Estudio de Suelos Lecheria

8/6/2019 Estudio de Suelos Lecheria

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CONSORCIO CENTRO DE ACOPIO DE LECHE

ESTUDIO GEOTCNICO PARA LA CONSTRUCCIN DEL CENTRO DEACOPIO DE LECHE

CORREGIMIENTO No 1 MUNICIPIO DE SOACHA

SOACHA, ABRIL DE 2010


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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIN .................................................................................................................................................. 3

3. DESCRIPCIN DEL PROYECTO .............................................................................................................................. 43.1ALCANCEDELESTUDIO.................................................................................................................................. 43.2GENERALIDADESDELSITIODEESTUDIO ........................................................................................................ 4

4. TRABAJO DE CAMPO ........................................................................................................................................... 5

4.1NMERO,PROFUNDIDADYMETODOLOGADELASPERFORACIONES ........................................................... 54.2NIVELFRETICO ............................................................................................................................................ 5

5. PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO ................................................................................................................... 6

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DE CIMIENTO......................................................................................... 7

6.1.PARMETROSGEOTCNICOS ....................................................................................................................... 76.2.CIMIENTODELAEDIFICACIN...................................................................................................................... 7

6.2.1. Capacidad Portante y Carga Admisible ................................................................................................ 96.2.2. Asentamientos ................................................................................................................................... 10

6.3.ESTABILIDADLOCALDELAOBRA................................................................................................................ 116.3.1. Estabilidad de Talud ante Cortes de Ladera........................................................................................ 116.3.2. Anlisis de Licuefaccin ...................................................................................................................... 116.3.3. Diseo Geotcnico y Manejo de Excavaciones .................................................................................... 116.3.4. Empuje de Tierras .............................................................................................................................. 126.3.5. Rellenos sobre la cimentacin ............................................................................................................ 126.3.6. Recomendaciones Constructivas ........................................................................................................ 12

6.4.COEFICIENTESSMICO ................................................................................................................................ 12

7. MTODOS DE CONTROL, LIMITACIONES Y VERIFICACIN ................................................................................. 13

ANEXO A: MEMORIAS DE CLCULO ...................................................................................................................... 14ANEXO B: REGISTRO FOTOGRFICO EXPLORACIONES DE CAMPO ........................................................................ 20

ANEXO C: REGISTROS EXPLORACIN DE CAMPO Y RESULTADOS DE LABORATORIO............................................. 24


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1. INTRODUCCIN

Se presenta el informe de suelos para la evaluacin de la cimentacin de una edificacin de dosniveles, para acopio de leche. Se da como verificacin del informe de suelos editado por la firmaEnsayos y Diseos en el mes de enero de 2010.

El siguiente estudio fue realizado enel corregimiento 1 del municipio de Soacha.

El informe presenta los diferentes ensayos de identificacin realizados en el Laboratorio deSuelos de Consermaq S.A., a las muestras del suelo recuperadas, as como los ensayos dedeformabilidad y resistencia segn la litologa encontrada, basados en los resultados y pormedio de formulaciones, correlaciones de mecnica de suelos internacional y de las normativas

NSR-10, se obtienen los parmetros geotcnicos necesarios para llevar a cabo la evaluacin dela capacidad portante y asentamientos de la cimentacin de las estructuras en mencin.


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3. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

3.1 ALCANCE DEL ESTUDIO

El proyecto consiste en la construccin de una edificacin de dos niveles para el acopio de lecheen el corregimiento 1 del municipio de Soacha.

3.2 GENERALIDADES DEL SITIO DE ESTUDIO

DATOS DE TERRENO: el sitio de exploracin se localiza aproximadamente a unos 15Km del

casco urbano de Soacha, en zona rural del corregimiento 1. Para llegar al sitio se transita por lava carreteable y en afirmado hacia la ladrillera Santa Fe y las canteras del sector. El sitio deestudio presenta vegetacin de pastos, con una pendiente de terreno de 8.

FIGURA 1. LOCALIZACIN GENERAL DE SOACHA. FUENTE: WIKIPEDIA


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4. TRABAJO DE CAMPO

4.1 NMERO, PROFUNDIDAD Y METODOLOGA DE LAS PERFORACIONES

Se ejecut una perforacin con taladro manual por el sistema de percusin, con profundidad delorden de 3,6m lineales (no se pudo avanzar a mayor profundidad debido a que el suelopresent rechazo), adems de la realizacin del ensayo in situ de penetracin estndar SPT, elcual consiste en tomar muestra tipo cuchara partida de 2, mediante el impacto de un martillode 140 lb, que se deja caer libremente desde una altura de 76 cm. El nmero necesario parahincar el muestreador una longitud de 30 cm en el subsuelo es el nmero de resistencia a lapenetracin Nspt. Este valor se corrige al 70% de su energa, tal y como se explica en lasmemorias de clculo, en el Anexo A del presente informe.

Las propiedades del subsuelo del sondeo se presentan en el Anexo C, las cuales incluyen ladescripcin de los estratos del suelo y el valor de N del ensayo SPT. El registro fotogrfico de lasexploraciones de campo se adjunta en el anexo B.

4.2 NIVEL FRETICO

Dentro de la profundidad de exploracin no se encontr nivel fretico.


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5. PROCEDIMIENTO DE LABORATORIO

En la perforacin se tomaron seis (6) muestras en el sondeo, a las cuales se les realizaron lassiguientes pruebas de laboratorio (Numeral H.2.6 NSR-10):

Humedad Natural (normas ASTM D2216, INV E-)

Lmites de Atterberg.(ASTM D4318,INV E- )

Gradaciones (NTC 1527, INV E-)

Peso Unitario (INV E-)

Los ensayos fueron realizados en el laboratorio de Suelos de Consermaq S.A. Los resultados delos ensayos de laboratorio se presentan en el Anexo C.

Para clasificar los suelos s utiliz la clasificacin unificada de suelos (USCS), la cual se basa en eltamao de los granos, en los limites y la composicin del suelo. Se clasifico el perfil de sueloestudiado, primariamente en forma visual durante la exploracin y en laboratorio. Los coloresde los suelos se describen in situ segn la paleta de Munsell.

Se encontr el siguiente perfil en la perforacin de verificacin:

Desde nivel de terreno y hasta 0.80m, se encuentra una capa vegetal color negro, con olor ypresencia de races.

Desde 0.80m y hasta 1.40m, se encuentra un limo orgnico, de plasticidad baja y compresible,consistencia suelta, mezclado con algo de arcilla y con presencia de races, color gris y habano,cuya clasificacin USCS es ML.

Desde 1.40m y hasta 2.50m, se encontr una arcilla inorgnica de alta plasticidad, consistenciamedia, color gris claro con vetas de oxidacin, con clasificacin USCS: CH.

Desde 2.50m y hasta la profundidad explorada, se encontr una arcilla inorgnica de altaplasticidad, de consistencia dura a muy dura, color gris claro con oxidacin en tonos rojizos,cuya clasificacin USCS es CH.

Este perfil coincide con la estratigrafa encontrada en el estudio de suelos realizado por la firmaE&D Ingeniera.


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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DE CIMIENTO

Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente informe se basan en lacaracterizacin Geolgica y Geotcnica de la zona explorada en los puntos especficos del sitiode obra.

6.1. PARMETROS GEOTCNICOS

Para los anlisis geotcnicos, se obtienen los siguientes parmetros:

PROF(m)

NSPTPromedioCorregido

ClasificacinDel suelo

SUCS

CohesinC

(Kg/cm2)

ng. deFriccin

(Grados)

PesoUnitario

(Ton/m3)

PesoUnitarioSaturadosat

(Ton/m3)

Mdulo deElasticidad

E(Kg/cm2)

0,8-1.4

3 ML 0 25 1,8 1,9 20

1.4-3.6

8 CH 0.6 0 2.0 2.0 30

TABLA 1. PARMETROS GEOTCNICOS PARA EL SUELO DE FUNDACIN

Los mtodos para hallar la capacidad portante admisible y asentamientos del suelo de

fundacin, as como otras consideraciones geotcnicas, se explican en las memorias de clculoconsignadas en el Anexo A.

Segn el anlisis de los resultados obtenidos en los ensayos de campo y laboratorio del materialencontrado en la zona de exploracin, se tiene la siguiente evaluacin para el cimiento de laEdificacin

6.2. CIMIENTO DE LA EDIFICACIN

Debido a la existencia de una capa orgnica de espesor considerable y al estrato de limo

orgnico con caractersticas pobres de resistencia y deformabilidad, el sistema decimentacin debe superar dichos estratos y fundarse sobre el estrato arcilloso deconsistencia media, el cual es ms competente. Igualmente y dada la configuracin deldiseo de la edificacin, es recomendable el reemplazo de material en los estratos nocompetentes por materiales granulares que aporten mayor capacidad de soporte.

De acuerdo con los resultados de la exploracin realizada, se encuentra un nivel ptimo decimentacin a los 2.5m de profundidad, con una capacidad portante de 10,8 ton/m2. Se


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comprobaron los mismos resultados dados en el informe de E & D Ingeniera (capacidadportante de 9ton/m2 a una profundidad de desplante de 2.1m). se pueden realizarcimentaciones superficiales tipo zapata, que lleguen a la profundidad de desplante dada, ose sugiere en el presente informe, la ejecucin de vigas continuas o placas superficiales,

apoyadas sobre un material de relleno seleccionado.

Se recomienda, la construccin de una losa, de seccin igual al rea de la edificacin y sobrela cual se apoya esta, con un espesor aproximado de 40cm o segn lo definan los clculosestructurales. Esta se debe apoyar sobre un suelo mejorado, constituido por una capa derajn de 30cm y sobre esta un relleno seleccionado. La capacidad portante es de 12ton/m2,con un Ks = 0,9Kg/cm3.

FIGURA 2. SECCIN RECOMENDADA

Se recomienda la construccin de una viga continua en concreto reforzado de seccin nomenor de 0.25mx0.25m, apoyada sobre una viga en concreto ciclpeo de 0,4mx0,5m.Sobre esta se debe realizar un mejoramiento de la subrasante hasta la profundidad dedesplante sugerida.


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6.2.1. Capacidad Portante y Carga Admisible

A continuacin se dan valores de capacidad portante para distintas secciones y profundidadesde desplante para losas; a fin de que el ingeniero estructural defina la seccin mas adecuada. Sehizo el anlisis bajo condiciones no drenadas con el mtodo de Hansen.

Capacidad Portante (Kpa)

D (m) B=0.4 B=0.5 B=0.6 B=0.7 B=0.8

0.75 84 85 87 89 940.8 89 90 92 94 99

0.85 94 95 97 99 101

0.9 99 101 102 104 106

TABLA 2. CAPACIDAD PORTANTE PARA DIFERENTES SECCIONES DE VIGAS DE CIMENTACIN SOBRE VIGAS ENCICLPEO

Carga Admisible (KN/m)

D (m) B=0.4 B=0.5 B=0.6 B=0.7 B=0.8

0.75 210 212,5 217,5 222,5 2350.8 222,5 225 230 235 247,5

0.85 235 237,5 242,5 247,5 252,5

0.9 247,5 252,5 255 260 265

TABLA 3. CARGA ADMISIBLE DEL SUELO PARA DIFERENTES SECCIONES DE VIGAS DE CIMENTACIN SOBRE VIGAS ENCICLPEO


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6.2.2. Asentamientos

ASIENTOS ELSTICOSCoeficiente de influencia I1 0.74

Coeficiente de influencia I2 0.16Coeficiente de influencia Is 0.55Asiento al centro de la cimentacin 33.3 mmAsiento al borde 11.91 mm

Se recomienda la construccin de una zapata de seccin no menor de 1.0mx1.0m, a unaprofundidad de desplante no menor de 2.1m, unidos entre s mediante vigas continuas enconcreto reforzado, que servirn como soporte del sistema de mampostera confinada.


Capacidad Portante (Kpa)

D (m) B=L=1.0 B=L=1.5 B=L=2.0 B=L=2.5 B=L=3.0

2.1 130 122 117 118 112

2.5 129 123 117 122 115

3.0 129 123 118 113 118

TABLA 4. CAPACIDAD PORTANTE PARA DIFERENTES SECCIONES DE ZAPATAS

Carga Admisible (KN)D (m) B=L=1.0 B=L=1.5 B=L=2.0 B=L=2.5 B=L=3.0

2.1 130 274,5 468 737,5 1008

2.5 129 276,75 468 762,5 1035

3.0 129 276,75 472 706,25 1062

TABLA 5. CARGA ADMISIBLE DEL SUELO PARA DIFERENTES SECCIONES DE VIGAS DE ZAPATAS


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6.3. ESTABILIDAD LOCAL DE LA OBRA

6.3.1. Estabilidad de Talud ante Cortes de Ladera

Los cortes para las excavaciones de la cimentacin se deben proteger con un sistema deentibado en madera, debido a las bajas condiciones de estabilidad del estrato limoso.6.3.2. Anlisis de Licuefaccin

Mtodo del C.N.R. - GNDT da Seed e IdrissSvo: Presin total; S'vo: Presin eficaz ; T: Tensin tangencial cclica; R: Resistencia terreno a lalicuefaccin; Fs: Coeficiente de seguridad

Estrato Prof.Estrato

(m)

Nspt Nspt' Svo(kN/m)

S'vo(kN/m)

T R Fs Condicin:

1 1.40 3.00 5.33 25.20 25.20 0.16 0.21 1.34 Nivel nosujeto a

licuefaccin

TABLA 6. VERIFICACIN ANTE LICUACIN DEL TERRENO

El sitio no es propenso a fenmenos de licuacin.

6.3.3. Diseo Geotcnico y Manejo de Excavaciones

Para el manejo de las excavaciones para los cimientos, se tienen las siguientes verificaciones:

F.S. = (0,6ton/m2*5,14)/(2,0ton/m3*3,0m+1ton/m2) = 5,6>1,20 OK

No se esperan fenmenos de falla o levantamiento de fondo.

Revisin de la altura mxima para estabilidad del corte

4*C/ = 4*60KPa/20KN/m3 = 12m

Por lo anterior se pueden realizar cortes en talud vertical en el estrato arcilloso.


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6.3.4. Empuje de Tierras

Para el estrato cohesivo, las presiones de tierra K son de 1,0.

6.3.5. Rellenos sobre la cimentacin

Para los rellenos, el suelo extrado puede ser usado o reemplazado por uno de mejorescaractersticas como B200, en los espesores dados. Las capas deben compactarse cada0,20m y cuya densidad seca debe ser mayor de 1,9ton/m3 o el 90% de la densidad seca delensayo Proctor Modificado. Los equipos usados para la compactacin deben ser devibracin, utilizando los equipos apropiados para tal labor (tipo canguro o de doble rodillo);en ningn caso usar pisn de mano. Las compactaciones de los rellenos deben ceirse a lasnormas tcnicas para compactacin de suelos.

6.3.6. Recomendaciones Constructivas

Disponer de un equipo de bombeo para evacuacin de aguas lluvias.

Los tiempos de excavacin, fundida y relleno deben ser lo menores posibles.

6.4. COEFICIENTE SSMICO

Parmetros ssmicos NSR-10:

Zona de amenaza ssmica IntermediaClasificacin del perfil de suelo EAceleracin pico efectiva Aa 0,15Av 0.20Ae 0,09Ad 0,05

TABLA 7. PARMETROS SSMICOS DE DISEO


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7. MTODOS DE CONTROL, LIMITACIONES Y VERIFICACIN

Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente informe se basan en losresultados de la exploracin de campo, resultados de laboratorio descritos anteriormente ydebe informarse sobre el comportamiento de las soluciones recomendadas a medida que seavance en la construccin de las fundaciones, cualquier variacin sustancial en la magnitud delproyecto y/o cargas debe ser notificado por escrito y analizado conjuntamente con el ingenierogeotecnista.

El presente informe resulta de la verificacin y complementacin del informe inicial realizadopor la firma E&D Ingeniera. El presente informe no puede ser tomado como reemplazo delrealizado por dicha firma.

Las dimensiones finales de la cimentacin, resultan del diseo estructural definitivo, el presenteestudio rene los elementos fundamentales para lograr dicho diseo por parte del ingenieroestructural.

Realiz

CARLOS EDUARDO MENDOZA OLIVEROSINGENIERO CIVILESP. EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOSM.P. 15202-134639BYC


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ANEXO A: MEMORIAS DE CLCULO


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CRITERIOS PARA LA OBTENCIN DE PARAMETROS GEOMECANICOS, CAPACIDAD PORTANTE YASENTAMIENTOS

La obtencin de Cu en suelos cohesivos, para los diferentes estratos, se bas con los valores del

NSPT corregido; este ltimo de acuerdo a la siguiente tabla segn datos obtenidos paramateriales semejantes por el autor citado. La resistencia qu se obtiene por la expresin deBowles: qu = 0.17*Nspt y por la tabla 2.

Nspt CONSISTENCIA qu=2Cu2 MUY BLANDA 0,25

2-4 BLANDA 0,25-0,54-8 MEDIA 0,5-1

8-15 MEDIA DURA 1-215-30 DURA 2-4

30 MUY DURA 4-8TABLA 8. OBTENCIN DE CU DE ACUERDO A VALORES DE N. FUENTE: TERZAGHI Y PECK, 1948

El ngulo de friccin interna, para Suelos Granulares, es obtenido de acuerdo al nmero degolpes N corregido, del ensayo de campo SPT, segn la siguiente publicacin cientfica.

COMPACIDAD Nspt ANGULO DEROZAMIENTO

INTERNOMUY FLOJA 50 >41

TABLA 9. OBTENCIN DEL ANGULO DE FRICCIN DE ACUERDO A VALORES DE N. FUENTE: INGENIERA GEOLGICA,LUS I. GONZLEZ DE VALLEJO 2003

Para suelos finos, el ngulo de friccin se obtiene de valores tpicos para suelos (arcillas y limos:10 - 30; suelos cohesivos saturados: 0).

La obtencin de la capacidad portante a travs de los diferentes estratos del suelo se ha basado

en el titulo H de la NSR-10

Correccin del Ensayo SPT

El ensayo SPT se corrige al 70% de su energa, valores con los cuales se hallan las correlaciones.De los golpes tomados en campo, se corrigen siguiendo la propuesta de Bowles, en donde:

N70 = CN*Nspt*n1*n2*n3*n4


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Donde,

CN es la correccin por nivel de confinamiento = (95.76/Esfuerzo efectivo vertical)1/2

Nspt es el nmero de golpes hallado in situ.n1 es la correccin por el nivel de energa, para el equipo usado es 0,64.n2 es la correccin por longitud de varillaje, para profundidades entre 0m y 4m es de 0.75 yentre 4m y 8m de 0,85.n3 es la correccin por muestreador, para el equipo usado vale 1,0.n4 es la correccin por dimetro de perforacin, para el dimetro de la cuchara partida usadaen campo, vale 1,0.De los valores obtenidos, para diferentes estratos se toma el promedio ponderado elpromedio desde el nivel de cimentacin y hasta la profundidad explorada o del 10% del bulbode esfuerzos para hallar el N promedio corregido en cada uno de estos estratos.

CALCULO DEL CIMIENTO SUPERFICIAL

Frmula de Hansen (1970)

Es una extensin ulterior de la frmula de Meyerhof; las extensiones consisten en laintroduccin de bi que tiene en cuenta la eventual inclinacin en la horizontal del nivel de

cimentacin y un factor gi para terreno en pendencia.

La frmula de Hansen vale para cualquier relacin D/B, ya sean cimentacionessuperficiales o profundas; sin embargo el mismo autor introdujo algunos coeficientes parapoder interpretar mejor el comportamiento real de la cimentacin; sin stos, de hecho, setendra un aumento demasiado fuerte de la carga ltima con la profundidad.

Para valores de D/B 1:

B

Dqd

B

D

cd

1tan

2)sin1(tan21

1tan4.01

En el caso = 0

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

D/B 0 1 1.1 2 5 10 20 100

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

d'c 0 0.40 0.33 0.44 0.55 0.59 0.61 0.62


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

En los factores siguientes las expresiones con pices (') valen cuando =0.Factor de forma:

L

Bs

L

B

cs

L

B

cN

qN

cs

L

B

cs

4.01

tan1qs

continuasnescimentaciopara1

1

2.0''

Factor de profundidad:

1si1tan

1si

cualquierpara1

)sin1(tan21

4.01

4.0''

B

D

B

Dk

B

D

B

Dk

d

kqd

kcd

kcd

Factores de inclinacin de la carga


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0)(

5

cot

)450/7.0(1

0)(

5

cot

7.01

5

cot

5.01

1

1

15.05.0'

acfAV

Hi

acfAV

Hi

acfAV

Hqi

qN

qi

qici

acfA

Hci

Factores de inclinacin del terreno (cimentacin sobre talud):

5)tan5.01(

1471

147

'

gqg

cg

cg

Factores de inclinacin del nivel de cimentacin (base inclinada)

)tan7.2exp(

)tan2exp(

1471

147

'

qb

qb

cb

cb

CARGA LTIMA SEGN HANSEN (1970) (Condicin no drenada)Factor Nq 1.0Factor Nc 5.14Factor Ng 0.0Factor Sc 0.0Factor Dc 0.44Factor Ic 0.5Factor Gc -0.05

Asientos ElsticosLos asentamientos de una cimentacin rectangular de dimensiones BxL puesta en la superficiede un semiespacio elstico se pueden calcular con base en una ecuacin basada en la teora dela elasticidad (Timoshenko e Goodier (1951)):


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(1)21

21

1

21'0 F

IIIsE

BqH

Donde:q0 = Intensidad de la presin de contactoB'= Mnima dimensin del rea reactiva,

E e = Parmetros elsticos del terreno.Ii = Coeficientes de influencia dependientes de: L'/B', espesor del estrato H, coeficiente de

Poisson , profundidad del nivel de cimentacin D;

Los coeficientes I1 y I2 se pueden calcular utilizando las ecuaciones de Steinbrenner (1934)(V. Bowles), en funcin de la relacin L'/B' y H/B, utilizando B'=B/2 y L'=L/2 para loscoeficientes relativos al centro y B'=B y L'=L para los coeficientes relativos al borde.

El coeficiente de influencia IF deriva de las ecuaciones de Fox (1948), que indican el asientose reduce con la profundidad en funcin del coeficiente de Poisson y de la relacin L/B.

Para simplificar la ecuacin (1) se introduce el coeficiente IS:

21

21

1II

SI

El asentamiento del estrato de espesor H vale:

FIS

I

SE

BqH2

1'0

Para aproximar mejor los asientos se subdivide la base de apoyo de manera que el punto seencuentre en correspondencia con un ngulo externo comn a varios rectngulos. Enprctica se multiplica por un factor igual a 4 para el clculo de los asentamientos en el centroy por un factor igual a 1 para los asentamientos en el borde.

En el clculo de los asientos se considera una profundidad del bulbo tensiones igual a 5B, si elsubstrato rocoso se encuentra a una profundidad mayor.

A tal propsito se considera substrato rocoso el estrato que tiene un valor de E igual a 10veces el del estrato que est por encima.

El mdulo elstico para terrenos estratificados se calcula como promedio ponderado de losmdulos elsticos de los estratos interesados en el asiento inmediato.


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ANEXO B: REGISTRO FOTOGRFICO EXPLORACIONES DE CAMPO


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FOTO 1. VISTA DE ACCESO AL SITIO DE ESTUDIO

FOTO 2. LOCALIZACIN SITIO DE ESTUDIO


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FOTO 3. LABORES DE EXPLORACIN DEL SUBSUELO

FOTO 4. MUESTRA RECUPERADA


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FOTO 5. SONDEO REALIZADO


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ANEXO C: REGISTROS EXPLORACIN DE CAMPO Y RESULTADOS DELABORATORIO

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