Ts = 0.6 seg. Se recomienda construir un sistema adecuado de drenaje, alrededor de toda cimentación del Reservorio, con el objeto de impedir la infiltración de aguas pluviales en el terreno de fundación, lo que ocasionaría el incremento en el contenido de humedad del subsuelo, saturación del mismo y colapso de la estructura.
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•
Es preciso recomendar que las construcciones a realizarse en el proyecto, se ejecute en épocas de estiaje para evitar en lo posible la saturación del suelo de fundación y el retraso en la programación de las partidas de obra correspondientes. Finalmente, podemos concluir, que para el diseño de la cimentación del Proyecto: ““Construcción de Reservorio El Alizo - Laguna Amarilla”, se deberá tener en cuenta todas las conclusiones y recomendaciones antes descritas, dada la importancia de la obra, de tal suerte, que se asegure mayor estabilidad y durabilidad de la estructura a construir.
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