III. INFORMACION BÁSICA
3.2 Características de la zona del proyecto:
3.2.3 Investigación geotécnica
Se ejecutaron perforaciones correspondientes a la investigación geotécnica y se han obtenido muestras alteradas e inalteradas para el análisis pertinente. Las perforaciones han alcanzado una profundidad promedio de 20 m.
Se realizaron dos (02) auscultaciones con el cono de Peck en dos puntos sobre el eje probable del embarcadero. Estos conos han rechazado a profundidades variables entre 9 y 7 m.
El Cono de Peck es un método dinámico de auscultación que consiste en hincar en el terreno una barra de 2 pulg. de diámetro, provista en su parte
inferior de una punta cónica de 2.5 pulg. de diámetro y un ángulo de 60o en el
vértice. La hinca se efectúa en forma continua, empleando un martillo de 140 lb. de peso y 30 pulg. de caída, registrándose el número de golpes requeridos por
cada 15 cm. de penetración; los resultados se presentan en un registro continuo de número de golpes por cada 30 cm. de penetración.
Este cono ha sido calibrado mediante correlación estadística con el Ensayo Estándar de Penetración, comparando los resultados obtenidos por ambos procedimientos exploratorios en sondeos muy cercanos, a la misma profundidad.
Coordenadas de Conos y Perforaciones. (Dátum W.G.S.- 84) Estación Coordenadas Geográficas Coordenadas U.T.M. Altitud (m) Cono # 1 000°58’12.250 S 075°10’52.277W 9’892,777.530 479,841.150 98.300 Cono # 2 000°58’12.562 S 075°10’52.359 W 9’892,767.970 479,838.600 95.500 Perforación # 1 000°58’12.180 S 075°10’51.646 W 9’892,779.690 479,860.660 97.400 Perforación # 2 000°58’11.944 S 075°10’54.131 W 9’892,786.940 479,783.830 101.900
La calibración obtenida es la siguiente:
- Para suelos cohesivos N =Cn
- Para suelos granulares N =0.5∗Cn
Donde:
N = Número de golpes por 30 cm. de penetración en el Ensayo Estándar de Penetración (ASTM D – 1586).
Cn = Número de golpes por 30 cm. de penetración mediante auscultación con el
cono de Peck.
En la lámina siguiente se pueden ver los resultados del cono de Peck
Cono de Peck
3.2.3.2 Perfil del Suelo
El perfil del subsuelo es sensiblemente homogéneo y consiste de una capa superior de suelos cohesivos blandos, que en las perforaciones efectuadas llega hasta profundidades comprendidas entre 2.80 y 3.15 m con respecto a la superficie del terreno.
A continuación se pueden encontrar una sucesión de estratos o bolsones de material fino consistentes en limos y arcillas de mediana a alta plasticidad, de consistencia medianamente compacta, encontrándose en el caso de la perforación P-2, un estrato de lignito, que frecuentemente se presenta en la división de los horizontes del Cuaternario y Terciario. Estos materiales se encuentran en forma variable entre 4.70 y 6.50 m de profundidad.
Finalmente, a partir de dichas profundidades se encontró un depósito de arcillas y limos inorgánicos de color azul verdoso, cuya consistencia varía entre dura a muy dura, con valores de penetración estándar generalmente mayores a 100. este depósito se extiende más allá del limite de la profundidad investigada y presenta en algunos casos pequeños estratos de arenas arcillosas o limosas. A continuación se muestran las láminas con perfiles de suelos.
3.2.3.3 Profundidad de la Napa Freática
Se detectó el nivel de la napa freática, estando a profundidades comprendidas entre 8.00 y 8.50 m. El nivel del agua observado en cada perforación se indica en los perfiles de suelos.
Debido a la cercanía del área estudiada al río Napo, y a la alta permeabilidad del estrato arenoso (que se encuentra entre los dos estratos de arcilla), deben esperarse fluctuaciones del nivel freático como consecuencia de las variaciones del nivel del río. Igualmente y en forma directa, influencian las lluvias que recargan el acuífero.
3.2.3.4 Condiciones de Cimentación
Por simple inspección de los perfiles y los valores de penetración, se puede concluir en que las estructuras de tierra del embarcadero, tendrán condiciones óptimas de cimentación en forma superficial, lo que descarta la cimentación por pilotes. Los cortes para alcanzar los estratos portantes, no son significativos (entre 4 y 6 m), por lo que se orientarán los diseños a este tipo de estructuras ubicadas sobre cortes alcanzando los estratos portantes, adecuados para cimentación.
§ Cimentación del Estribo de Puente
La cimentación del estribo se diseñará de mortero simple, que alcance un estrato portante de tal manera que se tenga una cimentación del tipo superficial. La profundidad a la cual debe apoyarse la cimentación se encuentra controlada por el espesor de la capa superficial de suelos cohesivos medianame nte compactos que en los sondeos efectuados varía entre 3.0 y 3.5 m. Por lo tanto, la profundidad mínima a la cual puede cimentarse es de 3.5 m.
Los suelos existentes por debajo de la profundidad de cimentación son predominantemente cohesivos y presentan una consistencia dura. En estos suelos el diseño de la cimentación estará controlado por su resistencia al esfuerzo cortante, ya que su consistencia indica que son preconsolidados por desecación y por lo tanto los asentamientos serán pequeños.
La capacidad de carga de una zapata cimentada en un suelo cohesivo está dada por (Terzaghi y Peck).
Zapatas Continuas: qd =c∗Nc =5.14∗c
Donde:
qds = Capacidad de carga (no incluye factor de seguridad)
Nc = Factor de seguridad de carga
El valor de la cohesión “c” (kg/cm2) está relacionado con el número de golpes obtenido en el ensayo de penetración “N”, por medio de la relación aproximada Terzaghi y Peck:
N
c=0.0625∗
Luego, la capacidad de carga en función del Ensayo Estándar de Penetración resulta igual a:
qd = 0.32 N (kg /cm 2
)
De acuerdo a los resultados de los Ensayos Estándar de Penetración efectuados, se adoptara para el análisis un valor promedio de 38 golpes/ 30 cm. Reemplazando, la capacidad de carga resulta ser:
qd = 12.16 kg/cm 2
Considerando que para condiciones estáticas el factor de seguridad mínimo recomendable es igual a 3, y redondeando por seguridad, se obtiene:
qa = 4.0 kg/cm 2
§ Cimentación y anclaje de los Macizos
Al igual que el estribo del puente, se define para esta estructura, una cimentación superficial.
Se utilizará la misma profundidad de cimentación del estribo para los macizos de anclaje (Df=3.5 m), y se diseñarán con una capacidad portante admisible de:
qa = 4.0 kg/cm 2
Los macizos, trabajarán a corte, con el suelo, para soportar las cargas de tensión del pontón, para este efecto se deberán considerar para el diseño los siguientes valores de cohesión amasada (según Navfac):
Para concreto y madera:
ca = 1.50 kg/cm 2 Para acero: ca = 0.85 kg/cm 2 3.2.3.5 Canteras
La cantera a utilizar deberá producir un agregado para la elaboración de mortero.
La cantera estudiada presenta una arena media, que muestra características apropiadas para el mortero. Se ubica a unos 500 m frente al poblado civil de Cabo Pantoja y es parte de una playa formada por la deriva del río Napo.
Cabe menciones que la mejor época para la extracción del material de cantera es el de estiaje.
Playa ubicada frente a la localidad de Cabo Pantoja, la cual produce arena media.
3.2.3.6 Análisis Químicos
El contenido de sulfatos solubles totales del suelo, determinado mediante ensayos químicos de laboratorio en 01 muestra representativa es de 40 p.p.m. Según las recomendaciones del Concrete Manual (U.S.B.R.), cuando dicho contenido es menor de 1,000 p.p.p.m. el ataque de sulfatos del suelo al concreto será despreciable y en consecuencia, no será necesario tomar precauciones especiales al respecto.
Asimismo se ha efectuado una medida del PH del suelo, para determinar el grado de acidez del suelo; este valor se encuentra en 5.56, lo que indica un cierto grado de acidez pero que es despreciable su ataque a las estructuras.
3.2.4 LEVANTAMIENTO HIDROGRÁFICO