Estudio De Suelo Chulucanas z3nj
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- Words: 7,317
- Pages: 32
1.0
GENERALIDADES 1.1
Objeto del estudio.El presente Informe Técnico, solicitado por Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS, tiene por objeto determinar las características físico-mecánicas del proyecto “Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 San Pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura”, con sitio en terreno que servirá de fundación del establecimiento Centro de Salud, ubicado en C.P Villa San Pedro Chulucanas.
En tal sentido, se han efectuado los trabajos de exploración de campo y ensayos de laboratorio necesarios para determinar el perfil estratigráfico del área en estudio y proponer, en base a los resultados obtenidos, alternativas de cimentación que satisfagan las solicitaciones de las cargas actuantes de las estructuras proyectadas. 1.2
Ubicación del área de estudio.El proyecto tiene la siguiente ubicación geográfica:
Dpto. Provincia Distrito Dirección
Piura Morropón Chulucanas C.P Villa San Pedro
El , desde el centro de la ciudad de Chulucanas por vía terrestre, ingresando por la Av. Puno siguiendo por la carretera Piura de la vieja Morropón hasta llegar a la carretera PI7-25 continuando por la carretera batanes San Pedro Road hasta finalmente llegar al centro poblado de Villa San Pedro. 1.3
Características del área de estudio.En la fecha de la evaluación geotécnica, en el terreno se registró presencia de área verde árboles y pastizales estos últimos sobre el suelo natural húmedos, además de estructuras existentes, no se registraron redes sanitarias ni eléctricas que compliquen las perforaciones. Las características del terreno y el domo proyectado es el siguiente:
Coordenada UTM E: 535290.811 / N: 9416540.305
Nº de piso 1
Área
perímetro
14338.70m2
494.8
3
DIST. CHULUCANAS - PROV. MORROPÓN - PROV. PIURA
Figura N° 1: Ubicación Distrital, Provincial y Departamental de la Localidad de Villa San Pedro Fuente: Elaboración Propia
4
2.0 2.1
INVESTIGACIONES EFECTUADAS Geología y Geomorfología 2.1.1. Geología Regional
Depósitos Eólicos Los depósitos eólicos cubren gran parte de los desiertos de Sechura y Olmos, cuya migración ha sido detenida por las estribaciones de la Cordillera Occidental y por río Piura; en este último caso, el movimiento de los mantos de arena de sur a norte y de suroeste a noroeste, ha originado la desviación del cauce del río Piura hacia el norte, como se observa actualmente a partir de Chulucanas. En el cuadrángulo de Olmos y parte de Chulucanas, los mantos de arena eólica se han depositado en gran volumen debido a la superposición de dunas que se encuentran estabilizadas por la vegetación; se observa que estos depósitos han sufrido una erosión fluvial, de sistema dendrítico que da al terreno un paisaje de tierras malas. En cambio más al norte, estos materiales están inconsolidados por lo que las dunas están en constante movimiento. Depósitos Fluviales Son los depósitos acumulados en el fondo de los grandes cursos fluviales; están constituidos por conglomerados inconsolidados, arenas sueltas y materiales limo-arcillosos; estos depósitos tienen mayor amplitud en los tramos de valle y llanura y son más importantes en el río Piura, desde las localidades de Huabal, Mamayacu y Barrios.
5
2.1.2 Formación San Pedro.Con esta denominación se ha reconocido a una gruesa secuencia clástico-volcánica, de cerca de 1,200 m. que en las cercanías del poblado de San Pedro (c. de Chulucanas), infrayace al Volcánico Lancones de donde se prolonga hacia el noreste en solución de continuidad (por la intrusión batolítica) conformando una estructura homoclinal hasta la Hda. San Jorge (c. de Ayabaca). Los mayores afloramientos se tienen en la hoja de Ayabaca, donde se presentan generalmente en los núcleos de los pliegues y debajo del Volcánico Lancones, tales como los sectores de Jililí-Sicches, Montero, puente Tondopa y Yerba Buena-San José. En los cuadrángulos de Chulucanas y Morropón, El Grupo San Pedro, se presenta solamente como angostos techos colgantes sobre el Batolito, presentando de este modo un cierto grado de recristalización; asimismo se le encuentra en la Qda. Pilares (c. Las Playas). El clima húmedo de la región ha permitido el desarrollo de una gruesa cobertura de suelo, por lo que los afloramientos son malos; por este motivo, en el Grupo San Pedro, es difícil establecer su verdadera secuencia y su rango cronológico. En gran parte infrayace, concordantemente, al Volcánico Lancones; su base no se observa por la intrusión plutónica. En el corte de la carretera Chulucanas-Frías, la secuencia es la siguiente: Los niveles más inferiores consisten en areniscas tobáceas gris-parduzcas (livianas y frágiles) transformadas a metasedimentitas, que han sufrido alteración hidrotermal, por lo que en partes están argilizadas; encima se presentan areniscas lodolíticas duras de color negro, que contiene capitas de carbón pigmentadas con chispas de pirita en concentraciones amarillas, presentándose intercalaciones de capas delgadas de chert color blanco a gris claro. La sección intermedia está compuesta por lodolitas o limolitas negras con impregnaciones de limolita, conteniendo concentraciones de pirita en los planos de estratificación; este nivel contiene intercalaciones de chert bandeado, gris oscuro; hacia arriba este tipo de material tiene coloraciones blanquecinas. La parte superior es dominantemente chértica, y consiste en capas finamente bandeadas con coloraciones negras a gris blanquecinas, muy duras, que exhiben estructuras sedimentarias de microplegamientos y convolutas. Hacia el tope se tiene lodolitas gris oscuras a negras con nódulos de limonita, que se intercalan con capas delgadas a chert bandeado, color blanco; esta secuencia termina concordantemente debajo del Volcánico Lancones.
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2.2 Trabajos de Campo.Las técnicas de investigación de campo se llevaron a cabo de acuerdo a la Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones.
2.2.1 Prospecciones.Con la finalidad de determinar el perfil estratigráfico del lote de terreno en estudio, se efectuaron 3 excavaciones (calicatas) ubicadas convenientemente. La ubicación de las prospecciones ejecutadas se presenta en el Plano de Ubicación de Calicatas
en los anexos adjuntos. 2.2.2 Muestreo disturbado.Se tomaron muestras de los estratos de suelos encontrados, las cuales fueron identificadas y etiquetadas para su posterior análisis en el laboratorio. Además, se extrajo 03 muestra representativa, a la profundidad de 1,50m (debajo del nivel de superficie del área de estudio), para los ensayos de corte directo en condiciones no consolidado no drenado (UU) y para los respectivos análisis químicos de sales, cloruros y sulfatos, considerados agresivos al concreto y acero.
2.2.3
Registro de excavaciones.-
Paralelamente a la toma de muestras se realizó el registro visual de la prospección efectuada, anotándose las características de los tipos de suelos encontrados, tales como espesor, humedad, compacidad, color, etc., así mismo, se efectuó el registro fotográfico de vistas en detalle de estratos encontrados en la calicata y vistas panorámicas del área en estudio.
2.2.4 Ensayos de laboratorio.Con la finalidad de determinar las características físico-mecánicas de los materiales obtenidos en campo, se han seguido las Normas Técnicas Peruanas (NTP) y ASTM, las mismas que a continuación se detallan:
Ensayos Estándar -
Contenido de Humedad Natural Análisis Mecánico por Tamizado Límites de Consistencia Límite Líquido Límite Plástico Clasificación AASHTO Clasificación SUCS
NTP 339.127 (98) NTP 339.128 (99) NTP 339.129 (99) NTP 339.129 (99) NTP 339.134 (99) NTP 339.135 (99)
Ensayos Especiales - Corte Directo
(ASTM D-3080)
7
Ensayos Químicos -
Determinación del contenido de sulfatos Determinación del contenido de cloruros Determinación del contenido de sales Determinación del contenido de Ph
NTP 339.178 NTP 339.177 NTP 339.152 NTP 339.176
2.3 Trabajos de gabinete.Con los datos de la evaluación superficial, información de la fase de exploración y resultados de los ensayos del laboratorio se procedió a la elaboración del presente informe.
3.0 DESCRIPCIÓN GEOTÉCNICA Sobre estos tipos de suelos naturales se han efectuado calicatas, con suelos con similares tipos de materiales, tales como: arcillas de baja plasticidad con presencia de partículas gruesas. Se describe a continuación los tipos de materiales encontrados en cada una de las calicatas efectuadas:
Calicata N° 01 - De 0.00 a 1.40m.- Suelo inorgánico conformado por suelo arcilloso con presencia de plasticidad baja, se presenció partículas gruesas (gravas) no representativas, no se halló residuos sólidos ni presencia de tendido de cable que compliquen la excavación. - De 1.40 a 1.90m.- Suelo inorgánico conformado partículas de arenas en un porcentaje considerable y suelos finos bastante representativos, mediana plasticidad, sin la presencia de gravas, poco húmedas y de compacidad de baja a media. -
Suelo inorgánico
De 1.90 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por gravas arenas y finos en porcentaje similares el suelo presencia plasticidad determinante para su clasificación, no se ha registrado nivel freático.
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Calicata N° 02 Materia Orgánica
- De 0.00 a 1.60m.- Se registró Suelo arcilloso inorgánico de humedad intermedia su apariencia es de color marrón claro, el suelo presenta partículas de gravas no se registró residuos sólidos, además, no se tendidos de cables ni redes de instalaciones sanitarias que compliquen la excavación. - De 1.60 a 2.40m.- Suelo inorgánico conformado por partículas de arenas representativas y suelos finos de color marrón, se ha presenciado plasticidad, el suelo no conforma gravas. - De 2.40 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por gravas arenas y arcillas de similar porcentaje, la compacidad del tercer estrato es mediamente compacto, no se registró nivel freático.
Calicata N° 03
Suelo inorgánica
- De 0.00 a 1.70m.- Suelo inorgánico conformado suelo arcilloso de apariencia marrón claro, se presenció plasticidad, no se registra gravas, poco húmedas y de compacidad de media a baja. - De 1.70 a 2.20m.- Suelo inorgánico arcilloso mediamente plástico la estructura del suelo también está conformado por partículas de arenas en un porcentaje poco apreciable, no se registró la presencia de particular gruesas (gravas), suelo poco húmedas y de compacidad de baja a media, - De 2.20 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por finos en un porcentaje bastante considerable, se ha registrado arcillas además de gravas, arenas de granos medianos. No se registró presencia de nivel freático.
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Se presenta el siguiente cuadro resumen con las calicatas y sus respectivas muestras encontradas:
REGISTRO DE PROSPECCIONES Villa San Pedro - Chulucanas
PROCEDENCIA CALICATA
C-01
MUESTRA
E-A
E-B
E-C
PROF. (m)
0.00 – 1.40
1.40 – 1.90
1.90 – 3.00
HUM. NAT. (%)
5.0
8.5
10.5
% PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200)
1.4 12.3 86.3
0.1 20.9 78.9
40.4 37.5 30.8
LÍMITE LÍQUIDO (%)
33.8
30.5
36.9
LÍMITE PLÁSTICO (%)
21.2
20.2
22.5
ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%)
12.6
10.3
14.4
CLASIFICACIÓN SUCS
CL
CL
GC
A-6 (11)
A-6 (7)
A-2-6 (1)
CLASIFICACIÓN AASHTO
REGISTRO DE PROSPECCIONES PROCEDENCIA
Villa San Pedro - Chulucanas
CALICATA MUESTRA PROF. (m) HUM. NAT. (%) % PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200) LÍMITE LÍQUIDO (%) LÍMITE PLÁSTICO (%) ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%) CLASIFICACIÓN SUCS CLASIFICACIÓN AASHTO
C-02 E-A
E-B
E-C
0.00 – 1.60
1.60 – 2.40
2.40 – 3.00
7.2 14.8 13.0 72.2 37.2
8.0 0.1 20.9 78.9 30.5
7.2 36.5 35.6 35.7 35.1
22.6 14.6 CL A-6 (10)
20.2 10.3 CL A-6 (7)
21.4 13.7 GC A-6 (1)
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REGISTRO DE PROSPECCIONES Villa San Pedro - Chulucanas
PROCEDENCIA CALICATA
C-03
MUESTRA
E-A
E-B
E-C
PROF. (m)
0.00 – 1.70
1.70 – 2.20
2.20 – 3.00
HUM. NAT. (%)
7.8
6.5
6.5
% PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200)
1.8 11.7 86.5
16.6 83.4
34.0 36.8 51.2
LÍMITE LÍQUIDO (%)
34.6
30.1
34.2
LÍMITE PLÁSTICO (%)
22.3
21.6
18.8
ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%)
12.3
8.5
15.4
CLASIFICACIÓN SUCS
CL
CL
CL
A-6 (11)
A-4 (6)
A-6 (5)
CLASIFICACIÓN AASHTO
4.0 ANALISIS DE SUELO DE FUNDACIÓN 4.1 Capacidad de carga Se puede definir como capacidad de carga a la carga por unidad de área por debajo de la cimentación bajo la cual se produce la falla por corte, es decir, es la mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico. Al cargar un suelo de fundación, su superficie sufre asentamientos que se pueden graficar en función de la carga unitaria o presión media. Si el suelo es compacto la curva graficada resulta ser como la curva C1 y la presión q d1 representa su capacidad de carga. Si el suelo es blando la curva graficada resulta ser como la curva C2, en donde las deformaciones serán más importantes en función de la carga. La capacidad de carga en este caso no queda bien definida. Existe más de una teoría para determinarla, en donde una de ellas consiste en establecer q’ d en forma gráfica como la intersección de dos tangentes: la primera en el punto de origen y la segunda en el punto en donde la curva adquiere la máxima pendiente. Las curvas representadas se obtienen con ensayos de carga directa.
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q d´
q d1 q (kg/cm²)
C1
S (mm)
C2
Curvas Carga vs. Asentamiento para suelos compactos (C1) y suelos blandos (C2).
La falla del suelo de fundación supone asentamientos importantes, giro y vuelco de la estructura. Según la estructura y el tipo de suelo, la falla puede producirse de tres formas: a) Por Corte General: Se produce una superficie de rotura continua, la cual arranca en la base de la zapata y aflora a un lado de la misma a cierta distancia. Esta es la rotura típica de arenas densas y arcillas blandas en condiciones rápidas y sin drenaje. b)
Por Corte Local: Se plastifica el suelo en los bordes de la zapata y bajo la misma sin que lleguen a formarse superficies continuas de rotura hasta la superficie. Esto es típico en arcillas, limos blandos y en arenas medias a sueltas.
c)
Por Corte por Punzonamiento: La cimentación se hunde cortando el terreno en su periferia con un desplazamiento aproximadamente vertical. Esto se da en materiales muy compresibles y poco resistentes.
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Modos de Falla por Capacidad Portante en Zapatas y sus respectivas Curvas Típicas Carga-Desplazamiento. Los modelos teóricos desarrollados se aplican a la falla por corte general y por punzonamiento, mientras que para la falla por corte local existen factores empíricos de corrección. Para el caso específico de arenas, a continuación se muestra el Gráfico de Vesic (1963), el cual representa las formas típicas de falla en las mismas, en función de la densidad relativa de la arena (Dr) y de la profundidad relativa (Df/B*), en donde:
B* B , para el caso de zapatas cuadras o circulares.
B*
2 BL BL
, para el caso de zapatas rectangulares.
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Formas típicas de falla en arena.
4.2 Teoría de Terzaghi
Esta teoría se aplica a suelos con cohesión y fricción, cuya ley de resistencia al corte es:
c .tg Se supone una carga repartida uniformemente y lineal (zapata continua). Se desprecia la resistencia al corte del suelo situado sobre el nivel de fundación (Df), al que se considera como una sobrecarga actuando sobre la fundación. 14
q Df
Mecanismo de falla para una zapata continua y uniformemente cargada.
Considera que la carga actuante es estática, vertical y centrada. La cimentación es del tipo superficial, rígida y continua. El comportamiento del suelo, en cuanto a su asentamiento, responde a la curva C1, es decir, que se trata de arenas densas y arcillas compactas. Se propone un mecanismo de falla para una zapata continua uniformemente cargada, dividiéndose el sector de fallas en tres zonas: zonas I, II y III.
La Zona I, es una cuña que actúa como si fuese parte de la zapata (estado activo). Sus límites forman ángulos de 45° + Φ/2 con la horizontal. La Zona II, es una cuña de corte radial dado que las líneas de falla son rectas con origen en A y espirales logarítmicas con centro en A. La frontera AD forma un ángulo de 45° - Φ/2 con la horizontal. La Zona III, es aquella zona en donde se desarrollan las superficies de deslizamientos que corresponden al estado pasivo de Rankine, pues sus límites forman ángulos de 45° - Φ/2. Bajo esta hipótesis, la capacidad de carga resulta:
1 qu c N c D f N q B N 2
15
En onde: c:
Cohesión del suelo.
:
Peso específico del suelo.
Df:
Profundidad de desplante de la cimentación.
B:
Ancho de la zapata continúa.
Nc, Nq, Nγ: Factores de Capacidad de Carga, los cuales son adimensionales y están en función del ángulo de fricción interna del suelo (Φ). El coeficiente Nc está relacionado con la cohesión del suelo, Nq con la sobrecarga y Nγ con el peso de las zonas II y III. Sus expresiones de cálculo son (Caquot y Kerisel, 1953):
N c Cot ( Nq 1)
tg
Nq e
tg 2 (45 ) 2
N 2tg ( Nq 1) En las calicatas predomina la clasificación CL (arcilla de baja plasticidad) según SUCS, el estrato donde se pretende cimentar, conforma arcillas de mediana a alta plástico y arenas gruesas inorgánicos. Se especifica que a causa de la presencia de arcillas, la deformación es mayor, alcanzándose niveles de asentamiento en el cimiento que equivalen a la falla de la estructura (Falla Local). Para este caso, Terzaghi corrigió su teoría introduciendo nuevos valores de c y Φ en la fórmula de capacidad de carga, quedando como sigue:
C'
2 C 3
Tan '
2 Tan 3
Corrección de ángulo de fricción: Fundamentos de ingeniería de cimentaciones Braja M. Das – Séptima edición (pág. 139-140)
Entonces, la expresión para el cálculo de la capacidad de carga (Falla por Corte Local) queda así:
q u
2 1 C ' N c 'D f N 'q BN ' 3 2
En esta expresión, N’c, N’q, N’γ son los factores de capacidad de carga modificada, los cuales se calculan utilizando las mismas expresiones que para Nc, Nq, Nγ, reemplazando Φ por Φ’.
16
Carta que muestra la relación entre el ángulo de fricción (f) y los factores de capacidad de carga.
Para cimientos cuadrados o circulares, Terzaghi modificó su expresión original basándose en resultados experimentales, resultando como sigue: Para zapatas cuadradas:
q u 1.3cN c D f N q 0.4BN
Para zapatas circulares:
q u 1.3cN c D f N q 0.3BN
En donde B = lado del cimiento (para zapata cuadrada) y B = diámetro de zapata (para zapata circular).
4.3 Capacidad de Carga isible q
qu FS
En donde: Fs = Factor de Seguridad. El coeficiente de seguridad cubre las incertidumbres sobre las propiedades de los suelos y su determinación, la teoría de capacidad de carga que se use, las desviaciones sobre la construcción, etc.
Factor de Seguridad (Fs) Solicitaciones estáticas Solicitaciones Máximas de S ismo y Viento
3.0 2.5 17
Las capacidades de carga mencionadas corresponden a valores de falla. En la práctica se emplea la capacidad de carga isible, calculándose como sigue: En donde: Fs = Factor de Seguridad. El coeficiente de seguridad cubre las incertidumbres sobre las propiedades de los suelos y su determinación, la teoría de capacidad de carga que se use, las desviaciones sobre la construcción, etc.
4.4 Cálculo de la capacidad portante.Debido al tipo de suelo natural (suelo arcilloso), típicos de los suelos de depósito por el paso de flujos aluviales y presentar exceso de fino en la zona de estudio, siendo esta, un suelo no muy favorable tomando como referencia la profundidad de 1,50m, se determinó emplear zapatas cuadradas y zapatas rectangulares de concreto armado para los apoyos de muros de la estructura proyectado. Para los cálculos de la capacidad portante isible del suelo de fundación, se consideraron las ecuaciones de Terzaghi:
q u 1.3cN c D f N q 0.4BN Los parámetros utilizados en los cálculos de la cimentación de la estructura proyectada, consistente en una edificación de 01 niveles sin sótano, se tomó del ensayo de corte directo efectuado a la matriz del material arcillosa (CL), donde se estima se cimentará dicha estructura, en condiciones disturbada-remoldada. Se efectuó 03 ensayos de corte directo a la muestra de suelo preparada, reproduciéndose en el laboratorio sus condiciones de densidad y humedad in situ, además, se tomó el valor más desfavorable para fines de diseño siendo esta última tomada de la calicata C-2/E-A. Dichas muestras se extrajeron de la siguiente calicata y estrato:
CALICATA
C-01
MUESTRA Nº
E-B
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS PROF. DE MUESTREO, m
1.40 – 1.90 CL 1.50
18
CALICATA
C-02
MUESTRA Nº
E-A
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS
0.00 – 1.60 CL
PROF. DE MUESTREO, m
1.50
CALICATA
C-03
MUESTRA Nº
E-A
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS PROF. DE MUESTREO, m
0.00 – 1.70 CL 1.50
Los valores alternativos de capacidad portante del terreno evaluado a obtenerse con las ecuaciones de Terzaghi modificadas por Vesic, están en función del ancho de las zapatas propuestas (B) y la profundidad de cimentación de las mismas (Df), además de la forma de dichas zapatas. Los parámetros utilizados, tales como, factores de carga, de forma, densidad, ángulo de fricción y cohesión, así como los valores obtenidos de capacidad portante para distintas profundidad de desplante y anchos de base de la cimentación propuesta. Se muestran en las siguientes páginas, la hoja de cálculo titulada: ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA – CIMENTACIÓN SUPERFICIAL.
19
5.0
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA – CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PARA LA CALICATA C-02
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA - CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
MUESTRA
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
PROF. (m) : 1.50
DATOS GENERALES Angulo de Fricción Ang. de Fric. corregido Cohesión Peso Específico de suelo por encima del nivel de cimentación Peso Específico de suelo por debajo del nivel de cimentación Relación Ancho Largo (B/L)
29.6° 20.7° 0.00 ton/m² 1.59 ton/m³
1 3
B
15 ton
Carga Concentrada
Cuadrada
L
1.49 ton/m³
Factor de Seguridad
FORMA
Df
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
FACTORES DE FORMA
Nc
N
Nq
Sc
S
Sq
15.52
5.94
6.86
1.44
0.60
1.38
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE Tipo de Cimentación
Prof. (Df ) (m)
Ancho (B) (m)
Qult (Kg/cm²)
Q (kg/cm²)
Qact (kg/cm²)
Condición Q>Qact
Zapata Cuadrada
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40
2.65 2.67 2.68 2.69 2.71 2.81 2.82 2.83 2.85 2.86 2.90 2.92 2.93 2.94 2.96 3.05 3.07 3.08 3.09 3.11 3.18 3.19 3.20 3.22 3.23
0.88 0.89 0.89 0.90 0.90 0.94 0.94 0.94 0.95 0.95 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 1.02 1.02 1.03 1.03 1.04 1.06 1.06 1.07 1.07 1.08
0.67 0.62 0.59 0.55 0.52 0.67 0.62 0.59 0.55 0.52 0.89 0.82 0.77 0.71 0.67 0.89 0.82 0.77 0.71 0.67 1.04 0.96 0.89 0.82 0.77
Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple
20
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA - CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
MUESTRA
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
PROF. (m) : 1.50
DATOS GENERALES Angulo de Fricción
29.6°
Ang. de Fric. corregido
20.7°
Cohesión Peso Específico de suelo por encima del nivel de Peso Específico de suelo por debajo del nivel de cimentación Relación Ancho Largo (B/L)
1.59 ton/m³ 1.49 ton/m³
3
Carga Concentrada
Rectangular
L
0.50
Factor de Seguridad
FORMA
Df
0.00 ton/m²
15 ton
B
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
FACTORES DE FORMA
Nc
N
Nq
Sc
S
Sq
15.52
5.94
6.86
1.22
0.80
1.19
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE Tipo de Cimentación
Prof. (Df ) (m)
Ancho (B) (m)
Qult (Kg/cm²)
Q (kg/cm²)
Qact (kg/cm²)
Condición Q>Qact
Zapata Rectangular
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20
2.30 2.32 2.34 2.35 2.37 2.43 2.45 2.47 2.48 2.50 2.56 2.58 2.60 2.61 2.63 2.69 2.71 2.73 2.74 2.76 2.82 2.84 2.86 2.87 2.89
0.77 0.77 0.78 0.78 0.79 0.81 0.82 0.82 0.83 0.83 0.85 0.86 0.87 0.87 0.88 0.90 0.90 0.91 0.91 0.92 0.94 0.95 0.95 0.96 0.96
0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52
Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple
21
5.1 Cálculo del Asentamiento Inmediato.Los asentamientos elásticos de la cimentación superficial dependerán de los valores del Módulo de Elasticidad. Según la teoría elástica podemos utilizar la siguiente expresión:
Se = qo*B*(1-s2)*If / Es Donde:
Asentamiento en cm Se Presión de trabajo q0 (ton/m2) Relación de Poissons µs
Factor de forma If (cm/m) Módulo de elasticidad del suelo Es (ton/m2) Ancho de la cimentación B (m)
Remplazando valores se obtienen los siguientes resultados, correspondientes a la profundidad mínima de cimentación:
Se =
1.64cm
Se adoptó el criterio de limitar el asentamiento de la cimentación a 1 pulgada (2,54cm), según Terzaghi y Peck (1967).
Se (1.64) < 1” (2,54cm) Los valores de asentamiento inmediato están en función del ancho (B), profundidad de cimentación (Df) y consecuentemente, la presión de o (qact). Se muestran en la página siguiente (CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS – MÉTODO ELÁSTICO) valores de asentamientos para el rango de profundidades de desplante:
22
PARA LA CALICATA C-02
CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS - MÉTODO ELÁSTICO PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
MUESTRA
Cimentación
PROF. (m) : 1.50
Valores de If (cm/m) Rígida
Cuadrada
Flexible
82
Centro Esquina
112 56
Medio
95
Centro
88 100
Esquina
64
Medio
85 210
Centro Esquina
153 77
Medio
130
Rígida
Circular
Rectangular (L/B = 1.0)
Flexible
Rígida Flexible
Tipo de Cimentacion
Df (m)
B
Zapata Cuadrada
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40
Poison (u)
0.25
Módulo de Elasticidad (ton/m 2)
800
(ton/m 2)
S (cm) Rigida
S (cm) Flexible Centro
S (cm) Flexible Esquina
S (cm) Flexible Medio
6.67 6.24 5.86 5.51 5.19 6.67 6.24 5.86 5.51 5.19 8.88 8.23 7.65 7.13 6.67 8.88 8.23 7.65 7.13 6.67 10.42 9.60 8.88 8.23 7.65
0.96 0.93 0.90 0.87 0.85 0.96 0.93 0.90 0.87 0.85 1.11 1.07 1.03 0.99 0.96 1.11 1.07 1.03 0.99 0.96 1.20 1.15 1.11 1.07 1.03
1.31 1.27 1.23 1.19 1.16 1.31 1.27 1.23 1.19 1.16 1.51 1.46 1.41 1.36 1.31 1.51 1.46 1.41 1.36 1.31 1.64 1.58 1.51 1.46 1.41
0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.76 0.73 0.70 0.68 0.66 0.76 0.73 0.70 0.68 0.66 0.82 0.79 0.76 0.73 0.70
1.11 1.08 1.04 1.01 0.98 1.11 1.08 1.04 1.01 0.98 1.28 1.24 1.19 1.15 1.11 1.28 1.24 1.19 1.15 1.11 1.39 1.34 1.28 1.24 1.19
qact
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CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS - MÉTODO ELÁSTICO PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
MUESTRA
Cimentación
PROF. (m) : 1.50
Valores de If (cm/m) Rígida
Cuadrada
Flexible
82
Centro Esquina
112 56
Medio
95
Centro
88 100
Esquina
64
Medio
85
Rígida
Circular
Rectangular (L/B = 0.75)
Flexible
Rígida Flexible
Poison (u)
0.25
Módulo de Elasticidad (ton/m2)
800
210
Centro Esquina Medio
Tipo de Cimentacion
Df (m)
B
Zapata Rectangular
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20
153 77 130
(ton/m 2)
S (cm) Rigida
S (cm) Flexible Centro
S (cm) Flexible Esquina
S (cm) Flexible Medio
7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21
1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54
1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12
0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56
1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95
qact
24
6.0 ANÁLISIS QUÍMICO Los resultados de los análisis químicos, efectuados a las muestras representativas del subsuelo más desfavorable, correspondiente a la calicata C- 02, arrojan los siguientes valores:
RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICOS CALICATA
C-2
MUESTRA
EC
PR0FUNDIDAD, m
3.00
Contenidos de sulfatos, %
0.0155
Contenido de cloruros, %
0.0110
Sales solubles totales, %
0.0260
AGENTE PRESENTE
CONCENTRACCIÓN
GRADO DE ALTERACIÓN
Cloruros (Cl-)
> 6,000 ppm
Perjudicial
Sales Solubles Totales
> 15,000 ppm
Perjudicial
OBSERVACIÓNES Ocasiona problemas de corrosión de armaduras o elementos metálicos. Ocasiona problemas de pérdida de resistencia mecánica por problema de lixiviación.
De acuerdo al cuadro de exposición a sulfatos, dichos valores se encuentran dentro valores despreciables, presentando agresividad de modo despreciable al concreto, debiéndose utilizar, por lo tanto, Cemento Pórtland tipo I en la fabricación del concreto hidráulico. En cuanto a contenidos de cloruros, estos se encuentran debajo a los límites permisibles (6000,0ppm = 0,6000%), considerándose, por tanto, no perjudicial al acero a emplearse en la cimentación de las estructuras proyectadas.
25
7.0 ANALISIS DEL SUELO DEBIDO A LA ACCION DE LAS HELADAS La Localidad de Villa San Pedro no se encuentra expuesto a la acción de las heladas en el invierno por ello el hinchamiento y contracción del suelo es un factor considerable. Cabe resaltar que, cuando se tiene un exceso de agua libre en el suelo y ésta se congela, entonces se torna sólida y aumenta su volumen; por tanto, el suelo que la contiene también aumenta de volumen, es decir, se hincha. Como consecuencia, es muy importante tener en cuenta este fenómeno de acción de heladas en los suelos en los ámbitos de altura. Una solución efectiva es usar un suelo gravoso con arena como relleno, ya que así aumentaríamos la cantidad de vacíos y el agua congelada por la helada se solidifique libremente.
Suelo
susceptibilidad
GW Y GP
Ninguna o muy pequeña
GM Y GC
Baja a media
SW Y SP
Ninguna a muy baja
SM Y SC
Baja a alta
ML
Media a muy alta
CH Y OH
Media
Pt
Baja
8.0 Tecnología del Concreto Tomando como referencia estudios realizados anteriormente y de ser el caso, abastecerse de agregados de canteras más cercanas al Proyecto para su utilización en las obras a realizar, se debe tomar en cuenta realizar ensayos para hallar las proporciones más convenientes de mezclas de concreto tomando en cuenta los requisitos y exigencias mínimas para el diseño, materiales, colocación y control de calidad en obra. 8.1 Características de los Materiales 8.1.1 Cemento El cemento empleado para la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de las especificaciones ITINTEC para cementos. El cemento utilizado para los diseños de mezcla del proyecto es del tipo Cemento Portland Compuesto Tipo I (Co) (NTP 334.073), se puede utilizar en obras de concreto y de concreto armado en general, morteros en general, especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañilería; cabe resaltar que de acuerdo a los análisis químicos, debe emplearse Cemento Portland Tipo I para los elementos en o con el terreno, tales como pavimentos y cimentaciones.
26
El cemento que se mantiene seco conserva todas sus características, almacenado en latas estancas o en ambientes de temperatura y humedad controlada, en las obras se requieren disposiciones para que el cemento se mantenga en buenas condiciones por un espacio de tiempo determinado. Lo esencial es conservar el cemento seco, para lo cual debe cuidarse no sólo la acción de la humedad directa sino además tener en cuenta la acción del aire húmedo. 8.1.2 Agua de Mezcla El agua que ha de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable, es decir aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están comprendidos dentro de los siguientes límites: CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO FINO DESCRIPCIÓN
LIMITES PERMISIBLES
Sólidos en suspensión (residuo insoluble)
5,000 ppm Máximo
Materia Orgánica Alcalinidad (NaCHCO3) Sulfatos ( ion SO4 ) Cloruros ( ion Cl- ) pH
3 ppm Máximo 1,000 ppm Máximo 600 ppm Máximo 1,000 ppm Máximo 5 a 8 Máximo
El agua a utilizarse en la preparación de los concretos deberá provenir de las fuentes de agua existentes en la localidad. 8.1.3 Agregados para el Concreto Los agregados finos y grueso según la norma ASTM C-33, Y NTP 400.037 deberán cumplir con las GRADACIONES establecidas en la NTP 400.012, respectivamente. Agregado Grueso: Debe cumplir con los requisitos técnicos de la norma NTP 400.037 o ASTM C33 así como las especificaciones del proyecto. En el procesado, transporte, almacenaje y dosificación se debe garantizar:
La uniformidad del agregado. No se producirá contaminación con sustancias extrañas. No se producirá rotura o segregación importante. La pérdida de finos será mínima.
El tamaño máximo nominal del agregado grueso no debe ser superior a:
1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado. 1/3 de la altura de la losa de ser el caso. ¾ del espaciamiento mínimo libre entre las barras o alambres individuales de refuerzo, paquetes de barras, etc.
27
Agregado Fino: Debe cumplir con los requisitos técnicos de la norma NTP 400.037 o ASTM C33. Debe consistir en material natural o inerte, de características similares, limpio, libre de impureza, sales o materia orgánica, la granulometría seleccionada debe ser continua, con valores retenidos en las mallas N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50 y N° 100 de la serie “C” (Tyller). Así mismo, no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos cualesquiera.
Tamiz 9.5 mm. ( 3/8” ) 4.75 mm. ( N°4 ) 2.38 mm. ( N°8 ) 1.20 mm. ( N° 16 ) 0.60 mm. ( N° 30 ) 0.30 mm. ( N° 50 ) 0.15 mm. ( N° 100 )
Límites Totales 100 89 – 100 65 – 100 45 – 100 25 – 100 5 – 70 0 – 12
% Pasa por los tamices normalizados C M F 100 95 – 100 80 – 100 50 – 85 25 – 60 10 – 30 2 – 10
100 85 – 100 65 – 100 45 – 100 25 – 80 5 – 48 0 – 12
100 89 – 1000 80 – 100 70 – 100 55 – 100 5 – 70 0 – 12
8.2 Diseño De Mezcla El diseño de mezcla se realizará aplicando el método del ACI 211. Cantidad de Materiales por Metro Cúbico de Concreto: En los cuadros se presenta un resumen de dosificaciones usualmente empleada en proyectos que contienen concretos simples: DOSIFICACIÓN DE MATERIALES
FUENTE: RIVVA LOPEZ, TECNOLOGIA DEL CONCRETO.
28
CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO GRUESO FUENTE: RIVVA LOPEZ, TECNOLOGIA DEL CONCRETO
9.0 ASPECTO SÍSMICO De acuerdo a las Normas Peruanas de Diseño Sismo Resistente, La fuerza sísmica horizontal (V) que debe utilizarse para el diseño de una estructura debe calcularse con la siguiente expresión:
V
Z *U * S *C R
*P
Donde: Z = Factor de zona U = Factor de uso S = Factor de suelo C = Coeficiente sísmico P = Peso de la edificación R = Coeficiente de reducción
29
ZONA
Zona =
PARÁMETROS DE SUELO TIPO CATEGORÍAS DE LAS EDIFICACIONES
4 S2
U=
1.5
COEFICIENTE DE REDUCCIÓN
R=
8.0
FACTOR DE SUELO
S=
1.60
FACTOR DE ZONA
Z=
0.45
PERÍODO ESPECTRO DE SUELO
Tp =
0.60
PERIODO DESPLAZAMIENTO
TL =
2.00
PERÍODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÓN
T=
0.06
C=
2.50
COEFICIENTE SÍSMICO (Tp/T)
Luego:
C/R = 0.313> 0.125 Con estos valores, la fuerza cortante V, en la base del cimiento se calcula en:
V = 0.34*P
30
10.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El presente Estudio de Suelos con Fines de Cimentación, cumple la finalidad de identificar el perfil estratigráfico, propiedades físicas y mecánicas del suelo, y se desarrolló en local propiedad Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS, con sitio en Centro Poblado de villa San Pedro - Distrito de Chulucanas – Provincia de Morropón Región de Piura. El estudio de suelos forma parte del Proyecto: “Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura”, como parte del cual se realizaron diez (03) calicatas a cielo abierto distribuidas adecuadamente en toda el área de estudio del presente Proyecto. Para el presente informe en base a la exploración de campo, los registros de calicatas y análisis in situ de los suelos encontrados, se puede concluir y recomendar lo siguiente: TIPO DE SUELO
El tipo de suelo encontrado dentro de la Localidad de Villa de San Pedro, es un terreno normal arcilloso, con presencia de arcillas inorgánicas (CL), arena y baja presencia de gravas de consistencia regularmente compacta.
NAPA FREÁTICA
Durante los trabajos de excavación de calicatas no se ha observado presencia de napa freática en todas las calicatas.
DISEÑO SISMORESISTENTE
Teniendo en consideración la Norma Técnica E.030 – Diseño Sismorresistente, se señalan como parámetros para el diseño sismorresistente los siguientes valores: FACTOR VALOR OBSERVACIONES Factor de Zona (Z) 0.45 Zona 4 Factor de Tipo de Suelo (S) 1.60 Perfil Tipo S2 Periodo Predominante del Suelo (Tp (s)) 0.60 Norma E.030 Factor de Uso (U) 1.50
Debe considerarse que el comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones: Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. Peso mínimo. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa. 31
ANÁLISIS QUÍMICOS
De acuerdo al resultado de los análisis químicos de laboratorio realizados en las calicatas, el contenido de sulfatos es despreciable al no superar los límites máximos permisibles, por ello se concluye que el suelo no está dentro del rango de sulfatos severos, y se recomienda utilizar cemento Portland Tipo I, al presentar una agresividad despreciable. El tipo de cemento mencionado se aplica para toda estructura que esté en o directo con el suelo. De acuerdo al resultado de análisis de cloruros para la calicata 02, no se supera el LPM, por ello se concluye que no serán perjudiciales ni causarán efectos de corrosión en las armaduras y/o elementos metálicos en o con el suelo. De acuerdo al resultado de sales solubles totales para la calicata 02, en ninguno de los casos se supera el LPM, por ello se concluye que no se tendrá problemas de pérdida de resistencia mecánica por problema de lixiviación en o con el suelo.
REQUERIMIENTOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS
De acuerdo a lo requerido por la norma E-060 RNE, la relación de agua (a/c) cemento no requerirá de un valor especificado, ello se basa al bajo contenido de sulfatos. Todo material propio que sea reemplazado por material de préstamo, con fines de mejorar el terreno, con lo cual el suelo de fundación será material de afirmado granular, que además deberá ser compactado debidamente, en capas de 0.15m, hasta alcanzar un 95% de grado de compactación con respecto a la Máxima Densidad Seca.
USO DE ADITIVOS:
De acuerdo a los resultados de ensayos químicos y las condiciones climáticas no será de utilidad el uso de aditivos para el concreto, de ser el caso, los aditivos que intervengan para fines de diseño de concreto será propuesto por el ingeniero responsable de obra.
OTRAS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De usar sistema de agua potable, en las componentes lineales (línea de conducción, aducción y red de distribución), se recomienda utilizar tuberías del tipo PVC, ya que ofrecen mayor versatilidad y resistencia. Para la cama de apoyo de canalizaciones de concreto para instalaciones en terrenos donde no se ofrece una fundación sólida, se recomienda un apoyo especial que consiste en gravillas de 25 mm y/o según lo recomiende el supervisor.
RESULTADOS DE ENSAYOS
Del ensayo de Corte Directo para la Calicata destinado como emplazamiento de las zapatas proyectadas, se obtuvo los siguientes datos: Ángulo de fricción corregido (∅’)
Cohesión del Suelo (c´)
20.7°
0.00 tn/m2
32
La Capacidad Portante isible del Terreno: estructura
Capacidad portante isible (Kg/cm2)
Zapata cuadrada
0.88 Kg/cm2
Zapata rectangular
0.77 Kg/cm2
Los resultados obtenidos se han calculado con un factor de Seguridad FS=3 para cargas estáticas. Se considera una capacidad portante de 0.88Kg/cm2 y 0.77Kg/cm2 para una profundidad de cimentación de 1.50m Los asentamientos calculados para: estructura
Asentamiento (cm)
Zapata cuadrada
1.64
Zapata rectangular
1.34
De los resultados obtenidos para los cálculos, se puede observar que no se deberían presentar problemas de asentamientos, ya que ninguno de ellos supera el valor máximo permisible de 2.54 cm.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES
El presente estudio con finalidad de cimentación, recomienda una cota de fundación mínima de 1.50m, cabe mencionar que a dicha profundidad se tiene una capacidad portante promedio de 0.77kg/cm2 siendo esta el más desfavorable. Si bien los datos obtenidos indican que no se presentarían asientos diferenciales, en base a un análisis más amplio, se recomienda considerar también factores muy particulares del proyecto tales como: La heterogeneidad de los suelos estudiados. La gran masa prevista para las edificaciones de acuerdo a su tipología y uso. La inclusión de un factor de seguridad adicional. Las conclusiones y recomendaciones presentadas sólo se aplicarán al área estudiada en el presente documento.
33
BIBLIOGRAFIA REVISADA Alva Hurtado J. E. (1992), “Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones”, Capítulo de Estudiantes, ACI-UNI, Lima. INGEMMET (1992), “Geología de los Cuadrángulos Chulucanas 11-C”, Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico. Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), “Soil Mechanics”, John Wiley, New York. Reglamento Nacional de Construcciones (2011), "Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones”, Lima – Perú. Reglamento Nacional de Construcciones (2016), "Norma Técnica de Edificaciones E-030-Diseño Sismoresistente”, Lima – Perú. Reglamento Nacional de Construcciones (2016), "Norma Técnica de Edificaciones E-060-Concreto Armado”, Lima – Perú. Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones – Séptima edición (2012) Terzaghi K., Peck R.B y Mesri G. (1996), “Soil Mechanics in Engineering Practice”, John Wiley, New York. Tópicos de Tecnología del Concreto. Enrique Pasquel Carvajal Sep. 1996 Ingeniería de cimentaciones. Peck-Hanson-Thorburn. 1994 Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Crespo Villalaz. 1999
34
GENERALIDADES 1.1
Objeto del estudio.El presente Informe Técnico, solicitado por Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS, tiene por objeto determinar las características físico-mecánicas del proyecto “Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 San Pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura”, con sitio en terreno que servirá de fundación del establecimiento Centro de Salud, ubicado en C.P Villa San Pedro Chulucanas.
En tal sentido, se han efectuado los trabajos de exploración de campo y ensayos de laboratorio necesarios para determinar el perfil estratigráfico del área en estudio y proponer, en base a los resultados obtenidos, alternativas de cimentación que satisfagan las solicitaciones de las cargas actuantes de las estructuras proyectadas. 1.2
Ubicación del área de estudio.El proyecto tiene la siguiente ubicación geográfica:
Dpto. Provincia Distrito Dirección
Piura Morropón Chulucanas C.P Villa San Pedro
El , desde el centro de la ciudad de Chulucanas por vía terrestre, ingresando por la Av. Puno siguiendo por la carretera Piura de la vieja Morropón hasta llegar a la carretera PI7-25 continuando por la carretera batanes San Pedro Road hasta finalmente llegar al centro poblado de Villa San Pedro. 1.3
Características del área de estudio.En la fecha de la evaluación geotécnica, en el terreno se registró presencia de área verde árboles y pastizales estos últimos sobre el suelo natural húmedos, además de estructuras existentes, no se registraron redes sanitarias ni eléctricas que compliquen las perforaciones. Las características del terreno y el domo proyectado es el siguiente:
Coordenada UTM E: 535290.811 / N: 9416540.305
Nº de piso 1
Área
perímetro
14338.70m2
494.8
3
DIST. CHULUCANAS - PROV. MORROPÓN - PROV. PIURA
Figura N° 1: Ubicación Distrital, Provincial y Departamental de la Localidad de Villa San Pedro Fuente: Elaboración Propia
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2.0 2.1
INVESTIGACIONES EFECTUADAS Geología y Geomorfología 2.1.1. Geología Regional
Depósitos Eólicos Los depósitos eólicos cubren gran parte de los desiertos de Sechura y Olmos, cuya migración ha sido detenida por las estribaciones de la Cordillera Occidental y por río Piura; en este último caso, el movimiento de los mantos de arena de sur a norte y de suroeste a noroeste, ha originado la desviación del cauce del río Piura hacia el norte, como se observa actualmente a partir de Chulucanas. En el cuadrángulo de Olmos y parte de Chulucanas, los mantos de arena eólica se han depositado en gran volumen debido a la superposición de dunas que se encuentran estabilizadas por la vegetación; se observa que estos depósitos han sufrido una erosión fluvial, de sistema dendrítico que da al terreno un paisaje de tierras malas. En cambio más al norte, estos materiales están inconsolidados por lo que las dunas están en constante movimiento. Depósitos Fluviales Son los depósitos acumulados en el fondo de los grandes cursos fluviales; están constituidos por conglomerados inconsolidados, arenas sueltas y materiales limo-arcillosos; estos depósitos tienen mayor amplitud en los tramos de valle y llanura y son más importantes en el río Piura, desde las localidades de Huabal, Mamayacu y Barrios.
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2.1.2 Formación San Pedro.Con esta denominación se ha reconocido a una gruesa secuencia clástico-volcánica, de cerca de 1,200 m. que en las cercanías del poblado de San Pedro (c. de Chulucanas), infrayace al Volcánico Lancones de donde se prolonga hacia el noreste en solución de continuidad (por la intrusión batolítica) conformando una estructura homoclinal hasta la Hda. San Jorge (c. de Ayabaca). Los mayores afloramientos se tienen en la hoja de Ayabaca, donde se presentan generalmente en los núcleos de los pliegues y debajo del Volcánico Lancones, tales como los sectores de Jililí-Sicches, Montero, puente Tondopa y Yerba Buena-San José. En los cuadrángulos de Chulucanas y Morropón, El Grupo San Pedro, se presenta solamente como angostos techos colgantes sobre el Batolito, presentando de este modo un cierto grado de recristalización; asimismo se le encuentra en la Qda. Pilares (c. Las Playas). El clima húmedo de la región ha permitido el desarrollo de una gruesa cobertura de suelo, por lo que los afloramientos son malos; por este motivo, en el Grupo San Pedro, es difícil establecer su verdadera secuencia y su rango cronológico. En gran parte infrayace, concordantemente, al Volcánico Lancones; su base no se observa por la intrusión plutónica. En el corte de la carretera Chulucanas-Frías, la secuencia es la siguiente: Los niveles más inferiores consisten en areniscas tobáceas gris-parduzcas (livianas y frágiles) transformadas a metasedimentitas, que han sufrido alteración hidrotermal, por lo que en partes están argilizadas; encima se presentan areniscas lodolíticas duras de color negro, que contiene capitas de carbón pigmentadas con chispas de pirita en concentraciones amarillas, presentándose intercalaciones de capas delgadas de chert color blanco a gris claro. La sección intermedia está compuesta por lodolitas o limolitas negras con impregnaciones de limolita, conteniendo concentraciones de pirita en los planos de estratificación; este nivel contiene intercalaciones de chert bandeado, gris oscuro; hacia arriba este tipo de material tiene coloraciones blanquecinas. La parte superior es dominantemente chértica, y consiste en capas finamente bandeadas con coloraciones negras a gris blanquecinas, muy duras, que exhiben estructuras sedimentarias de microplegamientos y convolutas. Hacia el tope se tiene lodolitas gris oscuras a negras con nódulos de limonita, que se intercalan con capas delgadas a chert bandeado, color blanco; esta secuencia termina concordantemente debajo del Volcánico Lancones.
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2.2 Trabajos de Campo.Las técnicas de investigación de campo se llevaron a cabo de acuerdo a la Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones.
2.2.1 Prospecciones.Con la finalidad de determinar el perfil estratigráfico del lote de terreno en estudio, se efectuaron 3 excavaciones (calicatas) ubicadas convenientemente. La ubicación de las prospecciones ejecutadas se presenta en el Plano de Ubicación de Calicatas
en los anexos adjuntos. 2.2.2 Muestreo disturbado.Se tomaron muestras de los estratos de suelos encontrados, las cuales fueron identificadas y etiquetadas para su posterior análisis en el laboratorio. Además, se extrajo 03 muestra representativa, a la profundidad de 1,50m (debajo del nivel de superficie del área de estudio), para los ensayos de corte directo en condiciones no consolidado no drenado (UU) y para los respectivos análisis químicos de sales, cloruros y sulfatos, considerados agresivos al concreto y acero.
2.2.3
Registro de excavaciones.-
Paralelamente a la toma de muestras se realizó el registro visual de la prospección efectuada, anotándose las características de los tipos de suelos encontrados, tales como espesor, humedad, compacidad, color, etc., así mismo, se efectuó el registro fotográfico de vistas en detalle de estratos encontrados en la calicata y vistas panorámicas del área en estudio.
2.2.4 Ensayos de laboratorio.Con la finalidad de determinar las características físico-mecánicas de los materiales obtenidos en campo, se han seguido las Normas Técnicas Peruanas (NTP) y ASTM, las mismas que a continuación se detallan:
Ensayos Estándar -
Contenido de Humedad Natural Análisis Mecánico por Tamizado Límites de Consistencia Límite Líquido Límite Plástico Clasificación AASHTO Clasificación SUCS
NTP 339.127 (98) NTP 339.128 (99) NTP 339.129 (99) NTP 339.129 (99) NTP 339.134 (99) NTP 339.135 (99)
Ensayos Especiales - Corte Directo
(ASTM D-3080)
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Ensayos Químicos -
Determinación del contenido de sulfatos Determinación del contenido de cloruros Determinación del contenido de sales Determinación del contenido de Ph
NTP 339.178 NTP 339.177 NTP 339.152 NTP 339.176
2.3 Trabajos de gabinete.Con los datos de la evaluación superficial, información de la fase de exploración y resultados de los ensayos del laboratorio se procedió a la elaboración del presente informe.
3.0 DESCRIPCIÓN GEOTÉCNICA Sobre estos tipos de suelos naturales se han efectuado calicatas, con suelos con similares tipos de materiales, tales como: arcillas de baja plasticidad con presencia de partículas gruesas. Se describe a continuación los tipos de materiales encontrados en cada una de las calicatas efectuadas:
Calicata N° 01 - De 0.00 a 1.40m.- Suelo inorgánico conformado por suelo arcilloso con presencia de plasticidad baja, se presenció partículas gruesas (gravas) no representativas, no se halló residuos sólidos ni presencia de tendido de cable que compliquen la excavación. - De 1.40 a 1.90m.- Suelo inorgánico conformado partículas de arenas en un porcentaje considerable y suelos finos bastante representativos, mediana plasticidad, sin la presencia de gravas, poco húmedas y de compacidad de baja a media. -
Suelo inorgánico
De 1.90 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por gravas arenas y finos en porcentaje similares el suelo presencia plasticidad determinante para su clasificación, no se ha registrado nivel freático.
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Calicata N° 02 Materia Orgánica
- De 0.00 a 1.60m.- Se registró Suelo arcilloso inorgánico de humedad intermedia su apariencia es de color marrón claro, el suelo presenta partículas de gravas no se registró residuos sólidos, además, no se tendidos de cables ni redes de instalaciones sanitarias que compliquen la excavación. - De 1.60 a 2.40m.- Suelo inorgánico conformado por partículas de arenas representativas y suelos finos de color marrón, se ha presenciado plasticidad, el suelo no conforma gravas. - De 2.40 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por gravas arenas y arcillas de similar porcentaje, la compacidad del tercer estrato es mediamente compacto, no se registró nivel freático.
Calicata N° 03
Suelo inorgánica
- De 0.00 a 1.70m.- Suelo inorgánico conformado suelo arcilloso de apariencia marrón claro, se presenció plasticidad, no se registra gravas, poco húmedas y de compacidad de media a baja. - De 1.70 a 2.20m.- Suelo inorgánico arcilloso mediamente plástico la estructura del suelo también está conformado por partículas de arenas en un porcentaje poco apreciable, no se registró la presencia de particular gruesas (gravas), suelo poco húmedas y de compacidad de baja a media, - De 2.20 a 3.00m.- Suelo inorgánico conformado por finos en un porcentaje bastante considerable, se ha registrado arcillas además de gravas, arenas de granos medianos. No se registró presencia de nivel freático.
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Se presenta el siguiente cuadro resumen con las calicatas y sus respectivas muestras encontradas:
REGISTRO DE PROSPECCIONES Villa San Pedro - Chulucanas
PROCEDENCIA CALICATA
C-01
MUESTRA
E-A
E-B
E-C
PROF. (m)
0.00 – 1.40
1.40 – 1.90
1.90 – 3.00
HUM. NAT. (%)
5.0
8.5
10.5
% PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200)
1.4 12.3 86.3
0.1 20.9 78.9
40.4 37.5 30.8
LÍMITE LÍQUIDO (%)
33.8
30.5
36.9
LÍMITE PLÁSTICO (%)
21.2
20.2
22.5
ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%)
12.6
10.3
14.4
CLASIFICACIÓN SUCS
CL
CL
GC
A-6 (11)
A-6 (7)
A-2-6 (1)
CLASIFICACIÓN AASHTO
REGISTRO DE PROSPECCIONES PROCEDENCIA
Villa San Pedro - Chulucanas
CALICATA MUESTRA PROF. (m) HUM. NAT. (%) % PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200) LÍMITE LÍQUIDO (%) LÍMITE PLÁSTICO (%) ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%) CLASIFICACIÓN SUCS CLASIFICACIÓN AASHTO
C-02 E-A
E-B
E-C
0.00 – 1.60
1.60 – 2.40
2.40 – 3.00
7.2 14.8 13.0 72.2 37.2
8.0 0.1 20.9 78.9 30.5
7.2 36.5 35.6 35.7 35.1
22.6 14.6 CL A-6 (10)
20.2 10.3 CL A-6 (7)
21.4 13.7 GC A-6 (1)
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REGISTRO DE PROSPECCIONES Villa San Pedro - Chulucanas
PROCEDENCIA CALICATA
C-03
MUESTRA
E-A
E-B
E-C
PROF. (m)
0.00 – 1.70
1.70 – 2.20
2.20 – 3.00
HUM. NAT. (%)
7.8
6.5
6.5
% PIEDRA (RET. N°4) % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) % FINOS (PASA N°200)
1.8 11.7 86.5
16.6 83.4
34.0 36.8 51.2
LÍMITE LÍQUIDO (%)
34.6
30.1
34.2
LÍMITE PLÁSTICO (%)
22.3
21.6
18.8
ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%)
12.3
8.5
15.4
CLASIFICACIÓN SUCS
CL
CL
CL
A-6 (11)
A-4 (6)
A-6 (5)
CLASIFICACIÓN AASHTO
4.0 ANALISIS DE SUELO DE FUNDACIÓN 4.1 Capacidad de carga Se puede definir como capacidad de carga a la carga por unidad de área por debajo de la cimentación bajo la cual se produce la falla por corte, es decir, es la mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico. Al cargar un suelo de fundación, su superficie sufre asentamientos que se pueden graficar en función de la carga unitaria o presión media. Si el suelo es compacto la curva graficada resulta ser como la curva C1 y la presión q d1 representa su capacidad de carga. Si el suelo es blando la curva graficada resulta ser como la curva C2, en donde las deformaciones serán más importantes en función de la carga. La capacidad de carga en este caso no queda bien definida. Existe más de una teoría para determinarla, en donde una de ellas consiste en establecer q’ d en forma gráfica como la intersección de dos tangentes: la primera en el punto de origen y la segunda en el punto en donde la curva adquiere la máxima pendiente. Las curvas representadas se obtienen con ensayos de carga directa.
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q d´
q d1 q (kg/cm²)
C1
S (mm)
C2
Curvas Carga vs. Asentamiento para suelos compactos (C1) y suelos blandos (C2).
La falla del suelo de fundación supone asentamientos importantes, giro y vuelco de la estructura. Según la estructura y el tipo de suelo, la falla puede producirse de tres formas: a) Por Corte General: Se produce una superficie de rotura continua, la cual arranca en la base de la zapata y aflora a un lado de la misma a cierta distancia. Esta es la rotura típica de arenas densas y arcillas blandas en condiciones rápidas y sin drenaje. b)
Por Corte Local: Se plastifica el suelo en los bordes de la zapata y bajo la misma sin que lleguen a formarse superficies continuas de rotura hasta la superficie. Esto es típico en arcillas, limos blandos y en arenas medias a sueltas.
c)
Por Corte por Punzonamiento: La cimentación se hunde cortando el terreno en su periferia con un desplazamiento aproximadamente vertical. Esto se da en materiales muy compresibles y poco resistentes.
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Modos de Falla por Capacidad Portante en Zapatas y sus respectivas Curvas Típicas Carga-Desplazamiento. Los modelos teóricos desarrollados se aplican a la falla por corte general y por punzonamiento, mientras que para la falla por corte local existen factores empíricos de corrección. Para el caso específico de arenas, a continuación se muestra el Gráfico de Vesic (1963), el cual representa las formas típicas de falla en las mismas, en función de la densidad relativa de la arena (Dr) y de la profundidad relativa (Df/B*), en donde:
B* B , para el caso de zapatas cuadras o circulares.
B*
2 BL BL
, para el caso de zapatas rectangulares.
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Formas típicas de falla en arena.
4.2 Teoría de Terzaghi
Esta teoría se aplica a suelos con cohesión y fricción, cuya ley de resistencia al corte es:
c .tg Se supone una carga repartida uniformemente y lineal (zapata continua). Se desprecia la resistencia al corte del suelo situado sobre el nivel de fundación (Df), al que se considera como una sobrecarga actuando sobre la fundación. 14
q Df
Mecanismo de falla para una zapata continua y uniformemente cargada.
Considera que la carga actuante es estática, vertical y centrada. La cimentación es del tipo superficial, rígida y continua. El comportamiento del suelo, en cuanto a su asentamiento, responde a la curva C1, es decir, que se trata de arenas densas y arcillas compactas. Se propone un mecanismo de falla para una zapata continua uniformemente cargada, dividiéndose el sector de fallas en tres zonas: zonas I, II y III.
La Zona I, es una cuña que actúa como si fuese parte de la zapata (estado activo). Sus límites forman ángulos de 45° + Φ/2 con la horizontal. La Zona II, es una cuña de corte radial dado que las líneas de falla son rectas con origen en A y espirales logarítmicas con centro en A. La frontera AD forma un ángulo de 45° - Φ/2 con la horizontal. La Zona III, es aquella zona en donde se desarrollan las superficies de deslizamientos que corresponden al estado pasivo de Rankine, pues sus límites forman ángulos de 45° - Φ/2. Bajo esta hipótesis, la capacidad de carga resulta:
1 qu c N c D f N q B N 2
15
En onde: c:
Cohesión del suelo.
:
Peso específico del suelo.
Df:
Profundidad de desplante de la cimentación.
B:
Ancho de la zapata continúa.
Nc, Nq, Nγ: Factores de Capacidad de Carga, los cuales son adimensionales y están en función del ángulo de fricción interna del suelo (Φ). El coeficiente Nc está relacionado con la cohesión del suelo, Nq con la sobrecarga y Nγ con el peso de las zonas II y III. Sus expresiones de cálculo son (Caquot y Kerisel, 1953):
N c Cot ( Nq 1)
tg
Nq e
tg 2 (45 ) 2
N 2tg ( Nq 1) En las calicatas predomina la clasificación CL (arcilla de baja plasticidad) según SUCS, el estrato donde se pretende cimentar, conforma arcillas de mediana a alta plástico y arenas gruesas inorgánicos. Se especifica que a causa de la presencia de arcillas, la deformación es mayor, alcanzándose niveles de asentamiento en el cimiento que equivalen a la falla de la estructura (Falla Local). Para este caso, Terzaghi corrigió su teoría introduciendo nuevos valores de c y Φ en la fórmula de capacidad de carga, quedando como sigue:
C'
2 C 3
Tan '
2 Tan 3
Corrección de ángulo de fricción: Fundamentos de ingeniería de cimentaciones Braja M. Das – Séptima edición (pág. 139-140)
Entonces, la expresión para el cálculo de la capacidad de carga (Falla por Corte Local) queda así:
q u
2 1 C ' N c 'D f N 'q BN ' 3 2
En esta expresión, N’c, N’q, N’γ son los factores de capacidad de carga modificada, los cuales se calculan utilizando las mismas expresiones que para Nc, Nq, Nγ, reemplazando Φ por Φ’.
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Carta que muestra la relación entre el ángulo de fricción (f) y los factores de capacidad de carga.
Para cimientos cuadrados o circulares, Terzaghi modificó su expresión original basándose en resultados experimentales, resultando como sigue: Para zapatas cuadradas:
q u 1.3cN c D f N q 0.4BN
Para zapatas circulares:
q u 1.3cN c D f N q 0.3BN
En donde B = lado del cimiento (para zapata cuadrada) y B = diámetro de zapata (para zapata circular).
4.3 Capacidad de Carga isible q
qu FS
En donde: Fs = Factor de Seguridad. El coeficiente de seguridad cubre las incertidumbres sobre las propiedades de los suelos y su determinación, la teoría de capacidad de carga que se use, las desviaciones sobre la construcción, etc.
Factor de Seguridad (Fs) Solicitaciones estáticas Solicitaciones Máximas de S ismo y Viento
3.0 2.5 17
Las capacidades de carga mencionadas corresponden a valores de falla. En la práctica se emplea la capacidad de carga isible, calculándose como sigue: En donde: Fs = Factor de Seguridad. El coeficiente de seguridad cubre las incertidumbres sobre las propiedades de los suelos y su determinación, la teoría de capacidad de carga que se use, las desviaciones sobre la construcción, etc.
4.4 Cálculo de la capacidad portante.Debido al tipo de suelo natural (suelo arcilloso), típicos de los suelos de depósito por el paso de flujos aluviales y presentar exceso de fino en la zona de estudio, siendo esta, un suelo no muy favorable tomando como referencia la profundidad de 1,50m, se determinó emplear zapatas cuadradas y zapatas rectangulares de concreto armado para los apoyos de muros de la estructura proyectado. Para los cálculos de la capacidad portante isible del suelo de fundación, se consideraron las ecuaciones de Terzaghi:
q u 1.3cN c D f N q 0.4BN Los parámetros utilizados en los cálculos de la cimentación de la estructura proyectada, consistente en una edificación de 01 niveles sin sótano, se tomó del ensayo de corte directo efectuado a la matriz del material arcillosa (CL), donde se estima se cimentará dicha estructura, en condiciones disturbada-remoldada. Se efectuó 03 ensayos de corte directo a la muestra de suelo preparada, reproduciéndose en el laboratorio sus condiciones de densidad y humedad in situ, además, se tomó el valor más desfavorable para fines de diseño siendo esta última tomada de la calicata C-2/E-A. Dichas muestras se extrajeron de la siguiente calicata y estrato:
CALICATA
C-01
MUESTRA Nº
E-B
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS PROF. DE MUESTREO, m
1.40 – 1.90 CL 1.50
18
CALICATA
C-02
MUESTRA Nº
E-A
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS
0.00 – 1.60 CL
PROF. DE MUESTREO, m
1.50
CALICATA
C-03
MUESTRA Nº
E-A
PROFUNDIDAD, m CLASIFICACIÓN SUCS PROF. DE MUESTREO, m
0.00 – 1.70 CL 1.50
Los valores alternativos de capacidad portante del terreno evaluado a obtenerse con las ecuaciones de Terzaghi modificadas por Vesic, están en función del ancho de las zapatas propuestas (B) y la profundidad de cimentación de las mismas (Df), además de la forma de dichas zapatas. Los parámetros utilizados, tales como, factores de carga, de forma, densidad, ángulo de fricción y cohesión, así como los valores obtenidos de capacidad portante para distintas profundidad de desplante y anchos de base de la cimentación propuesta. Se muestran en las siguientes páginas, la hoja de cálculo titulada: ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA – CIMENTACIÓN SUPERFICIAL.
19
5.0
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA – CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PARA LA CALICATA C-02
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA - CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
MUESTRA
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
PROF. (m) : 1.50
DATOS GENERALES Angulo de Fricción Ang. de Fric. corregido Cohesión Peso Específico de suelo por encima del nivel de cimentación Peso Específico de suelo por debajo del nivel de cimentación Relación Ancho Largo (B/L)
29.6° 20.7° 0.00 ton/m² 1.59 ton/m³
1 3
B
15 ton
Carga Concentrada
Cuadrada
L
1.49 ton/m³
Factor de Seguridad
FORMA
Df
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
FACTORES DE FORMA
Nc
N
Nq
Sc
S
Sq
15.52
5.94
6.86
1.44
0.60
1.38
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE Tipo de Cimentación
Prof. (Df ) (m)
Ancho (B) (m)
Qult (Kg/cm²)
Q (kg/cm²)
Qact (kg/cm²)
Condición Q>Qact
Zapata Cuadrada
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40
2.65 2.67 2.68 2.69 2.71 2.81 2.82 2.83 2.85 2.86 2.90 2.92 2.93 2.94 2.96 3.05 3.07 3.08 3.09 3.11 3.18 3.19 3.20 3.22 3.23
0.88 0.89 0.89 0.90 0.90 0.94 0.94 0.94 0.95 0.95 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 1.02 1.02 1.03 1.03 1.04 1.06 1.06 1.07 1.07 1.08
0.67 0.62 0.59 0.55 0.52 0.67 0.62 0.59 0.55 0.52 0.89 0.82 0.77 0.71 0.67 0.89 0.82 0.77 0.71 0.67 1.04 0.96 0.89 0.82 0.77
Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple
20
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ÚLTIMA - CIMENTACIÓN SUPERFICIAL PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
MUESTRA
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
PROF. (m) : 1.50
DATOS GENERALES Angulo de Fricción
29.6°
Ang. de Fric. corregido
20.7°
Cohesión Peso Específico de suelo por encima del nivel de Peso Específico de suelo por debajo del nivel de cimentación Relación Ancho Largo (B/L)
1.59 ton/m³ 1.49 ton/m³
3
Carga Concentrada
Rectangular
L
0.50
Factor de Seguridad
FORMA
Df
0.00 ton/m²
15 ton
B
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
FACTORES DE FORMA
Nc
N
Nq
Sc
S
Sq
15.52
5.94
6.86
1.22
0.80
1.19
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE Tipo de Cimentación
Prof. (Df ) (m)
Ancho (B) (m)
Qult (Kg/cm²)
Q (kg/cm²)
Qact (kg/cm²)
Condición Q>Qact
Zapata Rectangular
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20
2.30 2.32 2.34 2.35 2.37 2.43 2.45 2.47 2.48 2.50 2.56 2.58 2.60 2.61 2.63 2.69 2.71 2.73 2.74 2.76 2.82 2.84 2.86 2.87 2.89
0.77 0.77 0.78 0.78 0.79 0.81 0.82 0.82 0.83 0.83 0.85 0.86 0.87 0.87 0.88 0.90 0.90 0.91 0.91 0.92 0.94 0.95 0.95 0.96 0.96
0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52 0.75 0.68 0.62 0.57 0.52
Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple
21
5.1 Cálculo del Asentamiento Inmediato.Los asentamientos elásticos de la cimentación superficial dependerán de los valores del Módulo de Elasticidad. Según la teoría elástica podemos utilizar la siguiente expresión:
Se = qo*B*(1-s2)*If / Es Donde:
Asentamiento en cm Se Presión de trabajo q0 (ton/m2) Relación de Poissons µs
Factor de forma If (cm/m) Módulo de elasticidad del suelo Es (ton/m2) Ancho de la cimentación B (m)
Remplazando valores se obtienen los siguientes resultados, correspondientes a la profundidad mínima de cimentación:
Se =
1.64cm
Se adoptó el criterio de limitar el asentamiento de la cimentación a 1 pulgada (2,54cm), según Terzaghi y Peck (1967).
Se (1.64) < 1” (2,54cm) Los valores de asentamiento inmediato están en función del ancho (B), profundidad de cimentación (Df) y consecuentemente, la presión de o (qact). Se muestran en la página siguiente (CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS – MÉTODO ELÁSTICO) valores de asentamientos para el rango de profundidades de desplante:
22
PARA LA CALICATA C-02
CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS - MÉTODO ELÁSTICO PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
MUESTRA
Cimentación
PROF. (m) : 1.50
Valores de If (cm/m) Rígida
Cuadrada
Flexible
82
Centro Esquina
112 56
Medio
95
Centro
88 100
Esquina
64
Medio
85 210
Centro Esquina
153 77
Medio
130
Rígida
Circular
Rectangular (L/B = 1.0)
Flexible
Rígida Flexible
Tipo de Cimentacion
Df (m)
B
Zapata Cuadrada
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40
Poison (u)
0.25
Módulo de Elasticidad (ton/m 2)
800
(ton/m 2)
S (cm) Rigida
S (cm) Flexible Centro
S (cm) Flexible Esquina
S (cm) Flexible Medio
6.67 6.24 5.86 5.51 5.19 6.67 6.24 5.86 5.51 5.19 8.88 8.23 7.65 7.13 6.67 8.88 8.23 7.65 7.13 6.67 10.42 9.60 8.88 8.23 7.65
0.96 0.93 0.90 0.87 0.85 0.96 0.93 0.90 0.87 0.85 1.11 1.07 1.03 0.99 0.96 1.11 1.07 1.03 0.99 0.96 1.20 1.15 1.11 1.07 1.03
1.31 1.27 1.23 1.19 1.16 1.31 1.27 1.23 1.19 1.16 1.51 1.46 1.41 1.36 1.31 1.51 1.46 1.41 1.36 1.31 1.64 1.58 1.51 1.46 1.41
0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.76 0.73 0.70 0.68 0.66 0.76 0.73 0.70 0.68 0.66 0.82 0.79 0.76 0.73 0.70
1.11 1.08 1.04 1.01 0.98 1.11 1.08 1.04 1.01 0.98 1.28 1.24 1.19 1.15 1.11 1.28 1.24 1.19 1.15 1.11 1.39 1.34 1.28 1.24 1.19
qact
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CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS - MÉTODO ELÁSTICO PROYECTO SOLICITADO
Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura : Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS REGISTRO 024/ 2018.GEOSUR
UBICACIÓN
: C.P Villa San Pedro - dist. Chulucanas - Prov. Morropón - Dpto. Piura.
TÉCNICO
: D.I.P
: C-2 / E-A
FECHA
18-mar.-2018
MUESTRA
Cimentación
PROF. (m) : 1.50
Valores de If (cm/m) Rígida
Cuadrada
Flexible
82
Centro Esquina
112 56
Medio
95
Centro
88 100
Esquina
64
Medio
85
Rígida
Circular
Rectangular (L/B = 0.75)
Flexible
Rígida Flexible
Poison (u)
0.25
Módulo de Elasticidad (ton/m2)
800
210
Centro Esquina Medio
Tipo de Cimentacion
Df (m)
B
Zapata Rectangular
1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.60 1.60 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.90 1.90 1.90 1.90 1.90
1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20
153 77 130
(ton/m 2)
S (cm) Rigida
S (cm) Flexible Centro
S (cm) Flexible Esquina
S (cm) Flexible Medio
7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21 7.50 6.80 6.20 5.67 5.21
1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54 1.85 1.76 1.68 1.60 1.54
1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12 1.34 1.28 1.22 1.17 1.12
0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56 0.68 0.64 0.62 0.59 0.56
1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95 1.14 1.09 1.04 0.99 0.95
qact
24
6.0 ANÁLISIS QUÍMICO Los resultados de los análisis químicos, efectuados a las muestras representativas del subsuelo más desfavorable, correspondiente a la calicata C- 02, arrojan los siguientes valores:
RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICOS CALICATA
C-2
MUESTRA
EC
PR0FUNDIDAD, m
3.00
Contenidos de sulfatos, %
0.0155
Contenido de cloruros, %
0.0110
Sales solubles totales, %
0.0260
AGENTE PRESENTE
CONCENTRACCIÓN
GRADO DE ALTERACIÓN
Cloruros (Cl-)
> 6,000 ppm
Perjudicial
Sales Solubles Totales
> 15,000 ppm
Perjudicial
OBSERVACIÓNES Ocasiona problemas de corrosión de armaduras o elementos metálicos. Ocasiona problemas de pérdida de resistencia mecánica por problema de lixiviación.
De acuerdo al cuadro de exposición a sulfatos, dichos valores se encuentran dentro valores despreciables, presentando agresividad de modo despreciable al concreto, debiéndose utilizar, por lo tanto, Cemento Pórtland tipo I en la fabricación del concreto hidráulico. En cuanto a contenidos de cloruros, estos se encuentran debajo a los límites permisibles (6000,0ppm = 0,6000%), considerándose, por tanto, no perjudicial al acero a emplearse en la cimentación de las estructuras proyectadas.
25
7.0 ANALISIS DEL SUELO DEBIDO A LA ACCION DE LAS HELADAS La Localidad de Villa San Pedro no se encuentra expuesto a la acción de las heladas en el invierno por ello el hinchamiento y contracción del suelo es un factor considerable. Cabe resaltar que, cuando se tiene un exceso de agua libre en el suelo y ésta se congela, entonces se torna sólida y aumenta su volumen; por tanto, el suelo que la contiene también aumenta de volumen, es decir, se hincha. Como consecuencia, es muy importante tener en cuenta este fenómeno de acción de heladas en los suelos en los ámbitos de altura. Una solución efectiva es usar un suelo gravoso con arena como relleno, ya que así aumentaríamos la cantidad de vacíos y el agua congelada por la helada se solidifique libremente.
Suelo
susceptibilidad
GW Y GP
Ninguna o muy pequeña
GM Y GC
Baja a media
SW Y SP
Ninguna a muy baja
SM Y SC
Baja a alta
ML
Media a muy alta
CH Y OH
Media
Pt
Baja
8.0 Tecnología del Concreto Tomando como referencia estudios realizados anteriormente y de ser el caso, abastecerse de agregados de canteras más cercanas al Proyecto para su utilización en las obras a realizar, se debe tomar en cuenta realizar ensayos para hallar las proporciones más convenientes de mezclas de concreto tomando en cuenta los requisitos y exigencias mínimas para el diseño, materiales, colocación y control de calidad en obra. 8.1 Características de los Materiales 8.1.1 Cemento El cemento empleado para la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de las especificaciones ITINTEC para cementos. El cemento utilizado para los diseños de mezcla del proyecto es del tipo Cemento Portland Compuesto Tipo I (Co) (NTP 334.073), se puede utilizar en obras de concreto y de concreto armado en general, morteros en general, especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañilería; cabe resaltar que de acuerdo a los análisis químicos, debe emplearse Cemento Portland Tipo I para los elementos en o con el terreno, tales como pavimentos y cimentaciones.
26
El cemento que se mantiene seco conserva todas sus características, almacenado en latas estancas o en ambientes de temperatura y humedad controlada, en las obras se requieren disposiciones para que el cemento se mantenga en buenas condiciones por un espacio de tiempo determinado. Lo esencial es conservar el cemento seco, para lo cual debe cuidarse no sólo la acción de la humedad directa sino además tener en cuenta la acción del aire húmedo. 8.1.2 Agua de Mezcla El agua que ha de ser empleada en la preparación del concreto deberá cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.088 y ser, de preferencia potable, es decir aquellas aguas cuyas propiedades y contenidos de sustancias disueltas están comprendidos dentro de los siguientes límites: CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO FINO DESCRIPCIÓN
LIMITES PERMISIBLES
Sólidos en suspensión (residuo insoluble)
5,000 ppm Máximo
Materia Orgánica Alcalinidad (NaCHCO3) Sulfatos ( ion SO4 ) Cloruros ( ion Cl- ) pH
3 ppm Máximo 1,000 ppm Máximo 600 ppm Máximo 1,000 ppm Máximo 5 a 8 Máximo
El agua a utilizarse en la preparación de los concretos deberá provenir de las fuentes de agua existentes en la localidad. 8.1.3 Agregados para el Concreto Los agregados finos y grueso según la norma ASTM C-33, Y NTP 400.037 deberán cumplir con las GRADACIONES establecidas en la NTP 400.012, respectivamente. Agregado Grueso: Debe cumplir con los requisitos técnicos de la norma NTP 400.037 o ASTM C33 así como las especificaciones del proyecto. En el procesado, transporte, almacenaje y dosificación se debe garantizar:
La uniformidad del agregado. No se producirá contaminación con sustancias extrañas. No se producirá rotura o segregación importante. La pérdida de finos será mínima.
El tamaño máximo nominal del agregado grueso no debe ser superior a:
1/5 de la menor separación entre los lados del encofrado. 1/3 de la altura de la losa de ser el caso. ¾ del espaciamiento mínimo libre entre las barras o alambres individuales de refuerzo, paquetes de barras, etc.
27
Agregado Fino: Debe cumplir con los requisitos técnicos de la norma NTP 400.037 o ASTM C33. Debe consistir en material natural o inerte, de características similares, limpio, libre de impureza, sales o materia orgánica, la granulometría seleccionada debe ser continua, con valores retenidos en las mallas N° 4, N° 8, N° 16, N° 30, N° 50 y N° 100 de la serie “C” (Tyller). Así mismo, no deberá retener más del 45% en dos tamices consecutivos cualesquiera.
Tamiz 9.5 mm. ( 3/8” ) 4.75 mm. ( N°4 ) 2.38 mm. ( N°8 ) 1.20 mm. ( N° 16 ) 0.60 mm. ( N° 30 ) 0.30 mm. ( N° 50 ) 0.15 mm. ( N° 100 )
Límites Totales 100 89 – 100 65 – 100 45 – 100 25 – 100 5 – 70 0 – 12
% Pasa por los tamices normalizados C M F 100 95 – 100 80 – 100 50 – 85 25 – 60 10 – 30 2 – 10
100 85 – 100 65 – 100 45 – 100 25 – 80 5 – 48 0 – 12
100 89 – 1000 80 – 100 70 – 100 55 – 100 5 – 70 0 – 12
8.2 Diseño De Mezcla El diseño de mezcla se realizará aplicando el método del ACI 211. Cantidad de Materiales por Metro Cúbico de Concreto: En los cuadros se presenta un resumen de dosificaciones usualmente empleada en proyectos que contienen concretos simples: DOSIFICACIÓN DE MATERIALES
FUENTE: RIVVA LOPEZ, TECNOLOGIA DEL CONCRETO.
28
CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO GRUESO FUENTE: RIVVA LOPEZ, TECNOLOGIA DEL CONCRETO
9.0 ASPECTO SÍSMICO De acuerdo a las Normas Peruanas de Diseño Sismo Resistente, La fuerza sísmica horizontal (V) que debe utilizarse para el diseño de una estructura debe calcularse con la siguiente expresión:
V
Z *U * S *C R
*P
Donde: Z = Factor de zona U = Factor de uso S = Factor de suelo C = Coeficiente sísmico P = Peso de la edificación R = Coeficiente de reducción
29
ZONA
Zona =
PARÁMETROS DE SUELO TIPO CATEGORÍAS DE LAS EDIFICACIONES
4 S2
U=
1.5
COEFICIENTE DE REDUCCIÓN
R=
8.0
FACTOR DE SUELO
S=
1.60
FACTOR DE ZONA
Z=
0.45
PERÍODO ESPECTRO DE SUELO
Tp =
0.60
PERIODO DESPLAZAMIENTO
TL =
2.00
PERÍODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÓN
T=
0.06
C=
2.50
COEFICIENTE SÍSMICO (Tp/T)
Luego:
C/R = 0.313> 0.125 Con estos valores, la fuerza cortante V, en la base del cimiento se calcula en:
V = 0.34*P
30
10.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El presente Estudio de Suelos con Fines de Cimentación, cumple la finalidad de identificar el perfil estratigráfico, propiedades físicas y mecánicas del suelo, y se desarrolló en local propiedad Programa Nacional de Inversiones en Salud – PRONIS, con sitio en Centro Poblado de villa San Pedro - Distrito de Chulucanas – Provincia de Morropón Región de Piura. El estudio de suelos forma parte del Proyecto: “Recuperación de los servicios de salud del puesto de salud I-2 san pedro, distrito de Chulucanas, provincia de Morropón, región Piura”, como parte del cual se realizaron diez (03) calicatas a cielo abierto distribuidas adecuadamente en toda el área de estudio del presente Proyecto. Para el presente informe en base a la exploración de campo, los registros de calicatas y análisis in situ de los suelos encontrados, se puede concluir y recomendar lo siguiente: TIPO DE SUELO
El tipo de suelo encontrado dentro de la Localidad de Villa de San Pedro, es un terreno normal arcilloso, con presencia de arcillas inorgánicas (CL), arena y baja presencia de gravas de consistencia regularmente compacta.
NAPA FREÁTICA
Durante los trabajos de excavación de calicatas no se ha observado presencia de napa freática en todas las calicatas.
DISEÑO SISMORESISTENTE
Teniendo en consideración la Norma Técnica E.030 – Diseño Sismorresistente, se señalan como parámetros para el diseño sismorresistente los siguientes valores: FACTOR VALOR OBSERVACIONES Factor de Zona (Z) 0.45 Zona 4 Factor de Tipo de Suelo (S) 1.60 Perfil Tipo S2 Periodo Predominante del Suelo (Tp (s)) 0.60 Norma E.030 Factor de Uso (U) 1.50
Debe considerarse que el comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones: Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. Peso mínimo. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa. 31
ANÁLISIS QUÍMICOS
De acuerdo al resultado de los análisis químicos de laboratorio realizados en las calicatas, el contenido de sulfatos es despreciable al no superar los límites máximos permisibles, por ello se concluye que el suelo no está dentro del rango de sulfatos severos, y se recomienda utilizar cemento Portland Tipo I, al presentar una agresividad despreciable. El tipo de cemento mencionado se aplica para toda estructura que esté en o directo con el suelo. De acuerdo al resultado de análisis de cloruros para la calicata 02, no se supera el LPM, por ello se concluye que no serán perjudiciales ni causarán efectos de corrosión en las armaduras y/o elementos metálicos en o con el suelo. De acuerdo al resultado de sales solubles totales para la calicata 02, en ninguno de los casos se supera el LPM, por ello se concluye que no se tendrá problemas de pérdida de resistencia mecánica por problema de lixiviación en o con el suelo.
REQUERIMIENTOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS
De acuerdo a lo requerido por la norma E-060 RNE, la relación de agua (a/c) cemento no requerirá de un valor especificado, ello se basa al bajo contenido de sulfatos. Todo material propio que sea reemplazado por material de préstamo, con fines de mejorar el terreno, con lo cual el suelo de fundación será material de afirmado granular, que además deberá ser compactado debidamente, en capas de 0.15m, hasta alcanzar un 95% de grado de compactación con respecto a la Máxima Densidad Seca.
USO DE ADITIVOS:
De acuerdo a los resultados de ensayos químicos y las condiciones climáticas no será de utilidad el uso de aditivos para el concreto, de ser el caso, los aditivos que intervengan para fines de diseño de concreto será propuesto por el ingeniero responsable de obra.
OTRAS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De usar sistema de agua potable, en las componentes lineales (línea de conducción, aducción y red de distribución), se recomienda utilizar tuberías del tipo PVC, ya que ofrecen mayor versatilidad y resistencia. Para la cama de apoyo de canalizaciones de concreto para instalaciones en terrenos donde no se ofrece una fundación sólida, se recomienda un apoyo especial que consiste en gravillas de 25 mm y/o según lo recomiende el supervisor.
RESULTADOS DE ENSAYOS
Del ensayo de Corte Directo para la Calicata destinado como emplazamiento de las zapatas proyectadas, se obtuvo los siguientes datos: Ángulo de fricción corregido (∅’)
Cohesión del Suelo (c´)
20.7°
0.00 tn/m2
32
La Capacidad Portante isible del Terreno: estructura
Capacidad portante isible (Kg/cm2)
Zapata cuadrada
0.88 Kg/cm2
Zapata rectangular
0.77 Kg/cm2
Los resultados obtenidos se han calculado con un factor de Seguridad FS=3 para cargas estáticas. Se considera una capacidad portante de 0.88Kg/cm2 y 0.77Kg/cm2 para una profundidad de cimentación de 1.50m Los asentamientos calculados para: estructura
Asentamiento (cm)
Zapata cuadrada
1.64
Zapata rectangular
1.34
De los resultados obtenidos para los cálculos, se puede observar que no se deberían presentar problemas de asentamientos, ya que ninguno de ellos supera el valor máximo permisible de 2.54 cm.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES
El presente estudio con finalidad de cimentación, recomienda una cota de fundación mínima de 1.50m, cabe mencionar que a dicha profundidad se tiene una capacidad portante promedio de 0.77kg/cm2 siendo esta el más desfavorable. Si bien los datos obtenidos indican que no se presentarían asientos diferenciales, en base a un análisis más amplio, se recomienda considerar también factores muy particulares del proyecto tales como: La heterogeneidad de los suelos estudiados. La gran masa prevista para las edificaciones de acuerdo a su tipología y uso. La inclusión de un factor de seguridad adicional. Las conclusiones y recomendaciones presentadas sólo se aplicarán al área estudiada en el presente documento.
33
BIBLIOGRAFIA REVISADA Alva Hurtado J. E. (1992), “Mecánica de Suelos Aplicada a Cimentaciones”, Capítulo de Estudiantes, ACI-UNI, Lima. INGEMMET (1992), “Geología de los Cuadrángulos Chulucanas 11-C”, Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico. Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), “Soil Mechanics”, John Wiley, New York. Reglamento Nacional de Construcciones (2011), "Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones”, Lima – Perú. Reglamento Nacional de Construcciones (2016), "Norma Técnica de Edificaciones E-030-Diseño Sismoresistente”, Lima – Perú. Reglamento Nacional de Construcciones (2016), "Norma Técnica de Edificaciones E-060-Concreto Armado”, Lima – Perú. Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones – Séptima edición (2012) Terzaghi K., Peck R.B y Mesri G. (1996), “Soil Mechanics in Engineering Practice”, John Wiley, New York. Tópicos de Tecnología del Concreto. Enrique Pasquel Carvajal Sep. 1996 Ingeniería de cimentaciones. Peck-Hanson-Thorburn. 1994 Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Crespo Villalaz. 1999
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