INFORME TÉCNICO
ESTUDIO DE SUELOS
UBICACIÓN:
CARRETERA CACATACHI – PACCHILLA – PROVINCIA
DE SAN MARTIN - REGION SAN MARTIN
TARAPOTO MAYO DEL 2013
INDICE
ESTUDIO DE SUELOS DE LAS CALICATAS
1. GENERALIDADES
1.1. Objetivo del Estudio1.2. Ubicación del Área en Estudio
2. INVESTIGACIONES EFECTUADAS
2.1. Trabajos de Campo2.1.1 Calicatas2.1.2 Muestreo Disturbado2.1.3 Registro de Excavaciones
2.2. Ensayos de Laboratorio2.3. Clasificación de Suelos
3. DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO
3.1 Características de la Subrasante3.2 Tránsito3.3 Sistema de Drenaje
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ESTUDIO DE CANTERAS
1. ANTECEDENTES
2. OBJETIVOS
3. TRABAJOS DE CAMPO
4. PROCEDIMIENTO
5. DESCRIPCION DE CANTERAS
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ANEXOS:
Mapas sísmicos
Perfil estratigráfico
Ensayos y pruebas físicas de laboratorio
Ensayos y pruebas de canteras
Panel fotográfico
ESTUDIO DE SUELOS DE LAS CALICATAS
1. GENERALIDADES :
1.1. OBJETIVO DEL ESTUDIO
El presente informe técnico tiene por objeto alcanzar los resultados del
estudio de suelos, con fines de pavimentación de la carretera “Cacatachi
- Pacchilla”, dicho estudio se ha efectuado por medio de trabajos de
exploración de campo y ensayos de laboratorio, los mismos que son
necesarios para definir el perfil estratigráfico del área en estudio, así
como para determinar el Valor Soportante Relativo (C.B.R); mediante el
cual se podrán establecer parámetros para el diseño de la estructura del
pavimento.
1.2. UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO
El proyecto está ubicado entre los Distritos de Cacatachi y Pacchilla,
Provincia de Lamas, Departamento de San Martín.
2. INVESTIGACIONES EFECTUADAS:
2.1 TRABAJOS DE CAMPO
2.1.1 Calicatas
Con el objeto de determinar las características físico - mecánicas de los
materiales del terreno de fundación, se llevó a cabo las investigaciones
pertinentes, mediante la ejecución de calicatas o pozos exploratorios a
cielo abierto, cuya profundidad mínima fue de 1.50 mts., distanciadas una
calicata cada 250 mts., las que se distribuyeron de tal manera que la
información obtenida sea lo más representativo posible.
Habiendo realizado perforaciones, a fin de determinar los espesores y
características físico - mecánicas de los suelos de fundación, basándose
estrictamente en los alineamientos existentes.
También se ha ubicado los bancos de materiales que posean cantidades
de agregados suficientes para la obra, así como las fuentes de aguas,
necesarios para su uso en obra.
2.1.2 Muestreo Disturbado
Con la finalidad de efectuar los diversos ensayos de laboratorio para
determinar la clasificación e identificación de suelos, se procedió a tomar
muestras distintas de cada uno de los tipos de suelos encontrados en las
calicatas realizadas.
Asimismo se extrajeron muestras representativas de la subrasante, con el
propósito de determinar las propiedades de esfuerzo y deformación,
mediante ensayos de Proctor Modificado y C.B.R. (California Bearing
Ratio) o Capacidad de Soporte de la Subrasante.
2.1.3 Registro de Excavaciones
La metodología seguida para la ejecución del estudio, comprendió
básicamente en una investigación de campo a lo largo del tramo,
proyectado mediante prospecciones de exploración (calicatas), con
obtención de muestras representativas en cantidades suficientes, las que
fueron objeto de ensayos y pruebas de laboratorio; finalmente con los
datos obtenidos en ambas fases se realizaron las labores de gabinete,
para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio.
2.2 ENSAYOS DE LABORATORIO
Se procedió a efectuar los ensayos y pruebas físicas del laboratorio, de
tal modo que cumplan con las normas y requerimientos de la obra, tal
como se detalla a continuación:
- Análisis Granulométrico por Tamizado (ASTM D-421)
- Límite Líquido (ASTM D-4318)
- Límite Plástico (ASTM D-4318)
- Proctor Modificado (ASTM D-1557)
- Contenido de Humedad Natural
- Clasificación AASHTO Y SUCS
- California Bearing Ratio - C.B.R. (ASTM D-1883)
- Ensayo de CBR.
- Peso específico de sólidos.
2.3 CLASIFICACION DE SUELOS
Se procedió a clasificar los suelos de acuerdo al Sistema Unificado de
Clasificación de Suelos (SUCS) y a la American Association of State
Highway and Transportation Officials (AASHTO), las que están
establecidas en las normas de clasificación.
3. DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO :
Sobre la base de los resultados de los Trabajos de Campo y los Ensayos
de Laboratorio, se ha procedido a establecer el perfil estratigráfico del
subsuelo:
Los estratos superficiales según las profundidades presentan las
siguientes características:
TRAMO: CACATACHI - PACCHILLA
CALICATA C – 01 .- Km. 1 + 500
De 0.00 a 0.50, Material granular, propio del pavimento existente.
De 0.50 a 1.50 (CL), Arcilla inorgánica de mediana plasticidad de
color marrón, suelo húmedo compacto de consistencia media,
presencia de rocas areniscas semi duras con tamaños mayores a
10” de diámetro.
CALICATA C – 02.- Km. 0 + 500
De 0.00 a 0.50, Material granular, propio del pavimento existente.
De 0.50 a 1.50 (CL), Arcilla inorgánica de mediana plasticidad de
color marrón, suelo húmedo compacto de consistencia media.
3.1. CARACTERÍSTICAS DE LA SUBRASANTE
Teniendo como base los análisis efectuados según estratigrafía del
subsuelo y por ende los resultados de los Ensayos de Laboratorio, nos
demuestran que la subrasante presenta una estratigrafía heterogénea,
predominantemente las arcillas inorgánica de mediana plasticidad de
color marrón, suelos compactos de consistencia dura, los cuales presenta
las siguientes características:
Permeabilidad Mediana
Capilaridad Alta
Elasticidad Mediana
Cambio de Volúmenes Mediana
Valor como Subrasante Mediano
Razón Soporte California (para 95% de compactación de la
M.D.S)
Características de drenaje Mediano
3.2. TRÁNSITO
El tipo y volumen de tránsito fijan el ancho del pavimento, mientras que el
peso y la frecuencia de las cargas de los ejes o de las ruedas de los
vehículos, determinan el espesor y otras características del diseño
estructural.
Como referencia se menciona que ante continuas aplicaciones de carga,
el pavimento soportará un número ilimitado de esfuerzos que no excedan
del 50% del módulo de rotura (con coeficiente de seguridad igual a mayor
a 2) sin que ocurran fallas de fatiga. Si los esfuerzos exceden el 50% (con
coeficientes de seguridad entre 1 y 2) el número de repeticiones de
dichos esfuerzos, ocurran fallas de fatiga en el pavimento, quedando
limitados.
Por lo tanto podemos recomendar, que es muy importante en el diseño
del pavimento fijar la carga más frecuente y determinar el consumo de
capacidad que producen otras cargas.
Del trabajo de campo realizado, se determina la existencia de un tipo de
tráfico, en este caso tráfico mediano, que comprendería la movilización
de vehículos livianos de hasta dos ejes con carga constante de 15 TM.,
por eje, eventualmente hasta 18 Tm. que se repetiría durante la vida útil
del pavimento.
3.3. SISTEMA DE DRENAJE
Se considera necesario el diseño de un sistema adecuado de drenaje que
permita eliminar las aguas pluviales, teniendo en cuenta que en la zona
alcanzan una precipitación anual aproximada de 1,500 mm., por lo tanto
debe construirse cunetas laterales a lo largo de la vía para evitar
acumulaciones sobre la plataforma.
Protección de la Subrasante
- No es recomendable construir pavimento alguno sobre
una subrasante con alto índice de humedad, tan poco se debe
almacenar o apilar material alguno sobre esta subrasante.
- El pavimento deberá colocarse cuando la subrasante
haya sido nivelado, compactado y aprobado por el ente responsable.
Compactación
- La compactación deberá efectuarse por medio de
rodillos lisos vibratorios o con neumáticos, u otro tipo de equipo
adecuado.
- El esparcido debe hacerse antes y durante del
rodillado, de la manera más uniforme posible.
- La escarificación y mezclado de la subrasante debe
asegurar una mezcla uniforme y un compactado eficiente, cuyo espesor
será no menor de 0.20 m.
- El grado de compactación para la subrasante será del
95% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado,
recomendándose compactar con la humedad correspondiente a la rama
húmeda de la curva del Proctor Modificado; es decir con el óptimo
contenido de humedad, debiendo fluctuar entre 2% más o menos como
máximo.
- En zonas donde el terreno está constituido por
material arcilloso o limos arcillosos y arcillas muy plásticos y
compresibles se deberá usar rodillo pata de cabra que permita
incrementar la presión desde 250 hasta 500 Lbs/pulg² en las zonas de
contacto de las patas con el suelo; teniendo en cuenta las
características de este material, en esta zona no existe dicho material.
Control Técnico
- Realizar pruebas de compactación cada 100 m.
lineales, alternadamente en los bordes y el eje de la vía, empleando el
método del frasco cono y arena del volúmetro o cualquier otro método
aprobado.
- El grado de compactación especificado para la capa
de base granular será del 100% de la Máxima Densidad Seca de
Laboratorio, AASHTO T-180.
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES :
Sobre la base de los resultados de la exploración de campo, los ensayos
de laboratorio y los análisis efectuados, se concluye con lo siguiente:
Para la conformación de la subrasante se recomienda realizar una
excavación o corte de 0.30 m., de espesor con la finalidad de mejorar la
subrasante, debiendo compactar todo el fondo excavado, seguidamente
será reemplazado con material granular de características apropiadas.
Espesor de Corte del Terreno a partir de la Superficie
Los resultados de los ensayos y características de estratigrafía del
terreno, nos permite recomendar que será necesario realizar un corte o
excavación de 0.60 mts. A partir de la superficie actual a lo largo y
ancho de la calle en estudio, debiendo ser mejorada la subrasante de la
siguiente manera:
a) Mejoramiento de Subrasante.
Esta capa se escarificará colocando un espesor de 0.15 m., nivelar y
compactar hasta alcanzar al 95% de la máxima densidad determinada
por el proctor modificado.
b) Sub-base Granular.
Esta capa será colocado, nivelado y compactado en un espesor de 0.20
mts.
c) Base Granular.
En esta segunda capa deberá colocar, nivelar y compactar en un
espesor igual a 0.20 mts.
La subrasante deberá estar formada íntegramente de material cuyas
características sean las más apropiados, deberá también estar formado
de acuerdo con los alineamientos, niveles y secciones transversales
requeridas, estos trabajos serán ejecutados durante el procedimiento
de la construcción.
Deberá tener especial cuidado en eliminar todo tipo de material extraño,
que resulten perjudiciales para la construcción, tales como son: raíces,
palos, troncos, material orgánico y otras porciones de la subrasante que
no son las apropiadas y no sirven para el objetivo propuesto.
Sobre la subrasante deberá colocarse una base de material granular
seleccionado, con tamaño máximo de ¾” compactado al 100% de la
Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado, en ningún caso se
colocara la capa de base sobre una superficie muy húmeda.
Deberá contar con un sistema adecuado de drenaje a fin de evacuar las
aguas pluviales y aluviales.
ESTUDIO DE CANTERAS
1. ANTECEDENTE:
El estudio de canteras tiene como objetivo ubicar las fuentes de
materiales disponibles para determinar la calidad y características físico –
mecánicas de los materiales, a fin de determinar los usos y tratamientos
que requieren los materiales, con el propósito de satisfacer las demandas
y los volúmenes requeridos de la obra.
Habiendo ejecutado calicatas exploratorias, para evaluar la calidad y
volúmenes; en este caso fue 03 canteras y de acuerdo a los resultados
de los ensayos obtenidos, se verificó la calidad para determinar sus
respectivos usos.
2. OBJETIVO:
El presente estudio tiene por objeto efectuar una investigación
geotécnica, mediante un adecuado programa de trabajo de campo y
laboratorio, a fin de lograr fines específicos tales como: proveer de los
materiales adecuadas requeridas para materializar el proyecto;
determinar los volúmenes alcanzables y explotables de materiales
adecuados que puedan satisfacer las demandas del proyecto, determinar
la ubicación y análisis de los diversos tipos de materiales que requiere la
ejecución de la obra, paralelamente a las actividades geotecnias en la
que respecta a construcción de sub base y base granular, se procedió a
la búsqueda y localización de las posibles fuentes de abastecimiento de
materiales diversos; lo cual fue determinante su aprobación.
Durante el desarrollo de exploración se han ejecutado calicatas
exploratorios en áreas de corte cerros o colinas, los que delatan indicios
de explotación anterior de donde se han tomado muestras disturbadas,
representativas en cantidades suficiente para los ensayos y pruebas de
laboratorio.
De esta forma se seleccionó los bancos de materiales mas adecuados,
sobre la base de poseer volúmenes disponibles de materiales, con
características geotécnicas adecuadas en relación a su uso, la facilidad
de acceso, los procedimientos de explotación y distancia de transporte.
3. TRABAJOS DE CAMPO:
Estos trabajos consisten en la excavación manual de calicatas, en la cual
se recolectan muestras representativas para realizar los ensayos
respectivos.
4. PROCEDIMIENTO:
En el momento de haber realizado el estudio de canteras se ha tenido en
cuenta las siguientes actividades:
Reconocimiento de campo dentro y fuera del área de influencia del
proyecto, para identificar aquellos lugares considerados como probable
fuente de materiales.
Elaboración de un programa de explotación de campo.
Excavación de calicatas para determinar las características del material y
potencia, ubicadas proporcionalmente en toda el área de las canteras
evaluadas.
Ensayo de laboratorio con el objeto de conocer las características y usos
del material de canteras para relleno, afirmado y agregado de concreto.
5. DESCRIPCIÓN DE LAS CANTERAS:
5.1. Cantera Río Huallaga(Cantera Puerto López).
Está ubicado a 35 Km. De la ciudad de Tarapoto, donde se encuentra la
Cantera conformada por gravas y arenas calizas, cuyo Volumen
aproximado es de 18 000 m3, y para llegar a dicha cantera existe un acceso
de 4 km aproximadamente con carretera afirmada.
Los agregados son de forma redondeada con presencia de
agregados mayores a 2” que representan aproximadamente el 25
% del total de los materiales; el resto son de menor tamaño.
Por las características físico - mecánicas de los materiales, este
puede utilizarse como sub base granular, base granular y también
puede usarse en obras de arte, la explotación del mismo puede
efectuarse durante la época de verano, cuando las canteras están
superficiales, para lo cual requiere del uso de tractor oruga o
cargador frontal.
Para ser usado en base granular necesariamente debe ser
agregado chancado.
El rendimiento generalmente estimado es de 90%
La selección de los materiales se efectuará mediante zarandeo
verificando siempre el cumplimiento de los requerimientos
granulométricos.
Cantera Río Huallaga:
Nombre : Cantera Río Huallaga
Ubicación : Fuente - Material de Río
Acceso : Favorable en todo el camino
Volumen explotable : 18000 m3 aproximadamente
Rendimiento : Al 85%
Uso : Sub-base, base granular
Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador
frontal.
Periodo de Carguío : En Épocas de estiaje (verano)
5.2. Cantera Río Cumbaza( Cantera San Martín).
Se ubica a 8 km., Carretera Tarapoto – Juanjui. Es un depósito de arena
de origen fluvio aluvial, cuya potencia explotable es de 3500 m3.,
aproximadamente, el desvío para llegar a la cantera es de 2 km.
La arena puede emplearse para la fabricación de mezcla asfáltica
y concreto de cemento Pórtland, previa eliminación de cobertura
vegetal existente.
El rendimiento generalmente estimado es de 90%
La extracción del material se puede efectuar especialmente en
épocas de verano, siendo imposible explotar en épocas de lluvias
continuas por la crecida de los Ríos.
Cantera Rio Cumbaza:
Nombre : Cantera San Martín
Ubicación : Caserío San Martín
Acceso : Favorable muy transitable
Volumen explotable : > 3500 m3 aproximadamente
Rendimiento : Al 75%
Uso : Mej. subrasante Sub-base
y base granular.
Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador
frontal.
Periodo de Carguío : En época de verano
5.3. Cantera Material de Cerro ( Carretera Cacatachi – Pacchilla
km. 1+700).
La Cantera se empleará para mejoramiento de subrasante,
rellenos, combinación con material de la cantera Río Huallaga y
hormigón de la cantera Río Cumbaza, para sub base y base
granular tal como se detalla en el presente informe y los ensayos
respectivos, previa eliminación de cobertura vegetal existente y
zarandear hasta alcanzar a 1” de diámetro para su utilización en
combinación para sub base y base granular. El volumen explotable
aproximado de esta cantera es de 15000 m3
El rendimiento generalmente estimado es de 75%
La extracción del material se puede efectuar en cualquier época
del año.
Cantera Cerro (Carretera Cacatachi – Pacchilla km. 1+700)
Nombre : Cantera de Cerro
Ubicación : 200 m. localidad de Rumisapa
Acceso : Favorable
Volumen explotable : > 15000 m3 aproximadamente
Rendimiento : Al 75%
Uso : Mejoramiento subrasante
Método de Explotación : Con Tractor D6 o cargador
frontal
Periodo de Carguío : En cualquier época deL año
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Para base granular se utilizará grava chancada Río Huallaga, hormigón
río Cumbaza y material de cerro, con tamaño máximo de 1” de
diámetro, utilizando la siguiente proporción de 65% material de Río
Huallaga y 20%, hormigón Río Cumbaza, 15%, material de Cerro.
Las actividades de relleno, conformación de terraplenes y compactado de
Sub-rasante, deberán tener una exigencia de Compactación del 95% de
la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado (MDS).
Las actividades que involucren las Partidas de Base Granular, Sub-base
Granular y Afirmado, deben ser una exigencia de compactación de 100%
de la Máxima Densidad Seca (MDS).
Grava chancada (Material del Río Huallaga), tiene las siguientes
características, mezcla de grava arena y limo de color gris, grava de
consistencia dura, el mismo que podrá ser utilizado en capa de sub base,
base granular, mezcla asfáltica y obras de arte, por cuanto el porcentaje
de
desgaste a la Abrasión está cumpliendo satisfactoriamente con las
normas establecidas.
Grava chancada (Material del Río Cumbaza), tiene las siguientes
características, mezcla de grava arena y limo de color beige grava
areniscas deslenable el mismo que podrá ser utilizado en capa de sub
base, base granular, previa combinación con material de la cantera Río
Huallaga,
Cantera de Cerro, rocas areniscas semi duras, adheridas a una matriz de
conglomerado de gravas arenosas, mezcla de grava arcilla limo y arena
de color marrón amarillento, el mismo que será utilizado en mejoramiento
de subrasante, capa de sub base, base granular previo zarandeo y
combinado con material de la cantera del Río Huallaga y hormigón de la
cantera Río Cumbaza. Y también se podrá utilizar como material ligante.
El tamaño máximo de la grava del Río Huallaga será de 1” para sub base
y base granular, y para la mezcla asfáltica se utilizará tamaño máximo de
¾” de espesor.
Para la capa de sub base granular se utilizará material zarandeado, con
las siguientes proporciones de 50% material de Río Huallaga, 30%
hormigón Río Cumbaza, y 20 %material de Cerro.
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