CAPITULO II ESTUDIO TOPOGRÁFICO, HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y GEOTÉCNICO. En nuestro trabajo en particular, se utilizó el método de

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1 10 CAPITULO II ESTUDIO TOPOGRÁFICO, HIDROLÓGICO, HIDRÁULICO Y GEOTÉCNICO 2.1 ESTUDIO TOPOGRÁFICO PLANIMETRÍA. En nuestro trabajo en particular, se utilizó el método de deflexiones para efectuar el levantamiento planimétrico del puente, el cual consiste en trazar una poligonal abierta como línea auxiliar de donde se realizaron los amarres respectivos para la localización de los puntos, y que estos sirvieron para definir la rivera del río, cauce y dirección del mismo; así como también a partir de un punto de la poligonal auxiliar ya determinada, se trazó una nueva poligonal auxiliar (2), de la cual se realizaron los amarres de los puntos de la calle existente como lo son: eje, dirección, ancho de rodadura y detalles. (ver anexos A1).

2 ALTIMETRÍA El trabajo efectuado consiste en la nivelación del eje del camino, nivelación del eje del río, con sus correspondientes secciones transversales y curvas de nivel. Los resultados se reflejan de forma gráfica en los planos adjuntos (anexos A1). En nuestro caso se utilizó el método Diferencial, el cual consiste en asumir un banco de marca del cual se traslada la elevación hacia el punto de interés, para esto primeramente se visa el punto asumido, luego se toman las lecturas de los puntos de los cuales se desea conocer su elevación y así se repite el procedimiento sucesivamente. (ver anexos A1).

3 ESTUDIO HIDROLÓGICO GENERALIDADES DE LA CUENCA a) Ubicación General La cuenca se encuentra ubicada en el departamento de Morazán. b) Ubicación Particular La línea imaginaria del parteaguas pasa por los municipios de San Carlos, San Francisco Gotera, Chilanga, Yoloaiquín, Delicias de Concepción y Lolotiquillo. c) Vías de Comunicación Las vías de comunicación que se encuentran dentro del área en la cuenca están: la carretera CA-7 (primaria) que conduce a los municipios de San Francisco Gotera, Yoloaiquín y Delicias de Concepción, carretera que conduce al área urbana de San Carlos (secundaria), carretera rural (terciaria) que comunica el área urbana y rural del municipio de San Carlos, carretera

4 13 que conduce al municipio de Chilanga (secundaria) y carretera que conduce al municipio de Lolotiquillo (secundaria). d) Elevaciones de la Cuenca A partir de los planos cartográficos la cuenca posee las elevaciones siguientes: Elevación mínima: m.s.n.m. (metros sobre nivel del mar) Elevación máxima: m.s.n.m. (metros sobre nivel del mar) e) Climatología El clima que predomina en la zona es cálido y oscila entre 28 C y 35 C. f) Vegetación La vegetación en el área de la cuenca consiste en pastizales con pendientes suaves, zonas agrícolas con pendientes moderadas y sectores arborizados.

5 14 g) Geología El área de la cuenca posee diferentes suelos geológicos, los cuales son: Tabla (2.2.1) TIPO DE SUELO ÁREA (M2) Depósitos sedimentarios del cuaternario 4.0 Piroclástitas ácidas 5.1 Piroclástitas ácidas y volcánicas 7.5 Efusivas ácidas e intermedias ácidas 12.0 Efusivas básicas intermedias 13.0 Efusivas básicas intermedias, piroclástitas, 21.9 epiclástitas y volcánicas subordinadas Efusivas intermedias hasta intermedias ácidas, 39.0 piroclástitas, subordinadas TOTAL NOTA: la información del apartado referente a la vegetación, climatología y geología, fue proporcionada por el Sistema de Información Geográfica ADEL Morazán. Fuente: Información Nacional Geográfica ING.

6 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA CUENCA La cuenca actúa como un sistema natural de drenaje de las aguas lluvias y las características que posee, establecen el comportamiento y la forma de cómo se realiza dicho drenaje. Por tanto, entre el comportamiento hidrológico y las características fisiográficas de la cuenca existe una relación directa. A continuación se definen las características físicas de la cuenca del río San Francisco: ORIENTACIÓN DE LA CUENCA La orientación representa la dirección geográfica de la cuenca. Su ubicación desde el punto de interés del río San Francisco es en el departamento de Morazán, principalmente entre los cuadrantes y este (longitud), así como y norte (latitud). Los lugares poblados que están dentro de la cuenca son los siguientes:

7 16 Inicia al noreste de la Villa de San Carlos y continuando en sentido anti-horario, abarca el municipio Lolotiquillo pasando por el cerro Corobán, el municipio de Yoloaiquín, el municipio de Delicias de Concepción, pasando por el cerro Las Cruces, el cerro El Tablón, luego pasando por el cerro El Picacho, cerro La Ventana, luego por el municipio de Chilanga, pasando por San Francisco Gotera al costado poniente sobre el cerro Mendoza y por último llegando al punto de interés cerrando así el recorrido por el perímetro de la cuenca. Tomando como referencia el punto de interés se puede apreciar que la cuenca posee una orientación general norponiente ÁREA DE LA CUENCA El área se define por medio del parteaguas. Consiste en una línea imaginaria que delimita dicha área, el método consiste en partir del punto de interés llevando un seguimiento horario o anti-horario e ir cortando perpendicularmente las curvas de nivel de los puntos topográficos más elevados hasta llegar nuevamente al punto de interés.

8 17 Puesto que se cuenta con un mapa topográfico a escala 1:50,000 podemos hacer uso del instrumento conocido como planímetro, el cual se utiliza para la determinación del área de la cuenca en su proyección horizontal (ver anexos A3). Con el planímetro, a partir del punto de interés o cualquier otro punto y haciendo el recorrido en forma cuidadosa por el parteaguas en sentido horario y llegando al punto de inicio, obtenemos el área. Para una mayor exactitud se obtienen tres lecturas de áreas y se promedian las más representativas. Para la cuenca en estudio, se obtuvo un área de Km LONGITUD DEL CAUCE MÁS LARGO La cuenca desde el punto de interés del río San Francisco posee diferentes cauces que llegan a conformar uno principal, el cual aportaría el mayor caudal. Sin embargo, no se considera la longitud de este cauce principal, si no que, para fines de estudio nos interesa la longitud mayor de la quebrada que llega hasta el cauce principal y que sumados estos, la longitud mayor del cauce.

9 18 Utilizando el curvímetro, se coloca la aguja en cero y partiendo del punto de interés siguiendo el recorrido del cauce en una forma cuidadosa para obtener una mayor precisión hasta llegar al origen del tributario, se obtiene la lectura en la escala indicada, la cual corresponde a la longitud, generalmente en centímetros y pulgadas. Para una mayor exactitud se toman tres lecturas y se promedian las representativas. La longitud obtenida para el caso en estudio es de: Lc= Lcp + Lal Ecuación ( ) Donde: Lc= longitud del cauce más largo Lcp= Cauce principal Lal= longitud del afluente más largo Lc= km. Lc= Km.

10 PERÍMETRO DE LA CUENCA Los límites de la cuenca son definidos por medio del parteaguas y aunque es una línea imaginaria se logra determinar los bordes topográficos de la zona de influencia para el río San Francisco (ver anexos A3). Utilizando el curvímetro y teniendo el cuidado antes mencionado se encontró un perímetro de p= kms ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA Las variaciones de elevación al interior de una cuenca, así como la elevación media, son datos importantes para el estudio de la temperatura, precipitación y la escorrentía superficial. En nuestro estudio, determinaremos la elevación media de la cuenca por medio de la curva hipsométrica. La curva hipsométrica es el reflejo de la evolución del drenaje de una cuenca.

11 CURVA HIPSOMÉTRICA Se tomará como intervalo de las curvas de nivel a cada 100 mts. de elevación. Tabla( ) TABULACIÓN DE DATOS PARA LA CURVA HIPSOMÉTRICA ELEVACIÓN CURVA MSNM PI ÁREA ENTRE CURVA KM2 % DEL ÁREA TOTAL ACUMULADO INVERSO ÁREA ELEVACIÓN MEDIA MSNM HISI FUENTE: CUADRANTES TOPOGRÁFICOS, CENTRO NACIONAL DE REGISTROS (CNR).

12 21 CURVA HIPSOMÉTRICA Figura 1.

13 22 De la grafica anterior (Fig. 1) se ha determinado la Elevación Media de la cuenca la cual resulta de m.s.n.m PENDIENTE MEDIA Es una de las características hidrológicas de mayor importancia de la cuenca, ya que rige el drenaje. La pendiente media de la cuenca se calcula por la siguiente expresión: Sm= (L x D)/A Ecuación ( ) Donde: L= Sumatoria de la longitud de las curvas de nivel en km. D= intervalo entre dos curvas de nivel consecutivas A= área total de la cuenca km² Sm = ( x 0.1)/(101.25) = 32.45%

14 COEFICIENTE DE COMPACIDAD Es adimensional y sus valores son mayores o iguales a uno y se relacionan únicamente con la forma de la cuenca. En cuanto más cerca se encuentre este coeficiente al valor de uno, más forma circular tendrá la cuenca, y por lo tanto habrá mejor aprovechamiento de la precipitación. Se calcula a través de la siguiente expresión: Kc= (P/ A ) x 0.28 Ecuación ( ) Donde: Kc= coeficiente de compacidad P= perímetro de la cuenca km. A= área de la cuenca en km² Kc = (54.95/ ) x 0.28 = 1.53

15 FACTOR DE FORMA Este coeficiente relaciona la longitud del eje central de la cuenca con el ancho medio. Comparando dos o más cuencas que poseen características físicas semejantes, tendrá mayor drenaje aquella que posea el coeficiente de forma más elevado, y esta dada por la siguiente forma: Kf= Lm/Le Ecuación ( ) Donde: Kf= coeficiente de forma Lm= ancho medio km. Le= longitud del eje central km. Kf = 12.15/16.85 = PERÍODO DE RETORNO Los sistemas hidrológicos son afectados algunas veces por eventos extremos, tales como tormentas severas, crecientes y sequías. La magnitud de un evento extremo esta inversamente

16 25 relacionado con su frecuencia de ocurrencia, es decir, eventos muy severos ocurren con menor frecuencia que eventos moderados. El objetivo del análisis de frecuencia de la información hidrológica es relacionar la magnitud de los eventos extremos con su frecuencia de ocurrencia mediante el uso de distribuciones de probabilidad. En la practica este análisis se lleva a cabo seleccionando como variable el caudal máximo anual, que es el flujo pico instantáneo máximo que ocurre en cualquier momento del año. Los registros de caudales máximos son proporcionados por el centro meteorológico nacional, sin embargo; para el río san francisco, el cual es nuestro objeto de estudio no poseen dichos registros, por lo que no podríamos realizar el análisis frecuencial para determinar el periodo de retorno. Debido a lo escrito anteriormente, para la obtención del periodo de retorno se hará uso de tablas resúmenes en base a experiencias pasadas en el diseño de estructuras de control de aguas.(ver tabla )

17 26 Tabla ( ). TIPOS DE ESTRUCTURAS PERÍODO DE RETORNO ALCANTARILLAS DE CARRETERAS Volumen de tráfico bajo Volumen de tráfico medio Volumen de tráfico alto PUENTES DE CARRETERAS Sistema secundario Sistema primario AEROPUERTOS Volumen bajo Volumen medio Volumen alto DIQUES En fincas Alrededor de las ciudades PRESAS (amenaza baja)* Pequeñas Medianas Grandes PRESAS (amenaza alta)** Pequeñas Medias Altas FUENTE: HIDROLOGÍA APLICADA, VEN TE CHOW, PÁGINA * poca probabilidad de pérdidas de vidas. ** con probabilidad de altas pérdidas de vidas.

18 27 Puesto que el camino sobre el cual se proyectará el puente, de acuerdo con el ministerio de obras públicas es un sistema terciario, asumiremos un periodo de retorno promedio del sistema secundario según la tabla ( ). Obteniendo como resultado un periodo de retorno para nuestro estudio de 30 años TIEMPO DE CONCENTRACIÓN Se define como el tiempo que tarda una partícula de agua en recorrer la distancia entre el punto más lejano en la cuenca hasta el punto de interés, teniendo su recorrido sobre el cauce más largo en la cuenca. Para el cálculo del tiempo de concentración utilizaremos la siguiente ecuación: Tc= ( Ac + 1.5L)/(0.85 Hm ) Ecuación ( ) Donde: Tc= tiempo de concentración en hrs. A= área de la cuenca en km² L= longitud el cauce más largo en km Hm= elevación media de la cuenca en mts.

19 28 Los datos obtenidos en el río San Francisco para determinar el tiempo de concentración son los siguientes: A = kms² L = 26.3 kms Hm = msnm. Tc = ( (1.5 x 26.3) / ( ) = 2.93 hrs. Tc = 2.93 hrs. o min. Para este tiempo de concentración escogemos un rango de intensidades máximas de lluvia para el cual Tc se encuentre entre dicho rango, para cada estación pluviográfica de lluvia. Como el tiempo de concentración obtenido es de min. se escoge el rango entre 150 min. y 180 min.

20 CURVAS INTENSIDAD, DURACIÓN Y FRECUENCIA (I.D.F). Teniendo los registros de intensidades para una duración determinada de las diferentes lluvias podemos hacer uso del análisis gráfico y así obtener las curvas de intensidad duración frecuencia, esto se hará de la siguiente forma: a- Arreglar los datos de intensidad en orden de magnitud creciente b- Calcular la probabilidad de ocurrencia en porcentajes a partir de la ecuación siguiente: F = m /(n+1). Ecuación ( ) Donde: F = Frecuencia empírica m = Variable que depende de la posición del dato n = Numero de datos totales c- Calcular la probabilidad de no-ocurrencia mediante la siguiente formula: f = 1-F Ecuación ( )

21 30 Todo esto se tabulará como se muestra en la tabla , luego se grafican los datos en papel gumbel, teniendo en el eje de las abcisas los valores de ocurrencia en porcentajes y en el eje de las ordenadas la intensidad en mm./min, para cada tiempo y estación como se observa en la figura 2. Con el periodo de retorno antes seleccionado (30 años) se interpolan las intensidades para cada tiempo de concentración. El siguiente paso es plotear en papel logarítmico, teniendo en el eje de las abcisas los tiempos de duración en minutos y en el eje de las ordenadas las intensidades en mm./min.; seguidamente con el tiempo de concentración se interpola la intensidad de diseño, posteriormente se calcula la intensidad de diseño promedio (ver figuras 3).

22 31 Tabla ( ) INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN MÁXIMA ANUAL (ABSOLUTA). En mm/minuto para diferentes periodos. ESTACION: SAN FRANCISCO GOTERA INDICE: Z-2 LATITUD: N LONGITUD: E ELEVACIÓN: 250 m. s. n. m. AÑO FUENTE: MINISTERIO DE AGRICULTURA Y GANADERÍA (MAG). Tabla ( ) CALCULO DE PROBABILIDADES DE LOS REGISTROS DE INTENSIDADES DE LA ESTACIÓN SAN FRANCISCO GOTERA ESTACIÓN SAN FRANCISCO GOTERA INDICE Z-2 INTENSIDAD Probabilidad POSICIÓN de 150 min. 180 min. ocurrencia F=m/n+1(%) Probabilidad de noocurrencia f=1-f(%)

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25 ESTUDIO HIDRÁULICO ESTIMACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO Para obtener la crecida máxima de diseño utilizaremos el método del Hidrograma Unitario Triangular Equivalente. Este método fue desarrollado por Víctor Mockus, el cual es aplicable a cuencas no instrumentada, es decir; no cuentan con estación hidrométrica o bien con los registros pluviográficos necesarios. Dicho hidrograma unitario se basa en datos de características generales de la cuenca. Los hidrogramas unitarios así obtenidos se denominan Sintéticos. HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR EQUIVALENTE. Figura 4. FUENTE: FUNDAMENTOS DE HIDROLOGÍA DE SUPERFICIES, F.J. APARICIO PAG. 234.

26 35 HIDROGRAMA UNITARIO SINTÉTICO (forma triangular). De la geometría del hidrograma unitario (figura 4) se escribe el gasto pico de la siguiente manera: q p = x A Ecuación ( ) t p donde: q p : gasto en m³/seg./mm A : área en km² t p : tiempo pico en horas A su vez, el tiempo de pico se expresa como: t p = d e + t r Ecuación ( ) 2 donde: d e = es la duración en exceso t r = el tiempo de retraso, el cual se estima mediante el t c. Para lo cual t r se obtiene de la siguiente ecuación: t r = 0.6 t c Ecuación ( )

27 36 Además, la duración en exceso con la que se tiene mayor gasto de pico a falta de mejores datos, se puede calcular aproximadamente así: d e = 2 tc Ecuación ( ) El cálculo numérico para la obtención del caudal máximo se realiza de la siguiente manera: d e = 2 tc d e = = 3.42 horas t r = 0.6 t c t r = 0.6 x 2.93 = 1.76 horas t p = d e + t r 2 t p = = 3.47 horas 2 q p = x A t p q p = x = 6.07 m³/seg./mm 3.47

28 37 A partir de la intensidad de diseño encontrada para la estación de San Francisco Gotera, la cual resulta ser de 0.65 mm./min., se procede a calcular la precipitación máxima a través de la siguiente expresión: (I= P/D)* Ecuación ( ) Donde: P= precipitación en mm. D= duración de la lluvia en min. I= intensidad en mm./min. De la ecuación anterior, encontramos P. P= I x D P= 0.65 x = mm. Entonces el caudal queda así: q p = 6.07 m³/seg./mm. x mm = m³/seg. Para efectos de diseño se aproximará el caudal máximo encontrado al valor de 700 m³/seg. * ESTA EXPRESIÓN SE DEDUJO DE LA DEFINICIÓN DE INTENSIDAD DE LLUVIA.

29 CURVA DE DESCARGA NATURAL La curva de descarga natural se utiliza para determinar el nivel máximo que alcanzará el agua para el caudal de diseño que se ha encontrado. La pendiente de fricción del río se determina por la expresión siguiente: Sf = hf/l Ecuación ( ) Donde: Sf = pendiente del río Hf = diferencia de nivel entre dos en estudio L = longitud entre los puntos de estudio De la ecuación ( ), se obtiene: Sf = (0.81/148.75) x 100 = 0.54% La velocidad del río se determinará a través de la ecuación de Manning: V = Rh 2/3 x Sf 1/2 Ecuación ( ) n

30 39 Donde: V = Velocidad del río en mt/seg. Rh = Radio hidráulico en mts. Sf = Pendiente del río en % n = Coeficiente de rugosidad (adimensional) Al sustituir la ecuación de continuidad Q= V x A en la ecuación de Manning resulta: Q= A x Rh 2/3 x Sf 1/2 Ecuación ( ) n donde: Q = caudal del río en mt 3 /seg. A = sección transversal del río en mt 2 Rh = radio hidráulico en mts. Sf = pendiente del río en % n = coeficiente de rugosidad (adimensional) El coeficiente de rugosidad se puede calcular en función de los materiales arrastrables del lugar, sin embargo; existen tablas en las que se muestran ciertos coeficientes de rugosidad para varias superficies de canales abiertos.

31 40 Tabla MATERIALES n Concreto Canales naturales: -Limpios y rectos -Limpios y curvos -Curvos con hiervas -Con matorrales y árboles Planicies de inundación: -Pastos -Cultivos -Hierbas y pequeños matorrales -Matorral denso Árboles densos FUENTE: HIDROLOGÍA APLICADA, VEN TE CHOW, PAG. 35. De la tabla anterior podemos observar que el coeficiente de rugosidad que se ajusta para el río, es el de canal natural, limpio y curvo, con un n = 0.04; el cual utilizaremos en el estudio. Luego se igualará el factor hidráulico con el factor geométrico, lo que resulta:

32 41 Qn = ARh 2/3 Ecuación ( ) Sf 1/2 El siguiente paso consiste en encontrar los puntos para graficar la curva de descarga natural; esto se logra, encontrando un caudal para una altura de nivel del agua, donde en el eje de las abscisas tenemos el caudal y en el eje de las ordenadas el nivel del agua. El resumen del cálculo se encuentra en la tabla ( ), para intervalos de nivel a cada 50 cm. La grafica de descarga natural, queda como se muestra en la figura 5, luego para encontrar el nivel del agua de diseño, se hace interpolando el caudal de diseño de la curva de descarga natural, el nivel de agua encontrado es de h= 5.80 mts.

33 42 Tabla RESUMEN DE CALCULO DEL FACTOR GEOMÉTRICO. NIVEL DEL ÁREA PERÍMETRO AGUA MTS MT 2 MOJADO MTS RH=A/P.M. A x RH^2/3 Q=1.837 A x RH^2/3 (M3/SEG.) Nota: Sf 1/2 = (0.0054) 1/2 = n 0.04 Ejemplo: Para el primer tirante de 1.32 mts. los resultados son: Rh = A/PM = 7.3/9.96 = 0.73 A* (RH) (2/3) = 7.3* (0.73) (2/3) = 5.92 Q = * A* (RH) (2/3) = * 5.92 = 10.88

34 Figura 5. 43

35 ANTECEDENTES DE CRECIDAS MÁXIMAS Debido a la falta de información de crecidas máximas del río en estudio en las instituciones metereológicas del país, se optó por realizar investigación de campo en la cual se entrevistaron a pobladores de la zona con edades entre los 30 y 60 años, quienes manifestaron que el nivel máximo alcanzado fue durante el huracán Mich en el año de El referido nivel alcanzó un tirante aproximadamente de 5.70 mt. desde la cama de agua hasta la primera baranda del puente (medido a partir de centro del puente). Este tirante superó el tirante existente del puente, el cual es de 5.10 mts.

36 INTERPRETACIÓN DEL ESTUDIO HIDROLÓGICO A partir de la curva de descarga se determinó el tirante máximo para el puente, el cual es de 5.80 mts. Pero para efectos de seguridad se dejará un margen de 2.0 mts. resultando un tirante efectivo de 7.80 mts. Cabe mencionar que el nivel máximo alcanzado durante el huracán Mich, según versiones de los pobladores fue de 5.70 mts., por lo tanto, en nuestro estudio, se ha determinado un tirante con capacidad de soportar crecidas mayores a las ocurridas en el evento mencionado anteriormente. El tirante encontrado, se medirá a partir del punto más bajo (nivel de cama de agua) hasta la arista inferior de la viga. Los efectos de las pilas centrales no se consideran en el cálculo del factor geométrico, debido a que dichos efectos son poco significativos, puesto que los absorben los dos metros de seguridad que se le dio al nivel de agua encontrado.

37 46 Para el tirante de diseño encontrado se determinaron los siguientes parámetros: - El tirante máximo encontrado es de 7.8 mts. - El área hidráulica determinada es de m² - El perímetro mojado es de mts. - El radio hidráulico resultante es de 4.18 mts. - El caudal para el tirante máximo encontrado es de 1, m³/seg.

38 ESTUDIO GEOTÉCNICO. El propósito de la investigación exploratoria es el de obtener una información exacta de las condiciones del suelo en el lugar que se investiga. La profundidad, espesor, y composición de cada uno de los estratos y la profundidad del agua subterránea, son los principales objetivos de la exploración. Además se obtienen datos aproximados de la resistencia y compresibilidad de los estratos para hacer los estimados preliminares de los asentamientos de la estructura. En todo proyecto de ingeniería, antes de comenzar a realizar el diseño de una obra, se deberá efectuar un estudio del subsuelo donde se va ha edificar la construcción, para poder conocer las propiedades físicas y mecánicas de los diferentes estratos que componen el suelo. Para el caso en estudio se realizo la prueba de penetración normal o penetración estándar, para poder conocer algunas características del subsuelo; la mencionada prueba proporciona valores que pueden correlacionarse con algunas propiedades físicas importantes del suelo; sin embargo, debido a que el suelo es de consistencia dura, no se logró

39 48 penetrar a gran profundidad, por lo que preliminarmente se excavaron tres pozos a cielo abierto con las siguientes profundidades: Partiendo del más cercano al estribo poniente, una profundidad de 1.30 mts., en el cual se logró ver una esquina de la zapata de soporte de la columna existente, la cual tiene una profundidad a la arista superior de 1.10 mts. En el pozo intermedio se logro excavar a una profundidad de 1.20 mts. y en el pozo cercano al lente de agua se profundizó 40 cms. todos de dos metros de largo y un metro de ancho con lo cual se pretende aprovechar al máximo la profundidad de penetración con el equipo S. P. T.

40 REPORTE DEL ESTUDIO DE SUELOS(S.P.T)* Se preparó un programa e investigación del terreno para dar a conocer las condiciones más importantes del subsuelo y definir su variabilidad. Para tal fin se realizaron 3 (tres) perforaciones tipo penetración estándar (SPT) ubicados a partir del fondo de los pozos a cielo abierto anteriormente descritos. La profundidad máxima explorada fue de 3.00 mts., efectuándose un total de 7.00 mts. de perforación DESCRIPCIÓN GENERAL DEL LUGAR. El terreno presenta una topografía semiplana, sin vegetación. Sondeos realizados en cauce de río. Boleos de roca tipo canto rodado en toda el área, excavaciones en proceso (pozos a cielo abierto). Los niveles de los sondeos son referenciados al Banco de Marca ( Elevación 100 mts.) ubicado en un rostro superior de columna, base de puente existente.

41 TRABAJO DE CAMPO. Después de ubicar y nivelar las perforaciones se realizaron tres sondeos exploratorios, distribuidos como se muestra en el plano de ubicación anexo. Con el objeto de obtener muestras representativas y continuas para su clasificación y determinación del contenido de humedad, se utilizó un equipo de perforación motorizado marca ACKER, modelo AMC-2 con las características siguientes: Peso del martillo :140 lbs.(63.5 Kg) Altura de caída : 30 (76.0 cm) Diámetro externo del muestreador : 2 ( 5.0 cm) Longitud del muestreador : 26 (67.0 cm) Motor Briggs & Stratton (Gasolina 5 H.P.) Se hinca el toma muestras (partido longitudinalmente) 20 cms. en el suelo para asegurarse que la zapata de corte se asiente en material virgen, luego se hinca 30 cms. en incremento de 15 cms. a golpe de martillo, contándose el número de golpes necesarios para penetrar cada uno de los quince cms.

42 51 La resistencia a la Penetración Estandar del suelo es la suma de los últimos 30 cms. El procedimiento de ensayo lo establece la norme ASTM-D Prueba de Penetración Estandar y Muestreo de Suelo con Cuchara Partida ENSAYOS DE LABORATORIO. Las muestras obtenidas se trasladaron al laboratorio, efectuándose ensayos de acuerdo a los procedimientos establecidos en las normas ASTM: D Clasificación de suelos para propósitos de ingeniería. D Descripción e identificación de suelos (procedimientos visual manual). D Determinación del contenido de humedad en el laboratorio. D Análisis granulométrico de los suelos.

43 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ESTRATIGRAFIA: El suelo del lugar está compuesto básicamente por: -GRAVA BIEN GRADUADA CON ARENA (GW) color gris, con 67% de gravas, 32% de arenas y 1% de finos; con Cu= 18.0 y Cc= ARENA MAL GRADUADA (SP) color gris, con 5% de gravas, 94% de arenas y 1% de finos; con Cu= 18.0 y Cc= 2.23.

44 CONTENIDOS DE HUMEDAD. Los contenidos naturales de humedad del suelo oscilan entre 4.4 y 16.5% detectándose los valores máximos, mínimos y promedios, según se detalla a continuación: SONDEO No W MÁXIMA (%) W MINIMA (%) W PROMEDIO (%) 1 6.0(0.50 mt.) (1.00 mt.) (1.00 mt.)

45 RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN. La resistencia del suelo a la penetración de una cuchara Muestreadora estándar varió de 12 a más de 80 golpes, clasificando su COMPACIDAD RELATIVA, así: COMPACIDAD RELATIVA DE SUELOS ARENOSOS No DE GOLPES COMPASIDAD RELATIVA (%) 0-4 MUY SUELTA SUELTA SEMI-COMPACTA COMPACTA > 50 MUY COMPACTA > 75

46 CAPACIDAD DE CARGA. Considerando cimentación de 1.00 mts. de ancho, la capacidad de carga admisible del suelo en kg./cm 2, para cada sondeo, a la profundidad indicada sería: PROFUNDIDAD EN METROS SONDEO No ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS. El suelo del lugar se encuentra COMPACTO por lo tanto los asentamientos se consideran despreciables.

47 CONCLUSIONES. De los resultados obtenidos se concluye que: -No existen zonas en estado suelto con baja capacidad de carga, ni conteniendo materia orgánica. -Los ESTRATOS ARENOSOS detectados son susceptibles a la erosión, socavación, tubificación y a disminuir rápidamente su resistencia cuando se saturan. -El nivel freático se detectó en el nivel mts. -Los contenidos naturales de humedad del suelo son altos. -Para los suelos del lugar se podrá tomar los valores de los parámetros siguientes: PESO VOLUMÉTRICO HÚMEDO ٧ = 1.8 Ton/mt 3 ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA Ø = 30 COHESIÓN APARENTE C = 0.00 Ton/mt 2

48 RECOMENDACIONES. Tomando en consideración los resultados obtenidos y conclusiones anteriores, se recomienda: -Cimentar mediante pilas de Concreto Reforzado coladas en sitio, profundizadas dentro del terreno no menos de 2.00 mts. Las dimensiones y distribución de las pilas depende del diseño del puente. -Dado que la colocación del concreto para las pilas es bajo agua, se deberá construir la cimentación mediante el uso de tubos de concreto reforzado, que se profundizarán en el terreno a medida se vaya removiendo el suelo dentro del tubo, el cual servirá de molde. Habiéndose colocado el acero de refuerzo, se procede a llenar el molde con concreto a través de un tubo vertical, cuyo extremo inferior se sumerge hasta el fondo de la pila proyectada, para que al ascender el concreto vaya desplazando el agua, el tubo se va izando lentamente durante el vaciado, manteniéndolo siempre dentro del concreto.

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