Mecanica de Suelo_parecido
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1.0 GENERALIDADES
1.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO
Realizar el Estudio de Mecánica de Suelos con la finalidad de definir las características
y propiedades de los suelos de fundación donde se cimentaran estructuras civiles tales
como instalación de tuberías de agua potable, construcción de cámara y reservorio.
1.3 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
Las características del proyecto obedece a una política de la MUNICIPALIDAD,
dentro del Equipo Técnico, el cual tiene como meta estratégica dotar de Saneamiento
Básico (Red Alcantarillado) al 100 % de las familias que le permitan satisfacer la
demanda de agua para usos potables, preservar el medio ambiente y mejorar la calidad
de vida del poblador, entre otros. Dentro de este contexto es necesario realizar obras que
contribuyan al mejoramiento En tal sentido es importante conocer con bastante grado de
exactitud las características geotécnicas del terreno, para que con el perfil estratigráfico
se pueda establecer la cimentación adecuada así como las recomendaciones generales
para las obras a ejecutar.
2.0 GEOLOGIA
La Geología Regional de la zona en estudio presenta condiciones geológicas simples,
dentro del cono de inyección en sus épocas de formación, formados principalmente por
depósitos aluviales de la serie del Pleistoceno reciente del sistema cuaternario de la era
Cenozoica. Esta constituido principalmente de material granular tipo grava arenosa con
escaso porcentaje de finos. Presenta estratos puntuales de arenas de grano fino en estado
semisuelto a semicompacto.
La Geología Local se presenta de acuerdo al reconocimiento de campo y de la
ejecución de las excavaciones y de otros estudios efectuados cercanos a la zona lo cual
nos permite identificar en cierto modo las condiciones actuales de la Geología de la
zona.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 1 -
El suelo principal predominante esta compuesto por arcillas arenosas en estado
compacto, poco húmedo, húmedos; roca fracturada. Dentro de los efectos locales que se
presentan no existe problemas de asentamientos, amplificación ante riesgos sísmicos,
con efectos mínimos detectados ante otros riesgos.
3.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO
Se ha realizado 4 excavaciones a cielo abierto mediante pozos de dimensiones entre
0.60 a 1.0 m de ancho por 0.80 m de largo con profundidad de 1.00 m, distribuidas
según el plano AP – 02, de tal manera de conocer el perfil estratigráfico del subsuelo
sobre la cual se realizara la cimentación de las estructuras prevista en el proyecto.
La denominación de las calicatas va desde C – 1 hasta la C – 4, en los lugares indicados
por el consultor, estando estos distribuidos según el plano antes mencionado adjunto.
Se confeccionaron los registros de campo de cada una de las calicatas, describiendo
detalladamente los estratos de suelos encontrados sobre toda su profundidad. Se
tomaron muestras representativas de los suelos encontrados para realizar los distintos
ensayos requeridos para este estudio.
De acuerdo a los suelos encontrados en las calicatas ejecutadas se ha realizado una
sectorización a lo largo de toda la línea y se a efectuado el siguiente ensayo de campo
(in-situ):
01 Ensayo de Densidad Natural mediante el Método del Cono de Arena para
determinar la compacidad real a la que se encuentra el suelo de fundación así
como determinar el contenido de humedad natural.
4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO
Las muestras extraídas de cada una de las calicatas han sido trasladadas a los
laboratorios de ALPHA CONSULT S.A. para su procesamiento respectivo.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 2 -
Los Ensayos Estándares ejecutados en el laboratorio de ALPHA CONSULT S.A. son
los siguientes:
4 Ensayos Granulométricos por Tamizado ASTM D 422
4 Limites de Atterberg ASTM D 4318
4 Contenidos de Humedad ASTM D 4643
4 Clasificación de Suelos SUCS ASTM D 2487
Los Ensayos Químicos para la determinación de la agresividad del terreno al concreto,
PVC, han sido ejecutados en los Laboratorios LASA INGENIEROS.
Muestras de Suelos
Los Ensayos de Laboratorio ejecutados son los siguientes:
03 Contenido de Sulfatos
03 Contenido de Cloruros
03 P.H
03 Contenido de Sales Solubles
01 Ensayo de Corte Directo remoldeado (suelos de cimentación predominante)
02 Diseños de Mezcla.
5.0 SECCION DE SUELOS Y SUELOS TIPO
Los suelos encontrados en cada una de las calicatas han sido clasificadas de acuerdo a
los resultados de laboratorio y sectorizadas según sus características físico mecánicas,
de tal manera que se ha identificado dos tipos predominantes de suelos según la
siguiente sectorización de acuerdo a su clasificación y comportamiento físico mecánico.
CALICATA C – 1
Los suelos encontrados que predominan en esta calicata son Arenas arcillosas
consistente en Arenas con apreciable cantidad de finos en estado semisuelto, color
marrón claro, no plástico. La clasificación en el Sistema SUCS es SC. Presenta una capa
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 3 -
superficial compuesto de este material. Subyacente se encuentra una capa de Roca
fracturada hasta el nivel requerido para la excavación. El nivel freático no se encontró.
CALICATA C – 2
El material encontrado en esta calicata es predominantemente Roca Fracturada o Roca
Ligeramente Intemperizada, es aquella que se encuentra dividida en bloques de gran
tamaño, de orden de 50 cm a 1 m. y en cuyas juntas ha ocurrido poco intemperismo,
existiendo en ellas no mas de 0.5 a 1 cm. de espesor de suelo. No se encontró el nivel
freático a 1.00 m de profundidad.
CALICATA C – 3
Hasta 1.00 m. los suelos predominantes encontrados en esta calicata es arcilla arenosa
en estado semi-húmedo, ligeramente plástico, cuya clasificación SUCS es CL, con
arenas de grano fino en estado compacto, de color beige. Presenta cantos rodados de
hasta 2” en un 5%. El nivel freático no se encontró a esa profundidad.
CALICATA C – 4
Los suelos predominantes encontrados en esta calicata es arcilla arenosa en estado semi-
húmedo, ligeramente plástico, cuya clasificación SUCS es CL, con arenas de grano fino
en estado compacto, de color beige. Presenta cantos rodados de hasta 2” en un 5%. El
nivel freático no se encontró a esa profundidad.
PRUEBAS DE CAMPO
Se realizaron pruebas de campo (in situ) de acuerdo a la sectorización de la zona en
estudio, basados en el tipo de suelo encontrado y sus propiedades físico mecánico.
La prueba de campo insitu efectuada fue la siguiente:
DENSIDAD NATURAL
Se ha realizado una prueba de densidad natural en uno de los estratos representativos y
de acuerdo al suelo predominante encontrado.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 4 -
La prueba de Densidad Natural se ha realizado mediante el Método del Cono de Arena
de diámetro 6”, para determinar el grado de compacidad real a la que se encuentran los
estratos de los suelos de cimentación.
Se realizó la prueba en la calicata C – 4, en la cual se encontró suelos representativos de
toda la zona.
6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN Y LA ESTABILIDAD DE LAS
ESTRUCTURAS
BREVE DESCRIPCIÓN
La teoría de TERZAGUI es uno de los primeros esfuerzos por adaptar a la Mecánica de
Suelos los resultados de la mecánica del medio continuo. La teoría cubre el caso más
general de suelos con cohesión y fricción y su impacto en la Mecánica de Suelos ha sido
de tal trascendencia que aun hoy, es la teoría mas usada para el cálculo de capacidad de
carga en los proyectos prácticos especialmente en el caso de cimientos poco profundos.
La expresión cimiento poco profundo se aplica a aquel en que el ancho B es igual o
mayor que la distancia vertical entre el terreno natural y la base del cimiento
(profundidad del desplante Df). En estas condiciones TERZAGUI desprecio la
resistencia al esfuerzo cortante arriba del nivel de desplante del cimiento,
considerándola solo de dicho nivel hacia abajo. El terreno sobre la base del cimiento se
supone que solo produce un efecto que puede representarse por una sobrecarga q = γ Df,
actuante precisamente en un plano horizontal que pase por la base del cimiento, en
donde γ es el Peso Especifico del suelo.
En base a los estudios de Prandtl para el caso de un medio puramente cohesivo,
extendidos para un medio cohesivo y friccionante, TERZAGUI propuso el mecanismo
de falla para un cimiento poco profundo, de longitud infinita normal al plano del papel.
Según la Teoría de Capacidad de Carga de Terzaghi, para el suelo estudiado, se
considera apropiado aplicar dicha Teoría para el caso de “Falla Local”, para lo que se
utiliza la fórmula (1) de Terzaghi:
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 5 -
qc = 2/3 c. N´c + Df .N´q + ½.. B.N´
Donde:qc = Capacidad de carga (Kg/ cm2)
c = Cohesión del suelo (Kg/ cm2)
Densidad Natural (Ton/ m3)
B = Ancho del elemento cimiento (zapata) en (m)
Df = Profundidad de Cimentación (m)
N´c, N´q, N´ Coeficientes de capacidad de carga en función de (
PRESION ADMISIBLE
q adm = qc / Fs ........................................................................... (2)
q adm = Presión admisible o presión de diseño (kg/ cm2)
qc = Capacidad de carga (Kg/cm2)
Fs = Factor de Seguridad
En base a los resultados emitidos por nuestro laboratorio, se considera los siguientes
parámetros en el cálculo de la capacidad de carga del suelo de cimentación:
Ensayo de Corte Directo (remoldeado)
Calicata C – 03:Cohesión del suelo (c) 0.05 Ton/m2 (Lab.)
Angulo de fricción interna ( 31º (Lab.)
Densidad Natural = 1.80 ton/ m3 (real)
El valor representativo de acuerdo a la uniformidad del tipo de suelo, su consistencia,
plasticidad, etc y la similitud de los valores resultantes indica considerar los siguientes
parámetros de ángulo de fricción interna y cohesión:
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 6 -
Angulo de fricción = 31° (Corte Directo)
Cohesión = 0.05 Ton/m2 (Corte Directo)
De acuerdo a la uniformidad del suelo predominante (arcillas arenosas), y en base al
ángulo de fricción interna indicado para la zona se ha calculado los parámetros N”c,
N”q, y N”γ, considerando la falla local.
Ver figura factores de capacidad de carga para aplicación de la teoría de TERZAGHI
ESTRUCTURAS CONSIDERADAS EN EL PROYECTO
Las estructuras consideradas en el proyecto para las cuales se ha realizado el cálculo de
la capacidad de carga para el suelo de cimentación son los siguientes:
TUBERIAS DE AGUA POTABLE DE 90 mm DE PVC SP.
Esta tubería se proyecta instalar sobre la carretera a Quiparacra, a lo largo de la margen
derecha, carretera carrozable existente, que une la línea de conducción y la aducción.
La tubería a instalar es de PVC de 90 mm de diámetro SP, para Agua Potable el cual
trabajara únicamente a presión. La profundidad de instalación se encuentra a 1.00
metros sobre el lomo de la tubería.
CAMARA DE CAPTACION
Se ha proyectado la construcción de una Cámara de Captación, ubicada en la zona
colindante a la calicata C – 1, (ver plano AP-02) aproximadamente 50 m de la carretera.
La estructura predominante de esta cámara es de concreto armado con una resistencia a
la compresión de 210 kg/cm2. La profundidad de cimentación se encuentra hasta 0.80
metros.
RESERVORIO APOYADO DE 50 m3
Se ha proyectado la construcción de un Reservorio Apoyado de 50 m3 (al costado de la
carretera), antes del ingreso a la línea de aducción, en este punto se ubicó la calicata
C – 3. La estructura predominante de esta cámara es de concreto armado con una
resistencia a la compresión de 210 kg/cm2. La profundidad de cimentación se encuentra
hasta 0.60 metros.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 7 -
La Capacidad portante para esta estructura se muestra en el resultado de ensayo, cuyo
valor es de 1.2 kg/cm2.
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS
Todos los suelos son susceptibles a deformarse bajo la aplicación de cargas normales. Si
se trata de suelos cohesivos el asentamiento es lento, en tanto que en suelos
friccionantes el asentamiento se efectúa en tiempo breve y normalmente por vibración.
Conviene distinguir dos tipos de asentamientos: Asentamientos totales y asentamientos
diferenciales.
Asentamiento Total
Para determinar el asentamiento total, normalmente se realizan ensayos de carga directa
pero debido a los suelos conformantes de la zona en estudio y al tiempo de ejecución de
estos ensayos se ha considerado el cálculo utilizando el método elástico.
Calculo del Asentamiento total por el Método Elástico
La teoría de elasticidad es aplicable debido a la homogeneidad del tipo de suelo
representativo aplicando la siguiente formula:
δz = pa* B * F u / E
Donde:
δz = Asentamiento total (cm)
Pa = Presión Admisible (kg/cm2)
B = Ancho del elemento cimiento (m)
E = Modulo de Elasticidad (Ton/m2)
F u = Parámetro en función de Z/B, y L/B
El asentamiento total para una profundidad de cimentación indicada hasta (1.00 metros),
caso reservorio, considerando el valor de presión admisible de 1.20 kg/cm2, es de 0.05
cm.
Asentamientos Diferenciales
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 8 -
Para el análisis de la determinación de la capacidad de carga del suelo de cimentación,
es de sumo cuidado el manejo de los asentamientos diferenciales.
Siendo los asentamientos totales menores a los permisibles los asentamientos
diferenciales serán menores aun.
Según TERZAGUI, considera los asentamientos diferenciales admisibles de 20 mm.
Análisis Químico de Sales
De los resultados obtenidos del ensayo de Análisis Químico de Sales Agresivas al
concreto, se tiene:
Pozo Prof.(m)Sales Solubles Totales
(ppm)
Cloruros
(ppm)
Sulfatos como SO4 (ppm)
ASTM-D-516pH
C-1 0.30-1.00 1028.90 156.25 297.50 7.16
C-3 0.30-1.00 622.60 96.40 74.50 7.30
C-4 0.30-1.00 874.20 136.10 116.72 7.35
De acuerdo con este resultado se determina que no existe agresividad de los sulfatos al
concreto ni de los cloruros al fierro; por lo tanto se recomienda el uso de del cemento
Pórtland Tipo I.
7.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
El análisis de Estabilidad de Taludes comprende el estudio de la estabilidad de un talud
sea este natural o artificial ante eminentes tipos y causas que ocurren en la naturaleza.
Los taludes se dividen en naturales (laderas), o artificiales (cortes y terraplenes).
Tipos y causas de fallas más comunes
Los tipos de fallas mas frecuentes en taludes son los siguientes:
Falla por Deslizamiento Superficial.
Cualquier talud esta sujeto a fuerzas naturales que tienden a hacer que las
partículas y porciones de suelos próximas a su frontera deslicen hacia abajo; el
fenómeno es mas intenso cerca de la superficie inclinada del talud a falta de
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 9 -
presión normal confinante que allí existe. Como una consecuencia la fuerza
mencionada puede quedar sujeta a un flujo viscoso hacia abajo que generalmente
se desarrolla con extraordinaria lentitud. El desequilibrio puede producirse por
un aumento en las cargas actuantes en la corona del talud, por una disminución
en la resistencia del suelo al esfuerzo cortante o en el caso de laderas naturales,
por razones de conformación geológica que escapan a un análisis local detallado.
El fenómeno es muy frecuente y peligroso en laderas laterales naturales y, en
este caso generalmente abarca áreas tan importantes que cualquier solución para
estabilizar una estructura alojada en esa zona escapa de los limites de lo
económico, no quedando entonces mas recurso que un cambio en la localización
de la obra de que se trate que evite la zona de deslizamiento.
Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de fallas preexistentes.
En muchas laderas naturales se encuentra en movimientos hacia abajo una costra
importante de material; no se trata de un mecanismo mas o menos superficial,
como el que se describe en el inciso anterior, sino de otro producido por un
proceso de deformación bajo esfuerzo cortante en partes mas profundas que
llega muchas veces a producir una verdadera superficie de falla.
Falla por movimiento del cuerpo del talud
En contraste con los movimientos superficiales lentos, descritos anteriormente,
pueden ocurrir en los taludes movimientos bruscos que afectan a masas
considerables de suelo, con superficie de fallas que penetran profundamente en
su cuerpo. Estos fenómenos reciben comúnmente el nombre de deslizamiento de
tierras.
Flujos
Este tipo de falla consiste en movimientos más o menos rápidos de zonas
localizadas de una ladera natural de manera que el movimiento en si y la
distribución aparente de las velocidades y los desplazamientos asemejan el fluir
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 10 -
de un líquido viscoso. No existe en si una superficie de falla o esta se desarrolla
en un lapso muy breve al inicio del fenómeno.
Estas fallas pueden ocurrir en cualquier formación no cementada desde
fragmentos de rocas, hasta arcillas francas; sucede tanto en materiales secos,
como húmedos.
Fallas por erosión
Estas son fallas tipo superficial provocados por arrastres de viento, agua, etc, en
los taludes. Este fenómeno es tanto más notorio cuanto mas empinadas sean las
laderas de los taludes. Una manifestación típica del fenómeno suele ser la
aparición de irregularidades en el talud originalmente uniforme. Desde el punto
de vista teórico esta falla suele ser imposible de cuantificar detalladamente, pero
la experiencia ha proporcionado normas que la atenúan grandemente si se las
aplica con cuidado.
Falla por Licuación
Estas fallas ocurren cuando en la zona de deslizamiento el suelo pasa
rápidamente de una condición más o menos firme a la correspondiente a una
suspensión con pérdida casi total de resistencia al esfuerzo cortante. Este
fenómeno puede ocurrir tanto en arcillas extrasensitivas como en arenas poco
compactas. Existe también la falla por capacidad de carga en el terreno de
cimentación.
El talud encontrado en la zona de trabajo es principalmente un terraplén conformado
por material granular tipo arcillosa, de plasticidad media a baja, color beige claro,
húmedo, y con material rocoso fracturado. Este terraplén se ha construido para
estabilizar la trocha carrozable existente en la zona. La estabilidad de un talud
homogéneo con su suelo de cimentación construido con un suelo puramente
friccionante tal como una arena limpia, es una consecuencia de la fricción que se
desarrolla entre las partículas constituyentes por lo cual para garantizar estabilidad
bastara que el ángulo del talud sea menor que el ángulo de fricción interna de la arena,
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 11 -
que en un material suelto, seco, y limpio se acercara mucho al ángulo de reposo. Por lo
tanto la condición límite de estabilidad es simplemente:
α = Φ
Sin embargo si el ángulo α es muy próximo a Φ, los granos de arena próximo a la
frontera del talud, no sujetos a ningún confinamiento importante, quedaran en una
condición próxima a la de deslizamiento incipiente que no es deseable por ser el talud
fácilmente erosionable por el viento o el agua. Por ello es recomendable que en la
practica α sea algo menor que Φ. La experiencia ha demostrado que si se define un
factor de seguridad como la relación entre los valores de α y Φ, basta que tal factor
tenga un valor del orden de 1.1 ó 1.2 para que la erosionabilidad superficial no sea
excesiva.
Una solución al problema del talud existente es tenderlos quizás a primera vista pudiera
pensarse que esta solución sea la mas obvia y sencilla en la practica. Sin embargo ha de
tomarse con el debido cuidado desde el punto de vista teórico y muchas veces es
irrealizable prácticamente hablando.
Si el terreno constituyente del talud es puramente friccionante la solución es indicada,
pues, según se vio la estabilidad de estos suelos es fundamentalmente cuestión de
inclinación en el talud; tendiendo a este convenientemente se adquiere la estabilidad
deseada.
En términos generales el talud existente sirve como protección a la carretera, además
de las cunetas en terreno natural para prevenir los socavamientos en época de lluvias,
debiendo reconformarse este terraplén con material granular de buena calidad y
compactado al 95 % de la máxima densidad seca del proctor modificado. No presenta
riesgo alguno desde el punto de vista de inestabilidad de talud.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 12 -
8.0 CONCLUSIONES
De acuerdo a los trabajos de exploración de campo y los resultados de laboratorio se
presenta las siguientes conclusiones:
1. Se ha realizado 04 calicatas de una profundidad constante de 1.00 m distribuidos
según el plano de ubicación proporcionado por el MUNICIPIO.
2. El suelo predominante que se ha encontrado en toda la zona de estudio consiste
en arcilla, de media a baja plasticidad, en estados que van desde semicompacto
a compacto, húmedo. La clasificación de estos suelos en el sistema SUCS es CL,
y SC.
3. Se ha sectorizado la zona mediante un eje único para definir el perfil
estratigráfico inferido según la siguiente denominación:
EJE A – A sobre la línea de las calicatas C – 1, C – 2, C – 3, y C – 4
Los perfiles estratigráficos inferidos a estos ejes se presentan en el anexo
correspondiente. En el sector sobre el eje único A – A los suelos encontrados son
arcillosos en estado compacto, estables sin desmoronamiento eminentes al corte,
húmedos. En esta zona el estrato se encuentra estable por la naturaleza misma
del material.
4. La zona en estudio presenta condiciones geológicas simples, dentro del cono de
deyección del río Chipa en sus épocas de formación, formado principalmente
por depósitos aluviales de la serie del Pleistoceno reciente del sistema
cuaternario de la era cenozoica. Presenta formaciones de rocas en pequeñas
cantidades con fases metamórficas.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 13 -
5. Se ha realizado ensayos de laboratorio tanto estándares como especiales de
acuerdo a lo requerido por el estudio y los tipos de suelos encontrados. Los
ensayos estándares se ha efectuado en el laboratorio de ALPHA CONSULT, y
los ensayos especiales en los laboratorios LASA INGENIEROS. Los
certificados correspondientes se adjuntan en el anexo respectivo.
6. Los análisis químicos de los suelos encontrados en las excavaciones presentan
concentraciones de sulfatos, cloruros, sales solubles totales y pH, por debajo de
los valores permisibles. Los valores resultantes de PH mayores de 7 indica que
no presenta nocividad alguna para las estructuras ha construirse.
7. La capacidad portante del suelo de fundación se ha calculado de acuerdo al tipo
de suelo tomando la consideración de falla local y haciendo uso de la teoría de
TERZAGUI. Se ha calculado la capacidad portante para la estructura
considerada en el proyecto, de acuerdo al valor del ángulo de fricción interna.
Los parámetros utilizados en el cálculo corresponde a los resultados de los
ensayos de corte directo, para el suelo predominante y sobre la cual se realizara
la cimentación de la estructura.
8. Los taludes encontrados en la zona de estudio son para la protección de la
plataforma de la carretera carrozable existente. Este talud en la actualidad se
encuentra estabilizado con la presencia de arbustos varios a lo largo de toda su
longitud. El material del cual se compone este talud es arcilla limosa con
partículas subredondeadas TM 1”, en estado semicompacto, semihúmedo a
húmedo. Se presenta en esta zona una capa superficial de 0.30 m, de material
contaminado que requiere ser seleccionado, eliminándose estos materiales
extraños al momento de conformarse el relleno que cubra las estructuras a
instalarse.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 14 -
9.0 RECOMENDACIONES
Las recomendaciones indicadas a continuación obedecen a interpretaciones de los
resultados y experiencias en estudios similares que deberán considerarse para la buena
ejecución de la obra. Estas recomendaciones son las siguientes:
1. De acuerdo a los suelos encontrados y su compacidad la excavación de estos
suelos sobre los ejes considerados deberá efectuarse de la siguiente manera: EJE
A – A Zona que presenta suelos arcillosos con presencia de finos. Estos estratos
se encuentran en estado semisuelto a compacto y húmedo a profundidad, de
consistencia por lo que en su excavación no se presentaran problemas.
2. La excavación de las zanjas para la instalación de las tuberías será de por lo
menos dos veces el diámetro de la tubería más 30 centímetros. La profundidad
de excavación será de acuerdo al proyecto tomando las consideraciones
indicados en el punto 1.
3. Las tuberías deberán cimentarse de acuerdo a las profundidades indicadas en el
proyecto y descansaran sobre una cama de 10 cms de espesor de material
confitillo seleccionado o agregado grueso permeable. Este material tiene una
buena función como material de filtro.
4. Los rellenos de las zanjas es el material que se coloca hasta llegar al nivel del
terreno natural. Puede ser el mismo material de excavación pero debe estar
limpio de materia orgánica y bolonerias mayores de 3”. El material que rodea al
tubo consiste en el encamado de 50 a 100 mm hasta un espesor de 50 a 100 mm
encima de la corona. Este material debe estar conformado por suelo granular,
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 15 -
sin plasticidad, libres de materia orgánica. La nomenclatura corresponde a la
Norma D 2487 Estos materiales deben densificarse como mínimo al 95 % del
Proctor Modificado por compactación, vibrado o envarillado según su
clasificación. También es posible utilizar suelo cemento con cualquier material
que tenga un contenido de arcilla inferior al 35 %.
5. El uso de los materiales para conformar los rellenos sobre toda la profundidad
hasta la altura del terreno natural deberán cumplir los requisitos indicados en las
Especificaciones Técnicas para este tipo de obras.
6. La instalación de las tuberías se realizara sobre suelos arcillosos principalmente
los cuales se encuentran en estado compacto. La profundidad de cimentación es
de 1.20m.
7. La cimentación de la estructura como el reservorio se cimentara hasta una
profundidad de 0.50 metros. La capacidad de carga se ha determinado para un
rango de profundidad de 1.00 m.
8. El procedimiento constructivo deberá ser tal que el material alrededor del tubo
debe estar limpio y con la humedad adecuada. Seguidamente se forma la cama
con un espesor mínimo de 100 mm y luego se coloca más material de este nivel
hasta ¼ de diámetro. Con el compactador manual se le da la forma debida.
Colóquese la tubería en el centro de la zanja, comenzando aguas abajo. En caso
de utilizarse suelo cemento colóquense capas no mayores a 15 cm y
compáctense con el compactador manual. Si se usa arena de mar o de río
colóquense capas de 15 cm a 20 cm y compactar manual o mecánicamente. Para
los suelos arenosos tipo SP, SM, llévese una lectura del Penetrómetro de 100 a
200 psi, para un cono de 0.5 pulg2. Continúese la colocación del material hasta
unos 50 a 100 mm sobre la corona del tubo, con compactación manual.
Colóquese una capa de 150 mm del material de excavación limpio y compáctese
con un compactador saltarín a lo largo de la instalación y a los lados de la
tubería. Esto permitirá una deformación positiva que garantizará la correcta
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 16 -
compactación lateral. La deformación máxima negativa sugerida al finalizar la
instalación será de 5 % del diámetro interno.
9. Los resultados de los ensayos químicos muestran valores muy por debajo de los
permisibles. Por lo tanto se utilizará el cemento tipo I. Los porcentajes de sales
existentes en los suelos no presentan agresividad sustancial. Se presenta valores
permisibles de los porcentajes de sales que pueden contener los suelos como el
agua: Sulfatos 1000 ppm, Cloruros 300 ppm, Sales Solubles Totales 1500 ppm,
Materia Orgánica en Suspensión 10 ppm, y PH mayores de 6.
10. Las tuberías a instalarse deben descansar sobre una cama de material
conformado por confitillo de 10 cm de espesor o también agregado grueso
permeable, distribuido uniformemente en todo lo largo de la tubería de tal forma
de evitar esfuerzos superiores a los permisibles según su tipo y traducirse en
roturas posteriores.
11. En el momento de ejecución se deberá tener presente estas recomendaciones y se
tomara todas las precauciones del caso que se presenten durante la excavación y
tendido de las tuberías de acuerdo al comportamiento de los suelos.
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 17 -
INDICE
1.0 GENERALIDADES 001
1.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO 001
1.2 UBICACIÓN DEL AREA DEL ESTUDIO 001
1.3 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO 001
2.0 GEOLOGIA 002
3.0 INVESTIGACION DE CAMPO 002
4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO 003
5.0 SECCION DE SUELOS Y SUELOS TIPO 003
6.0 ANALISIS DE CIMENTACIÓN Y ESTABILIDAD
DE TUBERÍAS 005
7.0 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES 009
8.0 CONCLUSIONES 013
9.0 RECOMENDACIONES 015
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 18 -
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - 19 -