PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INDICE 1.0 Generalidades 1.1 Objetivo del estudio 1.2 Normatividad 1.3 Ubicación de la zona en estudio 2.0 Investigaciones realizadas 2.1 Trabajos de Campo 2.1.1 Excavación de Calicatas 2.1.2 Muestreo de suelo 2.1.3 Registro de excavaciones 2.2 Trabajos de Laboratorio 2.2.1 Características físicas (Ensayos estándar) 2.2.2 Características mecánicas (Ensayos especiales) 2.2.3 Análisis Químicos 2.3 Análisis e Interpretación en gabinete 2.3.1 Perfil estratigráfico 2.3.2 Nivel freático 3.0 Condiciones de cimentación 3.1 Características de las obras propuestas 3.2 Capacidad portante del suelo 3.2.1 Capacidad por corte 3.2.2 Verificación de asentamientos 4.0 Conclusiones 5.0 Recomendaciones 6.0 Referencias Anexo I : Planos Anexo II : Registro de excavaciones y ensayos Anexo lll : Resultados de Laboratorio Anexo IV : Panel Fotográfico PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 1.0Generalidades 1.1 Objetivo del estudio El presente Estudio de Mecánica de Suelos se realiza por encargo la Municipalidad Provincial de la Unión para el proyecto “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO, HUANUCO”. El objetivo de este trabajo es el de determinar las características físicas, mecánicas del subsuelo en la zona de emplazamiento del proyecto en mención. Asimismo se especificarán las condiciones para el diseño de la cimentación de las estructuras a construir y se impartirán una serie de recomendaciones a considerar en el diseño de los componentes y en la fase de construcción. Los ensayos especializados fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Ingeniería de Lima. El programa de trabajo realizado con este propósito ha consistido en: - Ejecución de calicatas de exploración - Toma de muestras representativas disturbadas - Estudio de suelos en el área - Registro de excavaciones - Ensayos estándar y especiales de laboratorio para definir los parámetros físicos y resistentes del subsuelo - Perfiles estratigráficos - Conclusiones y recomendaciones 1.2 Normatividad El presente estudio está en concordancia con las especificaciones y directivas contempladas en la Norma Técnica Peruana, Norma E-0.50 Suelos y Cimentaciones vigente. 1.3 Ubicación de la zona en estudio PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS La localidad de Guellaycancha y anexos se ubica en el distrito de La Union, Provincia de Dos de Mayo, Departamento de Huánuco. Para llegar a la localidad de Guellaycancha y anexos se debe de tomar un bus de lima a al distrito de la unión que aproximadamente es de 8 horas en carretera, llegado a dicho distrito se debe de abordar un auto particular que puede llegar a la localidad de Huánuco Pampa en 30 min. El área de estudio tiene como coordenadas: LATITUD SUR: 9°51'03.15"S LONGITUD OESTE: 76°47'32.89"O ALTITUD: 3590 m.s.n.m. 2.0 Investigaciones realizadas 2.1 Trabajos De Campo Se presenta la descripción de los trabajos realizados en campo, desde la ubicación de las calicatas descritas en el plano contenido en el anexo 01, la excavación manual de las calicatas, el muestreo y la descripción de los materiales encontrados. 2.1.1 Excavación de Calicatas Con la finalidad de determinar el perfil estratigráfico, se realizó un programa de exploración geotécnica en el área de estudio, que consistió en realizar calicatas o pozos en las ubicaciones probables de la estructura proyectada realizados manualmente; así se ejecutaron 47 calicatas o pozos a cielo abierto hasta una profundidad máxima de 2.50 m. En el Cuadro N° 01, se identifican las calicatas y la profundidad. Cuadro Nº 01 CALICATA PROFUNDIDAD UBICACIÓN C-A1 2.50 mt. RESERVORIO C-A2 2.50 mt. RESERVORIO C-A 2.50 mt. PLANTA DE TRATAMIENTO C-B 2.00 mt. PLANTA DE TRATAMIENTO C-C 2.50 mt. PLANTA DE TRATAMIENTO PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS C-D 1.20 mt. PLANTA DE TRATAMIENTO C-01 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-02 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-03 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-04 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-05 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-06 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-07 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-08 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-09 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-10 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-11 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-12 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-13 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-14 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-16 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-17 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-18 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-19 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-20 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-21 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-22 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-23 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-24 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-25 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-26 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-27 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-28 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-29 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-30 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-31 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-32 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-33 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-34 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-35 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-36 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-37 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-38 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-39 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-40 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-41 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION C-42 1.20 mt. RED DE DISTRIBUCION PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 2.1.2 Muestreo de suelo De las calicatas se tomaron muestras representativas, para ser enviadas al laboratorio y poder identificar el tipo de material, así como sus características físicas y químicas. Del análisis granulométrico por tamizado – ASTM D422 determinamos el porcentaje de material fino y material gravoso. Cuadro Nº 02 Calicata % Grava % Arena % Finos C-9 2.0 54.9 43.2 C-27 32.5 49.7 17.8 C-29 48.7 33.3 18.1 C-33 56.8 37.4 5.8 C-41 1.0 70.7 28.3 C-42 59.9 31.1 9.0 2.1.3 Registro de excavaciones Conjuntamente con el muestreo se efectuó el registro de cada una de las calicatas (Ver Anexo II), en las cuales se tomó nota de las principales características de los tipos de suelos encontrados. 2.2 Trabajos De Laboratorio Las muestras obtenidas del subsuelo fueron enviados al Laboratorio de Geotecnia de la Universidad Nacional de Ingeniería, para los ensayos estándar, especiales y químicos. 2.2.1 Características físicas (Ensayos estándar) Los ensayos estándar para la identificación del tipo del suelo se realizaron según la norma: - Análisis granulométrico por tamizado ASTM D – 422 - Contenido de humedad ASTM D – 2216 - Límite líquido y plástico ASTM D – 4318 - Gravedad especifica ASTM C – 127 - Densidad Relativa y Densidad Máxima ASTM D – 4253 y D – 4254 Las muestras han sido clasificados utilizando el Sistema Unificado de Clasificación PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS de Suelos (SUCS), en el Cuadro N° 03 se presentan los resultados. Cuadro Nº 03 Calicata LL LP IP SUSC Descripción C-09 42.5 30.2 11.95 SM Suelo arenoso limoso C-27 21 NP NP SM Suelo arenoso limoso C-29 29.54 23.24 6.3 GM Suelo de gravas limosas, mezclas grava-arena-limo C-33 26.54 23.41 3.13 GP-GM Suelos gravas mal graduadas grava-arena, pocos finos o sin finos; gravas limosas C-41 34.2 26.12 8.08 SM Suelo arenoso limoso C-42 29.51 23.14 6.37 GP-GM Suelos gravas mal graduadas grava-arena, pocos finos o sin finos; gravas limosas 2.2.2 Características mecánicas (Ensayos especiales) Los ensayos especiales para la determinación de los parámetros mecánicos se realizaron según la norma: - Corte directo ASTM – D3080 En el Cuadro N° 04, se presentan los resultados de los ensayos especiales, en este caso el ensayo de corte directo de acuerdo a la norma ASTM D3080, que servirá de base para determinar la capacidad portante del terreno. Cuadro Nº 04 Calicata Profundidad (m) SUCS C (Kg/cm2) ø (°) C-A1 2.50 SC 0.06 0.00 26.6 C-A2 2.50 SM 0.05 0.00 27.4 C-A 2.50 GP-GM 0.03 29.7 C-C 2.50 SM 0.04 27.7 2.2.3 Análisis químicos Para determinar la agresividad del suelo y establecer de ser el caso algunas consideraciones especiales durante la construcción, se realizaron análisis químicos, cuyos resultados se presentan en el siguiente cuadro. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Cuadro Nº 05 Calicata Sulfatos (ppm) Cloruros (ppm) Sales solubles (ppm) C-A1 1891.00 2485.00 9926.00 C-A2 1616.00 2120.00 8509.00 C-A 1590.00 2165.00 9506.00 C-C 1512.00 2018.00 8109.00 2.3. Análisis e Interpretación en gabinete 2.3.1 Perfil Estratigráfico La zona en estudio en las calicatas C-A1 Y C-A2 presenta un suelo de arenas mal graduadas y arenas limosas en la Prof. De 2.50. En la calicata C-A Y C-C con una prof. De 2.50 se encuentra un suelo de arenas limosas con gravas mal graduadas con pocos finos o sin finos. A continuación se presenta fotografías de la excavación de las calicatas C-A1, C-A2, C-A y C-C. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 2.3.2 Nivel freático De acuerdo a la verificación in situ, en cada una de las calicatas exploradas y hasta la profundidad máxima explorada de cada una de ellas (2.50 m.), no se ha determinado la presencia del nivel freático. A continuación se presentan varias vistas fotográficas de la zona explorada. 2.3.3 Agresividad del suelo Los problemas de durabilidad que pueden ser ocasionados a la cimentación de las obras proyectadas que estarán en contacto con el suelo, son principalmente debido a la agresividad del medio que ocasiona deterioro y destrucción de los materiales del concreto; la práctica usual de la ingeniería determina conocer la zona e identificar la concentración de los agentes agresivos probables, para posteriormente compararlos PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS con los límites permisibles en la norma y en bibliografía especializada, y de ser el caso sobre la base de las observaciones realizadas en construcciones similares y antecedentes documentados definir las medidas de prevención más convenientes. En los cuadros siguientes, se muestran los límites permisibles de acuerdo a lo establecido en la N.T.P. E.060. Cuadro N° 06 TABLA 4.4.2 – N.T.P. E.060. REQUISITOS PARA CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICION CONDICIONES DE EXPOSICIÓN RELACIÓN AGUA/CEMENTO MÁXIMA Concreto de baja permeabilidad: a) Expuesto a agua dulce: b) Expuesto a agua de mar o aguas salobres: c) Expuesto a la acción de aguas cloacales (*): 0,50 0,45 0,45 Concreto expuesto a procesos de congelación y deshielo en condición húmeda : a) Sardineles, cunetas, secciones delgadas: b) Otros elementos 0,45 0,50 Protección contra la corrosión de concreto expuesto a la acción de agua de mar, aguas salobres o neblina o rocío de esta agua: Si el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm: 0,40 0,45 (*) La resistencia f´c no deberá ser menor de 245 Kg/cm2, por razones de Durabilidad Cuadro N° 07 TABLA 4.4.3 N.T.P. E.060 CONCRETO EXPUESTO A SULFATOS Exposición a sulfatos Sulfato soluble en agua (SO4 )1 , presente en el suelo, % en peso Sulfato (SO4) En agua p.p.m. Tipo de cemento Concreto con agregado de peso normal Relación máxima agua/cemento en peso 1 Concreto con agregados de peso normal y ligero Resistencia mínima a compresión, f’c MPa 1 Despreciable Moderado 2 Severo Muy Severo 0,00< SO4 <0,10 0,10< SO4 <0,20 0,20< SO4 <2,00 SO4 >2,00 0,00< SO4 <150 150< SO4 <1500 1500< SO4 <10000 SO4 >10000 -.- II, IP(MS),IS(MS),P(M S), I(PM)(MS),I(SM)(M S) V V más puzolana 3 -.- 0,50 0,45 0,45 -.- 28 31 31 PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 1 Puede requerirse una relación agua-cemento menor o una resistencia más alta para lograr baja permeabilidad, protección contra la corrosión de elementos metálicos embebidos, o contra congelamiento y deshielo (Tabla 4.4.2). 2 Agua de Mar 3 Puzolana que se ha determinado por medio de ensayos o por experiencia que mejora la resistencia a sulfatos cuando se usa en concretos que contienen Cementos Tipo V. Según referencias consultadas y observación visual de estructuras existentes se concluye que el subsuelo en contacto con los elementos de concreto, contiene concentraciones bajas de sulfatos, cloruros y sales solubles concluyéndose que la agresividad del suelo es despreciable; sin embargo al tratarse de estructuras de tratamiento de aguas cloacales, la exposición a sustancias perjudiciales al concreto será alta, por lo tanto deberán proveerse medidas de prevención. 3.0 Condiciones de cimentación 3.1 Características de las obras propuestas El proyecto de “Mejoramiento y Ampliación del sistema de agua potable, construcción del sistema de alcantarillado sanitario, letrinas domiciliarias en la localidad de Guellaycancha y anexos, distrito de la Unión, Provincia de Dos de Mayo, Huánuco” a) Agua potable - Obras lineales: Líneas de conducción y distribución de agua potable, mediante el tendido de tuberías de PVC enterradas en zanjas excavadas. - Obras no lineales: Construcción de estructuras de concreto armado como captación, reservorios apoyados, cajas de válvulas y estructuras de protección en caso sea necesario. b) Saneamiento - Obras no lineales: Construcción de silos y/o letrinas domiciliarios. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 3.2 Capacidad portante del suelo 3.2.1 Capacidad admisible por corte Asumiremos profundidades de desplante y anchos de cimentación considerando la forma de la cimentación circular o cuadrada. Finalmente determinaremos la capacidad de carga última neta y la capacidad admisible de acuerdo a la teoría de Terzaghi modificada por Vesic, según la siguiente expresión: qu neta = c.Nc.sc + ¸.D.Nq.sq + 0.5 . ¸.B.N ¸.s ¸ ÷ ¸.D Dónde: Nq = e. π.tanσ tan 2 (45 + ø/2) Nc = cot ø (Nq – 1) N¸= 1.8 (vu ÷ 1).tan ø Cuadro Nº 08 (Calicata C-A) | = c = B = ¸ = Nc = Nq = Ng = sc = sg = sr f.s. 29.7 0.03 1.2 18.1 29.43085119 19.981 23.26 1.3 0.8 0.6 3 B D [ kN/m 2 ] [ kN] [ kN/m 2 ] [ Kg/cm 2 ] 1.20 1.50 745.90 1074.10 248.63 2.54 1.20 2.00 926.73 1334.49 308.91 3.15 1.20 2.50 1107.56 1594.88 369.19 3.76 1.50 1.50 796.42 1433.56 265.47 2.71 1.50 2.00 977.25 1759.05 325.75 3.32 1.50 2.50 1158.08 2084.54 386.03 3.94 1.80 1.50 846.94 1829.40 282.31 2.88 1.80 2.00 1027.77 2219.99 342.59 3.49 1.80 2.50 1208.60 2610.58 402.87 4.11 2.00 1.50 880.62 2113.50 293.54 2.99 PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 2.00 2.00 1061.45 2547.49 353.82 3.61 2.00 2.50 1242.28 2981.47 414.09 4.22 2.50 1.50 964.83 2894.48 321.61 3.28 2.50 2.00 1145.65 3436.96 381.88 3.89 2.50 2.50 1326.48 3979.45 442.16 4.51 De acuerdo anterior se deduce lo siguiente: Para la calicata C-A la capacidad admisible por corte para las estructuras proyectada es igual a 2.54 Kg/cm2. Cuadro Nº 08 (Calicata C-C) | = c = B = ¸ = Nc = Nq = Ng = sc = sg = sr f.s. 27.7 0.04 1.2 18.1 25.22551 15.896 17.218 1.3 0.8 0.6 3 B D [ kN/m 2 ] [ kN] [ kN/m 2 ] [ Kg/cm 2 ] 1.20 1.50 582.69 839.07 194.23 1.98 1.20 2.00 726.55 1046.23 242.18 2.47 1.20 2.50 870.40 1253.38 290.13 2.96 1.50 1.50 620.08 1116.15 206.69 2.11 1.50 2.00 763.94 1375.10 254.65 2.60 1.50 2.50 907.80 1634.04 302.60 3.09 1.80 1.50 657.48 1420.16 219.16 2.23 1.80 2.00 801.34 1730.90 267.11 2.72 1.80 2.50 945.20 2041.63 315.07 3.21 2.00 1.50 682.41 1637.79 227.47 2.32 2.00 2.00 826.27 1983.05 275.42 2.81 2.00 2.50 970.13 2328.31 323.38 3.30 2.50 1.50 744.74 2234.23 248.25 2.53 2.50 2.00 888.60 2665.80 296.20 3.02 2.50 2.50 1032.46 3097.38 344.15 3.51 De acuerdo anterior se deduce lo siguiente: Para la calicata C-C la capacidad admisible por corte para las estructuras proyectada es igual a 1.98 Kg/cm2. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Cuadro Nº 08 (Calicata C-A1) | = c = B = ¸ = Nc = Nq = Ng = sc = sg = sr f.s. 26.6 0.06 1.2 18.1 23.2474161 14.21 9.84 1.3 0.8 0.6 3 B D [ kN/m 2 ] [ kN] [ kN/m 2 ] [ Kg/cm 2 ] 1.20 1.50 473.40 681.70 157.80 1.61 1.20 2.00 602.00 866.89 200.67 2.05 1.20 2.50 730.61 1052.07 243.54 2.48 1.50 1.50 494.78 890.60 164.93 1.68 1.50 2.00 623.38 1122.08 207.79 2.12 1.50 2.50 751.98 1353.56 250.66 2.56 1.80 1.50 516.15 1114.88 172.05 1.75 1.80 2.00 644.75 1392.66 214.92 2.19 1.80 2.50 773.35 1670.44 257.78 2.63 2.00 1.50 530.40 1272.95 176.80 1.80 2.00 2.00 659.00 1581.59 219.67 2.24 2.00 2.50 787.60 1890.24 262.53 2.68 2.50 1.50 566.02 1698.05 188.67 1.92 2.50 2.00 694.62 2083.86 231.54 2.36 2.50 2.50 823.22 2469.66 274.41 2.80 De acuerdo anterior se deduce lo siguiente: Para la calicata C-A1 la capacidad admisible por corte para las estructuras proyectada es igual a 1.61 Kg/cm2. Cuadro Nº 08 (Calicata C-A2) | = c = B = ¸ = Nc = Nq = Ng = sc = sg = sr f.s. 27.4 0.05 1.2 18.1 24.6646419 15.896 11.6 1.3 0.8 0.6 3 B D [ kN/m 2 ] [ kN] [ kN/m 2 ] [ Kg/cm 2 ] 1.20 1.50 534.26 769.33 178.09 1.82 1.20 2.00 678.12 976.49 226.04 2.30 PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 1.20 2.50 821.98 1183.64 273.99 2.79 1.50 1.50 559.45 1007.01 186.48 1.90 1.50 2.00 703.31 1265.96 234.44 2.39 1.50 2.50 847.17 1524.91 282.39 2.88 1.80 1.50 584.65 1262.84 194.88 1.99 1.80 2.00 728.51 1573.57 242.84 2.48 1.80 2.50 872.37 1884.31 290.79 2.97 2.00 1.50 601.44 1443.47 200.48 2.04 2.00 2.00 745.30 1788.73 248.43 2.53 2.00 2.50 889.16 2133.99 296.39 3.02 2.50 1.50 643.44 1930.31 214.48 2.19 2.50 2.00 787.30 2361.89 262.43 2.68 2.50 2.50 931.15 2793.46 310.38 3.16 De acuerdo anterior se deduce lo siguiente: Para la calicata C-A2 la capacidad admisible por corte para las estructuras proyectada es igual a 1.82 Kg/cm2. 3.2.2 Verificación de asentamientos A continuación los valores de capacidad de carga serán verificados mediante el cálculo de la capacidad debido al asentamiento con lo que obtendremos los valores finales de capacidad admisible. Usaremos la siguiente relación: qs = s c + Ỳ.Df m v (I +1).H Donde s c representa el asentamiento tolerable, m v es el coeficiente de compresibilidad volumétrica, H es el espesor de la capa compresible por debajo de la cimentación o 2B (el que resulte menor) e I es el coeficiente apropiado de esfuerzo correspondiente una profundidad H por debajo de la cimentación. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Ø E'o (mN/m2) s c (mm) B (m) L / B I p qs (kN/m2) qs (kg/cm2) 29.70 36.0 25.00 3.00 1.00 0.95 266.22 2.72 29.70 36.0 25.00 3.00 1.50 1.15 219.38 2.24 29.70 36.0 25.00 3.00 2.00 1.30 193.73 1.98 29.70 36.0 25.00 3.00 3.00 1.53 164.93 1.68 29.70 36.0 25.00 3.00 4.00 1.69 148.67 1.52 29.70 36.0 25.00 3.00 5.00 1.83 137.92 1.41 29.70 36.0 25.00 3.00 10.00 2.25 112.13 1.14 Ø E'o (mN/m2) s c (mm) B (m) L / B I p qs (kN/m2) qs (kg/cm2) 27.7 36.0 25.00 3.00 1.00 0.95 267.57 2.73 27.7 36.0 25.00 3.00 1.50 1.15 220.49 2.25 27.7 36.0 25.00 3.00 2.00 1.30 194.71 1.99 27.7 36.0 25.00 3.00 3.00 1.53 165.77 1.69 27.7 36.0 25.00 3.00 4.00 1.69 149.42 1.52 27.7 36.0 25.00 3.00 5.00 1.83 138.62 1.41 27.7 36.0 25.00 3.00 10.00 2.25 112.70 1.15 Cuadro Nº 09 (Calicata C-A) Se obtienen valores más bajos (1.14 kg/cm2 para la calicata C-A y 1.15 kg/cm2 para la calicata C-C) que los encontrados en el ítem 3.2.1, por lo que concluimos que la resistencia al corte del suelo no es el factor que predomina en la capacidad permisible de carga del suelo. Cuadro Nº 09 (Calicata C-C) Finalmente concluimos de acuerdo a los cuadros N° 08 y N° 09 lo siguiente: La capacidad admisible para las estructuras proyectada es igual a 1.14 Kg/cm2. Cuadro Nº 09 (Calicata C-A1) Ø E'o (mN/m2) s c (mm) B (m) L / B I p qs (kN/m2) qs (kg/cm2) 26.60 36.0 20.00 3.00 1.00 0.95 177.26 1.81 26.60 36.0 20.00 3.00 1.50 1.15 146.07 1.49 26.60 36.0 20.00 3.00 2.00 1.30 128.99 1.32 26.60 36.0 20.00 3.00 3.00 1.53 109.82 1.12 26.60 36.0 20.00 3.00 4.00 1.69 98.99 1.01 26.60 36.0 20.00 3.00 5.00 1.83 91.83 0.94 PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS 26.60 36.0 20.00 3.00 10.00 2.25 74.66 0.76 Se obtienen valores más bajos (0.76 kg/cm2 para la calicata C-A1 y 0.80 kg/cm2 para la calicata C-A2) que los encontrados en el ítem 3.2.1, por lo que concluimos que la resistencia al corte del suelo no es el factor que predomina en la capacidad permisible de carga del suelo. Cuadro Nº 09 (Calicata C-A2) Ø E'o (mN/m2) s c (mm) B (m) L / B I p qs (kN/m2) qs (kg/cm2) 27.40 36.0 20.00 3.00 1.00 0.95 185.11 1.89 27.40 36.0 20.00 3.00 1.50 1.15 152.54 1.56 27.40 36.0 20.00 3.00 2.00 1.30 134.71 1.37 27.40 36.0 20.00 3.00 3.00 1.53 114.68 1.17 27.40 36.0 20.00 3.00 4.00 1.69 103.38 1.05 27.40 36.0 20.00 3.00 5.00 1.83 95.90 0.98 27.40 36.0 20.00 3.00 10.00 2.25 77.97 0.80 Finalmente concluimos de acuerdo a los cuadros N° 08 y N° 09 lo siguiente: La capacidad admisible para las estructuras proyectada es igual a 0.76 Kg/cm2. 4.0 CONCLUSIONES - El presente Informe se ha desarrollado con la finalidad de investigar las características del suelo para el Proyecto de “Mejoramiento y Ampliación del sistema de agua potable, construcción del sistema de alcantarillado sanitario, letrinas domiciliarias en la localidad de Guellaycancha y anexos, distrito de la Unión, Provincia de Dos de Mayo, Huánuco” - Para la aplicación de las normas de diseño sismo resistente se debe considerar, los siguientes valores de acuerdo a la norma E030: o Zonificación sísmica: zona de sismicidad alta, Z = 0.40 o Factor de Uso: U = 1.0 (edificaciones comunes) o Factor de suelo: para el perfil S2, S = 1.2 o Período del suelo Tp = 0.60 seg. - Con el propósito de identificar las características físicas y químicas del suelo PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS de fundación se ubicaron 04 calicatas o excavaciones a cielo abierto, hasta una profundidad máxima de 2.50 m, distribuidas convenientemente en toda el área estudiada. Los ensayos estándar de clasificación de suelos y corte directo se realizaron el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Ingeniería, de tal manera que nos permiten identificar e interpretar las características del terreno en la zona en estudio. - Las muestras en la zona corresponden a varios tipos de suelos con algunas características similares entre calicatas, sin embargo el principal componente del proyecto se ubica en el emplazamiento de las calicatas C- A, C-C, C-A1 y C-A2 cuya clasificación corresponde a un suelo limoso y de gravas mal graduadas, SC-SM-GP-GM según clasificación SUCS. - Hasta la profundidad máxima explorada de 2 . 5 0 m. no se ha encontrado la presencia del nivel freático. - Las construcciones se cimentarán a una profundidad no menor de 1.50 m. por debajo del nivel de terreno de la parte inferior y sobre un suelo debidamente nivelado y compactado. - En la zona de estudio la concentración de sustancias perjudiciales al concreto es moderada de acuerdo a lo establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, sin embargo dadas las características de uso de las construcciones que determina la exposición a aguas cloacales, las consideraciones de garantizar la durabilidad resultarán predominantes. 5.0 RECOMENDACIONES - Se determina que las condiciones de agresividad del suelo son despreciables, sin embargo las condiciones de exposición del concreto a aguas cloacales es alta, por lo que se recomienda el uso de Cemento Tipo V. - En el diseño de la cimentación se debe tomar en cuenta lo siguiente: - En los cuadros N°08 y N°09, se ofrece la alternativa de capacidad portante al Ingeniero Estructural, de tal manera que analice el aspecto PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS técnico – económico para el diseño de la cimentación óptima. o Para el esfuerzo máximo actuante a nivel de la cimentación debido a la transmisión de la carga de diseño de las estructuras del proyecto, deben considerarse una superficie de cimentación que genere un esfuerzo transmitido menor al esfuerzo admisible del terreno de apoyo. o Después de terminada las excavaciones para cimientos deben efectuarse una densificación manual o con pisones mecánicos del fondo de la excavación, humedeciendo previamente el suelo. En caso de rellenos esta deberá ser realizada con material de base o afirmado y compactar en capas no mayores de 0.20m; con el fin de mejorar las características del suelo, eliminando todo material mayor a 3”. - Se debe evitar perturbar el suelo debajo de los niveles de cimentación recomendados. El fondo de toda excavación para cimentación debe quedar limpio y parejo. Se deberá retirar todo material suelto o desperdicios, antes del procedimiento de vaciado. - Durante los trabajos de excavación, se deben tomar en cuenta lo siguiente: o Para las excavaciones en suelo limoso - arcilloso debe excavarse con talud H:V=2:1 hasta profundidades menores a 2.0 m. Para excavaciones a profundidades mayores necesariamente deberá usarse tablestacados y/o estructuras de contención. - La siguiente información deberá transcribirse en los planos de cimentación del reservorio. Esta información no es limitativa y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente estudio de suelos y en la N.T.P. E.050. Resumen de las condiciones de cimentación Tipo de cimentación: zapata armada, zapatas conectadas con vigas de cimentación, plateas de cimentación. PROYECTO “MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO, LETRINAS DOMICILIARIAS EN LA LOCALIDAD DE GUELLAYCANCHA Y ANEXOS, DISTRITO DE LA UNION, PROVINCIA DE DOS DE MAYO-HUANUCO”. ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Estrato de apoyo de la cimentación: Suelo arenoso limoso mal graduado SC-SM. Parámetros de diseño de la cimentación: C=0.05 kg/cm² y φ=27.4° y C=0.06 kg/cm² y φ=26.6° Profundidad de cimentación mínima: 1.50 m. Presión admisible del suelo: 0.94 kg/cm² y 0.80 kg/cm² Factor de seguridad: 3 Estrato de apoyo de la cimentación: Suelo arenoso limoso mal graduado GP-GM-SM. Parámetros de diseño de la cimentación: C=0.03 kg/cm² y φ=29.7° y C=0.04 kg/cm² y φ=27.7° Profundidad de cimentación mínima: 1.50 m. Presión admisible del suelo: 1.15 kg/cm² y 1.14 kg/cm² Factor de seguridad: 3 Agresividad del suelo a la cimentación: Moderada Condiciones de exposición nociva del concreto: Alta (Utilizar Cemento Tipo V), relación agua cemento máxima de 0.45 y resistencia a la compresión mínima de 245 kg/cm2 por condiciones de durabilidad del concreto. - Los resultados y recomendaciones del presente estudio es válido solo para la zona investigada; y no respalda ningún otro lugar, ni tipo de obra diferente a la estudiada. 6.0 REFERENCIAS 1. Alva Hurtado, Jorge, Dinámica de suelos, 1ra edición, Perú – 2002. 2. Braja M. Das, Fundamentos de ingeniería de geotécnica, 1ra edición, México – 2001 3. Delgado Vargas, Manuel, Ingeniería de cimentaciones-Fundamentos e introducción al análisis geotécnico, 2da edición, México - 1996. 4. Lambe, T.W. & Whitman, R.V., Mecánica de suelos, 7ma edición, México – 1990 5. Peck-Hanson-Thornburn, Ingeniería de cimentaciones, 9na edición, México – 1996 6. Norma Técnica Peruana, Norma E.050 Suelos y Cimentaciones. 7. Ruiz Vásquez – González Huesca, Geología aplicada a la ingeniería civil, 3ra edición, México – 2002.