CURSO: EXPEDIENTE TÉCNICO DE OBRAS DE EDIFICACIÓN
II RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN III RESUMEN Y CONCLUSIONES
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I.- INFORME
1.- ALCANCES DEL ESTUDIO
Es objeto del presente informe mostrar los trabajos realizados, así como los resultados y conclusiones obtenidos, en el Estudio de Suelos con fines de cimentación, ejecutado con objeto de determinar la información requerida para el diseño de las estructuras de cimentación del proyecto denominado. Este estudio ha sido ejecutado de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones Norma E-050. Suelos y cimentaciones.
2.- CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO
Las edificaciones comprendidas en este estudio están destinadas para el uso de Colector de Mortero Armado de sección rectangular, cuya losa superior trabajará como superficie de rodadura de la futura vía vehicular. La obra trasmite sus cargas al terreno mediante una losa inferior de mortero armado. 3.- UBICACIÓN
El terreno materia del presente estudio, se encuentra comprendido entre el Jr. Ricardo Palma, Calle Atlántida y calle Morona, de la Ciudad de Iquitos, Provincia de Maynas, Región Loreto.
4.- GEOLOGÍA
Regionalmente la zona de interés engloba la presencia de rocas sedimentarias, conformadas por arena, arcilla, limo y carbón con edades que abarca del terciario superior al cuaternario reciente. Estas formaciones de acuerdo a las condiciones liíto – estructural, implantan sus modelos típicos de drenaje, los que se caracterizan por mostrar un paralelismo, en su suelo ondulante, formando caños o quebradas. Las características hídricas de la cuenca están en función del régimen pluviométrico así como de las temporadas lluviosas.
La actividad geodinámica existente en la zona están en función directa a la presencia del agua, acción de los vientos y litología; por ser zona tropical, se ve afectada, deteriorada, perturbada y descompuesta por estos agentes, que a escala de tiempo geológico se muestran inestables y con bajas propiedades mecánicas.
La precipitación pluvial en la zona son altas, las mas altas son del orden de los 6,000 mm. /año y las mas bajas de 1,300 mm/año. En promedio las precipitaciones anuales son del orden de 3000 mm. /año.
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La temperatura de la zona esta ligada al factor de zona tropical, este régimen térmico tiene una temperatura media que excede a los 24ºC, con las máximas medias entre 28-30 ºC y las mínimas entre 17-20 ºC. Durante la época del friagen, entre Mayo – Setiembre, las masas de aire cálido y húmedo que dominan en la región son súbitamente desplazadas por masas de aire frío y seco que vienen de regiones polares del sur.
5.- TRABAJOS EFECTUADOS 5.1.- TRABAJOS DE CAMPO
La Norma Técnica de Edificaciones E-050, clasifica la edificación proyectada como Tipo C, por lo que se requiere un sondaje por cada 800 m2 de área en planta de la edificación, con un mínimo de tres sondajes, luego el número requerido de sondajes resulta ser de siete (07) en proporción al área techada (5,292.03m²). Estas perforaciones fueron realizadas mediante el sistema de calicata excavadas con herramientas manuales, hasta una profundidad máxima de 1.60 m. Las excavaciones se detuvieron al encontrar el mismo estrato constante en toda la profundidad. Las calicatas se numeraron del C-1 al C-7. En las perforaciones se registró el perfil del suelo cuidadosamente y se clasificaron visualmente los estratos de acuerdo a la Norma Técnica de Edificaciones E-050 y las Normas ASTM D-420, D-2487 y D-2488, extrayéndose muestras representativas en los suelos, las que debidamente protegidas fueron remitidas al laboratorio para su análisis.
5.2.- ENSAYOS DE LABORATORIO
En el laboratorio se verifico la clasificación visual de las muestras y se procedió a ejecutar con ellas: ¾ Análisis Granulométrico ASTM D-422.
Después de realizados el ensayo de laboratorio se procedió a comparar sus resultados con las características de los suelos obtenidos en el campo, efectuándose las compatibilizaciones correspondientes en los casos que fue necesario. Así se obtuvo el perfil del suelo definitivo, que es el que se presenta.
¾ Limite Líquido y Plástico ASTM D-4318.
Se han determinado los valores de los Limites Líquidos, Limite Plástico e Índice plástico, siendo el caso
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6.- PERFIL DEL SUELO
El perfil del suelo se clasifica básicamente en dos partes, una correspondiente a los caños existentes en el Jr. Ricardo Palma y Prolongación Morona y la otra correspondiente a la calle Atlántida, el estrato de suelo predominante en los caños consiste en rellenos con materia orgánica y desechos hasta los 0.40m., Limos inorgánicos, color marrón, húmeda, con cantidad apreciable de partículas finas, de ligera plasticidad clasificándose como (ML), desde 0.40 hasta 1.50 m., también predomina una arena limosa
color marrón, húmeda y suelta con apreciable cantidad de partículas fina definiéndose como un suelo del tipo (SM), otro estrato que se encontró en los caños existentes es limo orgánico, marrón húmeda; de
mediana plasticidad con porcentaje reducido de partículas finas (OL).
El suelo predominante en la calle Atlántida consiste en una arcilla de mediana plasticidad (CL).
7.- NIVEL DE NAPA FREÁTICA
La ubicación de la Napa Freática es función de la época del año en la que se realice la investigación de campo, así como de las variaciones naturales de los sistemas de lluvia que abastecen los estratos acuíferos.
En la zona comprendida en el estudio se ha detectado la Napa freática en los caños a una profundidad superficial desde los 0.20 cm., en el tramo de la calle Atlántida, no se ha detectado la Napa freática. Hasta la profundidad de los 2.00 m. de sondaje.
8.- ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 8.1.- PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN
Teniendo en cuenta las características de las estructuras y el perfil del suelo encontrado la profundidad de cimentación se encuentra controlada por el espesor de la capa superficial del terreno.
En el presente caso se recomienda diseñar la cimentación con una profundidad de cimentación de 0.55 m. contados desde el fondo de la losa inferior del canal, utilizando un solado de e=0.05 m. y una capa de Mezcla suelo cemento C: A 1:20 con una espesor de 0.50 m., con la finalidad de mejorar los suelos existentes, se recomienda utilizar pilotes Shungo de Ø 8” en los caños existentes del Jr. Ricardo Palma y Prolongación Morona. Respecto a la calle Atlántida, solo se rellenará con arena del tipo A-3, no se utilizará pilotaje ni suelo cemento en este tramo. De acuerdo a lo indicado en la Norma Técnica de Edificaciones E-050, en ningún caso la profundidad de cimentación será menor a 0.80 m con la finalidad de proporcionar
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a la cimentación un confinamiento adecuado (En nuestro caso la altura del colector es superior a 1.80 m. >> 0.80 m.).
8.2.- CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE
Tratándose de suelos arcillosos de la calle Atlántida, y de acuerdo a nuestra experiencia en la zona y a los datos proporcionados por el laboratorio, la presión admisible en el presente caso resulta de:
qa = 0.60 Kg/cm2
Para le caso de los caños existentes, y de acuerdo a nuestra experiencia en la zona y a los datos proporcionados por el laboratorio, la presión admisible en el presente caso resulta de:
qa = 0.30 Kg/cm2
Por lo que se recomienda la utilización de pilotes Shungo y suelo cemento. 8.3.- FACTOR DE SEGURIDAD
F. S. = Factor de Seguridad = 3
Comparando estos valores con la presión admisible por asentamiento, podemos concluir que si la Losa de cimentación se dimensionan de acuerdo a la presión admisible por asentamientos, los factores de seguridad satisfacen las exigencias de la NTE E-050, de ser mayor que 3.0 para cargas estáticas y 2.5 durante la acción de un sismo. Por tanto, la presión admisible (estática y dinámica) se encuentra controlada por asentamiento y es:
qa = 0.60 kg/cm2. qa = 0.30 kg/cm2
9.- SISMICIDAD
Las vibraciones producidas por un sismo se trasmiten a partir de su origen a través de las rocas de la corteza terrestre. En un lugar especifico, las vibraciones que llegan al basamento rocoso son a su vez transmitidas hacia la superficie a través de los suelos existentes en el lugar.
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trayectoria seguida a lo largo de la corteza terrestre y de las propiedades de los suelos que existen en el lugar.
En el presente caso para determinar la sismicidad del lugar se han analizado las aceleraciones procedentes de los mapas de aceleraciones máximas en la zona para periodos de recurrencia sísmica de 30, 50 y 100 años propuestos por Casa verde y Vargas (1980), los que indican que el terreno estudiado se encuentra en una zona de sismicidad muy baja definida como ZONA – 1 contando con un factor de zona Z = 0.15.
De acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones, Normas Técnicas de Edificaciones E-030, Diseño sismorresistente, el área estudiada tiene las siguientes características: Suelos flexibles o con estratos de gran espesor, cuyas características sísmicas son:
Parámetro Valor
Tipo de suelo S3
Período predominante (Tp) 0.9 Amplificación de la acción sísmica (S) 1.40
10.- PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE LAS OBRAS DE SOSTENIMIENTO
En la obra deberán tomarse las precauciones debidas para proteger las paredes de las excavaciones y cimentaciones en general, mediante entibaciones y/o calzaduras con la finalidad de proteger a los operarios y evitar daños a terceros conforme lo indica la Norma E-050.
Se recomienda emplear un valor del ángulo de fricción interna del suelo Ø =22º, debido a que se tiene que realizar un relleno en la zona del muro de contención, tratando en lo posible de utilizar suelo arenoso como material de relleno.
Los valores recomendados para la evaluación de los empujes laterales son los siguientes:
Nombre Símbolo Valor
Peso Unitario Y 1.70 ton/m3
Angulo de Fricción Ø 28º
Coeficiente Activo Estático Ka 0.361
Coeficiente Pasivo Estático Kp 2.77
Coeficiente de Fricción Bajo la Cimentación ƒ 0.38
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II.- RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
1.- La estructura a cimentar es del tipo platea de cimentación, con un losa inferior del colector que hace las veces de platea, que trasmite sus cargas al terreno mediante dicha estructura de mortero armado conectadas mediante los muros laterales del canal. La estructura se clasifica desde el punto de vista de la investigación de suelos como de tipo C.
2.- El perfil del suelo es variable y esta formado por diversos estratos, compuesto por Limos inorgánicos (ML), Limos orgánicos (OL) y Arenas limosas del tipo (SM), estos estratos se encontraron en los caños existentes. En la calle Atlántida se encontró básicamente suelos del tipo (CL).
3.- En la zona comprendida en el estudio se ha detectado la Napa freática superficialmente en los caños existentes, en la calle Atlántida no se ha detectado la Napa freática dentro de la profundidad investigada.
4.- En el presente caso se recomienda diseñar la cimentación con una profundidad de cimentación de hasta 0.55 m. por debajo de la losa inferior de mortero armado con un solado C: A 1:8 de 5 cm. y una capa adicional de 0.50 m. de suelo cemento C: A 1:20 por debajo del solado de la cimentación.
5.- Por lo tanto, la presión admisible (estática y dinámica) es de: q a = 0.60 kg/cm2 q a = 0.30 kg/cm2
6.- El terreno estudiado se encuentra en una zona de sismicidad muy baja. De acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones, Normas Técnicas de Edificación E-030 – Diseño sismorresistente, el área estudiada tiene las siguientes características:
Parámetros Valor
Tipo de suelo S3
Periodo predominante (Tp) 0.9 Amplificación de la acción sísmica (S) 1.40
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7.- No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte o relleno sanitario y que estos materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificación y ser reemplazados con materiales que cumplan con lo indicado en el acápite 4.4.1. “Rellenos controlados o de ingeniería”.
III.- RESUMEN Y CONCLUSIONES
De acuerdo con la Norma Técnica de Edificaciones E-050 “Suelos y Cimentaciones”, la siguiente información deberá transcribirse en los planos de cimentación. Esta información no es limitativa y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente Estudio de Suelos y en el Reglamento Nacional de Edificaciones.
Tipo de Cimentación: Losa de cimentación de mortero armado conectadas con muros laterales del colector F´C=175 Kg. /cm².
Estrato de apoyo de la cimentación: Arena limosa (SM), Limo Inorg. (ML) Parámetros de diseño de la cimentación:
Presión Admisible: 0.60 y 0.30 KG/CM² Factor de Seguridad: MAYOR A 3
Asentamiento Diferencial: 0.50 cm.
Agresividad del Suelo a la Cimentación: NO DETECTADA
Recomendaciones Adicionales: Se recomienda que la cimentación se apoye sobre suelo mejorado en la zonas I y III (caños existentes), utilizando una mezcla de C: A 1:20, asi como la utilización de pilotes tipo Shungo de Ø 8”. No es necesario el suelo mejorado ni pilotaje en el tramo II de la calle Atlántida. Deben eliminarse los rellenos artificiales.
RECOMENDACIONES
Por otro lado en la Norma Técnica de Edificaciones E-050, en el capitulo 4º, acápite 4.3, “Profundidad de Cimentación”, indica que no debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte o relleno sanitario, y que estos materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificación y ser reemplazados con materiales que cumplan con lo indicado en el acápite 4.4.1 “Rellenos controlados o de ingeniería”.