Ems

Curso: Cimentaciones

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

INFORME Nº 004-2013-UNAP-FICA-IC-C/EHT

PARA : Ing. Samuel Huaquisto G.

Docente del curso de Cimentaciones.

ASUNTO : Remito trabajo encargado del curso de Cimentaciones tema (EMS)

FECHA : 21 de Mayo del 2,013.

Tengo el agrado de dirigirme a su despacho con la finalidad de informarle sobre el trabajo

encargado del curso de cimentaciones tema Estudio de Mecánica de Suelos (EMS)

Primero.- De acuerdo a las normas de E-050 se ha realizado los trabajos de ESTUDIO GEOTECNICO

CON FINES DE CIMENTACIONES.

Segundo.- El presente trabajo está dirigido para realizar el proyecto “CONSTRUCCION DE AULAS Y

LABORATORIOS PARA LA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA” de la Universidad Nacional del

Altiplano de Puno.

Es todo lo que puedo informar a usted, señor docente en honor a la verdad.

Atentamente,

………………………………………………………..Eustaquio Huancoello Ticona

Cód. 952701


ESTUDIO GEOTECNICO CON FINES DE CIMENTACION

PARA EL PROYECTO

“CONSTRUCCION DE AULAS Y LABORATORIOS PARA LA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA”

MEMORIA DESCRIPTIVAINTRODUCCION.-

La primera casa superior de estudios de nuestra región, Universidad Nacional de Altiplano, a través

de su dependencia administrativa, la Oficina de Arquitectura y Construcción dentro de su plan

director tiene previsto la “CONSTRUCCION DE LAS AULAS Y LABORATORIOS PARA LA FACULTAD

DE INGENIERIA QUIMICA DE LA UNA PUNO”, requiriendo conocer la capacidad portante del suelo

y los posibles asentamientos que pudieran ocurrir con el tiempo, solicita el estudio geotécnico

para el proyecto mencionado, para lo cual se realizó 03 calicatas adecuadamente distribuidos y

extraer las correspondientes muestra para dicho estudio.

La Oficina de Arquitectura y Construcción, ha solicitado la realización del estudio geotécnico con

fines de cimentación del proyecto: CONSTRUCCION DE AULAS Y LABORATORIS PARA LA FACULTAD

DE INGENIERIA QUIMICA DE LA UNA-PUNO, el mismo que estará situado en la Ciudad Universitaria

de la UNA d la ciudad de Puno, edificio que constara de 4 niveles, construido en estructura de

concreto armado y con muros de albañilería, con luces promedio entre pórticos de 5.16 m. según

consta en los planos proporcionados por la Oficina de Estudios de la OAC y será destinado a aulas y

laboratorios para los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Química.


OBJETIVOS DEL ESTUDIO:

OBJETIVO GENERAL:

Realizar el Estudio Geotécnico con fines de Cimentación del proyecto: CONSTRUCCION DE AULAS Y

LABORATORIS PARA LA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA DE LA UNA-PUNO.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Los objetivos específicos del estudio, son los siguientes:

Reconocer el terreno

Recopilar información

Ubicar y ejecutar los puntos de exploración

Tomar las muestras inalteradas y alteradas

Ensayos especiales

Localización del nivel freático

Ejecución de ensayos de laboratorio

Interpretación de los ensayos de campo y laboratorio

Obtener el perfil estratigráfico del suelo

Análisis de la cimentación

o Calculo de la capacidad portante del suelo (qa)

o Calculo de los posibles asentamientos

Conclusiones y recomendaciones

INFORMACION PREVIA

UBICACIÓN DEL PROYECTO.-

Proyecto: “CONSTRUCCION DE AULAS Y LABORATORIS PARA LA FACULTAD DE INGENIERIA

QUIMICA DE LA UNA-PUNO”, se encuentra ubicado

Departamento : Puno

Provincia : Puno

Distrito : Puno


Localidad : Ciudad Universitaria

Colindancias de proyecto:

NOTE : Acceso vehicular a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia

SUR : Acceso vehicular a la Facultad de Ciencias Agrarias

ESTE : Acceso vehicular a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia

Oeste : Pabellón de la Escuela profesional de Ingeniería Agroindustrial.

DATOS DEL TERRENO A INVESTIGAR

a) El proyecto cuenta con el plano de ubicación en la ciudad universitaria y accesos

b) La topografía del terreno en estudio es prácticamente horizontal, teniendo una pendiente

menor al 3%

c) El uso anterior del terreno es de área abierta

d) Legalmente el terreno es de propiedad de la Universidad Nacional del Altiplano de la

ciudad de Puno.

DE LA OBRA A CIMENTAR

La construcción de la edificación será de 4 niveles y se desplantara en un área de

219.50 m2, se ha tomado como nivel de referencia la cota +0.00 ubicada en la

vereda del actual pabellón de laboratorios de la facultad de Ingeniería Química.

El tipo de estructura que se plantea es una construcción de concreto armado con

muros de albañilería, con luces promedio entre pórticos de 5.16 m. con una carga

promedio aproximado para la columna más cargada de 144 Tn.

Por las características anteriormente indicadas, el tipo de edificación de acuerdo al

Reglamento Nacional de Edificaciones y la Norma E-050 es considerado como del

tipo “B”

El metrado de cargas se realizara en concordancia con el Reglamento de

Edificaciones

No se contempla edificaciones especiales que transmitan cargas importantes

concentradas como es el caso de maquinaria pesada, que generen fuertes

vibraciones, que podrían provocar licuefacción en el suelo.


CONDICION CLIMATICA

El distrito de Puno se encuentra al Sur dl Departamento del mismo nombre a una altitud de 3825

m.s.n.m, a 15º50’ de latitud sur, y a 70º01’ de longitud oeste, influenciado por tres factores

importantes como son: su altitud, su topografía y su proximidad al lago Titicaca que determinan la

temperatura, luz solar, precipitación pluvial y humedad relativa.

La temperatura oscila desde -2ºC, hasta un máximo de 23ºC, en épocas de heladas (mes de mayo,

junio y julio) en un día y una temperatura de 18ºC el resto del año.

Presencia de precipitaciones pluviales entre los meses de diciembre a abril, con un promedio anual

de 760 mm. Y vientos fuertes que se presentan en los meses de agosto y parte de setiembre,

según datos de servicio nacional de meteorología e hidrología-SENAMI.


ESTUDIO GEOLOGICO

METODOLOGIA DEL ESTUDIO

Para ejecutar el informe geológico del proyecto, se contó con el plano de la Carta Nacional del

Instituto Geográfico Nacional, sobre la base del informe y el Plano Geológico de INGEMMET, y la

evaluación geológico en campo, con cuyos documentos y elementos de juicio se formula el

presente estudio.

OBJETIVOS

El estudio geológico desarrollado tiene como objetivos:

Determinar el conocimiento geológico en sito del área de intervención, a fin de precisar a

detalle las características y condiciones geomorfológicas de la zona.

La evaluación geológica regional y local del ámbito del proyecto a fin de conocer el origen

y formación de los suelos

Definir los grados de viabilidad y limitaciones del proyecto respecto a las condiciones

geológicas evaluadas.

GEOLOGIA

GEOMORFOLOGIA

La ciudad universitaria tiene una geomorfología delta aluvial, con presencia de pendientes

fuertes en la zona de alto Llavini y en la zona de estudios presenta un relieve terrestre de

forma plana, con áreas de poca pendiente y escasa vegetación.

UNIDADES GEOMORFOLOGICAS

El macro sistema terrestre es micro cuencas con sistema Fluvio-Aluvial, los procesos de

desgaste en la micro cuenca, han generado cinco unidades geomorfológicas, en las que

ocurren los procesos morfológicos más activos actuales, tales como:


GLACIS

La erosión regresiva sobre los afloramientos rocosos de la micro cuenca a partir de la

bahía,. Generando un glacis de acumulación, con materiales aluviales de arenas,

arcillas, guijarros y bloques, sobre el que se asentó inicialmente la ciudad.

Por otro lado, el desgaste ascendente sobre las rocas blandas del grupo Puno, han

formado un glacis de erosión de moderada pendiente, sobre el cual está avanzando la

expansión urbana.

LITOESTRATIGRAFIA

En el área se ha identificado unidades lito estratigráficas sedimentarias y volcánicas,

sobre las cuales se cimientan las zonas de expansión urbana de la ciudad de Puno.

MESOZOICO

Formación Ayabacas (K-ay)

Son depósitos de calizas grises y beige, en estratos potentes, en la base presenta

estratos de conglomerados calcáreos (calizas conglomeradas) de color rojizo con

matriz margosa y clastos redondeados de cuarcita y caliza, estos paquetes producen

suelos calcáreos rojos pedregosos; como se observa en Azoguini y la zona de Salcedo

Esta unidad aflora con estructura transversal a la topografía, cerros Huacuchune, con

rumbos N – S y buzamientos altos, son capas duras con estratificación gruesa y fina,

forma lechos altos estables con escasos suelos.

En Azoguini las calizas están mineralizadas con cobre, plata y mercurio de donde

proviene el nombre del cerro; por lo que es una zona de contaminación mineralógica

de suelos y aguas.

En la zona de los cerros Pucara, Muñaypata-Quiviani, las calizas tienen similitud a las

de Azoguini, donde forman colinas estables, correspondientes a bloques fallados

levantados.

Grupo Puno (Tpu), está compuesto por una intercalación de areniscas, lutitas,

conglomerados y calizas, todos marrones a gris pardusco (conocidos como capas rojas)

que se destacan por su naturaleza blanda y fácil erosión.

En Jayllihuaya aflora típicamente con estratos de rumbo E-O y buzamientos hasta

verticales concordantes con las areniscas Muñani.


En la zona baja de los cerros Huayllane – Negro Peque, sobre la que se ha extendido el

urbanismo de la ciudad de Puno, aflora con rumbos variables E-O y buzamientos bajos,

que favorecen el modelo de baja pendiente.

En general, es un grupo de paquetes litológicos blandos por lo que la erosión ha dado

lugar a zonas de depresión con modelado suave en laderas; así como suelos

superficiales a medios que favorecen el uso; sin embargo en lagunas áreas contienen

cantidad de clastos con muchas limitaciones, debido a las capas de conglomerados, en

jayllihuaya son evidente estas características.

CUATERNARIO – RECIENTE

Está conformada por unidades fluvio-aluviales y unidades lacustres, que se han

formado desde la última glaciación y que continúan formándose actualmente, así

como algunas están siendo erosionados.

Cabe destacar que las formaciones fluvio-aluviales recientes se formaron en

condiciones climáticos las lluviosas, por lo que tiene una mayor amplitud, respecto a

las condiciones actuales de precipitación, casos concretos de los fondos rellenados de

los valles Jayllihuaya y Salcedo.

En la zona de estudio se desarrollan con mayor amplitud las unidades lacustres que se

describen a continuación.

Unidades Lacustres:

La cuenca lacustre, dominada por la sedimentación bioclástica en la bahía de Puno ha generado

cinco unidades de acumulación lacustre, que se extiende desde la zona fluvio-lacustre (Qr-fl) en la

zona litoral, hasta la acumulación en el fondo de la bahía (Qr-llb).

Están formados por arcillas, arenas y abundante materia orgánica depositada por las corrientes

lacustres, los canales de la riada fluvio-lacustre (rio Willy) y el desarrollo de las macrofitas, cuando

la profundidad acuática es menor a los 2.50 m. por efecto de la sedimentación y retroceso

lacustre.

La sedimentación ha colmatado en gran parte de la bahía de Puno, produciendo la separación de

la bahía interior, donde la sedimentación es más avanzada.


Estos depósitos propician el desarrollo de la totora y la formación de las denominadas “islas

flotantes” habitadas por los Uros, en las que predomina la acumulación y descomposición de

materia orgánica.

ROCAS IGNEAS

Estas rocas presentan en dos ámbitos distintos por origen y afloramiento; se ha identificado tres

unidades ígneas existentes en la micro cuenca.

Intrusivo Granodiorítos (Kt-gp)

Es una formación ígnea que intruyó las unidades sedimentarias del cretáceo y terciario, se

encuentra formado casi al nivel de base local de la bahía, los afloramientos se encuentran en el

islote denominado la Isla del Diablo, el Islote Chullune y parte de la Isla Esteves, formando

afloramientos rocosos duros y estables.

Su composición es de cuarzo, feldespatos y ferro magnesianos, de color rosáceo a gris, con

avanzado proceso de Hidrólisis (caolinización) en partes y en partes inalteradas, el intempirismo

forma afloramientos en bloques desprendidos redondeados.

En la Isla Esteves, está en contacto fallado con las calizas Ayabaca, su distribución aislada parece

indicar la existencia de bloques fallados levantados en la depresión tectónica de la cuenca del lago

Titicaca.

Específicamente en el área de estudio, las formaciones estratigráficas, pertenecen a depósitos

cuaternarios que se encuentran en toda la parte baja de la Micro cuenca de la ciudad de Puno,

conformado por depósitos fluvio aluviales y depósitos fluvio lacustres.

La zona en estudio se encuentra conformado por depósitos Cuaternarios, que comprenden arcillas

y limos, arenas y gravas no consolidadas que son depositadas por corrientes de agua.


ESTUDIO DE LA SISMICIDAD

METODOLOGIA DEL ESTUDIO

Los sismos son fenómenos naturales que ocasionan grandes pérdidas económicas, vidas humanas

y materiales, siendo la mitigación del riesgo sísmico una necesidad inclusive en zonas de baja

sismicidad. El Perú está comprendida entre una de las regiones de más alta actividad sísmica,

debido a la interacción de las placas tectónicas Sudamericana y de Nazca y de los reajustes que se

producen en la corteza terrestre como consecuencia de la interacción y la morfología alcanzada

por el aparato andino.

La sismicidad del Sur dl Perú, indica que en el departamento de Puno, se han registrado varios

sismos, como son el 31 de marzo de 1650 con intensidad V, el sismo de Ayapata en 1747 con

intensidad VIII, el del 9 de abril de 1928 en Ayapata con intensidad local VIII y de V en Puno, el

sismo de 9 de junio de 1994 en Bolivia con intensidad VII, y el sismo del 23 de junio del 2001 de

intensidad V en Puno.

TECTONICA DE PLACAS Y GENERACION DE SISMOS

Se produce debido a la interacción de las placas tectónicas, que son fragmentos de litosfera

terrestre, cuya forma de casquete esférico de forma irregular se mueve sobre la astenosfera, cuyo

espesor varia, según se trata de la litosfera continental u oceánica, entre 60 y 200 km. Como

media, por otro lado los sismos son movimiento telúricos transitorios que se originan en un punto

determinado de la corteza terrestre o de la parte superior del manto terrestre, como consecuencia

de la brusca liberación de energía acumulada, la zona del proyecto se encuentra en la ciudad de

Puno, donde se ha podido registrar magnitudes máximas de 4 a 4.9 grados en la escala de Richter,

en consecuencia en necesario tomar precauciones por las magnitudes e intensidades que se

registraron y observaron hasta la fecha, y se deben considerar los efectos sísmicos en el proyecto.

ZONIFICACION

El Perú se considera dividido en tres zonas, propuesta que se basa en la distribución especial de la

sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de

estos con la distancia epicentro, así como información geotécnica.


Para el caso del departamento de Puno, específicamente la ciudad de Puno donde se encuentra el

proyecto y conforme a la Norma E-030 de diseño sismo resistente, se especifica en el siguiente

cuadro.

Factores de ZonaZona Factores de Zona Z(g)

2 0.3

Tipo de suelo S2 (suelos intermedios o con estratos de gran espesor, compuesto por suelos

granulares de compacidad densa a muy densa y estratos arcillosos de compacidad media)

Factor de suelo S= 1.2

Periodo predominante Ts= 0.6 seg.

Factor de uso o tipo de edificación U= 1 categoría C.


MECANICA DE SUELOS

GENERALIDADES

Los suelos tienen su origen en los macizos rocosos preexistentes que constituyen la roca madre, la

cual es sometida a la acción ambiental disgregadora de la erosión en sus tres fases físicas, químicas

y biológicas, dando lugar a fenómenos de disgregación (alteración y disgregación) y

transformación de la roca, creando el perfil de meteorización, en este perfil la roca madre ocupa la

parte más baja y alejada de la superficie, y el suelo la más alta.

El estudio de mecánica de Suelos para el proyecto: CONSTRUCCION DE AULAS Y LABORATORIS

PARA LA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA DE LA UNA-PUNO, se realizó tomando en cuenta el

Reglamento Nacional de Edificaciones E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES, y para los ensayos de

laboratorio, se aplicó las normas de la ASTM. Que nos permiten Clasificar los suelos, determinar

los parámetros de resistencia, y finalmente calcular la capacidad de carga admisible del suelo de

cimentación del área del proyecto.

METODOLOGIA

En lo que se refiere a la metodología, se ha seguido el siguiente procedimiento:

Información Previa.- Se ha realizado las coordinaciones, sobre la ubicación, accesos y

características técnicas del proyecto, la metodología que se empleó en la exploración de suelos,

fue empleado la técnica de pozos o calicatas, tomándose muestras alteradas e inalteradas, con sus

respectivas tarjetas de identificación y posteriormente fueron trasladadas, al laboratorio de

mecánica de suelos de la Universidad Nacional del Altiplano de la Facultad de Ingeniería Civil, para

los ensayos de laboratorio correspondiente.

Con estos resultados se procedió a elaborar los perfiles estratigráficos, y con los parámetros de

resistencia obtenidos se procedió a calcular la capacidad portante del suelo-

OBJETIVOS

El objetivo principal, del estudio de Mecánica de Suelos, es el de determinar los parámetros

necesarios del suelo, que nos permitan evaluar, calcular y recomendar un tipo de cimentación, que


garantice la estabilidad de la estructura a construir, tomando como referencia importante, la

información previa sobre el tipo de estructura, las cargas y el número de pisos.

EXPLORACION DE SUELOS

CALICATAS A CIELO ABIERTO

En base a las características de los materiales existentes, para la exploración, se procedió a

emplear la Técnica de pozos o calicatas, según la norma ASTM D420, con el objeto de identificar y

reconocer, los diferentes estratos, se excavaron tres calicatas hasta una profundidad de 3.00 m.

por debajo del nivel del terreno natural, por las características del área del terreno, y de acuerdo a

la norma correspondiente (3 calicatas mínimo).

Se tomó una muestra alterada, de cada estrato, midiendo su potencia y embolsándolo con su

respectiva etiqueta de identificación, se realizó el ensayo de densidad natural, se tomó muestra

inalterada para realizar pruebas de corte directo para determinar los parámetros del suelo con la

finalidad de determinar el empuje de tierras en el momento de la construcción, así como ensayos

de consolidación.

TECNICA DE INVESTIGACION Y NÚMERO DE CALICATAS

Las técnicas de investigación, para el Estudio de Mecánica de Suelos (EMS), fue la especificada en

el reglamento Nacional de Edificaciones: Técnicas de investigación de campo estipulada en la tabla

No 2; POZOS O CALICATAS Norma ASTM D$”=.

El número n de calicatas, se ha fijado de acuerdo a la Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones,

siendo este de tres para el caso de esta edificación.

La profundidad de las calicatas se ha determinado, tomando en cuenta una carga mínima de 144

toneladas por zapata para la columna más cargada.

ANALISIS DE LA DISTRIBUCION DENTRO DE LA MASA DE SUELO.

Dentro de la Mecánica de Suelos, es práctica justificable, calcular las tensiones en la masa del

suelo, suponiendo que el material es elástico, homogéneo e isótropo, con esta hipótesis se ha

aplicado la ecuación de Bousinesq, para el cálculo de los esfuerzos.


TRABAJOS DE CAMPO Y LABORATORIO

TRABAJOS DE CAMPO

EXPLORACION

Una vez realizada la exploración geotécnica, se determinó el número de calicatas según la norma

E-050, para el tipo de edificación B, que considera 1 calicata cada 450 m2, sin embargo

considerando que las normas no son limitativas se realizó 3 calicatas, en la zona de estudio, tal

como se muestra en el siguiente cuadro.

CALICATA UBICACIÓN PROFUNDIDADC-01 En el mismo terreno 3.00m.C-02 En el mismo terreno 2.70m.C-03 En el mismo terreno 2.30m.

MUESTREO

Para poder obtener el perfil estratigráfico se extrajo muestras alteradas de todos los estratos

conformantes, para obtener los parámetros de resistencia de suelo, se tomaron muestras

inalteradas para ensayos de corte directo, también se realizaron ensayos de densidad natural y

pesos volumétricos de suelos cohesivos, se tomó muestras inalteradas para ensayo de

consolidación unidimensional.

TRABAJO DE LABORATORIO

Se han extraído muestras alteradas e inalteradas de las 3 calicatas realizando los siguientes

ensayos.

Ensayos estándar: Según las Normas ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL) y

Norma Técnica Peruana (NTP)

Contenido de humedad ASTM D2216-80

Análisis granulométrico por tamizado ASTM D422-75

Densidad natural ASTM D4253

Peso volumétrico de suelo cohesivo NTP 339.139


Ensayos especiales: con las muestras inalteradas extraídas:

En la calicata No 1 se realizó ensayo de Corte Directo de muestra tomada de una profundidad de

3.00 m.

En la calicata No 2 se realizó ensayo de Corte Directo de muestras tomadas de una profundidad de

2.70 m. ensayo de consolidación unidimensional para conocer el comportamiento del suelo a las

solicitaciones de carga.

En la calicata No 3 se realizó ensayos de Corte Directo de muestras tomadas de una profundidad

de 2.30 m.

Ensayos de laboratorio

Para los ensayos de laboratorio, se han empleado las normas de la ASTM, que se señalan líneas

abajo, así mismo estos ensayos fueron realizados en los laboratorios de la Universidad Nacional

del Altiplano.

ENSAYO NORMAContenido de humedad NTP 339.127 (ASTM D2216)Analisis granulometrico por tamizado NTP 339.128 (ASTM D422)Limite liquido y limite plastico NTP 339.129 (ASTM D4318)Clasificacion de suelos SUCS NTP 339.134 (ASTM D2487)Densidad natural NTP 339.137 (ASTM D4253)Peso volumetrico de suelos cohesivos NTP 339.139 (ASTM BS1377)Consolidacion unidimensional NTP 339.154 (ASTM D2435)Corte directo NTP 339.171 (ASTM D3080)

PERFIL ESTRATIGRAFICO

En base a los registros de la excavación y certificados del laboratorio se ha concluido con la

realización del perfil estratigráfico del terreno, de acuerdo a los registros de sondaje que se

detallan en los anexos, observamos que el suelo está conformado principalmente por Arenas

Arcillosas y Arcillas de Baja Plasticidad.


CALICATA 1

Primer Estrato

Muestra-1

Descripción.- de -0.00 m. a -0.60 m. En este estrato se pudo observar la presencia de arena mal

graduada con limo, cuyo porcentaje de finos es menor al 12%.

Contenido de Humedad.- de 14.64%

Límites de Consistencia.- Esta muestra no presenta plasticidad.

Clasificación de Suelos.-

Clasificación SUCS : SP-SM arena mal graduada con limo

Densidad Natural.- de 1.56 gr/cm3.

Segundo Estrato

Muestra-2

Descripción.- de -0.60 m. a -1.40 m. En este estrato se pudo observar la presencia de una arena

mal graduada con limo, cuyo porcentaje de gravas es menor al 15%.


Límites de Consistencia.- Esta muestra no presenta plasticidad.


Clasificación SUCS : SP-SM arena mal graduada con limo


Tercer Estrato (muestra inalterada)

Muestra-3

Descripción.- de -1.40 m. a -3.00 m. En este estrato se pudo observar la presencia de una arcilla de

baja plasticidad arenosa en estado saturado, cuyo porcentaje de gravas en menor al 15%.



Límites de Consistencia.- Esta muestra presenta plasticidad un límite liquido de 23.45% y un índice

plástico de 13.52%.


Clasificación SUCS : CL arcilla de baja plasticidad arenosa


Densidad Natural Seco.- de 1.69 gr/cm3

Cohesión.- de 0.255 kg/cm2

Angulo de Fricción Interna.- de 10.72 grados.

CALICATA 2

Primer Estrato

Muestra-1


arcillosa con grava cuyo porcentaje de gravas es mayor al 15%.


Límites de Consistencia.- Esta muestra presenta un límite liquido de 31.72% y un índice de

plasticidad de 13.00%.


Clasificación SUCS : CL arena arcillosa con grava

Segundo Estrato

Muestra-2


arcillosa con grava cuyo porcentaje de gravas es mayor al 15%.






Clasificación SUCS : SC arena arcillosa con grava


Tercer Estrato

Muestra-3


baja plasticidad arena en estado saturado cuyo porcentaje de arena es mayor al 15%.





Clasificación SUCS : CL arcilla de baja plasticidad con arena




Angulo de Fricción Interna.- 8.37 grados

Índice de Compresibilidad.- de 0.392

Índice de Expansibilidad.- de 0.047

Carga de Pre consolidación.- de 0.44 kg/cn2

Relación de Vacíos Inicial.- de 0.598.


CALICATA 3

Primer Estrato

Muestra-1


mal graduada con limo, cuyo porcentaje de arena es mayor al 15%.


Límites de Consistencia.- Esta muestra no presenta plasticidad


Clasificación SUCS : SP-SM arena mal graduada con limo.

Segundo Estrato

Muestra-2


mal graduada con limo, cuyo porcentaje de arena es mayor al 15%.


Límites de Consistencia.- Esta muestra no presenta plasticidad


Clasificación SUCS : SP-SM arena mal graduada con limo.


Tercer Estrato

Muestra-3


baja plasticidad arenosa en estado saturado, cuyo porcentaje de arena es mayor al 15%.



Límites de Consistencia.- Esta muestra presenta un límite liquido de 21.83% y un índice plástico de

11.84%


Clasificación SUCS : CL arcilla de baja plasticidad arenosa.




Angulo de Fricción Interna.- de 11.86 grados.

CONDICIONES DEL NIVEL FREATICO

Se ha realizado las mediciones del Nivel freático en las tres calicatas.

CALICATA NIVEL FREATICOCALICATA 1 ---CALICATA 2 ---CALICATA 3 ---


ANALISIS DE LA CIMENTACION

La cimentación del proyecto: CONSTRUCCION DE AULAS Y LABORATORIS PARA LA FACULTAD DE

INGENIERIA QUIMICA DE LA UNA-PUNO, se evaluara en base a los ensayos realizados en el

Laboratorio de Mecánica de Suelos y Materiales de la Escuela profesional de Ingeniería Civil, de la

UNA-Puno.

Para realizar la evaluación de la capacidad portante se tuvo en consideración los siguientes

puntos:

CALICATA C-1

El sub suelo debajo de la cimentación está formado por Arcilla Arenosa de baja plasticidad.

El bulbo de presiones se calcula a partir de los -3.00 m.

No se afectara la densidad del material por la densidad del agua, la cual se encuentra a -

3.00 m. de profundidad sin presencia del nivel freático.

CALICATA C-2

El sub suelo debajo de la cimentación está formado por Arcilla de baja plasticidad con

arena.

El bulbo de presiones se tomara en cuenta a partir de los -2.70 m.



CALICATA C-3

El sub suelo debajo de la cimentación está formado por Arcilla de baja plasticidad

arenosa.

El bulbo de presiones se tomara en cuenta a partir de los -2.30 m.



FACTOR DE SEGURIDAD

Toma en consideración lo siguiente


Variaciones naturales en la resistencia al corte de los suelos

Las incertidumbres que como es lógico contienen los métodos y fórmulas para la

determinación de la capacidad ultima del suelo.

Por lo expuesto adoptaremos un FS= 3 valor establecido para estructura permanentes.

DETERMINACION DE LA CARGA DE LA ESTRUCTURA

El proyectista no ha proporcionado los planos del proyecto o de arquitectura solicitada, por lo que

se ha asumiendo una edificación tipo con distancia entre pórticos de 5.16 m. con la finalidad de

obtener una carga promedio por columna, en tal sentido se ha sumido una edificación tipo.

De acuerdo al metrado de cargas realizado, se atribuye una carga total estimada de 144 Ton. Para

la columna más cargada.

CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE

CALICATA C-1

Calculo por compacidad relativa

qu = 1.3CNc+ƴDfNq+0.4BNƴ

qa = qu/3kg/cm²

Dónde:

qu = La capacidad portante ultima kg/cm²

qa = La capacidad admisible kg/cm²

ф = Angulo de fricción interna (grados)

c = Factor de cohesión (kg/cm²)

ƴ1 = Densidad bajo la cimentación

ƴ2 = Densidad por encima de la cimentación

B = Ancho de la zapata

Nc, Nq, Nƴ = Factores de capacidad de carga

Densidad Natural.- de 2.04 gr/cm³

Ф = 10.72 grados


Ф = 7.19 grados (corregido)

c = 0.255 kg/cm²

Nc = 8.24, Nq = 2.04. Nƴ = 0.29

Profundidad de cimentación: Df de 0.50 a3.00 m.

PROF. Z (cm)50 2.94 0.9880 3.06 1.02

100 3.15 1.05120 3.23 1.08130 3.27 1.09140 3.31 1.1150 3.36 1.12200 3.56 1.19250 3.77 1.26300 3.98 1.33

qu (kg/cm²) qa (kg/cm²)

Reemplazando nos da un qu = 3.56 kg/cm², para una profundidad de 2.00 m. y un qa = 1.19

kg/cm²

CALICATA C-2



qa = qu/3kg/cm²

Dónde:











Ф = 8.37 grados


c = 0.559 kg/cm²

Nc = 7.57, Nq = 1.74, Nƴ = 0.18

Profundidad de cimentación: Df de 0.50 a 2.70 m.

PROF. Z (cm)50 5.67 1.8980 5.78 1.93

100 5.84 1.95120 5.91 1.97130 5.95 1.98140 5.98 1.99150 6.02 2.01200 6.19 2.06250 6.36 2.12270 6.43 2.14



kg/cm²

CALICATA C-3



qa = qu/3kg/cm²

Dónde:











Ф = 11.86 grados


c = 0.226 kg/cm²

Nc = 8.59, Nq = 2.20, Nƴ = 0.35

Profundidad de cimentación: Df de 0.50 a 2.30 m.

PROF. Z (cm)50 2.74 0.9180 2.87 0.96

100 2.95 0.98120 3.04 1.01130 3.08 1.03140 3.13 1.04150 3.17 1.06200 3.39 1.13



kg/cm²

PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACION

En base a las características de los perfiles estratigráficos del sub suelo y al tipo de estructura

propuesta, la cota de cimentación será de -2.00 m. a partir del nivel del terreno natural.


PRESION ADMISIBLE RECOMENDADO

Considerando el análisis de las 3 tres calicatas, y teniendo en cuenta que la profundidad de -1.50

m. es que se recomienda diseñar la cimentación con una capacidad de carga admisible de suelo

de:

qa = 1.06 kg/cm²


ANALISIS DE ASENTAMIENTOS

Considerando que el suelo de fundación está conformado principalmente por CL (arcillas de baja

plasticidad) se hizo un ensayo de consolidación; considerando que se puede presentar este tipo de

suelo a mayores profundidades a las exploradas, se ha realizado el análisis de los asentamientos

considerando el suelo más crítico (CL), para lo cual se hizo un ensayo de consolidación, obteniendo

los siguientes parámetros

Pc = 0.34 kg/cm²

Cc = 0.152

Cv = 0.03960

eo = 0.844

Carga muerta = 108000 kg.

Carga viva = 36000 kg.

Peso total de la estructura = 144000 kg.

Área de cimentación = 135849.057 cm²

Según la NTP E-050 = P= CM+50%Cv

P = 126000 kg.

Presión de contacto debajo de la zapata:

q = P/A

q = 0.928 kg/cm²

Calculo de la presión promedio ∆P:

∆P = 10% (q)

∆P = 0.0928 kg/cm²

z=√3 P/2π ∆ P

Z = 8.052 m.

Po = Hestrato xƴ

Po = 805.2 cm. (0.00204kg/cm³) = 1.643 kg/cm²

Po = 1.643 kg/cm²


CALCULO DEL ASENTAMIENTO EN EL CENTRO DE LA ZAPATA

Asentamiento máximo permisible según la Norma E-050 = 2.54 cm.

Como es un suelo normalmente consolidado porque Po>Pc:

Po = 1.643 kg/cm² > Pc = 0.34 kg/cm²

S = CcHc1+eo

log Po+∆ Ppromed

Po

Hc = 805.2 cm.

S = 1.58 cm, total

Calculo del tiempo de asentamiento al 50%:

t50%=TH ²Cv

T=Factor de tiempo

T = 0.197

H = 805.2 cm.

Cv = 0.03960

t50% = 3225362.8 min.

t50% = 6 años

Calculo del asentamiento en la esquina de la zapata

∆p = 10%(q)/4

∆p = .232 kgcm2

Po = 1.643 kg/cm²

S = CcHc1+eo log

Po+∆ PpromedPo

Hc = 805.2 cm.

S = 0.404 cm. total

Asentamiento diferencial


1.182 cm. asentamiento tolerable

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

La zonificación sísmica del Perú, la zona en estudio se encuentra en la ZONA 2, de

sismicidad media, con Ts=0.6 y factor suelo = 1.2.

Se procedió con la calicata 3 debido a que no guarda una relación de estratigrafía entre la

calicata 1 y 2, dicha ubicación se ilustra en el plano de ubicación de calicatas.

El suelo a cimentar se encuentra conformado principalmente por arcilla arenosa de baja

plasticidad, arcilla de baja plasticidad con arena, hasta una profundidad promedio de -

3.00m.

Se hace la aclaración, que la capacidad portante admisible (qa = 1.06 kg/cm²), se ha

calculado en el estrato de arcilla de baja plasticidad arenosa que se encuentra a partir del

nivel -1.50 m. promedio, por ser el más crítico para la estabilidad de la estructura en

relación al “qa” calculado para el nivel de -2.00 m. para la misma calicata.

RECOMENDACIONES

La capacidad admisible del suelo que es de 1.06 kg/cm², a partir del nivel de -1.50 m., se

recomienda el empleo de zapatas aisladas con vigas de cimentación, debiéndose llegar a

través de falsos zapatas, a manera de trapecio truncado con se muestra en la fig.

Si durante la construcción se detectara estratos de arcilla a mayor profundidad, se debe

realizar las verificaciones correspondientes de asentamientos y capacidad portante.

El cálculo de la capacidad portante del suelo se ha calculado para una edificación de 4

cuatro niveles, no se ha considerado ningún tipo de estructura especial.

El material de relleno por encima de la cimentación deberá tener como máximo un peso

unitario en estado húmedo de 1840 kg/m³.

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