Descripción del proyecto Propósito y Alcance. Ubicación del Sitio Topografía Estratigrafía del Sitio Parámetros Mecánicos

Transcripción

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2 Descripción del proyecto Propósito y Alcance Generalidades Exploración Niveles Freáticos Ensayos de Clasificación 05 Ubicación del Sitio Topografía Estratigrafía del Sitio Parámetros Mecánicos Criterio de Cimentación Cimentación de las Estructuras Capacidad de Carga Relleno y compactación Generalidades Relleno Estabilidad de taludes y Cortes Obras de Protección Curva de Capacidad Carga Admisible Ubicación de los Sondeos Registros de perforación Registros de laboratorio Ensayos de Clasificación

3 El presente reporte contiene el informe del estudio de suelos practicado en el terreno ubicado en el sector de Ninallacta, Av. Rumichaca, parroquia de Quitumbe, en la ciudad de Quito, provincia de Pichincha. El propósito de este estudio es explorar las condiciones del subsuelo, para determinar la capacidad de carga y características geotécnicas preliminares del terreno, para la factibilidad de diseño del plan masa de un proyecto de vivienda con interés social, consistente en varias estructuras de mediana altura, a ser construida en hormigón armado, por encargo de la Empresa Pública Nacional de Hábitat y Vivienda EP. El área del terreno destinado al proyecto es de metros cuadrados aproximadamente. Además, este reporte presenta las recomendaciones constructivas que garanticen la seguridad del proyecto. El terreno se localiza dentro de la zona urbana de la ciudad y cuenta con una infraestructura mínima en su interior. La topografía del sector es ligeramente plana. El área del terreno es igualmente plana, con pequeños desniveles relativos en su interior con relación a los frentes del terreno. Los niveles de cimentación recomendados están referenciados a los niveles actuales del terreno. La profundidad del estudio cubre la corteza superior del terreno únicamente debido a que la naturaleza del proyecto es también superficial. La profundidad del sondeo inicialmente propuesta fue de 7 metros, ya que las cimentaciones proyectadas serían del tipo directo y el rango de las presiones de influencia cubriría esta profundidad. Se realizó un sondeo, debido al carácter preliminar de este estudio, el cual deberá completarse antes o durante el diseño del plan. El sondeo identifica un perfil estratigráfico conformado por una capa superior, de limos arcillo arenosos de color negruzco, de baja plasticidad, húmedos y con estructura media a dura. Los limos son de carácter arcilloso y contienen porcentajes medios y altos de arenas de igual coloración, de grano medio a fino, de formas subredondeadas, bien gradadas, húmedas y con estructura media a densa. A partir de los tres metros la coloración de los limos se torna café clara y su estructura es dura. El espesor de este estrato es de cinco metros. Subyace una capa de arcillas arenosas de color café claro y café, de baja plasticidad, húmedas y su estructura es media. Las arcillas contienen porcentajes medios de arenas de igual color, de grano fino, de formas subredondeadas, bien gradadas, húmedas y con estructura media a densa. Contienen además pocas gravas de diámetros centimétricos, de formas subredondeadas, mal gradadas y con estructura densa. Los contenidos de humedad varían dentro de un rango considerado normal para este tipo de suelos y los niveles freáticos se encuentran presentes a profundidades someras, del orden de los dos metros desde la superficie actual del terreno. La superficie del terreno al momento del estudio, presenta una capa vegetal en la mayor parte del terreno y no contiene estructuras en su interior. Se reporta en este informe la capacidad de carga admisible para la profundidad de desplante propuesta y las recomendaciones para el diseño del plan masa y del probable tipo de cimentación de las estructuras proyectadas, de acuerdo a los niveles arquitectónicos presupuestos para el proyecto, y de otras obras complementarias.

4 Este constituye el primer estudio geotécnico contratado con el informante para este proyecto, con el objeto de evaluar las características físicas y mecánicas de los materiales superficiales en el sitio. El sondeo exploratorio se ubicó en el sector del terreno, donde se espera que se localicen las mayores cargas de las estructuras, con el propósito de tener una primera caracterización del subsuelo. Se proyecta diseñar un plan habitacional, de vivienda con interés social, con estructuras de poca y mediana altura, a construirse seguramente en hormigón armado. El área del terreno donde se implantará el proyecto es de metros cuadrados aproximadamente. La carga de columna máxima de las estructuras estimada es de 50 toneladas. El propósito de este estudio es obtener información suplementaria sobre las condiciones del subsuelo, estimar la capacidad de carga admisible del terreno, en el nivel de cimentación propuesto y presentar las recomendaciones pertinentes, para la construcción de la cimentación de las estructuras, y para las obras de protección correspondientes. La campaña de exploración en el sitio se la hizo en una sola fase. El estudio consistió en la realización de un pozo de perforación a percusión de penetración estándar SPT, de 7.45 metros de profundidad, según las recomendaciones de la norma ASTM D La perforación se identifica como PP-1. Estos trabajos se realizaron el día 11 de noviembre del Las bocas de las perforaciones hacen referencia a la cota correspondiente al nivel natural del terreno al momento de la exploración. El pozo fue realizado utilizando el equipo de penetración estándar recomendado para este propósito, sin revestimiento temporal en la parte superior del sondeo, debido a que los suelos en superficie fueron lo suficientemente resistentes al desmoronamiento. En el anexo se incluye un esquema con la ubicación del sondeo. Luego de realizado el sondeo se procedió a detectar la presencia de los niveles freáticos en el pozo y a medir su profundidad. Se realizaron varias mediciones hasta encontrar que las variaciones de profundidad son mínimas y estables. La siguiente tabla resume las profundidades de los niveles encontrados. Sin embargo estos valores pueden variar según la época climática de la zona.

5 PP El programa de ensayo de laboratorio estuvo dirigido a la clasificación de los materiales encontrados y a su descripción manual visual. Los resultados de estos ensayos se presentan tabulados en los registros de campo y forman parte del Anexo. Como parte de los ensayos rutinarios se midieron los contenidos de humedad (ASTM D2216) y se realizaron las pruebas de límites de plasticidad (ASTM D4318), en las muestras alteradas obtenidas de las perforaciones. Las características de distribución granulométrica (ASTM D422), se evaluaron mediante tamizado mecánico. Con estos resultados se procedió a clasificar a las muestras, de acuerdo al sistema unificado de clasificación de los suelos, SUCS. El sitio del proyecto se localiza en el sector de Ninallacta, Av. Rumichaca, parroquia de Quitumbe, en la ciudad de Quito, provincia de Pichincha. La topografía del sector está conformada por una zona ligeramente plana, con ligeras pendientes. La superficie del terreno a su vez se presenta también plana, con un ligero desnivel descendente, con relación al frente del mismo. La superficie del terreno destinada al proyecto tiene una forma triangular y el trazado de las calles es algo irregular. La estratigrafía de la corteza superficial examinada en este estudio, está conformada por una capa superior, de cinco metros de espesor, de limos arcillo arenosos de color negruzco, de baja plasticidad, húmedos y con estructura media a dura. Los limos son de carácter arcilloso y contienen porcentajes medios y altos de arenas de igual coloración, de grano medio a fino, de formas subredondeadas, bien gradadas, húmedas y con estructura media a densa. A partir de los tres metros la coloración de los limos se torna café clara y su estructura es dura. Subyace una capa de arcillas arenosas de color café claro y café, de baja plasticidad, húmedas y su estructura es media. Las arcillas contienen porcentajes medios de arenas de igual color, de grano fino, de formas subredondeadas, bien gradadas, húmedas y con estructura media a densa. Contienen además pocas gravas de diámetros centimétricos, de formas subredondeadas, mal gradadas y con estructura densa

6 Los contenidos de humedad se consideran normales para este tipo de suelos. Su rango de variación está comprendido entre el 31 y 37%. Los suelos clasifican como ML-CL, ML y CL en su mayor parte. Los valores reportados de capacidad de carga admisible, son obtenidos mediante correlaciones, con el número de golpes de la prueba de penetración estándar, encontradas en la literatura y aplicables al tipo de suelos encontrados y otras desarrolladas por el autor en investigaciones y trabajos previos. La cimentación de las estructuras propuestas debe satisfacer los dos criterios de diseño. Primero, la mayor presión transmitida al suelo de cimentación, no debe exceder a la capacidad de carga admisible recomendada. Segundo, los movimientos resultantes de los asentamientos desarrollados, sean elásticos o de consolidación, deben estar dentro de los límites tolerables. El sitio en general puede ser clasificado como de regulares características de resistencia, desde el punto de vista de capacidad de carga, considerando que el terreno contiene un estrato superficial, de mediana potencia, de suelos y sedimentos finos no cementados, de consistencia blanda y compacidad relativa baja. Para las estructuras a proyectar se propone una alternativa de cimentación, de acuerdo a las características del sitio. La profundidad de cimentación se refiere a los niveles naturales del terreno. Para determinar la capacidad de carga, se ha tomado en cuenta la profundidad de la excavación, lo cual incrementa su valor. La capacidad de carga admisible es calculada mediante la siguiente ecuación, y que es aplicable al tipo de suelos y formaciones encontradas en el estudio. Esta ecuación relaciona la capacidad de carga con el asentamiento total permisible y el número de golpes del ensayo SPT K. N. S. / qa B Donde: qa = Capacidad de carga admisible, T/m2 o = Esfuerzo efectivo inicial, T/m2 K = Factor por el tipo de suelo = 1.4 arenas; 1.8 limos y arcillas N = Número de golpes del SPT S = Asentamiento permitido, m B = Ancho de zapata, m 0.5 Con el propósito de controlar el desarrollo de los asentamientos elásticos y reducir el área de cimentación, se recomienda diseñar una cimentación, del

7 tipo rígida desplantada sobre el suelo natural, previamente compactado antes de colocar el replantillo, de acuerdo a las siguientes características. TIPO DE CIMENTACIÓN: DIRECTA FORMA DE CIMENTACIÓN: ZAPATAS o LOSA CAPACIDAD DE CARGA: 10.0 T/m 2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: 1.00 m o mayor COTA DE CIMENTACIÓN: Variable ASENTAMIENTO TOTAL MÁXIMO ESPERADO: 25 mm ASENTAMIENTO DIFERENCIAL ESPERADO: 15 mm La profundidad de desplante de las zapatas se refiere a la distancia comprendida entre la cota de la boca de la perforación y el nivel de cimentación recomendado. Esta profundidad puede considerarse mínima. En el anexo se adjunta la curva de los valores de la capacidad de carga calculada en función del ancho de la cimentación. Una vez que se defina el proyecto podría considerarse la alternativa de diseñar cimentaciones superficiales, desplantadas sobre una capa de suelo mejorado con o sin refuerzo de geosintéticos Generalidades. La colocación de material de relleno en las áreas donde fuere necesario compensar los niveles del terreno para alcanzar las cotas del proyecto debe seguir las siguientes recomendaciones. Relleno. Los limos y las arenas removidos de las excavaciones realizadas en el terreno, generalmente pueden constituir material apropiado para usarlo como material de relleno, ya que contienen buena capacidad de compactación a humedades óptimas, siempre y cuando estén desprovistas de materiales vegetales y de deshecho. Sin embargo de considerarse adecuado utilizar material de préstamo, para el relleno de las zonas donde sea necesario hacerlo, se recomienda utilizar como material de reposición o de mejoramiento un suelo granular (Arenas, gravas o lastre) con las siguientes características: Tamaño máximo de partícula: 7.5 centímetros Porcentaje de finos mínimo: 15 % Porcentaje de finos máximo: 30 % Límite líquido máximo de los finos: 25% En cualquier caso la reposición y la compactación deben hacerse, con la primera capa del material compactada, sobre el terreno natural desbrozado, con un espesor de hasta 20 centímetros. Sucesivamente se compactarán capas de 20 centímetros, hasta alcanzar el nivel deseado. La última capa debe compactarse de tal forma, que reduzca la permeabilidad hacia las capas inferiores. Todo el relleno debe compactarse al 95% del método próctor estándar (ASTM D-698) Los cortes proyectados dentro del terreno para la construcción de las cimentaciones de las estructuras son de mediana altura; se recomienda que en ningún caso, la altura de los taludes verticales, formados por los cortes

8 para las cimentaciones sea mayor a 3.00 metros y tampoco por períodos de tiempo prolongados. Para el eventual caso de cortes con profundidades mayores a los 3.00 metros, se recomienda formar taludes inclinados, con pendientes iguales o mayores a 3 vertical a 1-horizontal. En caso contrario, se requerirá de sistemas de entibamiento, para mantener la estabilidad de los taludes durante la construcción. El entibamiento puede consistir en tableros de madera o metálicos, apuntalados a cada metro de profundidad y a cada 3 metros en longitud. Los cortes de las zanjas para la construcción de las zapatas deben protegerse, durante el período de construcción, del humedecimiento de las caras de los taludes para evitar su desmoronamiento y erosión. Esta protección puede ser provista por la colocación de plásticos, que impermeabilicen las caras de las paredes formadas mientras dure su exposición, para minimizar la erosión eólica e hidráulica, en especial en temporadas de lluvia. Debido a la baja resistencia a la erosión y socavación que presentan los limos y las arenas del sector, se recomienda tener un especial cuidado en las instalaciones y conexiones de las tuberías de aguas potables y servidas bajo el área de construcción. El lecho de las cajas de revisión y de las tuberías debe estar protegido mediante una capa del suelo natural, bien compactado o a su vez de una cama de hormigón o de mezcla de suelo cemento. Este reporte ha sido preparado como ayuda para el diseño del proyecto. El alcance de la exploración, ensayos y análisis de este estudio así como las conclusiones y recomendaciones de este reporte fueron realizadas sobre la base de mis entendimientos del proyecto. Atentamente, Ing. Jorge Valverde B.

9 qadmisible (T/m2) Capacidad de Carga - PROYECTO MIDUVI NINALLACTA MZ V 28,0 24,0 20,0 16,0 12,0 8,0 4,0 0,0 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 ANCHO DE ZAPATA (m)

10 UBICACIÓN DE SONDEOS s/e NINALLACTA MANZANA V

11 Reporte M Log 1 PROFUND. (m) ID. MUESTREO TAMAÑO LIMITES g C f SUCS TIPO N W SIMB. DESCRIPCION DEL ESTRATO PARTICULAS ATTERBERG (T/m 3 ) (k/cm 2 ) o % #4 #40 #200 LL LP IP 0.0 //////////// //////////// //////////// LIMO ARCILLO ARENOSO DE BAJA PLASTICIDAD; COLOR 1.0 P1-1 y //////////// NEGRO; MUY HÚMEDO; CON ESTRUCTURA MEDIA ML-CL //////////// //////////// 2.0 y 10 //////////// 1.6 //////////// //////////// 3.0 P1-3 y //////////// ML LIMO ARENOSO DE BAJA PLASTICIDAD; COLOR CAFÉ CLARO; //////////// MUY HÚMEDO; CON ESTRUCTURA MEDIA. //////////// 4.0 y 18 //////////// 1.7 //////////// IDEM; CON ESTRUCTURA DURA. //////////// 5.0 P1-5 y hhh CL ARCILLA ARENOSA DE BAJA PLASTICIDAD; COLOR CAFÉ hhh CLARO; MUY HÚMEDO; CON ESTRUCTURA MEDIA. hhh 6.0 y 16 hhh 1.7 hhh IDEM; COLOR CAFÉ. hhh 7.0 P1-7 y hhh CL ARCILLA ARENOSA DE BAJA PLASTICIDAD; COLOR CAFÉ; MUY hhh HÚMEDO; CON ESTRUCTURA DURA. hhh 8.0 N de Golpes LOG DE PERFORACION PP-1 SIMBOLOGIA: OBRA: NINALLACTA MANZANA V Relleno vbvd MUESTREO: COTA DE LA BOCA: UBICACION: QUITO - QUITUMBE Grava oooooo ALTERADO y FECHA INICIO: PROF. SONDEO: 7,45 m Arena ::::::: SHELBY m FECHA TERMINO: NIVEL FREATICO: m Arcilla hhh BLOQUE x Limo ////////////// Turba SSSSSS /11/ /11/2015

12 Foto 1. Panorámica

13 Cont. de Humedad % Reporte No M PROYECTO: NINALLACTA MZ. V UBICACION: PERFORACION: MUESTRA No: NINALLACTA - QUITUMBE PP - 1 P1-1 CLASIFICACION DE SUELOS PROF.(m): FECHA: NOVIEMBRE CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL 2.LIMITE LIQUIDO 3.LIMITE PLASTICO PESO PESO PESO CONT. DE PROMEDIO GOLPESHUMEDO SECO TARA HUMEDAD O (gr) (gr) (gr) (%) VALOR 26,59 21,47 6,84 35,00 29,53 23,68 6,74 34,53 34, ,53 19,48 10,29 44, ,20 20,70 10,99 46, ,93 18,72 9,91 47,79 45,35 13,65 12,65 9,14 28,49 13,57 12,56 9,09 29,11 28,80 48,0 LIMITE LIQUIDO 4.DISTRIBUCION GRANULOMETRICA PESO INICIAL: (gr) 61,05 47,5 47,0 46,5 46,0 45,5 45,0 44,5 44,0 43, Número de Golpes PESO PARA CALCULO:(gr) 45,30 TAMIZ PESO RET % % No. ACUM(gr) RETENIDO PASA 1" 0, /4" 0, /2" 0, /8" 0, No. 4 0, No. 10 1, No. 40 4, No , RESUMEN 5.TIPOS DE SUELO GRAVA 0 LL: 45,35 SUCS: ML-CL ARENA 28 LP: 28,80 AASHTO: FINOS 72 IP: 16,55 IG:

14 Cont. de Humedad % Reporte No M PROYECTO: NINALLACTA MZ. V UBICACION: PERFORACION: MUESTRA No: NINALLACTA - QUITUMBE PP - 1 P1-3 CLASIFICACION DE SUELOS PROF.(m): FECHA: NOVIEMBRE CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL 2.LIMITE LIQUIDO 3.LIMITE PLASTICO PESO PESO PESO CONT. DE PROMEDIO GOLPESHUMEDO SECO TARA HUMEDAD O (gr) (gr) (gr) (%) VALOR 24,28 19,36 5,49 35,47 27,00 21,27 5,60 36,57 36, ,87 19,85 10,62 32, ,56 20,22 10,48 34, ,52 20,15 10,74 35,81 33,49 15,17 14,00 9,53 26,17 15,16 13,99 9,44 25,71 25,94 36,0 LIMITE LIQUIDO 4.DISTRIBUCION GRANULOMETRICA PESO INICIAL: (gr) 61,9 35,5 PESO PARA CALCULO:(gr) 45,51 TAMIZ PESO RET % % 35,0 No. ACUM(gr) RETENIDO PASA 34,5 34,0 1" 0, /4" 0, /2" 0, ,5 3/8" 0, ,0 32, Número de Golpes No. 4 0, No. 10 0, No. 40 9, No , RESUMEN 5.TIPOS DE SUELO GRAVA 0 LL: 33,49 SUCS: ML ARENA 43 LP: 25,94 AASHTO: FINOS 57 IP: 7,54 IG:

15 Cont. de Humedad % Reporte No M PROYECTO: NINALLACTA MZ. V UBICACION: PERFORACION: MUESTRA No: NINALLACTA - QUITUMBE PP - 1 P1-5 CLASIFICACION DE SUELOS PROF.(m): FECHA: NOVIEMBRE CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL 2.LIMITE LIQUIDO 3.LIMITE PLASTICO PESO PESO PESO CONT. DE PROMEDIO GOLPESHUMEDO SECO TARA HUMEDAD O (gr) (gr) (gr) (%) VALOR 21,37 17,64 5,52 30,78 28,01 22,63 5,67 31,72 31, ,44 20,43 10,78 31, ,11 19,99 10,25 32, ,72 20,35 10,28 33,47 31,70 13,58 12,65 7,68 18,71 13,79 12,89 7,97 18,29 18,50 34,0 LIMITE LIQUIDO 4.DISTRIBUCION GRANULOMETRICA PESO INICIAL: (gr) 60,65 33,5 PESO PARA CALCULO:(gr) 46,21 TAMIZ PESO RET % % 33,0 No. ACUM(gr) RETENIDO PASA 1" 0, ,5 3/4" 0, ,0 1/2" 0, /8" 0, ,5 No. 4 0, No. 10 0, , Número de Golpes No. 40 4, No , RESUMEN 5.TIPOS DE SUELO GRAVA 0 LL: 31,70 SUCS: CL ARENA 34 LP: 18,50 AASHTO: FINOS 66 IP: 13,20 IG:

16 Cont. de Humedad % Reporte No M PROYECTO: NINALLACTA MZ. V UBICACION: PERFORACION: MUESTRA No: NINALLACTA - QUITUMBE PP - 1 P1-7 CLASIFICACION DE SUELOS PROF.(m): FECHA: NOVIEMBRE CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL 2.LIMITE LIQUIDO 3.LIMITE PLASTICO PESO PESO PESO CONT. DE PROMEDIO GOLPESHUMEDO SECO TARA HUMEDAD O (gr) (gr) (gr) (%) VALOR 22,46 17,80 5,50 37,89 24,96 19,80 5,25 35,46 36, ,79 19,34 10,75 40, ,60 19,93 11,13 41, ,72 18,86 10,15 44,32 41,77 12,44 11,41 7,07 23,73 12,66 11,73 7,66 22,85 23,29 45,0 LIMITE LIQUIDO 4.DISTRIBUCION GRANULOMETRICA PESO INICIAL: (gr) 62,5 44,5 PESO PARA CALCULO:(gr) 45,73 44,0 43,5 43,0 42,5 42,0 41,5 41,0 TAMIZ PESO RET % % No. ACUM(gr) RETENIDO PASA 1" 0, /4" 0, /2" 0, /8" 0, ,5 No. 4 0, ,0 39, Número de Golpes No. 10 2, No. 40 6, No , RESUMEN 5.TIPOS DE SUELO GRAVA 2 LL: 41,77 SUCS: CL ARENA 27 LP: 23,29 AASHTO: FINOS 71 IP: 18,48 IG: