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SECCONSAR s.r.l. LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS SERVICIOS CONSTRUCCIÓN Y CONSULTORIA Francia 105 Hunter –Arequipa Telf.440866
Avda. Nicolas Arriola Bloque I-102 –Urb. Rumihuasi – La Victoria- Lima www.gruposeccons.com
MEMORIA Estudio Geotécnico: “0103618_HU_COLCABAMBA ”
ESTUDIO GEOTECNICO
MEMORIA DESCRIPTIVA
PROYECTO: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA””
SOLICITA: LLEEAADDCCOOMM PPEERRUU SSAACC
Octubre del 2,014
SECCONSAR s.r.l. LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS SERVICIOS CONSTRUCCIÓN Y CONSULTORIA Francia 105 Hunter –Arequipa Telf.440866
Avda. Nicolas Arriola Bloque I-102 –Urb. Rumihuasi – La Victoria- Lima www.gruposeccons.com
MEMORIA Estudio Geotécnico: “0103618_HU_COLCABAMBA ”
ESTUDIO GEOTECNICO
PROYECTO:: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA““
CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES
1.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO 1.2 NORMATIVIDAD 1.3 UBICACIÓN DEL PROYECTO 1.4 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO 1.5 CONDICIÓN CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA
2.0 GEOLOGIA GEOMORFOLOGIA Y SISMICIDAD
2.1 GEOLOGIA LOCAL 2.2 CARACTERISTICAS DE LA ROCA DE FUNDACION
3.0 SISMICIDAD 4.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION 5.0 INVESTIGACIÓN DE CAMPO 6.0 ESTRUCTURAS DE CIMENTACION
6.1 TIPO DE EDIFICACION 6.2 CIMENTACION TIPO
7.0 ENSAYOS DE LABORATORIO 8.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
8.1 DESCRIPCION DE LA ESTATIGRAFIA 9.0 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN
9.1 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION 9.2 TIPO DE CIMENTACION 9.3 CÁLCULO Y ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA 9.4 ASENTAMIENTOS
10.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION.
10.1 RESULTADOS DE ANALISIS
11.0 NIVEL DE NAPA FREATICA 12.0 CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS FOTOGRAFIAS ANEXOS (ENSAYOS ESTANDAR)
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MEMORIA Estudio Geotécnico: “0103618_HU_COLCABAMBA ”
ESTUDIO GEOTECNICO
MEMORIA DESCRIPTIVA
PROYECTO: ““00110033661188__HHUU__CCOOLLCCAABBAAMMBBAA””
1.0 GENERALIDADES
1.1 OBJETIVO DE ESTUDIO
El objetivo del presente Informe Técnico es realizar el Estudio Geotécnico con fines de
Cimentación del subsuelo del terreno en el cual se construirá el proyecto para el
emplazamiento de una antena de transmisión y estructuras convencionales en el
terreno de dirección señalada en el numeral (1.3). El objeto del presente trabajo es
determinar las principales características físicas y mecánicas del suelo para el diseño
de la cimentación y algunas recomendaciones para su construcción y mantenimiento.
1.2 NORMATIVIDAD.-
Los estudios están en concordancia con: Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones
del Reglamento Nacional de Edificaciones.
1.3 UBICACIÓN DEL PROYECTO.-
Dirección : Cerro Huamnahuillca
Coordenadas : Lat. : -12.367023ºS
Long: - 74.694761ºO
Distrito : Colcabamba
Provincia : Tayacaja
Departamento : Huancavelica
1.4 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO.-
La zona de estudio es accesible desde la ciudad desde el Distrito de Colcabamba
hasta el centro poblado de Huancayoccasa via trocha carrosable para luego por
camino de herradura en 1.5 hrs. acceder al site.
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1.3 CONDICIÓN CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA.-
Predomina el frío soportable, con amplia oscilación entre el día y la noche, y entre el
sol y la sombra. La temperatura media anual máxima es 16,2 ºC y la mínima 2,3 ºC.
Su temperatura promedio anual es de 10 ºC.
Durante el año se distinguen épocas diversas; así hay una época bien definida de
“estación de lluvias” (noviembre a abril); una época intermedia al inicio de las
lluvias (septiembre) y al final de las lluvias de mayo, y una “estación seca” (junio a
septiembre). Las variaciones en cuanto a las precipitaciones, ocurren no sólo a lo
largo del año, sino también entre los años, ya que pueden presentarse años con
condiciones secas, intermedias y lluviosas.
La altitud promedio de la zona es de 3687 m.s.n.m.
2.0 GEOLOGÍA DEL AREA EN ESTUDIO
GEOLOGÍA LOCAL.
Rocas Intrusivas
Las rocas intrusivas afloran en diversos lugares de la hoja de Pampas ocupando
alrededor del 20% de su superficie. El tamaño de plutones varía desde pequeños
“stocks” hasta dimensiones batolíticas además ocurren numerosos diques y apófisis
que por sus reducidas dimensiones no figuran en el mapa. Los intrusivos
predominantes son de composición granítica en menor proporción se encuentran
rocas Dioritas y dacíticas.
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CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA DE FUNDACIÓN
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS:
CARACTERIZACION DE LA ROCA Origen Intrusiva Color Pardo Denominación "DIORITA" Minerales principales Cuarzo,Plagioclasa, ortoza Minerales secundarios Piroxeno, Biotita Tamaño del Grano Medio Resistencia Medianamente Dura Fractura Irregular Alteración Moderada Matriz - Clastos - Porosidad 1.76 Gravedad Específica 2.67 Reacción al ácido ClH No
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:
Dureza : En la escala de Mohs de acuerdo a los minerales
constituyentes va de 4 a 5.
Resistencia : 667 kg/cm2 a la compresión simple.
Durabilidad : La meteorización moderada por lo que no repercutirá en la
vida útil de la obra civil proyectada.
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CLASIFICACION GEOMECANICA.
CLASIFICACION GEOMECANICA
PARAMETRO DESCRIPCION VALUACION
1 Resistencia a la compresion uniaxial 7
2 Indice de Calidad de la Roca RQD 8
3 Espaciamiento de Discontinuidades 84 Estado de Fisuras Continuidad 2
Abertura 1
Rugosidad 1 Relleno 4 Alteración 35 Agua freática 106 Orientación de la Discontinuidad 0
Valor de RMR 44RMR TIPO (*)CONDICION
100-81 I Roca muy buena
80-61 II Buena roca
60-41 III Roca Regular
40-21 IV Roca Mala
<20 V Roca muy mala
(*) Clasificacion CSIR (Bieniawsky)
3.0 SISMICIDAD
El Perú por estar comprendido como una de las regiones de más alta actividad
sísmica, forma parte del Cinturón Circumpacífico, que es una de las zonas sísmicas
mas activas del mundo.
De acuerdo al Mapa del Reglamento Nacional de Edificaciones Normas de Diseño
Sismo-resistente [2] y del mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas
observadas en el Perú y basándose en isosistas de sismos peruanos y datos de
intensidades puntuales de sismos históricos y recientes sismos, se concluye que el
área de estudio se encuentra dentro de la Zona de mediana Sismicidad (Zona 2) por
lo que se deberá tener presente la posibilidad de que ocurran sismos de mediana
magnitud, con intensidades de IV a VII en la Escala de Mercalli Modificada.
Según las características geológicas y de acuerdo al Reglamento Nacional de
Edificaciones, se tiene:
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• CLASIFICACION TIPO DE SUELO DE CIMENTACION TIPO S1
• PERIODO PREDOMINANTE DE VIBRACION DEL SUELO Ts = 0.4
• FACTOR DE SUELO: S = 1.0
4.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION
• TIPO DE CIMENTACION: ZAPATAS AISLADAS ó LOSA CIMENTAC.
• ESTRATO DE CIMENTACION: Roca “Diorita”
• PARAMETROS DE DISEÑO PARA LA CIMENTACION
o PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION :
ZAPATA AISLADAS : 1.80 m.
• PRESION ADMISIBLE : 10.21 kg/cm2
• AGRESIVIDAD DEL SUELO DE CIMENTACION
Los contenidos de Sales Solubles Totales no son perjudiciales al concreto, por lo
que se utilizará Cemento Pórtland Tipo I ó IP.
5.0 INVESTIGACIÓN DE CAMPO.
Los trabajos de campo se realizaron a cielo abierto. Debido a la uniformidad de los
materiales se excavo una (01) calicata de 1 m2 de área (cuadro N°2).
La finalidad de estas labores fue de investigar el subsuelo de cimentación que
recibirá las cargas de la estructura a construirse. De la calicata se obtuvo muestras
según los estratos presentes para realizar los ensayos y análisis correspondientes.
Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploración, en los que se
indica las diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de
suelo, espesor del estrato, color, humedad, consistencia, etc.
Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:
CUADRO Nº 2 CALICATAS
CALICATA Nº PROFUNDIDAD (m)
C-1 -0.30 m
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6.0 ESTRUCTURAS DE CIMENTACION
6.1 TIPO DE EDIFICACION.
La edificación típica se caracteriza por estar constituida por una antena de
transmisión.
6.2 CIMENTACION TIPO
De acuerdo a los parámetros estandarizados de las cimentaciones típicas se prevé
que esta sea constituida por cimientos corridos, zapatas corridas y/o zapatas
aisladas ó losa de cimentación.
7.0 ENSAYOS DE LABORATORIO.
Las muestras obtenidas de las calicatas clasificadas como representativas fueron
remitidas al laboratorio con el objeto de identificación y posterior clasificación
según sus propiedades físicas y mecánicas según los ensayos especiales requeridos.
Ensayos Estándar.-
Los ensayos de laboratorio siguientes se han realizado según lo estipulado por las
normas ASTM siguientes:
Análisis Químicos para determinar contenido de sales solubles totales ASTM D-
1889.
Contenido de Sulfatos,
Gravedad Específica, porosidad,
Compresión Axial en rocas.
8.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS.
Los perfiles geológicos y la determinación de las propiedades de los estratos se han
determinado de acuerdo a las investigaciones de campo, es decir 01 exploraciones y
a partir de la descripción visual-manual (ASTM D 2488), el cual se adjunta al
presente, de esto se puede concluir que por lo observado según las exploraciones
practicadas en el lugar de emplazamiento los materiales rocosos se encuentran
masivamente en la zona de proyecto (Ver Registro de Excavaciones), de acuerdo a
las exploraciones se concluye que estos materiales se correlacionan con la geología
descrita en el cuadrángulo correspondiente los cuales asimismo presentan gran
potencia.
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8.1 DESCRIPCION DE LA ESTRATIGRAFIA.
Como se indica en el párrafo anterior la estratigrafía que presenta el subsuelo es
uniforme.
Exploración 1:
a) De 0.00 m. a 0.10m.: Cobertura superficial de coloración marrón negrusco,
conformado principalmente por limos y arcillas de mediana con material
orgánico.
b) De 0.10 m. a 0.30m.: Capa compuesta por material rocoso disgregado con
material fino arcilloso.
c) De 0.30m. a mayor profundidad: Substrato rocoso de origen igneo
compuesto por roca denominada "Diorita”, de color grisáceo. La roca se
encuentra masivamente en el área de estudio en forma de bloques medianos a
grandes, estratificada, alterada e intemperizada superficialmente; presenta
fisuras de distribución errática las que presentan material fino rellenas con
material fino.
En el nivel de excavación no se ha determinado napa freática.
9.0 ANÁLISIS DE CIMENTACIÓN.
9.1 PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN.-
De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles, registros
estratigráficos y características de las estructuras típicas de cimentación se prevé
que el estrato en el que se apoye la estructura de cimentación sea el clasificado
como ROCA a la profundidad de 2.00 m. para la cimentación del tipo zapatas ó losa
de cimentación. En cualquier caso se deberá alcanzar el substrato rocoso.
9.2 TIPO DE CIMENTACION.-
Dada la naturaleza del terreno a cimentar y las características estructurales de la
futura edificación se prevé que la cimentación a utilizar sea del Tipo Superficial es
decir Losa de cimentación ó zapatas aisladas.
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9.3 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE.-
De la misma manera que en cimentaciones en suelos se calcula la carga de
hundimiento utilizando el criterio de Mohr-Coulomb, se puede obtener la carga que
produce deformaciones plásticas en un macizo rocoso según el método analítico
desarrollado por Serrano-Olalla (2001) basado en el criterio modificado de Hoek-
Brown. El método es aplicable cuando el macizo rocoso es homogéneo e isotropo, es
decir los grupos I,IV y V según la siguiente figura.
Fig.1.Representación simplificada de
la influencia de la escala en el
comportamiento del macizo rocoso
para cimentaciones superficiales.
A continuación se presenta los parámetros de resistencia según Hoek-Brown [8] y el
proceso de cálculo de la capacidad portante según Serrano-Olalla [7].
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El proceso de cálculo de los parámetros y demás se han realizado según la
metodología descrita en la referencia [7].
Para estructuras tipo TAT 42m. estándar similares a la proyectada se tienen:
CARGA COMPRESIÓN 157.57 Tn CORTANTE 4.4 Tn MOMENTO 120.90Tn-m Inclinación de la Carga (Ө) 1.60º
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CRITERIO DE SERRANO OLALLA
Inclinación del Talud 0.000 º Inclinacion de la Carga 1.600 º
Esf. Efectivos
Peso Vol. (γi) tn/m3 Espesor Considerado
(m) Esf. Efectivos
Suelo 1.50 0.30 0.45 Tn/m2
Roca 2.67 1.50 4.01 Tn/m2
Esfuerzos efectivos= 4.46 Tn/m2
Peso Específico γ= 2.67 Tn/m3
Profundidad de Desplante Df= 1.80 m
Geological strenght Index GSI 40
Parámetro "m" rocas intactas mi = 26
Compresión simple de la roca. σci = 65.39 MPA
Factor de Alteración D= 0.00
Nβ = 4.2713 s = 0.00127
a= 0.511
mb = 3.050
Parámetros de Cálculo
Aa= 8.741
Strength modulus βn = 24.035 MPA
Rock mass toughness ζn= 0.001135
Carga Externa σ1 = 0.04 MPA
Carga Normalizada σ1* = 0.0030 * Fact.Estadistico Var.Paramet.Rocas Fp = 30.00
Fact.Probabilidad Rotura Frágil Fm = 3.42
Fact. Seguridad Total F = 102.54
Carga de Hundimiento Ph= 102.635 MPA Carga Admisible qadm.= 1.001 MPA ó 10.21 kg/cm2
El valor de la capacidad admisible estará dado por
qad= Ph /F
Por lo que la capacidad portante admisible para profundidades del orden de 1.80m
se estima en:
qad= 10.21 kg/cm2.
9.4 ASENTAMIENTOS
Debido a la naturaleza del estrato de apoyo y al tipo de estructura (distribución de
esfuerzos) no existirán asentamientos ya que la roca es prácticamente
incompresible con relación a los esfuerzos solicitados.
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10.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION.
10.1 RESULTADOS DE ANALISIS
El contenido de sales solubles totales así como sulfatos en el suelo superficial como
solución no son perjudiciales al concreto [2]. Estos resultados permiten concluir
que la presencia de agentes nocivos al concreto no ocasionará ataque a la estructura
de cimentación por lo que se recomienda el uso de cemento Tipo I ó IP como el
adecuado.
11.0 NIVEL DE NAPA FREATICA
No se ha determinado la existencia de Napa Freática.
12.0 CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES Y ANEXOS
De lo estudiado se puede concluir:
• No existe nivel freático a la profundidad de exploración.
• Respecto a la sismicidad del área de estudio, ésta se encuentra ubicada dentro
la Zona Nº 2 (Zona de mediana Sismicidad), por lo que se deberá tener
presente la posibilidad de que se presenten sismos de mediana magnitud, con
intensidades de IV a VII en la Escala de Mercalli Modificada.
• En lo que respecta a la Geodinámica Externa, el suelo de fundación no estará
sujeto a socavaciones, menos a deslizamientos, así como no se ha encontrado
evidencias de hundimiento ni levantamientos en el terreno. Asimismo en el
área de estudio no presenta en la actualidad riesgo alguno como posibles
aluviones, huaycos, deslizamientos de masas de tierras, o inundaciones, etc.
• El contenido de sales solubles así como los sulfatos presentes en el material
superficial no es perjudicial al concreto, por lo que se recomienda usar
Cemento Tipo I ó IP.
• La gravedad específica determinada del estrato rocoso es del orden de 2.67 y
tiene una porosidad de 1.76% .
• El estrato de apoyo se caracteriza por estar conformado por roca clasificada
como regular según la clasificación Geomecánica, denominada “Diorita”, que
se presenta en forma masiva en forma de bloques medianos a grandes,
estratificada, alterada e intemperizada, fracturada, de resistencia a la
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compresión 667 kg/cm2 cuya capacidad portante es del orden de 10.21
kg/cm2.
• En las condiciones que se presenta la roca, esta es resistente a la excavación
manual, por lo tanto se recomienda el uso de explosivos de carga pequeña o
maquinaria. De acuerdo a su estado en el sitio la roca clasifica como roca fija
en bloques de variados tamaños debido al fracturamiento superficial que
presenta.
• Debido a las características de la capa superficial y de la roca en el nivel de
cimentación se recomienda que la estructura de cimentación sea del tipo
zapatas o losa en la profundidad de desplante de 2.00m. En cualquier caso se
deberá alcanzar el substrato rocoso.
• Todo relleno deberá ser compactado al 95% de la Densidad Máxima del
material a utilizar, el cual deberá estar libre de elementos dañinos al concreto y
acero.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1.- BOLETIN GEOLOGICO: GEOLOGIA DE LOS CUADRANGULO DE
HUANCAVELICA - INGEMMET
2.- REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES
NORMA E030 - DISEÑO SISMORRESISTENTE MTC
REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES
MORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN E-060 ININVI 1989
3.- CONCRETE MANUAL BUREAU OF RECLAMATION
US DEPARTMENT OF THE INTERIOR WAS. 1966
4.- MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA
TERZAGHI- PECK-G.MESRI 1996
5.- INGENIERIA DE CIMENTACIONES
MANUEL DELGADO VARGAS 1999.
6.- ULTIMATE BEARING CAPACITY OF ROCK MASSES BASED ON THE
MODIFIED HOEK BROWN CRITERION
SERRANO A.,OLALLA C. 2000
7.- UNITED STATES ARMY CORPS OF ENGINEERS USACE 2000
8.- ROCLAB SOFTWARE
ROCK SCIENCE 2001
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FOTOGRAFIAS
Área de estudio:
CALICATA: Exploración 1.
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Obsérvese el afloramiento rocoso
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FOTOS DE ENSAYOS
Gravedad Específica Carga puntual
Sulfatos