ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

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1 INFORME TECNICO ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION PROYECTO I.E.INICIAL N 326 MONTESORI COMAS UBICACIÓN DISTRITO PROVINCIA DEPARTAMENTO : COMAS : LIMA : LIMA

2 INDICE 1.0 GENERALIDADES 1.1 Objetivo del estudio 1.2 Normatividad 1.3 Ubicación y descripción del área en estudio 1.4 Acceso al área de estudio 1.5 Condición climática y altitud de la zona 2.0 GEOLOGIA Y SIMICIDAD DEL AREA EN ESTUDIO 2.1 Geodinámica 2.2 Sismicidad 3.0 INVESTIGACION DE CAMPO 3.1 Trabajos de campo Calicatas o pozos de exploración Muestreo y registros de exploración 4.0 CIMENTACIONES DE LAS ESTRUCTURAS A TOMAR EN CUENTA PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA 5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO o o o Ensayos estándar Ensayos especiales Clasificación de suelo 6.0 PERFILES ESTRATIGRAFICOS o o Descripción de la conformación del subsuelo del área en estudio 7.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION

3 7.1 Profundidad de la cimentación 7.2 Tipo de cimentación 7.3 Calculo y análisis de la capacidad portante admisible de carga 7.4 Calculo de asentamientos. 8.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION 9.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Anexo I Anexo II Registro de Excavaciones Ensayos de Laboratorio 10.0 OTROS Presentación de Fotografías Presentación de Plano

4 ESTUDIO DE SUELO CON FINES DE CIMENTACIÓN I.E.I N 326 MARIAMONTESORI COMAS 1.0 GENERALIDADES 1.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO El presente Informe Técnico tiene por objeto realizar una investigación del Subsuelo del terreno asignado al proyecto delai.e.i326 MARIA MONTESORI, ubicado en el distrito de Comas, el cual se realizado mediante trabajos de campo a través de calicatas o pozos de exploración a cielo abierto, ensayos de laboratorio estándar y labores de gabinete, en base a los cuales se definen los perfiles estratigráficos del subsuelo, sus principales características físicas y mecánicas y las propiedades de resistencia y deformación, los que nos conducen a la determinación del tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante admisible, asentamientos y las recomendaciones generales. El programa seguido para este fin, fue el siguiente: Reconocimiento del terreno Ejecución de calicatas Toma de muestras disturbadas Ejecución de ensayos de laboratorio Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio Perfiles estratigráficos Calculo de la capacidad portante admisible Calculo de asentamientos Análisis de sales agresivas al concreto Conclusiones y recomendaciones 1.2 NORMATIVIDAD El presente trabajo de consultoría esta en concordancia con la norma E-050 de suelos y cimentaciones del reglamento nacional de construcciones. 1.3 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL AREA EN ESTUDIO La I.EI. N 326 MARIA MONTESORI se encuentra ubicado en el, distrito de Comas, Provincia y departamento de Lima. El área según levantamiento topográfico realizada por la brigada técnica del Consultor es de m2 y el perímetro es de ml.

5 El Terreno en estudio tiene los siguientes límites: Por el frente : Con un parque de la Zona Por el fondo : Con la calle Santiago Por el lado derecho : Con la calle Bogotá Por el lado izquierdo : Con la calle La Habana Actualmente lai.e.i N 326 MONTESORI,cuenta con edificaciones en buen estado de conservación Cabe mencionar que en la I.E.I se encuentrafuncionando dos turnos en las mañanas y en las tardes. UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA EN ESTUDIO La zona en estudio, se encuentra ubicado en las coordenadas: Cota : ESTE : NORTE : ACCESO DEL AREA EN ESTUDIO Desde el centro de la ciudad de Lima se encuentra a 40 minutos aprox. Se sigue por la panamericana norte, hasta llegar al cruce con la Av. Universitaria, se dobla hacia la derecha hasta llegar a la av. México, de aquí se dobla hacia la derecha, a 4 cuadras se desvía hacia la derecha donde se ubica la Institución Educativa. 1.5 CONDICION CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA El clima es templado, con poca humedad atmosférica a diferencia de los distritos que se ubican más cerca al mar, durante el invierno con lloviznas bajas, escasas y mal distribuidas entre Abril y diciembre. El verano es entre Enero y Marzo con sol intenso. La temperatura se fija en las dos estaciones marcadas de invierno que oscila entre 14 C y 19 C y en verano de 20 a 30 C. Altitud : 116 m.s.n.m.

6 2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD EN EL AREA EN ESTUDIO 2.1 GEOLOGIA Litológicamente, el subsuelo se encuentra constituido por conglomerados de gravas y arenas mediante compactos con algunos lentes arenosos. La porosidad y permeabilidad de algunos niveles permite la existencia de mapas acuíferos (aguas subterráneas que son extraídas mediante pozos). La provincia de Lima presenta una geodinámica externa e interna variada, está propensa a los diversos fenómenos geológicos, principalmente inundaciones, sismos, tsunamis y huaycos. En varias zonas de nuestra capital, debido a una planificación urbana caótica, sin sustento técnico, solamente tomando en cuenta los aspectos burocráticos o desidia de los funcionarios y actos de Corrupción, han hecho de Lima una de las ciudades más vulnerables ante los diversos fenómenos geodinámicas. En la urbanización San Diego, distrito de San Martín de Porres, el 15 de marzo de 2001, el río Chillón se desbordó, rompiendo una defensa ribereña. Por su geomorfología y desarrollo geodinámica el río tiene una cota superior al emplazamiento de la urbanización y San Diego se asienta en una hondonada; por lo que el río al salir de su cause habitual, inundó 388 viviendas; hubieron 1940 damnificados y acarreó una secuela de problemas económicos, sociales y ambientales por un largo tiempo. en muchos casos los hace más vulnerables e incluso cobra más víctimas que el evento geodinámica natural en sí, y en nuestro país la cultura preventiva es casi nula e inexistente; por lo que es necesario desarrollarla para evitar pérdidas económicas y problemas sociales a consecuencia de los desastres naturales. Palabras clave: Inundación San Diego, Geodinámica Fuente : Carta Geológica Nacional - INGEMMET 2.2 SISMICIDAD El suelo en estudio se encuentra en la Zona 3, según el mapa de Zonificación Sísmica del Perú, de acuerdo a las Normas de diseño sismo resistente del Reglamento Nacional de Construcción, la fuerza sísmica horizontal se puede calcular de acuerdo a la siguiente relación: Z x U x C x S x P H = Rd

7 Donde: S es el factor del suelo con un valor de 1.4, para un período predominante de Ts= 0.9 Seg. Z es el factor de zona con un valor de 0.4g. C es factor de amplificación sísmica (C = 2.5x(Ts/T)ˆ1.25 < =2.5 U es el factor de uso (para el caso de centros educativos U =1.5) 3.0 INVESTIGACION DE CAMPO 3.1 TRABAJOS DE CAMPO Para los fines propuestos, se realizaron los siguientes: Calicatas o Pozos de Exploración Se realizaron tres (03) calicatas o pozos de exploración a cielo abierto, designados como C-1, C-2, C-3. Los cuales fueron ubicados convenientemente y con profundidades suficientes de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el proyecto. Este sistema de exploración nos permite evaluar directamente las diferentes características del subsuelo en estado natural. No se encontró nivel freático hasta los 3 metros de profundidad. Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades: Pozo Profundidad (m) (a cielo Abierto) C C C MUESTREO Y REGISTROS DE EXPLORACION Se tomaron muestras disturbadas representativas de los estratos atravesados en cada calicata en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de identificación y clasificación, también se extrajo una muestra inalterada representativa para el ensayo de corte directo e igualmente una para el análisis químico de sales agresivas al concreto.

8 Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploraciones los que se indican las diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc. 4.0 CIMENTACIONES DE LAS ESTRUCTURAS TIPO INFES A TOMAR EN CUENTA PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA. El proyecto de la I.E.I N 326 MARIA MONTESORI, consistirá en edificaciones de hasta 01 piso construidos con material noble, bajo un sistema combinado de muros portantes y aporticados, con columnas y techo tipo aligerado, que consta básicamente de pabellón de aulas de clase, oficinas administrativas, servicios higiénicos, etc. 5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO Los ensayos de Laboratorio Estándar y Especiales, fueron realizados en el laboratorio de Mecánicas de Suelos de la Universidad Agraria la Molina así como en ensayo Químico de Sales Agresivas al concreto. Bajo las normas de la American Societey for Testing and Materials (A.S.T.M.) 5.1 ENSAYOS ESTANDAR Se realizaron los siguientes ensayos: Análisis granulométrico por tamizado ASTM D-421 Limite Liquido y Limite Plástico ASTMD Contenido de Humedad ASTM D ENSAYOS ESPECIALES Fueron realizados los siguientes: En una muestra representativa del pozo C-1 de 1.50 m de profundidad, se realizo el ensayo de Corte directo Inalterado. En una muestra representativa del pozo C-1 de 1.00 m de profundidad, se realizo el análisis químico de Sales Agresivas al Concreto. 5.3 CLASIFICACION DE SUELO La muestra ensayada en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos ( S.U.C.S) y las

9 muestras restantes que no figuran en el cuadro fueron clasificados por pruebas sencillas de campo y comparación con las muestras representativas ensayadas. 6.0 PERFILES ESTRATIGRAFICOS De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de Laboratorio y a la inspección realizada, se efectuaron tres (03) perfiles estratigráficos inferidos de eje A- A, que une los pozos C-1 y C-2, eje B-B, que une los pozos C-2 y C-3 y eje C-C, que une los pozos C-1 y C-3, 6.1 DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL AREA EN ESTUDIO De acuerdo a los perfiles estratigráficos inferidos, y a la inspección realizada se concluye que el subsuelo está conformado de la siguiente manera: El Subsuelo del terreno en estudio está conformado de la siguiente manera: Desde la superficie hasta la profundidad promedio de 0.20m. Está formado por una capa de conglomerado y desmontes orgánicos. La capa inferior está compuesto por una arena limosa no plástica mezcladas con gravas angulosas de tamaño máximo de hasta 5 Pulgadas. Su clasificación es GM Con arena. Este perfil es homogéneo para las 03 calicatas. 7.0 ANALISIS DE CIMENTACION 7.1 PROFUNDIDAD DE CIMENTACION De acuerdo a los trabajos de campo, de Laboratorio, descripción de los perfiles estratigráficos, características del proyecto y al análisis. La profundidad de cimentación mínima es de 1.50 m., medidos desde el terreno natural. 7.2 TIPO DE CIMENTACIÓN El tipo de cimentación será superficial por medio de cimientos armados y/o zapatas conectadas en ambos sentidos. 7.3 CÁLCULO Y ANALISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA

10 DETERMINACION DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA Con los obtenidos en el ensayo de corte directo (= y C = 0.01 Kg/cm2) en la condición más desfavorable y aplicando la teoría de Karl Terzaghi y corroborando por Meyerhoft para cimentaciones superficiales, considerando falla general se tienen las siguientes consideraciones: = y C = 0.01 qad = (1/Fs)( 1.3CN c + DfN q B N ) donde: qad : Capacidad Portante Admisible = Kg/cm2 : Angulo de Fricción Interna = C : Cohesión (Kg/ cm2) = 0.01 : Densidad Seca (gr/cm3) = 1.59 Df : Prof. de cimentación (m) = 1.50 m B : Ancho de cimiento (m) = 1.50 m Nc, Nq y Ny : Factores de Capacidad de Carga Nc = Nq = N :(referencia Verruij Pag.241,Hansen1961) = Fs : Factor de seguridad = 3 Reemplazando valores se obtiene: Qad= 1/3(1.3(0.01)(24.14)+(1.59/1000)(150)(13.36)+0.4(1.59/1000)(150)(11.39) qad = 1.53 Kg/ cm2 7.4 CALCULO DE ASENTAMIENTOS DETERMINACION DE ASENTAMIENTOS Para la determinación de los asentamientos se ha empleado la siguiente relación: qb(1 u2) Ah = x lf Es

11 Donde: Ah = Asentamiento probable (Cm) u = relación de poisson (0.35) Es = Modulo de Elasticidad (Tn/m2) (170) q = Presión de trabajo (Tn/m2) B = Ancho de la cimentación (1.50) L = Largo de la cimentación (1.50) If = Factor de Influencia (Cm/m) Se ha tratado los siguientes casos a) Centro de la zapata m = B/z, = 0.5 n = L/z, =0.5 If = 4( ) If = b) En el centro del Borde m = 0.5 n = 1.00 If = 2( ) If = c) En el Vértice exterior m = 1 n = 1 If = 1( ) If = Remplazando se tiene los siguientes Asentamientos. Para q=1.53 Kg/cm2 a) Centro de la zapata Ah = 0.04 cm < 2.54 cm b) En el centro del Borde Ah = 0.28 cm < 2.54cm c) En el Vértice exterior Ah = 0.21 < 2.54cm

12 7.4.2 El asentamiento diferencial para una presión de contacto de 1.53 Kg/cm2 es del orden de: 0.97 cm < 2.54cm 8.0 ANALISIS QUIMICO DE SUELOS Y AGUA De los resultados obtenidos del ensayo de análisis de sales agresivas al concreto, realizado en una muestra del suelo representativa del pozo C-1 de m de profundidad y análisis de agua tomada del grifo de riego se tiene: PROCEDENCIA MUESTRA CLORUROS SULFATOS (ppm) (ppm) C1 - M1 Suelo Grifo de riego Agua De acuerdo con este resultado se determina que si existe agresividad moderada de los sulfatos al concreto, por lo tanto se recomienda el uso de cemento PortlandTipo I. 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de Laboratorio, a las características del proyecto y al análisis efectuado, se concluye lo siguiente: La I.E.Inicial N 326 MONTESORI, se encuentra ubicado en EL Jr. Bogota s/n en el distrito de Comas-Provincia y Dpto. de Lima. El área según levantamiento topográfico realizada por la brigada técnica del Consultor es de 2, m ml. y el perímetro es de El Subsuelo del terreno en estudio está conformado de la siguiente manera:

13 Calicata 1: Desde la superficie hasta la profundidad promedio de 0.20 m. está formado por una capa de conglomerado y desmontes orgánicos. Desde 0.20m hasta 1.1m se encuentra una arcilla inorgánica de baja plasticidad. La capa inferior está compuesto por una grava limosa. Su clasificación es GM con arena. Calicata 2: Desde la superficie hasta la profundidad promedio de 0.10 m. está formado por una capa de conglomerado y desmontes orgánicos. Presenta 0.80 m de arcilla inorgánica de baja a media plasticidad, que va desde los 0.10m hasta los 0.90m de profundidad. La capa inferior está compuesta por una grava limosa. Su clasificación es GM con arena. Calicata 3: Desde la superficie hasta la profundidad promedio de 0.10 m. está formado por una capa de conglomerado y desmontes orgánicos. Desde 0.10m hasta 1.2m se encuentra una arcilla inorgánica de baja a media plasticidad. La capa inferior está compuesto por una grava limosa. Su clasificación es GM con arena. La cimentación, será superficial, por medio de cimientos corridos armados y/o zapatas conectadas, en ambas sentidos apoyados a la profundidad mínima de 1.50 m.(medido desde el nivel de vereda del modulo A); para una capacidad portante admisible de: qad = 1.53 Kg/cm2 y un asentamiento diferencial del orden de: Ah = 0.97 cm Para las construcciones de obras exteriores de las veredas y patio, se recomienda escarificar y compactar la subrasante en un espesor de 0.30 cm. al 95% de la Máxima densidad Seca del proctor Modificado y colocar una capa de base de 0.20 m de espesor con material granular seleccionado tipo a-1 a(o) y compactado al 100% de la Máxima Densidad Seca del proctor Modificado sobre la cual se colocara la losa de concreto. De acuerdo a los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos indican que existe agresividad levede los sulfatos al concreto (entre los rangos de PPM

14 según Normas ACI 201.2R.77, y MTC menor a 300 PPM). Por lo tanto se recomienda el uso del cemento Tipo I. Las conclusiones y Recomendaciones son validas para la zona en estudio y para los niveles de cargas consideradas en el Proyecto. CUADRO RESUMEN CONDICIONES DE CIMENTACION Capacidad Portante (Q) 1.53 Kg./cm2 Profundidad de Cimentación (Df) 1.50 m Asentamiento diferencial 0.97 m Cemento Tipo I Análisis de Suelos Sales Cloruros y Sulfatos CL ppm So ppm Análisis de agua sales, Cloruros y Sulfatos CL ppm SO ppm Escarificado 0.30 m Afirmado 0.20 m