"CREACION DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD TRAMO: NUEVA SELVA BAJA NUEVA SELVA ALTA, EN EL DISTRITO DE MONZON, PROVINCIA DE HUAMALIES, REGION HUANUCO"

ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE MONZNESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE PAVIMENTACINCREACION DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD TRAMO: NUEVA SELVA BAJA NUEVA SELVA ALTA, EN EL DISTRITO DE MONZON, PROVINCIA DE HUAMALIES, REGION HUANUCO.NDICEI.MEMORIA DESCRIPTIVA21.GENERALIDADES31.1.ALCANCES DEL ESTUDIO31.2.OBJETIVO31.3.UBICACIN Y DISTANCIAS DEL PROYECTO31.4.DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO52.TRABAJOS EFECTUADOS62.1.Exploracin de Campo62.2.Ensayos de Laboratorio73.CARACTERISTICAS DEL SUBSUELO83.1.ANTECEDENTES GEOLGICOS83.2.PERFIL DEL SUELO103.3.PROFUNDIDAD DE LA NAPA FRETICA114.DISEO DEL PAVIMENTO114.1.CARACTERSTICAS DE LA SUB-RASANTE EXISTENTE114.2.TRFICO CONSIDERADO124.3.Clculo de los Espesores del Pavimento125.AGRESIVIDAD DE LAS SALES DEL SUBSUELO156.PARMETROS PARA DISEO DE OBRAS DE SOSTENIMIENTO.157.SISMICIDAD168.RECOMENDACIONES178.1.RECOMENDACIONES PARA LA ELABORACIN DE TERRAPLENES179.BIBLIOGRAFA19II.PLANOS Y PERFILES DE SUELOSIII.RESULTADOS DE LOS ENSAYOS IN SITU Y DE LABORATORIOIV.PANEL FOTOGRFICO

MEMORIA DESCRIPTIVA

GENERALIDADESALCANCES DEL ESTUDIOEn el presente Informe se describe los trabajos realizados en campo y laboratorio, los resultados de los anlisis efectuados y las conclusiones obtenidas en el Estudio de Suelos llevado a cabo con la finalidad de determinar las caractersticas del perfil del subsuelo, la subrasante del proyecto: CREACION DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD TRAMO: NUEVA SELVA BAJA NUEVA SELVA ALTA, EN EL DISTRITO DE MONZON, PROVINCIA DE HUAMALIES, REGION HUANUCO.OBJETIVOEl presente Estudio tiene el propsito de determinar las propiedades fsico-mecnicas del terreno de fundacin, la estructura de la subrasante y evaluar las condiciones de la va.UBICACIN Y DISTANCIAS DEL PROYECTODepartamento : HunucoProvincia : Huamales Distrito : MonznLocalidad : Nueva Selva Baja Nueva Selva Alta. RUTA DE ACCESO AL PROYECTORecorridoTramoAccesoMedio de TransporteVia de AccesoDistancia en Kms. /Tiempo

1Hunuco - Tingo MariaTerrestreBus PblicoCarretera asfaltada120Km /02hrs.

1Tingo Mara - Cuyacu (Nueva Selva Baja) TerrestreTaxiCarretera Afirmada52Km /02hrs.

1Nueva Selva Baja - Nueva Selva AltaTerrestreA pieTrocha6Km / 1 hora y 15min.

Imagen 01: Mapas de Vas de acceso Fuente: http://www.mtc.gob.pe/estadisticas/estadistica/mapas/TRANSPORTES/VIAL/10_HUANUCO_VIAL.pdf

Imagen 02: Mapas de Ubicacin del proyectoFuente: Equipo de Mecnica de Suelos

Imagen 03: Ubicacin del ProyectoFuente: Google Maps

DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIOEn la zona de estudio actualmente existe una trocha carrozable es estado de abandono, el cual se puede mostrar en la siguiente imagen, que debera ser tratado desde la subrasante y acondicionar las condiciones de pavimentacin por medio de afirmado bajo el correcto control de drenaje.

Imagen 04: Foto panormica del proyectoFuente: Foto propia

TRABAJOS EFECTUADOS1.1. Exploracin de CampoEl programa de exploracin de campo llevado a cabo en funcin a las indicaciones del Manual de Carreteras - Suelos, Geologa, Geotecnia y Pavimentos Seccin: Suelos y Pavimentos; se ha realizado 01 calicatas por Km. (Ver Cuadro 4.1en dicho manual).Los perfiles del suelo se encuentran detalladas en el ANEXO

En cada calicata se realiz un perfil estratigrfico minucioso, el cual incluy el registro cuidadoso de las caractersticas de los suelos que conforman cada estrato del perfil del suelo, la clasificacin visual de los materiales encontrados de acuerdo con los procedimientos del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos y la extraccin de muestras representativas de los suelos tpicos las cuales debidamente protegidas e identificadas fueron remitidas al laboratorio para su verificacin y anlisis.En forma general, una vez realizada las prospecciones se determinan los lmites de los horizontes de los diferentes estratos (capas) que conforma el sub-suelo y se obtienen muestras disturbadas, que adecuadamente descritas e identificadas a travs de una tarjeta donde se consigna ubicacin, nmero de muestra, estado de compacidad de los materiales, caractersticas de gradacin, profundidad, nivel fretico encontrado y tipo de ensayo a realizar; son colocadas en bolsas de polietileno para su traslado al laboratorio.1.2. Ensayos de LaboratorioEn el laboratorio se verific la clasificacin visual de todas las muestras obtenidas y se escogieron muestras representativas para ejecutar con ellas los siguientes ensayos:1.2.1. Ensayos Standar Anlisis Granulomtrico por tamizado Humedad Natural Lmites de Atterberg (Limite Lquido, Limite Plstico, ndice de Plasticidad) Clasificacin de Suelos por los Mtodos SUCS y ASHTO1.2.2. Ensayos Especiales Proctor Modificado CBR (California Bearing Ratio)Para los ensayos especiales se ha tomado la siguiente consideracin: (1 Proctor y CBR por 2 KM).

Los ensayos de laboratorio fueron realizados de acuerdo con las normas ASTM respectivas y con los resultados obtenidos se procedi a efectuar una comparacin con las caractersticas de los suelos obtenidas en el campo y las compatibilizaciones correspondientes en los casos en que fue necesario para obtener los perfiles de suelos definitivos.CARACTERISTICAS DEL SUBSUELO1.3. ANTECEDENTES GEOLGICOS Las unidades reconocidas en el rea de estudio corresponden a litologas desde el Neoproterozoico al Cuaternario; el Complejo del Maran se distribuye ampliamente en la Cordillera Oriental a lo largo de una franja continua con direccin NNOSSE, en el sector occidental de las hojas de Tingo Mara y Aucayacu, litolgicamente est conformado por esquistos, gneises, algunas pizarras, rocas intrusivas y subvolcnicas. El Plutn Cachicoto de probable edad Carbonfera infrayace inconforme al Grupo Mitu; este plutn al parecer es cortado por un cuerpo subvolcnico de la misma edad. El Permiano superior est representado por el Grupo Mitu compuesto porareniscas, limolitas y lodolitas rojas. En el Trisico - Jursico se deposit el Grupo Pucar en una plataforma somera con facies carbonatadas y litoclsticas en los mrgenes orientales de la Faja Subandina. El Jursico superior esta representado por la Formacin Sarayaquillo conformado de lodolitas y areniscas marrn rojizas. El Cretceo inferior y superior est representado por el Grupo Oriente constituido por unidades silciclsticas, las formaciones Chonta y Vivian que son unidades pelito - carbonatadas y siliciclsticas, respectivamente, marcando el final del sistema Cretceo. El Cenozoico comprende unidades desde el Palegeno como son las formaciones Yahuarango y Pozo, el Negeno representado por las formaciones Chambira e Ipururo, el Cuaternario est distribuido en toda el rea como depsitos fluviales, aluviales y fluvio - glaciares. La zona en estudio especficamente de estratigrafa homogneo se encuentra dentro de la unidad litoestratigrfica del Complejo del Maran. Su litologa corresponde mayormente a esquistos, gneises y pizarras, algunas de estas unidades se presentan como meta-volcnicos grises cercanas al contacto con el Plutn Cachicoto.[footnoteRef:1] [1: INGENMET, BOLETIN N 112]

Imagen N 04. Carta Geolgica 19-k Ubicacin de zona del Proyecto.Fuente: Carta Geolgica del Per

1.4. PERFIL DEL SUELOEl perfil del suelo registrado en la calicatas bajo la superficie del terreno en estudio y hasta 1.50 m de profundidad, est conformado por estratos intercalados de suelos finos; para las calicatas se ha determinado un tipo de suelo caracterstico de tipo. Bajo la superficie se tiene suelo orgnico, de color marrn, hmedo. Presentes en todas las calicatas. Este estrato vara desde la superficie hasta una profundidad variable entre 0.30 m a 0.40 m. Seguido por arenas y limos de baja plasticidad (ML, SC, SM) de colores variados entre anaranjado claro, amarillo y marrn claro, altamente hmedo, de compacidad baja. Esto en todos los puntos de investigacin, y que vas ms all de las profundidades de investigacin.Los resultados de laboratorio obtenidos de las muestras de la sub-rasante determinan claramente que el suelo predominante son de tipo arenosos con alto porcentaje de limos.Desde otro punto de vista, tambin se puede establecer los porcentajes de suelos, arenas y finos, que segn los resultados de laboratorio se encuentran a lo largo del terreno de fundacin.CalicataC-1C-2C-3C-4C-5C-6

Gravas %0.00%0.00%0.02%9.14%6.24%7.81%

Arenas %50.07%57.54%49.38%59.66%62.87%59.88%

Finos %49.93%42.46%50.62%31.20%30.89%32.31%

Roca %000000

Segn el cuadro se puede observar que el suelo predominante es fino, con poco porcentaje de suelos granulares como lo son las gravas.1.5. PROFUNDIDAD DE LA NAPA FRETICAEn las calicatas efectuadas, se ha detectado Napa Fretica en todos los perfiles de suelo estudiados generalmente a una profundidad de 1.30m a partir de la superficie. En el mes actual marzo del 2015. DISEO DEL PAVIMENTO1.6. CARACTERSTICAS DE LA SUB-RASANTE EXISTENTEEl suelo que predomina al nivel de la subrasante en el tramo estudiado son gravas (A-4), ligeramente sueltas y de humedad mediana, y que a partir de la profundidad aproximada de 1.30m se encuentra completamente saturada debido a la existencia de N.F. alto.Segn la correlacin estadstica existente entre la Clasificacin Unificada de Suelos y el valor de CBR, se tiene que el valor de CBR de los limos arenosos (ML, SM, SC), debe estar comprendido entre 15 y 40. En el presente caso, teniendo en cuenta las propiedades fsicas y mecnicas de los limos arenosos registradas en las calicatas, los resultados de los ensayos de laboratorio efectuados (CBR = 12.7, menor valor); se ha considerado para los diseos los siguientes valores:Punto de ExploracinCBRMdulo Elstico (Psi)Mdulo de Reaccin

C-118.426170.95 Psi334.00 Psi/in9.25 kg/cm2xcm

C-312.718063.65 Psi178.60 Psi/in4.95 kg/cm2xcm

C-515.321761.72 Psi229.50 Psi/in6.36 kg/cm2xcm

Este material deber ser escarificado hasta una profundidad de 0.20 m por debajo del nivel de la subrasante y compactado hasta lograr el 95% de la mxima densidad seca obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado. El valor del C.B.R. del suelo limo arenoso encontrada es de 12.7, a una densidad equivalente al 95% de la densidad mxima del Proctor Modificado. 1.7. TRFICO CONSIDERADOPara fines de clculo se han estimado que pasarn por el camino 80 vehculos diarios por carril y que el porcentaje de vehculos pesados (mnibus y camiones) ser del 1%.El nmero de Ejes equivalentes a 18,000 lb Anual (EAL) calculado considerando un perodo de diseo de 20 aos y un crecimiento anual de 4% es igual a EAL = 1.5 x 105.1.8. Clculo de los Espesores del PavimentoPara el dimensionamiento de los espesores de la capa de afirmado se adopt como representativa la siguiente ecuacin del mtodo NAASRA, (National Association of Australian State Road Authorities, hoy AUSTROADS) que relaciona el valor soporte del suelo (CBR) y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en nmero de repeticiones de EE:

Dnde:e = espesor de la capa de afirmado en mm.CBR = valor del CBR de la subrasante.Nrep = nmero de repeticiones de EE para el carril de diseo.A continuacin se presentan los espesores de afirmado propuestos considerando subrasantes con CBR > 6% hasta un CBR > 30% y trfico con nmero de repeticiones de hasta 300,000 ejes equivalentes.Es necesario precisar que los sectores que presenten subrasantes con CBR menor a 6% (subrasante pobre o subrasante inadecuada).

CATLOGO DE CAPAS DE AFIRMADO (REVESTIMIENTO GRANULAR) PERIODO DE DISEO 10 AOS

Fuente: Manual de Carreteras Suelos, Geologa, Geotecnia y Pavimentos Seccin: Suelos y Pavimentos, pg. 141Nota: 1. (*) Espesor y tipo de estabilizacin de suelos, ser definido en estudio especfico.2. EE: Rango de Trfico en Nmero de Repeticiones de Ejes Equivalentes en el carril y periodo de diseo.3. Evaluaciones Superficiales del pavimento: Inventario de Condicin, se efectuar al menos una vez cada ao.4. En la etapa de operacin y Conservacin vial, efectuar Perfilado peridicamente por lo menos una vez cada ao y control de polvo mediante riegos de agua, asfaltos, cloruros, aditivos qumicos u otros. Por lo que se tendr como superficie de rodadura una afirmado de 20cm espesor.AGRESIVIDAD DE LAS SALES DEL SUBSUELOEl contenido de sulfatos solubles del suelo determinado para el suelo estudiado es mnimo. Por lo que en el presente caso se puede concluir que el ataque de los sulfatos solubles del suelo al concreto ser despreciable y no es necesario tomar precauciones al respecto. No es necesario utilizar cementos especiales para contrarrestar la agresividad de las sales y sulfatos.PARMETROS PARA DISEO DE OBRAS DE SOSTENIMIENTO.En el proceso de perforacin de las calicatas no se observaron problemas de inestabilidad en las paredes por el efecto de arco que se produce en este tipo de excavacin. No se han observado filtraciones ni zonas con suelo saturado.En la obra debern tomarse las precauciones debidas para proteger las paredes de las excavaciones y muros de sostenimiento dentro del proyecto, con la finalidad de proteger la plataforma a pavimentar.A continuacin se presentan los parmetros para el diseo de las obras de sostenimiento.Se recomienda emplear un valor del ngulo de friccin interna del suelo = 25 en la zona de excavacin.El mtodo simplificado propuesto por Seed y Whitman proporciona un valor adecuado que permite tomar en cuenta en el clculo de los empujes laterales el efecto de los sismos. De acuerdo a su investigacin, el valor del coeficiente de empuje activo ssmico Kas puede calcularse como:

Dnde:Kas:coeficiente de empuje activo en caso de sismo.Ka:coeficiente de empuje activo esttico,Kh:coeficiente ssmico horizontal.El punto de aplicacin de la resultante debe modificarse para tomar en cuenta el efecto real del sistema suelo-muro. Prakash y Basavanna sugieren que el punto de aplicacin del incremento de presin activa causada por el sismo se aplique a una altura igual a 0.6 H desde la base del muro y la presin esttica activa se aplique a 1/3 H como es usual.Por otro lado el coeficiente de empuje pasivo es menor en el caso ssmico que en el caso esttico, Prakash y Basavanna indican que Kps es 15% menor que el Kp. Por lo tanto podemos asumir como regla prctica para muros de contencin convencionales que:Kps = 0.85 KpLos valores recomendados para la evaluacin de los empujes laterales son los siguientes:NombreSmboloValor

Peso unitario1.85 ton/m 3

Angulo de friccin25

Coeficiente Activo EstticoKa0.31

Coeficiente en Reposo EstticoKo0.45

Coeficiente Pasivo EstticoKp6.65

Factor de Reduccin del Empuje Pasivo para =0R0.47

Coeficiente Activo DinmicoKas0.51

Coeficiente en Reposo DinmicoKos0.7

Coeficiente Pasivo DinmicoKps5.65

Coeficiente de friccin bajo la cimentacin.

0.45

SISMICIDADLas vibraciones producidas por un sismo se transmiten a partir de su origen a travs de las rocas de la corteza terrestre. En un lugar especfico, las vibraciones que llegan al basamento rocoso son a su vez transmitidas hacia la superficie a travs de los suelos existentes en el lugar. Las vibraciones sufren variaciones al ser transmitidas a lo largo de las trayectorias recorridas, llegando a la superficie con caractersticas que dependen no slo de las que tenan en su origen, sino tambin de la trayectoria seguida a lo largo de la corteza terrestre y de las propiedades de los suelos que existen en el lugar.En el presente caso, para determinar la sismicidad del lugar se han analizado las aceleraciones procedentes de los mapas de aceleraciones mximas en la roca para perodos de recurrencia ssmica de 30, 50 y 100 aos propuestas por Casaverde y Vargas (1980) los que indican que el terreno estudiado se encuentra en una zona de sismicidad intermedia.De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E.030 - Diseo Sismorresistente, el rea estudiada tiene las siguientes caractersticas.ParmetroValor

Tipo de sueloS3

Perodo (Tp)0.9

Amplificacin de la accin ssmica (S)1.40

RECOMENDACIONES 1.9. RECOMENDACIONES PARA LA ELABORACIN DE TERRAPLENES Los materiales que se empleen en la construccin de terraplenes debern cumplir los requisitos indicados en la Tabla 205-01. Del Manual de Carreteras Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin (EG 2013). A continuacin se presenta dicho cuadro.

La base estar conformado por el terreno natural debido a que el suelo que se encuentra bajo la superficie del terreno tiene una capacidad de soporte (CBR > 30%), el cual es adecuado para soportar las cargas que trasmitan el cuerpo y la corona y el pavimento propuesto respectivamente. Las condiciones fsico mecnicas del material a usarse en el cuerpo y corona del terrapln sern descritos en el Informe de Canteras y Fuentes de Agua.

Hunuco, 17 de Marzo del 2015.

BIBLIOGRAFA1. AUSTROADS (2004). Pavement Design. A Guide to the Structural Design of Road Pavements. Sydney: Austroads Incorporated.2. Manual de Carreteras. Suelos, Geologa, Geotcnia, y Pavimentos. Seccin: Suelos y Pavimentos. MTC, 1ra Edicin Junio 2013.3. Manual de Carreteras: Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin (EG 2013).

PLANOS Y PERFILES DE SUELOS

PLANO DE UBICACIN DEL PROGRAMA DE EXPLORACIN

PERFIL ESTRATIGRFICO POR PUNTO INVESTIGADO

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS IN SITU Y DE LABORATORIO

PANEL FOTOGRFICO

Jr. Los Portales Mz I Lt 1, Urb. Los Portales, Amarilis HunucoE-mail: ownersalvador@hotmail.com, RPM: #954006447 RPC: 982008201