SOLUCIONES EN INGENIERA

INFORME TECNICOESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

CON FINES DE CIMENTACION

Proyecto: MINISTERIO PUBLICOEDIFICIO MENDEZ JURADODireccin: Jirn Carabaya No 434, 438 y 442

Distrito: Cercado de LimaProvincia:Lima

Departamento:Lima

Profesional:Ing. ANA MARIA LAPA BARZOLA

Fecha: Diciembre de 2014LIMA

Captulo 1 ASPECTOS GENERALES1.1. INTRODUCCIN

xe "INDICE: Captulo 1 ASPECTOS GENERALES:1.1 INTRODUCCION "Se realiza el Estudio de Suelos con fines de Cimentacin del Edificio Mndez Jurado, para lo cual se realiza este estudio acorde a las normas y reglamentos vigentes.

La propuesta arquitectnica cumple con los requerimientos y necesidades bsicas de los usuarios.

El desarrollo del Estudio de Mecnica de Suelos con fines de Cimentacin del estado de la estructura de la Edificacin lo realiza la Ing. Ana Mara Lapa Barzola con CIP N 77802.

1.2. OBJETIVO

xe "INDICE: Captulo 1 ASPECTOS GENERALES:1.2 OBJETIVO"El objetivo del presente Estudio, es establecer las caractersticas y requisitos necesarios, desde el punto de vista de la Mecnica de Suelos e Ingeniera de Cimentaciones, para la ejecucin del Estudio de Mecnica de Suelos con fines de Cimentacin del estado de la estructura del Edificio Mndez Jurado.

Los Estudios de Mecnica de Suelos se ejecutarn con la finalidad de asegurar la estabilidad de las obras y para promover la utilizacin racional de los recursos.

Existe una obligatoriedad del Estudio de Mecnica de Suelos EMS (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Articulo 3 Obligatoriedad de los Estudios):

a.-Edificaciones en general, que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o peligrosos, tales como: colegios, universidades, hospitales y clnicas, estadios, crceles, auditorios, templos, salas de espectculos, museos, centrales telefnicas, estaciones de radio y televisin, estaciones de bomberos, archivos y registros pblicos, centrales de generacin de electricidad, sub-estaciones elctricas, silos, tanques de agua y reservorios, la que se reglamenta en la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, su aplicacin comprende todo el territorio nacional.

b.-Cualquier edificacin no mencionada en el prrafo (a), de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente ms de 500m2 de rea techada en planta.

c.-Cualquier edificacin no mencionada en el prrafo (a), de cuatro o ms pisos de altura, cualquiera sea el rea.

Para el caso del Estudio de Suelos de la Edificacin, se ha efectuado trabajos de exploracin de campo y ensayos de laboratorio necesarios para definir el perfil estratigrfico del rea en estudio, as como conocer las propiedades de esfuerzo y deformacin, segn la Norma E.050.

1.3. ALCANCES DEL SERVICIO

xe "INDICE: Captulo 1 ASPECTOS GENERALES:1.3 ALCANCES DEL SERVICIO"Se realiz el presente Estudio de Suelos con fines de Cimentacin, en cumplimiento de las normas establecidas Norma E.020 Cargas, para el desarrollo del Informe de Tcnico de acuerdo a los parmetros establecidos.

El programa de trabajo realizado con este propsito consiste en:

Reconocimiento del terreno.

Recopilacin de informacin.

Toma de muestras.

Ejecucin de ensayos de laboratorio.

Perfil estratigrfico.

Anlisis de la cimentacin.

Conclusiones y recomendaciones.

1.4. UBICACIN Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIO

Departamento:Lima

Provincia

:Lima

Distrito

:CERCADO DE LIMADireccin

:Jirn Carabaya No 434, 438 y 442Lima, Cercado de Lima, es de los 43 distritos que conforman la Provincia de Lima, se encuentra en el desierto costero del Per, en la falda de la vertiente occidental de los andes centrales del Per. El distrito de Lima, limita por el norte con los distritos de San Martn de Porres y el Rmac, donde el ro Rmac juega las veces de lmite natural. Al este, limita con el distrito de San Juan de Lurigancho y el Agustino. Al sur, con los distritos de la Victoria, Lince, Jess Mara, Brea, Pueblo Libre y San Miguel. Al oeste, con la Provincia Constitucional del Callao.

Lima es la ciudad capital del Per, as como su ciudad ms grande y poblada. Situada en la costa central del Per, a orillas del Ocano Pacfico, donde forma el rea urbana de Lima Metropolitana, la cual se extiende sobre zonas desrticas e incluso los valles de los ros Chilln, Rmac y Lurn, por lo que hay quienes la consideran la ciudad ms extensa en el mundo sobre un desierto, luego del Cairo.

Su fundacin hispana fue el 18 de Enero de 1535, como la Ciudad de los Reyes, pas a ser la capital del Virreynato del Per durante el rgimen espaol y despus de la independencia paso a ser la capital de la Repblica del Per.

A principios del siglo XXI, el rea metropolitana alberga 8447,260 habitantes y est conurbada con el Callao. Existen esfuerzos por la total recuperacin del centro histrico de la ciudad, que en 1994 fue calificado por la UNESCO como Patrimonio de la Humanidad, y por la construccin de importantes mejoras viales que permiten solucionar el problema del transporte.

Bordea el litoral desde el km50 de la Panamericana norte, a la altura del Dist. de Ancn en el lmite con la provincia de Huaraz, hasta el Dist. de Pucusana a la altura del km70 de la Panamericana sur, en el lmite de la Prov. de Caete. Lo que hace una extensin de poco ms de 130km de costas y playas. Hacia el este se extiende hasta aproximadamente el km50 de la Carretera Central en el Dist. de Chosica, lmite con la Prov. de Huarochir.

1.5. ACCESO TERRESTRE

Se accede por la Av. Emancipacin (Jr. Cusco) y el Jr. Carabaya, ambas vas pavimentadas en buen estado de conservacin.

Lima se encuentra conectada con el resto del pas a travs de la Carretera Panamericana y la Carretera Central. La capital se comunica con todas las ciudades de la costa a travs de la carretera Panamericana, que corre paralela al mar; su seccin Norte llega a Tumbes (lmite con Ecuador), a 1,370km de distancia, y la seccin Sur recorre 1291km hasta Tacna (frontera con Chile). La conexin con las ciudades de la sierra es a travs de la Carretera Central y de la ruta Paramonga Huaraz (asfaltadas) y de las vas de penetracin afirmadas a Yauyos, Huancayo, Huacho, Oyn, Hunuco, Canta, La Oroya, Pucallpa, etc.

1.6. CARACTERISTICAS DE LA PROPIEDADLa propiedad en mencin pertenece al Ministerio Publico. La topografa del terreno es plana.1.7. CONDICIONES CLIMATICAS Y ALTITUD

Lima se encuentra a una altitud media de 154msnm, y sus coordenadas son: longitud oeste 770107, y longitud sur 120206. El clima de Lima que es bastante peculiar. Aparte de sus altos niveles de humedad atmosfrica y su escasa precipitacin, sorprende por sus extraas caractersticas a pesar de estar ubicada en una zona Tropical a 12 grados latitud sur y casi al nivel del mar. La costa central peruana muestra una serie de microclimas atpicos debido a la influyente y fra corriente de Humboldt que se deriva de la Antrtida, la cercana de la cordillera y la ubicacin tropical, dndole a Lima un clima subtropical, desrtico y hmedo a la vez.Se puede decir que Lima tiene un clima tibio sin excesivo calor tropical ni fros extremos que requieran tener calefaccin en casa, a excepcin de muy pocos inviernos. La temperatura promedio anual es de 18.5 a 19C, con un mximo estival anual de unos 29C. Los veranos, de diciembre a abril, tienen temperaturas que oscilan entre 28 y 21C. Los inviernos van de junio a mitades de septiembre con temperaturas que oscilan entre 19 y 12C, siendo 8C la temperatura ms baja comprobada histricamente. Los meses de primavera y otoo (septiembre, octubre y mayo) tienen temperaturas templadas que oscilan entre los 23 y 17C.Por otro lado, la humedad relativa es sumamente alta (hasta 100%), produciendo neblina persistente de junio a diciembre hasta la entrada del verano cuando las nubes son menores. Es soleado, hmedo y caliente en los veranos (diciembre-abril), nuboso y templado en los inviernos (junio a septiembre). La lluvia es casi nula. El promedio anual es de 7mm reportado en el aeropuerto, siendo la menor cantidad en un rea metropolitana en el mundo. Lima tiene slo 1284 horas de sol al ao, 28,6 horas en julio y 179,1 horas en enero, valores excepcionalmente bajos para la latitud. La combinacin de fenmenos climticos se presentan as: la fra Corriente de Humboldt que se acerca a la costa en los meses de invierno enfra el clido ambiente tropical que le corresponde a su latitud, producindose una espesa nubosidad extremadamente baja (a menos de 500m del suelo) que impide el paso de la radiacin solar directa, la cercana Cordillera de los Andes acta como barrera impidiendo que el aire enfriado por la corriente marina y la nubosidad se escape. Como resultado Lima y la costa peruana tienen un clima templado, pese a estar ubicada en el trpico, asimismo este sistema impide la formacin de nubes Cumulonimbus de desarrollo vertical, por lo que Lima tiene clima desrtico. Las escasas precipitaciones (menos de 8mm anual) conocidas como gara son producto de la condensacin de la nubosidad baja que forma el sistema.La capital Lima se encuentra a 101msnm. En cuanto a la morfologa, predominan las pampas desrticas en la zona costera, enmarcadas por colinas, en muchos casos interrumpidas por ros que llevan agua todo el ao. Son los valles costaneros, donde estn asentadas ciudades y prospera una agricultura. Los accidentes ms importantes son las colinas aisladas o formando sistemas, las quebradas secas fluviales y marinas, y relieves ondulados, as como los acantilados litorales.1.8. VALIDEZ DEL ESTUDIO

xe "INDICE: Captulo 1 ASPECTOS GENERALES:1.7 VALIDEZ DEL ESTUDIO"Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, as como el anlisis, conclusiones y recomendaciones del presente Estudio de Suelos con fines de Cimentacin, slo se aplicarn al terreno y edificacin comprendidos en el mismo. No podrn emplearse en otros terrenos o para otras edificaciones (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 1 Generalidades, Articulo 5 Alcance del EMS). Captulo 2 DESCRIPCIN DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTESESTRUCTURAS EXISTENTES

La Construccin de la Edificacin, se encuentra rodeado lateralmente y posteriormente por tres edificaciones aporticadas.

OTRAS INSTALACIONES

Existen los servicios de Agua, Energa Elctrica, y Telefona que vienen de las redes exteriores, las cuales son administradas segn corresponde por las empresas que brindan el servicio.

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL PROYECTO

El requerimiento del estudio es verificar el estado de la construccin del Edificio Mndez Jurado, que es un sistema dual: Vigas, columnas y placas que transmiten sus cargas al suelo mediante: cimientos corridos ciclpeos y zapatas aisladas armadas.

De acuerdo a la estructura y al nmero de pisos, se trata de una edificacin del Tipo C (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 2 Estudios, Articulo 9 Informacin Previa, Tabla N 1 Tipo de edificacin).

Captulo 3 INVESTIGACIONES DE CAMPO Y LABORATORIODe acuerdo con la Norma Tcnica de Edificaciones (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 2 Estudios, Articulo 11 Programa de Investigacin, b) Nmero n de puntos a investigar), se ejecutaron 3 calicatas hasta una profundidad 3.00m para el tipo de edificacin C.

Se realizaron tres calicatas de exploracin que fueron convenientemente seleccionados dentro de la edificacin, de propiedad del Ministerio Publico, luego de la excavacin, se realiz el registro y muestreo de los tipos de suelos encontrados, de acuerdo a las Normas de la American Society for Testing and Materials ASTM D-2487 (NTP 339.134) y ASTM D-2488(NTP 339.150).

3.1. PROSPECCIONES DE CAMPO

Los trabajos de campo han permitido reconocer los tipos de materiales, identificndolos mediante metodologas establecidas en las normas. Estas muestras evaluadas, fueron recogidas a diferentes profundidades del suelo. Entre las actividades desarrolladas, se consider la exploracin mediante excavaciones a cielo abierto o denominadas como calicatas con el objetivo de clasificar y determinar las caractersticas fsicas y mecnicas del sub-suelo en la mayor rea posible.

La excavacin de las 3 calicatas se realizaron hasta la profundidad de 3.00m, con la finalidad de conocer las caractersticas geotcnicas del subsuelo, se extrajeron 3 muestras alteradas denominadas como Mab, para su identificacin y clasificacin de las calicatas C-1, C-2 y C-3 respectivamente, las mismas que se tomaron como representativos, luego se procedi a dibujar el Plano de Ubicacin de las Calicatas y el Perfil estratigrfico realizado.

CUADRO N 1: CalicatasCALICATANPROFUNDIDAD

(m)

C-13.00

C-23.00

C-33.00

3.2. MUESTREO DISTURBADO

Se tomaron muestras alteradas de los suelos: El primero de la calicata C-1 de -0.40 a -3.00m, el segundo de la calicata C-2 de -0.55 a -3.00m, y el tercero de la calicata C-3 de -0.90 a -3.00m estas muestras son representativos de los tipos de suelos encontrados en las calicatas de exploracin C-1, C-2 y C-3 (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 2 Estudios, Articulo10 Tcnicas de Investigacin, Tabla N 2), se realizaron su identificacin y clasificacin de suelos siguiendo las recomendaciones de la American Standard for Testing Materials (ASTM).3.3. REGISTRO DE EXCAVACIONES

Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de las calicatas C-1, C-2 y C-3, anotndose las principales caractersticas de los tipos de suelos encontrados, tales como espesor, color, humedad, compacidad, plasticidad, etc.

3.4. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Mecnica de Suelos y Laboratorio de Anlisis de Agua, Suelo y Medio Ambiente, de la Universidad Nacional Agraria la Molina, de acuerdo a la siguiente relacin (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 2 Estudios, Articulo 10 Tcnicas de Investigacin, Tabla N 5 Ensayos de Laboratorio):

Contenido de Humedad

NTP 339.127 (ASTM D2216)

Anlisis Granulomtrico

NTP 339.128 (ASTM D422)

Lmite Lquido y Plstico

NTP 339.129 (ASTM D4318)

Densidad Natural

NTP 339.131 (ASTM D854)

Clasificacin Unificada de Suelos

NTP 339.134 (ASTM D2487)

Descripcin Visual-Manual de SuelosNTP 339.150 (ASTM D2488)

Contenido de Sales Solubles Totales

NTP 339.152 (BS 1377)

Corte Directo

NTP 339.171 (ASTM D3080)

Contenido de Cloruros

NTP 339.177 (AASHTO T291)

Contenido de Sulfatos

NTP 339.178 (AASHTO T290)

3.5. CLASIFICACIN DE SUELOS

Los suelos han sido clasificados de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), segn se muestra en el siguiente cuadro:

CUADRO N2: ClasificacinCALICATA

(N)C-1

(M-1)C-2

(M-1)C-3(M-2)

Prof. (m)0.40-3.000.55-3.000.90-3.00

Limite lquido (%)NPNP22

Limite plstico (%)NPNP11

ndice plstico (%)--11

Pasa 3100100100

Pasa 2.1/210078.32100

Pasa 283.8073.06100

Pasa 1.1/267.4860.21100

Pasa 143.0249.14100

Pasa 3/433.3740.63100

Pasa 1/225.9734.0499.75

Pasa 3/823.2031.8399.59

Pasa N 419.6128.6499.15

Pasa N 1017.5727.1298.46

Pasa N 2016.2925.7397.01

Pasa N 4012.8021.5693.43

Pasa N 608.2915.7687.41

Pasa N 805.5612.7881.67

Pasa N 1004.1611.3677.03

Pasa N 2002.098.1066.48

Humedad natural (%)1.61.418.6

Grava (%)80.3971.360.85

Arena (%)17.5220.5432.67

Finos (%)2.098.1066.48

SUCSGPGP-GMCL

AASTHOA-1-a (0)A-1-a (0)A-6 (0)

3.6. DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO

El terreno en estudio se encuentra en una zona sin pendiente, la construccin es una estructura de concreto armado cuyo sistema es dual de seis ms azotea y stano. Con los resultados de la excavacin e identificacin de las muestras mediante ensayos de laboratorio, se ha elaborado el perfil estratigrfico del rea de suelo de la edificacin, que se detalla en forma generalizada a continuacin:

Calicata C-1:

De 0.00 a -0.20m de profundidad, se encuentra una losa de concreto simple (Cs) se encuentra en buen estado de conservacin.De -0.20 a -0.40m de profundidad, es una arcilla inorgnica de baja plasticidad (CL), medianamente compacta, ligeramente hmeda y de color marrn oscuro.

De -0.40 a -3.00m de profundidad, es una grava mal graduada con arena (GP), contiene gravas sub-redondeadas de tamao mximo 2, con bolonera hasta de 8, medianamente densa, de color gris, 1.6% de humedad, su composicin es: 80.39% de gravas, 17.52% de arenas y 2.09% de finos.Calicata C-2:

De 0.00 a -0.20m de profundidad, se encuentra una losa de concreto simple (Cs) se encuentra en buen estado de conservacin.De -0.20 a -0.55m de profundidad, es un relleno consolidado (Re), conteniendo: arcillas, gravas, y restos de cascotes de ladrillos king kong, se encuentra ligeramente hmeda y es de color marrn oscuro.De -0.55 a -3.00m de profundidad, es una grava mal graduada con limos (GP-GM), contiene gravas sub-redondeadas de tamao mximo 2.1/2, con bolonera hasta de 10, medianamente densa, de color gris, 1.4% de humedad, su composicin es: 71.36% de gravas, 20.54% de arenas y 8.10% de finos.Calicata C-3:

De 0.00 a -0.25m de profundidad, se encuentra una losa de concreto simple (Cs) se encuentra en regular estado de conservacin.De -0.25 a -0.90m de profundidad, es un relleno consolidado (Re), conteniendo: arcillas, gravas, y restos de cascotes de ladrillos king kong, se encuentra ligeramente hmeda y es de color marrn claro.De -0.90 a -3.00m de profundidad, es una arcilla inorgnica de baja plasticidad (CL), medianamente compacta, de color marrn amarillento, 18.6% de humedad, su composicin es: 0.85% de gravas, 32.67% de arenas y 66.48% de finos, con lmite lquido 22%, lmite plstico 21% e ndice de plasticidad 11.3.7. NAPA FREATICA

A la fecha (Diciembre de 2014), de la ejecucin de los trabajos de campo no se encontr presencia de Napa Fretica.

Captulo 4 ANALISIS DE LA CIMENTACION4.1. PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN

De acuerdo a la inspeccin ocular, proponemos que los cimientos corridos y las zapatas armadas se apoyen sobre los gravas mal graduadas (GP, GP-GM) con arenas que se encuentran a una profundidad de 0.40 y 0.55m todas debajo del nivel de terreno natural encontrado sobre las calicatas C-1, C-2 y C-3.

4.2. TIPO DE CIMENTACIN

De la inspeccin ocular, los cimientos corridos y zapatas aisladas armadas se apoyaran sobre los suelos gravosos, en caso de encontrarse con otros estratos diferentes, recomendamos que se apoyen sobre sub-cimientos corridos y sub-zapatas de concreto ciclpeo de fc=100kg/cm2+25%P.G. de TM6 apoyadas siempre sobre el estrato de suelo gravoso.4.3. CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA

La capacidad de carga se ha determinado en funcin a la frmula de Terzaghi y Peck (1967).

La capacidad ltima y la capacidad admisible de carga estn dadas por las siguientes expresiones:

(Cimentacin corrida)

(Cimentacin cuadrada)

Donde:

= Capacidad ltima de carga

= Capacidad admisible de carga

= Factor de seguridad (igual a 3)

=

= Peso volumtrico

= Menor ancho de zapata

= Profundidad de cimentacin

= Factores de capacidad de carga que son funcin del ngulo

de friccin del suelo

Considerando que la Edificacin se apoyara sobre los estratos de suelos gravosos, el tipo de cimentacin considera los siguientes parmetros ms desfavorables obtenidos de los Ensayos de Laboratorio de WRC S.A.C Ingeniera Geotcnica, para el anlisis de la cimentacin adecuada:

Cohesin

= 0.00kg/cm2Angulo de friccin

= 33.8

Peso unitario

= 1.945t/m3Las profundidades mnimas de cimentacin sugerida, son:

Df = 1.20m (cimientos corridos)

Df = 1.50m (zapatas aisladas armadas)

Los factores de carga para = 33.8:

Con estos valores, tabularemos a una profundidad Df y ancho B variables, los cuadros Ns.: 3, y 4, para determinar la capacidad portante del suelo.

CUADRO N 3: Capacidad admisible de carga de cimentaciones corridas (kg/cm2)

Df(m)B (m)

0.400.500.600.801.00

0.802.342.502.662.983.30

0.902.562.722.883.193.51

1.002.772.933.093.413.72

1.102.993.143.303.623.94

1.203.203.363.523.834.15

1.303.413.573.734.054.37

1.403.633.783.944.264.58

1.503.844.004.164.474.79

1.604.054.214.374.695.01

1.704.274.434.584.905.22

1.804.484.644.805.125.43

CUADRO N 4: Capacidad admisible de carga de zapatas cuadradas armadas (kg/cm2)

Df(m)B (m)

1.201.401.601.802.00

0.803.233.493.744.004.25

0.903.453.703.964.214.46

1.003.663.924.174.424.68

1.103.874.134.384.644.89

1.204.094.344.604.855.10

1.304.304.564.815.065.32

1.404.524.775.025.285.53

1.504.734.985.245.495.75

1.604.945.205.455.715.96

1.705.165.415.665.926.17

1.805.375.625.886.136.39

De los resultados de los Cuadros Ns.: 3 y 4, adoptaremos las siguientes capacidades de carga admisible:

3.00kg/cm2 (cimientos corridos) 4.50kg/cm2 (zapatas aisladas armadas)La capacidad portante es para suelos gravosos. De no encontrarse este estrato y se requiere racionalizar los materiales, se recomienda apoyar la cimentacin corrida y las zapatas aisladas armadas sobre subcimientos y subzapatas (falsas zapatas) de concreto ciclpeo con fc=100kg/cm2 +25%P.G. de TM6 hasta llegar al suelo gravoso.

4.4. CLCULO DEL ASENTAMIENTO

Se aplicar el criterio de limitar el Asentamiento de la Cimentacin al valor de 1 (2.54cm) que es el mximo tolerable para Estructuras de este tipo. El asentamiento de la cimentacin se calcular en base a la Teora de la Elasticidad (Lambe y Whitman, 1964), considerando la cimentacin recomendada. Se asume que el esfuerzo neto transmitido es uniforme en ambos casos, por tanto:

El asentamiento elstico inicial ser:

Donde:

=Asentamiento (cm)

= Esfuerzo neto transmitido (kg/cm2)

= Ancho de cimentacin (m)

= Mdulo de elasticidad (t/m2)

= Relacin de Poisson

= Factor de influencia que depende de la forma y rigidez de la

cimentacin (Bowles, 1977) (cm/m).

Las propiedades elsticas del suelo de cimentacin fueron asumidas a partir de tablas publicadas con valores para el tipo de suelo existente (Cimentaciones de concreto Armado en Edificaciones, ACI, I Congreso de Ingeniera Estructural y Construccin).

Para las estratos gravosos con matriz arenosa, se asume el mdulo de elasticidad =8000t/m2 y un coeficiente de Poisson de = 0.25.

Los clculos de asentamientos fueron realizados para los tipos de cimentacin indicadas (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 3 Anlisis de las Condiciones de Cimentacin, Articulo 14 Asentamiento Tolerable).

Cuadro N 5: Asentamiento Elstico en Cimientos Corridos (cm)

qs

(kg/cm2) B

(m)Es

(t/m2)Iw

(cm/m) S rgida

(cm)Sflexible centro

(cm)Sflexible esquina

(cm)Sflexible medio

(cm)

3.000.500.2580002100.370.450.220.40

Cuadro N 6: Asentamiento Elstico en Zapatas Aisladas Armadas (cm)

qs

(kg/cm2) B

(m)Es

(t/m2)Iw

(cm/m) S rgida

(cm)Sflexible centro

(cm)Sflexible esquina

(cm)

4.502.000.258000820.861.181.00

De los resultados de los Cuadros Ns.: 5 y 6, obtenemos los siguientes asentamientos totales:

= 0.37cm < 2.54cm(cimientos corridos)

= 1.43cm < 2.54cm(zapatas aisladas armadas)

En el diseo de una cimentacin tiene mayor importancia el asentamiento diferencial que el total, se puede estimar el asentamiento diferencial mximo como el 75% del valor del asentamiento total (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 3 Anlisis de las Condiciones de Cimentacin, Articulo 14 Asentamiento Tolerable).

El asentamiento diferencial admisible se determina a partir de la distorsin angular admisible. Segn Bjerrum (1963), una distorsin angular admisible de como lmite de seguridad para edificios en que no son admisibles grietas (Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, Capitulo 3 Anlisis de las Condiciones de Cimentacin, Articulo 14 Asentamiento Tolerable, Tabla N 8 Distorsin Angular). Para nuestro proyecto, considerando luz entre columnas o muros de 5.00m el asentamiento diferencial admisible es de 1.00cm, entonces:

= 0.28cm < 1.00cm(cimientos corridos)

= 0.65cm < 1.00cm(zapatas aisladas armadas)

Finalmente de los resultados obtenidos, la carga admisible, los asentamientos admisibles y diferenciales estn dentro de los rangos permisibles.

4.5 CLCULO DEL EMPUJE LATERAL

La presin activa de Rankine que contempla los planos de falla en el suelo es:

Donde:

= Coeficiente de presin activa de Rankine

= Angulo de friccin del suelo

= Densidad natural seca

= Profundidad de excavacin

La presin pasiva de Rankine que contempla los planos de falla en el suelo es:

Donde:

= Coeficiente de presin pasiva

= Angulo de friccin del suelo

= Densidad natural seca

= Profundidad de excavacin

El coeficiente de presin de tierra en reposo, de la relacin de Jacky es:

Donde:

= Coeficiente de presin en reposo

= Angulo de friccin del suelo

CUADRO N 7: Coeficientes de presin lateral

Descripcin de los suelosSmbolo

(o)

(g/cm3)Coeficientes de

presin lateral

ka (kg/cm3)*kp (kg/cm3) ko (kg/cm3)

Suelos gravososGP, GP-GM33.81.9450.2853.5080.444

4.6 COEFICIENTE DE BALASTO

Para estimar los asentamientos de las cimentaciones flexibles se deber considerar el valor del coeficiente de balasto vertical del suelo, el siguiente cuadro es un extracto tomado del libro de Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones del ACI:

CUADRO N 8: Coeficiente de balasto vertical (kv)

Descripcin de los suelosSmbolokv (kg/cm3)

RangoPromedio

Arcillas con grava o con arenaCL4-65

Gravas bien graduadasGW14-2017

Gravas mal graduadasGP8-1411

Gravas limosasGM6-1410

El coeficiente de balasto para los suelos gravosos se estima en 10kg/cm2/cm y para las arcillas 5kg/cm2/cm.

Captulo 5 CONTENIDO DE SALES

El estudio del ataque qumico a las cimentaciones debe efectuarse mediante anlisis qumicos del agua y del suelo afn de adoptar una solucin apropiada.

Las sales que se encuentran en el agua son siempre solubles pero las que encontramos en el suelo pueden ser solubles o no solubles, siendo estas ltimas obviamente ms abundantes.

En conclusin en todo suelo existen sales, por tanto es una obligacin cuantificar los niveles de concentracin existentes en los suelos en estudio, mediante los ensayos normados y que forman parte del estudio.

5.1. ANALISIS DE LOS SULFATOS EN EL CONCRETO

Una de las formas ms frecuentes de ataque qumico al concreto es la accin de los sulfatos. Se estima que el 75% de las publicaciones que tratan de la durabilidad del concreto se ocupan de este tema.

El in sulfato aparece en mayor o menor proporcin en todas las aguas libres subterrneas. El contenido de in sulfato de las aguas subterrneas es considerable en los terrenos arcillosos, Los sulfatos ms abundantes en los, suelos son: sulfatos de calcio, de magnesio, de sodio y calcio, todos ellos de diferente solubilidad.

En tal sentido se deben tener en cuenta los rangos tolerables para la utilizacin de los aglomerantes apropiados afn de evitar fallas significativas segn el Ensayo Contenido de Sulfatos Solubles en Suelos NTP 339.178 (AASHTO T290).

CUADRO N 9: Grado de Ataque de los Sulfatos al Concreto ()

Grado de ataque al concreto(ppm)Cemento tipo

Despreciable 0-1000Sin limitaciones

Perceptible (Moderado) 1000-2000II

Considerable (Severo)2000-20000V

Grave (Muy Severo) >20000V + puzolana

5.2. ANALISIS DE LOS CLORUROS Y SALES SOLUBLES TOTALES

Los cidos atacan las bases y las sales bsicas formadas por la hidratacin del cemento, deteriorndolo por la formacin de sales solubles y procesos de disolucin que eliminan el hidrxido de sodio. Los parmetros que gobiernan el ataque estrictamente cido son la fuerza del lcali y su concentracin, vale decir el valor del pH.

La gran influencia del pH, es la razn por la cual se puede estimar que las aguas cidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente los concretos cualquiera sea el cemento utilizado. En la prctica puede estimarse que ningn cemento portland resiste la accin de aguas con pH inferior a 4.

De otro lado los cementos portland corrientes resisten sin mayores daos la accin de aguas con valores de pH superior a 6.

No es procedente considerar que el valor del pH es el nico factor determinante en el ataque de los cidos. En efecto, la velocidad de difusin y de llenado de los vacos intersticiales es de gran importancia, especialmente si esta accin se produce bajo presin.

Bajo los antecedentes se debe de tener en cuenta los Ensayos de Contenido de Cloruros Solubles en Suelos segn norma NTP 339.177 (AASHTO T291), y Contenido de Sales Solubles Totales en Suelos segn la Norma NTP 339.152 (BS 1377), verificando que los resultados estn dentro de los rangos permisibles, afn de dar las recomendaciones apropiadas a la luz de los resultados obtenidos.

CUADRO N 10: Grado de Ataque de los Cloruros y Sales Solubles Totales

Presencia en

el suelo(ppm)Grado de

alteracinObservaciones

Cloruro (Cl)>6000PerjudicialOcasiona problemas de corrosin de armaduras o elementos metlicos

Sales Solubles Totales (SST)>6000PerjudicialOcasiona problemas de prdida de resistencia mecnica por problema de lixivificacin.

5.3. RESULTADOS DE LOS ANALISIS FISICO - QUIMICO

De los resultados del anlisis fsico qumico efectuado en el Laboratorio WRC INGEO S.A.C. Ingeniera Geotecnia, para la muestra M-2 representativa, que es una grava mal graduada con limos (GP-GM) extrada de la calicata C-2 de 0.55-3.00m de profundidad, se obtuvo los siguientes valores:

CUADRO N 11: Resultados del Anlisis Fsico-qumicoCalicataProfundidad

(m)S.S.T. (ppm)CL-

(ppm)S04-(ppm)

C-2 (M-2)0.55-3.00759.40324.00169.00

Del Cuadro N 9:

El grado de ataque de los sulfatos al concreto es despreciable 169.00