INFORME MECÁNICA DE SUELOS PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE CALAMA

Transcripción

1 INFORME MECÁNICA DE SUELOS PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE CALAMA Santiago, Abril 2007 Preparado por: Jorge Rojo Cano Ingeniero Civil Hidrosan Ingeniería

2 Contenido 1. INTRODUCCIÓN: ANTECEDENTES Localización Topografía Hidrología Geología CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO EXPLORACIÓN ANTECEDENTES DE DISEÑO Nivel del Sello de Fundación Sistema de Fundación Capacidad de Soporte Admisible Tipo de Suelo Respecto a la Norma Sísmica NCh 2369 of RECOMENDACIONES... 8

3 INFORME MECÁNICA DE SUELOS PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE CALAMA 1. INTRODUCCIÓN: En el presente informe de mecánica de suelos define las fundaciones de las obras asociadas al Mejoramiento de la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas de Calama. 2. ANTECEDENTES 2.1 Localización El proyecto se localiza en la ciudad de Calama, en la comuna del mismo nombre, Provincia de El Loa, Segunda Región. La ciudad de Calama se encuentra ubicada a 202 km al noreste de la ciudad de Antofagasta, a una altitud de 2250 msnm; al año 2002 tenía una población de habitantes. Las unidades proyectadas se emplazarán dentro del mismo terreno de la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas existente. En la figura siguiente se presenta el Plano de Ubicación de la planta. 1

4 Figura Nº 1 Plano de Ubicación N PTAS de Calama Hurtado Mendoza Calama 2.2 Topografía En general, el área y en especial el sitio de análisis, corresponde a una superficie sin accidentes topográficos, prácticamente plana y horizontal. Cercano al área se ubica la quebrada Quetena, a la cual se descargan los efluentes tratados de la planta. 2.3 Hidrología La Cuenca Calama constituye una de las grandes mega-ollas hidrográficas que componen el sistema hidrológico de la Segunda Región. Se extiende por el Norte desde de nacimiento de Río Loa, localizado aproximadamente en el Volcán Miño; en tanto por el sur, limita con la Cuenca del Río San Pedro. En dirección al este la Cuenca Calama limita con la Depresión Intermedia a través de la divisoria que recorre la Cordillera de Domeyko, trazada a través de Sierra de Morreno y Sierra Limon Verde, por el Este termina en la divisoria de aguas localizada a través de las altas cumbres de la Cordillera Oriental o Cordillera de los Andes. En esta extensión la Cuenca Calama abarca un área de km2 aproximadamente y se caracteriza por presentar un régimen hidrológico de naturaleza exorreica al ser evacuada por el Río Loa y San Salvador a través de la Cordillera de Domeyko, en una zona localizada inmediatamente al Oeste de la Ciudad de Calama. Esta cuenca es evacuada por un sistema de drenaje complejo cuya rama principal corresponde al Río Loa, el cual drena el área NW de la cuenca. Por otro lado el Río Salado drena el sector Oriental. El área de estudio se ubica en el borde Occidental de dicha cuenca muy próxima al Río San Salvador, tributario al Río Loa. Ingeniería de Detalle Informe de Mecánica de Suelos 1190-ID-MS A 2

5 2.4 Geología La ciudad de Calama corresponde a una cuenca estructural emplazada al pie de la cordillera andina, entre la Sierra del Medio y Sierra Limón Verde, formando un valle de erosión constituido por los ríos Loa y San Salvador. Los cordones montañosos que controlan en la depresión estructural de Calama son producto de tectonismo terciario que levanto éstos bloques, los que son separados por fallas en bloque y normales de orientación principal noreste (NE), suroeste (SO) y oeste (O). En el área de la cuenca Calama se reconocen cuatro unidades sedimentarias, la más antigua de ellas corresponde a la Formación Arca de edad cretácica. La formación Arca descansa sobre las rocas volcánicas intrusivas de la Sierra Limón Vede (Waterstone, 1997). Sus materiales principales de composición corresponden a andesitas, brechas andesíticas y dacitas provenientes de la actividad volcánica existente al norte de Calama. Esta secuencia estratigráfica aflora al poniente de la ciudad y al norte del aeropuerto, con un espesor de 0 a 100 metros. La Formación Calama, de edad Miocénica, descansa irregularmente sobre la Formación Arca. La Formación Calama es una secuencia estratigráfica de origen aluvial de alta energía y de poca diferenciación de estratos. Este tipo de depósitos se asocia a la existencia de un período de mayor humedad. Esta formación se compone de gravas subangulares a subredondeadas de hasta 20 cm. de diámetro, las que afloran desde el sector de Cerro Calama, presentando un grosor de 30 a 120 metros. La Formación Calama exhibe un espesor irregular el que se explica por un fuerte proceso de erosión, no obstante, se puede evidenciar un engrosamiento progresivo de norte a sur (op. cit). La Formación Loa ha sido reconocida desde la hoja Calama (SERNAGEOMIN 1984), ésta descansa disconforme sobre la Formación Calama. La formación Loa posee unidades lacustres y aluviales de edad Plio Miocénicas, extendiéndose en gran parte de la cuenca del río Loa. Exhibe grandes variaciones en sus facies laterales y verticales. El segmento superior de la formación el Loa corresponde a un estrato de calizas fracturadas y arena depositadas en un lago de agua dulce. La porción inferior se compone de arena, arcillas, limos y evaporitas. La profundidad estimada es de 50 a 100 metros. Se atribuye la génesis de esta unidad a un lago de poca profundidad, en donde se produjeron acumulaciones de masivas de material asociadas a un período de alta humedad y una importante actividad fluvial (río Loa), hechos que favorecieron la formación de un dique y a continuación su embalsamiento. Otros de los hechos importantes corresponden a la disolución química de la piedra caliza y tensiones de compresión tectónica, dado el fallamiento de esta unidad, lo que generó una porosidad secundaria en la forma de pequeñas cavidades, canales de disolución y planos fracturados (op. cit). La formación Chiuchiu descansa irregularmente sobre la formación Loa. Se compone de limos arcillas, los que se depositaron cuando los depósitos de la cuenca estructural ejercieron presión sobre las rocas volcánicas y diatomeas. La formación Chiuchiu también se depositó en un lago formado por un pliegue estructural y su edad estimada es Plio-Pleistoceno Superior. 3

6 En la cuenca de Calama se exponen unidades geológicas de carácter sedimentarias continentales de edad Cenozoico superior, las cuales incluyen unas secuencias de gravas, areniscas, calizas, conglomerados y diatomitas, con intercalaciones de cenizas volcánicas. Estas unidades se pueden ordenar en formaciones, dentro de las cuales se están la formación Calama, la Formación El Loa, Chiu-Chiu y Quebrada Opache. Estratigrafía del sector de estudio es la que se presenta en la figura siguiente: Figura Nº 2 Estratigrafía geológica típica Ciudad de Calama 4

7 3. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO El proyecto contempla la materialización en hormigón armado de dos clarificadores secundarios de 34 m de diámetro cada uno y una planta elevadora rectangular de 9x4 m. En la figura siguiente se presenta la planta general de las obras proyectadas. Figura Nº 3 Planta General de las obras proyectadas CALICATA 5

8 4. EXPLORACIÓN La estratigrafía de los suelos en la zona de estudio, se basa en una calica exploratoria materializada especialmente para estos efectos. La ubicación de la calica se presenta en la Figura N 3 del punto anterior y en las fotos siguientes se aprecia el tipo de suelo encontrado. Foto Nº 1 Vista general calicata. Foto Nº 2 Calicata, se aprecia arenisca seca y dura. 6

9 Foto Nº 3 Material excavado. Material fino mal graduado. Los antecedentes entregados por las calicatas son los que siguen: - Estratigrafía Estrato 1: 0-0,30 m Suelo granular compuesto de arenas medias y finas, limosas, con gravillas, mal graduadas. El suelo se presenta de compacidad media a alta, seco, de color café. Estrato 2: 0,30 1,20 m Suelo compuesto de arenas medias y finas, con limos y gravillas; mal graduadas. Seco, De color café. En este estrato, al igual que el anterior, se nota la presencia menor de cloruros (sales) otorgándole al suelo en algunas zonas una tonalidad blanquizca y mayor dureza producto de la cementación. A los 1,2 metros de profundidad el suelo adquiere mayor compacidad y dureza lo que hace difícil su extracción con la retro utilizada. - Nivel Freático En el sector la napa se encuentra a varias decenas de metros bajo la superficie. De acuerdo con la Clasificación del ExSendos, el suelo encontrado en el estrato 2 es del tipo VI y VII, es decir trabajable con perforadora o explosivo. 7

10 5. ANTECEDENTES DE DISEÑO 5.1 Nivel del Sello de Fundación La base de la fundación debe apoyarse en el estrato 2 antes indicado. 5.2 Sistema de Fundación Las losas de las estructuras proyectadas deberán quedar completamente apoyada en el estrato Capacidad de Soporte Admisible La capacidad de soporte admisible del suelo en el nivel de sello de fundación es: Qad > 3,00 Kg/cm2, caso estático Qad > 4,50 Kg/cm2, caso sísmico La carga máxima que trasmite el estanque al terreno es menor a 0,2 Kg/cm2, la que es bastante inferior a la capacidad de soporte del suelo de fundación. 5.4 Tipo de Suelo Respecto a la Norma Sísmica NCh 2369 of.2003 El suelo existente en el sitio donde se construirán las estructuras se puede clasificar según la norma NCh 2369 Of como Tipo II. 6. RECOMENDACIONES - Las excavaciones Las excavaciones se deben efectuar, de acuerdo a las dimensiones y emplazamiento indicado en los planos de proyecto. Antes de su inicio se debe contar con la aprobación de la I.T.O. Los procedimientos de excavación deberán programarse de modo que no afecten, las estructuras existentes, ni las cañerías instaladas en el sector. Antes de inicio de las excavaciones, se debe dar aviso, a todas las personas que deben circular por el sector, de modo de que se les defina el radio en torno al faena, al cual no estará permitido el ingreso. La sobre excavación que se produzca en profundidad, deberá se rellena con hormigón del tipo H10. 8

11 - Excavaciones y Rellenos Las faenas de excavación por bajo del estrato 2 se realizarán utilizando método explosivo o con perforadoras. Para ello se tomarán todas las medidas de seguridad actualmente usadas en este tipo de faenas. De este modo se debe evitar al máximo las molestias que se puedan causar a la población cercana. La sobreexcavación que ocurrirá en el sector de la fundación, debe se relleno con hormigón de 170 Kg cem./m3., quedando expresamente prohibido cualquier otro tipo de relleno. Se debe extraer todo el material suelto correspondiente a la excavación. - Tratamiento del Sello de Fundación Antes de proceder a la colocación del emplantillado de hormigón pobre bajo las fundaciones, se debe limpiar el sello de todo material extraño, que se haya depositado durante la faena de excavación. La recepción de los sellos de fundación, la deberá realizar la I.T.O. - Cualquier situación no prevista, así como modificaciones, que se deseen realizar, deberán ser consultadas y aprobadas por un ingeniero geotécnico. 9