mecnica de suelos sondajes cur

7/23/2019 Mecnica de Suelos Sondajes CUR

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Estudio de Mecánica de Suelos Rev.1Conexión Lautaro-Villouta-Argomedo

Curicó – Región del Maule

INGEXA LTDA. Página 1Servicios para la Ingeniería de Puentes

ESTUDIO CONSTRUCCIÓN CONEXIÓN

LAUTARO – VILLOTA – ARGOMEDO

CURICÓ - REGIÓN DEL MAULE

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

Rev. N° 1

MANDANTE

CONSULTORA

Fecha

26 Julio de 2010






INDICE GENERAL

1

2

2.1

2.2

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.3.1

2.2.4

2.3

2.4

2.5

3

4

4.1

4.1.1

4.2

4.3

4.3.1

4.3.24.3.3

4.4

INTRODUCCION………………………………………………………..

CARACTERIZACION DEL SUB-SUELO…………………………….

Estratigrafía de diseño…………………………………………………

Fundaciones………………………………………………...………….

Tipo de Fundación y Nivel de Apoyo…………………….………...

Capacidad de Soporte Admisible……..…………………………….

Análisis por Asentamiento………………………………………..….

Asentamiento Instantáneo…………………………………………...

Resumen de las Características de Fundación………….............

Coeficiente de Balasto……………………………………….............

Clasificación Sísmica del Sub-suelo…………………………….....

Empujes de Tierra…………………………………………………..…

ESPECIFICACIONES GENERALES…………………......................

ANEXO INFORME DE SONDAJES Y LABORATORIO…………....

Antecedentes Preliminares………………………………………........

Generalidades……………………………………………………………

Metodología………………………………………………………………

Sondajes Geotécnicos………………………………………………….

Estratigrafía……………………………………………………………….

Fotos Cajas Testigos Sondaje N° 1………………………….……… Fotos Punto Sondaje N° 1……………………………………………..

Laboratorio de Mecánica de Suelos (Clasificaciones)……………

3

4

4

5

5

6

7

7

8

9

9

9

11

12

12

12

13

14

14

1517

18






1. INTRODUCCIÓN

Por solicitud del Sr. Héctor Díaz Cortés de la Empresa Solutiva Consultores Ltda., se

nos encargó, el presente Estudio de Mecánica de Suelos, cuyo objetivo principal es

la caracterización del suelo de fundación para la Construcción de la Conexión

Lautaro – Villota – Argomedo, localizada en la ciudad de Curicó, Región del Maule.

La estructura corresponde a un paso a desnivel estanco constituido por muros de

pared moldeada y muros cantiléver.

La campaña de exploración consistió en un sondaje de 25,45m de profundidad,

ejecutado por la Empresa Ingexa Ltda., localizado en el sector Nor-Poniente de la

Av. Lautaro con Argomedo.

Los ensayos de laboratorio practicados a las muestras extraídas en los sondajes

fueron realizados por el Laboratorio de Ensayos de la Empresa Ingexa Ltda.

Las coordenadas UTM de localización del sondaje, en sistema WGS-84 son:

Sondaje N° Norte Este

1 6125982.390 295011.240






2. CARACTERIZACIÓN DEL SUB-SUELO

2.1 Estratigrafía de Diseño

A continuación, se presenta el análisis estratigráfico de la prospección realizada para

las estructuras a Proyectar:

So ndaje N°1:

Horizonte

N° Profundidad (m)

Espesor

(m) DESCRIPCIÓN DEL SUELO

1 0,00 - 4,45 4,45

Arena arcillosa de color café, humedad

media, plasticidad media, compacidad

media. Presenta gravas aisladas.

2 4,45 - 8,45 5,00

Bolones con grava arenosa de color

gris, humedad media a saturada en

profundidad, sin plasticidad,

compacidad muy densa. Tamaño

máximo mayor a 6”.

3 8,45 – 18,45 10,00

Arcilla arenosa de color café, saturada,

plasticidad media, consistencia dura.

Presenta gravas aisladas.

4 18,45 – 19,45 1,00Grava arcillosa de color café, saturada,

sin plasticidad, compacidad densa.

5 19,45 – 25,45 6,00

Bolones con grava arenosa de colorgris, saturada, sin plasticidad,

compacidad muy densa. Tamaño

máximo mayor a 6”.

El nivel freático se detecto a los 4,7m de profundidad.






2.2 Fundaciones

2.2.1 Tipo de Fundación y Nivel de Apoyo

Estudiando la estratigrafía de diseño, el estrato de fundación para los muros de

pared moldeada, corresponderá al horizonte 5, constituido por bolones con grava

arenosa de compacidad muy densa, el cual se detectó a 19,5m de profundidad.

El sello de fundación para los muros de pared moldeada, será a los 20m de

profundidad medidos desde el nivel del terreno natural y condicionado a apoyarsesobre el estrato bolones con grava arenosa de compacidad muy densa y penetrando

0,5m en dicho material.

Los resultados de los ensayos in-situ y de laboratorio, permiten definir las siguientes

propiedades geotécnicas para los suelos de fundación:

HorizonteN°

Prof. (m) DESCRIPCIÓNDEL SUELO

w

(kgf/m³)(°) c

(kgf/cm²)E

(kgf/cm²)

10,00 -

4,45

Arena arcillosa

de compacidad

media.

1.850 33 0 250 0,3

24,45 -

8,45

Bolones con

grava arenosa

de compacidad

muy densa.

2.300 44 0 1000 0,3

38,45 –

18,45

Arcilla arenosa

consistencia

dura.

2.000 0 2 250 0,3

418,45 –

19,45

Grava arcillosa

de compacidad

densa.

2.200 40 0 550 0,3






519,45 –

25,45

Bolones con

grava arenosa

de compacidad

muy densa.

2.300 44 0 1000 0,3

2.2.2 Capacidad de Soporte Admisible

Se utilizará la teoría de capacidad de carga propuesta por Terzaghi (1943) para el

caso de falla de corte por punzonamiento, la ecuación se expresa así:

qu = 2/3c´Nc + qN´q + 1/2 ΒΝ´

Zapata Corrida

en donde:

qu: Capacidad de carga última

c: Cohesión

q: Sobrecarga equivalente efectiva

: Peso unitario

D: Profundidad del sello de fundación

B: Ancho de la zapata corrida

N´c, N´q, N´: Factores de capacidad de soporte adimensionales modificados en

función del ángulo de fricción; según Terzaghi (1943).

Considerando un factor de seguridad de 3.0 para el caso estático y de 2.0 para el

caso sísmico, las tensiones admisibles del suelo de fundación se expresan así:

q admisible = q último / 3 (Caso estático)

q admisible = q último / 2 (Caso sísmico)






2.2.3 Análisis por asentamiento

2.2.3.1 Asentamiento Instantáneo

El asentamiento instantáneo de una fundación, está dado por:

Centro de la Cimentación

Esquina de la Cimentación

En donde αr es un factor adimensional en función de L/B, que para zapatas corridas

corresponde a 2,1.






2.2.4 Resumen de las Características de Fundación

Reemplazando en las ecuaciones descritas anteriormente, y conciliando entre los

criterios de capacidad de carga y asentamiento máximo permitido (<0,025), las

tensiones recomendadas de diseño para los suelos de fundación son:

Hori-

zonte

N°

Prof. (m)DESCRIPCIÓN

DEL SUELO

Qadmisible

Estático

(kgf/cm2)

Qadmisible

Sísmico

(kgf/cm2)

Coeficiente de

Balasto K

(kgf/cm³)

1 0,00 - 4,45

Arena arcillosa

de compacidad

media.

1,0 1,5 3,4

2 4,45 - 8,45

Bolones con

grava arenosa

de compacidad

muy densa.

5,0 7,5 13,7

3 8,45 – 18,45 Arcilla arenosaconsistencia

dura.

1,5 2,2 3,4

4 18,45 – 19,45

Grava arcillosa

de compacidad

densa.

4,0 6,0 7,6

5 19,45 – 25,45

Bolones con

grava arenosa

de compacidadmuy densa.

5,0 7,5 13,7

En ancho B, mínimo recomendado para los muros de pared moldeada será de

0,8m.






2.3 Coeficiente de Balasto

Según Vesic (1961) se puede estimar la reacción del subsuelo, mediante la siguiente

ecuación:

K = Es / B (1 -s

2)

2.4 Clasificación sísmica del subsuelo

Para el subsuelo de apoyo de los muros de pared moldeada emplazados en el

sector en estudio correspondiente a Bolones con grava arenosa de compacidad muydensa, su clasificación sísmica corresponde a un suelo tipo II ubicado en la zona

sísmica 2 según la norma NCh433 y el Vol. 3 del Manual de Carreteras. Para los

muros cantiléver que se apoyen el horizonte N°1 considerar suelo tipo III.

2.5 Empujes de tierra

El relleno que se coloque en el muro de contención (cantiléver), deberá ser

compactado al 95% de Proctor Modificado como mínimo. Los parámetros

geotécnicos para el relleno granular compactado son:

La componente sísmica del empuje se evaluará con la expresión de Mononobe y

Okabe utilizando un peso unitario del relleno compactado igual a 2,2 ton/m3, un

ángulo de fricción = 42°, cohesión c = 0 y un coeficiente sísmico Cs = 0,2. Esta

componente sísmica se distribuirá como triángulo invertido.






Además se considerarán los siguientes parámetros:

Angulo de roce en el plano vertical que pasa

por el extremo de la zarpa trasera.

= 21°

Peso unitario del relleno compactado sobre

la zarpa trasera.

= 2.2 t/m

Coeficiente sísmico en el relleno compactado

sobre la zarpa trasera.

Cs = 0,2

Angulo de roce en el sello de fundación del

muro.

b = 40°

Área en compresión a nivel de sello de

fundación del muro.

80% mín.

Factor de seguridad estático al volcamiento

y deslizamiento.

1,5

Factor de seguridad sísmico al

deslizamiento.

FSSD 1.10

Factor de seguridad sísmico al volcamiento,

FSSV.

FSSV 1.15 FSSD

Coeficiente de empuje activo:

K a = tang2 (45 - /2) = 0,20

Coeficiente de empuje lateral pasivo:

K p = tang

2

(45 + /2) = 5,04Coeficiente de empuje lateral en reposo:

K o = 1 – sen = 0,33






3. ESPECIFICACIONES GENERALES

Los sellos de fundación de las excavaciones, deberán ser recepcionados por un

Mecánico de Suelos. Además, si se considera técnicamente necesario, se podrá

exigir la profundización local o total de los sellos de fundación.

Se deberán tener en cuenta todas las recomendaciones de la norma Chilena NCh

349 Of.99, en referencia a la seguridad en las excavaciones.

____________________________ MICHEL KURE BERNAL

INGENIERO CIVIL






4. ANEXO INFORME DE SONDAJES Y LABORATORIO

4.1 Antecedentes Preliminares

4.1.1 Generalidades

Los trabajos desarrollados en terreno por Ingexa a solicitud de Solutiva Consultores,

consistió en 1 sondajes geotécnicos con recuperación de testigos, para la siguiente

estructura:

- Conexión Lautaro – Villota – Argomedo

Sondaje N° 1 en la ubicación sector Nor-Poniente de la Av. Lautaro con Argomedo.

Todos los trabajos contaron con la supervisión en terreno por parte de Ingexa de las

siguientes personas:

Jefe de Proyecto - Ingeniero Civil- Nelson san Martín.Ingeniero de Terreno - Ingeniero Civil - Christian San Martín.

Ingeniero Geotécnico – Ingeniero Civil – Michel Kure.

Operador de Sonda – Víctor Casanova.

Los trabajos de terreno fueron desarrollados entre los días:

- 13 hasta el 18 de Junio de 2010.






4.2 Metodología

Procedimiento de Trabajo de Sondajes con Recuperación de Testigos

A. Diamantina

La extracción de muestras mediante perforación con diamantina, se efectúo

utilizando diámetro de barras HQ, con triple tubo (HQ3), una máquina de sondajes

Joy 54, con capacidad para operar con un chuck hidráulico barras diámetro HQ, ésta

máquina cuenta con un motor diesel de 120 HP.

Para efectos de evitar derrumbes en los sondajes, se recubrieron los pozos con

barras diámetro HW, utilizando lodos de perforación de poliacramida.

La bomba de lodo utilizada corresponde al modelo 535.

Para seguridad de las operaciones, éstas se realizaron con la sonda ubicada sobre

el camión, manipulando la máquina, bomba, torre con una grúa hidráulica modelo

Hiab 140.

B. SPT

Las muestras de los estratos de suelo fino, se extraen mediante el ensaye SPT

cada un metro, realizando golpes de cuchara durante 45 cm., limpiando

posteriormente con diamantina diámetro HQ los 55 cm siguientes, hasta completar

el metro, el diámetro utilizado para el ensaye corresponde a barras AW.

C. Almacenamiento y trasporte de muestras

Todas las muestras extraídas fueron colocadas en cajas de madera de 1m x 0,45 m.,

envueltas en bolsas plásticas con su respectiva identificación de sondaje y cota demuestreo correspondiente, posteriormente se cerraron las cajas y se enviaron a

laboratorio de Ingexa Ltda.

D. Ensaye de Muestras de Sondajes

A solicitud de la Empresa Mandante, las muestras de sondajes, fueron estregadas al

laboratorio de mecánica de suelos de Ingexa Ltda.






4.3 Sondajes Geotécnicos

4.3.1 Estratigrafía






4.3.2 Fotos Cajas Testigos Sondaje N° 1

FOTO 1/4

SONDAJE 1/1 - CAJA 1/4 PROFUNDIDAD 00.00 A 8.45 Metros

Nota Foto 1/4: En la Foto donde dice Profundidad 0.00 al 7.75 debe decir Profundidad de 0.00 a 8.45

FOTO 2/4







FOTO 3/4


FOTO 4/4







4.3.3 Fotos Punto Sondaje N° 1

FOTO 1/2: PUNTO N° 1

FOTO 2/2: PUNTO N° 1






4.4 Laboratorio de Mecánica de Suelos (Clasificaciones)

Ensayo Correlativo N° 207

CLIENTE:DIRECCIÓN: , Concepción, Chile.

Fecha de Recepción de la Muestra: 19-06-2010Fecha de Ejecución del Ensayo: 21-06-2010

Muestra N°: 1 Sondaje N°: 1 Calicata N°:Cota Muestra (m): 0.00-4.45 Kilómetro N°: Método:

GRANULOMETRÍA>3"

3"2 1/2"

2"1 1/2"

1"3/4" 100%3/8" 96% # 4 91%

# 10 87%# 20 87%# 40 69%# 60 69%

FINOS # 200 29%

CONSTANTES FÍSICASUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) 12

SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80)

o Unit. Seco gd(kg/dm³)(AASHTO D:T233-02)

CONSTANTES HIDRICAS

LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) 20%

LIMITE PLÁSTICO WP(%) 16%

CE DE PLASTICIDAD IP(%) 4%

CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) SC-SMLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-2-4

ÍNDICE DE GRUPO 12

Observaciones:

CHRISTIAN SAN MARTÍNGERENTE TÉCNICOINGEXA LTDA.

ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Solutiva Consultores Ltda.Diagonal Pedro Aguirre Cerda Nº 1122, Piso 1, Oficina

ARENA LIMOARCILLOSA

TAMIZ G

R

A

V A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))









Muestra N°: 2 Sondaje N°: 1 Calicata N°:Cota Muestra (m): 4,45-8,45 Kilómetro N°: Método:

GRANULOMETRÍA>3" 45,41 3" 100%

2 1/2" 100%2" 94%1 1/2" 70%

1" 44%3/4" 27%3/8" 10% # 4 9%

# 10 9%# 20 9%# 40 2%# 60 2%

FINOS # 200 1%

CONSTANTES FÍSICAS

HUMEDAD NATURAL w(%) (NCh 1515.Of79) 20SG (PESO ESPECIFICO) (NCh 1532.Of80)


CONSTANTES HIDRICAS

LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) N.P.

LIMITE PLÁSTICO WP(%) N.P.

CE DE PLASTICIDAD IP(%) N.P.

CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) GWLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-1a

ÍNDICE DE GRUPO 0

Observaciones:




GRAVA BIEN GRADUADA

TAMIZ G

R

A

V

A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))










GRANULOMETRÍA>3"

3"

2 1/2"2"1 1/2" 100%

1" 97%3/4" 97%3/8" 87% # 4 83%

# 10 76%# 20 76%# 40 57%# 60 57%

FINOS # 200 27%

CONSTANTES FÍSICAS



CONSTANTES HIDRICAS




CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) SCLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-2-4

ÍNDICE DE GRUPO 44

Observaciones:




ARENA ARCILLOSA CON GRAVA

TAMIZ G

R

A

V

A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))










GRANULOMETRÍA>3"

3"

2 1/2"2"1 1/2"

1"3/4"3/8"# 4 100%

# 10 98%# 20 98%# 40 94%# 60 94%

FINOS # 200 64%

CONSTANTES FÍSICAS



CONSTANTES HIDRICAS




CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) CLLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-2-6

ÍNDICE DE GRUPO 135

Observaciones:




ARCILLA DE BAJA COMPRESIBILIDAD ARENOSA

TAMIZ G

R

A

V

A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))











2 1/2" 100%2" 100%1 1/2" 85%

1" 55%3/4" 40%3/8" 34% # 4 32%

# 10 30%# 20 30%# 40 24%# 60 24%

FINOS # 200 15%

CONSTANTES FÍSICAS



CONSTANTES HIDRICAS

LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79)

LIMITE PLÁSTICO WP(%)

CE DE PLASTICIDAD IP(%)

CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) GCLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-1a

ÍNDICE DE GRUPO 0

Observaciones:




GRAVA ARCILLOSA CON ARENA

TAMIZ G

R

A

V

A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))











2 1/2" 100%2" 87%1 1/2" 59%

1" 36%3/4" 24%3/8" 13% # 4 12%

# 10 12%# 20 12%# 40 5%# 60 5%

FINOS # 200 3%

CONSTANTES FÍSICAS



CONSTANTES HIDRICAS

LIMITE LIQUIDO WL(%) (NCh 1517/1.Of79) N.P.

LIMITE PLÁSTICO WP(%) N.P.

CE DE PLASTICIDAD IP(%) N.P.

CLASIFICACIÓN DE SUELOSLASIFICACIÓN U.S.C.S.(ASTM D.2488-2000) GWLASIFICACIÓN A.A.S.H.T.O A-1a

ÍNDICE DE GRUPO 0

Observaciones:




GRAVA BIEN GRADUADA

TAMIZ G

R

A

V

A

A

R

E

N

(NCh1517/2.Of79)

(M 145-91(2004))

mecnica de suelos sondajes cur

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