Indice - Abra Susuya

“ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA”INDICE RESUMEN 1.1 ASPECTOS GENERALES CAPITULO I l.l UBlCAClON Y ACCESOS l.2 OBJETlVOS DEL ESTUDlO l.3 METODOLOGlA DEL ESTUDlO l.l.l FASE DEL GABlNETE l.l.2 FASE DE CAMPO CAPITULO II CONTEXTO-MORFO-DINAMICO 2.l GEOMORFOLOGlA 2.2 UNlDADES GEOMORFOLOGlCAS 2.2.l CLlMA 2.3 CONTEXTO GEOLOGlCO TECTONlCO ESTRUCTURAL REGlONAL 2.3.l ESTRATlGRAFlA MACUSANl –ABRA SUSUYA 2.3.2 ESTlLO TECTONlCO 2.3.3 DEFORMAClONES GEOLOGlA ESTRUCTURAL 2.4.5 SlSMlClDAD 2.4.l SlSMOLOGlA 2.4.l.l EVALUAClON DE RlESGO SlSMlCO 2.4.l.2 LOS MOVlMlENTOS SlSMlCOS Y SU lNFLUENClA EN LA ESTABlLlDAD DE TALUDES 2.4.2 GEODlNAMlCA EXTERNA 2.4.3 EROClON DE RlVERAS 2.4.4 DlSEÑO DE TALUDES EN ROCAS 2.4.5 DlSEÑO DE TALUDES EN SUELOS 2,4,6 CALlFlCAClON DE SUELOS 2.5 GEOTECNlA DE LOS TRAMOS DE ESTUDlO 2.5.l lNTRODUCClON 5.5.2 OBJETlVO GOBIERNO REGIONAL PUNO 1 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” 2.5.3 lNVESTlGAClONES GEOTECNlCAS 2.5.3.l lNVESTlGAClON DE CAMPO 2.5.3.2 ENSAYOS DE LABORATORlO 2.5.4 DESCRlPClON Y DEFlNlClON DEL PERFlL ESTRATlGRAFlCO DEL SUELO 2.5.4.l TRAMO: MACUSANl –ABRASUSUYA 2.5.5 EVALUAClON DE SUELOS TRAMO: TRAMO MACUSANl - ABRASUSUYA 2.5.6 AREAS DE PRESTAMO Y CANTERAS 2.5.7 ENSAYOS DE MECANlCA DE SUELOS 2.5.7.l CLASlFlCAClON GEOMETRlCA 2.5.7.2 NlVEL FREATlCO 3.1 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ANEXOS - . - Humedad Natural - Granulometría - Limites líquido. - Limites Plástico. - Proctor Modificado. - CBR. - Clasificación SCS ! ""SH#$ - %studio de Canteras - &osificación de las Canteras - Plano Geoló'ico (Re'ional) - Plano de Perfiles %strati'ráficos GOBIERNO REGIONAL PUNO * “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” GOBIERNO REGIONAL PUNO + “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” MEJORAMIENTO DE LA CARRETARA MACUSANI – ABRA SUSUYA. RESUMEN Consiste en ubicar geológica y Geomorfológicamente al estudio de la carretera Macusani – Abra Su suya 0+000 a 26+ 060, para el estudio de este tramo se realizaron calicatas exploratorias a cada 500 mts. y/o en cada cambio litológico, en una profundidad de l.5 mts. Obteniendo un promedio de 53 calicatas, las mismas que se analizaron en laboratorio para obtener su humedad natural, granulometría, limites de Atemberg (límite liquido y límite plástico), Proctor modificado y CBR. Así como también tener una idea del nivel freático, ubicando canteras, para relleno, sub base, base, estos procedentes de las canteras y material para piedra chancada, como también se ubicaron fuentes de agua, y cantera de roca, para realizar sus respectivos análisis. Estratigráficamente el tramo de carretera comienza en el Km 0.00 de Macusani, con la formación geológica sedimentaria Huancané compuestas de rocas areniscas sedimentarias a marrón rojizo, friable de grano grueso a fino, con estratificación cruzada. El tramo prog. 0 + 000 comienza con material aluvial gravas arenas de estructura variada, 26+060 las mismas que tienen un contacto inferido con la formación Copacabana, rocas calizas de tono gris oscuro que usualmente se presenta como una línea delgada en medio de tonos grises moderados, 1.1 ASPECTOS GENERALES Los caminos pavimentados de bajo volumen de tránsito, se estructuran como caminos de bajo costo. Consecuentemente tienen alineamientos de diseño que evitan excesivos movimientos de tierra; considerando estructuras y obras de arte, por lo general diseñadas para periodos de vida útil, de corto, mediano y largo plazo. GOBIERNO REGIONAL PUNO , “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” Con estos requerimientos básicos, el presente estudio de geología y geotecnia incluye un diagnóstico que comprende consultas a los pobladores, a la autoridad vial competente y a su personal técnico, asimismo un reconocimiento e inspección de campo siguiendo el trazo probable del eje del camino, para detectar o certificar la presencia o total ausencia de problemas geológicos activos en la ruta y/o en el tramo vial materia de estudio, que pudieran en algún caso afectar en algo las características del proyecto. El estudio determina las características geológicas del terreno a lo largo del trazo definitivo y de las fuentes de materiales (canteras), definiendo las unidades estratigráficas considerando las características geológicas tanto de rocas como de suelos y el grado de sensibilidad o la pérdida de estabilidad en relación a la obra a construir. GOBIERNO REGIONAL PUNO - “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” CAPITULO I 1.1 Ubicació ! acc"#$# Geográficamente se encuentra ubicada en el departamento de Puno, Provincia Macusani Ñuñoa con altitudes que varían desde los 4500 m.s.n.m a los 4377 m.s.n.m. El acceso al área se realiza a través de diferentes carreteras, tal como se muestra en el cuadro N° l. CUADRO N% &1 GOBIERNO REGIONAL PUNO '(a# )" Acc"#$ Elaboración Estudios y Proyectos TRAMO DIST. *+,- TIEMP O *,i- TIPO DE '.A '.A PRINCIPAL Puno – Juliaca Juliaca – Macusani Macusani – Abra Susuya 45 l 27 45 l30 40 Asfaltado. Asfaltado Trocha Puno – Juliaca Juliaca - Macusani Macusani – Abra Susuya . “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” 1./ Ob0"1i2$# )"3 E#14)i$ El principal objetivo del estudio es analizar y definir los diferentes aspectos geológicos y Geotécnicos de este tramo, así como parte de la dirección técnica en la fase de construcción del mejoramiento propuesto; de tal forma que se garantice su estabilidad. Otros objetivos del mismo también lo constituyen: • Evaluar las diferentes alternativas de trazo topográfico y definir geotécnicamente la ruta y/o variante más conveniente a adoptarse. • Analizar las condiciones de sensibilidad sísmica del tramo. 1.3M"1$)$3$5(a )"3 E#14)i$ El estudio, en general, se desarrollo en dos fases: 1.1.1Fase de Gabinete R"2i#ió )" 3a )$c4,"1ació G"$3ó5ica )i#6$ib3" Entre la documentación disponible revisada; que contiene algunos rubros de información geológica y otra, relacionada directa o indirectamente con la zona de Estudio, se pueden mencionar las siguientes: • Mapa físico – político del Departamento de Puno a la escala l:5000,000 del lnstituto Geográfico Militar. • Cuadrángulo de Macusani y Ñuñoa del lNGEMMET, a la escala l:l00,000 GOBIERNO REGIONAL PUNO / “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” • Estudio integrado del sur • Estudio Geológico de la región norte del lago Titicaca (lNGEOMlN) • lmagen Satelital 1.1.2Fase de Campo Cubrió los siguientes procedimientos: • Determinación in situ de las condiciones geológico – geotécnicas especificas del eje vial seleccionado. • Extracción de muestras representativas en el eje elegido y definición de las formaciones geológicas que se encuentran dentro de la franja de mapeo. CAPITULO II GOBIERNO REGIONAL PUNO 0 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” CONTEXTO MORFO - CLIMATICO /.1 G"$,$78$3$5(a Los cortes de carretera existentes y las paredes de las márgenes de las diversas quebradas, que son interceptadas por esta vía, nos han permitido definir las diferentes formaciones geológicas por las que atraviesa el tramo carretero que nos ocupa. 2.2 Unidades geomorfológicas CUADRO N% &/ Ca7ac1"7(#1ica# G"$3ó5ica# ERATEMA SlSTEMA SERlE UNlDAD ESTRATlGRAFlCA HOLOCEN Deposito Aluviales Deposito CENOZOlCA CUATERNARl O Deposito Morrenico mMMmFluiGlaciare MEZOZOlCA CRETACEO SUPERlOR lNFERlOR GRUPO AMBO GRUPO Mitu GRUPO Copacabana Elaboración: OREyP – GR PUNO /./.1 C3i,a El clima es frío con dos estaciones climáticas características, las cuales son modificadas por la topografía, dando un clima cordillerano y un clima altiplánico. GOBIERNO REGIONAL PUNO 1 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” EL CLIMA ALTIPLANICO a) De Abril a Septiembre, con un periodo seco, de clima frígido principalmente por las noches, con descensos de temperaturas muy fuertes, que llegan hasta - l0ºC; en el día es soleado, pero los vientos son intensos y provenientes del Sur, las precipitaciones son muy esporádicas. b) De Septiembre a Abril, con fuertes precipitaciones pluviales, acentuándose entre los meses de Diciembre a Marzo, acompañadas de tempestades, nevadas y granizadas, con temperaturas medias de 03º y l2º. El promedio de precipitación es de 300 a l,000 mm, notándose una elevación de la temperatura ambiental. EL CLIMA CORDILLERANO La navegación está constituida en su mayor parte por plantas de tallo corto (totorales al borde del lago y bofedales), así como pastos naturales como ichu, musgos, líquenes. En las de presiones, faldas de cerros, se aprovecha la época de lluvias, para el cultivo de papas, cañihua, quinua, avena, fundamentalmente. En La zona en términos generales es moderadamente productiva en agricultura, debido al clima imperante. /.3 CONTEXTO GEOLOGICO TECTONICO ESTRUCTURAL REGIONAL /.3.1 ESTRATIGRAF.A MACUSANI – ABRA SUSUYA  D"6ó#i1$# A342ia3"# *97-a3- GOBIERNO REGIONAL PUNO 12 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” Estudiamos bajo éste nombre, a todos los depósitos recientes, cuyos materiales han sido arrancados y transportados por el agua y depositados a gran distancia de su lugar de origen. Están conformados por gravas y arenas, rellenando el cauce de los ríos y configurando terrazas, conos aluviales y planicies. • G746$ C$6acabaa El Grupo Copacabana fue descrito por DUNBAR y NEWELL (l946) como capas pertenecientes al permiano inferior de los Andes Centrales del Perú y Bolivia. El grupo es predominantemente marino y la localidad típica se encuentra en la península de Copacabana, donde la secuencia es alrededor de 50% de calizas. Dentro del área del proyecto se asigna a este grupo, entre l00 y l50 m. de capas masivas de calizas silicificadas de grano fino y color gris oscuro. Aflora en el Cerro lmango (4045 83233) en el cuadrángulo de Huancané y consiste de unidades de 4m. de grosor con bandeamiento incipiente de color rosado a gris. La coloración roja se intensifica hacia el contacto disconforme debajo del Cretáceo. Se halla presente una fauna de corales solitarios, espirifer y terebratulidas. En la lsla Anapia (5l59 8l965) se encuentra rodeados de caliza gris que parecen pertenecer a éste grupo, contienen una fauna de crinoideos espirifer y productide. Puede ser posible que el Grupo Copacabana se encuentre debajo de la Formacion Taraco que es la que cubre la isla. En base de fusilinidas NEWELL y otros (l953) establecieron para este grupo una edad Wolfcapìanao a Leonardiano inferior. • G746$ Mi14 El nombre Mitu fue originalmente aplicado por Mc. LAUGHlN (l924) para una secuencia de capas rojas permianas en el Perú Central. Una fase volcánica GOBIERNO REGIONAL PUNO 11 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” fue reconocida y designada con el nombre de Volcánicos Santa Catalina (Yauli). Posteriormente NEWELL et. All, (l953), aplicaron el nombre de Mitu en forma genérica para definir la sucesión de capas rojas permianas y los volcánicos suprayacentes como un solo grupo. Sin embargo durante el mapeo del cuadrángulo de Juliaca, se hizo evidente que la sucesión de capas rojas y la pila volcánica que le sobreyace forman secuencias litológicas no unificables muy distintivas y para poder diferenciarlas en el mapa se decidió reagrupar la sucesión. El nombre de Grupo Mitu ha sido restringido a la secuencia sedimentaria, habiéndose retenido su nombre por razones históricas, mientras que el nombre del Grupo lscay se adopto para la secuencia volcánico-volcanoclastica. El Grupo Mitu aflora como una faja estrecha de rumbo NO desde Pocahumpa (3682 82933) en el SE, hasta el Cerro Mojonloma (3480 83240) en el NO. El afloramiento se repite por fallas de rumbo. Especialmente en la sección entre Lampa y el Abra de Lampa. El contacto con el Grupo Ambo es una discordancia de bajo ángulo, estando supra yacido por el Grupo lscay y en partes discordamente por la formación angostura de Edad cretácea. La potencia varia de 300 a cerca de 450 metros. Las capas rojas caracterizan al Grupo Mitu pero a diferencia del área tipo,, los conglomerados no son frecuentes no son frecuentes. Las litologías mas típicas son areniscas arcosicas a subarcosas de grano fino a medio (Jl-l64, 3627 82992) así como grauvacas (Jl-l44, 3563 83077) con tonos predominantes de 5R y l0R (GODARD, l975), estando presente un listamiento pálido (tonos 5Y). estas rocas ocurren en capas de 30 cm. de grosor con una laminación fina (5 mm) estando intercaladas con limolitas abigarradas rojas a verdes mostrando una fisilidad muy pobre. Las arenitas pueden presentar estructuras de sobrecarga dentro de las unidades de fangolitas subyacentes. DALMAYRAC et al, (l977) y LAUBACHER (l978) consideran que el grupo Mitu se ha depositado en hondonadas longitudinales con una orientación NO-SE controladas por movimientos en bloques. El ambiente deposicional fue GOBIERNO REGIONAL PUNO 1* “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” continental y aunque TURNER (l980), remarco que las capas rojas continentales no necesariamente, tienen significancia paleo climática, la presencia de granos de cuarzo bien redondeados y esféricos de arenas mixtas con muchos granos angulares, es tomado como indicativo de una fuente árida para parte de este grupo. No se ha reconocido plantas fósiles. La naturaleza laminada de las arenitas y la carencia de algún desarrollo de estratificación cruzada parecería indicar una deposición en una llanura aluvial con condiciones lacustres, ocasionando las fangolitas finamente laminadas. La presencia de un bandea miento pálida en las arenitas y la naturaleza abigarrada de la fangolitas indican que ha ocurrido la reducción de iones férricos a ferrosos. Según TURNER (l980) esto es debido a un proceso diagenetico secundario en el que hubo percolación de agua estancada a través de la secuencia, usualmente a lo largo de las discontinuidades sedimentarias. Esto es consistente con un ambiente de llanura de inundación conteniendo lagos estancados. • F$7,ació Sa)ia Su edad procede del Ordovícico. Se ubica en el valle del sandia. Prov. De Sadia.Dpto. Puno. Su litología es cuarcitas blanquecinas intercaladas con lutitas y lutitas arenosas. Su potencia es de +/3.500m. Fosiles : Trilobiles. Braquiopodos. Crinoldeos. Conularlas y Lamelibranquios. • F$7,ació Aa"a Silúrico – Devónico .Estudio Geológico preliminar de la cordillera Oriental lll. Esta ubicado en el valle de Sandia, entre Ananea y Cuyo Cuyo, en la provincia de Sandia y en el Departamento de Puno. Está conformado por pizarras negras su potencia es de +2500m. /.3./ ESTILO TECTONICO Como este término de estilo tectónico se utiliza para dar una idea global de las formas de las estructuras de una región, en este caso son el resultado de la deformación ocurrida durante uno o más pulsos del ciclo orogénico incaico. En GOBIERNO REGIONAL PUNO 1+ “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” términos regionales se observa que esta orogenia deformo el prisma sedimentario de la cuenca Putina que tiende a adelgazarse gradualmente, hacia el este. Las estructuras están bien expuestas, donde se dividen aproximadamente en dos dominios: norte y sur del sinclinorio de vilque chico /.3.3 DEFORMACIONES Localmente las deformaciones no son visibles, por lo que las que se describen a continuación son las estructuras en la región. SINCLINORIO DE PUTINA Al NE del lago Titicaca se ubica una zona de altas mesetas las cuales se hallan muy disecadas. Se trata de colinas, con crestas muy alargadas según una dirección andina NO-SE, que subraya el aspecto muy linear de las estructuras tectónicas. DEPRESION LONGITUDINAL DE CRUCERO ANANEA COJATA Corresponde a varias pequeñas cuencas ubicadas a lo largo de la vertiente SO de la cordillera oriental. Un juego de grandes fallas longitudinales post.- Miocenicas ha originado estas cuencas rellenadas por depósitos volcánicos y lacustres, ocupados por inmensos conos glaciares y fluvioglaciares provenientes de los nevados del noreste y de la pre- cordillera de Carabaya GEOLOGIA ESTRUCTURAL /.: SISMICIDAD /.:.1 Si#,$3$5(a El conocimiento probabilístico de que se produzca sismos, la intensidad que tendría dentro del área de interés de la carretera, es de mucha importancia en el planeamiento de una vía, por lo que permitirá realizar mejores diseños estructurales, estimar los daños que puedan causar éste en las obras que forman parte de la vía y calcular los posibles efectos en las poblaciones aledañas; por lo que es importante desde el punto de vista humano y pérdidas económicas. GOBIERNO REGIONAL PUNO 1, “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” La zona de interés, ha sufrido una fuerte actividad tectónica que han originado plegamientos formando anticlinales, sinclinales a consecuencia de movimientos orogénicos durante la Fase Peruana y Fase lncaica de dominio compresivo. Los plegamientos en los cerros, lomadas circundantes son simétricos, asimétricos y aun inversos, siendo su buzamiento predominantemente hacia el NE, con clara orientación andina Noroeste – Sureste. 2.4.1.1 Evaluación de riesgo sísmico Según el mapa de zonificación sísmica presentada por el lGP, el área de estudio se encuentra en la zona 2, en el cual la aceleración máxima varia entre el rango de 0,l5 – 0,30, lo que indica sismos según la escala de Mercalli hasta de grado Vl estando dentro de la categoría de sismos leves. Los parámetros necesarios para el análisis de aceleración máxima:  Distancia Epicentral ( R )  Magnitud del sismo (M) Según A.G. (USGS l977) Para terremotos peruanos: A = 68.7 e 0.80 (M) / (R – 25) Los parámetros sísmicos de diseño se detallan en el siguiente cuadro. CUADRO N% &/ GOBIERNO REGIONAL PUNO Pa7;,"17$# S(#,ic$# )" )i#"<$ Elaboración Estudios y Proyectos F4)ació =$i8icaci ó S(#,ica C$"8ici"1" )" Ac"3"7ació P"78i3 )" S4"3$ C$"8ici" 1" )" Si1i$ S4"3$ A342ia3 =$a / &>/: 5 Ti6$ S/ 1>/ 1- “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” 2.4.1.2 Los movimientos sísmicos su influencia en la estabilidad de taludes. La composición geológica de los taludes en roca es ligeramente variada, en todos los casos, son notables en su cobertura expuesta un moderado fracturamiento y una considerable alteración físico – químico (debido a la fuerte acción meteórica por los cambios bruscos de temperatura). /.:./ GEODINAMICA EXTERNA. Los fenómenos de geodinámica externa observados en la zona estudiada son efectos mínimos que se describen a continuación /.:.3 EROSION DE RI'ERAS Este fenómeno ha tenido presencia por acción erosiva y socavamiento de la corriente de los ríos generando socavamiento a los costados de la vía, pudiéndose agravar en épocas de avenida (precipitaciones pluviales) debido al incremento de su caudal y su tendencia meandrica, por cuanto mayor es su volumen y velocidad mayor es su poder erosivo, y originando la destrucción parcial de la plataforma. EROSION DE RI'ERAS Durante el periodo de avenidas en crecientes se observa que los ríos ejercen una acción erosiva. Socavando las partes más sinuosas. ESTABILIDAD DE TALUDES La estabilidad de taludes, viene a constituir una parte importante, tanto en el planeamiento de la vía así como en la etapa constructiva, debido a que generalmente las perturbaciones en el tráfico son causadas por estas. Las condiciones geológicas, geomorfológicas y climatológicas han predeterminado el comportamiento de los taludes de la actual carretera. La fisiografía mayormente llana a ondulada, ha exigido que la construcción vial sea GOBIERNO REGIONAL PUNO 1. “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” predominantemente en rellenos y cortes a media ladera, por las faldas inferiores de los cerros y lomadas adyacentes que se encuentran en los cerros. La composición geológica de los taludes en roca es ligeramente variada, en todos los casos, son notables en su cobertura expuesta un moderado fracturamiento y una considerable alteración físico – química (debido a la fuerte acción meteórica por los cambios bruscos de temperatura). En caso de nuevos cortes, su tratamiento en todos los casos, se efectuara procurando no disturbar el pie de los taludes si no removiendo (cortando) a partir de las laderas superiores, e inclusive con la adopción de banquetas de ampliación. 2.4.4 !ise"o de #aludes en $ocas. Las rocas expuestas en los actuales cortes, que son pocos, corresponden de manera discontinua de la formación Copacabana pizarras de la formación Mitu, todos ellos en su apariencia externa presentan una condición de roca fracturada a suelta, ello fundamentalmente a causa de los efectos climatológicos de la región. Por lo expuesto, en los nuevos taludes cuyos cortes superan el espesor antes indicado, se recomienda adoptar la relación l:l0 (H: V), que corresponde a roca sana; en tanto, los de más de acuerdo a la clasificación de materiales y ciñéndose al siguiente cuadro: 2.4.% !ise"o de #aludes en &uelos De acuerdo al comportamiento de los actuales taludes en los cortes bajos (0,50 a 2,5 m de altura), en los nuevos taludes es conveniente adoptar los valores del cuadro de la siguiente: GOBIERNO REGIONAL PUNO 1/ “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” CUADRO N% &3 Ta34)"# " S4"3$# Elaboración Estudios y Proyectos Ti6$ " D"6ó#i1$ C$#i#1"cia Ta34) *?@'- Depósito Aluvial y Fluvial Densa Media Suelta l:5 l:3 l:2 Depósito Coluvial Densa Media Suelta l:4 l:2 l:l Depósito Residual Densa Media Suelta l:3 l:2 l:l /.A GEOTECNIA DE LOS TRAMOS DE ESTUDIO /.A.1 INTRODUCCIBN En el presente estudio se da a conocer las apreciaciones, resultados obtenidos en el estudio geotécnico del área que comprende la carretera: Macusani – Abra Susuya. Para determinar la naturaleza de suelos típicos disponibles a lo largo del eje del actual tramo y en las variantes ocasionales, se realizaron calicatas a cada 500 metros y de a cuerdo al cambio litológico de diferentes profundidades. Se realizó la clasificación visual y táctil del suelo, la descripción del registro de calicatas en el campo, de la misma forma fueron tomadas las muestras alteradas para los respectivos ensayos de laboratorio de mecánica de suelos. GOBIERNO REGIONAL PUNO 10 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” /.A./ OBJETI'O El informe de suelos para la Carretera objeto de estudio, tiene como objetivo estudiar en el campo, las características de los materiales que conforman las áreas afectadas por el Proyecto, definiendo el estado básicamente de los suelos de la subrasante, la delimitación de las cuales principalmente se relacionan con su resistencia y su deformación concordante con las exigencias del tipo de obra. En lo que respecta al suelo como material de construcción se han ubicado los probables depósitos naturales existentes para ser analizados y buscar la posibilidad de su utilización en la mezcla de materiales para las diferentes necesidades y para la conformación del pavimento y otras obras que se puedan efectuar. El Estudio Geológico anticipa que los suelos y rendimientos más frecuentes son de naturaleza homogénea de un material de muy regulares características físico mecánicas, con zonas definidas de un material regular y otros generalmente constituido por una arena arcillosa a una arcilla limosa de baja plasticidad se han establecido las características estratigráficas, mediante un programa de trabajo que comprenden las excavaciones para obtener las propiedades físicas y mecánicas mediante los ensayos de laboratorio y por último la etapa de gabinete, en el cual se analizaron los diferentes materiales obtenidos para el diseño de mezclas de suelos en el caso de que lo requiera, así como obtener datos necesarios para la evaluación del suelo natural, sobre el cual se va a diseñar el afirmado. /.A.3 IN'ESTIGACIONES GEOTCCNICAS 2.%.'.1 (nvestigaciones de campo Se realizo un muestreo sistemático en lugares estratégicos y representativos previo a un programa mediante calicatas a cielo abierto, efectuándose calicatas a cada 500 m. y de acuerdo al cambio litológico, la profundidad alcanzada obedece a la intensidad y tipos de carga que transmiten el sub.-suelo, hasta l.50 mts la ubicación de las calicatas nos permitieron obtener una información GOBIERNO REGIONAL PUNO 11 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” confiable y representativa de los suelos potencialmente consideradas como subrasante. Las muestras se depositaron en bolsas de polietileno y polipropileno con su respectiva tarjeta de identificación, para luego ser remitidas al laboratorio. Paralelamente se hizo la exploración y localización de canteras con un reconocimiento del afloramiento de suelo, que pudieran ser explotadas para los diferentes usos en la construcción de la carretera. Se consideró el tipo de muestras extraídas, en función de las exigencias que Deberán atenderse en cada caso, respecto al terreno que representan. Ti6$ )" M4"#17a EDi5"cia# 7"#6"c1$ a3 1"77"$ E4" 7"67"#"1a l Mantendrá inalteradas las propiedades físicas y mecánicas del suelo en su estado natural a la fecha del muestreo (aplicado solamente a suelos cohesivos, rocas blandas o suelos granulares suficientemente cementados para permitir su obtención). ll Mantendrá inalterado la Granulometría y su contenido de humedad del suelo en su estado natural, a la fecha del muestreo 2.%.'.2 Ensaos de Laboratorio En el laboratorio de Mecánica de Suelos se verifico la clasificación visual de campo, de todas las muestras disturbadas obtenidas, asimismo se efectuaron los siguientes ensayos:  Análises Granulométrico : Norma ASTM-D-422  Limite Liquida : Norma ASTM-D-423  Limite Plástico : Norma ASTM-D-424  Humedad Natural : Norma ASTM-D-22l6  Proctor Modificado : Norma ASTM-D-l557 GOBIERNO REGIONAL PUNO *2 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA”  CBR. : Norma ASTM-D-l883  Clasificación AASHTO y SUCS : Norma ASTM-D-2487 /.A.: DESCRIPCIBN Y DEFINICIBN DEL PERFIL ESTRATIGRFFICO DEL SUELO Completada la exploración y clasificación de suelos por un sistema convencional y con el apoyo de la clasificación visual, se elaboró un perfil de cada unidad, en base al mismo se determina los suelos que controlarán el diseño de la estructura de la carretera. 2.%.4.1 #ramo) *acusani + ,brasusua -./... a 20 / ..0.1 Se han excavado calicatas a cielo abierto los que se detalla en es estudio de suelos anexado a la presente a una profundidad promedio de l,50 m, Sobre la base de las exploraciones, observaciones de campo y los ensayos de laboratorio. Se concluye que los suelos confortantes en todo el trayecto del emplazamiento de la carretera presentan una distribución típica de depósitos aluviales- residuales; mostrando un perfil estratigráfico casi homogéneo por tramos de clasificación CL, SM, SC, GP, GW-GM, SC-SM, GM en la mayoría de los casos. (Ver anexo de estudio de suelos). UADRO Nº CLASIFICACION DE SUELOS Tramo: PAMPA ISUÑA - MOYEBAYA Calicata Etrato Pro!r"i#a Mar!"$ Pro%&$'i'a' ( Pa Att"r)"t* Clai%icaci+$ CBR ,alor '" t"rr"$o Como Nº -.. LL IP SUCS AAS/TO %&$'aci+$ 1 %1 2 32-2 & 1.-2 *+.22 ,,.+ 1, GM "4*4/ (1) %* & 1.-2 ,.* NL NP S5 "414a (2) * %1 23-22 & 1.-2 -1.2 ,*./ 1. ML "4/4. (0) %* & 1.-2 -.. NL NP G54 GM "414a (2) + %1 1 3 222 & 1.-2 *1.2 +,.1 1* GM "4*4.(2) 12./2 Re'ular %* & 1.-2 ../ NL NP SP 4 SM "414a (2) , %1 1 3 -22 & 1.-2 *0.* ,+.- 1+ SM "4*4/(1) GOBIERNO REGIONAL PUNO *1 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” %* & 1.-2 0.1 +*.- *. G54GM "4*4,(2) - %1 * 3 222 6 1.-2 +1.* ,-.1 1, SM "4*4/(1) %* 6 1.-2 1,.+ NL NP GM "414a(2) . %1 *3-22 & 1.-2 11.* ,2.1 1. GP 4 GC "4*4/(2) %* & 1.-2 .., *+., , G54GC "414a(2) %+ & 1.-2 +.- NL NP SP "414a(2) / %1 +3222 6 1.-2 +1.2 ,1./ 11 SM " 4*4/(2) %* 6 1.-2 1.1 NL NP SP "414a(2) 0 %1 +3+22 & 1.-2 11.- *-., 1 S5 4 SC " 7 * 4,(2) %* & 1.-2 +/., *-.+ 11 SC "4.(*) 1 %1 ,3222 & 1.-2 -+.1 +..0 11 ML "4.(,) */.-2 Bueno %* & 1.-2 ,2.+ +..0 11 SM "4.(1) 12 %1 ,3-22 & 1.-2 +-./ +..0 11 SM "4*4,.(2) %* & 1.-2 1.1 *-.- / GP 4GC "4*4, (2) %+ & 1.-2 +*.* **.1 0 SC "4*4,(2) 11 %1 - 3 222 & 1.-2 *1.1 11.- - SC 4SM "414a %* & 1.-2 */., 1-.1 + SM "4*4,(2) 1* %1 -3-22 & 1.-2 *-.0 NL NP GM "4148(2) %* & 1.-2 -0., 10.1 , ML "4,(-) 1+ %* .3222 6 1.-2 ,1./ 11./ / SC 4SM "4,(1) +/.-2 Bueno 1, %1 .3-22 6 1.-2 ,2./ ++.2 11 SC "4.(1) %* 6 1.-2 *1.. *2.0 0 SC "4*4,(2) 1- %1 /3222 6 1.-2 *1.2 11.1 , SM "4*4,(2) %* 6 1.-2 *... 1,.- , SM "4*4,(2) 1. %* /3-22 6 1.-2 *1.2 *2.+ 0 SM "4*4,(2) ,1.-2 Bueno 1/ %1 03222 6 1.-2 *..2 +/./ 1+ SC "4*4.(1) %* 6 1.-2 *2.. 1/.2 , GC4GM "4148(2) 10 %1 03-22 6 1.-2 *0./ NL NP SM "4*4,(2) -+.22 %9celente 11 %1 13222 6 1.-2 ,*.1 ,+.0 11 SM "4/4-(*) 1,.-2 Re'ular %* 6 1.-2 +,.+ **.2 0 SC "4*4,(2) *2 %1 13-22 6 1.-2 */./ *+.- 0 SC "4*4,(2) *1 %1 123222 6 1.-2 ,*., -+.1 1. GM "4/4-(+) %* 6 1.-2 12.- NL NP G54GM "414a(2) *1 %1 12 3-22 6 1.-2 *,.- ,0.2 *1.2 SC "4*4/(1) %* 6 1.-2 **., *1./ 1*.2 GC "4*4. (2) ** %1 113222 6 1.-2 +-.0 */., 1+.2 SC "4*4. (1) *, %1 1*3222 & 1.-2 ,2.0 ,/.. 1/.2 SM "4/4-(+) 10..2 Re'ular *- %1 1*3-22 & 1.-2 1/.* 11.- ,.2 SC4SM "4148(2) 1,.02 Re'ular %* & 1.-2 ,/.2 +*.2 1* SC "4.(+) *. %1 1+ 3 222 6 1.-2 .+.- ...1 +1 MH "4/4-(1*) %* 6 1.-2 ,+.2 +-.0 11.2 SC "4.(,) */ %* 1+3-22 & 1.-2 +2.0 -2.* 1/ SM "4*4/ (1) %* & 1.-2 **.0 +1.- 1, GC "4*4. (2) *0 %* 1+3022 & 1.-2 +,.0 +-.* 10 SC "4*4. (*) GOBIERNO REGIONAL PUNO ** “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” *1 %* 1,3122 6 1.-2 +-.- +-.2 *1 SC "4*4. (*) /.*2 Po8re 4 Re'ular +1 %1 1,3-22 & 1.-2 -*.2 ,-.- *- CL "4/4. (0) +* %1 1-3222 & 1.-2 -2., ,+.0 1/ ML "4*4. (.) ++ %* 1-3-22 & 1.-2 ,0./ NL NP SM "4, (+) %* & 1.-2 12.1 *1.1 / GP4GM "4*4, (2) +, %* 103222 & 1.-2 *1.* +..1 1, SC "4*4. (1) +- %* 103-22 & 1.-2 1..2 */., 1 SC "4*4, (2) +. %* 113+-2 & 1.-2 +2.- .*., 11 GM "4*4/(*) +/ %1 *2 3 222 6 1.-2 1*.+ -,.+ 1+ SM "4*4/(2) %* 6 1.-2 1.1 NL NP SP "414a(2) +0 %1 *23-22 & 1.-2 *1./ +1./ 1+ SC "4*4.(1) 1/.+2 Re'ular +1 %1 *13222 & 1.-2 1*.* *1., 1 SC "4*4,(2) ,2 %* *13-22 & 1.-2 +2., +,.2 1* SC "4*4.(1) ,1 %1 **3-22 & 1.-2 +/.+ -+.+ 10 SM "4/4-(*) %* & 1.-2 *1.* ++., 0 SM "4*4,(2) ,* %1 *+3222 & 1.-2 *0.2 +,.- 1+ SC "4*4.(1) *1.-2 Bueno ,+ %1 *+3-22 6 1.-2 *-.2 ,0.1 1, SM "4*4/(1) .1.12 %9celente %* 6 1.-2 *,.2 +*.0 1+ GC "4*4.(2) ,, %1 *,3-22 6 1.-2 11.- +0.0 12 SM "4*4,(2) ,- %1 *-3222 & 1.-2 *1.- ,2.2 12 SM "4*4,(2) 0.12 Po8re 4 Bueno %* & 1.-2 *0.1 +1.1 1+ GC "4*4.(1) ,. %1 *-3-22 & 1.-2 ,-.1 *-.1 1* SC "4.(+) ,/ %1 *.3222 6 1.-2 +,.- /0.0 *. SM "4*4/(+) ,*.22 Bueno %* 6 1.-2 +1.0 +,., 11 SC "4*4.(2) C3a#i8icaci ó U#$# SISTEMA DE CLASIFICACIBN CBR G""7a3 SUCS AAS?TO 0 - 3 Muy Pobre Subrasante OH, CH, MH, OL A5, A6, A7 3 - 7 Pobre a regular Subrasante OH, CH, MH, OL A4, A5, A6, A7 7 - 20 Regular Sub-base OL, CL, ML, SC, SM, SP A2, A4, A6, A7 20 - 50 Bueno Base, Sub- base GM, GC, SW, SM, SP, GP Alb, A2-5, A3, A2-6 > 50 Excelente Base, Sub- base GW, GM Ala, A2-4, A3 2.%.% Evaluación de suelos tramo) *acusani 2 ,bra &usua -./... a 20 / .0. 1 GOBIERNO REGIONAL PUNO *+ “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” La subrasante de todo el tramo, presenta humedades naturales, las humedades se encuentran debajo del límite líquido, con un grado de expansividad alto. Los valores de CBR entre de los materiales, arena arcillosa – grava limosa (SC, GM y SM), de alta a moderada plasticidad se encuentran entre 4.00 % al l00% (Pobre). Y las arenas limosas y arenas mal gradadas el valor de soporte CBR, están mayores a l0% (Regular a bueno). /.A.G AREAS DE PRCSTAMOS Y CANTERAS Siendo las canteras, la fuente de aprovisionamiento de suelo y rocas necesarias para la construcción de la carretera, se procedió a efectuar el reconocimiento de los depósitos existente para ver la calidad de las cantera, conocer si cumplirá con las condiciones de las especificaciones del material que se busca, asimismo se deberá conocer el suficiente volumen y rendimiento del mismo, el estado de los accesos y su situación legal. Se han realizado las investigaciones de campo y laboratorio, lo suficientemente conveniente como para determinar las características de los materiales de préstamos y canteras desde el punto de vista de su utilización en la construcción de las subestructuras, caminos de acceso y obras complementarias. La investigación geológica ha tratado el problema fundamental previo, consistente en la valorización de las disponibilidades de cada uno de estos materiales. Las características de los materiales de préstamos y canteras, se han determinado con la ejecución de los ensayos clásicos de identificación de los materiales, con las muestras representativas, que definan sus propiedades físicas y mecánicas. En las zonas de canteras se evaluaron las calidades de la roca mediante la aplicación de Tablas de Clasificación Geomecánica, complementadas con los ensayos estándar de mecánica de rocas; se estimo el volumen del desencape y los grados de meteorización y fracturamiento de los afloramientos rocosos. Las áreas se localizan a lo largo de vías existente y/o adyacentes a ella, lo que facilita las fases de: Explotación, carguío y transporte; los que disminuyen los costos de explotación y por consiguiente el de las obras. En un plano general se muestra la posición en planta de estos medios de explotación y los datos sobre sus ubicaciones e identificaciones. GOBIERNO REGIONAL PUNO *, “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” La correlación, evaluación y análisis geotécnico de la información técnica existente con la obtenida en la presente fase de investigaciones complementarias han permitido caracterizar las principales propiedades ingenieriles de cada área. Las características de los materiales y según su utilización, serán calificados de acuerdo a las Normas ASTM y del Manual del U.S Department of the lnterior del Bureau of Reclamation. /.A.H ENSAYOS DE MECFNICA DE SUELOS Con las muestras representativas se ejecutaron los siguientes ensayos:  Granulometría SUCS : (ASTM-D-422)  Granulometría de agregados : (ASTM-D-422)  Abrasión Los Angeles : (ASTM-C-l3l)  Proctor : (ASTM D-l557)  CBR : 2.%.3.1 Clasificación Geomec4nica En las canteras de roca se aplicaron las Tablas de Clasificación Geomecánica de Bieniawski y de Clasificación lngeniero Geológicas, que sirven para definir las calidades de los macizos rocosos. Es conveniente indicar que en las valuaciones de los afloramientos rocosos, se aplican factores de Corrección por: Grado de fracturamiento, meteorización, orientación de las superficies estructurales, condiciones de humedad, etc. 2.%.3.2 5ivel Fre4tico Durante la excavación de las diferentes calicatas efectuadas en el tramo MACUSANl – ABRA SUSUYA, el nivel Freático se encontró en algunos tramos hasta en una profundidad promedio de l,50 m. GOBIERNO REGIONAL PUNO *- “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” 3.1 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. El clima imperante en el tramo esta condicionado a sus latitudes, propias del Altiplano (3,900 msnm promedio! por lo "ue se caracteri#a por ser $ri% & templado ' seco, con dos estaciones claramente di$erenciadas( de A)ril a No*iem)re seco + de ,iciem)re a -ar#o con $uertes precipitaciones plu*iales, acompa.adas de tempestades, ne*adas + /rani#adas 2. La carretera /eomor$ol%/icamente corresponde por tramos a una #ona tipo andina e Interandina, "ue se caracteri#a por presentar una topo/ra$0a predominantemente llana'ondulada + localmente esta constituida por las si/uientes unidades( 1ona de Pampas o Altiplanicies, #ona de Lomadas + 2erros + #onas de "ue)radas 3. El suelo su)+acente de la #ona de estudio, se encuentra en estado natural posee condiciones $0sico'mec3nicas des$a*ora)les por lo "ue se tendr3 "ue tener especial cuidado en el control de calidad + procesos constructi*os de la carretera en estudio 4. El tratamiento recomendado para el tramo 456700 a 456890 es el uso de enrocado, por estar este tramo cerca de la terra#a del r0o 2oata, en el cual se :a *ariado el tra#o mas :acia la mar/en derec:a 5. Los rellenos "ue se e$ect;en, para alcan#ar el ni*el de su)'rasante del Pro+ecto $inal, de)er3n constituirse con material /ranular, en capas m3<imas de 030 m ,e espesor, compactadas al 97= como m0nimo del ensa+o Proctor 6. En la parte de llanuras se recomienda ele*ar la rasante con $ines "ue no a$ecten el a/ua con la saturaci%n en los tiempos de a*enida 7. Los par3metros s0smicos se resumen en el si/uiente cuadro( GOBIERNO REGIONAL PUNO Cuadro No. 3 Parámetros Sísmicos de diseño Ela)oraci%n Estudios + Pro+ectos Fundacin !oni"icacin Sísmica Coe"iciente de #ce$eracin Per"i$ de Sue$o Coe"iciente de Sitio Sue$o #$u%ia$ !ona 2 &'23 ( )i*o S2 1'2 *. “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” +. Para utili#ar las canteras, se de)er3 e$ectuar un des)roce promedio de 0,30 m para eliminar la materia or/3nica ,. Las densidades m3<imas de compactaci%n + las :umedades %ptimas de compactaci%n ser3n tal como se indica en los cuadros N> 5 + 9 ?e e<i/ir3 "ue el promedio de la compactaci%n sea i/ual o ma+or al cien por ciento (400=! de la densidad m3<ima o)tenida en el ensa+o Proctor modi$icado 1&. ,urante el proceso de e<plotaci%n de canteras, se de)er3 lle*ar un control de las *ariaciones del material de estas tanto en pro$undidad como lateralmente, mediante ensa+os de :umedades, de los l0mites de consistencia, adicionalmente se e$ectuar3n ensa+os de compactaci%n Proctor @odo esto de)er3 estar a car/o de un personal especiali#ado + de dedicaci%n e<clusi*a 11. La Roca para el enrocamiento +Ao mamposter0a se o)tendr3 de la cantera de Buata en las a$ueras de la localidad del mismo nom)re 12. La cantera de a/re/ados Isla del r0o 2a)anillas se utili#ar3 para la $a)ricaci%n de concreto, pues cumple con las especi$icaciones /ranulomCtricas + de pesos espec0$icos de la A?@- 13. El a/ua a ser utili#ada en la construcci%n ser3 del r0o 2oata "ue re;ne acepta)le calidad para usos constructi*os GOBIERNO REGIONAL PUNO */ “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” GOBIERNO REGIONAL PUNO *0 “ESTUDIO GEOLOGICO Y GEOTECNICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA MACUSANI – ABRA SUSUYA” GOBIERNO REGIONAL PUNO *1