If St Eg 025 2009 Informe

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CODIGO: INF-ST-EG-025-2009

FECHA DE EMISION: 21/08/2009

INFORME ESTUDIO GEOTÉCNICO PARAPROYECTO «FABRICA DE BENEFICIO Y

PROCESAMIENTO DE ESPECIES NOTRADICIONALES»

MUNICIPIO MENE MAUROA, ESTADO FALCON REVISION: 00 PAGINA:1 de 33

I.INTRODU IÓN

En atención a la empresa POLYMEX DE VENEZUELA C.A, para evaluar las

características geotécnicas presentes en el área destinada al proyecto «FABRICA DE

BENEFICIO Y PROCESAMIENTO DE ESPECIES NO TRADICIONALES»,

SOLESTUDIOS, C.A, ha realizado el Estudio Geotécnico correspondiente, consiste

en trabajos de campo ajustado a tres (3) sondeos exploratorios de 8 metros cada uno

y una calicata de 1.50 metros de fondo , así como las actividades de laboratorio

necesarias para evaluar las condiciones de apoyo del subsuelo y obtener información

de los parámetros geomecánicos del subsuelo para el diseño de pavimento y

cimentaciones más adecuadas e interacción suelo – estructura; y además presentar

las recomendaciones constructivas asociadas con el perfil de suelo encontrado.

Con base a la información obtenida del estudio geotécnico se ha elaborado este

informe en el cual se presenta la estratigrafía del suelo encontrada en el sector

explorado y los cálculos para estimar la capacidad de carga admisible del suelo

según las alternativas de cimentación recomendada.

I.1 Limitaciones del Estudio

No se conocen detalles de las edificaciones (oficinas y dependencias

administrativas) y cimentaciones de los galpones y edificaciones livianas.

Según información suministrada por el cliente se ha tomado como carga

máxima en las columnas de los galpones 60 toneladas.

La muestra de suelo que se analizó para ser utilizada como relleno volumétricose tomó del sitio preparado para la colocación de la piedra fundacional,

informada como representativa de los materiales más utilizados en el sector

Los Pedros.

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I.2 Descr ipción del Proyecto

Según información suministrada por el cliente se trata de la construcción de lasinstalaciones para el proyecto Fábrica de Beneficio y Procesamiento de

Especies no Tradicionales, ubicada en el poblado de Los Pedros, Municipio

Mene de Mauroa, estado Falcón. Este proyecto está conformado por

galpones, área deportiva, vialidad y estacionamientos con la presencia de

vehículos pesados.

La superficie del proyecto es de aproximadamente 37.066,75 m2

I.3 Alcance y Propósito de la Investigación

El estudio realizado comprende la investigación del subsuelo dentro del área

indicada por los sondeos. El propósito de esta investigación consistió en la

exploración detallada de las condiciones del subsuelo mediante datos

cuantitativos y cualitativos para evaluar las condiciones de apoyo del subsuelo

y determinar las características geomecánicas del mismo.

Para la realización de la investigación geotécnica se desarrollaron lassiguientes actividades:

Ejecución de tres sondeos a máquina hasta 8 metros de profundidad mediante

prueba de penetración estándar (ASTM D 1586) para explorar el subsuelo en

el área de estudio y la determinación del nivel freático.

Ensayos de laboratorio sobre muestras representativas recuperadas en los

sondeos exploratorios para encontrar sus propiedades índices y

clasificarlas.

Toma de muestra inalterada, en pozo a cielo abierto de 1.50 metros de

profundidad, para evaluar las características del material arcilloso

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subyacente a través del método del doble odómetro para investigar su

comportamiento mecánico ante la hidratación.

Toma de muestras alteradas en el sitio de estudio para evaluar material

de préstamo cercano importado y colocado en el sitio y la posibilidad de su

uso en el movimiento de tierra en el área de estudio.

El alcance del estudio comprende:

Descripción de las características actuales del suelo mediante la

evaluación de las investigaciones de campo y laboratorio.

Definición de los parámetros ingenieriles a partir de los ensayos de

laboratorio y campo (in situ).

Desarrollo de criterios geotécnicos para el diseño de la cimentación y

pavimento.

Recomendaciones constructivas

II. INVESTIGACIÓN DE CAMPO

II.1 Resumen de Operaciones

Se realizaron tres (3) sondeos exploratorios hasta la profundidad de 8 metros

de fondo, una calicata hasta 1.50 metros de profundidad y actividades de

muestreo de material proveniente de préstamo cercano colocado en sitio.

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II.2 Descr ipción del Procedimiento de MuestreoII.2.1 Sondeos a Máquina

Los sondeos exploratorios se ejecutaron utilizando un equipo tipo

Sprague Henhood 40 CL, apoyado directamente sobre el terreno. Los

ensayos de penetración y recuperación de muestras se efectuaron

utilizando un muestreador normalizado, tipo cuchara partida, de dos

pulgadas de diámetro exterior y de una longitud mínima de 2 pies (60

cm). El muestreador es hincado a percusión con un martillo de 140

libras y 76 cm. de caída libre.

La toma de muestra en las perforaciones, se realizó de forma continua

(cada 45 cm) los tres (3) primeros metros y a partir de esa profundidad

se tomaron a intervalos de un metro (1m) hasta completar la

perforación. Para mantener estables las paredes en los sondeos se

utilizaron forros para entibar el pozo exploratorio.

El número de golpes necesarios para hincar el tubo muestreador los

últimos 30 centímetros en el terreno de un total de 45 centímetros de

penetración, es lo que se conoce como resistencia del suelo a lapenetración (Nspt), estableciéndose a través de correlaciones la

densidad relativa en los suelos granulares y la consistencia en los

suelos cohesivos.

Los trabajos antes descritos se ajustan a las normas ASTM D -

1586.

Las muestras recuperadas con el muestreador se clasifican visualmente

y son colocadas en frascos de recolección, sellados herméticamente,

identificados señalando el nombre del proyecto, número de perforación,

número de muestra, fecha y profundidad, longitud de recuperación y

resistencia a la penetración normal (Nspt) y trasladadas

cuidadosamente al laboratorio para sus respectivos análisis.

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II.2.2 Toma de Muestras Inalteradas

Se excavó la fosa a cielo abierto con dimensiones de 1.50x1.50x150

metros, manualmente, y se extrajo la muestra en condición inalterada

de una de las paredes, cubriéndola adecuadamente con parafina para

preservar su humedad. El tamaño del bloque fue de 20x20x20

centímetros, la muestra recuperada se clasificó visualmente y se

trasladó al laboratorio para evaluar las características del material

arcilloso subyacente a través del método del doble odómetro y su

posible comportamiento de colapso o expansión ante la hidratación.

II.2.3 Toma de Muestras Alteradas

Se realizo muestreo en el sector explorado del material procedente de

préstamo cercano al sitio de la obra con el propósito de complementar

la caracterización del sector de estudio y llevar a cabo ensayos

especiales para la determinación de los parámetros de compactación yCBR.

II.3 Ubicación Topográfica

La ubicación de los sondeos exploratorios en el área de estudio fue

indicada por el cliente, el replanteo de los puntos de sondeo se realizó

empleando un equipo de posicionamiento global “GPS” con la

siguiente configuración; PROYECCIÓN UNIVERSAL TRANSVERSAMERCATOR (UTM), HUSO 19, sistema de referencia GRS80 – WGS84

(Sistema Regven) y las elevaciones de las perforaciones y calicata

fueron suministradas por el cliente.

A continuación se presentan las coordenadas de los sondeos y calicata

ejecutados.

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Tabla 1. Coordenadas UTM de los Sondeos (Sistema Regven).

Sondeos Norte Este*Elev.

(msnm)

P-1 1.192.175,00 284.832,00 92.26

P-2 1.192.088,00 284.750,00 91.18

P-3 1.192.150,00 284.812,00 92.03

C-1 1.192.166,00 284.793,00 92.18

*cotas actuales suministradas por el cliente

III. ENSAYOS DE LABORATORIO

III.1 Pruebas Geotécnicas de Identificación

Se ejecutaron ensayos sobre muestras seleccionadas, recuperadas en los

sondeos, para determinar sus propiedades índice y clasificarlas según los

sistemas SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos) presentado por

la norma ASTM D 2487-00 donde se introduce el uso del doble símbolo

mediante la incorporación a la clasificación de sufijos y prefijos en forma de

subíndices para aumentar el grado de resolución de la clasificación. Los

prefijos utilizados son: s y g los cuales indican gravosa o arenosa. Los sufijos

utilizados son: s, g, c y b los cuales indican: s y g con arena o grava y los

sufijos c y b guijarros y bloques. También se utilizaron los sistemas AASHTO.

Y la clasificación cuantitativa según la metodología RAMCODES (Sánchez

Leal F. 2002).

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Para realizar la clasificación cuantitativa, se utilizó el SACS (sistema

Alternativo de Clasificación de Suelos) este sistema de clasificación discrimina

entre materiales con finos plásticos y finos no plástico. La base del sistema es

un parámetro llamado factor característico que se denomina Fp cuando se

trata de suelos o agregados con finos plásticos en el caso de tener materiales

con porcentaje de grava igual a cero (% G=0) y límite líquido mayor o menor a

20 (LL > 20 ó LL < 20) y se denomina Fnp para materiales con finos no

plásticos al estar en presencia de materiales con porcentajes de grava distinto

de cero (%G≠0) y límite líquido menor a 20 (LL < 20)

El factor característico Fp es obtenido como el producto lineal de la plasticidad

del suelo. El factor característico Fnp esta fundamentado en los trabajos de

Roper, enunciado por Biarez (1980) y Haussmann (1990).

G

F WLFp

++=

1)1(

D10

D60F Fnp + = )1(

Donde:

WL: es el límite líquido del material en decimal

F: es la fracción pasante del tamiz Nº 200, en decimal

G: es la fracción retenida en el tamiz Nº 4, en decimal

D60: diámetro por donde pasa hasta el 60% del peso del material

D10: diámetro por donde pasa hasta el 10% del peso del material

El factor característico Fp y Fnp están asociados a la clasificación descriptiva

según las Tablas siguiente:

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Tabla 2. Factor Característico Fp.

Tipo Rango ClasificaciónRS1 0-0.2 Gravas limosas y/o arcillosas

RS2 0.2-0.5 Gravas limosas y/o arcillosas con grava

RS3 0.5-0.7 Arenas limosas y/o arcillosas

RS4 0.7-1.4 Arcillas ligeras limosas y/o arenosas

RS5 >1.4 Arcillas francas

RS1* 0.0-0.2 Arenas limpias

RS2* 0.2-0.5 Arenas sin grava

Nota: los suelos RS1* y RS2* son suelos sin grava. A pesar de que sus

valores de Fp coinciden con los tipos RS1 y RS2, estos materiales se

comportan de manera diferente.

Para suelos en los que no se puede determinar el límite líquido (i.e.N.L.)

se debe realizar el ensayo de Azul de Methyleno (COVENIN 3548:1999)

para determinar el valor Azul (VB en gr/100 gr). Se estimará el valor del

límite líquido según la siguiente expresión (Sánchez-Leal, F.J. 2002d)

Tabla 3. Factor Característico Fnp.

Tipo Rango ClasificaciónRS1* >100 Gravas limosas o arenosas

RS2* 15-100 Arenas limosas con grava y arenas

RS3* 0-15 Arenas limosas finas

Es importante resaltar que la principal ventaja del sistema SACS sobre

SUCS y AASHTO es el fundamento cuantitativo del primero, lo que

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facilita la correlación de parámetros de comportamiento mecánico o

hidráulico con la clasificación del suelo.

A su vez se realizaron ensayos de peso unitario sobre muestras recuperadas

en los sondeos.

III.2 Ensayos de Comportamiento Mecánico

Se realizaron ensayos de compactación a las muestras perturbadas

recuperadas de la calicata (C-1) y muestreo del material procedente del sitio

de préstamo más cercano, con el propósito de evaluar el material en las zonasde excavación para ser utilizado como material de relleno.

Se empleó la metodología RAMCODES (Metodología Racional para el Análisis

de Densificación y Resistencia de Suelos Compactados) la cual permite

construir mapas de resistencia que son de gran utilidad para interpretar el

comportamiento del suelo asociado a los conceptos de mecánica de suelos no

saturados.

Tiene como versión el ensayo ASTM D 1883 Versión 7.2.

Estos mapas de resistencia son interpretaciones en graficas de contorno de la

superficie de respuesta que describe la resistencia del suelo cuando es

compactado con varios niveles de energía de compactación en un rango

amplio de contenidos de agua y densidades secas (Experimento Factorial).

III.3 Investigación de Laborator io

El trabajo de laboratorio permitió caracterizar el suelo y establecer laspropiedades índices a cada muestra, con el fin de establecer mediante los

resultados de laboratorio y correlaciones existentes los parámetros

geomecánicos del subsuelo en la zona explorada.

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Las actividades de laboratorio comprenden la Inspección y Clasificación

Visual de las muestras y los ensayos resumidos en la Tabla 4.

Tabla 4. Ensayos Realizados Sobre las Muestras.

Ensayo Designación ASTM

Examen Visual de muestras D 2488-93

Humedad D 2216

Granulometría D 422 y C 136

Gravedad Especifica D 854-92

CBR D1883, variante 7.2Doble odómetro D 2435-90

Peso unitario D 4254

IV. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO ARCILLOSO

IV.1 Método de la Activ idad

Se emplea el criterio de los investigadores Seed, Woodward y Lundgren, para

determinar el potencial de expansión a partir de la actividad y el Índice de

Plasticidad.

10−=C

IP Actividad

Con esto se pueden estimar los cambios volumétricos potenciales del suelo

mediante los resultados de ensayos de Hidrometría y Límites de Consistencia,

donde C, denota el porcentaje de partículas menores de 2 micras.

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V. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO

V.1 Método de la Act ividad

Los resultados de los ensayos indican según este método, que el subsuelo en

la muestra recuperada a la profundidad de 1.50 metros, la cual fue analizada y

clasificada como arena limo- arcillosa se considera con potencialidad de

expansión baja (menor a 5%).

En el Anexo C se presentan los registros de estos ensayos y sus respectivos

análisis.

V.2 Ensayos de Colapso

La muestra procedente de la calicata (C-1) a la profundidad de 1.50 metros,

presenta un comportamiento de colapso según la prueba de Jenning y Knight

(1975) estimándose que para una carga de contacto de 1.75 Kg/cm2, el valor

de asentamiento instantáneo una vez inundado el suelo resultó en magnitud

de 20 centímetros.

V.3 Ensayos de CompactaciónTabla 5. Resul tados de ensayos de compactación.

PROCTOREstandar ModificadoClasificación Muestras

DMS(Kg/m3)

Wop(%)

DMS(Kg/m3)

Wop(%)

CBRMáximo*

(%)

HumedadRecomendada

(%)

Recomendación

SM A-2-4 (0),RS2*

C-1 1926 7.2 2146 7.1 36 7 Sub baseExcelente/ BasePobre

(SM)g A-2-4 (0) Préstamocercano a

sitio deestudio

2057 9.1 2138 9.1 35 8 Sub baseExcelente/ Base

Pobre

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VI. CARACTERISTICAS DEL SUBSUELO

VI.1 Estratigrafía

En el Anexo B se muestra el Perfil Estratigráfico de cada perforación realizada.

Se indican la descripción litológica, con su respectiva simbología, el número y

tipo de muestra y la composición relativa del suelo.

Para la descripción del perfil de suelo se realizó una correlación espacial de

los sondeos a través de un perfil longitudinal, donde se representa la

estratificación del suelo en los 8 metros explorados, y los valores de humedady número de golpes SPT.

También en el Anexo B, se encuentra el gráfico llamado «Espectro SPT», que

no es más que el perfil del registro SPT con la profundidad, para cada

perforación; una herramienta que será muy útil en la definición del perfil de

trabajo y sus propiedades geomecánicas.

Los resultados de la exploración geotécnica indican que el subsuelo está

conformado desde la superficie hasta la profundidad de fondo (8 metros) por

suelos granulares finos (arenas limosas y arenas arcillosas) en estado de

densidad relativa de media a muy densa.

De acuerdo con el espectro SPT, del Anexo B, el material aumenta su

resistencia con respecto a la profundidad del suelo presentando valores de

hasta 79 golpes/pie.

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VI.2 Posición del Nivel Freático

Durante los sondeos realizados no se detectó presencia de nivel freático parala fecha de exploración y profundidad explorada (8 metros).

VI.3 Características de Sismicidad

De acuerdo con las normas COVENIN 1756: 2001 esta zona del Estado

Falcón se califica como zona sísmica 3 (peligro sísmico intermedio), de

acuerdo con los resultados obtenidos en la exploración geotécnica , el perfil de

suelo podría ser considerado de acuerdo a las normas COVENIN como suelos

blandos o sueltos intercalados con suelos mas rígidos con un coeficiente de

aceleración horizontal Ao = 0.20, una forma típica espectral de terreno de

cimentación S2 con un factor de corrección del coeficiente de aceleración

horizontal ϕ = 0.65.

Figura 1. Mapa de Zoni ficación Sísmica con Fines Ingenieriles

MunicipioMenemauroa

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VI.4 Parámetros GeotécnicosLos parámetros geomecánicos se obtuvieron por medio de apropiadas

correlaciones entre el tipo de suelo y la resistencia relativa del registro SPT.

A continuación se presentan tablas, formulaciones de correlación y fuentes con

las que se obtuvieron los parámetros geomecánicos del subsuelo.

Tabla 6. Relación entre N-SPT, la densidad relativa y el ángulo de

fricción en arenas (Das, Braja, “Principles of FoundationEngineering” , 2nd. Ed., p. 89, Cap. 2).

SPT-N(golpes/pie)

Condición Densidad relativa(%)

Ángulo defricción ( )(grados)

0-5 Muy suelto 0-5 26-30

5-10 Suelto/Medio 5-30 28-35

10-30 Medio/Denso 30-60 35-42

30-50 Muy denso 60-95 38-46

Tabla 7. Valores típicos para relación de vacíos, contenido de agua, ypeso unitario seco de algunos suelos (Das, Braja, “Principles ofFoundation Engineering” , 2nd. Ed., p. 13, Cap. 1).

Tipo de suelo Relación devacíos

(e)

Humedadnatural

(%)

Pesounitario

seco(kN/m3)

Arena uniforme suelta 0.80 30 14.5

Arena uniforme densa 0.45 16 18

Arena limosa suelta con gradaciónangular

0.65 25 16

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Arena limosa densa congradación angular

0.4 15 19

Arcilla rígida 0.6 21 17

Arcilla blanda 0.9-1.4 30-50 11.5-14.5

Loess 0.9 25 13.5

Arcilla orgánica blanda 2.5-3.2 90-120 6-8

Till (suelo producto delarrastre de morrenas y

glaciares)

0.3 10 21

Los valores del coeficiente de compresibilidad, mv, en MPa

-1

, seobtuvieron a través de la siguiente expresión de correlación con el

registro SPT-N (golpes/pie), tomada de Burland y Burbidge (1985), y de

Terzaghi (1996).

VII. CONDICIONES GEOMECANICAS DEL TERRENO DE

FUNDACIÓN

Los criterios para obtener las condiciones geomecánicas del subsuelo

explorado fueron los siguientes:

Estratigrafía del sitio de estudio

Valor SPT (golpes/pie) obtenido en cada sondeo realizado.

Aplicación de correlaciones existentes presentadas en el inciso VI.4

Estrato A

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Profundidad 0.00 – 0.45 m

Elevación 92.26 – 91.81 msnmMaterial Arena limosa

Número de golpes SPT promedio N = 56 golpes / pie

Peso volumétrico unitário húmedo γm = 1.90 T/m3

Ángulo de Fricción Interna Ø = 35º

Módulo de Elasticidad Es = 5000 T/m2

Coeficiente de Poisson υ = 0.30

Coeficiente de compresibilidad Mυ = 0.006067 Mpa-1

Estrato B

Profundidad 0.45 – 2.25 m

Elevación 91.81 – 90.01 msnm

Material Arena arcillosa




Módulo de Elasticidad Es = 5000 T/m

2



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Estrato C

Profundidad 2.25 – 8.00 mElevación 90.01 – 84.26 msnm

Material Arena limosa




Módulo de Elasticidad Es = 5000 T/m2



VIII. TRABAJOS GENERALES PARA EL MEJORAMIENTO DEL ÁREA

DE ESTUDIO

Con el propósito de estabilizar el suelo existente expuesto al colapso al entrar

en contacto con el agua, se propone una preparación previa del terreno de

apoyo, exclusivamente en la franja de zona donde se ubican las edificaciones

industriales, la cual se describe a continuación:

1) Remoción y corte superficial para eliminar capa vegetal, los espesores se

indican en la Tabla 8a.

2) Recompactación al 95 % de la Densidad Máxima Seca del ProctorModificado de la superficie cortada a fin de preparar el sitio para las

fundaciones o los rellenos que sean requeridos considerando las

elevaciones del proyecto.

3) Colocación de geomembrana del tipo TRICALON 500 MIC o similar, en

toda la extensión de la superficie acondicionada.

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4) Construcción de rellenos volumétrico con un espesor variable,

considerando las elevaciones establecidas del proyecto.

5) Construcción de la losa de piso

En la zona correspondiente a la vialidad no se requerirá la colocación de

geomembrana. Se sugiere la imprimación del terreno natural con emulsiones

asfálticas.

En los sitios puntuales donde se construirán los apoyos de los pórticos de los

Talleres donde se corresponden las zapatas aisladas, el procedimiento es el

siguiente:

En caso de que la profundad de desplante (1.5 metros ) quede sobre el terreno

natural, se recomienda la colocación de una geomembrana que proteja o

cubra fondo y paredes de la fosa excavada para la zapata respectiva.

Si por condiciones de espesor de relleno la profundidad de desplante queda

inmersa dentro del relleno volumétrico, entonces no se requerirá la protección

de la fosa de excavación con la geomembrana.

Es importante resaltar que previo a la intervención del terreno se deberáconsiderar lo siguiente:

Estudiar y planificar los cortes de tal modo que en todo momento

garantice el adecuado drenaje de las zonas intervenidas.

Al momento de comenzar los trabajos de preparación y mejoramiento

del sitio deberán estar definidos los sitios de ubicación de las

estructuras.

Haber sido evaluada la calidad de los materiales de préstamos

mediante muestreo y elaboración de ensayos de laboratorio.

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IX. MOVIMIENTO DE TIERRA

Considerando las elevaciones suministradas por el cliente en los sondeos

exploratorios, para la nivelación del terreno en el área explorada se deben efectuar

actividades de relleno con espesores mínimos entre 0.30 a 1.46 metros de espesor.

Existe la posibilidad de que los proyectistas aumenten el espesor de relleno de

acuerdo a los lineamientos del proyecto de drenajes.

Tabla 8a. Espesor de suelo a ser removidos previo a la

nivelación del terreno.

Sondeos *Cota actual(msnm)

*Cota final(msnm)

Espesor aremover

Observaciones

P-1 92.26 91.96 0.30 Capa vegetal

P-2 92.03 91.73 0.30 Capa vegetal

P-3 91.18 90.88 0.30 Capa vegetal

*cotas actuales

Tabla 8b. Espesor mínimo de relleno para nivelación el terreno.

Sondeos *Cota actual(msnm)

*Cota final(msnm)

Espesor

P-1 91.96 92.26 0.30

P-2 91.73 92.26 0.53

P-3 90.80 92.26 1.46

*cotas en base a la información de topografía suministradas el día delas perforaciones.

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X. ANALISIS DE CIMENTACIÓN

Para realizar las estimaciones de capacidad de carga se utilizan los parámetros

establecidos en las condiciones geomecánicas del terreno de cimentación basadas

en la composición granulométrica del suelo, el numero de golpes SPT promedio

obtenido en cada sondeo y las correlaciones existentes descritas en el inciso VI.4.

Para el análisis de asentamiento total se ha tomado como carga máxima en las

columnas de los galpones 60 toneladas, este valor fue suministrado por el cliente.

La técnica utilizada para evaluar la capacidad de carga admisible del suelo por

esfuerzo cortante para cimentaciones superficiales, fue la teoría modificada de

Terzaghi para cimentaciones corridas y cuadradas, y las fórmulas para el cálculo son

las siguientes:

(Cimentación corrida)

(Cimentación cuadrada)

Donde:

Nc, Nq, Nγ: son factores adimensionales de capacidad de carga

que varían en función del ángulo de fricción interna del suelo de

apoyo.

γ: Peso volumétrico del suelo de apoyo.

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B: Ancho de la zapata

C: Valor de la cohesión

σd: Esfuerzo efectivo a nivel de desplante.

Dr. Densidad relativa del suelo de apoyo (70%)

FS: Factor de seguridad tomado en 3.

Para estimar el asentamiento total en el área explorada se utilizó el criterio de

asentamiento tolerable por medio del Software WINSAFI de Prototype Engineering

INC. Entre otras cosas, este software obtiene el valor del incremento de esfuerzo,

Δσι, que se genera en el suelo a cualquier profundidad debido a la sobrecarga de

una fundación, tomando en cuenta tanto la geometría de la cimentación y su tipo,

como las propiedades mecánicas y estratificación del suelo, propiedades mecánicas

y estratificación del suelo, incluida la posición del nivel freático.

La interestratificación se modela por medio de múltiples estratos con un grado de

libertad, con espesor hi y constante elástico mvi. El asentamiento total es obtenido

como la sumatoria de las deformaciones de cada estrato o subestrato considerado,

tal como lo muestra la siguiente expresión:

Donde:

ΔH: Asentamiento total

Δσi: Incremento de esfuerzo trasmitido al suelo en el estrato i-ésimo

debido a la sobrecarga de la cimentación.

mvi: Módulo de compresibilidad volumétrico unitario del estrato i-ésimo

del suelo.

hi: Espesor del estrato i-ésimo del suelo de apoyo.

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Luego, en la interfase cimentación-suelo, el módulo de balasto, k, queda

definido por la relación entre la presión de contacto, σ , y el

asentamiento total, según la siguiente expresión:

X.1 Cimentación Recomendada

Dadas las condiciones generales del perfil de suelo encontrado en el área

destinada para el proyecto «Fabrica de Beneficio y Procesamiento de

Especies No Tradicionales», se recomienda la solución de LOSA DE

FUNDACIÓN para las edificaciones livianas que formaran parte del proyecto

industrial y ZAPATAS AISLADAS DE FORMA CUADRADAS para los

galpones. Las losas quedarán apoyadas sobre un relleno con material de

comportamiento inerte mientras que las zapatas si quedan apoyadas en el

terreno natural se recomienda la protección de las fosas con geomembranas,

ante la posibilidad de hidratación que conduciría al colapso del suelo de

apoyo..

X.2 Cálculo de Capacidad Admisible del Suelo Por Esfuerzo

Cortante.

Parámetros de cálculo:

m: 1.70 Ton/m3

C: 0 Ton/m2

Ø = 30º

Nc: 37.16

Nq: 22.46

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N

: 19.13

La siguiente tabla resume los resultados para las alternativas de

fundación.

Tabla 9. Resumen de valores de capacidad de carga, según criterio.

Losa deFundación

ZapatasCuadradas

BxL (m) 10.0x10.0 2x2GeometríaDf (m) 0 1.5

Terzaghi (FS=3) qadm (kg/cm2) 4.5 2.3Δ@1.75kg/cm2

(cm)0.71 0.18

ks (kg/cm3) 2.4 9.7Δtol (cm) 1.0 1.0

As. Tolerable

qadm (kg/cm2) 2.4 9.7

Recomendación

Rs (kg/cm2) 2.4 2.3

Df (m): Profundidad de desplante de la cimentación.

qadm (kg/cm2): Capacidad admisible del suelo.

Δ@ (cm): Asentamiento total al aplicar una presión de contacto de

1.75 kg/cm2.

Δtol (cm): Asentamiento tolerable.

ks (kg/cm3):: Coeficiente de balasto.

Rs (kg/cm2): Resistencia de suelo.

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XI. DISEÑO DE PAVIMENTO

XI.1 Análisis de Tránsito

Se considera un nivel de intensidad de tráfico alto debido a la presencia

permanente de vehículos pesados. Es importante resaltar que para el

momento de la realización del informe geotécnico no se contó con el estudio

de transito para definir el número de carga totales (Nt) para el diseño del

pavimento flexible.

Para este informe se ha estimado un valor de Nt: 5 x106

, tomado del Manualde Diseño de Mezclas MS-2 del Instituto Norteamericano del Asfalto.

XI.2 Diseño de Pavimentos Flexibles

Para diseñar la estructura de pavimentos flexibles se utiliza el Método MTC-82.

Las ecuaciones centrales del método son las siguientes:

Donde:

NEV es el número estructural venezolano,

Nt es el número de cargas totales en el período de diseño

CBR es el valor relativo del soporte de la subrasante.

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Para toda estructura propuesta se tiene que cumplir que:

Con base en los sondeos de 6 metros de profundidad y ensayo de CBR

realizado a la subrasante, se toma un CBR de diseño de 20%.

Se utiliza un Nt de 5 x106 cargas totales, para un periodo de diseño de 10

años.

Al aplicar la ecuación resulta un NEV=7.16. Este es el número que al menos

tiene que cumplir la estructura de pavimentos propuesta.

La Tabla 10 muestra una estructura de pavimentos que cumple con la premisa.

Tabla 10. Cálculos para verificar la estructura de pavimentos propuesta.

Capa Materialei

(cm)ai eixa i

Carpeta

asfáltica

Concreto

asfáltico

tipo IV

10 0.27 2.70

BaseGranzón

(CBR=60%)45 0.11 4.95

Total7.65 >7.16

Ok

Luego entonces, se recomienda la siguiente estructura de pavimentos para la

vialidad.

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Tabla 11. Estructura de pavimento flexible y especificaciones constructivas.

Descripción

Espesor

(cm) Material Especificaciones Observaciones

Carpeta

asfáltica10

Concreto

asfáltico

Tipo IV

Compacte a 97%de la densidad

máxima delaboratorio, o 92%

de la densidadRice.

Estabilidad mayorque 1800 lb.

Use espesormáximo de capasuelta de 6 cm.

Entre capa y capase colocará un

riego deadherencia.

Imprimaciónasfáltica

sobre la base- RC-250

La cantidad

máxima deaplicación estarácomprendida

entre0.9 y 2.3 l/m2

(COVENIN2000-80).

Comoimpermeabilización,imprimar también elárea que no llevará

carpeta asfáltica

Base 45Granzón

(CBR>=60%)

Compacte en lascondicionesprevistas en

laboratorio para

tal valor de CBR.

Use espesormáximo de capasuelta de 0.30 m

Se recomienda encarecidamente la elaboración de tramos de prueba para

establecer patrones de compactación con los que se definirá la combinación

óptima del equipo de compactación y el suelo para alcanzar los requerimientos

de diseño.

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XI.3 Recomendaciones Constructivas para la Construcción de

Pavimentos Flexibles

Debido a la presencia de un estrato colapsable en el terreno estudiado es

preciso realizar un mejoramiento de suelos con el propósito de evitar que se

produzca deformaciones relacionadas con el colapso por hidratación, el

procedimiento se describe a continuación:

1) Remoción de capa vegetal.

2) Recompactar al 95 % del Proctor Modificado con un porcentaje de

humedad máximo de 7%. En caso de que la superficie del terreno se

encuentre por encima de la subrasante según elevaciones establecidas

en el proyecto, se recomienda realizar cajuela en todo el ancho de la vía

y densificarlo al 95% de la DMS del ensayo de Proctor Modificado (2038

Kg/m3).

3) Verificar si la superficie de apoyo esta firme y estable en toda su

extensión, según lo establecido en la norma COVENIN 2000-80,capitulo 11, especificación 11.0-44.

4) Imprimación de la superficie conformada, con emulsión asfáltica.

5) Construcción de relleno estructural con un CBR mínimo de 60%,

densificado al 95 % de la Densidad Máxima Seca del Proctor

Modificado y colocado en capas sueltas de espesor no mayor de 0.30

metros. Su espesor mínimo es de 45 centímetros.

6) Durante la construcción de los rellenos se recomienda mantener una

superficie con pendiente suficiente que permita el rápido

escurrimiento del agua en caso de lluvias, evitando la erosión de los

materiales expuestos.

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7) Se recomienda un pendiente en los taludes de relleno de 2H:1V, en

caso de presentarse, éstos deben ser protegidos en toda su extensión

mediante sistemas de drenajes.

XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

C.1

El subsuelo donde se implantara el proyecto «Fabrica de Beneficio y

Procesamiento de Especies no Tradicionales», esta constituido por un perfil

geotécnico predominantemente conformado por suelos granulares finos

(arenas limosas y arenas arcillosas) de compacidad media a muy densa.

C.2

Se encontró un estrato de suelo colapsable entre 0.90 a 2.00 metros de

profundidad, resultando un asentamiento instantáneo una vez inundado de 20

centímetros para una carga de contacto de 1.75 Kg/cm2

.En razón de ello seproporcionan las recomendaciones preventivas ante eventos de hidratación

bien sean por infiltración de aguas de lluvias, rotura de tuberías ,riego de

jardines.

C.3

De acuerdo con las normas COVENIN 1756: 2001 esta zona del Estado

Falcón se califica como zona sísmica 3 (peligro sísmico intermedio), de

acuerdo con los resultados obtenidos en la exploración geotécnica , el perfil de

suelo podría ser considerado de acuerdo a las normas COVENIN como suelos

blandos o sueltos intercalados con suelos mas rígidos con un coeficiente de

aceleración horizontal Ao = 0.20, una forma típica espectral de terreno de

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cimentación S2 con un factor de corrección del coeficiente de aceleración

horizontal ϕ = 0.65.

C.4

Durante los sondeos realizados no se detectó presencia de nivel freático para

la fecha de exploración y profundidad explorada.

C.5

Considerando las elevaciones en los sondeos exploratorios realizados

suministradas por el cliente, para la conformación del terreno en el área

explorada se deben efectuar actividades de relleno entre 0.30 a 1.46 metros

de espesor, como valores mínimos, debido a que no se tiene información de

proyectos.

C.6

La capacidad de carga admisible del suelo (qad) para el diseño de las Losas

de Fundación para las edificaciones livianas y Zapatas Cuadradas para los

galpones que formaran parte del proyecto se presentan en laTabla 9.

C.7

El material importado, que fue muestreado en el sitio de la obra, resultó solo

utilizable para relleno volumétrico, su valor CBR menor de 60 % lo

invalida como base granular.

R.1Con el propósito de estabilizar el suelo existente expuesto al colapso, se

propone un mejoramiento del terreno de apoyo previo a la construcción de las

cimentaciones superficiales y pavimentos flexibles estas se presentan en los

incisos VIII y XI.3 del presente informe.

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R.2

Se recomienda como solución para el sistema de infraestructura el uso de

Losas de Fundación para edificaciones livianas y Zapatas Cuadradas para

los galpones.

R.3

El terreno natural tiene un valor relativo de CBR de 20% según resultados de

laboratorio, valor que se ha utilizado para el diseño de pavimento.

R.4

La evaluación de la subrasante, en conjunto con la consideración del tránsito a

servir, permitió recomendar un pavimento de tipo flexible de acuerdo a las

especificaciones que se presentan en la Tabla 11.

Santa Ana de Coro, 21 de Agosto de 2009

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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

1. Braja M, Das, «Principles of Foundation Engineering». 2nd. Edition, PWS

Publishing Co., Boston, 1990.

2. Mindur y FUNVISIS, «Norma Venezolana COVENIN 1756:2001 Edificaciones

Sismorresistentes». Fondonorma.

3. Ministerio de Fomento, «Especificaciones, Codificación y Mediciones. Parte I:

Carreteras. COVENIN 2000-80, Provisional». Fondonorma.

4. Huang, Yang «Pavement Análisis and Design», Perentice-Hall, Inc., 1993.

5. Christian, J., and Urzua A. «Productivity Tools for Geotechnical Engineers. Volume

1». Magellan Press, Inc., Newton, Mass. 1996.

6. Yoder E.J. and Witczak M.W., «Principles of Pavement Design». 2nd. Edition. John

Wiley & Sons, Inc. 1975.

7. Kezdi A, and Rethati L. «Soil Mechanics of Earthworks, Foundations and Highway

Engineering», Elsevier, 1988.

8. Bowles J., «Foundation Analysis and Design». 4th Edition. McGraw-Hill

International Editions. 1988.

9. Sánchez – Leal Freddy J, Manual de Aplicación RAMCODES, 2009

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Coordenadas en cuadrícula UTM de los sondeos y calicata (Sistema

Regven).

Tabla 2. Factor característico Fp.

Tabla 3. Factor Fnp.

Tabla 4. Ensayos realizados sobre las muestras.

Tabla 5. Resultados de ensayo de compactación

Tabla 6. Relación entre N-SPT, la densidad relativa y el ángulo de fricción en arenas

(Das, Braja, “Principles of Foundation Engineering”, 2nd. Ed., p. 89, Cap. 2).

Tabla 7. Valores típicos para relación de vacíos, contenido de agua, y peso unitario

seco de algunos suelos (Das, Braja, “Principles of Foundation Engineering”, 2nd. Ed.,

p. 13, Cap. 1)

Tabla 8a. Espesor mínimo de relleno para nivelar el terreno.

Tabla 8b. Espesor de suelo a ser removidos previo a la conformación de las terrazas.

Tabla 9. Resumen de valores de capacidad de carga, según criterio.

Tabla 10. Cálculos para verificar la estructura de pavimentos propuesta

Tabla 11. Estructura de pavimento flexible y especificaciones constructivas

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ANEXOS

ANEXO A: UBICACIÓN DE SONDEOS EXPLORATORIOS Y CALICATA

CROQUIS DE PLANTA DE PERFILES LONGITUDINALES

ANEXO B: PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

ESPECTRO

PERFILES LONGITUDINALES

ANEXO C: ENSAYOS ESPECIALES DE LABORATORIO

METODO DE LA ACTIVIDAD

ENSAYO DOBLE ODOMETRO (COLAPSO)

ANEXO D: REGISTRO ENSAYOS RUTINARIOS DE LABORATORIO

CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL

ANALISIS GRANULOMETRICO Y LIMITES DE CONSISTENCIA

PESO UNITARIO

ENSAYOS DE COMPACTACIÓN Y CBR.

ANEXO E: SISTEMA DE PROTECCIÓN DE LA CONDICION NATURAL DEL

TERRENO ANTE LA SITUACION DE COLAPSO POR

HIDRATACION.

ANEXO F: INFORME FOTOGRAFICO

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