inf. geo. fiqt

Estudio geotcnico del proyecto: Mejoramiento de los servicios acadmicos y ampliacin del laboratorio N 15 de la F.I.Q.T. - UNI

MARDYER INGENIEROS CONSULTORES INGENIERIA GEOTECNICA

ESTUDIO GEOTECNICO CON FINES DE CIMENTACIN

PROYECTO : MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS ACADEMICOS Y

AMPLIACION DEL LABORATORIO N 15 DE LA F.I.Q.T - UNI

UBICACIN : Av. Tpac Amaru s/n. DISTRITO: RIMAC, PROVINCIA: LIMA,

DEPARTAMENTO: LIMA FECHA : JUNIO DEL 2,013

CONTENIDO

1.00 GENERALIDADES

1.01 OBJETO DEL ESTUDIO

1.02 ALCANCES DEL ESTUDIO

1.03 METODOLOGIA DEL ESTUDIO

1.04 UBICACIN DE LA ZONA EN ESTUDIO

1.05 CLIMA

1.06 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

2.00 INVESTIGACIONES EFECTUADAS

2.01 TOPOGRAFIA DE LA ZONA

2.02 GEOLOGIA, GEOMORFOLOGA Y SISMICIDAD DE LA ZONA

2.02.01 GEOLOGIA

2.02.02 GEOMORFOLOGIA

2.02.03 SISMICIDAD DE LA ZONA

2.03 GEOTECNIA DE LA ZONA DE TRABAJO

2.03.01 SONDAJES - INVESTIGACION DE CAMPO

2.03.02 ENSAYOS DE LABORATORIO

2.03.03 CLASIFICACION DE SUELOS

2.03.04 PERFILES ESTRATIGRAFICOS



3.00 CARACTERISTICAS DEL TERRENO DE FUNDACIN

4.00 ANLISIS DE LA CIMENTACIN

4.01 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIN

4.02 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

4.02.01 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE POR RESISTENCIA

4.02.02 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO

4.02.03 ANLISIS DE LOS RESULTADOS DEL CALCULO DE LA

CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

4.03 ANALISIS DE LA EXISTENCIA DE ATAQUE QUIMICO A LA

CIMENTACIN

5.00 OBSERVACIONES

6.00 CONCLUSIONES

7.00 RECOMENDACIONES

ANEXO I : PERFILES ESTRATIGRAFICOS DE LOS POZOS DE EXPLORACION

ANEXO II : RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO III : GRAFICOS Y PLANOS

ANEXO IV : FOTOGRAFIAS



ESTUDIO GEOTECNICO CON FINES DE CIMENTACIN

1.00 GENERALIDADES

1.01 Objeto del estudio

El presente informe tiene por objetivo realizar el estudio geotcnico con fines de

cimentacin en atencin al proyecto: MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS

ACADEMICOS Y AMPLIACION DEL LABORATORIO N 15 DE LA F.I.Q.T - UNI,

en el distrito de Rmac, de la provincia y departamento de Lima, el mismo que se

ha efectuado por trabajos de exploracin de campo y ensayos de laboratorio,

necesarios para definir el perfil estratigrfico del rea en estudio, as como las

propiedades fsicas, qumicas y mecnicas necesarias para efectuar un adecuado

diseo de la cimentacin de la estructura proyectada.

1.02 Alcances del estudio.

El presente estudio es vlido solamente dentro de los lmites del rea del proyecto

y con fines de cimentacin.

En el presente informe se presenta la descripcin de los trabajos realizados en

campo y laboratorio, los resultados de los anlisis efectuados y las conclusiones

obtenidas del estudio geotcnico efectuado en el terreno de estudio, perteneciente

al local donde se proyecta construir el Laboratorio N 15 de la facultad de

Ingeniera Qumica y Textil - UNI, ubicado en el distrito de Rmac, en la provincia

de Lima y en el departamento de Lima.

1.03 Metodologa del estudio.

El presente estudio ha sido realizado conforme a la Norma Tcnica vigente de

Edificacin E-050 (referente a suelos y cimentaciones) del Reglamento Nacional de

Edificaciones aprobada por Resolucin Ministerial N 069-2006-VIVIENDA,

publicado en el diario Oficial El Peruano el 08 de Junio de 2006.



La exploracin del suelo se realiz por medio de calicatas ubicadas en la zona a

investigarse, convenientemente distribuidas, de manera de tener un muestreo

representativo para determinar las caractersticas del subsuelo.

En el presente estudio se han desarrollado las siguientes actividades:

- Inspeccin ocular de la zona.

- Recopilacin de informacin.

- Revisin de la informacin, principalmente de la informacin geolgica.

- Ubicacin y ejecucin de calicatas de exploracin.

- Toma de muestras disturbadas.

- Ensayos de laboratorio de mecnica de suelos.

- Elaboracin de los perfiles estratigrficos.

- Interpretacin y anlisis de los resultados obtenidos.

- Conclusiones y recomendaciones.

El mtodo empleado en el presente estudio comprende las siguientes

etapas:

Inspeccin ocular.- En esta primera etapa se efecta un

reconocimiento general del terreno, a fin de planificar adecuadamente los

trabajos, como son: personal, mtodos y equipos a emplearse,

determinacin de las zonas de acceso, reconocimiento del trazado,

programacin de los trabajos, etc.

Recopilacin de informacin.- Corresponde a la recoleccin de

material til para el estudio realizado, tales como mapas, planos,

informes y estudios anteriores realizados en la zona y/o en sus

alrededores. Se accedi a la informacin del I.G.N., INGEMMET, Instituto

Geofsico, etc.

Trabajo de campo.- Consisti en lo siguiente:

- Se realiz la exploracin del suelo por medio de calicatas ubicadas en

la zona a investigarse, convenientemente distribuidas, de manera de

tener un muestreo representativo para determinar las caractersticas



del subsuelo. Se excavaron 03 (tres) calicatas, realizadas segn la

Norma Tcnica ASTM D 420.

- Paralelamente al muestreo de suelos se realiz el registro e

identificacin de de cada uno de los estratos encontrados en las

calicatas, anotndose las principales caractersticas, tales como:

ubicacin, profundidad, espesor, tipo de suelo, color, plasticidad,

compacidad, entre otros.

Ensayos de laboratorio.- Las muestras alteradas se llevaron al

Laboratorio de Mecnica de Suelos de la Universidad Nacional Agraria

La Molina y MARDYER INGENIEROS CONSULTORES E.I.R.L para

efectuar los ensayos correspondientes.

Estos ensayos, cuyos resultados se presentan en el anexo II, han

permitido caracterizar los suelos, as como definir los parmetros para el

diseo de las cimentaciones y el clculo de la capacidad portante.

A continuacin se realiza una breve explicacin de los principales

ensayos efectuados y los objetivos de cada uno de ellos. Cabe anotar

que los ensayos fsicos corresponden a aquellos que determinan las

propiedades ndices de los suelos y que permiten su clasificacin.

Anlisis Granulomtrico por tamizado (ASTM D-421)

La granulometra es la distribucin de las partculas de un suelo de

acuerdo a su tamao, que se determina mediante el tamizado o paso del

agregado por mallas de distinto dimetro hasta el tamiz N 200 (de

dimetro 0.074 milmetros), considerndose el material que pasa dicha

malla en forma global. El anlisis granulomtrico deriva en una curva

granulomtrica, donde se plotea el dimetro de tamiz versus porcentaje

acumulado que pasa o que retiene el mismo.

Limite Liquido (ASTM D-423) y Limite Plstico (ASTM D-424)

Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser

moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla que contiene el

material que pasa la malla N 200, porque es este el material que tiene la

propiedad de cohesin.



El suelo, de acuerdo al contenido de humedad que tenga, pasa por tres

estados definidos: lquidos, plsticos y secos. Cuando el agregado tiene

determinado contenido de humedad en la cual se encuentra hmedo de

modo que no puede ser moldeable, se dice que esta en estado

semilquido. Conforme se le reduce la humedad, comienza a adquirir una

consistencia que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se

dice que esta en estado plstico.

Si continuamos reduciendo la humedad, se logra un

punto en el cual el material pierde su trabajabilidad,

lo que es observable, pues se cuartea al tratar de

moldearlo, entonces se dice que esta en estado

semi-seco. El contenido de humedad en el cual el

suelo pasa del estado semilquido al plstico es el

Limite Liquido (ASTM D-423), y el contenido de

humedad en el que para del estado plstico al

sem.-seco es el Limite Plstico (ASTM D-424).

Clasificacin de Suelos por el Mtodo SUCS y por el Mtodo AASHTO

Los diferentes tipos de suelos son definidos por el tamao de las

partculas. Son frecuentemente encontrados en combinacin de dos o

ms tipos de suelos diferentes, como por ejemplo: arenas, gravas, limo,

arcillas y limos. Uno de los ms usuales sistemas de clasificacin de

suelos es el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), el

cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por

trminos simblicos.

El sistema de clasificacin para Construccin de Carreteras AASHTO, es

tambin usado de manera general. Los suelos pueden ser tambin

clasificados en grandes grupos, pueden ser porosos, de grano grueso o

grano fino, granular o no granular y cohesivo, semi.-cohesivo y no

cohesivo.

Copa de Casagrande usado en el ensayo para la determinacin del Lmite Lquido



Ensayo Corte Directo (ASTM-D-3080-72)

Sirve para determinar en forma rpida los parmetros de resistencia

cortante ( y c) de un suelo.

Anlisis de los resultados e informe final En base a la informacin

recopilada de la zona, trabajo de campo y ensayos de laboratorio, se

efectuaron los anlisis, clculos y determinacin de parmetros de

diseo, as como la interpretacin de las observaciones tomadas en

campo y conclusiones respectivas, todo lo cual se detalla en el presente

informe tcnico.

1.04 Ubicacin de la zona en estudio

El terreno en estudio est ubicado en la Facultad de Ingenieria Quimica y Textil

(F.I.Q.T), perteneciente a la Universidad Nacional de Ingeniera el distrito de Rmac

(ver Figura N 3).

Su direccin es Av. Tpac Amaru s/n del distrito de Rmac.

La ubicacin geopoltica del rea de estudio corresponde al distrito de Rmac, en la

provincia y departamento de Lima.

Regin : Lima Metropolitana

Departamento : Lima

Provincia : Lima

Distrito : Rmac



El rea del terreno es de 293.86 m2 y se encuentra encerrado dentro de los

linderos siguientes:

POR EL NORTE : Con pavimento de concreto adyacente a

restaurante

POR EL ESTE : Con vereda existente

POR EL OESTE : Con construccin existente

POR EL SUR : Con construccin existente

VISTA AEREA DE LA ZONA DEL PROYECTO

LABORATORIO N 15 DE F.I.Q.T. - UNI



Hidrogrficamente pertenece a la cuenca del ro Rmac, la misma que se ubica en

la vertiente occidental de los Andes y cuyas aguas desembocan en el Ocano

Pacfico.

Segn lo sealado por el Dr.

Javier Pulgar Vidal en su obra

Geografa del Per, el rea del

proyecto se encuentra en la

regin costa o chala, la que est

comprendida desde la orilla del

mar a 0 m.s.n.m. hasta la altitud

de 500 m.s.n.m.. Esta regin se

caracteriza por su relieve

mayormente plano o ligeramente

ondulado.

1.05 Clima

En el mapa ecolgico del Per elaborado por INRENA, se indica que la

biotemperatura media-anual en la regin costa perteneciente al proyecto, vara

entre 17.9 y 22.2C.

Temperatura

Mnima 17.9 C

Mxima 22.2 C

Precipitacin Pluvial

La precipitacin pluvial muy espordica, llovizna netamente costera. La

precipitacin pluvial total anual varia entre 2.5 y 6.0 mm.

Viento

La direccin del viento predominante es de SUR-OESTE a NORTE-ESTE.



1.06 Caractersticas del Proyecto.

El proyecto contempla principalmente la construccin de ambientes para laboratorio

y aulas. Las caractersticas estructurales del proyecto son principalmente las

siguientes:

- Material predominante: concreto armado.

- Sistema estructural: aporticado con muros de corte.

2.00 INVESTIGACIONES REALIZADAS

2.01 Topografa de la zona.

En general, la topografa de la zona es plana.

2.02 Geologa, Geomorfologa y Sismicidad de la zona.

Considerando que el suelo es el soporte fsico de las actividades constructivas es

importante el conocimiento de la geologa del lugar, pues as podemos reconocer

los fenmenos naturales que pueden afectar el proyecto y determinar las

propiedades fsicas del suelo.

Se consult la literatura sobre la geologa y sismicidad de la zona en estudio, la

cual consisti principalmente en el mapa geolgico del cuadrngulo de Lima

(lmina 25-i del mapa geolgico del Per) del Instituto Geolgico, Minero y

Metalrgico (INGEMMET) y el mapa de distribucin de mximas intensidades

ssmicas observadas en el Per del Dr. Alva Hurtado.

2.02.01 Geologa de la Zona

Considerando que el suelo es el soporte fsico de las actividades

constructivas es importante el conocimiento de la geologa del lugar, pues

as podemos reconocer los fenmenos naturales que pueden afectar el

proyecto y determinar las propiedades fsicas del suelo.

La formacin de suelos en la zona en estudio se ubica dentro del eratema

del cenozoico del sistema cuaternario de la serie reciente con suelos

predominantemente arenosos o gravosos, generados por depsitos fluviales

(Qr-al) del cono deyectivo del Ro Rmac. Presenta fragmentos de grava de



forma redondeada (cantos rodados), lo cual certifica su procedencia fluvial.

Se muestra una resea geolgica del sector en la Figura-01 y Figura 02,

que se encuentran en el anexo III al final del presente informe. Bajo este

manto de suelo subyace el estrato rocoso, correspondiente a la unidad

estratigrfica Volc. Huarangal del Grupo Casma (Kim-h), consistente en

rocas sedimentarias con buzamiento hacia el Oeste (evidencia del anticlinal

de Lima).

2.02.02 Geomorfologa de la zona en estudio.

Los aspectos geomorfolgicos proporcionan informacin til para

comprender las diferentes geoformas de la corteza terrestre y permite ubicar

el terreno en su condicin para el uso que se requiere.

La Super Unidad Geomorfolgica que corresponde a esta regin se

denomina Regin Costera que estara cortada por valles transversales al

mar. La llanura fluvio-aluvial as formada se encuentra comprendida por una

planicie costanera angosta, frente al litoral rellenada por los materiales

acumulados por las quebradas que discurren directamente al mar, donde se

encuentran amplias superficies cubiertas por gravas y arenas provenientes

del transporte y sedimentacin del ro Rmac.

El terreno donde se proyecta la construccin del Laboratorio N 15 de la

Facultad de Ingeniera Quimica y Textil de la UNI, se encuentra en lo que se

denominan terrazas aluviales (Ver Figura N 7 en anexo II Plano

geomorfolgico de la ciudad de Lima. Fuente: Cismid Universidad Nacional

de Ingeniera).

2.02.03 Sismicidad de La Zona

El territorio Peruano, pertenece al Crculo de Fuego del Pacfico, que

comprende las zonas de mayor actividad ssmica en el mundo. Esta

actividad ssmica es debida principalmente al proceso de subduccin de la

placa de Nazca bajo la Sudamericana, presente de Norte a Sur en su borde

Oeste, con una velocidad relativa de 8 cm/ao. El margen Oeste de

Sudamrica, donde la litosfera ocenica subduce bajo la continental, es uno

de los ms activos y de los bordes de placa el mayor en la Tierra, siendo su

alta velocidad de convergencia la que permite que se genere un fuerte



acoplamiento entre ellas, produciendo sismos de diferentes magnitudes a

diversos niveles de profundidad. Como resultado de este proceso se ha

formado la fosa peruano-chilena y la Cordillera Andina en diferentes

perodos orognicos.

Conforme lo mencionado en la norma sismo-Resistente E-030, el pas se

encuentra dividido en las tres zonas siguientes:

Zona 1.- Comprende la ciudad de Iquitos, y parte del Departamento

de Iquitos, parte del Departamento de Ucayali y Madre de Dios; en

esta regin la sismicidad es baja.

Zona 2.- En esta zona la sismicidad es meda. Comprende el resto de

la regin de la selva, Puno, Madre de Dios, y parte del Cusco. En esta

regin los sismos se presentan con mucha frecuencia, pero no son

percibidos por las personas en la mayora de las veces.

Zona 3.- Es la zona de ms alta sismicidad. Comprende toda la costa

peruana, de Tumbes a Tacna, la sierra norte y central, as como,

parte de ceja de selva; es la zona ms afectada por los fenmenos

telricos.

El terreno asignado al proyecto se encuentra ubicado en la Zona 3,

correspondindole una Sismicidad alta con intensidad mayor de VII en la

escala modificada de Mercalli. Los registros histricos dan una aceleracin

de la gravedad del terreno de hasta 0.34g. El factor de zona Z se interpreta

como la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10% de

ser excedida en 50 aos.



ZONIFICACION SISMICA DE ACUERDO AL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

Las fuerzas ssmicas horizontales cortantes en la base pueden calcularse de

acuerdo a lo indicado en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

R

PCSUZV

xxxx

Donde:

V = CORTANTE BASAL

Z= FACTOR DE ZONA

U= FACTOR DE USO

S= FACTOR DE AMPLIFICACION DEL SUELO

C= FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA



R =COEFICIENTE DE REDUCCION

P= PESO DE LA EDIFICACIN

De acuerdo a lo observado en las exploraciones de campo, al resultado de

los ensayos de laboratorio y a lo indicado en el Mapa de Zonificacin ssmica

de la ciudad de Lima publicado por el CISMID- UNI (ver figura N 5), se

observa que el perfil de suelo para la zona de estudio se clasifica (conforme

a lo descrito en la norma E-030 del Reglamento Nacional de Edificaciones,

referente al diseo sismo resistente), como S1, el cual corresponde a perfiles

de suelo rigidos. De acuerdo a ello, se establece los parmetros ssmicos

indicados en el cuadro I, cuyo valor del periodo es ms conservador que el

publicado por el CISMID- UNI y que se anexa en la figura N 5 (isoperiodos

de la ciudad de Lima).

CUADRO I

COEFICIENTES SISMICOS

Zona 3 Z 0.4

Factor de uso U 1.5

Factor de amplificacin de suelo S 1.0

Perodo Predominante Tp 0.4 seg

2.03 Geotecnia de la zona de trabajo.

2.03.01 Investigacin de campo

Los trabajos de exploracin de campo, fueron realizados por personal

del consultor, para tal efecto se excavaron tres (03) calicatas, denominadas

C-1, C-2 y C-3 (ver Cuadro II), distribuidas adecuadamente en la zona de

estudio, tal como se muestra en el plano de ubicacin de calicatas (ver Plano

de ubicacin de calicatas en anexo III lmina UC-01 y anexo IV -

fotografas), alcanzndose profundidades mximas de hasta 3.00m. Estos



pozos exploratorios nos han permitido establecer la configuracin

estratigrfica de la zona caracterizando el tipo de suelo de la misma, as

como obtener las correspondientes muestras disturbadas necesarias para la

realizacin de los ensayos de laboratorio tendientes a conocer las

caractersticas fsicas mecnicas de la zona.

No se encontr el nivel fretico hasta la profundidad explorada. Conforme al

Mapa de los acuferos de la ciudad de Lima, preparado por el CISMID UNI,

en la zona de estudio el nivel fretico se clasifica como profundo; Esto es, se

encuentra por debajo de los 10m de profundidad. (Ver Fig. 4 en anexo III).

Paralelamente al muestreo se realiz el registro de cada una de las

calicatas, cuyos perfiles estratigrficos correspondientes se anexan al

presente informe (Ver anexo I).

CUADRO II

RELACION DE CALICATAS

2.03.02 Ensayos de Laboratorio

Con la finalidad de determinar las caractersticas fsicas y mecnicas de los

suelos subyacentes encontrados en la exploracin de campo se procedi a

la respectiva recoleccin de muestras disturbadas con la finalidad de realizar

las correspondientes pruebas de laboratorio. Las pruebas se realizaron en

los laboratorios de mecnica de suelos de la Universidad Nacional Agraria

La Molina y MARDYER INGENIEROS CONSULTORES, conforme a las

normas ASTM. Se realizaron los ensayos qumicos (contenido de sulfatos y

cloruros) para determinar la agresividad qumica de los suelos de la zona. En

los cuadros III y IV se describen los ensayos realizados.

CALICATA

N UBICACIN

PROF.

(m)

C-1 COORDENADAS: 277,163E, 8670,066N 3.00m





CUADRO N III

RECOLECCIN DE MUESTRAS PARA ENSAYOS DE LABORATORIO

CUADRO N IV CALICATAS EXCAVADAS Y ENSAYOS REALIZADOS

CALICATA PROFUNDIDAD ENSAYOS

C-1 3.00m Estndar

C-2 3.00m Estndar + ensayo qumico

C-3 3.00m Estndar + corte directo

Los resultados se muestran en el anexo II Resultados de los Ensayos de

Laboratorio.

2.03.03 Clasificacin de suelos

Las muestras ensayadas se clasificaron de acuerdo al sistema de AASHTO

(AMERICAN ASOCIATION OF STATE HIGWAY AND TRANSPORTATION

OFFICIALS), y por el sistema SUCS (SISTEMA UNIFICADO DE

CLASIFICACION DE SUELOS), tal como se muestra en el cuadro V.

ENSAYO NORMA N DE

PRUEBAS ASTM AASHTO

Recoleccin de muestras D 420 T 86 06

Granulometra D 422 T 77 06

Lmite lquido D 4318 T 89/90 03

Lmite plstico D 4318 T 89/90 03

Ensayo de corte directo D - 380 01

Contenido de sulfatos, cloruros y sales solubles totales en el suelo

BS1377 Parte 3

01



CUADRO N V CLASIFICACION DE SUELOS

De los resultados obtenidos se constata la presencia, hasta la profundidad

alcanzada, de suelos predominantemente arenosos, bajo el cual, a la

profundidad media de 1.00m se encuentra el estrato gravoso.

2.03.04 Perfiles Estratigrficos

Las calicatas realizadas nos han permitido identificar los tipos de suelos

existentes en la zona de estudio, hasta la profundidad alcanzada (3.00m). En

trminos generales el suelo de la zona en estudio est constituida por dos

estratos: una capa de suelo predominantemente arenoso, bajo el cual se

encuentra el estrato de mayor rigidez compuesto por una mezcla de gravas y

arenas con predominancia del material gravoso. En la calicatas excavada se

encontr una primera capa de material predominantemente arenoso,

caracterizando al suelo como SP-SM / SP / SW, bajo el cual subyace el

estrato gravoso, consistente en cantos rodados en matriz arenosa con bajos

contenidos de limos, cuya clasificacin SUCS es GP / GP.

Se resea brevemente la estratigrafa de las exploraciones:

C 1 . Superficialmente encontramos una capa de cubierta vegetal de

0.20m de espesor, bajo el cual se encuentra una capa de arena de 0.90m de

espesor, mal graduada (D10 = 0.105, D30 = 0.210, D60 = 0.530, Cu = 5.032 y

CALICATA N C-1 C-2 C-3

M-1 M-2 M-1 M-2 M-1 M-2

Profundidad (m) 0.90m 3.00m 1.20m 3.00m 1.00m 3.00m

Retenido T. N 4 3.3% 68.3% 45.0% 67.4% 21.5% 59.1%

Pasa T. N 200 6.2% 3.0% 3.4% 2.7% 1.0% 1.7%

L.L.. 11.9% N.P. 12.8% N.P. 11.0% N.P.

L.P. 8.6% N.P. 5.5% N.P. 6.8% N.P.

I.P. 3.3% N.P. 7.3% N.P. 4.2% N.P.

S.U.C.S. SP-SM GW SW GP SP GP

AASHTO A-1b(0) A-1a(0) A-1a(0) A-1a(0) A-1b(0) A-1a(0)



Cc = 0.790), de color marrn claro, ligeramente hmeda y de consistencia

firme. Presenta ligera cantidad de limos de baja plasticidad (LL=11.9%,

LP=8.6%, IP=3.3%). Su clasificacin en el sistema SUCS requiere

smbolo doble y es SP-SM y A-1b(0) en el sistema AASHTO. Bajo esta

capa y hasta la profundidad explorada de 3.00m, presenta un estrato de

grava bien graduada (D10 = 0.172, D30 = 3.100, D60 = 21.500, Cu = 125.000 y

Cc = 2.599), de color marrn, ligeramente hmeda, de consistencia firme y

con ligera presencia de finos no plsticos (LL=NP, LP=N.P., IP=N.P.).

Presenta fragmentos gravosos de bordes redondeados, lo que evidencia su

transporte y procedencia fluvio aluvional. Su clasificacin en el sistema

SUCS es GW y A-1a(0). en el sistema AASHTO. No se observ el

nivel de la napa fretica hasta la profundidad excavada.

C 2. Se aprecia una capa de material de relleno contaminado, constituido

por: concreto, ladrillos, papeles, etc. hasta la profundidad de 0.40m.

Enseguida encontramos bajo este estrato y hasta la profundidad de 1.20m,

un material consistente en una mezcla de arenas y gravas con

predominancia del material arenoso y bien graduada en su conjunto, como

se puede determinar a paratir de los coeficiente de uniformidad y contraccin

obtenidos de su curva granulomtrica (D10 = 0.275, D30 = 0.970, D60 = 6.000,

Cu = 21.818 y Cc = 0.570). Presenta una pequea porcin de limos de baja

plasticidad (LL=12.8%, LP=5.5%, IP=7.3%). Su clasificacin en el

sistema SUCS es SW y A-1a(0) en el sistema AASHTO. Bajo esta

capa superficial de arena, desde la profundidad de 1.20m y hasta la

profundidad excavada de 3.00m, se encuentra el estrato de grava mal

graduada (D10 = 0.315, D30 = 3.975, D60 = 12.500, Cu = 39.683 y Cc = 4.013.

Es de color marrn y se le encontr con consistencia firme y hmedo.

Presenta ligera presencia de finos no plsticos (LL=NP, LP=N.P, IP=N.P).

Se observ fragmentos gravosos de forma redondeada (lo que confirma su

procedencia fluvial - aluvial) de tamao mximo 1 y bolones de 0.35m.

Su clasificacin en el sistema SUCS es GP y A-1a(0) en el

sistema AASHTO. No se observ el nivel de la napa fretica hasta la

profundidad excavada.



C 3. Superficialmente encontramos una capa vegetal de 0.15m de

espesor, con alto contenido de material orgnico. Luego, hasta la

profundidad de 1.00m, una primera capa de arena mal graduada (en la

muestra M-1 se tiene: D10 = 0.145, D30 = 0.215, D60 = 1.250, Cu = 8.621 y Cc

= 0.255) y con ligeras cantidades de limos de baja plasticidad (LL=11.0%,

LP=6.8%, IP=4.2%). Su clasificacin en el sistema SUCS es SP y

A-1b(0) en el sistema AASHTO. Bajo esta capa superficial de arena,

desde la profundidad de 1.00m y hasta la profundidad excavada de 3.00m,

se encuentra el estrato de grava pobremente graduada (como se puede

apreciar a partir de la curva granulomtrica: D10 = 0.585, D30 = 2.250, D60 =

10.115, Cu = 17.291 y Cc = 0.856. Es de color marrn, hmeda y de

consistencia firme. Presenta fragmentos redondeados (tipo canto rodado) de

TM 1. Asimismo presenta mnimas cantidades de material fino no plstico

(LL=N.P., LP=N.P., IP=N.P.). Su clasificacin en el sistema SUCS es

GP y A-1a(0) en el sistema AASHTO. No se observ el nivel de la napa

fretica hasta la profundidad excavada.

Se presentan los registros de exploracin en el anexo I.

3.00 CARACTERISTICAS DEL TERRENO DE FUNDACIN

El terreno de fundacin del Laboratorio N 15 de la F.I.Q.T. debe ser el estrato

gravoso, el cual est conformado por un material predominantemente gravoso con

clasificacin SUCS GP y A-1a(0) en el sistema AASHTO, de consistencia firme y

buenas condiciones de capacidad portante.

El suelo donde se ha proyectado la cimentacin de las estructuras presenta las

siguientes caractersticas:

Permeabilidad : media

Capilaridad : baja

Resistencia al corte en

estado seco : buena



Compresibilidad en

estado compacto : baja

4.00 ANALISIS DE LA CIMENTACION

Se presenta a continuacin el anlisis de la cimentacin, que incluye

recomendaciones para su diseo.

4.01 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION.

En base a estas caractersticas del suelo, las cargas estimadas de la

edificacin, la descripcin del perfil estratigrfico del sub-suelo y

considerando una cimentacin de tipo superficial, se recomienda una

profundidad mnima de cimentacin de 1.50m a partir del terreno natural,

en el estrato gravoso; Esto es, la cimentacin de las estructuras

proyectadas estar constituida por suelos clasificados como A-1a(0) en el

sistema AASHTO y GP / GW en el sistema SUCS. Las cimentaciones sern

superficiales del tipo zapatas aisladas y/o cimentaciones corridas,

desplantadas en el estrato de grava.

4.02 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE.

Analizaremos el estrato de grava para conocer su capacidad portante. Se

analiza la capacidad portante por la resistencia del terreno y la capacidad

portante por asentamiento.

4.02.01 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE POR RESISTENCIA Se ha determinado la capacidad portante admisible del terreno en base a

las caractersticas de resistencia del subsuelo y asumiendo dimensiones

para zapatas cuadradas de 2.00 x 2.00m de ancho. Para ello, se ha utilizado

la frmula de Terzaghi y Peck y sus modificaciones segn las siguientes

ecuaciones:



qu = Sc . c . Nc + Sq . y1 . Df . Nq + 0.5 . S . B . y2 . N ........................(1)

..SF

qq uadm ..................................................(2)

Donde:

qu = Capacidad ltima de carga

qad = Capacidad admisible de carga

c = Cohesin del suelo (Kg/cm2)

y1 = Peso unitario del suelo sobre el nivel de cimentacin

y2 = Peso unitario del suelo debajo del nivel de cimentacin

B = Ancho de la cimentacin (mt.)

Df = Profundidad de cimentacin = 1.50m

Nc, N, Nq = Factores de capacidad de carga en funcin de .

Sc, S, Sq = Factores de forma.

= Angulo de friccin interna del suelo

F.S. = Factor de seguridad = 4.0

Los factores de capacidad de carga son adimensionales y se han calculado

usando las expresiones siguientes (Caquot y Kerisel, 1953):

tgNN

ctgNN

tgeN

q

qc

tg

q

12

1

2452

Factores de forma de cimentaciones superficiales

Tratndose de cimentaciones de tipo superficial, los factores de forma se

calcularon de acuerdo a las siguientes ecuaciones (Vesic 1973):

Factores de capacidad de carga

............................(3)



Para cimentaciones rectangulares (zapatas):

Sc = 1 + (Nq /Nc) (B/l)

S =1 0.4 (B/l)

S =1 + tg (B/l)

Para cimentaciones corridas:

1 cq SSS .........................(5)

Donde:

l = largo de la cimentacin

Se tiene los siguientes datos:

= 1.80 gr/cm3 = 1.80 Ton/m3

Df = 1.50m

2.00m para cimentaciones rectangulares

B =

0.60m para cimentaciones corridas

De acuerdo al ensayo de corte directo realizado se tiene los siguientes

valores:

= 32.9

c = 0.00 Kg/cm2 = 0.00 Ton/m2

Reemplazando valores se obtiene:

En (3):

Nc = 38.30

N = 34.64

Nq = 25.78

............................(4)



Para cimentaciones rectangulares, en (4):

Sc = 1.67

S = 0.60

Sq = 1.65

CIMENTACION RECTANGULAR

Para Df = 1.50m (mnimo recomendado)

B=2.00m

En (1)

qu = 152.03 Ton/m2 = 15.20 Kg/cm

2

En (2)

qadm= 3.80 Kg/cm2

CIMENTACION CORRIDA

Para Df = 1.50m (mnimo recomendado)

B=0.60m

En (1)

qu = 88.30 Ton/m2 = 8.83 Kg/cm

2

En (2)

qadm= 2.21 Kg/cm2

4.02.02 CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO Se ha adoptado el criterio de limitar el asentamiento de la cimentacin a 1

pulgada (2.54 cm) de acuerdo a Terzagui y Peck. Para determinar el

asentamiento del cimiento se ha utilizado el mtodo elstico para el clculo

de asentamientos inmediatos.



f

S

i IE

uqBS

)1( 2 ..........................................(6)

Donde:

Si = Asentamiento inicial en cm

u = Relacin de Poisson

If = Factor de forma (cm/m)

ES = Mdulo de elasticidad de Young (ton/m2)

q = Presin de trabajo (ton/m2)

B = Ancho de la cimentacin

Para gravas : u = 0.15

If = 120cm/m

ES = 5,000 ton/m2

q = 38.0 ton/m2

B = 2.00 m

Reemplazando valores en (6):

Si = 1.8 cm

El asentamiento inmediato es prcticamente el asentamiento total por

tratarse de un suelo granular. Por otro lado, de acuerdo a la norma E-050 del

RNE el asentamiento diferencial de suelos granulares se puede estimar

como el 75% del asentamiento total. En este caso el asentamiento

diferencial sera: 1.3 cm.

Conforme al tipo de edificacin, la distancia mxima entre zapatas es 9.00m,

luego la distorsin angular es: 1.3/900 =1/673, el cual resulta menor que

1/500 que es el lmite seguro para edificios que no permiten grietas.



4.02.03 ANALISIS DE LOS RESULTADOS DEL CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

En base al anlisis anterior, considerando la capacidad admisible de

carga y el asentamiento, se observa que para los esfuerzos mximos

admisibles el asentamiento no supera el lmite mximo (1). Asimismo, el

asentamiento diferencial es menor al mximo tolerable.

Luego, se deber usar en el diseo de la cimentacin en general, el valor

de 3.8 Kg/cm2 como capacidad portante del terreno.

Se propone adoptar como valor para el diseo de la cimentacin de

las zapatas aisladas: 3.8 Kg/cm2 y 2.20 Kg/cm2 para el diseo de

cimentaciones corridas.

4.03 ANALISIS DE LA EXISTENCIA DE ATAQUE QUIMICO A LA

CIMENTACION.

De los resultados de laboratorio obtenidos en el ensayo de Contenido de

sulfatos en el suelo (ver anexo II Resultados de los ensayos de

laboratorio), realizado en la muestra M-2 de la calicata C-2 de 1.20 a 3.00m

de profundidad, que estar en contacto con elementos de concreto de la

estructura proyectada, se observa que existe solamente una cantidad en

grado leve de sulfatos y cloruros, por lo que se descarta lo posibilidad de

agresin qumica al concreto.



5.00 OBSERVACIONES

1. El terreno en estudio se encuentra ubicado en la facultad de Ingeniera

Qumica y Textil, Av. Tpac Amaru s/n, en el distrito de Rmac, en la

provincia y departamento de Lima.

2. El proyecto considera la construccin de un laboratorio N 15 de la facultad

de Qumica y Textil y aulas. Con esta consideracin, la estructura transmitir

cargas mximas al suelo de fundacin del orden de 120 Tn/columna.

3. No se encontr el nivel fretico hasta la profundidad alcanzada en las

exploraciones.

4. Se observa que, en el terreno asignado al presente proyecto, la distribucin

de las caractersticas del suelo en toda el rea en estudio es bastante

homognea y uniforme, tenindose clasificaciones similares para todas

las muestras ensayadas: SP-SM / SW / SP en el estrato superficial y GP /

GW para el terreno de fundacin, en el sistema S.U.C.S. Debido a la

homogeneidad del suelo y a la relativa pequea extensin de la superficie

estudiada, se ha practicado un solo ensayo qumico en la calicata C-2 y un

solo ensayo de corte directo, en la calicata denominada C-3, representativa

para todo el terreno estudiado.

5. Conforme a los ensayos qumicos realizados, no se tendr problemas de

ataque qumico por el bajo contenido de sales encontrados en el suelo,

considerado como leve en cuanto a la presencia de sulfatos y cloruros.



6.00 CONCLUSIONES

1. De acuerdo a los resultados de los trabajos de campo en las tres (03)

calicatas as como a la inspeccin realizada, se concluye que el subsuelo del

terreno en estudio, en donde se proyecta la cimentacin de las estructuras

del edificio, est conformado por material gravoso, cuya clasificacin

caracterstica en el sistema SUCS es GP /GW y en el sistema AASHTO

es A-1a(0). Este tipo de suelos se caracteriza por tener buena capacidad

portante.

2. De la misma manera se encontr que sobre la porcin superior del estrato

arenoso, en una potencia de 0.15 a 0.40m se encuentra contaminado, por lo

cual, este material deber ser removido en su integridad en los trabajos de

movimiento de tierras para la construccin de las cimentaciones de las

estructuras.

3. El suelo de la zona de estudio contiene cloruros y sulfatos en grado leve, lo

cual no compromete la durabilidad de las estructuras de concreto

proyectadas.

4. Por las excavaciones realizadas, se determina que la cimentacin de las

estructuras de las edificaciones proyectadas se efectuar en el estrato de

suelo gravoso, de consistencia firme. Los ensayos de laboratorio realizados

establecen que el material existente en la zona se clasifica como GP / GW

en el sistema SUCS, clasificacin que indica que tiene un aceptable

comportamiento como material de relleno y como suelo de fundacin.

5. El diseo de las cimentaciones proyectadas, deber utilizar los siguientes

parmetros:

Tipo de cimentacin: El tipo de cimentacin ser superficial, pudiendo

utilizarse zapatas aisladas o zapatas corridas.

Estrato de apoyo de la cimentacin: Se cimentar siempre sobre el

estrato gravoso. No se cimentar sobre relleno o en zona inestable o

agrietada.

Nivel de cimentacin: El nivel de cimentacin ser a una profundidad

mnima de 1.50m a partir del nivel de terreno natural.



Capacidad portante admisible del terreno: La capacidad admisible

mxima para ser considerado en el diseo es de 3.8 Kg/cm2 (zapatas

aisladas) y 2.20 Kg/cm2 (cimentaciones corridas).

Para la aplicacin de las normas de diseo sismo-resistente, deber

considerarse un perfil de suelo tipo S1 y los siguientes parmetros:

S = 1.0

Tp = 0.4 seg.



7.00 RECOMENDACIONES

1. Se recomienda usar cemento Portland tipo I, al no encontrarse sales en

cantidad suficiente para comprometer la durabilidad de las estructuras.

2. De ninguna manera deber cimentarse sobre material de relleno. Si se

encontraran bolsones de rellenos deber usarse falsos cimientos hasta

llegar al estrato gravoso.

3. El diseo de las estructuras deber ser efectuado por un profesional, en

base a los resultados del presente estudio, en los aspectos de capacidad

portante, estabilidad del terreno y parmetros de diseo sismo-resistente.

4. Cualquier dificultad no prevista en presente estudio deber ser resuelta

durante el proceso constructivo, atendiendo a las especificaciones tcnicas y

a lo previsto en el REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES.

5. Las conclusiones y los resultados de este estudio slo son vlidas para la

zona investigada y con fines de cimentacin. Su uso en zonas diferentes o

para otros fines no es responsabilidad del suscrito.

inf. geo. fiqt

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