S. d e R.L. d e C. V. ESTUDIO GEOLOGICO - GEOTECNICO PLANTA POT. Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO - SERMUCAT O L A N C H O

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1 S. d e R.L. d e C. V. ESTUDIO GEOLOGICO - GEOTECNICO PLANTA POT. Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO - SERMUCAT O L A N C H O

2 INFORME GEOLOGICO GEOTECNICO PLANTA POTABILIZADORA Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO CATACAMAS Preparado para: SERMUCAT Bo. El Centro, Ave. Piedra Blanca, Catacamas, Olancho Tel MARZO 2013

3 CONTENIDO I. ANTECEDENTES UBICACIÓN DEL PROYECTO MAPA DE UBICACIÓN UBICACIÓN DE LOS SONDEOS INFORMACION GEOTECNICA II. GEOLOGIA GEOLOGIA DEPARTAMENTAL GEOLOGIA DEL CUADRANGULO DEL PROYECTO III. GEOTECNIA CAMPAÑA DE PROSPECCION DEL TERRENO METODOS DIRECTOS DE PROSPECCION DESCRIPCION DE LA PROSPECCION REALIZADA PERFIL GEOTECNICO IV. RESUMEN & ANEXOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES ANALISIS DE LABORATORIO FOTOGRAFIAS

4 I. ANTECEDENTES: : 1.1 UBICACIÓN E INFORMACION DEL PROYECTO En respuesta a las necesidades de consumo de agua potable la oficina de servicios municipales de Catacamas (SERMUCAT) diseño una planta potabilizadora y tanque de almacenamiento de aproximadamente 500, galones, para proveer el servicio a los ciudadanos de Catacamas. El proyecto está ubicado en la zona del Barrio Sunilapa, en la ciudad de Catacamas; Olancho. Los datos del sitio son los siguientes: Ubicación N 14 º W 85 º Área del predio (aprox.) M2 - Elevación msnm Topografía del predio IRREGULAR El sitio donde se construirá la Planta potabilizadora y tanque de almacenamiento será en el Bo. Sunilapa de la ciudad de Catacamas, accediendo al sitio a pie hacia la colina unos 300 metros. 1.2 MAPA DE UBICACION

5 1.3 UBICACIÓN DE LOS SONDEOS PLANTA POTABILIZADORA Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO X= Y= Z= Sondeo #2 Sondeo #1 Bo. SUNILAPA

6 1.4 INFORMACION GEOTECNICA Las propiedades del suelo de las rocas y los macizos rocosos, se cuantifican mediante parámetros geotécnicos, que se usan en los cálculos del proyecto. Estos se establecen a partir de los resultados de los ensayos de campo de laboratorio y otros datos de importancia. Los estudios geotécnicos son el resultado de los trabajos de inspección de un terreno, tanto in Situ como en laboratorio, cuyo objetivo es de conocer las características y el comportamiento del sub suelo afectado por una obra de ingeniería o arquitectura, con el fin de asegurar la viabilidad de un proyecto, mejorando los costos del mismo. Los terrenos suelen presentar una mayor deformabilidad y una menor resistencia que el resto de materiales que intervienen en la construcción de una edificación o cualquier tipo de estructura, por lo que debe proyectarse elementos de apoyo que sirvan como nexos entre la construcción y el terreno que va a sustentarla. Este tipo de nexos (Cimentaciones) se encarga de repartir las cargas transmitidas por la estructura al terreno, de modo que los incrementos de tención en el terreno no superen valores superiores a la resistencia del mismo o generen deformaciones no admisibles para la estructura. El informe Geológico Geotécnico es el documento que reúne la información sobre las características del terreno de cimentación, y debe ser correctamente interpretado para conocer el alcance y limitaciones del mismo con el objetivo de proyectar estructuras seguras y al mismo tiempo evitar un incremento innecesario del costo de la ejecución de las cimentaciones.

7 En el diseño de una cimentación adecuada, además de las características estructurales y de las tenciones generadas por el propio edificio, debe tenerse en cuenta los siguientes puntos: Naturaleza y estratigrafía del terreno. Características geomecánicas Situación del nivel freático Factores externos (Sismicidad) Todos estos apartados deben estar comprendidos en el pertinente estudio geotécnico.

8 Estudio Geológico Geotécnico (PLANTA POTABILIZADORA Y III.. G GEEO OLLO OG GIIA A 2.1 GEOLOGIA DEPARTAMENTAL En la zona del departamento de Intibucá se encuentra la formación geológica: Grupo Padre Miguel (Tpm) Terciario Matagalpa (Tm) Aluvión del Cuaternario (Qal) Grupo Yojoa (Ky) Esquistos Cacaguapa (Pzm)

9 2.2 GEOLOGIA DEL CUADRANGULO DEL EL PROYECTO En la zona de estudio se puede observar el predominio de suelos de origen volcánico del grupo Formación Matagalpa (Tm). Coladas de andesita y basalto con algunas coladas de dacitas y depósitos piroclásticos depositados localmente antes de la erupción principalmente de ignimbritas, pero las rocas volcánicas máficas predominaban. Generalmente, las coladas máficas consisten de grano grueso, textura granular a fenocristales de anfíbolas y feldespato cálcico o plagioclasas de color gris o castaño pálido. La formación ha sido intensamente alterada a clorita, sericita y epidota. Un diagnóstico de esta formación son los suelos arenosos de color castaño a beige. La edad de esta formación se establece entre el Cretácico superior de la Formación Rio Chiquito y Mioceno del Grupo Padre Miguel.

10 III II.. GEOTECNIA 3.1 CAMPAÑA DE PROSPECCION DEL TERRENO Los trabajos de investigación del sub suelo nos proporciona los datos necesarios para la caracterización estratigráfica e hidrogeológica del terreno (distribución de los diferentes niveles geotécnicos y posición del nivel freático), permiten la realización de ensayos In Situ y la obtención de muestras a partir de las cuales serán obtenidos los diferentes parámetros geotécnicos en laboratorio que serán empleados para el cálculo de la capacidad soportante. Es por tanto de gran importancia para el responsable del informe geotécnico conocer que métodos existen y sobre todo que tipo de información proporcionan, para poder escoger aquellos que más se adecuen al proyecto.

11 3.2 METODOS DIRECTOS DE PROSPECCION Calicatas o Pozos a Cielo Abierto: Las calicatas de reconocimiento son excavaciones que permiten la observación directa de la superficie y hasta una profundidad moderada del perfil geológico del terreno. Es un modo de acceso a tomas de muestras de los distintos niveles a investigar. El muestreo se realiza recogiendo el material acopiado de una determinada cota, en bolsas de distintos tamaños (Muestra alterada) para identificación en ensayos de laboratorio. Las calicatas se realizan con equipo mecánico o a mano. Es interesante indicar que este método de investigación deteriora el sustrato base de cimentación por lo que se recomienda evitar situarlo bajo puntos donde se proyecte apoyar zapatas o en cercanía de cimentaciones existentes para evitar problemas de estabilidad. Ensayos de penetración: Son ensayos que permiten medir la resistencia a la penetración de un elemento (Puntaza) que se introduce en el terreno por diferentes sistemas. En base al sistema de penetración se pueden diferenciar dos categorías de ensayos que son: Ensayos de Penetración Dinámica Ensayos de Penetración Estática La metodología utilizada en las prospecciones son los Ensayos de Penetración Dinámica entre ellos mencionaremos el siguiente:

12 Ensayo de Penetración Estándar (SPT): Se trata de un ensayo consistente en contar el número de golpes necesarios para hincar una puntaza normalizada 60 cm en el terreno. Se cuentan los golpes en intervalos de 15 cm contándose como resultado del ensayo la suma del segundo y tercer tramo. Cuando el número de golpes necesario para el hincado de los tramos es superior a 50 se da por terminado el ensayo. Indicándose una R y dando por resultado rechazo.

13 3.3 DESCRIPCION DE LA PROSPECCION REALIZADA ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR Sondeo #1 PROFUNDIDAD N GOLPES CAPACIDAD SOPORTANTE Kg/Cm 2* DESCRIPCION CALICATA > Rechazo Considerar valores iguales al estrato m m Ceniza volcánica de color gris claro con estratos delgados de rocas volcánicas de color café oscuro parecidos a una dacita alterada m Roca volcánica de color café oscuro (dacitas) son rocas de la formación Matagalpa (Tm). La roca es fracturada pero muy resistente a la erosión y es posible encontrar andesitas y basaltos. *Se utilizó un factor de seguridad de 2 en el cálculo de capacidad soportante

14 Sondeo #2 PROFUNDIDAD N GOLPES CAPACIDAD SOPORTANTE Kg/Cm 2 DESCRIPCION CALICATA m Ceniza volcánica de color gris claro con estratos delgados de rocas volcánicas de color café oscuro parecidos a una dacita alterada. > 2.15 Rechazo Considerar valores iguales al estrato m m Estrato de roca alterada con mucho óxido de hierro (hematita) de color ocre m Roca volcánica de color café oscuro (dacitas) son rocas de la formación Matagalpa (Tm). La roca es fracturada pero muy resistente a la erosión y es posible encontrar andesitas y basaltos. *Se utilizó un factor de seguridad de 2 en el cálculo de capacidad soportante

15 Sondeo #1 3.4 PERFIL GEOTECNICO ESPESOR DEL ESTRATO PERFIL DESCRIPCION CLASIFICACION (SUCS) Capacidad Soportante (qa) Kg./Cm Ceniza volcánica de color gris claro con estratos delgados de rocas volcánicas de color café oscuro parecidos a una dacita alterada. - Irrelevante Roca volcánica de color café oscuro (dacitas) son rocas de la formación Matagalpa (Tm). La roca es fracturada pero muy resistente a la erosión y es posible encontrar andesitas y basaltos. SM Sondeo #2 ESPESOR DEL ESTRATO PERFIL DESCRIPCION CLASIFICACION (SUCS) Capacidad Soportante (qa) Kg./Cm Ceniza volcánica de color gris claro con estratos delgados de rocas volcánicas de color café oscuro parecidos a una dacita alterada. Estrato de roca alterada con mucho óxido de hierro (hematita) de color ocre. Roca volcánica de color café oscuro (dacitas) son rocas de la formación Matagalpa (Tm). La roca es fracturada pero muy resistente a la erosión y es posible encontrar andesitas y basaltos. - Irrelevante SM 2.41 SM

16 RESUMEN & ANEXOS: : 4.1 CONCLUSIONES Con los resultados obtenidos de laboratorio y la información de campo alcanzada se concluye la siguiente información: La geología del lugar nos presenta: m.: Ceniza volcánica de color gris claro con estratos delgados de rocas volcánicas de color café oscuro parecidos a una dacita alterada. Es un estrato de roca meteorizada de la formación Matagalpa (Tm) m.: Estrato de roca alterada con mucho óxido de hierro (hematita) de color ocre m.: Roca volcánica de color café oscuro (dacitas) son rocas de la formación Matagalpa (Tm). La roca es fracturada pero muy resistente a la erosión y es posible encontrar andesitas y basaltos. El ángulo de resistencia a la fricción es de º y la cohesión de Kg/cm 2, para los sondeos 1 y 2. La porosidad máxima para las rocas ígneas es de 1 5%, no se encontró ningún contenido de cuarzo. La muestra extraída de la exploración no posee plasticidad. Con estas conclusiones se realizan las siguientes recomendaciones.

17 4.2 RECOMENDACIONES No se intercepto el nivel freático en las investigaciones realizadas. Al realizar un corte del terreno para construir el plantel del proyecto se deberá tener especial cuidado con la escorrentía de aguas pluviales en las laderas para evitar la erosión y debilitamiento de los taludes. En este caso se puede manejar un talud 1:2, siempre protegiendo la superficie del talud con alguna malla o geosintético, para evitar desprendimientos de rocas por gravedad. La cota de cimentación deberá ser revisada por el ingeniero estructural para evitar el arrancamiento y volteo de la estructura y especificar así una profundidad de cimentación que tome en cuenta esos factores, recomendamos manejar una profundidad de desplante de 1.50 metros. En caso de cimentar por debajo de la cota de exploración, se deberá diseñar cimientos superficiales anclados a la roca. La exploración realizada en el sitio tiene una profundidad máxima de 2.15 m. La capacidad soportante interceptada es de 2.91 Kg/Cm 2 a una profundidad de 1.50 m. Se utilizo un factor de seguridad de 2 (Fos = 2 determinación q a ). El Material es de consistencia dura y rocosa (considerar medios mecánicos para la excavación). El azar sísmico de esta zona anda alrededor de 0.12 g para un período de retorno de 100 años. Al necesitar realizar rellenos en corte se tendrá que acarrear material de otro sitio y realizarle un proctor ASTM T-99 (Proctor Estándar) compactación 100 %. Arq. Enrique A. Gómez López Grupo Hábitat CICH N CT/CS

18 Resumen Pruebas de Laboratorio Proyecto : PLANTA POTABILIZADORA Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO Estación Localización Profundidad perforada en general (m) X= , Y= , Z= 541 Catacamas, Olancho 2.15 Descripción Sondeo #1 Sondeo #2 Clasificación S.U.C.S. SM Nombre según clasificación: Material areno rocoso, finos no plasticos Análisis Mecánico % Que pasa tamiz 2" ½" " ¾" ½" ⅜" Nº Límite Líquido N.L N.L Indice de Plasticidad N.P N.P Nc Nq Nw % Humedad in situ (w%) Densidad. Hum. (g) (Kg/m 3 ) 1, , Densidad. Sec. (g) (Kg/m 3 ) 1, , Angulo de Fricción (f) Cohesión, c ( Kg/cm 2 ) Permeabilidad, k (cm/seg) Observaciones: En este analisis se representa el material que se extrajo de la perforacion en el sitio. Aprobó: Fecha: ARQ ENRIQUE A GOMEZ LOPEZ 26/03/2013

19 4.4 ANALISIS DE LABORATORIO Con los ensayos de laboratorio de suelo se van a perseguir los siguientes objetivos: Clasificar correctamente el suelo Identificar el estado en que se encuentra el suelo Evaluar sus propiedades mecánicas Prever posibles problemas geotécnicos Los ensayos de laboratorio plantean el inconveniente de que tenemos que suponer que la muestra que ensayamos es representativo del total de suelo, y que se encuentra todo el suelo en el mismo estado. Los ensayos los clasificamos de la siguiente forma: Ensayos de identificación Granulometría (Fina y Gruesa) Limites de Atterberg Densidad aparente Humedad Natural Ensayos Mecánicos Compresión simple (Roca) Corte directo

20 Análisis granulométrico de suelos por tamizado El análisis granulométrico tiene como objetivo determinar la proporción de las diferentes granulometrías que presenta un suelo, es decir, mediante este análisis sabemos que cantidad de suelo comprende cada intervalo granulométrico. Para realizar este ensayo tomamos la muestra inicial y la separamos en finos (los que pasan por el tamiz 2 y son retenidos por el tamiz 0.06) de los gruesos (los que son retenidos por el tamiz 2), y haremos el análisis de unos y otros por separado pero antes los lavaremos con agua por tal de eliminar las partículas más finas que pueden quedar enganchadas en la superficie de los granos. Después de haber lavado la muestra, tomamos los gruesos y los pasamos por los tamices dispuestos en serie, desde el tamiz número 5 hasta el tamiz número 0.25 y después pesamos y anotamos la cantidad de suelo retenido por cada tamiz. El tamizado se suele realizar con una tamizadora automática, que puede ser de diferentes modelos. Luego hacemos lo mismo con los finos pero esta vez con la serie que va del 2 hasta el Una vez conocemos la cantidad de suelo (en peso) que cae en cada intervalo granulométrico, es decir la cantidad de suelo retenida por cada tamiz, hacemos una gráfica donde representamos la cantidad de suelo respecto el tamaño de grano lo que nos dará una curva más o menos recta en función de las características del suelo. De esta forma suelos con curvas similares tendrán un comportamiento granulométrico similar.

21 Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad: Se entiende por límite líquido, la humedad que tiene un suelo amasado con agua y colocado en una cuchara de Casagrande cuando el surco realizado con un acanalador que divide esta masa en dos mitades se junta a lo largo de su fondo en una distancia de 13 mm después de haber dejado caer 25 veces la cuchara desde una altura de 10 mm con una cadencia de 2 golpes por segundo. Para realizar este ensayo usamos muestra de tamaño inferior al tamiz 0,5 (básicamente arcillas) y la amasamos usando espátulas, después llenamos la cuchara y le hacemos un surco con el acanalador normalizado. Una vez hemos hecho el surco vamos contando los golpes que le damos a la cuchara mediante la manivela y no paramos de dar golpes hasta que las dos mitades separadas por el surco se toquen, o que el número de golpes sea mayor de 40 (muestras casi secas). Este proceso lo repetiremos 3 veces, y en el primero deberemos obtener un valor de golpes cercano a 20, en el siguiente un valor cercano a 25, y en el último un valor alrededor de 30 golpes. Para cada cuchara llena tomaremos un poco de muestra y la introduciremos en una cápsula por tal de determinar su humedad. Después proyectamos en una gráfica el número de golpes respecto la humedad registrada cada vez y obtendremos una recta en cual interpolaremos los 25 golpes por tal de conocer el límite líquido. Para calcular el límite plástico usamos el resto de la masa que hemos utilizado para calcular el límite líquido y con esta haremos unos cuantos fideos de barro sobre un cristal esmerilado por tal de secarlos a medida que los vamos amasando. Cuando vemos que el barro de los fideos se empieza a agrietar querrá decir que el barro ya empieza a estar seco y situamos los fideos dentro de una cápsula con el fin de determinar más tarde su humedad. Después de haber llenado las tres cápsulas de esta manera y de haber calculado sus respectivas humedades hacemos la media aritmética de los tres valores y obtendremos el límite de plasticidad. El índice de plasticidad lo obtenemos haciendo la resta del límite líquido y del límite plástico.

22 Cálculo de la densidad aparente: Entendemos por densidad aparente la densidad de la muestra "in situ", es decir la densidad de la muestra en su lugar de origen, por tanto esta la hemos de calcular en muestras inalteradas. Para calcular la densidad aparente de una muestra primero la pesamos, a continuación la cubrimos con una capa de parafina sumergiéndola en una cazuela con parafina caliente por tal de impermeabilizarla. Una vez hemos impermeabilizado la muestra con la parafina caliente la volvemos a pesar y la diferencia de peso dividida por la densidad será el volumen que hemos añadido. Después tomamos la muestra parafinada y la pesamos con una balanza hidrostática lo que nos dará el volumen total de la muestra. Para conocer la densidad aparente dividimos el peso calculado al inicio por su volumen. Ensayo de Corte Directo: El ensayo de corte directo tiene como objetivo determinar la resistencia al esfuerzo cortante de una muestra, valor que entre otras cosas nos será muy útil para el cálculo de la estabilidad de taludes. La resistencia al esfuerzo cortante en el suelo se debe a dos componentes: la cohesión, aportada por la fracción fina del suelo y responsable a su vez del comportamiento plástico de este, y el rozamiento interno entre las partículas granulares. Hay que decir que la resistencia al esfuerzo cortante, en obras de tierras para carreteras se puede hallar de forma indirecta mediante otros ensayos como el del índice C.B.R, o también, aunque se realiza con menos frecuencia, mediante el ensayo de rotura a compresión simple.

23 El ensayo de corte directo se realiza sobre una muestra de suelo situada dentro de una caja de metal dividida en dos piezas: la mitad superior y la mitad inferior. Simultáneamente la muestra es sometida a una carga normal constante y a un esfuerzo lateral que se va incrementando de forma progresiva. Mientras realizamos el ensayo vamos tomando nota del esfuerzo aplicado y el desplazamiento producido entre los dos bloques, a partir de la cual podremos obtener la resistencia al corte de esa muestra para la carga

24 4.4 GLOSARIO GEOLOGICO GEOTECNICO GLOSARIO GEOLOGICO GEOTECNICO DE TERMINOS TECNICOS SUELOS: Formación natural en superficie de estructura muelle y de espesor variable resultante de la transformación de la roca madre subyacente bajo la acción de diversos procesos físicos, químicos o biológicos. ROCAS: Material solidificado de la corteza terrestre formado por la asociación de minerales cristalinos o amorfos que presenta caracteres homogéneos. MACIZO ROCOSO: Grupo de alturas o montañas constituidas por rocas antiguas rígidas. GEOLOGIA: GEOTECNIA: GEOMECANICA: NIVEL FREATICO: SISMICIDAD: Es una ciencia natural que describe la composición del planeta, su ubicación y actuación en el universo. Esta se aplica, entre otras cosas, a los yacimientos mineros, la explotación del petróleo, el desarrollo del agua, los estudios necesarios para apoyar la construcción, la generación de energía hidroeléctrica, etc. Rama de la geología que estudia el comportamiento de suelos bajo la intervención de cualquier tipo de obra civil. Su finalidad es la de proporcionar interacción suelo/obra en lo que se refiere a estabilidad, resistencia (vida útil compatible) y viabilidad económica. Características de los materiales que serán utilizados como base de contacto. Superficie que separa la zona del subsuelo inundada con agua subterránea de la zona en la que las grietas están rellenas de agua y aire. Estudio de la intensidad y frecuencia de los sismos en la superficie terrestre.

25 GRUPO FORMACION VALLE DE ANGELES: Se denomina así a los suelos de que se forman de manera residual. CONGLOMERADO: ROCAS SEDIMENTARIAS: ROCAS MAGMATICAS: ARENISCAS: LITOLOGIA: PIROCLASTICAS: ANDESITAS: PORFIRITICA: AFANITICO: GUIJARROS: CLASTOS: Roca sedimentaria clásica formada por detritos grandes o medianos, redondeados, de roca unidos por cementos calizos, silicios u otros y consolidados diagenéticamente. se originan por sedimentación de productos meteorizados y pueden formarse a partir de material clástico, de material orgánico o de precipitados químicos. los componentes se forman en sucesión regular por desmezcla (cristalización temprana), por diferenciación de cristalización (cristalización principal) y por separación de partes fácilmente volátiles (cristalización residual). Las rocas magmáticas pueden ser según su composición química Roca sedimentaria compuesta por partículas de tamaño arena, cementadas o consolidadas. Estudio de las rocas. Roca detrítica formada por acumulación de partículas sólidas expulsadas por un volcán, llamadas piroclástos. es una roca ígnea y volcánica, de composición intermedia y textura afanitica y porfiritica. Su composición mineral comprende generalmente cuarzo. Biotita, hornablenda y piroxeno Textura de roca ígnea en que una matriz engloba grandes cristales. Se aplica, sobre todo, a las rocas magmáticas que no presentan cristales reconocibles a simple vista, considerando aparte algunos individuos aislados; se habla así de masa o matriz afanitica de las rocas eruptivas vítreas y, a veces, incluso micro granulares. fragmentos redondeados, de más de 2 mm de diámetro Cuando una roca es atacada por la meteorización física o química se transforma en partículas de tamaños diverso denominadas clastos.

26 PROSPECCION: LITIFICACION: PULVERIZAR: BASALTOS: RIOLITA: METAMORFICA: Conjunto de trabajos en orden a la búsqueda de testigos o a la explotación de yacimientos de minerales. La prospección geofísica consiste esencialmente en la medición de constantes físicas (densidad, características magnéticas, rigidez) de las rocas del subsuelo. Va precedida de un estudio geológico encaminado a conocer datos relativos a la constitución estratigráfica y petrográfica del terreno y a conocer su tectónica. El último estadio lo constituye el sondeo mecánico. La litificación es el proceso de consolidación de un sedimento hasta convertirse en roca sólida. Transformar en polvo una cosa. roca (Ígnea) volcánica oscura muy pobre en cuarzo y con plagioclasas con más del 65% de anortita. Como lava de volcanes terciarios, forma domos, mantos y coladas; es característica la desintegración en forma de bastoncitos. Se encuentra mundialmente extendido. Roca ígnea intrusiva suelo que ha sufrido cambios en su estado natural debido al agua, aire y calor.

27 Estudio Geológico Geotécnico (PLANTA POTABILIZADORA Y 4.5 Vista Ensayo de Penetración SPT #1 Coordenadas geográficas FOTOGRAFIAS

28 Estudio Geológico Geotécnico (PLANTA POTABILIZADORA Y Vista Ensayo de Penetración SPT #2 Sonda de indicación de nivel freático

29 MAPA DE INCIDENCIA SISMICA Catacamas