Estudio de Suelos - Los Olivos

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR

AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAREXPEDIENTE DE SUELOS


UBICACION DISTRITO PROVINCIA DEPARTAMENTO

Calle Capricornio No.200 – Urb. Mercurio Los Olivos Lima Lima

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

SOLICITANTE: URCINIO PERCY CARRUITERO MEZA.

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

“AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR”

ÍNDICE

1.- GENERALIDADES

2.- GEOLOGÍA Y SISMICIDAD

3.- METODOLOGÍA DEL ESTUDIO

4.- CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS NUEVAS

5.- TRABAJOS EFECTUADOS

6.- PERFIL ESTRATIGRAFICO.

7.- ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE LABORATORIO.

8.- CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA Y DETERMINACION DE LA

PROFUNDIDAD DE CIMENTACION


9.- CALCULO DE ASENTAMIENTOS.

10.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

11.- RESULTADOS DE LABORATORIO.

12.- GRAFICOS

13.- MAPAS

14.- UBICACIÓN DE CALICATAS

15.- PANEL FOTOGRAFICO

16.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

“AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR”ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN

DISTRITO LOS OLIVOS PROVINCIA LIMA

1. GENERALIDADES

1.1 Objetivo del EstudioEl presente Informe Técnico tiene por objeto realizar el Estudio de Mecánica de

Suelos con fines de Cimentación del Proyecto : “AMPLIACIÓN DE VIVIENDA

MULTIFAMILIAR”, mediante trabajos de campo a través de excavaciones,

ensayos de laboratorio y labores de gabinete, en base a los cuales se definen

perfiles estratigráficos del subsuelo, sus principales características físicas y

mecánicas y sus propiedades de resistencia y deformación, los que nos conducen

a la determinación del tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante

admisible y asentamientos probables.

1.2 Normatividad.La evaluación del suelo esta en concordancia con la Norma E-050 de Suelos y

Cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones.

1.3 Ubicación y Descripción del Área en Estudio.


Los terrenos materia del presente estudio, se encuentra ubicados en la Calle

Capricornio Nº 200, Urbanización Mercurio, en el Distrito de Los Olivos, Provincia

Lima, Departamento Lima.

Área aproximada de 120.00 m2. La altura promedio es de 245.00 m.s.n.m.

1.4 Acceso a las Áreas en Estudio.La “AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR”, se encuentra ubicada en una

zona accesible, constituyendo los principales ejes de alta circulación Calle

Capricornio.

1.5 Condición Climática.Esta área del estudio, está sometido a la acción micro climática, de la Costa, y se

le conoce como semiárido, limitado con afloramientos rocosos del complejo basal

de la costa.

Las precipitaciones son irregulares y en forma de garúas, las que se presentan en

invierno, siendo también frecuentes por las tardes. La temperatura en estos

periodos alcanzan valores mínimos del hasta 12° C.

Durante el verano se registran temperaturas de hasta 28° C, variando la humedad

relativa en estos periodos entre 70 á 90 %.

1.6 Situación Actual.En la actualidad la zona en estudio se encuentra ocupada.

2. GEOLOGIA Y SISMICIDAD

2.1 GeologíaLa Zona en estudio se encuentra localizada sobre un depósito aluvial, el cual ha

sido depositado durante el Pleistoceno, superficialmente se encuentran depósitos

de terrenos de cultivo, arenas limosas y arcillas subyaciendo a estos suelos se


encuentran depósitos de grava arenosa con cantos rodados de forma

redondeada.

2.2 Características Geomorfológicas.Las principales características geomorfológicas, se detallan:

1. Los suelos de Lima están formados por los abanicos del río Rímac y

chillón, las mismas que tienen diferentes características geométricas, de

origen, propiedades composición, etc. donde predomina el conglomerado.

2. Los cantos rodados están formados por el cono del Rímac por rocas ígneas

predominando las granodioritas, y las más resistentes que se en las riberas

del mar retrabajadas con las meta volcánicas de andesitas silicificadas, etc.

3. La presencia de diferentes terrazas, cauces antiguos y actuales de los ríos

nos revela eventos importantes durante su evolución dentro de ambos

valles, sobresaliendo las avenidas e inundaciones, erosiones, etc.

4. La presencia de los acantilados indican una evolución dinámica importante

de la erosión del mar sobre el suelo de Lima, cuyo perfil de equilibrio natural

actual ha sido alterado con obras de defensa, y/o áreas ganadas al mar.

2.3 Geodinámica Externa.Durante los trabajos de campo efectuados no se han detectado fenómenos de

geodinámico externa reciente, como levantamientos y/o hundimientos, ni

desplazamientos de la formación sedimentaria existente en la zona.

2.4 Sismicidad.Desde el punto de vista sísmico, el territorio Peruano, pertenece al Círculo

Circumpacífico, que comprende las zonas de mayor actividad sísmica en el

mundo y por lo tanto se encuentra sometido con frecuencia a movimientos

telúricos. Pero, dentro del territorio nacional, existen varias zonas que se

diferencian por su mayor ó menor frecuencia de estos movimientos.


De acuerdo con la Norma E.030 de Diseño Sismorresistente del Reglamento

Nacional de Construcciones, el distrito de Los Olivos, localidad donde se halla el

área de estudio corresponde a la zona sísmica 3.


2.4.1 Parámetros de Diseño Sismo Resistente

De acuerdo al reglamento nacional de construcciones y a la Norma Técnica de

edificación E-030 de Diseño Sismo resistente, se deberá tomar los siguientes

valores:

(a) Factor de Zona Z = 0.4 (*)

(b) Condiciones Geotecnicas

El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S1, que corresponde a un suelo

rígido

(c) Periodo de Vibración del Suelo Tp = 0.4 seg

(d) Factor de Amplificación del Suelo S = 1.0

(e) Factor de Amplificación Sísmica (C)

Se calculará en base a la siguiente expresión:

Para T = Periodo de Vibración de la Estructura = H/Ct

(f) Categoría de la Edificación C

(g) Factor de Uso _________________________________ U = 1.0

(h) La Fuerza horizontal o cortante basal, debido a la acción sísmica se

determinará por la fórmula siguiente:

Para:

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 EDIFICACIÓN

C 2.5

V=Z*U*S*C*PR

C=2 .5∗(TpT )


*El área en estudio, corresponde a la zona 3, el factor de zona se interpreta como

la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida

en 50 años.

3. METODOLOGIA DEL ESTUDIOLos trabajos se efectuaron en 3 etapas:

3.1 Fase de CampoSe efectuaron trabajos de exploración, con el fin de conocer el tipo y

características resistentes del sub-suelo.

3.2 Fase de LaboratorioLas muestras obtenidas en el campo fueron llevadas al laboratorio con el objeto

de determinar sus propiedades físicas y mecánicas.

3.3 Fase de GabineteA partir de los resultados en Campo y Laboratorio, se ha elaborado el presente

informe técnico final que incluye:

Análisis del perfil estratigráfico, cálculo de la capacidad portante, así como

profundidad de desplante de las estructuras y conclusiones y recomendaciones

constructivas. Se incluye además anexos que contienen los resultados obtenidos

en Campo y Laboratorio; así como un panel fotográfico que corrobora la

estratigrafía encontrada.

4. CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS NUEVAS

Se trata de una edificación de 05 pisos estructurados en base a pórticos y

cobertura de aligerados de concreto armado.

Estas estructuras trasmitirán sus cargas al terreno mediante zapatas aisladas y/o

cimentaciones corridas.


5. TRABAJOS EFECTUADOS

5.1 Trabajos de CampoLas investigaciones de campo estuvieron íntimamente ligadas al suelo

encontrado.

La exploración se realizó mediante 01 calicata, a cielo abierto ubicados

convenientemente, lo cual cubre razonablemente el área a investigar.

La profundidad máxima alcanzada fue de 2.70m. En la excavación de las

calicatas, medida a partir del terreno natural, lo que nos permitió visualizar la

estratigrafía y determinar el tipo de ensayos de laboratorio a ejecutar de las

muestras alteradas representativas obtenidas.

El nivel freático no fue hallado hasta la profundidad explorada.

5.2 Trabajos de LaboratorioSe efectuaron los siguientes ensayos estándar de Laboratorio, siguiendo las

Normas establecidas por la American Society for Testing Materials (ASTM).

1.- Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM D422)

2.- Contenido de Humedad Natural (ASTM D2216)

3.- Límites de Consistencia (ASTM D4318)

4.- Ensayo de Corte Directo (ASTM D3080)

6. PERFIL ESTRATIGRAFICO

De acuerdo a la exploración efectuada mediante las calicatas C1, tal como se

observa en el estudio de exploración y en los resultados de Laboratorio, el perfil

estratigráfico presenta las siguientes características:

CALICATA N°1


En la superficie a lo largo del terreno, existe una capa de concreto simple (falso

piso), alcanzando una profundidad de -0.30mt. Contados a partir del terreno

natural.

Subyace al estrato anterior, un estrato arcilloso con presencia de grava, material

de color marrón, húmedo, semicompacto, alcanzando una profundidad de -0.30mt

a -0.90mt. Contados a partir del terreno anterior.

Subyacen un estrato de grava mal graduada con arena, subyacen gravas en un

64.0% del volumen total (cantos rodados), arena en un 35.0% del volumen total y

finos 1.0% del volumen total según el estudio granulométrico realizado,

semicompacto, ligeramente húmedo, color gris, clasificadas según SUCS como

GP con arena, yendo estas características hasta los límites de la exploración.

7. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LABORATORIO

Del cuadro de propiedades índices y parámetros deducidos, del estrato de suelo

de grava mal graduada con arena a niveles superficiales, se observa lo siguiente:

7.1 Resumen de Resultados Comparativos de Suelo de Cimentación

8. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA Y DETERMINACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

8.1 Profundidad de CimentaciónSe recomienda cimentar las estructuras portantes a la profundidad mínimas, de

acuerdo a las indicaciones del siguiente Cuadro.

Calicata Profundidad (m)

Clasificación SUCS

Cohesión (Kg/cm2)

Angulo de Fricción (°)

C-1 2.70 GP con arena 0.00 30.82º

Ubicación Suelo de Cimentación Nivel de Desplante mínimo Df (m)

Zona de Estudio GP con arena 1.40 mín. (con respecto a vereda)


8.2 Tipo de CimentaciónSe recomienda el empleo de zapatas aisladas y cimentación corrida. A

continuación se especifica en Cuadro siguiente:

8.3 Parámetros e Hipótesis de Cálculo

8.1.1 Se trata de una cimentación sobre suelo de grava mal graduada con arena

(GP) estado medianamente denso y de mediana humedad.

8.1.2 El contenido de humedad de los materiales nos permite realizar las

excavaciones, a tajo abierto.

El nivel freático no fue hallado.

8.1.3 La capacidad de carga, se ha determinado en base a la fórmula del Dr.Karl

Terzaghi y Peck (1967) con los parámetros de Vesic (1971) que es:

En donde:

Qa = Capacidad Admisible del terreno (kg. /cm²).

= Densidad húmeda natural del terreno. (1.74 kg. /m3)

Df = Profundidad de desplante de la estructura. (-1.40m)

B = Ancho variables para los cuales se plantea el diseño

Nq = Factor unidimensional de capacidad de carga, dependiente del

Ancho y de la zona de empuje pasivo función del ángulo de

Fricción interna (), considera la influencia del peso del suelo.

N = Factor adimensional de capacidad de carga debido a la presión

Ubicación Suelo de Cimentación Tipo de Cimentación

Zona de Estudio GP con arena Zapatas aisladas Cimentación corrida


sobrecarga (densidad de enterramiento). Función del ángulo de

fricción interna. La sobrecarga se halla representada por el peso

por unidad de área *Df, del suelo que rodea la zapata.

Si = Factores de Forma de la cimentación

C = Cohesión (Kg/cm²), es 0.00, para este caso de suelo gravoso

FS = Factor de seguridad, que toma en consideración lo siguiente:

(a)Variaciones naturales en la resistencia al corte de los suelos.

(b)Las incertidumbres que como es lógico, contienen los métodos o fórmulas

para la determinación de la capacidad última del suelo.

(c)Disminuciones locales menores que se producen en la capacidad de

carga de los suelos colapsibles, durante o después de la Construcción.

(d)Excesivo asentamiento en suelos compresibles que haría fluir el suelo

cuando éste, está próximo a la carga crítica o a la rotura por corte.

Por lo expuesto adoptaremos FS igual a 3 valor establecido para estructuras

permanentes.

De los resultados del laboratorio obtenemos:

C = 0.00 Φ = 30.82°Fs = 3γ1 = 1.74 T/m3γ2 = 1.76 T/m3

Para ingresar en la fórmula:

Reemplazando Valores:


Cuadro Nº 1Factores de Carga y Factores de Forma

FormaFactores de Forma Factores de Carga

Sγ Sq Sc Nc Nγ Nq

Cuadrada 0.60 1.60 1.63 32.20 25.30 20.21

Corrida 1.00 1.00 1.00 32.20 25.30 20.21

Cuadro Nº 2Capacidad Admisible por corte

Tipo Ancho de Zapata B (m)

Profundidad Df (m.)

Qult. (kg/cm2)

Qadm. (kg/cm2)

Cuadrada

1.00 1.40 9.20 3.071.20 1.40 9.46 3.151.50 1.40 9.86 3.292.00 1.40 10.53 3.51

Corrida

0.50 1.40 6.04 2.010.60 1.40 6.26 2.090.70 1.40 6.48 2.160.80 1.40 6.70 2.23

9. CALCULO DE ASENTAMIENTOS

En los análisis de cimentación, se distinguen dos clases de asentamientos,

asentamientos totales y diferenciales, de los cuales, estos últimos son los que

podrían comprometer la seguridad de la estructura.

La presión admisible por asentamiento, es aquella que al ser aplicada por una

cimentación de tamaño específico, produce un asentamiento tolerable por la

estructura.


El límite de los asentamientos tolerables para edificios en los que no se permiten

grietas, está dado por la distorsión angular, esto es:

α=∫¿

L= 1500

¿ , Vale decir, 1cm, para luces de 5m.

El asentamiento, se ha calculado mediante la teoría elástica, que esta dado por la

fórmula:

Para:p = Asentamiento (cm.)

P = Presión de trabajo (Kg/cm²)

B = Ancho menor cimentación (cm.)

= Relación de Poisson

Es = Modulo de Elasticidad (Kg/cm²)

If = Factor de influencia, que depende de la forma y la rigidez de la

cimentación (Bowles 1977).

Forma de la Zapata

Qadm (Ton/m2)

B (m)

Es (Ton/m2) u If Si

(cm)

Corrida 20.10 0.50 8000 0.30 254 0.29

Cuadrada 30.70 1.00 8000 0.30 112 0.39

Como se puede observar, el asentamiento rápido a producirse es tolerable porque:

p < (1”=2.54 cm)

Esto nos indica que el asentamiento rápido es menor que el asentamiento tolerable.


10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

10.1 La cimentación de las Edificaciones a proyectar serán dimensionados de tal

forma que apliquen al terreno una carga no mayor a lo recomendado en la siguiente

tabla de acuerdo a la siguiente estructura.

Tipo Ancho de Zapata B (m)

Profundidad Df (m.)

Qadm. (kg/cm2)

Cuadrada

1.00 1.40 3.07

1.20 1.40 3.15

1.50 1.40 3.29

2.00 1.40 3.51

10.2 La profundidad de cimentación deberá encontrarse siempre a -1.40m. (Con

respecto a vereda).

10.3 El nivel freático no fue hallado hasta la profundidad explorada.

10.4 Se podrá cimentar por medio de cimentación superficial tipo zapatas aisladas

y/o cimientos corridos.

10.5 En ninguno de los sectores considerados para el presente proyecto se detectó

la presencia de sales agresivas al concreto de cimentación, por lo que se

recomienda el uso de Cemento Portland Tipo I.

10.6 Se recomienda, antes del vaciado de las zapatas y/o vigas o losas de

cimentación, compactar el suelo de apoyo que generalmente se altera por el

proceso de excavación.


RESULTADOS DE LABORATORIO


GRAFICOS


Cota: Referencia : Nivel TerrenoSuperficie : Plana............................

2,70 m.

L.P. L.L.

_____ 0.50_____1.00_____1.50_____2.00_____250__

0,90-2,70 m Grava mal graduada con arena, medianamente densa,

ligeramente humedo, matriz de arena media a f ina, con tamaño maximo de gravas sub-redondeada de 6" en un

10%, color gris, SUCS = GP con arena

Finos = 1,0 %

Grava = 64,0 %

Arena = 35,0 %

Prof. (m) Símbolo Descripción Valores Medios

Humedad

0,00-0,30 m Capa de concreto simple

0,30-0,90 m. Arcilla con particulas de grava, color marron, humeda,

semicompacto

UBICACIÓN : Jr. Arequipa Nº 319 - Jr. Junin Nº 622 C - 1

Registrado por : JC

Nivel freático : Fecha : Magdalena, Noviembre del 2012Profundidad :

PERFIL ESTRATIGRAFICO DEL SUELO LAMINA N º 1

SOLICITANTE: PEDRO LUIS SANCHEZ HUBCHKCALICATA

PROYECTO : RESTAURANTE "PEDRITO"

4010 20 30

URCINIO PERCY CARRUITERO MEZA

AMPLIACIÓN DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR

Calle Capricornio No.200 – Urb. Mercurio

Los Olivos, Marzo del 2016


Cota: Referencia : Nivel TerrenoSuperficie : Plana............................

2,70 m.

L.P. L.L.

_____ 0.50_____1.00_____1.50_____2.00_____2.50__

0,90-2,70 m Grava bien graduada con arena, medianamente densa,

ligeramente humedo, matriz de arena media a f ina, con tamaño maximo de gravas sub-redondeada de 6" en un 10%, color gris, SUCS = GW con

arena

Grava = 63,0 %

Finos = 1,0 %

Arena = 39,0 %

Prof. (m) Símbolo Descripción Valores Medios

0,00-0,90 m. Arcilla con particulas de grava, color marron, ligeramente

humeda, semicompacto

Humedad

UBICACIÓN : Jr. Arequipa Nº 319 - Jr. Junin Nº 622 C - 2

Registrado por : JC

Nivel freático : Fecha : Magdalena, Noviembre del 2012Profundidad :

PERFIL ESTRATIGRAFICO DEL SUELO LAMINA N º 2

SOLICITANTE: PEDRO LUIS SANCHEZ HUBCHKCALICATA

PROYECTO : RESTAURANTE "PEDRITO"

4010 20 30


MAPAS


ZONAS SISMICAS TABLAFACTORES DE ZONA

ZONA FACTOR DE ZONA - Z (g)

3

2

1

0.4

0.3

0.15

ZONA I

ZONA I

ZONA II

Cusco

Madre de Dios

Puno

Apurimac

Ayacucho

Arequipa

Tacna

Moquegua

JuninLima

Ica

Huancavelica

Cerro de Pasco

HuanucoAncash Ucayali

La Libertad

Loreto

Amazonas

LambayequeCajamarca

San Martin

Piura

Tumbes

ECUADOR

COLOMBIA

BRASIL

BOLIVIA

CHILE


UBICACIÓN DE CALICATAS


PANEL FOTOGRAFICO


VISTA FOTOGRAFICA DONDE SE OBSERVA EL EMPLAZAMIENTO Y MATERIAL GRAVOSO HALLADO DE LA CALICATA N°01


VISTA FOTOGRAFICA DONDE SE OBSERVA EL EMPLAZAMIENTO Y MATERIAL GRAVOSO HALLADO DE LA CALICATA N°02

16. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- Crespo Villalaz Carlos (1980), “Mecánica de Suelos y Cimentaciones”,

Editorial LIMUSA.

- Bowles J.E. (1967), “Foundation Analysis and Desing”, Mc Graw Hill.

- Vesic A. (1971), “Análisis de la capacidad de carga de Cimentaciones

Superficiales”, JSMFD, ASCE, Vol.99.

- Capeco, (1987), “Reglamento Nacional de Construcciones”.

- Lambe T.W. y Whitman R.V. (1969), “Soil Mechanics “, John Wiley.

- Terzaghi K. y Peck R.B. (1967), “Soil Mechanics in Engineering Practice”,

John Wiley.

- Alva Hurtado J.E., Meneses J. y Guzmán V. (1984), “Distribución de

Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú”, V Congreso

Nacional de Ingeniería Civil, Tacna, Perú.

Estudio de Suelos - Los Olivos

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