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NÉSTOR TUPA FERNÁNDEZ

PROYECTOS DE INGENIERÍA-CONSTRUCCIONES-SUPERVISIÓN-ASESORIA. GEOTECNIA: ESTUDIO DE SUELOS, APLICACIONES DE GEOSINTÉTICOS, INSTRUMENTACIÓN, ENSAYOS DE LABORATORIO Y DE CAMPO.

Ingeniero Civil, MSc., DSc.Registro del Colegio de Ingenieros del Perú Nº 48221.

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AREQUIPA: Urb. Juventud Ferroviaria F-5, Telef. 054-244898. JULIACA: Av. Indenpendencia Nº 112, Telef. 051-405640

INFORME TÉCNICO

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN

HOTEL COSTA DEL SOL

Calle Villalba N° 307, Cercado, Arequipa.

POR:


Ingeniero Civil, MSc., DSc.

Registro del Colegio de Ingenieros del Perú Nº 48221

AREQUIPA - PERÚ

Junio, 2013.

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ÍNDICE

Contenido Página

Presentación 1

ÍNDICE 2

1.0 GENERALIDADES 6

1.1 OBJETO DEL ESTUDIO 6

1.2 NORMATIVIDAD 6

1.3. UBICACIÓN DEL PROYECTO Y ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO 7

2.0. GEOLOGÍA Y SISMICIDAD DEL ÁREA EN ESTUDIO 7

2.1. SISMICIDAD 7

3.0. INFORMACIÓN PREVIA E INVESTIGACIÓN DE CAMPO 8

4.0. PERFIL ESTRATIGRÁFICO DEL SUBSUELO 8

4.1. Calicata 1 (C-1). 9

4.2. Calicata 2 (C-2). 9

4.3. Calicata 3 (C-3). 9

4.4. Calicata 4 (C-4). 9

4.5. Calicata 5 (C-5). 10

5.0. ENSAYOS DE LABORATORIO. 10

5.1. Contenido de Agua (Humedad Natural, NTP 339.127 Norma ASTM D-2216). 10

5.2. Determinación de la Densidad Natural (Método de la Parafina). 10

5.3. Determinación de la Densidad Natural (Método del Cono de Arena). 10

5.4. Límites de Atterberg (ASTM D4318). 10

5.5. Granulometría (NTP 339.128; Norma ASTM D-422). 10

5.6. Clasificación de suelos SUCS. (NTP 339.134; ASTM D 2487).- 10

5.7. Determinación del Peso Específico Máximo y Mínimo (ASTM D2049). 10

5.8. Determinación de la Gravedad Específica (ASTM D-854). 10

5.9. Ensayo de Corte Directo (NTP 339.171; ASTM D3080) 10

6.0. ANÁLISIS DEL SUBSUELO DE CIMENTACIÓN (ASPECTOS

GEOTÉCNICOS)

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CONCLUSIONES 15

RECOMENDACIONES 17

BIBLIOGRAFÍA 19

APÉNDICES 19

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LISTA DE TABLAS

Contenido Página

Tabla 1. Profundidad de calicatas. 8

Tabla 2. Resultados de ensayos del suelo (Apéndices, ensayos de laboratorio). 11



LISTA DE FIGURAS Y PERFILES

Contenido Página

Figura 1. Ubicación de las calicatas de exploración. 20

Figura 2. Vista panorámica y ubicación de la calicata de exploración C-1. 21

Figura 3. Vista panorámica y ubicación de la calicata de exploración C-2. 21

Figura 4. Vista panorámica y ubicación de calicatas de exploración C-3, C-4 y C-5. 22

Figura 5. Vista panorámica de la ubicación de la calicata C-1. 23

Figura 6. Detalle de la estratigrafía de la ubicación de la calicata C-1. 23


Figura 8. Detalle de la estratigrafía de la calicata C-2. 24

Figura 9. Ubicación y vista panorámica de la calicata C-3 25

Figura 10. Ensayo de densidad de campo y detalle de estratigrafía calicata C-3 25


Figura 12. Detalle de la estratigrafía de la calicata C-4. 26

Figura 13. Vista panorámica de la excavación de la calicata C-5. 27

Figura 14. Detalle de la estratigrafía calicata C-5. 27

PERFIL ESTRATIGRÁFICO, Sondeo: Calicata C-1 Profundidad: 2,10 m. 28





Figura 15. Correlación estratigráfica (Sección A-A Calicatas: C-1, C-2 y C-3). 33

Figura 16. Correlación estratigráfica (Sección B-B Calicatas: C-3, C-4 y C-5). 34

LISTA DE ENSAYOS

Contenido Página

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-101 Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-201

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-302, HCS-303, HCS-304

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-305, HCS-306

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-401, HCS-403

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-501, HCS-502, HCS-503

Ensayo: Determinación de la humedad natural: HCS-505

Ensayo: Peso Específico método de la Parafina: HCS-502,

Ensayo: Peso Específico método de la Parafina: HCS-503,

Peso Específico método del Cono de Arena: HCS-101,

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Ensayo: Límites de Atterberg: HCS-502

Ensayo: Límites de Atterberg: HCS-503

Ensayo: Análisis Granulométrico: HCS-101













Ensayo: Peso específico Máximo y Mínimo: HCS-101

Ensayo: Peso específico Máximo y Mínimo: HCS-201 Ensayo: Peso específico Máximo y Mínimo: HCS-302










Ensayo: Gravedad Específica de los Sólidos: HCS-101













Ensayo: Corte Directo: HCS-302

Ensayo: Corte Directo: HCS-403

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LISTA DE SÍMBOLOS, ABREVIACIONES Y NOMENCLATURA

w Contenido de agua (humedad)

γd Peso especifico seco del suelo

D10 diámetro correspondiente al 10 % más finos de la curva granulométrica;

D30 diámetro correspondiente al 30 % más finos de la curva granulométrica

D60 diámetro correspondiente al 60 % más finos de la curva granulométrica

Cu Coeficiente de uniforme

Cc Coeficiente de curvatura

Gs Gravedad específica de los sólidos

ASTM American Society for Testing Materials

SUCS Sistema Unificado de Clasificación de Suelos

NNT Nivel Natural de Terreno

NPT Nivel de piso terminado

msnm metros sobre el nivel del mar

qa Capacidad portante admisible

gf Gramo fuerza

SP Arena mal gradada

SP-SM Arena mal grada limosa

SM Arena limosa

SC Arena arcillosa

GP Grava mal gradada

LL Límite líquido

LP Límite plástico

IP Índice de plasticidad

DR Densidad relativa

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INFORME TÉCNICO

Estudio de Suelos con Fines de Cimentación

HOTEL COSTA DEL SOL

Calle Villalba Nº307, Cercado, Arequipa.

1.0 GENERALIDADES

1.1 OBJETO DEL ESTUDIO

El objetivo del presente informe técnico es mostrar los resultados del estudio de

mecánica de suelos con fines de cimentación del Proyecto Hotel Costa del Sol ubicada en la

Calle Villalba Nª 307, Cercado-Arequipa; la edificación que se proyecta consta de dos zonas

Zona G1 y Zona G2 (Figura 1). La Zona G1 consta de edificaciones en condiciones

convencionales a una cota aproximada de 2346 msnm (referida a la calle Villalba), mientras

que en la Zona G2 constará de un Pabellón de cuatro niveles y dos sótanos con respecto a la

Cota aproximada 2338,5 msnm (referida a la calle de Barrio Obrero). Por otro lado, la zona de

influencia de la calicata C-2 caracteriza las condiciones del pasaje (Figuras 2, 3 y 4).

También, en el contenido se presenta la determinación de las principales características físicas

y mecánicas del suelo para el diseño de la subestructura de la edificación.

El alcance del Estudio de Mecánica de Suelos según la Norma E.050 es válida

solamente para el área y tipo de Obra indicadas en el informe. Los resultados e

investigaciones de campo y laboratorio, así como el análisis, conclusiones y recomendaciones

del Estudio de Mecánica de suelos solo se aplicarán al terreno y edificaciones comprendidas

en el mismo. No podrán emplearse en otros terrenos para otras edificaciones, o para otro tipo

de obra. Los Estudios de Mecánica de Suelos se ejecutarán con la finalidad de asegurar la

estabilidad y permanencia de las obras o para promover la utilización racional de los recursos

(RNE, 2010).

1.2 NORMATIVIDAD

El estudio está en concordancia con la Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones del

Reglamento Nacional de Edificaciones y de las Normas ASTM (Bowles, 1996).

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1.3. UBICACIÓN DEL PROYECTO Y ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO

La ubicación del proyecto es en la calle Villalba Nª 307; Distrito Arequipa Provincia:

Arequipa; Región: Arequipa. El área de estudio se ubica en la zona urbana del distrito de

Arequipa y su accesibilidad es fácil y rápida por los medios de transporte terrestre particular y

masivo.

2.0. GEOLOGÍA Y SISMICIDAD DEL ÁREA EN ESTUDIO

La geomorfología de los terrenos de la zona de estudio se describe como, Terrazas

Depositacionales, superficies no muy extensas, ubicados en ambas márgenes del rio Chili y

producto de las diferentes etapas de erosión y colmatación que sufrió el rio Chili a través del

tiempo (Yanqui, 1988).

La geología regional muestra una formación por materiales transportados que

conforman los depósitos fluviales, en ambas márgenes del rio Chili, los materiales presentan

depositación por sedimentación con partículas subangulosas a subredondeadas hasta los

niveles de bolonería con diámetro aproximado de hasta 80 cm.

La geología local muestra materiales superficiales conformados por limos arenosos de

color marrón (tierras de chacra), subyacen conglomerados de materiales transportados

conformados por bloques con diámetros de hasta 80 cm con forma de partículas

subredondeados, gravas, arenas y limos con partículas andesíticas y basálticos.

2.1. SISMICIDAD

La sismicidad del suelo está representada por los parámetros de respuesta dinámica del

suelo de cimentación correspondientes a la capa de suelo conformado por arenas y gravas con

presencia de bolonería con clasificación en el SUCS como SM, SP, SP-SM, ML y GP con

arenas y bolonería, de color grisáceo en concordancia con la Norma E-030 del Reglamento

Nacional de Edificaciones (RNE, 2010) el lugar de la obra se encuentra ubicada en la zona

sísmica 3 y se determina el periodo fundamental Ts = 0,6 s; el factor de suelo S = 1,2 y se

adopta el perfil tipo S2 y el factor de zona Z = 0,4.

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3.0. INFORMACIÓN PREVIA E INVESTIGACIÓN DE CAMPO

En el área circundante se han observado construcciones de edificaciones de material

tradicional de sillar y se encuentran con aparente estabilidad. Las construcciones en sus

primeros niveles se deben proyectar para desempeñarse en condiciones de empujes de suelo,

por presentar sótanos.

Los trabajos de campo se realizaron mediante la excavación de calicatas a tajo abierto

método manual. Se excavaron 5 calicatas (C-1 con profundidad de 2,10 m; C-2 con

profundidad de 3,00 m; C-3 con profundidad de 5,90 m; C-4 con profundidad de 4,70 m; C-5

con profundidad de 5,50 m, Tabla 1). La ubicación de las calicatas se presenta en la Figura 1,

Apéndices. La excavación de las calicatas ha permitido realizar la exploración y el registro

estratigráfico (caracterizar las capas de suelo y la obtención de las muestras para los ensayos

de laboratorio. En todos los puntos de exploración no se ha encontrado la napa freática.

Las muestras se han tomado en condiciones alteradas (Mah), para la ejecución de los

ensayos de laboratorio. El sondeo del terreno se ha realizado de acuerdo a la Norma ASTM

D-420.

Tabla 1. Profundidad de calicatas.

Calicata Profundidad (m)

C-1 2,10

C-2 3,00

C-3 5,90

C-4 4,70

C-5 5,50

4.0. PERFIL ESTRATIGRÁFICO DEL SUBSUELO

En general, el perfil estratigráfico del subsuelo presenta una capa superficial de limo

arenoso (tierra de chacra); luego, se observa una capa de mezclas de arenas, gravas con

bolonería (bloques) con compacidad variable de suelta a media. Las capas de mezclas de

arenas y gravas se presentan con compacidad suelta a media con presencia de bolonería. A

continuación se describen las calicatas exploradas.

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4.1. Calicata 1 (C-1). Superficialmente se ha observado una capa de limo con presencia de

raíces, típica textura de tierra de chacra. Subyace una capa de arena gravosa, con presencia de

bolonería de diámetro máximo de 40 cm; con compacidad suelta a media. A continuación se

ha observado una capa de arena gravosa con compacidad media. Finalmente, al fondo de la

excavación se ha observado una capa de arenas y gravas de color grisáceo, con presencia de

partículas subangulosas, de compacidad media, con presencia de bolonería de diámetro

máximo de 80 cm (Figuras 5 y 6, Apéndices).

4.2. Calicata 2 (C-2). En la capa superficial se ha observado material de relleno limoso de

color marrón claro, con presencia de raíces; Sigue en secuencia vertical una capa de relleno

con presencia de raíces, plásticos, vidrios y metales corroídos de compacidad suelta a media,

con partículas subredondeadas y subangulosas (relleno sin control), subyace una capa de

arena con gravas de color grisáceo, con compacidad suelta a media a, con presencia de

bolonería de diámetro hasta 80 cm (Figura 7 y 8, Apéndices).

4.3. Calicata 3 (C-3). Superficialmente se ha observado una losa de concreto. Seguidamente,

se presenta una capa de material de relleno compuesto por: suelo limoso, presencia de

ladrillos, vidrios y metales, de compacidad baja a media, con partículas subredondeadas y

subangulosas (relleno sin control). Continúa una capa de mezcla de arenas y cal. Subyace una

capa de concreto. Seguidamente se observó una capa de limo arenoso con partículas de sillar,

también se observa raíces. A continuación se observó una mezcla de arenas y gravas con

presencia de bolonería menores a 30 cm, con compacidad media. Sigue una capa de limo

arenoso con compacidad media. Finalmente se observa una mezcla de arenas y gravas con

presencia de bolonería con diámetro máximo de 60 cm y compacidad media a densa. (Figura

9 y 10 Apéndices).

4.4. Calicata 4 (C-4). Superficialmente se observa una losa de concreto, seguidamente

presenta un material de relleno compuesto por un suelo limoso con restos de plásticos, vidrios

y ladrillos. Subyace, una plataforma de concreto. Seguidamente se observó una mezcla de

arenas y gravas con poca presencia de bolonería y una compacidad media. Finalmente se

observo una arena gravosa con bolonería con un diámetro máximo de 30 cm con compacidad

media (Figura 11 y 12, Apéndices).

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4.5. Calicata 5 (C-5). Superficialmente se observa una losa de concreto. Sigue una capa de

relleno compuesto por un suelo limoso con partículas subredondeadas, restos de ladrillos,

calaminas y plásticos. A continuación se ha observado una capa de arena fina con compacidad

suelta. Seguidamente se presenta una capa de arena arcillosa con alta humedad de color

marrón claro. Subyace una capa de arcilla arenosa con una consistencia media. A

continuación presenta un suelo areno limoso con mínima presencia de bolonería.

Seguidamente presenta un suelo areno gravoso con compacidad media. Finalmente, se

encuentra una capa de arena gravosa con humedad, compacidad media, con presencia de

bolonería de diámetro máximo de 80 cm (Figura 13 y 14, Apéndices).

5.0. ENSAYOS DE LABORATORIO.

Los ensayos de Campo y Laboratorio se han realizado de acuerdo a las Normas E.050

del reglamento nacional de edificaciones complementadas con las Normas de la ASTM. Los

resultados de ensayo se presentan en el anexo y el resumen en las Tablas 2, 3 y 4. A

continuación se presenta el listado de ensayos:

5.1. Contenido de Agua (Humedad Natural, NTP 339.127 Norma ASTM D-2216).

5.2. Determinación de la Densidad Natural (Método de la Parafina).

5.3. Determinación de la Densidad Natural (Método del Cono de Arena). Ejecutada in situ.

5.4. Límites de Atterberg (ASTM D4318).

5.5. Granulometría (NTP 339.128; Norma ASTM D-422). Ejecutada por tamizado.

5.6. Clasificación de suelos SUCS. (NTP 339.134; ASTM D 2487).- Basado en los resultados

de la granulometría.

5.7. Determinación del Peso Específico Máximo y Mínimo (ASTM D2049).

5.8. Determinación de la Gravedad Específica (ASTM D-854).

5.9. Ensayo de Corte Directo (NTP 339.171; ASTM D3080).- Ejecutada con el material

pasante de la malla N° 10.

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Tabla 2. Resultados de ensayos del suelo (Apéndices, ensayos de laboratorio).

Muestra Profundidad

(m)

Humedad

(w, %)

Peso Específico

Mínimo

(gf/cm3)

Peso Específico

Máximo

(gf/cm3)

Peso específico

natural

(gf/cm3)

DR

(%)

HCS-101 1,10 m 2,33 1,663 1,968 1,770 39,0

HCS-201 1,50 m 3,93 1,389 1,676 1,745 100,0

HCS-302 2,56 m 4,97 1,009 1,445 - -

HCS-303 3,46 m 24,82 1,446 1,782 - -

HCS-304 3,60m 15,34 1,214 1,611 - -

HCS-305 4,50 m 9,33 1,430 1,770 1,704 83,7

HCS-306 5,80 m 10,76 1,507 1,896 - -

HCS-401 2,00 m 9,34 1,329 1,653 - -

HCS-403 3,80 m 6,79 1,494 1,884 1,798 81,7

HCS-501 2,00 m 10,81 1,338 1,599 - -

HCS-502 2,60 m 41,44 - - 1,118 -

HCS-503 3,00 m 23,39 1,032 1,339 1,504 100,0

HCS-505 5,10 m 5,44 1,507 1,896 - -

Notas: (*) valores determinados por correlación de propiedades de los suelos.


Muestra Profundidad

(m) Gs D10 D30 D60 Cu Cc SUCS

(º)

HCS-101 1,10 m 2,68 0,07 0,3 9,55 136,43 0,13 SP-SM, con gravas y bolonería. -

HCS-201 1,50 m 2,71 0,21 0,9 39 185,71 0,10 GP, con arenas y bolonería -

HCS-302 2,56 m 2,60 0,24 1,2 7,7 32,08 0,78 SM, con gravas 33,4

HCS-303 3,46 m 2,69 0,025 0,04 0,077 3,08 0,83 ML, con arenas -

HCS-304 3,60m 2,65 0,086 0,27 4,1 47,67 0,21 SP-SM, con gravas -

HCS-305 4,50 m 2,70 0,18 0,9 10,4 57,78 0,43 GP, con arenas -

HCS-306 5,80 m 2,71 0,25 2,1 42 168,00 0,42 GP con arenas y bolonería -

HCS-401 2,00 m 2,59 0,09 0,32 3,9 43,33 0,29 SP-SM, con gravas -

HCS-403 3,80 m 2,69 0,17 1,1 29 170,59 0,25 SP-SM, con gravas y bolonería 35,2

HCS-501 2,00 m 2,63 0,095 0,18 0,43 4,53 0,79 SP-SM, con gravas -

HCS-502 2,60 m 2,45 0,01 0,03 0,065 --- --- ML, con arenas -

HCS-503 3,00 m 2,58 0,015 0,05 0,2 13,33 0,83 SC, con gravas -

HCS-505 5,10 m 2,69 0,18 1,3 44 244,44 0,21 SP, con gravas -


Muestra Profundidad

(m)

Limite Líquido

(LL. %)

Límite Plástico

(LP. %)

Índice de Plasticidad

(IP. %) HCS-502 2,60 m 48,80 23,27 25,53

HCS-503 3,00 m 31,29 23,02 8,27

6.0. ANÁLISIS DEL SUBSUELO DE CIMENTACIÓN (ASPECTOS GEOTÉCNICOS)

El subsuelo del Proyecto Hotel Costa del Sol presenta en general dos zonas

caracterizadas como Zona G1 con cota aproximada de 2346 msnm y Zona G2 con cota

aproximada de 2338,5 msnm.

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La Zona G1 presenta una capa de limo arenoso con presencia de raíces (tierra de

chacra), luego, presenta una secuencia de arenas gravosas con compacidad media y

secuencialmente se ha presentado una capa de arenas con gravas y bolonería con compacidad

media a densa de color grisáceo (Caracterizado como Bolonería con gravas y arenas).

La Zona G2 presenta una losa de concreto, sigue una capa de relleno sin control

conformada por mezcla de materiales de deshechos y escombros, continua una intercalación

de arenas limosas y arcillosas, arenas gravosas y finalmente gravas arenosas con presencia de

bolonería con compacidad media a densa. Los suelos areno gravosos con bolonería presentan

condiciones favorables para cimentar considerando su densidad y su capacidad de resistencia

a la fricción, proporcionarán un adecuado soporte a la cimentación y resistir las cargas

transmitidas de las superestructuras para mantener a las edificaciones estables.

El proceso de excavación para la construcción de las cimentaciones y de los sótanos

deberá sistematizarse, cuando en el lindero haya presencia de edificaciones y que requieran

mantener el equilibrio del estado de los esfuerzos (equilibrio estático). La sistematización de

la excavación se recomienda ejecutarse por etapas o damero, y aplicarse una calzadura que

reducirá los empujes de las edificaciones vecinas. En general, cuando las excavaciones sean

mayores a dos metros deberá utilizarse entibamientos u otros sistemas de estabilización

adecuados de los cortes (inyecciones, por ejemplo). Otro método de estabilización

recomendable sería la aplicación de pantallas de concreto ancladas en las masas de suelo

adyacentes a las cimentaciones (en todos los paramentos de las excavaciones correspondientes

a los sótanos (Zona G2).

Por otro lado, el subsuelo para la cimentación deberá excavarse considerando el

macizo arenoso y areno gravoso con bolonería dando como resultado en algunas zonas a la

aplicación de sub-zapatas o rellenos controlados debido a que los niveles de cimentación con

suelos firmes y estables podrían estar por debajo de los niveles con los previstos. Además, el

terreno presenta condiciones de cortes, en este contexto las estructuras de contención

representan elementos necesarios e importantes cuyo diseño debe garantizar la estabilidad y

su construcción bajo condiciones de seguridad. La densidad relativa varía entre 39,0 a 100 %,

por tanto, las zonas de aplicación para cimentar, deberá realizarse donde la densidad relativa

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sea mayor a 75 %. Sin embargo, en algún punto la compacidad podría ser suelta debido a la

heterogénea distribución de los suelos, en estos casos deberán realizarse la excavación y retiro

del suelo inestable y reemplazarse con rellenos controlados o concreto ciclópeo.

El estrato de cimentación en la Zona G-1 para el emplazamiento de las estructuras se

propone la caracterizada como Bolonería con gravas y arenas con referencia al nivel de piso

terminado (NPT), correlación estratigráfica Figura 15, Apéndices. También, el estrato

caracterizado como bolonería con gravas y arenas de compacidad densa es adecuado para

cimentar.

El estrato de cimentación en la Zona G-2 para el emplazamiento de las estructuras se

propone la caracterizada como GP con arenas y bolonería y SP con gravas y bolonería con

referencia al nivel de piso terminado (NPT), debido a que en esta Zona en el proyecto se

contempla dos sótanos, correlación estratigráfica Figura 16, Apéndices

La capacidad portante para la Zona G-1 se ha determinado asumiendo una cimentación

corrida de ancho B = 0.60 m, profundidad de emplazamiento Df = 1,50 m a partir del nivel de

piso terminado (NPT cota aproximada 2346 msnm), con ángulo de rozamiento interno =

35.2º, con factor de seguridad al corte de 1,3, peso especifico del suelo de confinamiento

1,770 gf/cm3, y factor de seguridad FS = 3, la capacidad portante admisible resultó qa = 2,26

kgf/cm2. La capacidad portante admisible de una zapata aislada de forma cuadrada de lado L

= 1.50 m y para condiciones similares de profundidad de emplazamiento, ángulo de

rozamiento y factor de seguridad la capacidad portante admisible resultó qa = 2,86 kgf/cm2.

La capacidad portante para la Zona G-2 se ha determinado asumiendo una cimentación


piso terminado del sótano (NPT cota aproximada 2333.3 msnm), con ángulo de rozamiento

interno = 35.2º, con factor de seguridad al corte de 1,3, peso específico del suelo de

confinamiento 1,704 gf/cm3, y factor de seguridad FS = 3, la capacidad portante admisible

resultó qa = 2,17 kgf/cm2. La capacidad portante admisible de una zapata aislada de forma

cuadrada de lado L = 1.50 m y para condiciones similares de profundidad de emplazamiento,

ángulo de rozamiento y factor de seguridad la capacidad portante admisible resultó qa = 2,75

kgf/cm2.

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Para efectos de evaluar la capacidad portante se utilizó la formulación de Meyerhof

(Coduto. 1994):

γγγqqq

'

Dcccu dsNBγ0,5dsNσdscNq

sc. sq. sγ. factores de forma

dc. dq. dγ. factores de profundidad

sc = 1 + 0.2 Kp (B/L); sq = sγ = 1 + 0.1 Kp (B/L); dc = 1 + 0.2 (Kp)0.5

(Df/B); dq = dγ = 1 + 0.1

(Kp)0.5

(Df/B); Kp = tan2 (45 + /2).

Nq = eπ tan

tan2 (45 + /2); Nc. = (Nq – 1) cot ; Nγ = (Nq – 1) tan (1.4)

Para la cimentación en la Zona G-1 en el subsuelo de cimentación el asentamiento

elástico desde la superficie se ha estimado en 5,10 mm calculado a través de la formulación de

Steinbrenner (Bowles. 1996), asumiendo los parámetros de q = 2.00 kgf/cm2; B = 1.50 m; L =

1.50 m (asumiendo para la columna más cargada); =0.3; ES = 300 kgf/cm2.

Para la cimentación en la Zona G-2 en el subsuelo de cimentación el asentamiento

elástico desde la superficie se ha estimado en 6,40 mm calculado a través de la formulación de

Steinbrenner (Bowles. 1996), asumiendo los parámetros de q = 2.50 kgf/cm2; B = 1.50 m; L =

1.50 m (asumiendo para la columna más cargada); =0.3; ES = 300 kgf/cm2.

- 15 -




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CONCLUSIONES

- El terreno donde se proyecta el Hotel Costa del Sol presenta dos superficies horizontales,

con desnivel, dando lugar a dos Zonas (Zona G-1 y Zona G-2). La superficie de la Zona G-1

presenta cota aproximada de 2346 msnm y La superficie de la Zona G-2 presenta una cota

aproximada de 2338,5 msnm.

- El subsuelo de la Zona G-1 está conformado por una capa de limo arenoso luego una

secuencia de una grava mal gradada con arenas y bolonería (clasificada en el SUCS como GP

con bolonería y arenas) y luego una capa de bolonería con gravas y arenas con compacidad

media a densa. El subsuelo de la Zona G-2 está conformada por una capa de concreto, seguida

de una capa de relleno sin control intercalada con mezclas de arena con cal y otra capa de

concreto ciclópeo, continúan capas de arenas limosas con gravas (clasificada en el SUCS

como SM con gravas), una capa de arena pobremente gradada con limos y gravas (SUCS SP-

SM y gravas), una capa de grava mal gradada con arenas y bolonería con compacidad media a

densa (SUCS GP con arenas y bolonería).

- El subsuelo de la Zona G-2, presenta mayor humedad que la Zona G-1 en las profundidades

mayores a tres metros y en las diferentes capas de suelo.

- Las cimentaciones de las edificaciones deberán apoyarse en suelos estables, en este caso, en

suelos con densidad relativa mayores a 75 % (los suelos del proyecto presentan una densidad

relativa que varían entre 39,0 a 100 %, debidos a la densidad de los suelos).

- Debido a la heterogeneidad de la distribución de los suelos podrían existir puntos de baja

densidad relativa, para la excavación deberá entibarse o procederse a su estabilidad.

- La capacidad portante para la Zona G-1 se ha determinado asumiendo una cimentación


piso terminado (NPT cota aproximada 2346 msnm), con ángulo de rozamiento interno = 35.2º, con factor de seguridad al corte de 1,3, peso específico del suelo 1,770 gf/cm

3, y factor

de seguridad FS = 3, la capacidad portante admisible resultó qa = 2,26 kgf/cm2. La capacidad

portante admisible de una zapata aislada de forma cuadrada de lado L = 1.50 m y para

condiciones similares de profundidad de emplazamiento, ángulo de rozamiento y factor de

seguridad la capacidad portante admisible resultó qa = 2,86 kgf/cm2.

- La capacidad portante para la Zona G-2 se ha determinado asumiendo una cimentación


piso terminado del sótano (NPT cota aproximada 2333.3 msnm), con ángulo de rozamiento

interno = 35.2º, con factor de seguridad al corte de 1,3, peso específico del suelo de

confinamiento 1,704 gf/cm3, y factor de seguridad FS = 3, la capacidad portante admisible

resultó qa = 2,17 kgf/cm2. La capacidad portante admisible de una zapata aislada de forma

cuadrada de lado L = 1.50 m y para condiciones similares de profundidad de emplazamiento,

ángulo de rozamiento y factor de seguridad la capacidad portante admisible resultó qa = 2,75 kgf/cm

2.

- El asentamiento elástico estimado para el subsuelo de cimentación de la Zona G-1, referido

al nivel de piso terminado (NPT) es de 5,10 mm calculado a través de la formulación de

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Steinbrenner (Bowles. 1996), asumiendo los parámetros de q = 2,00 kgf/cm2; B = 1,50 m; L =

1,50 m; = 0,3; ES = 300 kgf/cm2.

- El asentamiento elástico estimado para el subsuelo de cimentación de la Zona G-2, referido

al nivel de piso terminado (NPT) del sótano es de 6,40 mm calculado a través de la

formulación de Steinbrenner (Bowles. 1996), asumiendo los parámetros de q = 2,50 kgf/cm2;

B = 1,50 m; L = 1,50 m; = 0,3; ES = 300 kgf/cm2.

- El nivel freático no ha sido encontrado en los niveles de excavación.

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RECOMENDACIONES

- En la Zona G-1 establecer la cimentación en los estratos de suelos clasificados como arena

mal gradada con limos y gravas y bolonería (SUCS: SP-SM con gravas y bolonería). En la

Zona G-2 establecer la cimentación de los sótanos en los estratos clasificados como grava mal

gradada con arenas y bolonería (SUCS: GP arenas y bolonería) y la clasificada como arena

mal gradada con gravas y bolonería (SUCS: SP con gravas y bolonería) con compacidad

media a densa.

- En la Zona G-1 y en la Zona G-2 emplazar la cimentación estructural a una profundidad

adecuada, considerando que, el nivel de desplante mínimo de la cimentación se ha

determinado en Df = 1,50 m (referida al nivel de piso terminado NPT).

- La excavación para los sótanos en los linderos con existencia de edificaciones vecinas

deberá procederse a calzar o estabilizarse por procesos técnicamente aceptados (por ejemplo,

proceso de inyecciones). La calzadura u otro proceso de estabilización deberán desarrollarse

por etapas o tipo damero. Las excavaciones que sean mayores a dos metros deberán utilizarse

entibamientos u otros sistemas de estabilización adecuados (inyecciones, anclaje de pantallas

en el suelo adyacente, por ejemplo).

- Debido a la presencia de humedad en la Zona G-2 (zona de sótanos) deberá utilizarse

protección de las estructuras de cimentación mediante procedimiento de aislamiento por

material impermeable (geomembrana) o uso de aditivos para contrarrestar los efectos del

humedecimiento y la formación de eflorescencias.

- El siguiente cuadro de condiciones de cimentación deberá ser transcrita en el plano

correspondiente:

- Tipo de cimentación: Cimentación aislada y/o Cimentación corrida.

- Estrato de desplante de la cimentación:

En la Zona G-1 establecer la cimentación en los estratos de suelos clasificados como

arena mal gradada con limos y gravas y bolonería (SUCS: SP-SM con gravas y

bolonería).

En la Zona G-2 establecer la cimentación de los sótanos en los estratos clasificados

como grava mal gradada con arenas y bolonería (SUCS: GP arenas y bolonería) y la

clasificada como arena mal gradada con gravas y bolonería (SUCS: SP con gravas y

bolonería) con compacidad media a densa.

- Profundidad de Desplante de la Cimentación:

Zona G-1

Df = 1,50 m (profundidad mínima, referida a los niveles de pisos terminados NPT).

Zona G-2

Df = 1,50 m (profundidad mínima, referida a los niveles de pisos terminados NPT).

- Capacidad portante admisible:

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Zona G-1

Cimentación corrida: qa = 2,26 kgf/cm2; B = 0,60 m; Df = 1,50m.

Cimentación aislada cuadrada: qa = 2,86 kgf/cm2; B = 1,50; L = 1,50 m; Df = 1,50 m a

partir del nivel de piso terminado (NPT cota aproximada 2346 msnm).

Zona G-2

Cimentación corrida: qa = 2,17 kgf/cm2; B = 0,60 m; Df = 1,50m.

Cimentación aislada cuadrada: qa = 2,75 kgf/cm2; B = 1,50; L = 1,50 m; Df = 1,50 m a

partir del nivel de piso terminado del sótano (NPT cota aproximada 2333.3 msnm).

- Factor de seguridad: FS = 3,0.

- Ángulo de rozamiento: = 35,2º. y factor de seguridad por corte 1,3.

- Recomendaciones adicionales: No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra

de chacra, tierra vegetal, relleno sanitario o rellenos sin control (sin compactación)

estos materiales inadecuados deberán ser extraídos en su totalidad antes de construir la

edificación y ser reemplazados con materiales de buena calidad mediante

procedimientos apropiados.

- El material de relleno en áreas de corte será constituida de material granular con pocos

finos (GW) para el control de compactación se obtendrá como mínimo un grado de

compactación de 95 % de la energía de compactación del Proctor Modificado.

- Evitar todo tipo de infiltración hacia el suelo de cimentación, proyectarse un adecuado

sistema de drenaje y evacuación de aguas pluviales.

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BIBLIOGRAFÍA

BOWLES. J.E. (1996). Foundation Analysis and Design. The McGraw-Hill Companies Inc.

Civil Engineering Series. Fifth edition. New York.

BUDHU. M. (2000). Soil Mechanics and Foundations. John Wiley & Sons. Inc.. New York.

CODUTO. D. .P. (1994). Foundation: Principles and Practices. Prentice-Hall Inc.. Englewood

Cliffs. New Jersey

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES. (2010). Norma E0.50. Suelos y

Cimentaciones. Tercera edición actualizada. Empresa Editora Macro EIRL. Lima

DAS. B. M. (2001). Principios de Ingeniería de Cimentaciones. Internacional Thomson

Editores. Cuarta edición. México.

JIMENEZ SALAS. J. A.; DE ALPAÑES. J. L. y SERRANO GONZALES. A. A. (1980).

Geotecnia y Cimientos III. Cimentaciones. Excavaciones y Aplicaciones de la

Geotecnia. Editorial Rueda. Madrid.

YANQUI. C. (1988). Características del Subsuelo y Efectos Sísmicos en Arequipa. Ponencia

CISMID. UNSA. Lima.

APÉNDICES

1. Ubicación de Calicatas de Exploración

2. Figuras: Fotografías de detalles de las Calicata

3. Registro de Sondeo estratigrafía

4. Correlación Estratigráfica

5. Ensayo: Contenido de agua (Humedad)

6. Ensayo: Peso Específico método del Cono de Arena

7. Ensayo: Peso Específico método de la Parafina.

8. Ensayo: Granulometría

9. Ensayo: Límites de Atterberg

10. Ensayo: Pesos específicos máximos y mínimos

11. Ensayo: Gravedad especifica de los Sólidos.

12. Ensayo: Corte directo

13. Ensayo: Análisis Químicos

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Figura 1. Ubicación de las calicatas de exploración.

CONSORCIO ANDINO

PROPIEDAD PRIVADA

HOTEL

BODEGA

SS

. H

H.

PA

SA

JE

CALLE UGARTE

PA

SA

JE

CA

LL

E V

ILL

AL

BA

CA

LL

E B

AR

RIO

OB

RE

RO

LEYENDA

C-1CALICATA 1, C-1

C-3

C-4

C-5

B

A

A

PROPIEDAD PRIVADA

PROPIEDAD PRIVADA

PROPIEDAD PRIVADA

NMC-1

C-2

UBICACION DE CALICATAS

PROYECTO: HOTEL COSTA DELSOL CALLE VILLALBA 307, CERCADO, AREQUIPA

B

ZONA G-1

ZONA G-2

- 21 -




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Figura 2. Vista panorámica y ubicación de la calicata de exploración C-1.

Figura 3. Vista panorámica y ubicación de la calicata de exploración C-2.

CALICATA C-2

CALICATA C-1

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Figura 4. Vista panorámica y ubicación de las calicatas de exploración C-3, C-4 y C-5.

- 23 -




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Figura 5. Vista panorámica de la ubicación de la calicata C-1.

Figura 6. Detalle de la estratigrafía de la ubicación de la calicata C-1.

- 24 -




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



Figura 8. Detalle de la estratigrafía de la calicata C-2.

- 25 -




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Figura 9. Ubicación y vista panorámica de la calicata C-3

Figura 10. Ensayo de densidad de campo y detalle de estratigrafía calicata C-3

- 26 -




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Figura 12. Detalle de la estratigrafía de la calicata C-4.

- 27 -




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Figura 13. Vista panorámica de la excavación de la calicata C-5.

Figura 14. Detalle de la estratigrafía calicata C-5.

- 28 -




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PERFIL ESTRATIGRÁFICO (OBSERVACIÓN DE CAMPO)

Proyecto: Hotel Costa del Sol. .

Ubicación: Calle Villalba Nº 307, Cercado, Arequipa..

Sondeo: Calicata C-1 Profundidad: 2,10 m.

Perforación: A tajo abierto Fecha: 25-mayo-2013.

PROFUNDIDAD (m)

MUESTRA

SIMBOLO SUCS

DESCRIPCIÓN

0,00 -------

0,30 -------

1,00 -------

1,10 -------

1,30 -------

2,10 -------

------------

------------

-------------

■HCS-101

-------------

------------

------------

SM

------------

GP, con

bloques y

arenas

------------

SP-SM,

con

gravas y

bolonería

------------

Bolonería

con

gravas y

arenas

------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Suelo limoso con presencia de raíces, típica textura de tierra de

chacra.

-----------------------------------------------------------------------------------

Arena gravosa, con presencia de bolonería de diámetro máximo de

40 cm; con compacidad suelta a media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arena gravosa con compacidad media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arenas y gravas de color grisáceo, con presencia de

partículas subangulosas, de compacidad media, con presencia de

bolonería de diámetro máximo de 80 cm.

-----------------------------------

Observación: . .

- 29 -




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




Ubicación: Calle Villalba Nº307, Cercado, Arequipa..



PROFUNDIDAD (m)

MUESTRA

SIMBOLO SUCS

DESCRIPCIÓN

0,00 -------

0,20 -------

0,80 -------

1,50

3,00 -------

------------

------------

-------------

■HCS-201

------------

------------

------------

Relleno

sin

control

------------

GP, con

arenas y

bolonería

------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Material de relleno limoso de color marrón claro, con presencia de

raíces.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de relleno con presencia de raíces, plásticos, vidrios y metales

corroídos de compacidad suelta a media, con partículas

subredondeadas y subangulosas.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arena con gravas de color grisáceo, con compacidad suelta

a media a, con presencia de bolonería de diámetro hasta 80 cm.

-----------------------------------------------------------------------------------

Observación: . .

- 30 -




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







PROFUNDIDAD (m)

MUESTRA

SIMBOLO SUCS

DESCRIPCIÓN

0,00 -------

0,15 -------

0,63 -------

0,90 -------

1,05--------

2,56 -------

3,05--------

3,44--------

3,46 -------

3,60 -------

3,81--------

4,50 -------

5,80 -------

5,90 -------

-------------

-------------

-------------

-------------

------------

■HCS-302

-------------

-------------

■HCS-303

■HCS-304

-------------

■HCS-305

■HCS-306

-------------

------------

------------

Relleno

sin

control ------------

------------

------------

SM, con

gravas

------------

SP-SM,

con

gravas

------------

ML, con

arenas

SP-SM,

con

gravas

------------

GP, con

arenas

GP con

arenas y

bolonería

------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Losa de concreto.

-----------------------------------------------------------------------------------

capa de material de relleno compuesto por: suelo limoso, presencia

de ladrillos, vidrios y metales, de compacidad baja a media, con

partículas subredondeadas y subangulosas -----------------------------------------------------------------------------------

Capa de mezcla de arenas y cal.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de concreto.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de limo arenoso con partículas de sillar, también se observa

raíces.

-----------------------------------------------------------------------------------

Mezcla de arenas y gravas con presencia de bolonería menores a 30

cm. Y una compacidad media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de limo arenoso con compacidad media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Mezcla de arenas y gravas con presencia de bolonería con diámetro

máximo de 60 cm.

-----------------

Observación: . .

- 31 -




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PROFUNDIDAD (m)

MUESTRA

SIMBOLO SUCS

DESCRIPCIÓN

0,00 -------

0,20 -------

1,00--------

1,15--------

2,00 -------

2,63 -------

3,80--------

4,70 -------

------------

------------

-------------

-------------

■HCS-401

-------------

■HCS-403

------------

------------

------------

Relleno

sin

conttrol

------------

------------

SP-SM,

con

gravas

------------

SP-SM,

con

gravas y

bolonería

------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Losa de concreto.

-----------------------------------------------------------------------------------

Material de relleno compuesto por un suelo limoso con retos de

plásticos, vidrios y ladrillos.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de concreto ciclópeo

-----------------------------------------------------------------------------------

Mezcla de arenas y gravas con poca presencia de bolonería y una

compacidad media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Arena gravosa con bolonería con un diámetro máximo de 30 cm.

-----------------

Observación: . .

- 32 -




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PROFUNDIDAD (m)

MUESTRA

SIMBOLO SUCS

DESCRIPCIÓN

0,00 -------

0,20 -------

1,80 -------

2,00--------

2,30 -------

2,60--------

2,90 -------

3,00--------

3,25 -------

3,80--------

5,10--------

5,50--------

------------

------------

-------------

■HCS-501

-------------

■HCS-502

-------------

■HCS-503

-------------

-------------

■HCS-505

------------

------------

------------

------------

SP-SM,

con

gravas

------------

ML, con

arenas

------------

SC, con

gravas

------------

SM

------------

SP, con

gravas y

bolonería

------------

-----------------------------------------------------------------------------------

Losa de concreto.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de relleno compuesto por un suelo limoso con partículas

subredondeadas, restos de ladrillos, calaminas y plásticos.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arena fina con compacidad suelta.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de limo arcilloso con alta humedad de color marrón claro.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arcilla arenosa con una densidad media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Suelo areno limoso con mínima presencia de gravas compacidad

media.

-----------------------------------------------------------------------------------

Suelo areno gravoso con compacidad media, partículas

subangulosas a subredondeadas.

-----------------------------------------------------------------------------------

Capa de arena gravosa con humedad, compacidad media, con

presencia de bolonería de diámetro máximo de 80 cm

----------------------------------------------------------------------------------

Observación: . .

- 33 -




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Figura 15. Correlación estratigráfica (Sección A-A Calicatas: C-1, C-2 y C-3).

- 34 -




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Figura 16. Correlación estratigráfica (Sección B-B Calicatas: C-3, C-4 y C-5).

estudio de suelos hotel costa sol.pdf

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