INFORME GEOP-ES ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS PROYECTO FOTOVOLTAICO LA PRADERA UBICACIÓN

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1 INFORME GEOP-ES ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS PROYECTO FOTOVOLTAICO LA PRADERA UBICACIÓN Santa Cecilia Distrito : San Marcos Cantón : Tarrazú Provincia: San José (Plano Catastro ) SEPTIEMBRE DE 2018 TEL +506 info@geopasa.com

2 ... TABLA DE CONTENIDOS I INTRODUCCIÓN 1 1. ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN 1 2. DESCRIPCIÓN DEL TERRENO 1 3. EXPLORACIÓN REALIZADA 2 II CONDICIONES DEL SUBSUELO 3 1. GEOLOGIA REGIONAL 3 2. PRESENCIA DEL NIVEL FREÁTICO 5 III CARACTERÍSTICAS DE RESISTENCIA 6 1. CARACTERÍSTICAS GEOMECANICAS 6 2. CLASIFICACIÓN DEL SUELO SEGÚN CSCR EMPUJE DE TIERRAS 7 IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 9 1. SISTEMA DE CIMENTACIÓN PROPUESTO 9 2. ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS 9 3. RECOMENDACIONES PARA EXCAVACIONES Y TALUDES 9 4. GRADOS DE INCERTIDUMBRE Y ALCANCE DEL ESTUDIO 10 V BIBLIOGRAFÍA 11 ANEXOS 12 TDC

3 ... RESUMEN EJECUTIVO Señores COOPESANTOS, R.L Presente Estimados Señores: Heredia, 28 de Setiembre de 2018 Hemos procedido a estudiar el terreno ubicado en Santa Cecilia, Distrito : San Marcos, Cantón : Tarrazú, Provincia: San José(Plano Catastro ), esto desde el punto de vista de mecánica de suelos y estabilidad de taludes con el fin de evaluar su aptitud para la construcción del proyecto FO- TOVOLTAICO LA PRADERA. Los principales resultados son los siguientes; De acuerdo a lo indicado en el apartado II CONDICIONES DEL SUBSUELO / 1. CARACTERI- ZACIÓN GEOLÓGICA GEOTÉCNICA, en la profundidad analizada se detectó la presencia suelos superficailes compuestos principalmente por limos arcillosos y limos arcillosos arenosos color rojizos, rojizos amarillentos y café oscuro. En consecuencia, dadas las condiciones de consistencia del suelo detectadas se recomienda la utilización de un sistema de cimentación superficial directo tipo placas individuales o bien placas corridas utilizando un nivel de desplante de como mínimo 0,55m. De esta forma, se recomienda que el desarrollo del sistema de transmisión de las cargas de la superestructura al suelo se lleve a cabo considerando las capacidades de carga admisibles mostradas en el Cuadro 3 del informe adjunto. Se debe mencionar, que las recomendaciones estipuladas en este informe son válidas únicamente para la profundidad explorada, pues no se puede determinar las condiciones del suelo a profundidades mayores. Por lo tanto, si se quiere conocer las características del suelo a mayores profundidades (por ejemplo para profundidad de cimentación, cortes, etc) se recomienda la realización de sondeos con equipo de perforación por rotación. Igualmente se debe mencionar que el análisis de estabilidad de taludes se llevó a cabo considerando la información suministrada lo cual representa una limitante por ejemplo en la información topográfica que se presenta al sector suroeste del terreno hacia el lado de la quebrada. Se considera que la condición crítica de cimentación en este caso la representa las estabilidad de taludes por lo que se recomienda ampliar el análisis de taludes para considerar posibles efectos que se puedan estar no considerando en el presente análisis. Igualmente se debe mencionar que las recomendaciones estipuladas en los párrafos anteriores son válidas para las zonas fuera de la influencia de taludes pues este análisis no está dentro del alcance del presente informe. Para el diseño estructural se recomienda considerar el suelo como un tipo S3, con una aceleración pico efectiva de diseño de 0.36, según la clasificación del Código Sísmico de Costa Rica, versión RESUMEN

4 ... RESUMEN EJECUTIVO Se considera que en la zona estudiada no existe potencial de que se presente el fenómeno de licuefacción. De esta forma, quedamos a su disposición para cualquier consulta o aclaración requerida, atentamente; Ing. Gabriel Vargas Morales Director de Proyectos NOTA: Este informe se conforma de 12 páginas como cuerpo central del estudio, un anexo A en el cual se presenta la ubicación de los sondeos realizados, un anexo B con el registro de perforaciones y un Anexo C con el registro fotográfico. Este informe NO tiene validez en el caso de faltar una o algunas de las páginas con la información mencionada. RESUMEN

5 I INTRODUCCIÓN 1. ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN Este informe incluye la obtención de datos del subsuelo, mediante perforaciones y ensayos de campo y laboratorio, según lo especificado en las secciones 2.3 y 2.4 del citado Código de Cimentaciones de Costa Rica, 2a Edición. De esta forma, la información y recomendaciones enunciadas en este informe son de carácter general y específicas para la ubicación puntual en donde se realizaron los sondeos, en consecuencia su uso con fines de diseño queda bajo la responsabilidad del profesional responsable del diseño y construcción de las estructuras civiles. 2. DESCRIPCIÓN DEL TERRENO El proyecto a desarrollador se denomina Fotovoltaíco La Pradera. La figura 1 muestra la ubicación geográfica del proyecto. Figura 1. Ubicación geográfica del nuevo proyecto a desarrollar (Tomado de Google Maps) PAGINA 1

6 3. EXPLORACIÓN REALIZADA Se realizaron tres perforaciones en el terreno. Para realizar los sondeos se utilizó el equipo conocido como SPT, por las siglas en inglés de la prueba de penetración estándar ( Standard Penetration Test ), de acuerdo a la normativa ASTM D-1586, esto complementado con perforación por rotación. Durante esta prueba, se hinca un dispositivo de acero en el suelo estudiado mediante la caída libre de una masa de aproximadamente 63.5kg± 1kg. Un esquema del equipo utilizado se muestra en la Figura 2. El dispositivo hincado proporciona una medida de la consistencia del suelo en toda la profundidad explorada, pues mientras más resistente sea el suelo, mayor será el número de golpes (caída libre de la masa) para forzar la penetración del cono. La información proporcionada puede correlacionarse con propiedades básicas del suelo, como cohesión o ángulo de fricción. Figura 2. Esquema de equipo SPT utilizado para realizar la perforación PAGINA 2

7 II CONDICIONES DEL SUBSUELO 1. GEOLOGIA REGIONAL En la zona en estudio se identifican la formación Grifo Alto (Tp ga) y Terrazas Aluvionales del cuaternario(qal). La formación Grifo Alto (1) se componen de andesitas porfiríticas con fenocristales de piríboles y plagioclasas y basaltos porfiríticos con augita. Se han observado tobas finas y gruesas muy meteorizadas. En la Figura 3 se muestra el mapa geológico de la zona. Figura 3. Mapa geològico de zona en estudio. (Tomado de la Referencia 1) Todos estos depósitos pueden tener alguna alteración hidrotermal, piritizaciones y arcillitizaciones. Localmente, se presentan tobas de grano finos a medias, rojo oscuro a moradas. Siempre se encuentran poco consolidadas, deleznables y no tienen una posición estratigráfica clara. En lo referente a las Terrazas Aluvionales del cuaternario y específicamente la Terraza San Marcos (1) se componen de clastos volcánicos dominantes así como sedimentarios de composición variada, bloques redondeados a subredondeados con tamaños mínimos observados de 0,5 cm hasta métricos, mal PAGINA 3

8 seleccionados. Localmente, los clastos pueden estar en contacto de punto englobados en una matriz de arena gruesa. Hacia los poblados de San Lorenzo, Santa Marta, el contenido arcilloso puede aumentar significativamente. Algunos bloques lávicos presentan silicificación intensa, producto de alteración hidrotermal. Al sur de San Marcos, se pueden observar al menos 5 generaciones de terrazas, con un desnivel de hasta 30 m de altura, hacia el sur en las localidades de San Lorenzo y Santa Marta, estas terrazas están fuertemente disectadas. El aporte de material probablemente proceda del cerro Vueltas y cumbres aledañas (Hoja Vueltas 1:50 000).Estos eventos de sedimentación posiblemente ocurrieron durante o al final de la glaciación Würm (Wisconsin), la cual terminó hace años y afectó el Macizo del Chirripó y el Cerro Buenavista (Kesel, 1983, Orvis & Horn 2000, Lachniet & Seltzer, 2002).Por otra parte, el origen de los bloques lávicos con alteración hidrotermal probablemente representan la roca caja erosionada de los intrusivos monzogabroícos localizados al este, en Santa María y Copey de Dota. 2. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA El perfil estratigráfico general de los limos arcillosos superficiales es el siguiente, SONDEO 1 PROFUNDIDAD 0.00m m 0.55m m 4.60m m SONDEO 2 PROFUNDIDAD 0.00m m 1.00m m DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA Limo arcilloso color café. Contiene raíces finasy partículas de roca angular de diámetro aproximado 3/4 de pulgada Limo arenoso color café amarillento. Plasticidad baja. Humedad baja. Compacto a la presión digital. Limo arenoso color café rojizo. Plasticidad baja. Humedad baja. Subyaciendo este estrato de suelo de detectó la presencia de un estrato de consistencia rígida que impidió el avance del equipo de perforación SPT. DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA Limo arcilloso color café. Contiene raíces muy finas y medianas. Plasticidad baja. Humedad Baja. Limo arcilloso color café. Compacto a la presión digital. Plasticidad baja. Humeddad baja. Al final del estrato contiene rocas de aproximadamente 1 1/1 pulgadas de diámetro. Subyaciendo este estrato de suelo de detectó la presencia de un estrato de consistencia rígida que impidió el avance del equipo de perforación SPT. PAGINA 4

9 SONDEO 3 PROFUNDIDAD 0.00m m 0.55m m 2. PRESENCIA DEL NIVEL FREÁTICO Limo arcillo arenoso color café oscuro levemente rojizo. Contiene raíces finas entre 0.00 y 0.50m DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA Limo arcilloso color café. Contiene raíces finasy partículas de roca angular de diámetro aproximado 3/4 de pulgada Limo arcillo arenoso color café ligeramente rojizo. Contiene fragmentos de roca de diámetro aproximado 1 1/2 pulgadas. Subyaciendo este estrato de suelo de detectó la presencia de un estrato de consistencia rígida que impidió el avance del equipo de perforación SPT. No se detectó la presencia del nivel freático al momento de la realización de las perforaciones en campo (13/11/18 ). El nivel freático es un nivel dinámico que varía continuamente, por lo que la indicación anterior es válida para la fecha de realización de los sondeos. PAGINA 5

10 III CARACTERÍSTICAS DE RESISTENCIA 1. CARACTERÍSTICAS GEOMECANICAS En el Cuadro 1 se muestran los valores del número de golpes Nspt obtenidos en los sondeos realizados con el método de penetración estándar. El resumen de resultados del sondeo de campo y las pruebas de laboratorio, se muestra en las figuras del ANEXO B Cuadro 1. Valores del numero de golpes N spt obtenidos de las pruebas en campo Profundidad (m) P1 SONDEO P2 P3 0,00-0, ,55-1, ,00-1, ,45-1, ,90-2, ,35-2, ,80-3, REB 3,25-3,70 33 REB - 3,70-4, ,15-4, ,60-5, ,05-5,50 REB - - *REB: INDICA LA PROFUNDIDAD EN LA CUAL SE PRESENTÓ EL REBOTE DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN NF : Nivel Freático En el caso de suelos mayoritariamente cohesivos (limos y arcillas) la consistencia y la resistencia del suelo pueden entonces estimarse de acuerdo con el Cuadro 2 a continuación; Cuadro 2.Estimación de la resistencia del suelo de acuerdo con el Nspt (Braja, 1995) De este modo, para estimar la capacidad de carga de los suelos mayoritariamente cohesivos se utilizó la teoría de Terzaghi para suelos cohesivos en esfuerzos totales. Según esta teoría, la capacidad de carga última de un suelo cohesivo está dada por (Código de Cimentaciones de Costa Rica): qult = cnc (Ecuación # 1) PAGINA 6

11 Donde; qult = carga última c= cohesión del suelo Nc= factores de capacidad de carga De esta forma, en el Cuadro 3 se muestran las capacidades de carga estimadas para los estratos de suelo a las profundidades especificadas, con el fin de que puedan utilizarse en la proyección del sistema estructural de transmisión de la carga de la superestructura al suelo. Las capacidades de carga admisible mostradas se consideran con un factor de seguridad de 3. Cuadro 3. Estimación de la capacidad de carga admisible en ton/m 2 (factor de seguridad = 3) Nivel de desplante (m) P1 SONDEO P2 P3 0,00-0,55 3,1 3,1 8,4 0,55-1,00 14,9 12,1 10,3 1,00-1,45 28,0 18,7 21,5 1,45-1,90 27,1 20,5 31,7 1,90-2,35 19,6 19,6 40,1 2,35-2,80 18,7 26,1 57,9 2,80-3,25 21,5 49,5 REB 3,25-3,70 30,8 REB - 3,70-4,15 33, ,15-4,60 27, ,60-5,05 49, ,05-5,50 REB CLASIFICACIÓN DEL SUELO SEGÚN CSCR 2010 Según los sondeos realizados en el terreno, se clasifica el suelo como un tipo S3, con una aceleración pico efectiva de diseño de 0.36, para los estratos contenidos entre la superficie y la profundidad explorada, según la clasificación del Código Sísmico de Costa Rica, versión EMPUJE DE TIERRAS Para los fines que corresponda, en los Cuadros 4 y 5 se indican los coeficientes de empuje del suelo correspondientes para los sondeos realizados. Para el cálculo del coeficiente de presión activa se utilizó la ecuación # 3, la cual corresponde a la teoría de Rankine. Ecuación # 3 De igual forma, la ecuación # 4 muestra la forma de cálculo del coeficiente de presión pasiva, según la teoría de Rankine. PAGINA 7

12 Ecuación # 4 Cuadro 4. Estimación de parámetros de empuje medio para los sondeos realizados Ítem Valor Peso unitario húmedo (kg/m3) 1585 Ángulo de fricción Φ (Grados) 27,6 Coeficiente de presión activa (Ka) 0,4 Coeficiente de presión pasiva (Kp) 2,7 Valor de cohesión nulo a futuro PAGINA 8

13 IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. SISTEMA DE CIMENTACIÓN PROPUESTO De acuerdo a lo indicado en el apartado II CONDICIONES DEL SUBSUELO / 1. CARACTERIZA- CIÓN GEOLÓGICA GEOTÉCNICA, en la profundidad analizada se detectó la presencia suelos superficailes compuestos principalmente por limos arcillosos y limos arcillosos arenosos color rojizos, rojizos amarillentos y café oscuro. En consecuencia, dadas las condiciones de consistencia del suelo detectadas se recomienda la utilización de un sistema de cimentación superficial directo tipo placas individuales o bien placas corridas utilizando un nivel de desplante de como mínimo 0,55m. De esta forma, se recomienda que el desarrollo del sistema de transmisión de las cargas de la superestructura al suelo se lleve a cabo considerando las capacidades de carga admisibles mostradas en el Cuadro 3 anterior. Se debe mencionar, que las recomendaciones estipuladas en este informe son válidas únicamente para la profundidad explorada, pues no se puede determinar las condiciones del suelo a profundidades mayores. Por lo tanto, si se quiere conocer las características del suelo a mayores profundidades (por ejemplo para profundidad de cimentación, cortes, etc) se recomienda la realización de sondeos con equipo de perforación por rotación. Igualmente se debe mencionar que las recomendaciones estipuladas en los párrafos anteriores son válidas para las zonas fuera de la influencia de taludes pues este análisis no está dentro del alcance del presente informe. 2. ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS Dadas las características del suelo encontradas en los sondeos, se recomienda acatar las recomendaciones en cuanto a cimientos para evitar posibles asentamientos diferenciales. 3. RECOMENDACIONES PARA EXCAVACIONES Y TALUDES Se considera que las excavaciones para realizar la construcción de los cimientos se podrán realizar con equipo de excavación convencional. Sin embargo se recomienda que la construcción de estos elementos se haga de la forma más expedita y que los taludes temporales queden expuesto el menor tiempo posible para evitar la descompresión de suelo en las colindancias, necesariamente en este tipo de material los taludes deberán contar con ademes que prevengan un eventual colapso de las paredes. Los ademes en las paredes de los taludes temporales tienen dos objetivos principales, a saber; 1. Evitar la ruptura del suelo en las colindancias y 2. Proteger a los trabajadores que estarían dentro de la zanja. Finalmente se recomienda que los ademes sean del tipo tablestaca o similar, diseñados para soportar los empujes del suelo en la colindancia, más la sobrecarga que representan las estructuras vecinas o equipos. PAGINA 9

14 4. GRADOS DE INCERTIDUMBRE Y ALCANCE DEL ESTUDIO El estudio es específico para el proyecto en cuestión, la zona en donde se ubica el mismo puede sufrir variaciones futuras que pueden ocasionar resultados diferentes a los presentados en este informe. Estos cambios no pueden ser previstos a través de este informe a pesar de que se han manejado los factores de seguridad y holguras usuales en este tipo de estudios. En consecuencia, en el caso de que ocurran variaciones importantes en el suelo como rellenos, excavaciones u alguna otra alteración que no sea producto de la construcción del proyecto, entonces se recomienda la verificación de la información presentada en este informe, sobre todo en lo referente a los niveles de referencia a partir de los cuales se realizaron las perforaciones. PAGINA 10

15 V BIBLIOGRAFÍA Asociación Costarricense de Geotécnia., Código de Cimentaciones de Costa Rica. 2a. Ed. Cartago, Costa Rica: Editorial Tecnológica de Costa Rica. Braja M, Das., Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones. 7a.Ed. México: CENGAGE Learning. Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos., Código Sísmico de Costa Rica a. Ed. Cartago, Costa Rica: Editorial Tecnológica de Costa Rica. Gonzáles de Vallejo, L. Ferrer, M. Ortuño, L. Oteo, C., Ingeniería Geológica. Madrid: Pearson Prentice Hall. Percy, D. Kussmaul, S., Geología de Costa Rica. 1a. Ed. Cartago, Costa Rica: Editorial Tecnológica de Costa Rica. Sowers, B., Introducción a la Mecánica de Suelos y Cimentaciones. México: Editorial Limusa. REREFERENCIAS (1) Obando, Luis G. ESTRATIGRAFÍA Y TECTÓNICA DE LA PARTE NORESTE DE LA HOJA DOTA (1:50 000), COSTA RICA Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica Revista Geológica de América Central, 44: 71-82, 2011ISSN: PAGINA 11

16 ... ANEXO A - UBICACIÓN DE SONDEOS P2 P1 DETALLE CAMINO DE ACCESO. P3 ESCALA 1:250 PROPIETARIO: UBICACIÓN DE ALCANTARILLADO ESCALA 1:100 CONTENIDO: ACOTADO DE CURVAS PLANTA DE CURVAS DE NIVEL Y DETALLES ESCALA 1:500 INFORMACION CATASTRAL: PROPIETARIO: LEVANTAMIENTO / DIBUJO: FINCA LA PRADERA _ COOPESANTOS R.L ESCALA FECHA LÁMINA ANEXO A