INFORME DE MECANICA DE SUELOS

Transcripción

1 INFORME DE MECANICA DE SUELOS NUEVO ESTANQUE DE AGUA POTABLE RECINTO CERRO TOPATER AGUAS ANTOFAGASTA S.A. CALAMA II REGIÓN DE ANTOFAGASTA REV. 0 JUNIO 2014

2 ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES PARA EL DESARROLLO DEL ESTUDIO ANTECEDENTES DE MECÁNICA DE SUELOS Exploración del subsuelo Perfil estratigráfico Situación de napa freática PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES Nivel de Sello de Fundación Tensiones de contacto admisibles Constante de Balasto Consideraciones NCh.433. Of 1996 mod Consideraciones NCh.2369 Of EMPUJES DE SUELO Muros no arriostrados en extremo superior Muros arriostrados en extremo superior (subterráneos) ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS GENERALES ANEXO A: ESTRATIGRAFÍA ANEXO B: FOTOGRAFÍAS ANEXO C: ENSAYOS DE LABORATORIO

3 1 INTRODUCCIÓN. Con la finalidad de instalar un nuevo estanque de agua potable en el recinto Planta de Filtro Cerro Topater el cual se ubica en el sector oriente de la ciudad de Calama, en las cercanías de Av. Circunvalación en la intersección con el camino a Chiu Chiu al lado sur del Rio Loa. En la Imagen Nº1 se puede identificar la ubicación del área de estudio. Imagen Nº1: Ubicación del Área de estudio El estudio que se presenta en este informe incluye entre otros aspectos los resultados de la exploración del subsuelo realizada en terreno, de los cuales se pueden obtener conclusiones respecto a los parámetros del suelo requeridos para el diseño de fundaciones, recomendaciones para el diseño de pavimentos y especificaciones técnicas generales para los movimientos de tierra involucrados en el proyecto. 2 ANTECEDENTES PARA EL DESARROLLO DEL ESTUDIO. En la confección de este informe se han considerado los antecedentes siguientes: A) Visita a terreno y exploración geotécnica realizada por un Ingeniero Civil de esta oficina durante Mayo del B) Otros estudios geotécnicos realizados recientemente por el suscrito en el sector. C) Antecedentes del proyecto proporcionados por el mandante. 2

4 3 ANTECEDENTES DE MECÁNICA DE SUELOS. 3.1 Exploración del subsuelo. Se realizaron 3 exploraciones de profundidad variable alcanzando un máximo de 1.20 [m] dada la dureza del subsuelo. Las calicatas fueron inspeccionadas y muestreadas por un Laboratorista especializado. De acuerdo a la conformación del subsuelo se obtuvieron muestras alteradas para definir el programa de ensayos de laboratorio que se realizarán en LIEMUN Calama. Imagen Nº2: Emplazamiento de las calicatas En la Tabla que se presenta a continuación, se detalla la profundidad en m y la ubicación de las calicatas en coordenadas UTM (Correspondiente a Huso 19 K). Emplazamiento de Calicatas Nº Profundidad (m) Coordenada UTM (m) E (m) N Tabla 1: Emplazamiento de Calicatas. 3

5 3.2 Perfil estratigráfico. El subsuelo del sector se caracteriza por una estratigrafía predominante, la cual se puede consultar el Anexo A, el perfil estratigráfico predominante es definido por la siguiente unidad: PERFIL ESTRATIGRÁFICO PREDOMINANTE Profundidad [m] Unidad Desde Hasta Descripción U Grava de origen aluvial color gris de canto subredondeado en matriz areno-limosa, humedad baja, alta compacidad y cementada. Se observa un Tamaño máximo de 5" y un Tamaño medio de 1 1/2 ". Estrato de suelo natural que clasifica como GP - GS según USCS. Nota 1: Se detecto la presencia de sales y bolones en forma aislada Nota 2: Dada la alta dureza del subsuelo debieron detenerse las excavaciones. En la imagen Nº3 se presenta un imagen satelital superpuesta con los planos de emplazamiento de las obras. Dada la presencia de estanques existentes en terreno se produce un desnivel entre estos y el estanque proyectado. Imagen Nº3: Ubicación de la ladera del terreno Este desnivel de 5.50 m aproximadamente corrobora la prolongación del estrato descrito anteriormente como U - 1. Para mayor detalle ver fotografías Nº 10 Nº 13 presentadas en Anexo B. 4

6 3.3 Situación de napa freática. En cuanto a la presencia de Napa Freática, esta no fue detectada dentro de las profundidades alcanzadas por la exploración. Sólo se informa la situación de la napa freática en la fecha de exploración (Mayo de 2014), desconociendo su variación estacional, antecedente que escapa de esta especialidad. 4 PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES. 4.1 Nivel de Sello de Fundación. El nivel del sello de fundación se deberá ubicar penetrando un mínimo de 10 cm en el estrato Grava de la Unidad U-1 definido en el punto anterior. De esta forma, considerando fundaciones típicas el nivel de sello de fundación se ubicará a una profundidad mínima de 0.60 o 0.70 m con respecto a la superficie del terreno natural actual. La sobrexcavación resultante entre el nivel de excavación y sello de fundación recomendado en este informe podrá rellenarse con hormigón pobre de 2 sacos de cemento por metro cubico. 4.2 Tensiones de contacto admisibles. Para el nivel de sello de fundación indicado en 4.1. se pueden definir los siguientes valores para el diseño: σ adm = 3.00 Kg/cm 2 Estático σ adm = 4.50 Kg/cm 2 Sísmico 4.3 Constante de Balasto. Con el objeto de determinar los asentamientos de las fundaciones, se deberá considera la siguiente expresión para determinar la constante de balasto (Placa de 30x30cm): Donde: E k 2 (1 ) B I E = 3500 [ton/m 2 ], módulo de deformación del suelo p 5

7 ν = 0,3 (módulo de Poisson) B = 0,3 (m) I p = 0,88 (Factor de Forma) Mediante la expresión anterior se recomienda el siguiente valor para la constante de balasto: k = 15 kg/cm³ Para zapatas de ancho B (m), usar la siguiente expresión: K (B) = 15*(0,5 + 0,15/B) 2 Para zapatas corridas de dimensiones B/L, usar la siguiente expresión: K (B/L) = 0.66*K (B) *( *B/L)) Para solicitaciones sísmicas multiplicar por 3 el valor de la constante de Balasto. Para estimar la constante de balasto al giro se debe multiplicar este valor por 2, Consideraciones NCh.433. Of 1996 mod2009. Para los efectos de aplicar la norma de Diseño sísmico de Edificios conforme a lo establecido por el D.S. Nº 61, se deberá considerar lo siguiente: Tipo de Suelo: B Zona Sísmica: Consideraciones NCh.2369 Of Para los efectos de aplicar la norma de diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales, se deberá considerar lo siguiente: Tipo de Suelo: II Zona Sísmica: 3 6

8 5 EMPUJES DE SUELO. 5.1 Muros no arriostrados en extremo superior. En este los empujes corresponden al empuje activo y la distribución triangular invertida del empuje sísmico. EMPUJE ACTIVO Donde: H: Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje. EMPUJE SISMICO Donde: H: Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje. 7

9 5.2 Muros arriostrados en extremo superior (subterráneos). En este los empujes corresponden al empuje en reposo y el empuje sísmico defindo por NCh433. EMPUJE ESTÁTICO Donde: H: Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje. EMPUJE SISMICO Donde: H: Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje. A 0 según Zona sísmica 3. 8

10 6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS GENERALES. Escarpe 1. El escarpe deberá considerar la limpieza superficial del terreno eliminando todo tipo de agentes contaminantes, depósitos artificiales y basuras depositadas en el terreno. Método de excavación 2. Las faenas de excavación, dada la dureza del terreno, se han de considerar en forma mecanizada, utilizando eventualmente martillo hidráulico rompedor adicionado como equipamiento de reemplazo en una retroexcavadora. 3. Las excavaciones se deben efectuar de acuerdo a las dimensiones y emplazamiento indicados en los planos del proyecto y de acuerdo con las recomendaciones dadas precedentemente. Las excavaciones deberán ser recibidas por la ITO en cuanto a sus emplazamientos. Tratamiento de la sobre-excavación 4. Cualquier sobre-excavación que se produzca podrá ser rellenada con hormigón pobre de 2 sacos de cemento por metro cúbico. Taludes de Excavación 5. Se considera un talud vertical para todas las excavaciones menores a 1,50 [m]. Para excavaciones más profundas considerar un talud 3:1 (V:H) a partir de la superficie del terreno, con una altura máxima de 6.00 m. 6. Si la excavación debe ser más profunda se deben considerar terrazas con 2.00 [m] de berma como se indica en la figura. 9

11 Imagen 4: Talud de excavación. Tratamiento del Sello 7. Con anterioridad a la colocación del emplantillado de hormigón pobre, se deberá remover del sello de fundación todo material suelto y/o extraño que pudiera haberse depositado durante las faenas de excavación. No se requiere recompactar el sello de fundación. 8. Los sellos de fundación deberán ser recibidos por la ITO. Protección en caso de lluvias 9. En caso de lluvias, antes de continuar con los rellenos y compactación se deberá remover de la superficie todo el lodo superficial, producto del arrastre natural de partículas como consecuencia del escurrimiento superficial. Rellenos laterales 10. La reposición del material excavado a los costados de la excavación, se deberá compactar por capas hasta alcanzar una densidad no inferior a un 90 % del ensayo Proctor Modificado o una Densidad relativa de 75%. El espesor de las capas dependerá del equipo de compactación que se utilice, pero se deberá cumplir siempre con la densidad antes indicada. De todas formas, se recomienda compactación liviana para no cargar en exceso los muros de las estructuras. 11. El avance de las capas de relleno debe ser parejo, de manera que no se produzcan desniveles superiores a 0,50 [m] entre sectores contiguos. 10

12 Contenido de Sales 12. Dada la presencia de sales y la agresividad del suelo se recomienda considerar medidas especiales en cuanto al recubrimiento de fundaciones y estructuras de hormigón armado en general de acuerdo a lo especificado por ACI 318 y la Asociación de Cemento Portland, considerando eventualmente el uso de aditivos. Cortes y Terraplenes 13. Dadas las condiciones topográficas del terreno y la composición homogénea que presenta el subsuelo, se podrán ejecutar cortes y terraplenes acordes al NPT definido por el proyecto. El material en corte podrá ser reutilizado en la zona donde se generen terraplenes, respetando los niveles de compactación anteriormente especificados en los Rellenos laterales. Cualquier situación no prevista en el presente informe, así como modificaciones que se deseara realizar en su contenido, deberá ser consultada y aprobada por el suscrito. Darko Miserda Álvarez Ingeniero Civil 11

13 ANEXO A: ESTRATIGRAFÍA 12

14 CALICATA N 1 Profundidad [m] Unidad Desde Hasta U Descripción Grava de origen aluvial color gris de canto subredondeado en matriz areno-limosa, humedad baja, alta compacidad y cementada. Se observa un Tamaño máximo de 5" y un Tamaño medio de 1 1/2 ". Estrato de suelo natural que clasifica como GP - GS según USCS. CALICATA N 2 Profundidad [m] Unidad Desde Hasta U Descripción Grava de origen aluvial color gris de canto subredondeado en matriz areno-limosa, humedad baja, alta compacidad y cementada. Se observa un Tamaño máximo de 5" y un Tamaño medio de 1 1/2 ". Estrato de suelo natural que clasifica como GP - GS según USCS. CALICATA N 3 Profundidad [m] Unidad Desde Hasta U Descripción Grava de origen aluvial color gris de canto subredondeado en matriz areno-limosa, humedad baja, alta compacidad y cementada. Se observa un Tamaño máximo de 5" y un Tamaño medio de 1 1/2 ". Estrato de suelo natural que clasifica como GP - GS según USCS. 13

15 ANEXO B: FOTOGRAFÍAS 14