UNIDAD EDUCATIVA ESTANDARIZADA CIUDAD DE PEDERNALES

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UNIDAD EDUCATIVA ESTANDARIZADA “CIUDAD DE

PEDERNALES”

ESTUDIO DE GEOTÉCNIA Y MECÁNICA DE SUELOS

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PROGRAMA NACIONAL DE INFRAESTRUCTURA PARA LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA EDUCACIÓN CON CALIDAD Y EQUIDAD

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INDICE

1. OBJETIVO ... 3

2. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO ... 3

2.1 GEOLOGÍA REGIONAL ... 3

2.2 GEOMORFOLOGÍA DEL ÁREA ... 5

2.3 RIESGO POR INUNDACIÓN ... 6

3. TRABAJOS DE CAMPO ... 7

4. TRABAJOS DE LABORATORIO ... 8

5. TRABAJOS DE GABINETE: ... 8

6. ESTRATIGRAFÍA: ... 8

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 9

8. CROQUIS DE LOCALIZACIÓN DE LAS PERFORACIONES ... 12

9. ANEXOS FOTOGRÁFICOS ... 26

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3 1. OBJETIVO

El presente trabajo tiene por objeto determinar las condiciones técnicas del subsuelo y analizar las propiedades físicas y mecánicas de las distintas capas de suelos atravesadas mediante perforaciones in situ; en donde se determinarán los parámetros de resistencia del suelo para el cálculo de la capacidad admisible del terreno para la cimentación de las estructuras, para absorber las diferentes solicitaciones de carga.

2. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se encuentra ubicado en la Parroquia Pedernales, perteneciente al cantón Pedernales, de la Provincia de Manabí; a 2.5 Km. al Noreste de la cabecera cantonal Pedernales.

Geográficamente la zona en estudio se encuentra ubicada entre las coordenadas UTM 8750 N – 607470 E y 8530 N – 607510 E, referidas al Sistema Geodésico Mundial WSG 84. El área en estudio se desarrolla entre las cotas absolutas de + 21 m. y + 35 m.

2.1 GEOLOGÍA REGIONAL

La zona de estudio se encuentra ubicada en el litoral ecuatoriano, delimitando al Este de la Cordillera de los Andes, al Sur por el Arco Volcánico

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4 Macushi Cordillerano, hacia el Oeste por el Basamento Ultrabásico de Fondo Marino que también puede ser considerado de la Formación Macushi y que solo aflora en ciertos sitios de la costa ecuatoriana y hacia el Norte por la falla geológica activa Jama-Quinindé.

La cordillera costera que atraviesa esta región está constituida por terrenos cuyas elevaciones fluctúan entre los 200 y 860 m de altura, constituidas en más de un 90% por rocas sedimentarias terciarias y cuaternarias, poco consolidadas y con una estratificación indefinida. Los principales tipos de roca que se encuentran son: lutitas arcillosas, lutitas y limolitas tobáceas, areniscas pobremente cementadas y en ocasiones, en pocos sectores, extrusivos de rocas ígneas-basálticas.

Los suelos residuales son arcillas muy plásticas y expansivas, también existen grandes áreas cubiertas de limos con un alto grado de colapsibilidad y dispersión, materiales estos que por su características son muy fáciles de movilizar y que al poco tiempo de ser excavados pierden sus propiedades de resistencia, por lo que son fácilmente erosionables, en particular por los efectos de las corrientes de agua.

Se considera que existe una gran sutura denominada Guayaquil – Babahoyo – Santo Domingo, la que continua hasta Venezuela. Esta estructura geológica se considera que es un límite de las estructuras que se encuentran en las diferentes cuencas del Litoral Ecuatoriano.

En esta región se presentan numerosas cuencas sedimentarias, siendo las más importantes: la Cuenca Progreso en la Península de santa Elena, la Cuenca Manabí en la parte central que es en forma alargada y la Cuenca Borbón al Norte del Litoral Ecuatoriano.

El área de influencia pertenece al periodo del cuaternario la cual está constituida por depósitos aluviales recientes de arcilla y limos o materiales sedimentarios.

Para el levantamiento de la información geológica, se utilizó la carta geológica, publicada por la dirección de Geología y Minas, en la que se determinó la formación geológica presente en la zona.

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2.2 GEOMORFOLOGÍA DEL ÁREA

La geomorfología del área de estudio está conformada por superficies semiplanas onduladas con ligeras pendientes de máximo el 5%, la rodean pequeñas depresiones (quebradas), hacia el Este se encuentra la parte montañosa.

En el área específica del estudio en el lado Noroeste atraviesa una pequeña quebrada cuya escorrentía de agua solo se presenta en época invernal. La altura máxima promedio poblada es de 30.00 msnm y la mínima de 3.00 msnm.

Dentro de la información climática, tiene un clima tropical húmedo, la temperatura fluctúa entre los 25 y 32 grados centígrados, con una precipitación media anual, con valores de entre 2000 a 4000 mm.

El suelo es afectado por el clima, las lluvias, la geología y la vegetación. La cobertura vegetal, se compone de suelos saludables ricos en nutrientes, que

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6 están constituidos por una mezcla de arcilla, limo y arena, y son llamados suelos “francos”. Los colores de los suelos se deben a diferentes minerales.

2.3 RIESGO POR INUNDACIÓN

Para determinar el grado de amenaza por inundación que afecta al cantón Pedernales (sector Pedernales); nos basamos en la clasificación encontrada en el mapa de amenaza por inundación por Cantón, elaborado por convenio OXFAM – COOPI y contenido en el Software del Sistema Integrado de Indicadores Sociales del Ecuador SIISE, en el cual, los cantones fueron clasificados en cuatro categorías (valor en escala de 0 a 3) a partir de eventos registrados en el transcurso de las dos últimas décadas.

- Cantones con el mayor peligro de inundación (grado 3), se trata de las zonas que sufrieron inundaciones, sea esta por desbordamientos de ríos o por precipitaciones extremas, durante el Fenómeno de En Niño en 1982-83 y 1997-98).

- Cantones con peligro de inundaciones relativamente alto (grado 2), se trata de zonas que sufrieron inundaciones durante el Fenómeno de En Niño en 1982-83 y 1997-98); o, por otros fenómenos (como zonas orientales inundadas por el taponamiento de drenajes naturales).

- Cantones con peligro de inundación relativamente bajo (grado 1), son aquellos cantones que fueron relativamente (levemente) inundados en el pasado o que se encuentran (integra o parcialmente) a una altitud sobre el nivel del mar inferior a 40 metros.

- Cantones con bajo peligro de inundación (grado 0), aquellos que no fueron inundados desde 1980, es decir, con bajo peligro de inundación.

Bajo los siguientes criterios, el cantón Pedernales – cabecera cantonal Pedernales, posee una valoración de 2, es decir posee un grado de amenaza de inundación alto (ver figura).

El riesgo de inundación en el área específica del proyecto, se la considera de menor grado ya que dicha topografía se presta para una evacuación de aguas lluvias de manera continua.

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7 3. TRABAJOS DE CAMPO

Se realizaron cinco perforaciones de 6.00 metros de profundidad cada una en el área donde se proyecta implantar las respectivas estructuras.

En cada una de las perforaciones se efectuaron ensayos de penetración standart (SPT), cada metro de avance de profundidad y que consiste en contar el número de golpes (N) que se requiere para hincar el tubo sacamuestras de 30 cm. (después de penetrar 15 cm.) en el suelo, con un peso de 140 lbs (martillo de seguridad). y altura de caída libre de 75 cm. determinando así el grado de consistencia y compacidad del suelo.

Se recuperó la muestra de suelo respectiva, siguiendo las recomendaciones de manipuleo, rotulado y transporte, que se especifica en las normas ASTM, para ser ensayados en el laboratorio a partir de las propiedades índices. Para la referencia de la ubicación de cada perforación, se utilizó un GPSMAP 78 (GARMIN).

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Nota: hasta la profundidad explorada, es decir 6.00 m, no se detectó presencia del

nivel freático.

4. TRABAJOS DE LABORATORIO

Las muestras obtenidas en las perforaciones, fueron debidamente rotuladas para luego ser ensayadas en el laboratorio siguiendo el programa de ensayos:

- Contenido de Agua: ASTM D-2216

- Granulometría: ASTM D-1140

- Límites de Atterberg: ASTM D-4318

- Clasificación de suelos: ASTM D-2487

5. TRABAJOS DE GABINETE:

Mediante un examen de los resultados obtenidos, tanto en el sitio como en el laboratorio, se definen los perfiles estratigráficos y las recomendaciones generales para la cimentación de las estructuras proyectadas.

Los valores de N (golpe por pie) obtenido mediante el ensayo de SPT y que están reportados en la hoja de resumen estratigráfico, corresponde a los golpes registrados en el tramo último de 30 cm.

6. ESTRATIGRAFÍA:

Perforación # 1 (N = + 22.20)

CÓDIGO ESTE COORDENADAS NORTE COTA PROF.

( mts.) OBSERVACIÓN P-1 8708 607466 + 22.20 6 Bloque 3 - Laboratorio P-2 8677 607520 + 22.60 6 Bloque 1 P-3 8673 607562 + 25.50 6 Comedor – Salón múltiple P-4 8607 607521 + 31.25 6 Administración P-5 8578 607501 + 33.70 6 Educación inicial

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9

0.00 – 0.50 m. Arcilla arenosa (CL), mediana plasticidad Consistencia media.

0.50 – 6.00 m. Arcilla inorgánica (CH), altamente plástica. Consistencia media a muy firme.

Perforación # 2 (N = + 22.60)

0.00 – 6.00 m. Arcilla inorgánica (CH), altamente plástica. Consistencia media a firme.

Perforación # 3 (N = + 25.50)

Perforación # 4 (N = + 31.25)

0.00 – 0.15 m. Material granulado (lutitas)

0.80 – 6.00 m. Arcilla inorgánica (CH), altamente plástica. Consistencia media a firme.

Perforación # 5 (N = + 33.70)

0.00 – 0.10 m. Material granular (lastre)

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10 Considerando que las edificaciones a implantarse (Bloques de Aulas, Laboratorios, Comedor, Salón Múltiple, Educación Inicial y Administración) estarán entre los niveles N = + 22.00 y N = + 33.00, se recomienda lo siguiente:

1. Se deberá excavar y desalojar, hasta la profundidad de 2.0 m. como promedio de tal manera que debajo de la construcción los edificios estén asentados sobre una capa de reposicion de relleno compactado de 1.2m de espesor en toda el área de cada una de las construcciones con su respectivo sobreancho. Se colocara un Geotextil NT1600en contacto con el terreno natural, seguido a esto se colocara en capas de 20cm el material de relleno

compactado al 100% densidad .

2. El tipo de cimentación será de zapatas aisladas.

3. El cálculo de la capacidad admisible del suelo, se la determinó por medio de la ecuación general de Terzaghi: qd = cNc + qNq + 0.5γBNγ , aplicando un coeficiente de seguridad igual a 3.

La capacidad admisible del conjunto estatrigrafico relleno y terreno natural es de 10,8tn/m2

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11 3. En las áreas donde se proyecta la construcción de circulación peatonal (adoquinado), esta deberá estar sobre un relleno granular no menor a 0.30 m.

4. En las áreas donde se proyecta la construcción del estacionamiento vehicular (adoquinado), esta deberá estar sobre un relleno granular no menor a 0.50 m.

5. Los parámetros para el cálculo de muros serán:

- Peso Volumétrico: 1.70 Ton/m3

- Ángulo de fricción interna: 50

Es importante resaltar que el éxito que se logre en el comportamiento de las cimentaciones, depende de la fidelidad con que se cumplan las recomendaciones aquí expresadas.

Ing. Javier Moreira Roca

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13 QUEBRA DA C A L L E C A L L E C A L L E GREMIO DE MECÁNICOS ( 607466 E ; 8708 N ) ( 607520 E ; 8677 N )

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E

S

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P E D E R N A L E S M A N A B Í es c a la __ __ 1 .1 0 0

P

1

N = + 22 .2 0 C L : A R C IL L A A R E N O S A , M E D IA N A P L A S TI C ID A D , C O N S IS TE N C IA M E D IA . C H : A R C IL L A I N O R G Á N IC A , A L TA M E N TE P L Á S TI C A , C O N S IS TE N C IA M E D IA A M U Y F IR M E . CL

P

2

N = + 22 .6 0

P

3

N = + 25 .5 0 CH CH CH CL

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P E D E R N A L E S M A N A B Í es c a la __ __ 1 .1 0 0 CL: A R C IL L A A R E N O S A , M E D IA N A P L A S TI C ID A D , C O N S IS TE N C IA M E D IA . C H : A R C IL L A I N O R G Á N IC A , A L TA M E N TE P L Á S TI C A C O N S IS TE N C IA M E D IA A M U Y F IR M E .

P

4

N = + 31 .2 5 CH

P

3

N = + 25 .5 0 CH CL

P

5

N = + 33 .7 0 CL m a te r ia l g r a n u la d o (l u ti ta s ) CH CL m a te r ia l g r a n u la r (l a s tr e)

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16 PE RF O RA CI Ó N : G O LP ES C / 15 C m . EN SA YO D E PE N ET RA CI Ó N ES TÁ N D AR (S PT ) 0 10 20 30 40 >50 M U E S T R A EN SA YO D E LA BO RA TO RI O G RA N U LO M ET RI A % P AS A N º 4 N º 20 0 L I M I T E I N D I C E % W G R Á F I C O S LI M IT E LI Q U ID O IN D IC E PL AS TI CO % W N . 0 25 50 75

SP

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PR O YE CT O : LO CA LI ZA CI Ó N : P. V. T/ m 3 L I Q U I D O P L A S T I C O 100 1. 00 6 ES TR AT IG RA FI A C O T A PRO FUN DID AD G R A F I C O S.U .C. S. NIV EL ATI FRE CO D ES CR IP CI Ó N U BI CA CI Ó N : 60 74 66 E ; 8 70 8 N FE CH A : 0. 00 G O LP . PIE +2 2. 20 1 98 .1 9 80 .1 6 37 .3 9 16 .7 5 31 .8 7 P - 1 U N ID AD E D U CA TI VA E ST AN D AR IZ AD A AM AZ O N AS . PE D ER N AL ES - M AN AB Í M A R Z O D E L 2 0 1 4 2. 00 7 _3.00 12 _4.00 21 _5.00 24 0. 00 6. 00 +1 6. 20 5. 5 ₂₇ AR CI LL A IN O RG ÁN IC A AL TA M EN TE P LÁ ST IC A CO N SI ST EN CI A M ED IA A M U Y FI RM E 0. 50 +2 1. 70 CH CL A RC IL LA A RE N O SA , M ED IA N A PL A ST IC ID AD , C O N SI ST EN CI A M ED IA 2 100 96 .9 1 87 .0 0 63 .5 7 49 .6 6 1. 77 3 100 98 .7 2 10 2. 36 73 .0 9 47 .3 4 1. 79 4 100 97 .9 9 10 1. 23 70 .2 6 46 .9 1 1. 88 5 100 98 .1 7 99 .8 6 69 .1 7 46 .4 2

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17 PE RF O RA CI Ó N : G O LP ES C / 15 C m . EN SA YO D E PE N ET RA CI Ó N ES TÁ N D AR (S PT ) 0 10 20 30 40 >5 0 M U E S T R A EN SA YO D E LA BO RA TO RI O G RA N U LO M ET RI A % P AS A N º 4 N º 20 0 L I M I T E I N D I C E % W G R Á F I C O S LI M IT E LI Q U ID O IN D IC E PL AS TI CO % W N . 0 25 50 75

SP

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PR O YE CT O : LO CA LI ZA CI Ó N : P. V. T/ m 3 L I Q U I D O P L A S T I C O 10 0 1. 00 4 ES TR AT IG RA FI A C O T A PRO FUN DID A D G R A F I C O S.U .C. S. N IV EL A TI FRE CO D ES CR IP CI Ó N FE CH A : 0. 00 G O LP . PIE +2 2. 60 3 100 96 .8 8 90 .2 1 64 .4 9 60 .2 2 P - 2 U N ID AD E D U CA TI VA E ST AN D AR IZ AD A AM AZ O N AS . PE D ER N AL ES - M AN AB Í M A R Z O D E L 2 0 1 4 2. 00 4 _3.00 5 _4.00 10 _5.00 13 0. 00 6. 00 +1 6. 60 5. 5 ₁₅ 1. 75 AR CI LL A IN O RG ÁN IC A AL TA M EN TE P LÁ ST IC A CO N SI ST EN CI A M ED IA A F IR M E CH 2 100 97 .3 3 88 .2 3 65 .3 3 59 .9 3 1. 73 1 95 .4 8 90 .9 8 10 3. 21 75 .0 4 58 .7 6 1. 70 4 100 98 .9 1 10 2. 44 72 .8 7 59 .4 1 1. 80 U BI CA CI Ó N : 60 75 20 E ; 8 67 7 N

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PR O YE CT O : LO CA LI ZA CI Ó N : P. V. T/ m 3 L I Q U I D O P L A S T I C O 100 1. 00 4 ES TR AT IG RA FI A C O T A PRO FUN DID A D G R A F I C O S.U .C. S. NIV EL ATI FRE CO D ES CR IP CI Ó N FE CH A : 0. 00 G O LP . PIE +2 5. 50 1 99 .2 1 82 .3 3 38 .2 1 15 .9 9 28 .6 1 P - 3 U N ID AD E D U CA TI VA E ST AN D AR IZ AD A AM AZ O N AS . PE D ER N AL ES - M AN AB Í M A R Z O D E L 2 0 1 4 2. 00 5 _3.00 12 _4.00 17 _5.00 25 0. 00 6. 00 +1 9. 50 5. 5 ₂₈ AR CI LL A IN O RG ÁN IC A AL TA M EN TE P LÁ ST IC A CO N SI ST EN CI A M ED IA A M U Y FI RM E CH 0. 20 +2 5. 30 A RC IL LA A RE N O SA , M ED IA N A PL AS TI CI D A D , C O N SI ST EN CI A M ED IA CL 2 10 0 97 .0 0 86 .9 2 64 .1 3 47 .2 6 1. 71 3 10 0 97 .7 7 10 1. 73 72 .2 2 48 .2 3 1. 72 4 10 0 96 .8 1 10 3. 42 71 .8 8 49 .5 1 1. 89 5 10 0 97 .2 2 10 1. 05 71 .2 3 48 .6 6 1. 90 U BI CA CI Ó N : 60 75 62 E ; 8 67 3 N

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PR O YE CT O : LO CA LI ZA CI Ó N : P. V. T/ m 3 L I Q U I D O P L A S T I C O 100 1. 00 4 ES TR AT IG RA FI A C O T A PRO FUN DID A D G R A F I C O S.U .C. S. NIV EL ATI FRE CO D ES CR IP CI Ó N FE CH A : 0. 00 G O LP . PI E +3 1. 25 1 99 .0 1 81 .1 1 37 .9 1 16 .4 4 32 .4 0 P - 4 U N ID AD E D U CA TI VA E ST AN D AR IZ AD A AM AZ O N AS . PE D ER N AL ES - M AN AB Í M A R Z O D E L 2 0 1 4 2. 00 4 _3.00 6 _4.00 7 _5.00 12 0. 00 6. 00 +0 .2 5 5. 5 ₁₅ 1. 70 AR CI LL A IN O RG ÁN IC A AL TA M EN TE P LÁ ST IC A CO N SI ST EN CI A M ED IA A F IR M E CH 0. 15 +3 1. 10 0. 80 +3 0. 45 AR CI LL A AR EN O SA , M ED IA N A PL AS TI CI DA D CO N SI ST EN CI A M ED IA CL M AT ER IA L G RA N U LA R (L U TI TA S) 3 10 0 97 .1 7 10 0. 23 71 .4 9 49 .4 4 1. 74 2 10 0 97 .0 2 87 .9 3 64 .8 5 50 .0 7 1. 70 4 10 0 98 .0 3 10 2. 84 72 .7 7 49 .0 1 1. 79 U BI CA CI Ó N : 60 75 21 E ; 8 60 7 N

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PR O YE CT O : LO CA LI ZA CI Ó N : P. V. T/ m 3 L I Q U I D O P L A S T I C O 100 1. 00 3 ES TR AT IG RA FI A C O T A PRO FUN DID A D G R A F I C O S.U .C. S. NIV EL ATI FRE CO D ES CR IP CI Ó N FE CH A : 0. 00 G O LP . PI E +3 3. 70 1 98 .9 9 81 .9 4 37 .4 4 15 .9 2 31 .9 1 P - 5 U N ID AD E D U CA TI VA E ST AN D AR IZ AD A AM AZ O N AS . PE D ER N AL ES - M AN AB Í M A R Z O D E L 2 0 1 4 2. 00 5 _3.00 8 _4.00 10 _5.00 12 0. 00 6. 00 +2 7. 70 5. 5 ₁₆ 1. 68 AR CI LL A IN O RG ÁN IC A AL TA M EN TE P LÁ ST IC A CO N SI ST EN CI A M ED IA A M U Y FI RM E CH 0. 10 +3 3. 60 +3 2. 90 0. 80 AR CI LL A AR EN O SA , M ED IA N A PL AS TI CI DA D CO N SI ST EN CI A M ED IA CL M AT ER IA L G RA N U LA R (L AS TR E) 3 10 0 98 .6 1 99 .8 8 71 .0 1 48 .0 2 1. 73 2 10 0 97 .0 1 88 .2 3 64 .4 4 48 .6 2 1. 72 4 10 0 97 .7 4 10 2. 43 73 .4 0 47 .1 9 1. 79 U BI CA CI Ó N : 60 75 01 E ; 8 57 8 N

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8. ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE CARGA

Calculo de la Tensión admisible, Terzaghi

(Condiciones drenadas o sin drenar)

qadm= 0.60 kg/cm

2

Ángulo rozamiento interno f: 5 º 5 º

Peso específico suelo,

g

: 1.68 gr/cm3 0.0017 kg/cm3

Profundidad cimentación, D: 0.65 m 65 cm Tensión vertical, q: 0.11 kg/cm3 Cohesión, c: 0.25 kg/cm2 0.25 kg/cm2 Factor de seguridad, F: 3 3 Ancho cimentación, B: 1.00 m 100 cm Nc: 6.49 Nq: 1.57 Ng: 0.10 Fa c to re s c a p a c id a d c a rg a F q q N B N q N c q h adm q c h          g _g 2 1 : drenadas) es (condicion Tezaghi de general Ecuación

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Calculo de la Tensión admisible, Terzaghi

(Condiciones drenadas o sin drenar)

qadm= 0.88 kg/cm

2

Ángulo rozamiento interno f: 5 º 5 º

Peso específico suelo,

g

: 1.70 gr/cm3 0.0017 kg/cm3

Profundidad cimentación, D: 0.65 m 65 cm Tensión vertical, q: 0.11 kg/cm3 Cohesión, c: 0.38 kg/cm2 0.38 kg/cm2 Factor de seguridad, F: 3 3 Ancho cimentación, B: 1.00 m 100 cm Nc: 6.49 Nq: 1.57 Ng: 0.10 Fa c to re s c a p a c id a d c a rg a F q q N B N q N c q h adm q c h          g _g 2 1 : drenadas) es (condicion Tezaghi de general Ecuación