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ESTUDIO GEOTÉCNICO CON
FINES DE CIMENTACIÓNPARA EL PUENTE POTREROS
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INDICE 1. GENERALIDADES DEL PROYECTO 2. EVALUACION GEOLOGICA 2.1. GENERALIDADES 2.2. GEOMORFOLOGIA 2.3. ESTATIGRAFIA 2.4. MARCO ESTRUCTURAL 3. GEOTECNIA 3.1. INVESTIGACION DE CAMPO 3.1.1. EXCAVACION DE CALICATAS 3.1.2. ENSAYO DE REFRACCION SISMICA 3.1.3. ENSAYO MASW 3.1.4. PERFORACION DIAMANTINA 3.2. ENSAYOS DE LABORATORIO 3.2.1. ENSAYOS ESTANDAR 3.3. ANALISIS DE CIMENTACION EN SUELOS 3.3.1. PROFUNDIDAD DE CIMENTACION 3.3.2. DETERMINACION DE LOS PARAMETROS DE RESISTENCIA Y DEFORMACION 3.3.3. CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE EN SUELO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5. ANEXOS 6. BIBLIOGRAFIA
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ESTUDIO GEOTÉCNICO CON FINES DE CIMENTACIÓN PARA EL PUENTE POTREROS
1.GENERALIDADES
1.1.Introducción
El presente Informe es el resultado de la investigación efectuada en el áreadonde se cimentará las estructuras del futuro puente Potreros para mejorar la
viabilidad de la carretera Chota – Bambamarca - Hualgaoc! de acuerdo a los
alcances descrito en los t"rminos de referencia#
El presente Informe contiene los resultados de los trabajos de e$ploración
geot"cnica% ensaos de laboratorio los respectivos análisis con las
conclusiones recomendaciones para el dise&o de la cimentación del futuro
puente Potreros#
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1.2. Ubicación
El puente Potreros se ubica en el 'm ()*+*,% sobre el r.o Chotano% en
el /istrito de Chota% Provincia de Chota% /epartamento de Cajamarca#
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(#0# Objetivo
El Estudio tiene por finalidad determinar las condiciones geot"cnicas del terreno
de fundación sobre el cual estarán empla1adas las subestructuras 2estribos3 delpuente Potreros# Por tal motivo se reali1ó trabajos de investigación% describiendo
las caracter.sticas de superficie subsuelo con el propósito de conocer las
propiedades f.sico-mecánicas dinámicas del terreno% identificando el tipo de
suelo% sus caracter.sticas de resistencia deformación 4ue servirán para el
análisis de cimentación del futuro puente Potreros#
Para cumplir con el objetivo se reali1ó los siguientes trabajos5
Evaluación 6eológica#
Investigación de campo#
Ensaos de laboratorio#
Elaboración del perfil estratigráfico# 7nálisis de cimentación superficial#
Conclusiones recomendaciones#
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2. EVALUACIN GEOLGICA
2.1. Genera!idade"
2.1.1. ObjetivoEvaluar la geomorfolog.a#Evaluar la estratigraf.a#
8bicar evaluar la estructura 4ue intercepta a la carretera 4ue pueda
afectar al Puente#
Evaluar la geodinámica interna e$terna#
Para definir caracteri1ar los objetivos propuestos% se reali1ó el mapeo
geológico en superficie con fines de cimentación del puente proectado#
2.1.2. #etodo!o$%a A&!icada
9a metodolog.a aplicada% fue5o :ecopilación revisión de la información disponible% de estudios
geológicos reali1ados en el área de estudio#o :econocimiento de campo mapeo geológico en superficie#o Procesamiento de datos de campo elaboración del Informe#
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2.2. Geo'or(o!o$%a
2.2.1. Geo'or(o!o$%a Re$iona!
a. Lo'a" ) Cerro" *e"ti$o"+El relieve topográfico del suelo en
superficie es moderadamente
accidentado% poseen pendientes 4ue
van entre (;< a =>< de inclinación en el
caso de las lomas pendientes
pronunciadas% con inclinaciones 4ue
van entre 0*< a **< en el caso de loscerros.b. Cono" De)ectivo?orma de un cono% donde la superficie
del relieve topográfico en superficie es
subhori1ontal% ligeramente inclinada
hacia el r.o Chotano# /esde el puntode vista litológico "sta unidad
geomorfológica% está constituido por
sedimentos aluviales% se encuentran
superpuestos hacia la superficie del
suelo% fueron transportados por la
corriente del r.o Chotano riachueloPotrero#
2.2.2. #or(o!o$%a Loca!
a. ,uebrada"?ondo moderadamente amplio% por su eje
flue las aguas del riachuelo Potrero# 9asuperficie topográfica del relieve del suelo
en este sector se encuentra bu1ando en
dirección del r.o# Por otra parte% el valle en
el sector del futuro puente vehicular% tiene la
forma de una @8A abierta% asim"trica% de
fondo amplio#b. *erra-a"e encuentra asentado en ambos márgenes
del riachuelo Potrero# u estructura
estratigráfica está constituido por
sedimentos transportados por la corriente
del riachuelo Potrero del r.o Chotano% enforma de estratos superpuestos de arcilla
de alta plasticidad% grava arcillosa% grava
pobremente gradada de limo arcilloso en
superficie del suelo% de compacidad suelta a
media% mu hmeda a mojado% no plástica%
de compacidad suelta a media% de colorris#
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2.. E"trati$ra(%a
2.3.1 Estratigrafíargi!"a#9a estructura estratigráfica 4ue presenta los alrededores del área donde fue
tra1ado del eje del futuro puente proectado% es el Cretáceo Derciario Inferior representado por5
/or'ación C0otau afloramiento está locali1ado al ur orte del área de inter"s% consiste de
gruesas capas de conglomerados% se encuentran meteori1ados% rugosos%
moderadamente fracturado diaclasado% contiene fragmentos de roca de forma
redondeado subredondeado% de tama&o má$imo de >%;A en el caso de las rocasareniscas% se encuentran mu meteori1ados en superficie% rugosos% estratificados%
moderadamente fracturado diasclasasdo% te$tura faner.tica% estructura compacta
hacia la profundidad% de color marrón#
Caracter%"tica" in$eniero $eo!ó$ica"Constitue cerros lomas de poca altura% de moderada resistencia a la acción de
agentes naturales% en áreas donde el conglomerado se encuentra mumeteori1ado es posible observar ca.da de rocas% as. mismo% en la 1ona inferior de
los cerros lomas se locali1a depósitos coluviales% de compacidad suelta a media%
contiene buena cantidad de gravas% cantos rodados bolones# El afloramiento de
las referidas rocas se encuentra asentadas a distancias alejadas del área de
inter"s#
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2..2 E"trati$ra(%a !oca!
El eje del puente vehicular proectado% fue tra1ado sobre el cauce terra1as del riachuelo Potrero%
en el Cuaternario Pleistoceno5
De&ó"ito (!uvioa!uvia!
En el área de estudio% se encuentra locali1ado en el cauce del riachuelo Potrero# Consiste de limos%arenas% gravas cantos rodados% fueron transportados por la corriente del riachuelo Potrero% las
rocas son de buena resistencia a la erosión fluvial% en los meandros ubicados aguas arriba aguas
abajo constituen depósitos de agregados#
De&ó"ito A!uvia!
En el área de inter"s% se encuentra locali1ado en ambos márgenes del riachuelo Potrero% constitue
un suelo aluvial formado por estratos superpuestos de arcilla de alta plasticidad 2CH3% grava
arcillosa 26C3% grava pobremente gradada 26P3 limo arcilloso en la superficie% de buen espesor%mojado% compacidad suelta a media% de color beige#
Caracter%"tica" in$eniero $eo!ó$ica"
Constitue el área adecuado para la cimentación de los estribos del puente proectado% en ambos
márgenes del r.o Potrero# 7s. mismo los meandros del riachuelo ubicadas aguas arriba abajo del
área constituen canteras de agregados#
*erra-a" a!uvia!e" t13
9os estribos se encuentran asentados en ambas márgenes del riachuelo Potrero% constitue elsuelo de cimentación de los estribos del puente vehicular proectado% su e$tensión en la margen
derecha e i14uierda del riachuelo respecto al área% abarca decenas de metros 2aguas arriba
abajo3% su estructura estratigráfica está constituido por sedimentos transportados por las corrientes
del riachuelo Potrero del r.o Chota% los cuales fueron depositados en forma de estratos
superpuestos hacia la superficie de la terra1a están constituidos por estratos de arcilla de alta
plasticidad% grava arcillosa% grava pobremente gradada limo arcilloso en la superficie de la
terra1a#
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2.4 #arco E"tructura!
Cic!o Geotectónico Andino 5ur6"ico 7 *erciario3
El ciclo geotectónico comprende el ámbito de sedimentación andina en las diferentes etapas de su
desarrollo! 7s. mismo% comprende los eventos tectónicos de compresión 2tectog"nesis3 ocurridos en laregión% su distribución está ampliamente desarrollada en nuestro pa.s tal como se observa a lo largo de
la cadena andina# En los alrededores del área% se distinguen 1onas de plegamientos% tal como
sinclinales anticlinales#
a. Sinc!ina!e"
on considerados como estructuras maores% se encuentran ubicados al noreste del área% constitue un
pliegue de gran e$tensión longitudinal su empla1amiento fue reconocido en la estructura estratigráfica
de la ?ormación Pu&uricana# in embargo% se encuentra a una distancia alejada del área# Por tanto% notendrá influencia en la estabilidad f.sica del puente proectado#
b. Antic!ina!e"
?ue considerado como una estructura maor% se encuentran ubicadas al noreste del área% constitue un
pliegue de gran e$tensión longitudinal% su eje se prolonga de sureste a noroeste% su e$tensión es de
varios 'ilómetros su empla1amiento esta dado en la estructura estratigráfica de la ?ormación Chota#
in embargo debido a su ubicación alejada respecto al área% no tendrá influencia en la estabilidad f.sica
del puente proectado#
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0# 6EFDECI7
.1. Inve"ti$ación de ca'&oEn la evaluación de la capacidad admisible de los pontones se tiene lo siguiente5
E$cavación de calicatas#
Perforaciones diamantinas#
.1.1E8cavación de ca!icata" e reali1aran calicatas con la finalidad de determinar la distribución de part.culas del material de
lecho del r.o 2análisis granulom"trico integral3% dato 4ue servirá para el análisis de socavación del r.o#
9a calicata es la forma más adecuada de e$ploración directa% se ejecuta con pico pala a cielo
abierto% pero la profundidad de e$cavación está limitada por la presencia de nivel freático% estratosmu compactos Go afloramientos rocosos#
En cada calicata se reali1ará el registro de e$cavación de acuerdo a la norma 7D /-,=;;# En dicho
registro se observan los datos del proecto del sondaje de e$ploración% as. como la ubicación e$acta
a trav"s de coordenadas cota% tambi"n se tomaron muestras disturbadas e inalteradas para la
ejecución de los ensaos de laboratorio correspondiente% para lo cual cada muestra fue identificada
embalada en bolsas de polietileno 4ue fueron remitidas al laboratorio de mecánica de suelos#
En el siguiente cuadro se presenta un resumen de la calicata 4ue se reali1ó
Ca!"a#aP$%&'()!)
a) *+,
N!-
F$/#!"%
*+,
N0 )
M'#$a
A#$a)a
U!"a"!(
C 2 25 N%
a"a(7a)%
1 A8'a aa9% +a$8(
)$":a
C$a%r! N& 3.1.1
Rs$'" % #a (a#i(atara#i)a%a
VERCUADRON91:CO#;LE*O
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.1. En"a)o #AS< #u!tic0anne! Ana!i"i" o( Sur(ace
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PUENTE POTRERO
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
D e pt h ( m )
0 .0 200.0 400.0 600.0
S-velocity (m/s)
S-velocity model : 0307.DAT
ENSAYO MASW
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.1.4 ;er(oración dia'antinae reali1aron perforaciones rotatorias con recuperación contina de
testigo en cada estribo del puente% con la finalidad determinar el perfil
estratigráfico 2identificando los tipos de suelo3 del terreno 4ue se
encuentra en cada estructura% de igual modo para correlacionar el
ensao de refracción s.smica#
En el siguiente cuadro se presenta un resumen de las perforaciones
reali1adas en cada estribo5
Cuadro N= .1.4Re"u'en de !a" &er(oracione" rea!i-ado" &ara !o" &ontone"
N0U!"a"!(
*;+,S%()%
P$%&'()!)a)
*+,O$-a"!(
1165
2S ? 1
215 Ma$8( D$":a
2165S ? 2
21 Ma$8( I7@'!$)a
*rar(+i,! %-rf!ra(i!
"s -ara#!s
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De"cri&ción de !o" re$i"tro de "ondaje
S1 'ar$en derec0a3 /e >%>> m a >%)> m está conformado5 por material orgánico% de color negro%
hmedo% blando% presenta abundante ra.ces grava en forma aislada#
/e >%)> m a ,%(> m está conformado5 por grava arcillosa% color pardo% mu
hmeda% plástica% medianamente compacta% presenta fragmentos de roca#
/e ,%(> m a *%,> m está conformado5 por grava mal gradada arenosa%
color pardo% saturado% no plástico medianamente compacto#
/e *%,> m a (,%)> m está conformado5 por grava arcillosa% color pardo%
hmeda% plástica% medianamente compacta# /e (,%)> m a (*%>> m está conformado5 por arcilla de baja plasticidad% de
color pardo% mu hmeda% medianamente r.gida% presenta grava en forma
aislada#
/e (*%>> m a (K%,> m está conformado5 por arcilla de alta plasticidad% de
color roji1o% mu hmeda% medianamente r.gida% presenta lentes de limo
gravilla en forma aislada#
/e (K%,> a ,(%*> m está conformado5 por lentes de arcilla limo de baja
plasticidad% de color roji1o% mu hmedo% medianamente compacto%
presenta gravilla en forma aislada#
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S2 'ar$en i-?uierda3 /e >%>> m a ,%(> m está conformado5 por grava arcillosa% color
pardo% mu hmeda% plástica% medianamente compacta#
/e ,%(> m a (,%,> m está conformado5 por grava mal gradadaarenosa% color pardo% saturado% no plástico medianamente
compacto% presenta boleos de D (,A#
/e (,%,> m a (=%> m está conformado5 por grava arcillosa% color
pardo% hmeda% plástica% medianamente compacta#
/e (=%> m a ,(%*> m está conformado5 por lentes de arcilla limo de baja plasticidad% de color roji1o% mu hmedo%
medianamente compacto% presenta gravilla en forma aislada#
En el 7ne$o :egistro de Campo% se presentan las Perforaciones
reali1adas#
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.2. En"a)o" de !aboratorio
.2.1 En"a)o" e"t6ndar Con las muestras obtenidas las e$cavaciones se reali1aran ensaos
estándar de clasificación de suelos 2análisis granulom"trico por
tami1ado% l.mites de atterberg3 contenido de humedad% estos
ensaos se hicieron bajo las normas vigentes5
Contenido de Humedad 7D / ,,() 7nálisis granulom"trico por tami1ado 7D / =,,
9.mites de atterberg 7D / =0(;
istema 8nificado de Clasificación
de uelos 28C3 7D / ,=;
VER ARCIVO DEEXCAVACIONES
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En !o" "i$uiente" cuadro" "e &re"entan un re"u'ende !o" re"u!tado" de !o" en"a)o" e"t6ndar
rea!i-ado".
Cuadro N9 .2.1
Re"u'en de !o" en"a)o" e"t6ndar de c!a"i(icación de "ue!o"
Ca!"a#a M'#$aP$%&'()!)a)
*+,
G$a('%+#$a *, L+!# *,
C. .
*,
Ca!"a"!
(
SUCSG$a-a A$(a
F!(%
L.L. L.P. IP
C 2 M 1 2 ? 25 6>2 1= 121 35 2 15 53 GC
S 1 M 111= ?
126
66> 4 2> 4> 23 26 5> GC
S 1 M 2
15> ?
1625
35 >65 51 26 25 234 C
S 2 M 115 ?
166
>6 13 =21 33 1= 16 ML
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.. An6!i"i" de ci'entación en "ue!oEste análisis consiste en determinar la capacidad admisible elasentamiento esperado por las cargas de las estructuras% de acuerdo al
tipo de suelo encontrado a nivel de fondo de cimentación#..1 ;ro(undidad de !a ci'entaciónCon la finalidad de proporcionar a la cimentación un confinamientoadecuado tomando en cuenta las caracter.sticas de los suelosencontrados en el estudio% se recomienda la profundidad de cimentaciónde (%> m por debajo del nivel de socavación% debe llegar al estrato de
grava arcillosa con boloneria% cua cota es ,%0>*#)> msnm#..2 Deter'inación de !o" &ar6'etro" de re"i"tencia ) de(or'ación9os parámetros de resistencia del material involucrado en ladeterminación de la capacidad admisible% es decir% el ángulo de fricción
interna 2φ3 la cohesión 2c3% han sido determinados a partir de ensaos
reali1ados a las muestras e$tra.das de la perforación#9os parámetros de deformación han sido determinados con los ensaosde refracción s.smica 7J#
9os parámetros de deformación han sido determinados con los ensaosde refracción s.smica 7J#
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Cuadro ..2Re"u'en de !o" &ar6'etro" u"ado" &ara e! &uente
;otrero"
f
&/
(
0g('2
/
g('3
/
E
0g('2/
µ S$#! % Ci'"ta(i"
345 545 2425 63 5435 Gra,a ar(i##!sa
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..C6!cu!o de !a ca&acidad ad'i"ib!e en "ue!oe reali1ará los cálculos de la capacidad admisible del terreno para una cimentaciónsuperficial#
Ca&acidad ad'i"ib!e &or Re"i"tencia
9a capacidad de carga se ha anali1ado usando la fórmula de Der1aghi Pec' 2(K)3con los parámetros de esic 2(K03%
/onde5
4u 5 capacidad ltima de carga
4ad 5 capacidad admisible de carga
? 5 factor de seguridad L 0
γ 5 peso unitario del suelo
B 5 7ncho de la cimentación%
/f 5 profundidad de cimentación
c% γ % 4 5 parámetros de capacidad portante en función de φ
c% γ % 4 5 factores de forma 2esic% (KK3%
*o'ando en cuenta e"to" criterio" "e obtienen va!ore" de !a
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*o'ando en cuenta e"to" criterio" "e obtienen va!ore" de !aca&acidad ad'i"ib!e &or re"i"tencia &ara cada e"tructura@ )
e"to" re"u!tado" "er6n veri(icado" &or e! a"enta'iento&er'i"ib!e.
C$a%r! N7 3.3.3.1C8#($#! % #a (a-a(i%a% a%'isi9# -!r rsist"(ia
'3 L '3
D(
'3
$Bc'3 c$Bc'23
93
?u
$Bc'23
?ad
$Bc'23
@ 12@ 1@ 2@2 @ 1F@ @H
4@ 12@ 1@ 2@2 @ 2@ @
@ 12@ 1@ 2@2 @ 2@2 F@F
@2 12@ 1@ 2@2 @ 2@F F@H
@ 12@ 1@ 2@2 @ 2@F @
F@ 12@ 1@ 2@2 @ 2F@H H@
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Ca&acidad ad'i"ib!e &or a"enta'ientoe ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento de lacimentación a ,#* cm% por el tipo de cimentación# 9ambe 2(KK=3
pág# ,()# Para el cálculo del asentamiento se ha consideradolas siguientes relaciones5
/onde5
i 5 7sentamiento producidou 5 Coeficiente de Poisson
If 5 ?actor de forma
Es 5 odulo de elasticidad
4ad 5 Capacidad admisibleB 5 7ncho de la cimentación
Deniendo en cuenta la metodolog.a del asentamiento losparámetros considerados% se obtienen los resultados 4ue sepresentaran en la descripción de cada estructura#
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Deniendo en cuenta la metodolog.a del asentamiento los parámetros considerados% se
obtienen los resultados 4ue se presentaran en la descripción de cada estructura#
Cuadro N9 ...2
C6!cu!o de !a ca&acidad ad'i"ib!e &or a"enta'iento
B
*+,
L
*+,
E
*;8"+2, µ@a) *1,
*;8"+2,
S!*1,
*"+,
@a) *2,
*;8"+2,
S!*2,
*"+,
3 12 463 3 5> 51 2.5 2.5
4 12 463 3 6 2.1 2.4
5 12 463 3 == 143 1.> 2.5
52 12 463 3 => 115 1 1
6 12 463 3 6 122 1.= 2.4=
= 12 463 3 >3 1522 1.5 2.45
D%()D& P$%&'()!)a) ) "!+(#a"!(
E M)'% ) a#!"!)a)
µ C%"!(# ) P%!%(
@a) *1, CaHa"!)a) a)+!! )#$+!(a)a "%( Ha$/+#$%) $!#("!a "%$#a(#@a) *2, CaHa"!)a) a)+!! )#$+!(a)a !+!#a()%
a(#a+!(#%.S! A(#a+!(#% H$%)'"!)%.
-
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. CONCLUSIONES J RECO#ENDACIONES a# El área de cimentación del futuro puente proectado se
encuentran ubicados en la 8nidad orfológica enor alle del rio
Chotano% tienen la forma de una @8A abierta% de fondo amplio% su
contrafuerte en ambos márgenes están constituidos por terra1asaluviales asentadas en ambos márgenes del rio Potrero% su
estructura estratigráfica está constituido por sedimentos
transportados por la corriente del r.o% los cuales fueron
depositados en forma de estratos superpuestos hacia la
superficie de la terra1a% están constituidos por estratos de limos%arenas% gravas cantos rodados% de compacidad media a suelta%
mu hmeda a saturado% no plástica% de color gris# En la
actualidad las terra1as se encuentran estables% no muestra
signos de inestabilidad por erosión fluvial#
b# El resultado del mapeo geológico reali1ado en las áreas decimentación del futuro puente áreas cercanas muestran 4ue el
área de inter"s no están bisectados por falla geológica# Por tanto%
no habrá riesgo en la estabilidad f.sica de los futuros puentes
proectados por este concepto#
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c# e recomienda reali1ar trabajos de defensa ribere&a 2se
encuentran detallados en el informe de obras de arte3 aguas arriba
aguas debajo del área de influencia del futuro puente% a fin de
asegurar la estabilidad f.sica#
e# 9a cimentación de los estribos debe reali1arse a un metro pordebajo del nivel de socavación debe llegar al estrato de grava
arcillosa% en la cota ,%0>*#)> msnm#
f# 9a capacidad admisible del terreno de fundación% en función del
ancho de la 1apata es5
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@ 2.
4@ 2.1
@ 1.H
@2 1.
@ 1.F
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MUC:AS GRACIAS ;/