Informe GeologicoPARTE a Rev 0

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INFORME FINAL PARTE A: ANÁLISIS DE INGENIERÍA Revisión 0 ESTUDIO GEOTÉCNICO DE LA PARCELA B40100 DE LA PLANTA TERMOELECTRICA, COMPLEJO INDUSTRIAL GRAN MARISCAL DE AYACUCHO (CIGMA), GUIRIA - ESTADO SUCRE PDVSA PETRÓLEO S.A. Contrato de servicio 4600031313 DGP00838-GUIGT-IFI-101 Noviembre 2010

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INFORME FINAL

PARTE A: ANÁLISIS DE INGENIERÍA

Revisión 0

ESTUDIO GEOTÉCNICO DE LA PARCELA B40100 DE LA PLANTA TERMOELECTRICA, COMPLEJO INDUSTRIAL GRAN MARISCAL DE AYACUCHO (CIGMA), GUIRIA -

ESTADO SUCRE

PDVSA PETRÓLEO S.A.

Contrato de servicio 4600031313

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Noviembre 2010

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ELABORADO POR

GEOHIDRA CONSULTORES, C.A.

REVISADO POR

GEOHIDRA CONSULTORES, C.A.

APROBADO POR

GEOHIDRA CONSULTORES, C.A. APROBADO POR

PDVSA

FIRMA ______

FIRMA _______

FIRMA _________

FIRMA ________ NOMBRE: DIANA DE PONTE NOMBRE: PILAR BARROETA

NATHALIE MARCELOT

NOMBRE: JOSÉ PARRA NOMBRE: VICTOR MARQUES

REV. FECHA BREVE DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO TOTAL PÁGINAS ELABORADO REVISADO APROBADO

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( 0 ) 24/11/10 Emisión Final. Incluye Análisis de Efecto de Carga Cíclica y Recomendaciones de Estabilización para Acantilado.

175 DDP PB/NM JP/VM

( B ) 10/09/10 Análisis de Ingeniería (Tanques y Canales de Carga y Descarga) Conclusiones y Recomendaciones.

166 DDP PB/NM JP/VM

( A ) 06/08/10

Condiciones Generales. Interpretación de datos Geotécnicos. Análisis de Ingeniería (Edificios, Módulos y Sub-Estaciones Eléctricas.Conclusiones y Recomendaciones.

108 DDP PB/NM JP/VM

NOMBRE DEL PROYECTO:

ESTUDIO GEOTÉCNICO DE LA PARCELA B40100 DE LA PLANTA TERMOELECTRICA, COMPLEJO INDUSTRIAL GRAN MARISCAL DE AYACUCHO (CIGMA), GUIRIA - ESTADO SUCRE

Proyecto Nº DGP00838

Contrato Nº: 4600031313

FECHA

NOMBRE DEL DOCUMENTO:

Parte A: Análisis de Ingeniería

24 11 10

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PDVSA PETROLEO S.A. Persona Contacto y Gerente del Proyecto: Ing. Víctor Marques

GEOHIDRA CONSULTORES C.A Director de División: Joaquín Sarría, Msc. Gerente de División: José Parra, Msc. Gerente de Proyecto: Pilar Barroeta, Ing. Civil, Esp. Informe Preparado por: Nathalie Marcelot, Ing. Civil, Esp.

Diana De Ponte, Ing. Geólogo Lourdes Silva, Ing. Civil

Eucaris Malavé, Ing. Civil Karen Delgado, Ing. Geólogo Trabajo Adicional hecho por: Asesoría Prestada Por: José Sgambatti, MSc. Antonio Gómez, TSU. Jefe de Laboratorio

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INDICE DE CONTENIDO

Pág. A.1 Introducción ......................................................................................................................6

A.1.1 Objetivos y alcance ......................................................................................................9

A.2 Consideraciones Generales ...........................................................................................11 A.2.1 Características del área..............................................................................................11

A.2.2 Características del Proyecto.......................................................................................12

A.2.3 Geología General .......................................................................................................14

A.2.3.2.1 Sistema de Fallas El Pilar .............................................................................17 A.2.3.2.2 Sistema de Fallas Los Bajos – Warm–Spring ...............................................18 A.2.3.5.1 Evaluación de Riesgos Geológicos...............................................................22 A.2.3.5.2 Causas y Mecanismos de Activación de Inestabilidad ..................................23

A.2.4 Zonificación Sísmica...................................................................................................27

A.2.5 Referencias Normativas .............................................................................................38

A.3 Interpretación de datos Geotécnicos ............................................................................39 A.3.1 Litología del subsuelo.................................................................................................39

A.3.2 Clasificación y Propiedades del subsuelo...................................................................41

A.3.3 Nivel Freático .............................................................................................................49

A.3.4 Resultados de Resistividad ........................................................................................49

A.3.5 Propiedades y Parámetros Geotécnicos.....................................................................50

A.4 Análisis de Ingeniería .....................................................................................................53 A.4.1 Movimiento de tierra y preparación del sitio................................................................53

A.4.1.1 Deforestación y Remoción de Material Desechable.............................................53 A.4.1.2 Conformación del Terreno ...................................................................................53

A.4.2 Potencial de Licuefacción ...........................................................................................55

A.4.3 Potencial de Expansión ..............................................................................................61

A.4.4 Condiciones de Fundación .........................................................................................64

A.4.4.1 Fundaciones Directas: Losas y Zapatas ..............................................................64

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A.4.4.1.1 Especificaciones generales...........................................................................64 A.4.4.1.2 Análisis de capacidad de carga.....................................................................66 A.4.4.1.3 Análisis de asentamientos para fundaciones superficiales............................66

A.4.4.2 Tanques. Anillos de Fundación............................................................................69 A.4.4.2.1 Especificaciones de Diseño ..........................................................................69 A.4.4.2.2 Análisis de capacidad de carga.....................................................................70 A.4.4.2.3 Análisis de asentamiento ..............................................................................72

A.4.4.3 Análisis de efecto de carga cíclica. ......................................................................73 A.4.5 Canales de Carga y Descarga....................................................................................74

A.4.5.1 Análisis de Estabilidad. Condición temporal.........................................................74 A.4.5.2 Empuje. Condición Permanente ..........................................................................76

A.5 Diseño de Pavimento......................................................................................................77 A.5.1 Características Climatológicas....................................................................................78

A.5.2 Características de la Sub-rasante...............................................................................78

A.5.3 Análisis de Tránsito ....................................................................................................78

A.5.4 Materiales para Bases y Sub-bases ...........................................................................78

A.5.5 Sección de Pavimento Flexible...................................................................................79

A.5.5.1 Alternativa 0 - Base Asfáltica en caliente (Tipo BAC)...........................................79 A.5.5.2 Imprimación asfáltica ...........................................................................................79 A.5.5.3 Riego de adherencia............................................................................................79

A.5.6 Recomendaciones de Drenaje Vial.............................................................................80

A.6 Conclusiones y Recomendaciones ...............................................................................82 A.7 Referencias Bibliográficas .............................................................................................83 A.8 Anexos.............................................................................................................................86

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Ubicación de perforaciones...........................................................................................6 Tabla 2: Ubicación de calicatas exploratorias................................................................................7 Tabla 3: Puntos de medición de resistividad eléctrica. ...................................................................8 Tabla 4: Ubicación de posibles sitios de préstamo........................................................................8 Tabla 5: Estructuras y Equipos a implementar por Zona. Planta Termoeléctrica..............................12 Tabla 6: Solicitaciones a nivel de fundación. Equipos ..................................................................13 Tabla 7: Características de las Instalaciones en proyecto ............................................................14 Tabla 8: Dimensiones y espesores de plancha paredes y techo. Tanques .....................................14 Tabla 9: Recopilación de Tsunamis históricos en Venezuela y zonas adyacentes...........................26 Tabla 10: Parámetros controlados por la forma espectral de acuerdo a la Norma

COVENIN 1756-1:2001 ...............................................................................................27 Tabla 11: Escala de clasificación de riesgos y probabilidades anuales de excedencia de los

movimientos del terreno (P1) .......................................................................................30 Tabla 12: Aceleraciones horizontales máximas del terreno para el área de estudio en función del

Grado de riesgo..........................................................................................................31 Tabla 13: Densidades y Compacidades en función SPT ................................................................41 Tabla 14: Resumen de ensayos realizados a las muestras de las calicatas......................................47 Tabla 15: Resumen de ensayos realizados a las muestras de material de préstamo.........................48 Tabla 16: Calidad de material en calicatas y zonas de préstamo ....................................................49 Tabla 17: Puntos de medición de resistividad ...............................................................................50 Tabla 18: Parámetros Geotécnicos por Zona................................................................................51 Tabla 19: Sectores de corte y relleno definidos para la planta termoeléctrica ...................................53 Tabla 20: El factor de corrección por diámetro de la perforación (CB), profundidad (CR) y método

de muestreo (Cs)........................................................................................................57 Tabla 21: Factores y probabilidad de licuefacción Zona 1. Edificios Administrativos..........................58 Tabla 22: Criterios Empleados para Determinar el Potencial de Expansión según O'Neill y

Poormoayed – 1980....................................................................................................61 Tabla 23: Criterios Empleados para Determinar el Potencial de Expansión según Raman – 1967 ......61 Tabla 24: Potencial de Expansión detectado en campo .................................................................62 Tabla 25: Grados de expansividad y valores medios de parámetros geotécnicos .............................63 Tabla 26: Potencial de Expansión (Oteo, 1986) ............................................................................63 Tabla 27: Capacidad de carga y asentamiento para zapatas. Zona 1 – Edificios Administrativos........67 Tabla 28: Capacidad de carga y asentamiento para losas. Zona 2 y 3 – Equipos Auxiliares................ 68 Tabla 29: Capacidad de carga y asentamiento para losas. Zona 4 – Subestaciones Eléctricas ........... 68 Tabla 30: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Cruda ....................................................... 70 Tabla 31: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Contra Incendios ...................................... 71 Tabla 32: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Desmineralizada....................................... 71 Tabla 34: Asentamiento Inmediato para Tanques. Zona 1 .................................................................. 73 Tabla 34: Parámetros para el análisis de estabilidad........................................................................... 74 Tabla 35: Dimensiones de canales sugeridas según movimiento de tierra .......................................... 76

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INDICE DE FIGURAS

Figura 1: Ubicación relativa del área de estudio ................................................................................. 10 Figura 2: Migración en el tiempo de la Placa Caribe hacia el este en relación a la Placa

Suramericana. (Tomado y modificado de Mann & Wood, en Geohidra, 2008)...................... 15 Figura 3: Geometría actual de la unión entre las placas Caribe, Atlántica y suramericana

(Tomado y modificado de UTIG (2005))............................................................................... 16 Figura 4: Modelo del orógeno en flotación para el oriente venezolano (tomado y modificado de

Ysaccis y Audemard, 2001, en Geohidra, 2008) .................................................................. 16 Figura 5: Conexión de la falla El Pilar con las fallas El Soldado y Los Bajos. (Tomado de

Audemard et al., 2000)........................................................................................................ 17 Figura 6: Zonas de desarrollo de plataformas carbonáticas durante el Pleistoceno Superior.

(Tomado y Modificado de Iturralde-Vinent, 2004)................................................................. 19 Figura 7: Sedimentos recientes de la región del Golfo de Paria – Delta del Orinoco (Van Andel,

1967 en Geohidra 2008)...................................................................................................... 19 Figura 8: Ubicación falla cuaternaria con respecto a la ubicación Planta Termoeléctrica..................... 24 Figura 9: Mapa de Zonificación Sísmica con fines de Ingeniería (1998).............................................. 28 Figura 10: Espectro de Respuesta Elástica. Uso A, B1 y B2 Norma COVENIN 1756-1:2001................ 29 Figura 11: Mapa de peligro sísmico. PDVSA-JA-221. Valores de a* ..................................................... 32 Figura 12: Mapa de peligro sísmico. PDVSA-JA-221. Valores de γ ...................................................... 33 Figura 13: Espectro de Respuesta Elástica. Norma PDVSA Nº JA-221. Nivel de Riesgo A................... 34 Figura 14: Espectro de Respuesta Elástica. Norma PDVSA Nº JA-221 Nivel de Riesgo B.................... 35 Figura 15: Espectro de Respuesta Elástica. Norma PDVSA Nº JA-221 Nivel de Riesgo C.................... 36 Figura 16: Espectro de Respuesta Elástica. Norma PDVSA Nº JA-221 Nivel de Riesgo D.................... 37 Figura 17: Perfil Generalizado 1: Zona 1- Edificios Administrativos....................................................... 42 Figura 18: Perfil Generalizado 2: Zona 1- Tanques............................................................................... 43 Figura 19: Perfil Generalizado 3: Zona 2 y 3 – Equipos Auxiliares Módulo 1 y Módulo 2....................... 44 Figura 20: Perfil Generalizado 4: Zona 4 – Sub-Estaciones eléctricas .................................................. 45 Figura 21: Perfil Generalizado 5: Zona 5 – Canales de carga y descarga ............................................. 46 Figura 22: Probabilidad a la Licuación. Zona 1 ..................................................................................... 60 Figura 23: Solución de Fundación del Tanque...................................................................................... 72 Figura 24: Superficie de falla crítica corte temporal zona 5................................................................... 75 Figura 25: Sección Propuesta. Canales................................................................................................ 76 Figura 26: Sección Típica. Pavimento Flexible. .................................................................................... 81

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ANEXOS

ANEXO A: PLANO GENERAL. UBICACION DE SONDEOS EXPLORATORIOS ANEXO B: PLANO DE ZONIFICACIÓN ANEXO C: PLANOS DE PERFILES LITOLÓGICOS ANEXO D: PLANOS DE SECCIONES LITOLÓGICAS. SONDEOS ANEXO E: PLANO DE SECCIÓNES LITOLÓGICAS. CALICATAS ANEXO F: PLANO DE PERFILES GENERALIZADOS ANEXO G: PLANO DE SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES ANEXO H: PLANO DE SECCIÓN CORTE Y RELLENO ANEXO I: POTENCIAL DE EXPANSION ANEXO J: CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTOS

J.1 Capacidad de carga y asentamientos para Zapatas. Zona 1. Edificios Administrativos (B = 1,5 m a B = 3 m).

J.2 Capacidad de carga y asentamientos para Anillo de Fundación. Zona 1. Tanques (B =0,30 m a B = 1,5 m).

J.3 Capacidad de carga y asentamientos para Losas. Zona 2 y 3. Turbogeneradores (B = 2m a B = 8 m).

J.4 Capacidad de carga y asentamientos para Losas. Zona 4. Transformadores. (B = 2m a B = 8 m).

ANEXO K: PLANO DE SECCIONES TÍPICAS Y DIAGRAMAS DE EMPUJE PARA

CANALES

ANEXO L: DISEÑO DE PAVIMENTO

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A.1 Introducción

Los trabajos de campo realizados en la parcela B40100 de la Planta Termoeléctrica del Complejo Gran Mariscal de Ayacucho, comprendían, originalmente, treinta y cinco perforaciones geotécnicas de profundidades variables entre 12 y 60 m. Posteriormente, se realizaron doce sondeos geotécnicos adicionales para complementar la información de subsuelo en el área de estudio. La profundidad de estos sondeos adicionales varió entre 15 y 25 m. En total, para el proyecto, se hicieron 47 perforaciones geotécnicas, se ejecutaron 10 calicatas exploratorias, se tomaron muestras en tres posibles zonas de préstamo, y se realizaron ensayos de resistividad eléctrica a lo largo de toda la parcela en estudio. La Tabla 1 se indica la ubicación de las perforaciones realizadas en la parcela, la Tabla 2 muestra la ubicación de las calicatas, la Tabla 3 indica las coordenadas de los puntos donde se realizaron los ensayos de resistividad eléctrica, y la Tabla 4 presenta la ubicación de las posibles zonas de toma del material de préstamo.

Tabla 1: Ubicación de perforaciones

Coordenadas propuestas1 Coordenadas reales Nombre Este Norte Este Norte

Profundidad (m)

PPTE-01 575.559,00 1.167.487,00 575.558,67 1.167.487,67 45 PPTE-02 575.594,00 1.167.487,00 575.592,00 1.167.488,00 45 PPTE-03 575.577,00 1.167.418,00 575.577,00 1.167.517,33 45 PPTE-04 575.548,00 1.167.516,00 575.547,33 1.167.517,67 60 PPTE-05 575.513,00 1.167.516,00 575.513,33 1.167.516,33 45 PPTE-06 575.531,00 1.167.547,00 575.531,67 1.167.546,33 45 PPTE-07 575.547,00 1.167.560,00 575.583,33 1.167.606,67 30 PPTE-08 575.560,00 1.167.581,00 575.557,67 1.167.583,33 30 PPTE-09 575.600,00 1.167.527,00 575.602,33 1.167.519,33 30 PPTE-10 575.613,00 1.167.548,00 575.614,00 1.167.548,67 30 PPTE-11 575.484,00 1.167.572,00 575.483,67 1.167.573,33 30 PPTE-12 575.493,00 1.167.585,00 575.491,33 1.167.587,33 30 PPTE-13 575.453,00 1.167.592,00 575.454,00 1.167.592,00 30 PPTE-14 575.462,00 1.167.605,00 575.459,00 1.167.621,00 30 PPTE-15 575.522,00 1.167.633,00 575.522,33 1.167.635,67 30 PPTE-16 575.491,00 1.167.652,00 575.492,33 1.167.652,00 30 PPTE-17 575.418,00 1.167.615,00 575.416,67 1.167.615,00 30 PPTE-18 575.375,00 1.167.641,00 575.376,00 1.167.640,33 30 PPTE-19 575.384,00 1.167.654,00 575.384,67 1.167.654,33 30 PPTE-20 575.344,00 1.167.660,00 575.343,67 1.167.661,00 30 PPTE-21 575.353,00 1.167.673,00 575.353,00 1.167.672,67 30 PPTE-22 575.413,00 1.167.701,00 575.412,67 1.167.702,00 30 PPTE-23 575.382,00 1.167.720,00 575.381,67 1.167.722,00 30 PPTE-24 575.308,00 1.167.683,00 575.308,67 1.167.684,00 30

1 Fuente: Plano “Disposición puntos perforación para estudio sísmico y geotécnico de la parcela B40100 Planta Termoeléctrica, Nº G03DC54110BC50601 (Rev. A) Sept. 2008.

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Coordenadas propuestas1 Coordenadas reales Nombre Este Norte Este Norte

Profundidad (m)

PPTE-25 575.319,00 1.167.700,00 575.319,67 1.167.697,33 15 PPTE-26 575.364,00 1.167.692,00 575.362,67 1.167.690,33 15 PPTE-27 575.395,00 1.167.672,00 575.396,00 1.167.675,00 15 PPTE-28 575.428,00 1.167.632,00 575.427,33 1.167.630,67 15 PPTE-29 575.474,00 1.167.623,00 575.473,67 1.167.624,33 15 PPTE-30 575.505,00 1.167.604,00 575.504,33 1.167.603,33 15 PPTE-31 575.583,00 1.167.606,00 575.583,33 1.167.606,67 15 PPTE-32 575.628,00 1.167.603,00 575,627,33 1.167.603,67 15 PPTE-33 575.626,00 1.167.416,00 575,625,00 1.167.416,00 15 PPTE-34 575.641,00 1.167.569,00 575,640,33 1.167.569,67 12 PPTE-35 575.579,00 1.167.632,00 575.578,33 1.167.632,33 12 PPTE-36 575.567,00 1.167.386,00 575.566,67 1.167.385,33 25 PPTE-37 575.526,00 1.167.413,00 575.518,00 1.167.417,00 25 PPTE-38 575.487,00 1.167.440,00 575.493,00 1.167.432,00 25 PPTE-39 575.191,00 1.167.641,00 575.206,33 1.167.648,33 15 PPTE-40 575.132,00 1.167.645,00 575.131,33 1.167.644,33 15 PPTE-41 575.125,00 1.167.685,00 575.131,33 1.167.694,67 15 PPTE-42 575.278,00 1.167.637,00 575.277,67 1.167.640,00 20 PPTE-43 575.329,00 1.167.638,00 575.327,67 1.167.637,67 20 PPTE-44 575.360,00 1.167.618,00 575.359,00 1.167.617,33 20 PPTE-45 575.386,00 1.167.569,00 575.384,67 1.167.571,33 20 PPTE-46 575.440,00 1.167.568,00 575.437,00 1.167.567,33 20 PPTE-47 575.469,00 1.167.550,00 575.470,00 1.167.551,00 20

Coordenadas Datum: WGS84

Tabla 2: Ubicación de calicatas exploratorias.

Coordenadas propuestas 2 Coordenadas reales3 Nombre Este Norte Este Norte

Profundidad (m)

CPTE-01 575.527,00 1.167.478,00 575.528,00 1.167.480,00 2,97 CPTE-02 575.606,00 1.167.605,00 575.606,00 1.167.604,00 2,98 CPTE-03 575.466,00 1.167.558,00 575.468,00 1.167.556,00 2,95 CPTE-04 575.386,00 1.167.552,00 575.385,00 1.167.552,00 3,00 CPTE-05 575.408,00 1.167.592,00 575.408,00 1.167.592,00 3,00 CPTE-06 575.462,00 1.167.696,00 575.462,00 1.167.696,00 3,00 CPTE-07 575.326,00 1.167.646,00 575.327,00 1.167.645,00 3,00 CPTE-08 575.268,00 1.167.659,00 575.267,00 1.167.659,00 3,00 CPTE-09 575.302,00 1.167.470,00 575.301,00 1.167.470,00 3,00 CPTE-10 575.195,00 1.167.310,00 575.195,00 1.167.310,00 2,98

Coordenadas Datum: WGS84

2 Fuente: Plano “Disposición puntos perforación para estudio sísmico y geotécnico de la parcela B40100 Planta Termoeléctrica, Nº G03DC54110BC50601 (Rev. a) Sept. 2008. 3 Fuente: Informes diarios de campo.

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Tabla 3: Puntos de medición de resistividad eléctrica.

Coordenadas propuestas Coordenadas reales Nombre Este Norte Este Norte

R-01 575.160,54 1.167.644,44 575.148,52 1.167.666,89 R-02 575.329,45 1.167.641,83 575.366,96 1.167.697,13 R-03 575.444,00 1.167.570,27 575.504,28 1.167.604,94

Coordenadas Datum: WGS84

Tabla 4: Ubicación de posibles sitios de préstamo.

Coordenadas Zona de préstamo Nombre Este Norte

M-001 570.581,00 1.167.207,00 M-002 570.565,00 1.167.143,00 M-003 570.481,00 1.167.869,00

PARIANO I

M-004 570.442,00 1.167.872,00 M-005 569.967,00 1.172.328,00 PARIANO II M-006 569.865,00 1.172.443,00 M-007 575.443,00 1.172.802,00 M-008 575.325,00 1.173.985,00 M-009 575.152,00 1.173.159,00

LA PARCELA

M-010 575.074,00 1.173.438,00 Coordenadas Datum: WGS84

El Informe Parte A: Análisis de Ingeniería contiene los aspectos de interpretación de resultados e ingeniería realizados por GEOHIDRA CONSULTORES, C.A. en el marco del proyecto Estudio Geotécnico de la Parcela B40100 de la Planta Termoeléctrica, Complejo Industrial Gran Mariscal de Ayacucho (CIGMA), Guiria-Estado Sucre, para PDVSA PETRÓLEO S.A. En el presente Informe preliminar, se presentan los resultados de la investigación geotécnica efectuada en la parcela de la Planta Termoeléctrica para las zonas enunciadas a continuación, las cuales están definidas en función de su uso:

• Zona 1: Edificios administrativos y tanques • Zona 2: Equipos auxiliares módulo 1 • Zona 3: Equipos auxiliares módulo 2 • Zona 4: Sub-Estaciones eléctricas • Zona 5: Canal de carga y canal de descarga

La ubicación relativa de la zona de estudio se ilustra en la Figura 1. En el Anexo B se presentan las zonas establecidas en función del uso.

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A.1.1 Objetivos y alcance La investigación geotécnica tuvo como objetivo caracterizar el subsuelo de la zona donde será construida la Planta Termoeléctrica del Complejo Industrial Gran Mariscal de Ayacucho (CIGMA). El estudio, así como los informes correspondientes, fueron estructurados en tres partes: La primera parte consiste en la exploración geotécnica en campo. Ésta contempló la ejecución de 35 perforaciones geotécnicas (PPTE-01 a PPTE-35) con profundidades variables entre 12 y 60m, 10 calicatas exploratorias (CPTE-01 a CPTE-10) y la toma de material de préstamo (M-001 a M-010). Al concluir lo planificado, fueron realizadas 12 perforaciones adicionales (PPTE-36 a PPTE-47) con profundidades entre 15 y 25m, con el objeto de completar el estudio en el área de la parcela. El detalle de las operaciones de campo se presenta en el Informe Parte C: Operaciones de Campo. Como complemento de esta parte, se elaboró Informe de Geofísica que muestra el estudio detallado de Resistividad Eléctrica. En la segunda fase se realizaron los trabajos de laboratorio, los cuales incluyen la clasificación e identificación de todas las muestras de suelo recuperadas en campo, provenientes de las perforaciones, de las calicatas, y de los sitios de préstamo. Igualmente, se ejecutaron ensayos especiales para la determinación de parámetros geotécnicos. Los resultados de los ensayos de laboratorio se presentan en el Informe Parte B: Ensayos de Laboratorio. Finalmente, la tercera fase, que corresponde al trabajo de oficina, contempla la revisión y el análisis de los resultados obtenidos en los ensayos de campo y de laboratorio, y la elaboración de los informes geotécnicos correspondientes. Esta fase se presenta en el Informe Parte A: Análisis de Ingeniería. El alcance del Informe Parte A: Análisis de Ingeniería contempla:

• Descripción geológica del área de estudio “Parcela B40100 de la Planta Termoeléctrica, Complejo Industrial Gran Mariscal de Ayacucho (CIGMA), Guiria - Estado Sucre

• Clasificación de los materiales detectados en el área de estudio, a partir de los resultados obtenidos de los ensayos de clasificación ejecutados a las muestras en el laboratorio.

• Evaluación de la sismicidad del área, perfil sísmico y aceleración de terreno para los análisis estructurales basados en la sismicidad de la región y el tipo de suelo detectado.

• Emisión de recomendaciones de fundación para las estructuras a construir con base en los resultados obtenidos en la exploración de campo, los resultados de laboratorio y de los información suministrada por el cliente sobre la implantación de los equipos.4

4 05G10000BM62000 Cálculos Mecánicos, proyecto 05G de Asincro c.a

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A.2 Consideraciones Generales

A.2.1 Características del área La población de Güiria está ubicada al noreste del Golfo de Paria, en el Distrito Valdez del estado Sucre. La parcela B40100 de la Planta Termoeléctrica del Complejo Gran Mariscal de Ayacucho se proyecta al suroeste de la ciudad de Güiria, entre el río Güiria y la quebrada El Toro. En la Figura 1 se presenta la ubicación relativa del área de estudio.

A.2.1.1 Topografía El área de Güiria se asienta sobre una planicie que forma parte del piedemonte meridional de la Península de Paria, caracterizada por un relieve plano a suavemente ondulado. Este último está representado por colinas muy bajas con alturas que a veces alcanza los 100 m.s.n.m. El rango de valores de altitud en el área del proyecto está entre la cota 12 msnm hasta la línea de costa.

A.2.1.2 Clima Según la clasificación climática de Köeppen, el área de interés pertenece al clima Aw`i de sabanas (herbazales) y bosques tropófitos subhúmedos, con un máximo de precipitación al año 1000 - 1400 mm. La estación lluviosa se prolonga hasta finales de noviembre (de 6 a 8 meses lluviosos). El período de mayor precipitación está comprendido entre los meses junio y noviembre, presentándose un pico de precipitación promedio con ocurrencia en el mes de julio de 1210 mm. El periodo seco se presenta entre los meses de febrero y abril, siendo mayo y diciembre los meses de transición entre ambas temporadas. La pluviosidad anual fue de 943,8 mm para el período 1950-1992. El promedio mensual de la temperatura máxima media en todo el año es muy similar, con un valor mínimo de 30,3 ºC registrado en el mes de enero y un máximo de 31,4 ºC para los meses de septiembre y octubre.

A.2.1.3 Vegetación La vegetación de Guiria y sus áreas adyacentes pertenece, según Holdridge, al “Bosque Seco Tropical”, que se desarrolla entre el nivel del mar y los 400 a 1000 m.s.n.m.

A.2.1.4 Hidrografía Para la zona de Guiria, la red hidrográfica corresponde a la vertiente Atlántica de la cuenca del Río Orinoco, sub cuenca San Juan-Guanipa. La parcela en estudio se encuentra al este de la quebrada El Toro.

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A.2.2 Características del Proyecto El presente estudio geotécnico fue realizado para la ingeniería básica de las facilidades inherentes a la Fase 1 de la Planta Termoeléctrica del Proyecto de Electrificación y Sistema de agua del Complejo Gran Mariscal de Ayacucho (CIGMA), en Guiria, estado Sucre. El Proyecto comprende la instalación de una planta con una capacidad nominal de generación de 2000MW que permita cubrir, con un alto nivel de confiabilidad, parte de la demanda del servicio de energía que exige la zona oriental del país, así como la demanda del Complejo y de la Plataforma Costa afuera. En el Anexo A se presenta el plano de planta donde se señala la ubicación de las instalaciones y equipos que se dispondrán en el área de estudio, y la ubicación relativa de los sondeos geotécnicos que conforman la investigación. La Figura 1 presenta la ubicación relativa del área de estudio. En la Tabla 5 se presentan las estructuras y equipos a ser instalados en el área, por zona, así como los sondeos asociados a los mismos. En la Tabla 6 se señalan las solicitaciones de diseño para algunos equipos; de igual forma, en la Tabla 7 se reseñan las características para las instalaciones proyectadas y, en la Tabla 8, se presentan las dimensiones de los Tanques así como el espesor de las planchas para paredes y techo.

Tabla 5: Estructuras y Equipos a implementar por Zona. Planta Termoeléctrica5

Zonas Geotécnicas Estructuras/Equipos Sondeos

Edificios Administrativos PPTE-31, PPTE-32, PPTE-34, PPTE-35 Tanque de Agua Cruda

Tanque de Agua Contra Incendio 1

Tanque de Agua Desmineralizada PPTE-02, PPTE-03, PPTE-04, PPTE-05

Turbogenerador a Gas Turbogenerador a Vapor 2

Transformadores

PPTE-11 a PPTE-17, PPTE-28 a PPTE-30, PPTE-45 a PPTE-47

Turbogenerador a Gas Turbogenerador a Vapor 3

Transformadores PPTE-18 a PPTE-27, PPTE-42 a PPTE-44

4 Sub-Estaciones Eléctricas: Autotransformador 400/230 Kv PPTE-39, PPTE-40, PPTE-41

5 Canales de Carga y Descarga PPTE-33, PPTE-36 a PPTE-38

5 Fuente: Plano “Disposición puntos perforación para estudio sísmico y geotécnico de la parcela B40100 Planta Termoeléctrica, Nº G03DC54110BC50601 (Rev. A) Sept. 2008. Entregado en reunión con sincro y PDVSA el 24/04/2010

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Tabla 6: Solicitaciones a nivel de fundación. Equipos6

Peso Peso Peso Dimensiones

equipo fundación Total Ancho LargoEquipos o Estructura

(t) (t) (t) (m) (m)

Área (m2)

Esfuerzoσ

(t/m2) Observaciones

Pedestal- Generador (1)

145,00 406,20 551,20 4,13 10,52 43,45 12,69

Pedestal-Compresor (1)

167,00 27,50 194,50 1,48 3,70 5,48 35,52

Pedestal-Turbina (1)

172,00 20,20 192,20 1,17 3,76 4,40 43,69

Pedestal-Starting (1)

35,00 12,50 47,50 0,56 1,70 0,95 49,89

Losa (1)

300,00 2.822,27 3.122,27 8,73 22,95 200,35 15,58

Turb

o G

ener

ador

a G

as

Total cargas losa de Fundación

819,00 3.288,67 4.107,67 8,73 22,95 200,35 20,50

a. El peso de fundación corresponde al peso de los pedestales de los equipos. b. El peso del equipo de la losa (300 t) corresponde al peso de accesorios del Turbogenerador a Gas. c. El peso de la losa de fundación (2.822,27 t) puede ser menor, aprox. 1000t

Generador (1)

145,00 N/D 145,00 N/D N/D N/D N/D

Turbina (1)

250,00 N/D 250,00 N/D N/D N/D N/D

Condensador (2)

1.320,00 2.873,00 4.193,00 6,00 6,27 37,62 111,46

(1/2) Edificio N/D 15.620,00 15.620,00 25,00 40,00 1.000,00 15,62

Turb

o G

ener

ador

a V

apor

Total cargas losa de Fundación

1.715,00 18.493,00 20.208,00 25,00 40,00 1.000,00 20,21

a. El peso de fundación corresponde al peso de los pedestales de los equipos. b. Las dimensiones de la fundación del condensador son solo indicativas. Los equipos están dentro del edificio. c. El peso de fundación del pedestal (2.873 t) está incluido en el peso de fundación del edificio (15.620 t) d. El peso de fundación del edificio (15.620 t) corresponde al peso de fundación del edificio a ser distribuido en un área de 25 m x 40m

200,00 900,00 1.100,00 4,00 11,00 44,00 25,00 Autotransformador

400/230 Kv 300,00 900,00 1.200,00 4,00 11,00 44,00 27,27

a. Se sugirió incrementar el peso del Transformador a 300 t.

6 Pesos y Dimensiones de los Equipos del SGT6-PAC 5000F (Documento entregado por el Ing. Fausto Romano, líder de contratación PDVSA)

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Tabla 7: Características de las Instalaciones en proyecto 7

Instalación Estructuras asociadas Cantidad Nivel (Nº)

Área (m2)

Área Total (m2)

Área de Operaciones --------- 300 Servicios Comunes --------- 50

Edificio de Administración y

Control Sala de Control --------- 2

200 550

Taller Mecánico --------- 1 400 Taller de Electrónica --------- 1 40 Taller de Electricidad --------- 1 200 Almacén General --------- 2 500 Almacén Químicos --------- 1 150

Edificio de Talleres y Almacén

Almacén Lubricantes --------- 1 200

1490

Columnas de Resina Catiónica 2 --------- Tanque de Ácido 1 --------- Columnas de Resina Aniónica 2 ---------

Planta Desmineralizadora

Taque de Soda 1

1

---------

200

Al momento de culminar el presente informe no se tiene especificaciones de solicitaciones a nivel de fundación.

Tabla 8: Dimensiones y espesores de plancha paredes y techo. Tanques

Espesor Plancha (mm) Tanque Diámetro (m)

Altura (m)

Capacidad (m3) Paredes Techo

Agua Cruda 12,00 14,40 1629,00 8 6 Agua Contra Incendios 15,00 15,00 2121,00 8 6 Agua Desmineralizada 7,50 9,60 424,00 8 6

A.2.3 Geología General

A.2.3.1 Marco geodinámico regional La placa Caribe se desplaza colisionando de manera oblicua, relativamente hacia el este, con respecto a la placa Suramericana, a lo largo del límite entre ambas placas, con una velocidad relativa destral cercana a 1–1,2 cm/año8. Esta interacción entre las placas ocurre desde principios del Eoceno Figura 12 y está representada por un cinturón de deformación tectónica de aproximadamente 100 Km de ancho de dirección este-oeste9 y 1000 Km de longitud que conecta la zona de subducción de las Antillas menores al este con la zona de deformación del Caribe al sur.

7 05G10000BC11600 Bases y Criterios de Diseño. Disciplina Civil, Proyecto Nº 05G de Asincro C.A 8 Audemard & Giraldo, 1997 9 Audemard, 2000

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Figura 2: Migración en el tiempo de la Placa Caribe hacia el este en relación a la Placa Suramericana. (Tomado y modificado de Mann & Wood, en Geohidra, 2008)

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG002 Mediante estudios recientes, realizados con tecnología de exploración satelital GPS (Global Positioning System), se midió el movimiento relativo entre las placas Caribe y Sudamericana a lo largo del norte de América del Sur (Weber et al., 2001). Se observó que la Placa del Caribe, en Venezuela, se mueve en dirección este a unos 20 mm/año, y dicho movimiento lo asimila la falla de El Pilar. En Trinidad, este movimiento es de aproximadamente 14 mm/año y lo asimila la falla Central Range. El límite entre las placas define la tectónica activa desde Colombia hasta Trinidad, incluyendo la región norte de Venezuela, y corresponde con una zona transpresional activa que genera los principales relieves de la costa norte de Venezuela. La fosa de Cariaco se presenta como el rasgo geomorfológico más resaltante del patrón estructural presente en la zona. La configuración geodinámica actual de la región nororiental venezolana resulta de la evolución transpresiva entre la interacción de las placas Caribe y Suramericana que ha ocurrido durante el periodo Terciario–Cuaternario. Presenta como características principales la subducción de la corteza oceánica atlántica bajo la Placa Caribe, la colisión oblicua destral entre las placas Caribe y Sudamericana y la transcurrencia destral oblicua entre ellas. Figura 3.

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Figura 3: Geometría actual de la unión entre las placas Caribe, Atlántica y suramericana (Tomado y modificado de UTIG (2005))

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG003

Algunos autores sostienen el modelo de “orógeno en flotación” para la región nororiental, limitado a ambos lados subducciones opuestas. Figura 3.

Figura 4: Modelo del orógeno en flotación para el oriente venezolano (tomado y modificado de Ysaccis y Audemard, 2001, en Geohidra, 2008)

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG004

La falla El Pilar se conecta y transfiere su movimiento a las fallas El Soldado y Los Bajos, las cuales difieren en rumbo a la falla El Pilar. Estas tres fallas son consideradas como la continuación del sistema principal de fallas transcurrentes destrales del límite de placas Caribe y Sudamericana (Audemard et al., 2000). Otra consecuencia del movimiento relativo entre estas placas es el sistema de fallas Coche-North Coast, que afecta localmente al sector septentrional de la costa norte de Paria. Figura 5.

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Figura 5: Conexión de la falla El Pilar con las fallas El Soldado y Los Bajos. (Tomado de Audemard et al., 2000)

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A.2.3.2 Rasgos Estructurales del Área de Estudio

La porción más oriental en territorio venezolano del gran sistema de fallas destrales pertenecientes al límite de placas, lo constituye la falla de El Pilar. Esta falla se extiende en dirección este-oeste por unos 410 km entre la cuenca de Cariaco y el golfo de Paria en la parte nororiental de Venezuela. Su mayor recorrido es submarino, a excepción de un tramo de unos 80 km de longitud, entre los golfos de Cariaco y Paria, donde se encuentran yuxtapuestas unidades litodémicas del protolito Jurásico-Cretácico sobre una secuencia Mesozoica, las cuales conforman el cinturón de plegamiento y deformación que constituyen la serranía del interior10 .

A.2.3.2.1 Sistema de Fallas El Pilar Según Audemard et al. (2000), este sistema presenta una extensión de 410 Km y un rumbo aproximado este-oeste ±19º entre la cuenca de Cariaco y el Golfo de Paria. Para una mejor descripción del sistema de fallas El Pilar, estos autores segmentaron la configuración geométrica del sistema de fallas por tramos:

• Sector costa afuera: 212 Km de extensión. El sentido de movimiento es lateral destral. El suelo marino del golfo de Cariaco se encuentra fallado hacia el norte con una componente vertical.

10 Audemard et al 2000, en Petrash & Revanales, 2006

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• Sector Cumaná-Casanay: 103 Km de extensión, sentido de movimiento lateral destral. Los principales rasgos geomorfológicos son ríos rectos, ensilladuras de falla, manantiales, escarpes de falla, cambios de vegetación, entre otros.

• Sector Casanay-El Pilar: con 17 Km de extensión. El sentido de movimiento actual

lateral destral se evidencia a través de patrones geomorfológicos tales como escarpes de falla, drenaje con desplazamiento lateral destral, estructuras de levantamiento compresivo local y una concentración importante de actividad hidrotermal. (Beltrán et al, 1996).

• Sección Guaraunos, ubicada al sur de la cordillera metamórfica de Paria, se extiende

desde El Pilar, y se conecta con la Falla de Los Bajos en el golfo de Paria. Presenta un movimiento lateral destral, siendo su expresión geomorfológica escarpes de falla y drenajes rectos en llanuras aluviales.

A.2.3.2.2 Sistema de Fallas Los Bajos – Warm–Spring Se considera una prolongación oblicua al sistema de Fallas El Pilar, la cual se interna al sureste en el Golfo de Paria. Aflora alrededor de 30 km en Trinidad. Es conocida gracias a los datos sísmicos de la industria petrolera (Audemard et al, 2000 en Petrash & Revanales 2006) y constituye parte de la zona limítrofe meridional de la Placa Caribe, aparentemente. La Falla Los Bajos es el límite occidental de la cuenca transtensional del golfo de Paria, conformada por subcuencas asimétricas alongadas separadas por altos intracuencas. La individualización de esta cuenca, de acuerdo a estudios sismo-estratigráficos integrados, es post-Mioceno medio, y corresponde a la edad de activación del sistema, lo que permite que acumule un desplazamiento post Mioceno de 10,5 Km.

A.2.3.3 Estratigrafía La historia sedimentaría reciente de la región es compleja, principalmente por los cambios eustáticos ocurridos durante los últimos 20.000 25.000 años. El evento mas importante permitió que el nivel del mar descendiera aproximadamente 120 m por debajo del nivel actual, lo que generó las condiciones favorables para el desarrollo de plataformas carbonáticas (Figura 6). Posteriormente, con el aumento del nivel del mar, se inundaron las zonas emergidas donde los primeros arrecifes coralinos murieron, desarrollándose así nuevas comunidades hacia las zonas de costa.

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Figura 6: Zonas de desarrollo de plataformas carbonáticas durante el Pleistoceno Superior. (Tomado y Modificado de Iturralde-Vinent, 2004).

Terrenos emergidos

Plataforma insular con sedimentos principalmente calcáreos

Mares profundos

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG006 Los antiguos arrecifes se erosionaron y por encima de estas plataformas se depositaron varias secuencias, separadas por discordancias debidas a las regresiones temporales. Estas secuencias están conformadas por arcillas limosas provenientes del delta del Orinoco a través de Boca de Serpiente.11 (Figura 7).

Figura 7: Sedimentos recientes de la región del Golfo de Paria – Delta del Orinoco (Van Andel, 1967 en Geohidra 2008).

11 Van Andel (1967) en Geohidra 2008

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En la zona de estudio afloran sedimentos recientes de edad Plioceno Tardío–Pleistoceno Medio los cuales corresponden a las Formaciones Güiria y Río Salado que descansan sobre formaciones metamórficas de edad Mesozoica al norte, y al sur sobre las Formaciones sedimentarias Paria y Las Piedras pertenecientes al Terciario. La Formación Güiria de edad Plioceno Tardío-Pleistoceno Temprano está formada por capas arcillosas, con margas calcáreas y lentes de arena fosilífera. El espesor estimado es de 100 m; aunque la base de la formación se desconoce, por lo que el espesor puede llegar a los 200 m en el subsuelo. La Formación Güiria representa facies marinas de poca profundidad a lagunales. El contacto inferior de la unidad no aflora, pero se presume discordante sobre las rocas metamórficas. La unidad infrayace a la Formación Mesa y a sedimentos continentales recientes. El contacto superior se presenta como una discordancia angular de bajo grado con la Formación Río Salado. En una franja de 1 a 5 Km de ancho y 70 Km de largo, al sur de la península de Paria, afloran conglomerados aluviales que desarrollan extensos acantilados, designados como la sección tipo de la Formación Río Salado (Pleistoceno Temprano-Pleistoceno Medio). La formación está constituida por capas gruesas de conglomerados con estratificación irregular a veces con estratificación cruzada cementados por arenas rojizas ferruginosas, localmente arcillosas y generalmente micáceas. Se encuentran intercalaciones de lentes alargados de arcillas arenosas compactas de color gris que meteorizan en castaño y rojo moteado. Se estimó un espesor de 200 m en la sección tipo, sin embargo el espesor total se desconoce. Posiblemente recubre discordantemente a las rocas metamórficas y es recubierta por la Formación Mesa, pasando lateralmente a la Formación Güiria. En la Formación Paria, la litología característica consiste en lutitas de color gris, masivas a laminadas, ocasionalmente carbonosas, intercaladas con limolitas grises y masivas, algunas veces cuarzosas, areniscas de color gris de grano fino a medio y capas delgadas de caliza gris a marrón. La Formación Las Piedras consiste en areniscas micáceas friables de grano fino y colores gris claro a gris verdoso, interlaminada con lutitas gris a verdoso, arcilitas sideríticas grises, lutitas ligníticas y lignitos. También se encuentran algunas calizas arenosas duras y de color verde. La formación tiene 1005 m de espesor. Las Formaciones metamórficas afloran en el tramo oriental de la cordillera Araya-Paria y en la península de Paria y están representadas por las unidades litológicas que se mencionan a continuación: La Formación Uquire, de edad Triásico–Jurásico, está constituida por una secuencia de cuarcitas grafitosas y esquistos grafitosos piríticos, con una intercalación intermedia de cuarcitas micáceas blanquecinas. Esta formación presenta un espesor de 1600 m y su base está cubierta por el mar y su tope es concordante y transicional con la Formación Macuro. La Formación Macuro de edad Triásico–Jurásico está compuesta de cuarcitas duras de colores claros, generalmente piríticas y grafitosas hacia la base, un intervalo intermedio de esquistos cuarzo-cloríticos micáceos de color verde y un intervalo superior de esquistos

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cuarzo-cloríticos verde oscuro. El espesor en la sección tipo es de 3800 m. Aflora en una ancha faja en la parte central de la península de Paria y el contacto es transicional sobre la Formación Uquire, e infrayace concordantemente a la Formación Cariaquito. En la parte sur oriental de la Península de Paria aflora la Formación Cariaquito de edad Neocomaniense-Barremiense compuesta por esquistos grafitosos y cuarzo-grafitoso de colores negruzcos con frecuentes intercalaciones cloríticas hacia la base. En su parte media se encuentran esquistos cuarzo-moscovíticos pardo amarillentas y el intervalo superior se caracteriza por esquistos calcáreos interestratificados con esquistos cuarzo-grafitosos y micáceos. La unidad, suprayace concordante a la Formación Macuro y infrayace concordantemente a la Formación Guinimita. La Formación Carúpano (Barremiense–Aptiense) está constituida por filitas y esquistos calcáreos grafitosos, capas delgadas y lenticulares de caliza recristralizada presentes a diferentes niveles con mayor o menor frecuencia. La parte media de la unidad consiste de filitas calcáreas y grafitosas hacia cuya parte superior se observan desarrollos de lentes de calizas delgadas y grafitosas, intercaladas con filitas y esquistos calcáreos y grafitosos. En la parte superior de la unidad y en la zona comprendida entre Güiria de La Playa y La Esmeralda, se desarrollan filitas micáceas grafitosas con capas algo cloríticas de yeso de origen secundario entre los planos de foliación. La Formación Güinimita (Barremiense-Aptiense) está compuesta por un espesor de esquistos sericíticos ferruginosos con metaconglomerados cuarzo-ferruginosos de grano fino con gradación, aumentando de tamaño hacia la base. Estos conglomerados se interrumpen por la aparición de calizas delgadas, muy fosilíferas, interestratificadas con meta areniscas conglomeráticas y conglomerados. Continúa una sección dominada por calizas gris oscuras, fosilífera, maciza y compacta, con abundantes vetas de calcita blanca. Sigue una secuencia de filitas cuarzo-sericíticas, micáceas y ferruginosas, con intercalaciones de filitas cuarzosas grises y metaconglomerados cuarzo ferruginosos rojizos. En la sección tipo se midió un espesor incompleto de 269 m, ya que el tope está sumergido en el golfo de Paria. La Formación Güinimita yace concordantemente por encima de la Formación Cariaquito. Su contacto superior no se conoce ya que se pierde bajo del agua.

A.2.3.4 Geomorfología

La Península de Paria está constituida por dos unidades topográficas: (a) El cinturón de montaña, que forma parte de la cordillera Araya-Paria, con elevaciones que pueden variar entre 300 y 1253 m.s.n.m. que limita al norte con la línea de costa del Mar Caribe y al sur con la planicie aluvial costera; y (b) La planicie aluvial costera, que se extiende en una franja de 1 a 6 km de ancho desde El Pilar hasta Güiria, limita al norte con el cinturón de montaña, al sur por el Delta del Orinoco y al sureste por la línea de costa Atlántica, y tiene una altura promedio de unos 400 m.s.n.m. En la unidad de planicie aluvial costera se presentan numerosos abanicos de explayamiento correspondientes a la desembocadura de una red de drenajes que fluye al sur, la cual está sujeta a inundación. En esa zona circulan cursos de agua meandriformes, que pueden estar

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colonizados por manglar. En esta unidad se encuentra el área de estudio, caracterizada por un relieve plano a suavemente ondulado.

A.2.3.5 Geohazards

A.2.3.5.1 Evaluación de Riesgos Geológicos Los riesgos geológicos asociados al sistema en tierra pueden ser definidos como eventos causados por condiciones geológicas o procesos que representan serias amenazas para vidas humanas, propiedades y ambiente natural o construido (Solheim A. et al, 2005). Generalmente, los riesgos geológicos más importantes son terremotos, movimientos de masa y erupciones volcánicas. Este último fenómeno no será considerado en este análisis por no presentarse volcanes en la zona de estudio.

• Movimientos de Masa La susceptibilidad de una zona a presentar un fenómeno de remoción en masa depende de aspectos como el uso de la tierra, la deforestación, el manejo de aguas en la zona, las aguas subterráneas, las acciones antrópicas (incluyendo obras de infraestructura cercanas o presencia de tuberías y otros sistemas), y los aspectos climáticos (no sólo actuales sino históricos). En general, debe decirse que la susceptibilidad va a estar condicionada por todos los factores locales, regionales, ambientales, climáticos, sísmicos o antrópicos que puedan afectar las condiciones de equilibrio de un terreno con una pendiente determinada.

Los movimientos de masa de sedimentos más importantes que podrían afectar la estabilidad y seguridad de la planta termoeléctrica son los deslizamientos y los eventos de licuefacción de suelo. En esta sección se estudiarán las condiciones presentes, tanto geotécnicas como topográficas, para evaluar si estos fenómenos representan un riesgo para las estructuras

- Deslizamientos

Se definen como movimientos de masas de suelo o roca que deslizan sobre una o varias superficies de rotura, al superarse la resistencia al corte de estas superficies. Generalmente, la masa de terreno se desplaza en conjunto. (González L, et al, 2004). La ocurrencia o no de un determinado deslizamiento depende de que se presente un evento detonante el cual está normalmente asociado a un régimen especial de lluvias, a un evento sísmico cercano o a un evento volcánico. También se han reportado casos de eventos detonantes debido a acciones de la naturaleza tales como efectos de socavación o crecientes de ríos que desestabilizan un determinado talud o efectos mismos de erosión. Dentro de los eventos asociados con la actividad del hombre y que se pueden convertir en detonantes, cabe mencionar la realización de excavaciones o movimiento de tierras, la rotura de tuberías, el manejo inadecuado de aguas, la sobrecarga en zonas inadecuadas, la colocación de rellenos sin compactación adecuada, entre otras.

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- Licuefacción

La licuefacción ocurre principalmente en suelos sueltos, saturados y no cohesivos, con contenido de finos menor al 10 %, con un nivel freático a una profundidad menor a 10 m. Un material con estas características puede densificarse cuando está sujeto a una carga cíclica. Al densificarse, reduce el volumen de suelo y agua e incrementa la presión de poros si los poros se llenan de agua. Cuando la presión de poros se vuelve igual a la tensión media total, el suelo pierde su resistencia y se licua.

A.2.3.5.2 Causas y Mecanismos de Activación de Inestabilidad

• Sismos

La ciudad de Güiria se encuentra ubicada en un área de alta actividad sísmica producto de la interacción entre la Placa Caribe y la placa Sudamericana. Esta actividad sísmica genera una serie de amenazas sobre las instalaciones entre las cuales se tienen:

- Movimientos, aceleraciones y altas fuerzas inerciales en las estructuras, provocados por los movimientos fuertes del terreno durante el evento sísmico. La determinación cuantitativa de dichas fuerzas se obtendrá a partir de la norma COVENIN-1756-1:2001.

- Posibilidad de generación de deslizamientos: Las aceleraciones horizontales que genera un sismo es uno de los principales mecanismos de activación de deslizamientos, sea por el efecto directo de las fuerzas inerciales horizontales que actúan como fuerzas desestabilizadoras o por la generación de un exceso de presión de poros en arcillas blandas o arenas sueltas. Sin embargo, en la zona de estudio, la pendiente del terreno es suave con desniveles entre 12 y 0 metros. Adicionalmente, las arenas encontradas en las perforaciones geotécnicas presentan una densidad relativa densa a muy densa; y las arcillas, una consistencia entre muy compacta y dura. Por estos motivos, la posibilidad de deslizamiento por actividad sísmica es improbable.

- Posibilidad de ocurrencia de licuefacción de arenas sueltas: En el perfil litológico de la Planta Termoeléctrica se encontraron materiales granulares a profundidades inferiores a 10m en toda el área de estudio. Sin embargo, presentan valores de resistencia a la penetración Nspt = 30 a 100 golpes/pie lo que le otorga al material una densidad relativa entre densa y muy densa. Adicionalmente, no se reporta nivel freático en la zona. Debido a estas características, la licuación del suelo no constituye un riesgo asociado a movimientos sísmicos.

- Posibilidad de manifestación superficial de fallas sismogénicas con el riesgo de daños a instalaciones: Este caso no constituye un riesgo para las estructuras, ya que no existe una falla que corte la zona donde estará ubicada la planta. La expresión tectónica más cercana, es la traza del sistema de fallas Los Bajos, que se encuentra aproximadamente a 7 km al sur de la zona de estudio. Por otro lado, la falla con movimiento cuaternario inferido, reconocida por interpretación fotogeológica en Audemard et al, 2003, se encuentra aproximadamente a 1 km al suroeste de la zona de estudio. Figura 8.

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Figura 8: Ubicación falla cuaternaria con respecto a la ubicación Planta Termoeléctrica (Tomado y modificado de Audemard, et al. (2003)

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• Erosión

Los periodos lluviosos prolongados pueden provocar crecientes en ríos y quebradas, las cuales podrían generar erosión en los márgenes. Esta erosión y socavación lateral debilita la base de taludes adyacentes, detonando movimientos de tierra que en situaciones normales no se presentarían. Teniendo en cuenta que la parcela donde se construirá la planta presenta una topografía relativamente plana, con una pendiente suave, y que la pluviosidad anual de la zona de estudio es de 943,8 mm, no se considera que existe riesgo de erosión que pueda comprometer la estabilidad de las estructuras. Sin embargo, en las áreas donde se deba hacer nivelación mediante corte o relleno se recomienda proteger la superficie de los taludes generados mediante la aplicación de imprimación asfáltica RC-250 y arrocillo. En el área costera de la zona de estudio, la acción de mareas y corrientes han provocado un fenómeno erosivo sobre los sedimentos que forman los taludes ubicados en la línea de costa. Este fenómeno ha desarrollado grietas de tensión que definirán movimientos de masa. Esta condición de inestabilidad potencial debe ser considerada en la etapa de ingeniería de diseño y construcción de las estructuras cercanas a la zona, especialmente los canales de toma y descarga.

Zona de estudio

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- Arcillas expansivas En el sitio de estudio se presentan arcillas con muy variado potencial de expansividad. Afortunadamente, estos materiales se ubican por debajo de los 6 m de profundidad, lo cual significa que la expansividad estaría restringida por esfuerzos geostáticos importantes. Adicionalmente, se debe considerar el incremento de esfuerzos verticales por efecto de la sobrecarga de las fundaciones de los equipos e instalaciones a construir, y la ausencia de nivel freático. De haber variaciones en la humedad, éstas serían consecuencia de la inundación superficial, por efecto de lluvias o fugas en los tanques y tuberías de proceso, lo cual puede ser controlado. La evaluación del potencial de expansión de las arcillas, con base en correlaciones y ensayos de laboratorio, se detalla en el Aparte A.4.3 (Potencial de Expansión).

• Tsunamis asociados a terremotos

Los tsunamis son olas de largos periodos (6 a 60 minutos) generados por un movimiento brusco del fondo marino. Los terremotos son la fuente más común de tsunamis; no obstante, también podrían originarse por actividad volcánica y deslizamientos submarinos. La mayoría de los tsunamis originados por terremotos son causados por movimiento de fallas normales e inversas con un significativo movimiento vertical (mientras que las fallas rumbo-deslizantes representan un riesgo mucho menor). Estas olas de largos periodos y gran longitud tienen poca amplitud en mar abierto, pero al alcanzar la línea de costa, podrían alcanzar varios metros y podrían adentrarse en tierra por grandes distancias, llegando a tener consecuencias devastadoras en algunos casos. Orihuela (1987) describe en su estudio de modelaje de ocurrencia de tsunamis en el oriente del país, que los oleajes asociados a actividad tectónica en la costa Araya - Paria alcanzan alturas máximas inferiores a un metro. No obstante, existen diferentes variables tales como saltos de fallas mayores, asociados a sistemas de fallas más profundos y próximos a la costa, y geometría más compleja, que permitirían eventualmente la amplificación de las olas. Venezuela presenta varias fuentes sismogénicas complejas, como son los sistemas de fallas rumbo-deslizantes destrales con proyecciones marinas (El Pilar, Los Bajos, El Soldado), fallas normales e inversas en la plataforma (Caracolito, Patao, Los Testigos), y subducción del Océano Atlántico bajo el Caribe. Sin embargo, los estudios de evaluación de riesgos por tsunami están concentrados es la zona norte. Romero et al. (2006) describe los reportes históricos conocidos de tsunamis (Tabla 9) donde se observa que tales eventos son de baja recurrencia y se concentran casi en su totalidad en la zona norte del país, por lo que riesgo de tsunami es improbable.

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Tabla 9: Recopilación de Tsunamis históricos en Venezuela y zonas adyacentes

No. Fecha Lat (N) Long (W) Localidades afectadas

1 2/3-08-1498 10,2 61,2 Boca de Serpiente, Pedernales, Golfo de Cariaco, Cumaná y Península de Araya

2 01-09-1530 10,7 64,2 Península de Paria, Cumaná, Isla de Cubagua, Isla de Margarita, Nueva Cádiz, Península de Araya, Umbral de Araya, Golfo de Cariaco, Puerto Cabello y Cariaco.

3 25-12-1541 10,7 63,8 Nueva Cádiz, (Cumaná), Isla de Cubagua

4 01-09-1543 10,7 64,1 Cumaná, (Nueva Cádiz), Península de Araya e Isla de Cubagua.

5 Fin del siglo XVI 10,7 64,1 Cumaná 6 1726 10,6 64,3 Salina de Araya y Península de Araya. 7 1750 10,5 64,3 Cumaná 8 21-10-1766 06,5 67,4 Punta Delgada y Rio Orinoco 9 15-08-1802 10,3 64,5 Río Orinoco Venezuela. 10 26-03-1812 11,5 66,9 La Guaira (Venezuela-Colombia)

11 15-07-1853 12,1 63,6 Cumaná, Sabana de Salgado, Puerto Sucre y Sabana de Caiguire

12 9 o 10-1867 - - Carúpano e Isla de Margarita. 13 1868 - - Maiquetía, Cabo Blanco.

14 13-08-1868 10,7 63,8 Juan Griego, Isla de Margarita y Río Caribe. San Juan, Puerto Rico.

15 29-10-1900 11,0 66,4 Puerto Tuy, Macuto. Río Neverí y Puente Hierro, Trinidad.

16 1906 - - Cabo Blanco, Maiquetía. 17 31-01-1906 01,0 81,5 Cumaná, Carúpano, Río Caribe, Nueva Esparta. 18 12-11-1916 10,5 67,8 Ocumare de la Costa. 19 13-09-1928 - - Carúpano.

20 17-01-1929 10,6 64,6 Cumaná, Manicuare, El Salado, Puerto Sucre y El Barbudo.

21 04-11-1932 - - Cumaná. 22 03-08-1950 10,6 69,5 Puerto Cabello. 23 18-01-1955 11,3 69,4 La Vela. 24 16-06-1961 8,9 73,4 Lago de Maracaibo. 25 20-09-1968 10,7 62,7 Venezuela – Trinidad 26 03-09-1979 - - Puerto Cumarebo. 27 09-07-1997 10,6 63,5 Isla de Margarita, Cariaco, Cumaná y Sucre. Tobago.

Tomado de Romero 2006 • Precipitaciones

Las altas precipitaciones en combinación con el tipo de suelo conformado en algunos casos por material muy alterado, fomentan la formación y aceleración de los movimientos de tierra debido a las siguientes razones:

- Normalmente, el suelo con alto contenido de finos, se satura por la cantidad de agua recibida, y se hace más pesado.

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- Debido al alto contenido de humedad, las propiedades del suelo tales como la cohesión o la fricción pueden verse afectadas disminuyendo en algunos casos en forma considerable, aumentando de esta manera la susceptibilidad al deslizamiento.

A.2.4 Zonificación Sísmica A.2.4.1 Norma COVENIN 1756-1:2001

Según la Norma Símica Venezolana COVENIN 1756-1:2001 para propósitos ingenieriles, el área de estudio se encuentra ubicada en Zona Sísmica 7, tal como se muestra en la Figura 9 “Mapa de Zonificación Sísmica con fines de Ingeniería (1998)”. La misma está caracterizada como zona de riesgo sísmico elevado debido a la cercanía del sistema de fallas asociado a la Falla El Pilar. De acuerdo con la Norma, la Zona 7 comprende los municipios y áreas situados al norte del paralelo que pasa por la costa del Golfo de Santa Fe (10º20’). Esta zona se define de peligro sísmico elevado, con una aceleración máxima horizontal del terreno (Ao) expresada en función de la gravedad, A0 =(ϕ) 0,40 g. El Factor “φ” es el factor de corrección para el coeficiente de aceleración horizontal y depende del tipo de material que conforma el subsuelo y de su densidad relativa o consistencia. Con base en los resultados de la exploración geotécnica, el área asociada al proyecto presenta un perfil típico de diseño S2 (forma espectral) el cual corresponde a suelos constituidos por estratos arcillosos de consistencia dura, o suelos granulares densos, para un espesor mayor a 50 m. La velocidad promedio de las ondas de corte (Vs) correspondiente a este tipo de perfil está comprendida entre 250 y 400 m/s.12

El factor “ϕ” para este tipo de litología tiene un valor de 0.90. El espectro de diseño depende del perfil geotécnico del sitio estudiado así como también del uso, nivel de diseño, tipo y regularidad estructural. Por este motivo, para su construcción es imprescindible conocer el proyecto estructural de la edificación y las condiciones geométricas del área. Por otra parte, el espectro de respuesta elástica se puede construir a partir de la caracterización geotécnica del área de interés. La siguiente tabla presenta los parámetros controlados por la forma espectral, según la Norma COVENIN 1756-1:2001.

Tabla 10: Parámetros controlados por la forma espectral de acuerdo a la Norma COVENIN 1756-1:2001

Parámetros Valores Forma espectral S2 T* (seg) Máximo periodo en el intervalo donde los espectros normalizados tienen un valor constante 0,70

B: Factor de magnificación promedio 2,6 P: Exponente que defina la rama del espectro de diseño 1,0

12 Tabla 5.1 Norma COVENIN 1756-1:2001.

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A.2.4.2 Norma PDVSA Nº JA-221

Para el diseño sismorresistente de las instalaciones industriales se propone la aplicación de la Norma PDVSA Nº JA-221: Diseño Sismorresistente de Instalaciones Industriales como una opción para el diseño. Esta norma se fundamenta en la selección de acciones sísmicas que dependen del desempeño de la instalación. La aplicación de esta estrategia admite, en ciertas estructuras, incursiones moderadas en el rango de deformaciones inelásticas, así como también evitar dichas incursiones. De acuerdo a la Norma, la instalación que se quiere diseñar debe clasificarse de acuerdo con la escala de riesgos y probabilidades anuales de excedencia de los movimientos del terreno.

Tabla 11: Escala de clasificación de riesgos y probabilidades anuales de excedencia de los

movimientos del terreno (P1)

CONDICIONES

Pérdidas Económicas

Grado de Riesgo Número de

Personas expuestas Materiales Lucro

Cesante

Impacto Ambiental

P1 (10-3)

A Pocas (<10) Limitado a la instalación

Despreciable Poco o Nulo ≤ 2

B Importante (11 a 100)

La instalación y alguna vecina

Significativo entre 1 y 50

MMUS$

Recuperación ≤ 3 años ≤ 1

C Elevado (100 a 500)

La instalación y numerosas

vecinas

Entre 50 y 250 MMUS$

Recuperación 3 a 10 años ≤ 0,5

D > 500 De naturaleza catastrófica > 250 MMS$ Irreversible ≤ 0,1

P1: Probabilidad anual de excedencia. Fuente: Tabla 4.1 Norma PDVSA JA-221

Una vez definido el grado de riesgo, se obtiene la aceleración horizontal máxima del terreno con la siguiente ecuación:

[ ] γ1

2 )PLn(1a)scma( 1

−−−×∗=

Donde:

P1= Probabilidad anual de excedencia dada en la Tabla 11. a*, γ = Valores obtenidos de los mapas de amenaza sísmica correspondientes al sitio de interés.

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Considerando la ubicación de la zona estudiada en los mapas de peligro sísmico (Figura 11 y Figura 12) se tiene:

a * = 65cm/s2 γ = 3,75

Luego de haber definido los valores de a* y γ, obtenidos de los mapas de amenaza sísmica, para cada grado de riesgo, se pueden definir las aceleraciones horizontales máximas del terreno, las cuales se presentan en la Tabla 12.

Tabla 12: Aceleraciones horizontales máximas del terreno para el área de estudio en función del Grado de riesgo

Grado de Riesgo P1 (10-3) Aceleración horizontal máxima (a)

A ≤ 2 0,36 g

B ≤ 1 0,44 g

C ≤ 0,5 0,54 g

D ≤ 0,1 requiere estudios especiales

De acuerdo con dicha norma se consideran cuatro formas espectrales tipificadas (S1 a S4) y un factor de corrección para el coeficiente de aceleración horizontal (ϕ), los cuales dependen de las características del perfil geotécnico del terreno de fundación. Basándose en los resultados de la exploración geotécnica, el área asociada al proyecto presenta una forma espectral S3 que corresponde a suelos duros o densos, con una velocidad promedio de las ondas de corte entre 250 y 400 m/s y un factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal de (1,00). El espectro de respuesta elástica para instalaciones industriales, de acuerdo a la norma PDVSA-JA-221, se presenta en las Figura 13, Figura 14, 15 y 16 indicando los diferentes de niveles de riesgo posibles para la zona de estudio,

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A.2.5 Referencias Normativas La elaboración de este informe se ha basado en los requerimientos del cliente, contenidos en el pliego licitatorio y en el cumplimiento de los requerimientos de las distintas normas mencionadas a continuación:

• ASTM D-2488-93 Clasificación Visual. • ASTM D-2487 Método normalizado para la clasificación de suelos para propósitos

ingenieriles (sistema de clasificación unificada)

• ASTM D-422-63 Método de análisis del tamaño de partículas del suelo (Granulometría por Tamizado e Hidrómetro).

• ASTM D-421-85 Método para la preparación por vía seca de las muestras de suelos

para análisis del tamaño de partículas y determinación de las constantes de los suelos.

• ASTM D-1140-00 Método de análisis para determinar la cantidad de material en suelos más finos que el tamiz Nº 200.

• ASTM D-5911Práctica normalizada para establecer el conjunto de datos para identificar

una muestra de suelo en sitio. • ASTM D-2435 Método de ensayo para determinar las propiedades de consolidación

unidimensional de los suelos empleando carga controlada.

• ASTM D-4318 Método de ensayo para límites plástico y líquido del suelo.

• ASTM D-1557-07 Método estándar de ensayo para caracterizar en laboratorio la compactación del suelo usando Proctor Modificado (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)).

• COVENIN. (2001). “Norma COVENIN 1756-1:2001: Edificaciones Sismorresistentes.

Parte 1: Requisitos” (1ª. Revisión). Caracas. FONDONORMA – FUNVISIS – Ministerio de Infraestructura y Ministerio de Ciencia y Tecnología.

• COVENIN 2000-87. (1980). “Norma COVENIN 2000: Sector Construcción.

Especificaciones, Codificación y Mediciones. Parte 1: Carreteras” Sección 10.4 (1ª. Revisión). Caracas. FONDONORMA.

• PDVSA-JA-221 (1991). “Norma de Diseño Sismorresistente de Instalaciones

Industriales”. Venezuela.

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A.3 Interpretación de datos Geotécnicos

A.3.1 Litología del subsuelo A través del análisis de las muestras recuperadas en las perforaciones y calicatas, se pudo determinar que en el área de estudio se encuentran suelos de origen aluvial y marino. De manera general, el suelo objeto de estudio, está conformado de la siguiente manera:

• Arenas arcillo-limosas (SC o SM) y Arcillas arenosas s(CL): Presentes en los primeros 6 metros del perfil. Las arenas son densas y las arcillas duras.

• Arcillas de baja plasticidad (CL): Estrato ubicado entre las profundidades 6 a 8

metros aproximadamente; la consistencia promedio varía de muy compacta a dura.

• Arcillas de alta plasticidad (CH): Se distinguen de manera homogénea a lo largo de la parcela de estudio, a partir de aproximadamente los 8 metros de profundidad; son suelos de origen marino de consistencia muy compacta a dura.

Para describir la litología del subsuelo en el área de estudio, con mayor detalle, se delimitaron cinco (5) zonas, en función del uso (Anexo B):

• Zona 1

- Edificios Administrativos. El perfil generalizado para las perforaciones PPTE-32, PPTE-33, PPTE-34 y PPTE-35 está conformado en el primer metro por una arcilla dura de baja plasticidad, arenosa (CL). Luego se detectó hasta una profundidad de 7-8 metros, arena, arcillosa muy densa (SC), y por ultimo, hasta los 15m de profundidad que alcanzó la perforación PPTE-32, se detectó una arcilla de alta plasticidad, de muy compacta a dura (CH). - Tanques.

En las perforaciones PPTE-09 y PPTE-10 se presenta en los primeros metros arcilla de baja plasticidad (PPTE-09) o arena muy arcillosa muy densa (PPTE-10), seguida por arena muy densa o grava hasta los 7 metros de profundidad. Luego, arcilla de alta plasticidad, muy compacta a dura, hasta los 30m de profundidad. En las perforaciones PPTE-02, PPTE-03 y PPTE-04 se presentan intercalaciones de arcillas duras de baja plasticidad, con arena densa, arcillosa con grava, hasta aproximadamente 7 metros de profundidad. Luego, a mayor profundidad, se detecta arcilla dura de alta plasticidad.

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Los rangos de consistencia para suelos arcillosos y de densidad relativa para suelos granulares empleados para las descripciones de las muestras se presentan en la Tabla 13.

• Zona 2

- Equipos Auxiliares Módulo 1

El perfil generalizado para esta zona está compuesto por las perforaciones PPTE-11, PPTE-13, PPTE-14, PPTE-15, PPTE-16, PPTE-17, PPTE-28, PPTE-29, PPTE-30, PPTE-45, PPTE-46 y PPTE-47 En general, en los primeros 6 a 8 metros de profundidad predominan materiales arenosos, encontrándose también arcillas y limos de baja plasticidad arenosos de consistencia muy compacta a dura (CL/ML). También se distinguen espesores de entre 1 y 4 metros de arenas arcillosas y limosas (SM/SC) con presencia de gravas densas a muy densas. En la perforación PPTE-16, la capa de arena desaparece por lo que se observan 8 metros continuos de arcilla de baja plasticidad, arenosa. A partir de los 6 u 8 metros de profundidad, se encuentra una arcilla de alta plasticidad muy compacta a dura.

• Zona 3

- Equipos Auxiliares Módulo 2

La zona 3 abarca las perforaciones PPTE-18, PPTE-19, PPTE-20, PPTE-21, PPTE-22, PPTE-23, PPTE-24 PPTE-25, PPTE-26, PPTE-27, PPTE-42, PPTE-43 y PPTE-44. Del perfil generalizado, se tiene en el primer metro arcillas y limos de baja plasticidad arenosos de consistencia muy compacta a dura (CL/ML). Entre 1 y 6 metros se encuentra una arcilla de baja plasticidad arenosa muy compacta a dura entrelazada con capas de arena arcillosa densa a muy densa con presencia de grava (CL/SC). Finalmente, entre los 6 y 30 metros se distinguen arcillas de baja y alta plasticidad, muy compactas a duras (CL/CH).

• Zona 4

- Sub-Estaciones Eléctricas En la zona de las Sub-Estaciones Eléctricas se encuentran las perforaciones PPTE-39, PPTE-40 y PPTE-41. El perfil generalizado obtenido de las perforaciones muestra en los cuatro primeros metros una arcilla de baja plasticidad arenosa de consistencia dura con lentes de arena arcillosa muy densa (CL/SC). Entre 4 y 5 metros se encuentra una capa de arena limosa con grava (SM), densa, de espesor entre 1 y 2 metros. Desde el metro 5 hasta el fin de las perforaciones, se encuentra una arcilla dura de alta plasticidad, de

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comportamiento similar a las encontradas en las zonas 1, 2 y 3; se asume sea de origen marino (CH).

• Zona 5

- Canal de Carga y Canal de Descarga

El perfil generalizado para la zona de Canales de Carga y Descarga resulta de agrupar los resultados obtenidos de las perforaciones PPTE-33, PPTE-36, PPTE-37 y PPTE-38. De 0 a 1,5 metros se tiene una arcilla arenosa muy compacta con grava (CL/SC), y una arena arcillosa muy densa (en PPTE-36). Entre los metros 1,5 y 4, se tiene un estrato de arena arcillosa muy densa con grava (SC), con cuarzo en PPTE-36. Entre 4 y 7 metros se observan arcillas de baja plasticidad limpias y arenosas de consistencia dura (CL). Entre los metros 7 y 14 se encuentra una arcilla dura de alta plasticidad (CH). Desde los 14 m y hasta alcanzar la máxima profundidad de perforación, se encuentran arcillas de baja y alta plasticidad, muy compactas a duras (CL/CH). Los rangos de consistencia para suelos arcillosos y de densidad relativa para suelos granulares empleados para las descripciones de las muestras se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 13: Densidades y Compacidades en función SPT

ARCILLAS ARENAS NSPT Consistencia NSPT Densidad Relativa

<2 Muy Blanda 0 – 4 Muy Suelta 3 – 4 Blanda 5 – 10 Suelta 5 – 8 Medianamente Compacta 11 – 30 Media Densa 9 – 15 Compacta 31 – 50 Densa

16 – 30 Muy Compacta >50 Muy Densa >30 Dura

Los perfiles generalizados por zona se presentan en la Figura 17, 18, 19, 20 y 21 respectivamente y en el Anexo F. Los perfiles litológicos por zona se ilustran en el Anexo C y la litología por perforación en el Anexo D.

A.3.2 Clasificación y Propiedades del subsuelo En los trabajos de campo realizados en la parcela de estudio, se tomaron muestras provenientes de 10 calicatas y de tres zonas de préstamo identificadas como Pariano I, Pariano II y La Parcela. Los resultados obtenidos en laboratorio se muestran en la Tabla 14 y en la Tabla 15.

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Tabla 14: Resumen de ensayos realizados a las muestras de las calicatas

COORDENADAS CALICATA

NORTE ESTE MUESTRA CLASIFICACIÓN UNIFICADA CLASIFICACIÓN

AASHTO γ dmax

DMS (kg/m3)

ωop (%) CBR (%) HINCH

(%) Gs

A Arcilla de baja plasticidad, arenosa, marrón rojizo CL A-6 (8) 2.043,50 10,95 4,3 2,7 2,74

CPTE-01 1.167.480 575.528 B Arena media y fina, arcillosa con

grava SC A-2-4 (0)

A Arcilla de baja plasticidad arenosa, marrón CL A-1-a (0)

CPTE-02 1.167.604 575.606 B Grava fina con arcilla, limo y arena GM-GC A-1-a (0) 2.165,88 7,3

A Arcilla de baja plasticidad, arenosa, marrón grisáceo CL A-6 (9) 1.991,80 10,58 1,8 2 2,69

CPTE-03 1.167.56 575.468 B Grava fina, arcillosa, marrón

amarillento. GM A-1-b

A Arcilla de baja plasticidad, marrón rojizo. CL A-6 (10) 1.997,10 11,65 5,2 2,4 2,66

CPTE-04 1.167.55 575.385 B Grava fina arcillosa, muy arenosa,

marrón amarillento GC A-2-6 (0)

A Arcilla de baja plasticidad. Arenosa, marrón rojizo y amarillento CL A-6(10)

CPTE-05 1.167.592 575.408

B Grava arcillosa, con arena, amarillento GC A-2-6(1) 2.135,10 7,74 9,7 1,6 2,73

A Arcilla arenosa, con grava fina rojizo claro CL A-6(10) 1.978,00 12,15 10,8 2,8 2,69

CPTE-06 1.167.696 575.462 B Grava gruesa, arcillosa, amarillento GC A-2-6(0)

2.121,60 7,09 A Arena arcillosa, con grava

cuarcítica, amarillento SC A-2-6(0) 2.124,00 7,6 16,5 2,3 2,69 CPTE-07 1.167.645 575.327

B Arcilla de baja plasticidad CL A-6 (11)

A Arcilla arenosa, amarillenta CL A-6 (8)

B Arena arcillosa, con grava marrón claro A-2-4 (0) 2.149,50 7,52 CPTE-08 1.167.659 575.267

C Arcilla arenosa, marrón claro SM-SC

A-6 (9)

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COORDENADAS CALICATA

NORTE ESTE MUESTRA CLASIFICACIÓN UNIFICADA CLASIFICACIÓN

AASHTO γ dmax

DMS (kg/m3)

ωop (%) CBR (%) HINCH

(%) Gs

A Arcilla arenosa, marrón claro CL A-6 (9) 2.020,00 11,23 17,3 0,6 2,67

B Arena fina, limosa, blanquecino SM A-4 (3) CPTE-09 1.167.470 575.301

C Grava arcillosa, , marrón amarillento GC A-2-4 (0)

A Arcilla de baja plasticidad arenosa, marrón claro CL A-6 (9)

CPTE-10 1.167.310 575.195 B Arcilla de alta plasticidad, algo

arenosa rojizo CH A-7-6(20)

Tabla 15: Resumen de ensayos realizados a las muestras de material de préstamo

COORDENADAS MATERIAL PRESTAMO NORTE ESTE

MUESTRA CLASIFICACIÓN UNIFICADA CLASIFICACIÓN AASHTO

γ dmax DMS

(kg/m3)

ωop (%)

CBR (%)

HINCH (%) Gs

1.167.207 570.581 M-001 Arena arcillosa con grava cuarcítica. SC A-6(2)

1.167.143 570.565 M-002 Grava arcillosa con arena (GC)s A-6(2) 2.056,10 9,85 21,8 1,3 2,68

1.167.869 570.481 M-003 Grava arcillosa con arena (GC)s A-2-6(0) 2.011,80 10,69 15,6 1,2 2,68 PARIANO I

1.167.872 570.442 M-004 Arena arcillosa con grava. (SC)g A-6(5)

1.172.328 569.967 M-005 Arcilla arenosa con grava, marrón rojizo s(CL) A-6(4) 1.974,50 11,43 8,7 1,5 2,68

PARIANO II 1.172.443 569.865 M-006 Arena arcillosa con grava (SC)g A-6(3)

1.172.802 575.443 M-007 Arena fina y mediana, limosa con grava, marrón amarillenta

claro (SM)g A-2-4(0)

1.173.985 575.325 M-008 Arena mediana y fina, muy limosa con grava cuarcítica,

marrón rojizo (SM)g A-4(3)

1.173.159 575.152 M-009 Limo arcilloso con arena y grava cuarcítica, marrón claro (ML)s A-6(5) 2.049,00 9,48 4,3 3,7 2,65

LA PARCELA

1.173.438 575.074 M-010 Limo ligeramente arcilloso con

arena y grava cuarcítica, marrón amarillento

s(ML)g A-4(3)

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Los resultados obtenidos de los ensayos realizados sobre muestras de calicatas y zonas de posible material de préstamos permiten clasificar los suelos encontrados según la AASHTO dentro de los tipos A-1, A-2-4, A-2-6 y A-6. La estimación del uso de los tipos de suelo encontrados se muestra en la Tabla 16. La sección litológica por calicata se presenta en el Anexo E.

Tabla 16: Calidad de material en calicatas y zonas de préstamo

CALIDAD DEL MATERIAL Tipo de suelo (AASHTO) Para capa superficial Para base Para sub-rasante

A-1 Excelente Bueno a Excelente Bueno a Excelente A-2-4 Regular a bueno Regular a Excelente Regular a Excelente A-2-6 Regular a bueno Regular a Excelente Regular a Excelente A-6 Malo a pobre Regular a pobre Regular a pobre

Los suelos encontrados en las posibles zonas de préstamo y en las calicatas a ser utilizados son los clasificados como A-1, A-2-4 y A-2-6 los cuales son de buenos a excelentes como material de subrasantes, subbases, terraplenes y rellenos. Se descarta el material tipo A-6 por ser suelos que podrían experimentar cambios volumétricos importantes perjudiciales y que disminuyen su capacidad de carga cuando se encuentran saturados.

A.3.3 Nivel Freático En la exploración geotécnica realizada en la zona de la parcela no se detectó la presencia de nivel freático en las mediciones realizadas en las perforaciones. Se instalaron pozos de monitoreo o piezómetros en las perforaciones PPTE-05 (a 42 m), PPTE-17 (a 24m) y PPTE-21 (a 24 m) en dónde tampoco se detectó el nivel piezométrico. Por lo antes descrito, los cálculos a realizar en el presente informe serán realizados bajo la premisa de ausencia de nivel freático.

A.3.4 Resultados de Resistividad En la parcela de la Planta Termoeléctrica se realizaron ensayos de resistividad eléctrica, también llamados sondeos eléctricos verticales, con el objeto de suministrar valores de resistividad en el área de la Planta Termoeléctrica y del patio 230kV de la Subestación Eléctrica de la planta. Con los valores de resistividad obtenidos, se efectuó el diseño del Sistema de Puesta en Tierra y el de Protección Catódica. Los sondeos eléctricos verticales realizados para el análisis de Puesta a Tierra y de Protección Catódica de la Planta Termoeléctrica, se hicieron utilizando el método Wenner o método de los cuatro electrodos. La metodología aplicada en campo, en cuanto a la geometría del tendido y adquisición de datos, se fundamentó en la norma ASTM G57 (Standard Test Method for Field Measurement of Soil Resistivity Using the Wenner Four-Electrode Method). Además, se siguieron las especificaciones técnicas suministradas por PDVSA.13 13 PDVSA E y P División Costa Afuera, 2009, Especificaciones Técnicas Estudio de Resistividad, Proyecto Delta Caribe Oriental

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Los puntos medidos en campo, sus coordenadas y el espaciamiento entre electrodos se muestran en la tabla siguiente.

Tabla 17: Puntos de medición de resistividad

Coordenadas Espaciamiento entre electrodos (m) Nombre

Este Norte

Cota (m)

Puesta a tierra Protección catódica

R-01 575.148,52 1.167.666,89 11,22 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 37.5, 45 -

R-02 575.366,96 1.167.697,13 10,84 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 37.5, 45

0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5

R-03 575.504,28 1.167.604,94 9,67 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 37.5, 45

0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5

Una vez realizado el estudio, se determinó lo siguiente:

• Las resistividades eléctricas medidas para el punto R-01 muestran intercalaciones de material fino, como arcilla y limo, observándose a los 11 m de profundidad un contraste marcado de resistividad, lo cual sugiere presencia de arcillas a partir de dicho límite.

• En la zona de los ensayos R-02 y R-03 se observan básicamente 2 capas: la primera

hasta los 4 y 7 m de profundidad, respectivamente, con resistividades que corresponden a intercalaciones de arena, arcilla y limo; y la segunda, menos resistiva, entre 2 y 3 Ωm, lo cual corresponde a arcillas.

• En cuanto a las mediciones realizadas para definir el Sistema de Protección Catódica,

la resistividad promedio para los primeros 3 m de profundidad del suelo, correspondiente a los puntos R-02 y R-03, es de 25,92 y 13,28 Ω.m, respectivamente, representa suelos ligeramente corrosivos y moderadamente corrosivos.

La ubicación de los puntos de resistividad se presenta en el Anexo A, los sondeos eléctricos verticales se presentan en el Anexo G y los resultados detallados se presenta en el Informe de Geofísica.

A.3.5 Propiedades y Parámetros Geotécnicos A continuación, en la Tabla 18, se presenta un resumen de los parámetros geotécnicos estimados por zona, con base en los resultados de la investigación geotécnica realizada.

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Tabla 18: Parámetros Geotécnicos por Zona

Zona Geotécnica Perf. Cota

terraza/Cota Perf.

Estrato Descripción Prof. (m)

γd (t/m2) C (t/m2) φ (º) Su (t/m2) E

(t/m2) μ

1 Arcilla de baja plasticidad, muy compacta a dura, con arena (CL) 0,00 – 1,00 1,94 – – 25,00* 2.000* 0,45

2 Arena arcillosa y limosa, media a gruesa, densa a muy densa con

grava (SC/SM) 1,00 – 7,00 1,95 1,2 31,0 – 2.500* 0,35 Edificios

PPTE-31 PPTE-32 PPTE-34 PPTE-35

8,50/9,00

3 Arcilla de alta plasticidad, muy compacta a dura con trazas

carbonáceas (CH) 7,00 – 15,00 1,71 3,0 18,3 18,74 1.900 0,45

1 Arena media a fina, densa, limosa

con grava (SM) / Arcilla de baja plasticidad (CL)

1,00 – 6,00 1,88/ 1,71 4,00 30,8 –/>20,00* 2.300/

2.000* 0,35

2 Arcilla de alta plasticidad con bolsas de arena, dura (CH) 6,00 – 21,00 1,72 4,00 22,0 17,17 1.900 0,45

1

Tanques PPTE-01 a PPTE-10 8,50/9,00

3 Arcilla de baja plasticidad, dura (CL)/ Arcilla de alta plasticidad,

dura (CH) 21,00 – 60,00 1,71 1,6 20,0 20,00 2.500 0,45

1 Arcilla y Limo de baja plasticidad, dura, arenosa (CL/ML) 0,00 – 1,00 1,99 – – 13,00 2.000 0,45

2

Arena arcillosa, muy densa con fragmentos de cuarzo (SC) y Arena limosa muy densa con

grava (SM)

1,00 – 4,00 2,03 1,7 32,2 – 2.500 0,35

3 Arcilla y Limo de baja plasticidad, dura, arenosa (CL/ML) 4,00 – 7,00 1,93 1,75 – 25,69 2.000 0,45

2 Equipos

Auxiliares Módulo 1

PPTE-11 a PPTE-17, PPTE-28 a

PPTE-30, PPTE-45 a PPTE-47

9,00/10,50

4 Arcilla de alta plasticidad de muy compacta a dura (CH) 7,00 – 30,00 1,69 2,00 20,0 20,98 2.000* 0,45

1 Arcilla de baja plasticidad, dura (CL) 0,00 – 3,00 1,85 – – 22,28 2.000* 0.45

2 Arena limosa, muy densa, con grava (SM) 3,00 – 6,00 1,78 1,75 30,0 20,57 2.500 0,45

3 Equipos

Auxiliares Módulo 2

PPTE-18 a PPTE-27, PPTE-42 a

PPTE-44 9,00/9,00

3 Arcilla de alta plasticidad, dura (CH) 6,00 – 30,00 1,70 1,5 23,2 16,69 2.500 0,45

1 Arcilla de baja plasticidad, dura (CL) 0,00 – 3,00 1,73 – – >20,00* 2.000* 0,45

2 Arena limosa, muy densa (SM) 3,00 – 5,00 1,73 – 30,0 – 2.500 0,35 4

Sub-Estaciones Eléctricas

PPTE-39 PPTE-40 PPTE-41

11,00/9,00

3 Arcilla de alta plasticidad, dura (CH) 5,00 – 15,00 1,74 1,75 22,0 28,50 2.000* 0,45

5 Canales de PPTE-33 -2,00/9,00 1 Arcilla de baja plasticidad, muy 0,00 – 1,50 1,99 – – >20,00* 2.000* 0,45/

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Zona Geotécnica Perf. Cota

terraza/Cota Perf.

Estrato Descripción Prof. (m)

γd (t/m2) C (t/m2) φ (º) Su (t/m2) E

(t/m2) μ

compacta (CL) / Arena arcillosa, muy densa (SC)

0,35

2 Arena arcillosa, muy densa (SC) y Arena limosa muy densa (SM) 1,50 – 4,00 1,82 1,00 30,9 – 2.500 0,35

3 Arcilla de baja plasticidad, dura (CL) 4,00 – 7,00 1,71 2,00 22,0 18,90 2.000* 0,45

Carga y Descarga

PPTE-36 PPTE-37 PPTE-38

4 Arcilla de alta plasticidad, de muy compacta a dura (CH) 7,00 – 25,00 1,73 2,00 22,0 18,15 2.000* 0,45

* Valores obtenidos por correlación

γd = Peso unitario seco C = Cohesión

φ = Ángulo de fricción Su = Resistencia al corte no drenado E = Módulo de elasticidad µ = Presión de poros

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A.4 Análisis de Ingeniería

A.4.1 Movimiento de tierra y preparación del sitio

A.4.1.1 Deforestación y Remoción de Material Desechable La primera etapa del movimiento de tierra consiste en los trabajos de deforestación de la parcela donde se instalará la planta termoeléctrica. Se procederá a la remoción de arbustos, vegetación baja, material desechable de espesor entre 0,15 a 0,50 m, según lo encontrado en calicatas y perforaciones. Luego de realizar el resane en la zona de la parcela, se deberá verificar que la rasante expuesta por la remoción sea adecuada para la implantación de estructuras y equipos. Donde eventualmente afloren evidencias de suelo vegetal o de cualquier otro tipo de material no apto, se deberá proceder a profundizar localmente la remoción hasta la completa eliminación del material indeseable. Todo proceso de deforestación y movimiento de tierra estará sujeta a la normativa y leyes vigentes en materia de ambiente.

A.4.1.2 Conformación del Terreno La nivelación del terreno para las zonas 1, 2, 3 y 4 se hará con equipos mecánicos convencionales. Para la zona 5, el proceso de excavación será más complejo debido a las dimensiones de los canales y alturas necesarias para alcanzar la cota mínima estimada para ese sector. La topografía de la parcela de estudio es plana y de pendientes muy suaves. El proceso de nivelación para alcanzar las diferentes cotas de terrazas propuestas se hará de la siguiente manera para cada zona de trabajo (Tabla 19):

Tabla 19: Sectores de corte y relleno definidos para la planta termoeléctrica

Cota terreno (m)

Diferencia de cota (m) Zona

Cota propuesta terraza (m) Max. Min. Max. Min.

Sector

1 8,50 9,50 8,50 1,00 0,00 Corte 2 9,00 10,75 9,00 1,75 0,00 Corte 3 9,00 11,50 9,00 2,50 0,00 Corte 4 11,00 13,25 9,00 2,25 -2,00 Corte / Relleno 5 -2,00 10,00 0,00 -11,00 -2,00 Corte

Es necesario resaltar que la zona destinada para la implantación de los tanques de almacenamiento (Zona 1), se encuentra aproximadamente a 200 metros de distancia de un acantilado, el cual mide alrededor de 9 metros de altura. Dicho acantilado se encuentra expuesto a los efectos de la erosión, lo que podría causar desintegración y descomposición de los suelos presentes.

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Considerando, para la condición a largo plazo, la sobrecarga impuesta por las instalaciones a ser ubicadas en las cercanías del talud, las condiciones de operación, que podrían generar saturación de los estratos del subsuelo, y las condiciones de erosión detectadas en sitio; se recomienda diseñar una solución que garantice la estabilidad del talud. Para el mencionado diseño, se debe realizar un levantamiento de topografía del área y se debe tener la topografía modificada para la planta termoeléctrica. En este sentido, el diseño de estabilización debe garantizar la estabilidad de las secciones criticas, considerando factores de seguridad en el orden de FS=1,50 para el caso estático y FS=1,10 para el caso dinámico. Adicionalmente se debe realizar la captación, canalización y descarga de las aguas de lluvia. Se debe tener en cuenta que la solución de estabilización definitiva se debe realizar una vez conocida la ubicación final de los tanques, pesos y dimensiones de los mismos, así como la cota definitiva de proyecto.

• Sector de Corte Los sectores de corte se encuentran en las cinco (5) diferentes zonas de implantación de estructuras y equipos de la planta termoeléctrica. Los taludes permanentes de corte de las zonas 1, 2, 3 y 4 tendrán pendientes no mayor que 2:1 (H:V). Según los planos suministrados por el cliente (PDVSA), los sectores de corte no tendrán alturas superiores a 2,50 metros. Con el objeto de controlar los procesos erosivos, se recomienda proteger las superficies de los taludes de corte mediante la aplicación de imprimación asfáltica RC-250 y arrocillo. Al pié de los taludes de corte se colocarán cunetas o canales de recolección de agua, y cunetas de coronación en la cresta. Estos canales descargarán los gastos al sistema de drenaje de la planta. Para la zona 5 (canales de carga y descarga), la altura de corte temporal14 estimada es de 11,00 a 12,00 m, el mismo se recomienda tenga pendiente no mayor que 1,75:1,00 (H:V) para asegurar la estabilidad del talud durante la ejecución de la obra. El análisis de estabilidad del corte temporal de la zona 5 se realiza en la sección A.4.5.1 Con relación al saneamiento de la base del canal, se sugiere colocar una malla geotextil a lo largo de la base del mismo, o en su defecto, una capa de material granular de 10 cm de espesor, para minimizar el riesgo de expansión del suelo debido a la descarga generada como consecuencia de la excavación.

14 Talud de corte temporal para construcción de canales

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• Sector de Relleno Los sectores de relleno identificados en la parcela se ubican en el área destinada a la implantación de las subestaciones eléctricas (zona 4) y en el área de canales de carga y descarga (zona 5). De ser requerido rellenar en sectores distintos a la zona 4 y zona 5, las especificaciones a seguir serán las mismas indicadas a continuación. La nivelación del terreno mediante relleno se realizará asegurando la buena selección del material a utilizar y teniendo en cuenta el control de la compactación. La pendiente de los taludes no deberá ser mayor que 2,0:1,0 (H:V) en las zonas 1,2,3 y 4; para la zona 5, el relleno quedará confinado entre el corte temporal de trabajo y la estructura de los canales. Para la conformación de los rellenos se utilizarán los materiales remanentes de los cortes realizados en la parcela. En caso de requerirse material para la compensación de volúmenes, se usará material proveniente de las posibles zonas de préstamos siempre y cuando se cumpla con las siguientes especificaciones: el material debe estar libre de capa vegetal, ramas, raíces, escombros y fragmentos de grava superiores a 2 pulgadas en su diámetro mayor. El material a ser empleado deberá cumplir con los requerimientos mínimos de aceptación que la Clasificación de Suelos AASHTO establece. Para la zona de estudio, esto se reporta en las Tabla 14 y 15 para las calicatas y para las zonas de préstamo, respectivamente. El contenido de agua del material de relleno deberá tener valores comprendidos entre +/- 1% y 2% correspondiente al patrón Proctor Modificado (AASHO-T-99), y deberá ser compactado al 95% del mismo patrón. Los detalles de sectores de corte y relleno para la zona 4 – Subestaciones eléctricas se presentan en el Anexo H.

A.4.2 Potencial de Licuefacción Para evaluar el potencial de licuación, se consideraron aquellos estratos que por su granulometría pueden ser potencialmente licuables, en base al método simplificado propuesto por Seed & Idriss (1982) Estimación de la resistencia cíclica promedio de los estratos arenosos propensos a sufrir licuación Para determinar la resistencia a la licuación promedio de las arenas se utilizaron los resultados del ensayo normal de penetración estándar SPT. El número de golpes N obtenido en esa prueba se corrige por el esfuerzo efectivo de sobrecarga (CN), relación de energía o eficiencia en la ejecución del ensayo (CE), diámetro de la perforación (CB), profundidad (CR), método de muestreo (CS) y contenido de finos (ΔN60), como se expresa en la siguiente ecuación:

(N1) 60 = N · CN · CE · CB · CR · CS + ΔN60

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Donde: (N1) 60 Número de golpes N corregido, que representa una medida de la densidad

relativa del suelo o resistencia promedio de arenas. Este valor es usado en la evaluación del potencial de licuación.

N Representa el número de golpes medidos en la prueba de penetración estándar SPT.

El factor de corrección en función del esfuerzo efectivo de sobrecarga del valor de N para un determinado suelo se determina mediante la siguiente expresión propuesta por Liao y Whitman (1985):

2/1

voN

PaC ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′

Donde:

CN Factor de corrección del esfuerzo efectivo de sobrecarga corregido a la profundidad donde se midió N. CN ≤ 2 para suelos superficiales.

Pa presión atmosférica (98,1 kPa) voσ ′ Esfuerzo efectivo en kPa a la profundidad donde se midió N.

La energía que imparte efectivamente el martillo durante la ejecución de la prueba de penetración estándar es de 60 %, usualmente difiere en varias partes del mundo y en Venezuela ha sido estimada en un 45% de la energía teórica (Coduto, 1994). Por lo tanto cuando el valor de N es determinado impartiendo una energía diferente al 60% la misma debe ser convertida al valor estándar, por medio del Factor de corrección en función de la relación de energía que se expresa a continuación:

STD

VZLA

SPT

SPTE E

EC =

Donde:

VZLASPTE Energía que efectivamente imparte el martillo durante la ejecución prueba de la penetración SPT en Venezuela (45%)

STDSPTE Energía que imparte el martillo durante la ejecución prueba de la penetración

SPT (60%).

En la Tabla 20 se presentan los rangos de corrección de la relación de energía, para diversos tipos de martillos. Se recomienda que estos valores sólo sean utilizados como referencia. El factor de corrección por diámetro de la perforación (CB), profundidad (CR) y método de muestreo (Cs), son determinados según el tipo de equipo utilizado como se muestra en la Tabla 20

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Tabla 20: El factor de corrección por diámetro de la perforación (CB), profundidad (CR) y método

de muestreo (Cs)

Factor Variable del Equipo Termino Corrección

Relación de energía Martillo de seguridad Martillo estándar CE 0,67 a 1,17

Diámetro de la perforación 65 a 115 mm

150 mm 200 mm

CB

1,00 1,05 1,15

Profundidad

> 30 m 10 a 30 m 6 a 10 m 4 a 6 m 3 a 4 m

CR

<1,00 1,00 0,95 0,85 0,75

Método de muestreo Muestreador estándar Muestreador sin camisa CS 1,00

1,20 Cuando el contenido de finos es menor al 5% (arenas limpias), el valor de (N1)60 es el número de golpes medidos en la prueba de penetración estándar SPT corregidos por los factores descritos anteriormente. Sin embargo, cuando el contenido de finos es mayor del 5 %, el valor de (N1)60 debe ser incrementado en una cantidad Δ(N1)60, dada en la correlación presentada por Seed y De Alba (1996), debido a que se subestima la resistencia a la licuación en las arenas limosas.

Si FC ≤ 5% Δ(N1)60 = 0 Si 5% < FC < 35% Δ(N1)60 = (FC-5) 7/30 Si FC ≥ 35% Δ(N1)60 = 7

Donde:

FC Contenido de finos del suelo (% pasante del tamiz Nº 200)

Estimación del esfuerzo cíclico inducido por el sismo La magnitud del esfuerzo cíclico promedio inducido por el sismo se estimó aplicando el procedimiento simplificado propuesto por Seed & Idriss (1971), según la siguiente expresión:

( )d

vo

vo

vo

sismo rg

aMWFCSR ····65,0 max

θθ

θτ

′=

′=

Donde:

CSR Relación de esfuerzo cíclico inducido por el sismo. ( )sismoτ Esfuerzo de corte cíclico promedio inducido por el sismo.

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MWF Factor de ponderación de la magnitud; MWF= M2,56/173 M Magnitud del sismo. amax Máxima aceleración del sismo impuesta en la superficie del terreno. g Aceleración de la gravedad.

voθ Esfuerzo total a la profundidad donde se evalúa el potencial.

voθ ′ Esfuerzo efectivo a la profundidad donde se evalúa el potencial. rd Coeficiente de reducción de esfuerzos el cual puede ser evaluado como rd = 1-

0,01 z, para z < 25 metros. Z Profundidad en donde se evalúa el potencial de licuación (metros).

Un valor de máxima aceleración del terreno en la superficie (amax)15 de 0,23g y un sismo (M) de magnitud 7,5 fueron utilizados en la evaluación del potencial de licuación. Evaluación del potencial de licuación Para la evaluación del potencial de licuación, se consideró el caso correspondiente a la Zona1, Edificios Administrativos, donde se presenta un estrato de 5 a 6 m de espesor de arena arcillosa (SC); se graficaron los valores calculados de (N1)60 incluyendo la corrección por finos y el esfuerzo cíclico promedio inducido por el sismo, como puede apreciarse en la Figura 22. En la Tabla 21 se muestran estos resultados.

Tabla 21: Factores y probabilidad de licuefacción Zona 1. Edificios Administrativos

Z γ σvo σ'vo FC CSR F.S PROB.

(m) (t/m3) (t/m²) (tm²) (%) NSPT (N1)60 rd

(sismo) LICUACIÓN LICUACIÓN

1,00 1,94 1,94 1,94 45 46 7,00 0,99 0,15 3,45 NO 1,50 1,98 2,93 2,93 55 61 7,00 0,97 0,15 3,48 NO 2,00 1,98 3,92 3,92 38 53 7,00 0,96 0,15 3,51 NO 2,50 1,99 4,92 4,92 42 59 7,00 0,96 0,15 3,53 NO 3,00 2,00 5,92 5,92 38 67 7,00 0,94 0,15 3,56 NO 4,00 1,99 7,91 7,91 42 67 7,00 0,93 0,14 3,62 NO 5,00 1,99 9,90 9,90 37 93 7,00 0,91 0,14 3,68 NO 6,00 1,94 11,84 11,84 51 88 7,00 0,90 0,14 3,74 NO

Z = Profundidad γ = Pesos unitarios húmedos σvo = Esfuerzo vertical total

σ'vo = Esfuerzo vertical efectivo FC = Contenido de finos N = Número de golpes (Nspt) (N1)60 = Número de golpes (Nspt) normalizado

15 amaxg=0.50*α*ϕA0 según norma venezolana COVENIN 1756-1:2001

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rd = Coeficiente de reducción de esfuerzos CSR = Relación de esfuerzos de corte cíclico F.S. Licuación= Factor de seguridad por licuación Prob. Licuación = Probabilidad de Licuación

En la parcela de estudio no se presentan las condiciones favorables para que ocurra el fenómeno de licuación. La densidad de los materiales granulares en sitio (entre densa y muy densa) y su alto contenido de finos, además de la ausencia de nivel freático, descarta la probabilidad de ocurrencia de licuefacción. Los factores de seguridad obtenidos mediante los cálculos realizados (entre 3,45 y 3,74) demuestran que en la parcela de estudio no existe el riesgo de que ocurra el fenómeno descrito.

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A.4.3 Potencial de Expansión La expansión es el proceso de aumento de volumen que sufren determinados tipos de suelo, en especial las arcillas, bien sea por disminución del esfuerzo efectivo o por la existencia de minerales con potencial expansivo. Este fenómeno debe cuantificarse para prever daños en las estructuras. Este comportamiento, en arcillas, está ligado al contenido de humedad. Algunos tipos de arcilla son capaces de incorporar grandes cantidades de agua a su estructura y al hacerlo, aumentan de volumen. Si este aumento se impide por confinamiento, la arcilla ejercerá una presión de expansión sobre el elemento o estructura confinante, pudiendo ocasionar daños importantes. En ingeniería, es prácticamente común la identificación de suelos expansivos basados en resultados de clasificación estándar, utilizando para ello las correlaciones obtenidas por O'Neill y Poormoayed (1980) y Raman (1967). En la Tabla 22 y Tabla 23 se presentan los criterios empleados por dichos autores para la clasificación de los suelos según el potencial de expansión.

Tabla 22: Criterios Empleados para Determinar el Potencial de Expansión según O'Neill y Poormoayed – 1980

Límite Líquido LL (%)

Índice de Plasticidad IP (%)

Potencial de Expansión (Kg/cm2)

Clasificación según potencial de Expansión

< 50 <25 < 0,5 Bajo 50-60 25 -35 0,5 – 1,5 Medio > 60 >35 >1,5 Alto

Tabla 23: Criterios Empleados para Determinar el Potencial de Expansión según Raman–1967

Límite Líquido LL (%)

Índice de Plasticidad IP (%)

Clasificación según potencial de Expansión

>40 > 32 Muy Alto 30 – 40 23 – 32 Alto 15 – 30 10 – 23 Medio

< 15 < 12 Bajo Adicionalmente, se ha considerado el criterio expuesto por Seet et al (1962) y por Williams (1957). Ver Anexo I En la Tabla 24 se presenta un resumen con las características de las muestras analizadas por zona, considerando un promedio de los parámetros básicos y se estima su potencial de expansión siguiendo los criterios expuestos.

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Tabla 24: Potencial de Expansión detectado en campo

POTENCIAL DE EXPANSIÒN

ZONA PROFUNDIDAD (m)

LL (%)

LP (%)

% ARCILLA

<0,001mm NSPT

IP (%)

ACTIVIDAD DE

LA ARCILLA O'NEIL RAMAN SEED et al. WILLIAMS

0,00 – 1,00 33.2 17.15 24.28 43 15.70 0.65 BAJO BAJO BAJO BAJO

1,00 – 7,00 30.67 18.1 31 62 12.57 0.41 BAJO BAJO BAJO BAJO- MEDIO Edificios Administrativos

7,00 – 15,00 57.80 22.60 53.29 36 35.20 0.66 MEDIO ALTO ALTO MUY ALTO

0,00 – 6,00 31 17.33 31.42 58 13.67 0.44 BAJO BAJO MEDIO MEDIO

Z-1

Tanques 6,00 – 60,00 50 21.7 45 48 28.30 0.63 MEDIO MEDIO - ALTO ALTO ALTO

0,00 – 7,00 36.80 17.41 30.55 48 19.39 0.63 BAJO BAJO-MEDIO MEDIO MEDIO Z-2 Equipos Auxiliares –

Módulo 1 7,00 – 30,00 52.83 21.73 49.62 44 31.10 0.62 MEDIO MEDIO-ALTO ALTO ALTO – MUY ALTO

0,00 – 6,00 39.27 19.58 25.15 50 19.69 0.78 BAJO MEDIO MEDIO MEDIO Z-3 Equipos Auxiliares –

Módulo 2 6,00 – 30,00 44.31 19.67 34.11 43 24.64 0.72 BAJO MEDIO MEDIO MEDIO-ALTO

0,00 – 6,00 36.17 17.58 ------- 62 18.59 --------- BAJO ------- BAJO ------- Z-4 Sub-estaciones

Eléctricas 6,00 – 15,00 53 21 32 49 32 1.00 MEDIO MEDIO MEDIO-ALTO ALTO

0,00 – 4,00 37 17 39 51 20 0.51 BAJO BAJO-MEDIO MEDIO MEDIO Z-5 Canales de Carga y

Descarga 4,00 – 25,00 53 21 41 38 32 0.78 MEDIO MEDIO-ALTO ALTO ALTO

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Al evaluar los resultados obtenidos a partir de las correlaciones referidas anteriormente, se puede determinar que en el sitio de estudio las arcillas encontradas hasta los primeros 7 metros son de baja plasticidad arenosas, con un potencial de expansión entre bajo a medio. Las arcillas que se encuentran de 7 metros hasta la alcanzar la mayor profundidad explorada, son de alta y baja plasticidad con contenido arenoso despreciable, con potencial de expansión de medio a alto. Dado los resultados, se tiene que para las zonas 1, 2, 3 y 4 no se tendrán problemas de expansión de arcillas. Sin embargo, en la zona 5, y debido a la profundidad de la excavación, sí se podrían presentar problemas de expansión en la etapa de construcción de los canales de carga y descarga. Para verificar el comportamiento de la zona 5, se evaluó la expansividad para esta zona, según el Criterio de Peligrosidad a partir de la Expansividad (Oteo, 1986). Ver Tabla 25.

Tabla 25: Grados de expansividad y valores medios de parámetros geotécnicos

Grados de expansividad y valores medios de parámetros geotécnicos

Grado Expansividad Finos (%) LL Índice de

Lambe (KPa)Presión de Expansión

(KPa) Expansión

libre (%)

I Baja <30 <35 <80 <25 <1 II Baja a Media 30-60 35-50 80-150 25-125 1 - 4 III Media a Alta 60-95 50-65 150-230 125-300 4 -10 IV Alta >95 >65 >230 >300 >10

En la Tabla 26 se presentan los resultados obtenidos, según el criterio de Oteo. Se observa que para las arcillas contenidas en los primeros 13 metros, arcillas de baja plasticidad, el potencial de expansión es de bajo a medio y que, para los metros subsiguientes hasta alcanzar la máxima profundidad de sondeo, las arcillas encontradas poseen un potencial expansivo de medio a alto, ratificando así el comportamiento descrito para esta zona.

Tabla 26: Potencial de Expansión (Oteo, 1986)

Presión de ExpansiónZona Profundidad (m) Kg/cm2 KPa

Expansividad

13,55 1,23 121 Baja a Media 17,15 0,19 19 Baja 23,27 0,69 68 Baja a Media 23,55 4,43 434 Alta 25,31 0,54 53 Baja a Media

5

25,50 6,23 611 Alta

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A.4.4 Materia Orgánica El contenido de materia orgánica (m.o) presente en un suelo es la fracción orgánica que incluye residuos animales y vegetales principalmente formados por carbono, nitrógeno y agua en distintos estados de descomposición; tejidos y células de organismos que habitan en el suelo; y sustancias generadas y vertidas por estos organismos. Este tipo de materia al encontrarse en grandes cantidades afecta las propiedades del suelo disminuyendo su capacidad portante, y por ende, su resistencia e incide en el asentamiento diferencial del mismo. Se considera como valores tolerables: m.o ≤ 5%. Para el caso en estudio, según los resultados obtenidos, los cuales se detallan en el Informe Parte B: Ensayos de Laboratorio, no existe riesgo de afectación del terreno por presencia de materia orgánica, ya que el porcentaje de m.o medido se encuentra dentro de los límites permisibles: 0,75% a 2,63%

A.4.5 Condiciones de Fundación

A.4.5.1 Fundaciones Directas: Losas y Zapatas Dadas las condiciones generales del subsuelo de las zonas 1 (edificios administrativos), zona 2, zona 3 y zona 4, se considera como solución técnica la utilización de fundaciones directas (zapatas y losas). Según las condiciones de la zona y de las solicitaciones transmitidas por los equipos, se realizaron los cálculos de capacidad de carga admisible y de asentamientos probables de los estratos constituidos por suelos naturales del terreno o suelos mejorados, según el caso. Los parámetros geotécnicos a ser considerados para los cálculos son los presentados en la Tabla 18: Parámetros Geotécnicos por Zona.

A.4.5.1.1 Especificaciones generales

• Especificaciones de Diseño:

a. Serán diseñadas para cargas muertas y vivas netas, que no excedan para cada estructura en particular la capacidad portante admisible del suelo.

b. Serán diseñadas como elementos rígidos, verificadas por flexión, punzonado, esfuerzo de corte y adherencia en las secciones críticas.

c. Serán de sección uniformes y macizas. Para el dimensionamiento, se tomarán en

consideración las cargas axiales y de momentos, derivadas del análisis de las estructuras. Para los cálculos de esfuerzos se seguirá la ecuación general de flexo-compresión:

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Donde:

MXX Momento en la dirección del eje x. JXX Momento de inercia en la dirección del eje x. MYY Momento en la dirección del eje y. JYY Momento de inercia en la dirección del eje y. X Brazo del momento en y. Y Brazo del momento en x. σ Presión admisible. P Carga vertical total axial. A Área de fundación.

d. Es importante considerar las cargas sísmicas, debido al alto riesgo que corren los equipos por estar en una zona sísmica elevada. Por este motivo, en la evaluación de las cargas actuantes sobre las fundaciones deben considerarse las solicitaciones sísmicas. Se recomienda el uso de las Normas COVENIN 1756-1:2001 y PDVSA Nº JA-221

e. Los materiales a ser usados en el diseño y construcción de las fundaciones, se

recomienda sean de resistencia no inferior a:

Concreto ......... f 'c = 250 kg/cm2 resistencia a la compresión a los 28 días Acero .............. Fy = 4200 kg/cm2 Cemento ........ Portland tipo I

• Especificaciones Constructivas:

a. Al llegar a la cota de asiento de las fundaciones, se recomienda escarificar un espesor de 30 cm y recompactarlo.

b. Las losas de fundación se extenderán en un sobre-ancho de 50 cm en todo el perímetro

de la estructura.

c. No se permitirá la inundación de la rasante de apoyo de las fundaciones, por lluvia u otras causas, ya que esto incidiría en cambiar las condiciones del terreno, y podría provocar asientos diferenciales que afecten la estructura.

d. El material usado para rellenar las excavaciones una vez construidas las fundaciones deberá clasificar como material A-2-4(0). Este deberá ser compactado al 95% de la

YY

YY

XX

XX

JXM

JYM

AP ×

±×

±=σ

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máxima densidad seca y con humedad en el rango de ± 1 % de la óptima según el Ensayo Proctor Modificado (ASTM D-1557-91).

e. Conformar el terreno con una pendiente del 1 % hacia el sistema de drenaje de la Central, a objeto de descargar las aguas de lluvia. Asimismo, no deben permitirse áreas verdes que impliquen riego continuo cerca de las construcciones.

f. Las excavaciones para la base de fundación no deberán permanecer abiertas por más de 24 horas. Si por alguna razón la excavación debe permanecer abierta, deberá hacerse una sobre-excavación de 5 cm por debajo de la cota de apoyo de la fundación, y rellenarlo con concreto pobre para evitar la variación de humedad de material.

A.4.5.1.2 Análisis de capacidad de carga. Según las condiciones de la zona y de las solicitaciones transmitidas por los equipos, se realizaron los cálculos de capacidad de carga admisible y asentamientos a desarrollarse en los estratos constituidos por suelos naturales del terreno, según el caso. Se analizaron zapatas y losas de fundación, con las siguientes características:

a. Relación B/L de 1:1; 1:1,5 y 1:2. b. Profundidad de empotramiento Df de 1, 5 m. c. Ancho (B) variable de acuerdo a las características de los equipos, desde 2 m hasta 8

m para las losas; y desde 1,5 m hasta 3 m para las zapatas (especificaciones suministradas por el cliente) y

d. Zonificación geotécnica de acuerdo a la ubicación del equipo y/o tipo de estructura (Ver Tabla 5).

Para el análisis se consideró que el efecto de las cargas dinámicas de los equipos es absorbido por el peso de los bloques de fundación, especificados por el cliente. Sin embargo, se sugiere que se reevalúen los efectos de las cargas dinámicas y la efectividad de los bloques de fundación. Para el cálculo de la capacidad de carga admisible q admisible se tomó un factor de seguridad de 3 contra la capacidad de carga última q última y se limitó la capacidad de carga admisible qadmisible a 30 t/m².

Los resultados de los análisis de capacidad de carga admisible, se presentan en el Anexo G. Es importante considerar que la capacidad de carga de las zapatas y de las losas será limitada por el desarrollo de los asentamientos.

A.4.5.1.3 Análisis de asentamientos para fundaciones superficiales.

2/303

mtq

q últimaadmisible ≤=

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Se realizaron los análisis de asentamiento, tomando en cuenta las dimensiones, las diferentes cargas netas aplicadas, la profundidad de empotramiento y el tipo de suelo. Dadas las características de los suelos naturales se calcularon solamente asentamientos elásticos inmediatos. El asentamiento inmediato de las losas de fundación se estimó con base en la teoría elástica propuesta por Timoshenko and Goodier (1951). Bajo estas consideraciones, en el Anexo J se presentan los asentamientos inmediatos esperados para los distintos tamaños de zapatas y losas de fundación, bajo diferentes casos de carga. En la Tabla 6 se resumen las solicitaciones a nivel de fundación de los equipos más importantes. Se recomienda que los asentamientos para las losas de fundación no sean mayores que 2 pulgadas (5.08 cm), y para las zapatas menores que 1 pulgada (2.54 cm). Estas consideraciones generalmente se asumen para edificaciones. Para este caso en particular, los valores permisibles de asentamiento dependerán de la susceptibilidad de los equipos y del criterio del fabricante; sin embargo para este análisis se limitaron los asentamientos a los valores antes indicados. En la Tabla 27, Tabla 27 y Tabla 29 se resumen las capacidades de carga y los asentamientos de las estructuras más importantes.

Tabla 27: Capacidad de carga y asentamiento para zapatas. Zona 1 – Edificios Administrativos

Ancho Zapata B

(m)

Largo Zapata L

(m)

Capacidad Admisible Análisis Capacidad de

carga qadm FS=3 (t/m²)

Capacidad portante Análisis de

Asentamientos (t/m²)

Capacidad admisible qadm

(t/m²)

1,50 1,50 27,83 25,00 25,00 2,00 2,00 20,24 25,00 20,24 2,50 2,50 16,73 25,00 16,73 3,00 3,00 14,82 20,00 14,82

1,50 2,25 24,35 25,00 24,35 2,00 3,00 18,03 25,00 18,03 2,50 3,75 15,10 20,00 15,10 3,00 4,50 13,51 15,00 13,51

1,50 3,00 22,62 25,00 22,62 2,00 4,00 16,93 20,00 16,93 2,50 5,00 14,29 15,00 14,29 3,00 6,00 12,86 15,00 12,86

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Tabla 28: Capacidad de carga y asentamiento para losas. Zona 2 y 3 – Equipos Auxiliares

Ancho Losa B

(m)

Largo Losa L

(m)

Capacidad Admisible Análisis Capacidad de carga qadm FS=3

(t/m²)

Capacidad portante Análisis de

Asentamientos (t/m²)

Capacidad admisible qadm

(t/m²)

2,00 2,00 35,69 30,00 30,00 3,00 3,00 34,56 30,00 30,00 4,00 4,00 34,65 25,00 25,00 6,00 6,00 36,06 15,00 15,00

2,00 4,00 31,37 30,00 30,00 3,00 6,00 31,05 25,00 25,00 4,00 8,00 31,78 20,00 20,00 6,00 12,00 34,26 10,00 10,00

2,00 6,00 29,93 30,00 29,93 3,00 9,00 29,89 20,00 20,00 4,00 12,00 30,82 15,00 15,00 6,00 18,00 33,65 10,00 10,00

Tabla 29: Capacidad de carga y asentamiento para losas. Zona 4 – Subestaciones Eléctricas

Ancho Losa B

(m)

Largo Losa L

(m)

Capacidad Admisible Análisis Capacidad de carga qadm FS=3

(t/m²)

Capacidad portante Análisis de

Asentamientos (t/m²)

Capacidad admisible qadm

(t/m²)

2,00 2,00 28,74 30,00 28,74 3,00 3,00 27,66 30,00 27,66 4,00 4,00 27,58 30,00 27,58 6,00 6,00 28,44 20,00 20,00

2,00 4,00 25,34 30,00 25,34 3,00 6,00 24,86 30,00 24,86 4,00 8,00 25,25 25,00 25,00 6,00 12,00 26,87 15,00 15,00

2,00 6,00 24,21 30,00 24,21 3,00 9,00 23,93 25,00 23,93 4,00 12,00 24,47 20,00 20,00 6,00 18,00 26,35 10,00 10,00

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A.4.5.2 Tanques. Anillos de Fundación. Basados en experiencias previas de fundaciones para tanques metálicos y en la norma AWWA (American Water Works Association) es recomendable utilizar una fundación directa con confinamiento de anillo de concreto, cuyos detalles de diseño deberán estar de acuerdo con la norma API. Los resultados obtenidos durante la exploración del subsuelo para el área de los tanques, indican que el perfil del subsuelo detectado es adecuado para soportar las solicitaciones transmitidas por los tanques, ya que para esta zona, desde la superficie hasta una profundidad aproximada de 6 a 7 m, se observa un estrato granular denso con intercalaciones de arcillas duras de baja plasticidad. En la Figura 23 se muestra esquemáticamente la construcción del anillo perimetral y la base de apoyo de la plancha del tanque. El material de apoyo que estará en contacto con la plancha metálica de la base del tanque, estará constituido por una arena limpia (5 % máximo pasante al tamiz # 200) con una espesor mínimo de 15 centímetros, compactada al 60 % de la densidad relativa. El material de apoyo será conformado con una pendiente mínima de 1,11% desde el centro hacia el perímetro, a objeto de compensar los asentamientos diferenciales que se desarrollen para la condición de operatividad del tanque.

A.4.5.2.1 Especificaciones de Diseño El anillo consistirá en un muro de concreto de sección rectangular, con refuerzo circunferencial y acero de repartición vertical. El ancho del anillo (B) será el resultante de un análisis de equilibrio entre los esfuerzos transmitidos al terreno por las paredes y el peso propio del anillo, junto con los esfuerzos unitarios transmitidos al terreno por el fluido y el peso propio unitario de la lámina de base del tanque. Se utilizarán como dimensiones mínimas del anillo las mostradas en la Figura 23 del presente informe, dimensiones que garantizan una adecuada repartición de la carga lineal de la pared del tanque sobre el terreno a una presión aproximadamente igual a la del fondo del tanque. Las dimensiones definitivas del anillo dependen de los cálculos estructurales, en los cuales se deberá incluir las cargas por sismo y viento. El refuerzo de acero principal se calculará sobre la base de los esfuerzos de tracción producidos por el empuje del suelo confinado, incluyendo el efecto de la sobrecarga del fluido más la sobrecarga producida por la lámina de acero de fondo. El recubrimiento mínimo del acero se recomienda no sea inferior a 7 cm y los materiales constituyentes del anillo, se recomienda que no sean de resistencia inferior a:

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Concreto ......... …… f'c = 250 kg/cm² resistencia a la compresión a los 28 días Acero ................. fy = 4200 kg/cm² Cemento ..............… Portland tipo I

A.4.5.2.2 Análisis de capacidad de carga. En el cálculo de la capacidad de carga q admisible se estimo mediante procedimientos usuales aplicables a fundaciones superficiales. La capacidad última q última para la fundación del tanque fue evaluada a partir de la teoría general de capacidad de carga, según la siguiente expresión:

Para el cálculo de la capacidad de carga admisible, se tomó un factor de seguridad de 3 Para el anillo de fundación se asumieron las dimensiones mínimas de 0,30 metros de ancho y 1,00 metros de altura, con una profundidad de empotramiento igual a 0,70 metros, como se muestra esquemáticamente en la Figura 23. Se consideró una carga circular, uniformemente repartida, colocada en la superficie del terreno granular con profundidad de empotramiento (Df) entre 0,70 y 1,20 m, para un ángulo de fricción de 20º. La capacidad de soporte a la falla q última, la presión de contacto que ejerce el tanque al subsuelo q Contacto, la capacidad admisible q Admisible, y el empuje lateral del suelo Eh se indican en las Tabla 30, 31, 32 para el tanque de Agua Cruda, el tanque de Agua Contra Incendios y el tanque de Agua desmineralizada, respectivamente.

Tabla 30: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Cruda

Tanque de Agua Cruda ( φ =12 m, h =14,4 m) Dimensiones del Anillo Capacidad de Soporte del Suelo Empuje Lateral Suelo

h (m)

b (m)

q última (t/m2)

q contacto (t/m2)

q admisible (t/m2) Ko Eh

(t/m)

0,3 72,27 13,15 24,09 0,5 59,93 11,77 19,98 1,0 52,41 10,73 17,47

1

1,5 51,52 10,39 17,17

0,658 10,04

0,3 108,55 14,40 36,18 0,5 83,95 13,02 27,98 1,0 67,24 11,98 22,41

1,5

1,5 63,31 11,64 21,10

0,658 15,48

γγγγ FNBFqNqDfFcNcSuqültima ∗∗∗∗+∗∗∗+∗∗= 5,0

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Tabla 31: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Contra Incendios

Tanque de Agua Contra Incendios ( φ = 15 m, h =12 m) Dimensiones del Anillo Capacidad de Soporte del Suelo Empuje Lateral Suelo

h (m)

b (m)

q última (t/m2)

q contacto (t/m2)

q admisible (t/m2) Ko Eh

(t/m)

0,3 72,22 11,57 24,07 0,5 59,87 10,34 19,96 1,0 52,31 9,42 17,44

1

1,5 51,40 9,11 17,13

0,658 8,46

0,3 108,48 12,82 36,16 0,5 83,86 11,59 27,95 1,0 67,12 10,67 22,37

1,5

1,5 63,15 10,36 21,05

0,658 13,11

Tabla 32: Capacidad portante del Suelo. Tanque de Agua Desmineralizada

Tanque de Agua Desmineralizada ( φ = 7,5 m, h = 9,6 m) Dimensiones del Anillo Capacidad de Soporte del Suelo Empuje Lateral Suelo

h (m)

b (m)

q última (t/m2)

q contacto (t/m2)

q admisible (t/m2) Ko Eh

(t/m)

0,3 72,41 9,58 24,14 0,5 60,12 8,67 20,04 1,0 52,69 7,98 17,56

1

1,5 51,90 7,76 17,30

0,658 6,88

0,3 108,76 10,83 36,25 0,5 84,21 9,92 28,07 1,0 67,62 9,23 22,54

1,5

1,5 63,79 9,01 21,26

0,658 10,74

Los resultados demuestran que los niveles de carga a imponer son menores a los admisibles y por consiguiente a los de falla general del suelo de fundación. Los resultados del análisis de capacidad de carga realizados se muestran en el Anexo J.

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Figura 23: Solución de Fundación del Tanque

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG023

A.4.5.2.3 Análisis de asentamiento Se realizó el análisis de asentamiento inmediato para la condición no drenada, tomando en cuenta la dimensión del Tanque a ser construido, las características del terreno natural y, los parámetros establecidos en la Tabla 18. Se evaluaron dos casos de estudio, el primero corresponde al perfil mixto (material granular-material fino) y el segundo al perfil homogéneo (material fino). En ambos casos, se consideró la condición de carga más desfavorable. Ver Tabla 33 y Anexo J. Los asentamientos fueron calculados en el centro y perímetro del tanque a objeto de determinar la distorsión angular máxima y verificar de esta forma el funcionamiento de los mismos, según la teoría propuesta por Schmertmann y Hartman (1978). Método de Schmertmann y Hartman (1978) El asentamiento fue estimado utilizando la metodología propuesta por Schmertmann et al., 1978 basándose en la siguiente ecuación:

S = C1 . C2 . (q* – q) Σ (Izi Es ) / Δz

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Donde: C1: Factor de corrección por profundidad y es igual a C1 = 1 - 0,5 (q / (q*-q))

C2: Factor de corrección que considera el efecto de asentamiento con el tiempo a través de la siguiente ecuación: C2 = 1+ 0,2 log (t / 0,1)

q : Carga aplicada neta q* : Esfuerzo a nivel de fundación Izi: Factor de influencia en la mitad del estrato “i” Δz: Espesor del estrato considerado “i” Es : Módulo de compresión del estrato considerado “i” t : Tiempo de aplicación de la carga en años

Tabla 33: Asentamiento Inmediato para Tanques. Zona 1

Perfil Equipos Asentamiento Inmediato (cm)

Tanque de Agua Cruda 2,06 Tanque de Agua Contra Incendios 1,70

Mixto (Granular - Fino)

Tanque de Agua Desmineralizada 1,88 Tanque de Agua Cruda 1,09 Tanque de Agua Contra Incendios 0,96

Homogéneo (Fino)

Tanque de Agua Desmineralizada 0,86

Los valores de asentamiento obtenidos se encuentran dentro del rango de asentamientos permisibles, por tanto, no falla general del suelo de fundación. Los resultados del análisis de asentamiento inmediato efectuados se muestran en el Anexo J.

A.4.5.3 Análisis de efecto de carga cíclica. En relación al análisis de efectos de cargas cíclicas, es importante señalar que:

• A la fecha de entrega del presente estudio, no se tiene información técnica de las características de los equipos vibratorios, tales como turbinas, a ser instalados en las áreas de proceso.

• Tenido en cuenta la importancia de la obra no se cuenta con una exploración geofísica que permita estimar los parámetros dinámicos del subsuelo a ser considerados en los análisis indicados.

En este sentido se recomienda realizar los ensayos geofísicos tipo Down Hole, con la finalidad de determinar los parámetros dinámicos característicos del subsuelo, así como conocer las especificaciones de los equipos a objeto de poder realizar las respectivas recomendaciones de fundación para estos equipos y estimar las deformaciones asociadas a las cargas impuestas.

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A.4.6 Canales de Carga y Descarga El estudio del área de los canales de carga y descarga se dividió en dos fases: La primera fase corresponde a la condición temporal, en dónde se realiza el análisis de estabilidad del talud temporal de corte, y en la segunda condición se evalúa la situación permanente, determinando los empujes actuantes sobre las paredes de los canales ejercido por el suelo que lo rodea.

A.4.6.1 Análisis de Estabilidad. Condición temporal Debido a las dimensiones de los canales de carga y descarga ubicados en la zona 5, es necesario realizar un corte que tendrá alturas estimadas de 2,00 m a 11,00 m aproximadamente, las cuales disminuyen a medida que la estructura se acerca a la línea de costa. El talud de corte temporal tendrá una pendiente no mayor a 1,75:1 (H:V) para asegurar un factor de seguridad mínimo de 1,3. El análisis de estabilidad se realiza según Bishop y evaluará únicamente el caso estático debido a que el corte propuesto es de carácter temporal. El mismo será rellenado posteriormente a la construcción de los canales con materiales remanentes de los cortes y de ser necesario con material proveniente de las zonas de préstamo descritas en este informe. En la Tabla 34 se presentan los parámetros, la geometría y el criterio empleado en el análisis de estabilidad.

Tabla 34: Parámetros para el análisis de estabilidad

Método de análisis Parámetros de suelo

Tope Base 0 m – 4 m 4 m – 12 m

Arena arcillosa (SC) Arcilla de alta plasticidad (CH) Bishop Peso unitario (γ) = 1,82 t/m2 Angulo de fricción interno(φ) = 31º Cohesión (c) = 0,0 t/m2

Peso unitario (γ) = 1,71 t/m2 Angulo de fricción interno(φ) = 13º Cohesión (c) = 2,00 t/m2

El factor de seguridad obtenido del análisis por Bishop resultó de 1,317 que comparado con el factor de diseño 1,3 indica que para una condición temporal el talud de corte es estable. La superficie de falla crítica obtenida de la evaluación se muestra en la Tabla 24.

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A.4.6.2 Empuje. Condición Permanente Para la zona de los canales (Zona 5) se propone una sección rectangular, tal como se ilustra en la Figura 25. Los valores aquí señalados se consideran como valores mínimos de diseño16,

Figura 25: Sección Propuesta. Canales

DGP00838-GUIGT-IFI-101-FG025 Para determinar el empuje lateral del suelo, en la condición permanente, se consideraron dos posibles casos de estudio. El primero consiste en asumir el comportamiento del canal, similar al de un muro entibado o muro apuntalado (tipo cajón) y, el segundo, en asumir el comportamiento del canal similar a un muro en cantiliver. Esto debido a las dimensiones esperadas del canal, según movimiento de tierra (A.4.1), el cual sugiere como dimensiones de diseño las siguientes:

Tabla 35: Dimensiones de canales sugeridas según movimiento de tierra

Altura del canal (H) +/-11 m

Ancho del canal (B) 30 m

En el Anexo K se presenta, de forma genérica, el diagrama de empuje activo del suelo para cada caso y el cálculo del empuje respectivo, según la teoría de Rankine (1857). El análisis se efectuó para un relleno granular (A-2-4 o A-2-6), tal como se indica en el apartado (A.4.5.1),

- Caso 1: Canal Cerrado. Perfil Granular

16 Documento de Asincro C.A Nº 05G10000BM62000 correspondiente a Cálculos Mecánicos en la Fase de Definición.

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Para este caso, como se hizo mención, se asume el comportamiento del canal similar al de un muro entibado o muro apuntalado. Bajo este supuesto, el empuje lateral activo adquiere una distribución rectangular, tal como se indica en el Anexo K; por tanto, el empuje lateral activo resultante (Pa) se determina empleando la siguiente ecuación:

HKPa A ∗∗= γ*65,0 Donde; )245(2 φ−= tgKA Siendo; KA: Coeficiente de empuje activo γ : Peso específico (1,71 t/m2) ø : Ángulo de fricción (20 º)

H : Altura del canal

- Caso 2: Canal Abierto. Perfil granular En este caso, se asume el comportamiento del canal similar a un muro en cantiliver. De esta forma, el empuje lateral activo (Pa) adquiere una distribución triangular (ver Anexo K) y se determina a través de la siguiente expresión:

2* a21 HKPa ∗∗= γ Donde; )245(2 φ−= tgKA

Siendo; KA: Coeficiente de empuje activo γ : Peso específico (1,71 t/m2) ø : Ángulo de fricción: (20º)

H : Altura del canal Se sugiere, a efectos del cálculo del empuje lateral activo para la zona de los canales, trabajar con la opción más probable que corresponde al Caso 2.

A.5 Diseño de Pavimento

El diseño de pavimento de la vialidad interna de la estación se calculará según el método de diseño de pavimentos flexibles para Venezuela (MTC 1981). Para el diseño se consideran las

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características climatológicas, la capacidad portante de los suelos de la subrasante y las características de tránsito.

A.5.1 Características Climatológicas Como se hizo mención en el punto A.2.1, el proyecto está ubicado al sureste de la ciudad de Güiria, entre el río Güiria y la quebrada El Toro, en el estado Sucre. La región se caracteriza topográficamente como una planicie que forma parte del piedemonte meridional de la Península de Paria. La temperatura media anual es aproximadamente 31 ºC; y la pluviosidad anual es del orden de 1000 mm, con períodos de lluvia intensa entre los meses de Junio y Noviembre.

A.5.2 Características de la Sub-rasante De acuerdo con los resultados de las fosas exploratorias, los suelos de la subrasante en la vialidad del proyecto son predominantemente arenosos de granulometría fina y media, con alta proporción de finos limosos y/o arcillosos y ocasionalmente acumulaciones de grava, recubiertos por un horizonte de suelos arcillosos de plasticidad baja, arenosos, de espesor promedio de 1,5 m, y el manto de capa vegetal con espesor promedio de 0,20 m. Los suelos arcillosos más superficiales clasifican en el grupo A-6 con índice de grupo 9, según el sistema de clasificación AASHTO, catalogados como terrenos de calidad regular a mala en la subrasante, con valores de C.B.R inferiores al 10 %. Las arenas infrayacentes, clasifican en los grupos A-2-4 y/o A-2-6, con valores de C.B.R entre el 10 % y 120 %.

A.5.3 Análisis de Tránsito Se estima volumen de tránsito bajo, con un número de repeticiones de carga equivalente totales (Nt) durante del período de diseño de Nt20 de aproximadamente 1,85 x 106. El período de diseño se dividió en dos etapas: la etapa de la construcción de la Planta, estimada en un período de 2 años, y la etapa de operación del proyecto, considerada para un período de 18 años, para completar un período de diseño de 20 años. En la etapa de la construcción, el volumen de tránsito estimado es de 60 vehículos diarios con un 30% de vehículos pesados; y en la etapa de la operación, el tráfico esperado es de 30 vehículos diarios con un 5% de vehículos pesados. De esta manera, se logra que una vez ejecutada la construcción, el pavimento flexible sea sometido a mantenimiento y bacheo para proceder posteriormente a aplicar una capa final de rodamiento.

A.5.4 Materiales para Bases y Sub-bases Para la construcción de la capa de subbase del pavimento flexible se recomienda la utilización de material de préstamo procedentes de los sitios conocidos como Pariano I, Pariano II o de la

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Parcela, explorados de manera selectiva para obtener suelos que clasifiquen el grupo A-2 del sistema AASHTO, que cumplan con los requisitos establecidos en la especificación 11-2 de la norma COVENIN 2000-80. Para la construcción de la base del pavimento, se recomienda la utilización de piedra picada (tamaño máximo de 1”) que cumpla con los requisitos de la especificación 11-5 de la norma COVENIN 2000-80.

A.5.5 Sección de Pavimento Flexible Los pavimentos flexibles son aquellos cuya superficie de rodamiento está constituida por mezclas asfálticas. La capacidad estructural de este tipo de pavimentos depende de las propiedades de las mezclas y de la capacidad de aceptación y distribución de cargas en cada una de las capas que componen el pavimento. La alternativa para pavimento flexible considerada fue la de mezcla asfáltica tipo BAC.

A.5.5.1 Alternativa 0 - Base Asfáltica en caliente (Tipo BAC) Son mezclas constituidas por agregados sin triturar mezclados en planta, en caliente. Considera que la Carpeta de Rodamiento y la Base Asfáltica están constituidas por una mezcla asfáltica en caliente, tipo BAC-1, con estabilidad Marshall mínima de 1.500 lb y flujo comprendido entre 10 y 18 centésimas de pulgadas. En la preparación de la mezcla se utilizará cemento asfáltico de penetración 61-70 y agregados de río. La mezcla debe cumplir con la especificación 12.11 de la norma COVENIN 2000-80 en lo que sea aplicable. La carpeta asfáltica será dispuesta en dos etapas: Una primera etapa o etapa de construcción de la obra en la que se dispondrán 5 cm de mezcla, y una segunda etapa final o fase de operación, en la que se dispondrá de una capa adicional de 10 cm, para finalmente conformar un espesor de pavimento de 15 cm sobre la sub-base.

A.5.5.2 Imprimación asfáltica La imprimación asfáltica se aplicará sobre la sub-base de granzón natural. Para su aplicación se utilizará asfalto líquido del tipo RC-250 en una proporción comprendida entre 0,9 y 2,3 l/m2. La imprimación asfáltica debe cumplir con la especificación 12.1 de la norma COVENIN 2000-87 en lo que sea aplicable.

A.5.5.3 Riego de adherencia El riego de adherencia se aplicará entre las capas asfálticas. Deberá emplearse cada vez que se coloque una capa o carpeta asfáltica sobre otra. Para el riego de adherencia se utilizará asfalto líquido tipo RC-250 en una proporción de 0,25 +/- 0,005 l/m2 y se deben tomar precauciones para evitar la contaminación del material

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asfáltico. El riego de adherencia se aplicará en un todo de acuerdo a lo establecido en la especificación 12.2 de la norma COVENIN 2000-87. La alternativa del pavimento flexible considerada se presenta en el Anexo L. La sección típica de vía se muestra en la Figura 26.

A.5.6 Recomendaciones de Drenaje Vial A objeto de garantizar la vida útil del pavimento flexible se recomienda la implantación en el área de vialidad de un buen sistema de drenaje que permita el control de la humedad, mediante la construcción de cunetas laterales que lleven el agua producto de las lluvias al drenaje principal. En caso de construir la vialidad interna sobre un terraplén, los taludes laterales de la vialidad deben ser conformados con pendiente 2:1 (H:V) y serán protegidos con imprimación asfáltica RC-250 y arrocillo (desechos de piedra picada). Se debe garantizar un mantenimiento adecuado y continuo del sistema de drenaje vial.

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A.6 Conclusiones y Recomendaciones

La parcela en donde se ubicará la planta termoeléctrica del CIGMA presenta condiciones geotécnicas favorables para la ejecución de la obra planteada; los suelos encontrados presentan consistencia de muy compacta a dura para las arcillas y densidad de densa a muy densa para las arenas. La densidad de los materiales granulares en sitio (entre densa y muy densa), y su alto contenido de finos, además de la ausencia de nivel freático, descarta la probabilidad de ocurrencia de licuefacción. En el sitio de estudio se presentan arcillas con muy variado potencial de expansividad. En los seis primeros metros el potencial varía de bajo a medio; por ello, para las zonas 1, 2, 3 y 4 no existe riesgo de expansión; sin embargo, para los metros subsiguientes, el potencial oscila de medio a alto. Este caso se considera en la zona 5, por el tipo de movimiento de tierra requerido para la ejecución de las obras planteadas para los canales de carga y descarga. Para el caso en estudio, no existe riesgo de afectación del terreno por presencia de materia orgánica, ya que el porcentaje de m.o medido se encuentra dentro de los límites permisibles. Por las características geotécnicas del sitio, se sugieren fundaciones directas para los edificios administrativos, tanques, módulos de equipos auxiliares, y subestaciones eléctricas. Se recomiendan zapatas para los edificios administrativos, anillos de fundación para los tanques, y losas para el área correspondiente a los módulos y subestaciones eléctricas. La capacidad de carga de las zapatas y de las losas de fundación será limitada por el desarrollo de los asentamientos. Para la zona destinada para la implantación de los tanques (zona 1) el diseño de estabilización debe garantizar la estabilidad de las secciones criticas, considerando factores de seguridad en el orden de FS=1,50 para el caso estático y FS=1,10 para el caso dinámico. Adicionalmente se debe realizar la captación, canalización y descarga de las aguas de lluvia. En relación al análisis de efectos de cargas cíclicas, se recomienda realizar los ensayos geofísicos tipo Down Hole, con la finalidad de determinar los parámetros dinámicos característicos del subsuelo, así como conocer las especificaciones de los equipos a objeto de poder realizar las respectivas recomendaciones de fundación para estos equipos y estimar las deformaciones asociadas a las cargas impuestas. En general, las recomendaciones de fundación están definidas con base en la exploración geotécnica ejecutada. Sin embargo, éstas podrán ajustarse una vez desarrollada la exploración geotécnica final para el proyecto. El diseño de pavimento de la vialidad interna de la estación se calculó según el método de diseño de pavimentos flexibles para Venezuela (MTC 1981). La alternativa para pavimento flexible considerada fue la de mezcla asfáltica tipo BAC.

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A.8 Anexos