PROYECTO

“MEJORAMIENTO DE LA I.E. Nº 88044 DE LA

LOCALIDAD DE COISHCO - DISTRITO DE COISHCO -

SANTA - ANCASH”

SOLICITANTE:

ING. ROBERTO CARLOS BAUTISTA PINO

EMPRESA CONSULTORA RESPONSABLE:

INDUCONS E.I.R.L.

UBICACIÓN:

LUGAR : COISHCO

DISTRITO : COISHCO

PROVINCIA : DEL SANTA

REGION : ANCASH

COISHCO, MAYO 2009

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONCON FINES DE CIMENTACION

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONCON FINES DE CIMENTACION

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO:

“MEJORAMIENTO DE LA I.E. Nº 44088 DE LA LOCALIDAD DE

COISHCO DISTRITO DE COISHCO - SANTA - ANCASH”“

I. INTRODUCCIÓN

Con la finalidad de mejorar la deteriorada infraestructura de la

institución educativa Nº 44088 de la localidad de Coishco, el que

por la antigüedad de la infraestructura existente y la densidad de

la población educativa que causa el hacinamiento pone en riesgo

la vida de los educandos de la institución educativa, es por lo que

el Municipio Distrital de Coishco por medio de la gerencia de

obras, ha iniciado la construcción del proyecto denominado:

“MEJORAMIENTO DE LA I.E. Nº 44088 DE LA LOCALIDAD DE

COISHCO DISTRITO DE COISHCO - SANTA - ANCASH”.

Atendiendo lo solicitado se ha procedido ha realizar el presente

estudio de Mecánica de Suelos a fin de proporcionar los datos

sobre las características Físico-Mecánicas del suelo que sirvan

para los diseños de la cimentación de dicha obra.

II. SITUACIÓN ACTUAL

Atendiendo lo solicitado la Municipalidad Distrital de Coishco, el

Equipo de Mecánica de Suelos se constituyó al lugar de obra

verificando que existían estructuras existentes en estado precario

y que estaban siendo usadas por los educandos. Por lo que se

procedió a realizar los trabajos de excavación de calicatas.

III. OBJETIVO

El presente estudio de suelos tiene como objetivo principal

proporcionar la información técnica necesaria sobre las

propiedades físicas y mecánicas del subsuelo donde se

desarrollará la obra: “MEJORAMIENTO DE LA I.E. Nº 44088 DE LA

LOCALIDAD DE COISHCO DISTRITO DE COISHCO - SANTA -

ANCASH”".

El estudio fue realizado por medio de trabajos de exploración de

campo y ensayos de laboratorio, necesarios para definir el perfil

estratigráfico del área en estudio, así como sus propiedades de

esfuerzo y deformación, proporcionando las recomendaciones

necesarias.

Para alcanzar el objetivo principal, previamente se requiere lograr

los siguientes objetivos secundarios:

Realización de los ensayos estándares de laboratorio de mecánica de suelos y ensayos especiales.

Interpretación de los resultados de las investigaciones geotécnicas de campo y los ensayos de laboratorio.

Elaboración de los perfiles geotécnicos del área del estudio.

IV. MARCO LEGAL

El presente estudio de Mecánica de Suelos con fines de

verificación de capacidad portante se encuentra enmarcado

dentro de la Norma E-050 sobre Estudio de Suelos y

Cimentaciones, la cual forma parte del Reglamento Nacional de

Edificaciones.

V. UBICACIÓN DEL PROYECTO

El presente proyecto se encuentra ubicado en el distrito de

Coishco al nor-este de Chimbote, Provincia del Santa, Región

Ancash.

5.1. LOCALIZACIÓN:

Región : Ancash

Provincia : Del Santa

Distrito : Coishco

Localidad : Coishco

5.2. VÍAS DE ACCESO:

Para trasladarse al centro poblado de de coishco se tiene que

abordar las líneas de transporte urbano con destino a este populoso

barrio.

5.3. CLIMA Y TEMPERATURA:

La localidad del Coishco tiene un clima costero, de tipo desértico

con pocas precipitaciones, con variaciones de acuerdo al cambio de

estaciones, la temperatura varía desde los 30 °C hasta los 12 °C,

teniendo una temperatura promedio de 23 °C,

VI. GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGIA Y VULNERABILIDAD SISMICA

DEL ÁREA DE ESTUDIO

6.1. GEOMORFOLOGÍA

El área de estudio esta enmarcada en la unidad geográfica de la

costa, el Distrito de Coishco está enmarcada dentro de las

siguientes geomorfologías:

- Unidad dunas- Unidad Colinas

a) Unidad Dunas

Son depósitos eólicos ubicados en la margen derecha aguas

arriba, del río Santa tienen un espesor de 3 m a 5 m

aproximadamente.

b) Unidad Colinas

Es parte de la vertiente andina, constituida de rocas graníticas

cubiertas superficialmente con arenas eólicas, formando colinas

suaves y onduladas cuyas pendientes varían de 3º a 10º, como se

observa en los alrededores. En esta unidad se aprecian depósitos

coluviales y proluviales, de granulometría heterométrica.

6.2. GEOLOGIA LOCAL:

a) Basamento rocoso.

Se encuentra constituido por granito y grano diorita, ubicados en

las colinas bajas y medias, cubiertas por depósitos eólicos.

Estas rocas pertenecen al Batolito de la Costa y corresponden a

cuerpos ígneos que gradan de granitos a granodioritas.

Las rocas son de color gris oscuro, de textura granular de grano

medio a grueso, en las diaclasas tienen tonalidad rojiza y están

meteorizadas. No obstante, existe la tendencia a disminuir el

grado de meteorización y mejorar sus propiedades físico-

mecánicas en profundidad.

b) Cuaternario.

Depósitos fluvio-aluviales

Se encuentran en ambas márgenes del cauce del río Santa

predominantemente en la parte baja del valle.

En estos depósitos se observan huellas de inundaciones

recientes, donde los suelos arcillosos y limosos colmatados

presentan actualmente grietas de desecación.

Depósitos de arenas eólicas (Dunas y faldas de los cerros

aledaños)

Se han formado en la margen derecha del río Santa, dentro del

gran abanico aluvial. Las dunas son de forma alargada y están

ubicados paralelos al cauce del río Santa, con un espesor

aproximado de 10 m a 15 m

6.3. SISMICIDAD.

Respecto a este fenómeno lo que se puede anotar es que la zona

en estudio se encuentra dentro de la región de mas alta

Sísmicidad en el Perú en la Zona III cuyo factor es Z = 0.4 , el cual

se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una

probabilidad del 10% a ser excedida en 50 años.

Los sismos en el área de estudio presentan el mismo patrón

general de distribución espacial que el resto del territorio peruano;

caracterizado por la concentración de la actividad sísmica en el

litoral, paralelo a la costa, por la subducción de la Placa de Nazca.

Los sismos de mayores intensidades registrados en el área de

influencia del estudio son:

- Sismo del 24 de mayo de 1940, que afectó las localidades de la

costa central, norte y sur del Perú, alcanzando intensidades

máximas de VII y VIII en la escala de Mercalli Modificada (MM).

- Sismo del 10 de noviembre de 1946, que afectó al Departamento

de Ancash, alcanzando una intensidad máxima de VII MM.

- Sismo del 18 de febrero de 1956, con intensidad promedio de VIII

MM, afectando el Callejón de Huaylas.

- Sismo del 17 de octubre de 1966, con intensidades máximas

entre VII y VIII MM, afectando las localidades de Lima, Casma y

Chimbote.

- Sismo del 31 de mayo de 1970, que ha sido un terremoto

catastrófico en las localidades de Chimbote y Huaraz, alcanzando

intensidades máximas de VIII MM.

- Sismo del 21 de agosto de 1985, que afectó las ciudades de

Chimbote y Chiclayo, alcanzando una intensidad promedio de V

MM.

- Sismo del 10 de octubre de 1987, con intensidades máximas de

IV y V MM, sentido en las ciudades de Chimbote y Santiago de

Chuco.

- Sismo del 23 de Junio del 2001, con intensidades máximas de VIII

MM, sentido en las ciudades de Nazca, Ica. Arequipa y Tacna.

- Sismo del 15 de Agosto del 2007, con intensidades máximas de

VII y VIII MM, sentido en las ciudades de Ica y Lima.

El análisis de los sismos registrados nos permite aseverar que los

sismos más destructivos alcanzaron intensidades de VIII MM, los

mismos que se caracterizaron por ser de tipo intermedios y

profundos. La información histórica e instrumental no ha registrado

sismos de tipo superficial en las inmediaciones del área de estudio.

Considerando lo expuesto se recomienda tomar un sismo base

de diseño de VIII MM y adoptar aceleraciones sísmicas entre

0.15g a 0.30g. Esta información servirá para la aplicación de

criterios sismorresistentes en el diseño.

a) Terrenos Colindantes.- Adyacentes al terreno se encuentran

viviendas y construcciones de la población.

VII. EXPLORACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO:

7.1. EXPLORACIÓN DE CAMPO.-

La exploración de campo se efectuó con la ayuda de los planos

respectivos de distribución general realizándose lo siguiente:

a) Sondaje con DPL

Penetrómetro dinámico ligero de punta cónica (DPL), consiste en

introducir una sonda en el suelo empleado un martinete de 10 kg,

con una altura de 50 cm, registrando la resistencia a la

penetración cada 10 cm (Normas PNTP 339.159, DIN 4020). Se

realizó un ensayo DPL de hasta 2.80m de profundidad.

b) Calicatas

Con la finalidad de definir el perfil estratigráfico en la obra, se

realizaron 03 pozos calicatas de 1.10 a 1.55 m. de profundidad

en promedio conforme a la norma ASTM D–420

c) Muestreo Disturbado

Se tomaron muestras disturbadas de cada uno de los tipos de

suelos encontrados, en cantidad suficiente como para realizar los

ensayos de clasificación e identificación de suelos.

d) Registro de Sondaje y Excavaciones

Paralelamente al avance de los sondajes y excavaciones de las

calicatas, se realizó el registro de excavación vía clasificación

manual visual según ASTM D2488, descubriéndose las principales

características de los suelos encontrados tales como: espesor,

tipo de suelo, color, plasticidad, humedad, compacidad, etc.

7.2. ENSAYOS DE LABORATORIO.-

Los ensayos de laboratorio realizados fueron conforme a las

normas establecidas. Entre los cuales podemos mencionar los

siguientes:

Análisis Granulométrico. ASTM D 422

Contenidos de Humedad. ASTM D 2216

Limites de Consistencia. ASTM D 4318

Densidades Máximas Y Mínimas. ASTM D 4253

Clasificación de los suelos SUCS, ASTM D 2487

Peso Volumétrico. ASTM D 4254

Descripción visual de los suelos ASTM D 2487

Se adjunta en el anexo los diferentes perfiles estratigráficos y

descripciones del suelo de la calicatas.

7.3. NIVELES DE NAPA FREÁTICA

La napa freática no ha sido localizada, pudiendo esta condición

variar en épocas del fenómeno del niño.

VIII. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN

Del análisis del perfil del suelos durante la excavación de las

calicatas se ha encontrado que iniciando a partir de 0.00 m (nivel

de rasante) y hasta -0.30 metros de profundidad se presenta

restos de desmonte conformado por restos orgánicos como

restos mezclados con arena. Posteriormente a este estrato se

encuentra arena fina tipo duna en estado semicompacto, estos

suelos encontrados en estado semícompacto han sido clasificados

de acuerdo a su Compacidad Relativa y a partir de la profundidad

de -1.20 metros, le corresponde CR=94.81% correspondiéndole

un Angulo de fricción interna de Ø = 39.76°.

El suelo se encuentra conformado por arena gruesa mal

graduadas, correspondiéndole una denominación SP, de acuerdo

a la clasificación SUCS y A2-4(0) de a cuerdo a la clasificación

AASHTO.

8.1 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE

CALICATA Nº 01

Cr = (Ydnat-Ydmin)/( Ydmax-Ydmin) x (Ydmax/Ydnat)x100

Ydnat = 1.65 gr/cm³Ydmin = 1.05 gr/cm³

Ydmax = 1.66 gr/cm³

Cr = 98.41 %

= 25 + 0.15 Cr = 39.76 º

qad = 1/F.S( g.Df.N´q + 0.5.g.B.N´y )

qad = Capacidad admisible de carga límite en Kg/cm².g = Peso volumétrico del suelo en Kg/cm3.Df = Profundidad de desplante de la cimentación en centímetros (mínimo).B = Ancho de la zapata cuadrada, o dimensión menor de la zapata rectangular en centímetros (mínimo).N'q= Coeficiente de capacidad de carga relativo a la sobrecarga, por corte localN'y= Coeficiente de capacidad de carga relativo al peso volumétrico del suelo, por corte localF.S = Factor de Seguridad

DATOS:

g = 1.65 gr/cm³Df = 120 cm.B = 60 cm.N'q= 20.06N'y= 16.69N'c= 34.34c = 0.0025 kg/cm2F.S = 3

qad = 1/F.S(c.N'c+ g.Df.N´q + 0.5.g.B.N´y )

qad = 1.627 kg/cm2

c

cad F

qq

d≥2B

B

Capacidad Admisible de Carga por Limitacion de Esfuerzo Cortante para Zapata Rectangular (Cimientos Corridos)

8.2. EFECTO DE SISMO

De acuerdo a los antecedentes de sismicidad del área de estudio,

sé recomienda utilizar los siguientes factores sísmicos

Aceleración (a) = 0.15 a 0.20 m/s²

Factor de suelo (s) = 1.20

Factor de zona (z) = 0.4 g (zona 3)

Período predominante de vibración del suelo (Ts) = 0.60

IX. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESBasándose en los trabajos de campo y ensayos de laboratorio

realizados, así como el análisis efectuado, se puede concluir lo

siguiente:

En la calicata C-01:

Durante la excavación se apreció que el suelo está formado por

04 (cuatro) estratos bien definidos. El primero un estrato

superficial de material suelto conformado por arena fina color

beige claro y contaminado con restos orgánicos como restos de

construcción y restos de raíces y vegetales muertos en un

espesor promedio de 0.30 m. Seguidamente de 03 (tres) estratos

con una clara diferencia en el color aunque no en sus propiedades

físico mecánicas pues los tres estratos posteriores encajan el la

clasificación SP nomenclatura otorgada a las arenas mal

graduadas que contienen partículas de grano medio a grueso. Los

estratos se hallan en estado semicompacto.

Utilizando los el Método de Terzagui para el cálculo de capacidad

portante se determinó valores iguales a Q ad = 1.627 Kg / cm 2

a la profundidad de h = - 1.20 m.

En la calicata C-02:

Al igual que la calicata C-01 durante la excavación se encontró 04

(cuatro) estratos. El primero un estrato superficial de material

suelto conformado por arena fina color beige claro y contaminado

con restos orgánicos como restos de construcción y restos de

raíces y vegetales muertos en un espesor promedio de 0.30 m.

Seguidamente de 02 (dos) estratos posteriores encajan en la

clasificación SP nomenclatura otorgada a las arenas mal

graduadas que contienen partículas de arena fina, pero

intermedio a estos estratos se ubica otro formado por arena

limosa mal graduada de plasticidad nula.

Durante la prueba con equipo DPL se determinó la capacidad portante Q ad = 1.019 Kg / cm 2 a la profundidad de h = - 1.30 m. según el DPL Nº 01.Haciendo una comparación entre ambos ensayos, el ensayo capacidad admisible por el método de Terzagui y ensayo DPL se ha considerado tomar como carga de diseño a la carga más desfavorable.

Q ad = 1.019Kg / cm 2 que es la correspondiente a lo hallado por el método DPL.De la inspección de campo se da la siguiente alternativa de cimentación:

Se recomienda al proyectista realizar el metrado cargas teniendo en cuenta el efecto sísmico y la proyección de niveles de la estructura a construir.

Se recomienda que la profundidad de cimentación mínima de la estructura principal debe ser igual a -1.00 metros, medido desde la cota más baja del terreno natural.Para definir el tipo de cimentación se recomienda tener en cuenta las tablas anexas, donde se presentan los valores de capacidad portante del terreno a distintas profundidades tanto por el Método de Terzagüi como por el Ensayo DPL.Asimismo se recomienda realizar un solado de 0.12 m. de espesor mínimo sobre el cual descanse la cimentación.Se debe tomar las previsiones del caso para evitar desmoronamientos en las paredes de la excavación debido a que el suelo es susceptible a perder la humedad natural rápidamente.Es imperativo no realizar ninguna cimentación sobre el estrato que presente restos orgánicos como raíces y es recomendable siempre llegar al terreno natural materia de estudio.

El concreto a utilizar deberá ser preparado con cemento Pórtland Tipo MS, con la resistencia prevista por el proyectista.

Finalmente se acompaña perfiles del suelo, y vistas fotográficas de ensayos de campo que amplia el presente informe de verificación del suelo para cimentación exclusivamente para el proyecto.

X. PANEL FOTOGRAFICO

Se observa la vista panorámica donde se ha realizadola excavación de la C-01

Se observa la profundidad de la calicata C-01 y al técnico realizando la inspección de los estratos

Se observa el proceso de toma de muestra del suelo no disturbado

Se observa la profundidad de de la calicata C-02

Se observa la excavación de la calicata C-03

Se observa al equipo de recuperación de varillas luego de la inspección con equipo DPL