INFORME DE MECANICA DE SUELOS

INFORME DE MECANICA DE SUELOS NUEVO ESTANQUE DE AGUA POTABLE RECINTO BONILLA AGUAS ANTOFAGASTA S.A ANTOFAGASTA - II REGIÓN DE ANTOFAGASTA REVISIÓN 0 JULIO DE 2013 e-mail: dmiserda@brac.cl 0

INDICE 1. INTRODUCCION... 2 2. ANTECEDENTES PARA EL DESARROLLO DEL ESTUDIO... 2 3. ANTECEDENTES DE MECÁNICA DE SUELOS... 3 3.1. Exploración del subsuelo... 3 3.2. Perfil estratigráfico... 4 3.3. Situación de la napa freática... 4 4. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES... 5 4.1. Nivel de Sello de Fundación... 5 4.2. Tensiones de contacto admisibles... 5 4.3. Constante de Balasto... 6 4.4. Consideraciones NCh. 2369 Of. 2003... 6 5. EMPUJES DE SUELO... 7 5.1. Muros no arriostrados en extremo superior... 7 5.2 Muros arriostrados en extremo superior (subterráneos)... 8 6. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS GENERALES... 9 ANEXO A ESTRATIGRAFÍAS... 12 ANEXO B FOTOGRAFIAS... 16 ANEXO C ENSAYOS DE LABORATORIO... 20 e-mail: dmiserda@brac.cl 1

1. INTRODUCCION Con la finalidad de instalar un nuevo estanque superficial de agua potable con una capacidad de 5.000m 3 en el mismo recinto donde actualmente se emplaza el estanque de distribución Bonilla, en la zona norte de Antofagasta, II Región de Antofagasta, se ha encargado al suscrito la elaboración de un Informe de Mecánica de Suelos. 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, clasificación sísmica del suelo acorde a la normativa nacional y especificaciones técnicas generales para los movimientos de tierra involucrados en el proyecto. 2. ANTECEDENTES PARA EL DESARROLLO DEL ESTUDIO En la preparación de este informe se han considerado los siguientes antecedentes: A) Visita a terreno y exploración geotécnica realizada por un Ingeniero Civil de esta oficina en Junio de 2013. B) Otros estudios geotécnicos realizados recientemente por el suscrito en el sector. C) Antecedentes del proyecto proporcionados por el cliente a través de los Srs. Juan Andrade y Leonardo Cepeda ambos ingenieros de la empresa Halcrow Group Limited Chile. D) Ensayos de Laboratorio emitidos y certificados por LIEMUN N 82.726-A e-mail: dmiserda@brac.cl 2

3. ANTECEDENTES DE MECÁNICA DE SUELOS 3.1. Exploración del subsuelo La exploración geotécnica realizada consistió en la ejecución de tres calicatas de una profundidad variable de hasta 7.00m. Dichas calicatas fueron emplazadas en conjunto con los ingenieros de Halcrow, de tal manera de caracterizar las posibles áreas de emplazamiento del nuevo estanque 1. Las calicatas fueron muestreadas y supervisadas por un Ing. Civil de esta oficina, las muestras obtenidas han sido analizadas por LIEMUN Antofagasta. Figura n 1: Emplazamiento de Calicatas. 1 El emplazamiento definitivo del estanque aún no ha sido definido. e-mail: dmiserda@brac.cl 3

3.2. Perfil estratigráfico El sub suelo del sector se caracteriza por la presencia de un perfil estratigráfico predominante compuesto por las siguientes unidades: Unidad Desde Profundidad (m) Hasta Descripción U - 1 0.00 2.20-5.00 Arena, limpia, color amarillo, humedad nula, arenas de grano medio, algo cementada, compacidad media a suelta. Estrato de suelo natural que clasifica como SP según USCS. U - 1 2.20 5.00 5.00 7.00 Arena limo gravosa, color café, humedad baja, compacidad media, consistencia firme. Gravas aluviales de cantos sanos y angulosos, tamaño media y máximo nominal 1/2 y 3 respectivamente. Estrato de suelo natural que clasifica como SW-SM. NOTA: Perfil predominante basado en calicatas N 2 y N 3. Detalle de Estratigrafía en Anexo A, Perfiles Estratigráficos. 3.3. Situación de la napa freática En cuanto a la presencia de napa freática, ésta no fue detectada dentro de las profundidades abordadas por la exploración. Se desconoce su variación estacional y en el tiempo, antecedente que escapa a la especialidad. e-mail: dmiserda@brac.cl 4

4. PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE FUNDACIONES 4.1. Nivel de Sello de Fundación El nivel de sello de fundación quedará en función del área de emplazamiento definitiva para el estanque y podrá corresponder indistintamente a una de las dos unidades estratigráficas descritas en 3.2. según estime conveniente el ingeniero calculista. 4.2. Tensiones de contacto admisibles De los resultados de la exploración geotécnica realizada, los ensayos de laboratorio y las propiedades registradas en suelos de similares características granulométricas, propiedades índices y origen geológico, se han determinado y adoptado conservadoramente las siguientes propiedades para los dos posibles estratos de fundación mencionados en 4.1: Tabla 1: Parámetros Geotécnicos de diseño. Unidad Parámetros Geotécnicos U - 1 Unidad U-2 Clasificación USCS SP SW - SM Cohesión (C) [t/m2] 0 0 Angulo de Fricción 25 30 Peso Unitario Seco [t/m3] 1.60 1.80 Módulo de Elasticidad (E) [t/m2] 1500 2000 Módulo de Elasticidad Dinámica (Ed) [t/m2] 2 E 2 E Tensión de Contacto Admisible Estática [Kg/cm2] 1.50 2.00 Tensión de Contacto Admisible Sísmica [Kg/cm2] 2.10 2.80 e-mail: dmiserda@brac.cl 5

4.3. Constante de Balasto Con el objeto de determinar los asentamientos de las fundaciones, se recomienda utilizar el siguiente valor para la constante de balasto según la unidad estratigráfica en la cual se opte fundar: k = 6 kg/cm³ (U-1) k = 8 kg/cm³ (U-2) *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 2,5. 4.4. Consideraciones NCh. 2369 Of. 2003 Para los efectos de aplicar la norma de diseño sísmico de edificios, se deberá considerar lo siguiente: Tipo de Suelo: III o D (según D.S. 61) Zona Sísmica: 3 e-mail: dmiserda@brac.cl 6

5. EMPUJES DE SUELO Los empujes de suelo se deberán calcular siguiendo las expresiones que se desarrollan en los puntos siguientes: 5.1. Muros no arriostrados en extremo superior EMPUJE ACTIVO En este caso se desarrolla el empuje activo, para esto se deberá considerar la siguiente expresión: Ea = 2 1 * σa (H) * H [Ton/m] Donde: σ a (H) = H * K a [Ton/m 2 ] K a = 0.33 = 1.80 [Ton/m 3 ] H = Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje Ea. EMPUJE SISMICO En este caso se desarrolla el empuje sísmico, para esto se deberá considerar la siguiente expresión: Es = 2 1 * σs (H) * H [Ton/m] Donde: σ s (H) = * K s [Ton/m 2 ] K s = 0.10 = 1.80 [Ton/m 3 ] H = Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje Es. e-mail: dmiserda@brac.cl 7

5.2 Muros arriostrados en extremo superior (subterráneos) EMPUJE ESTATICO En este caso se desarrolla el empuje en reposo, para esto se deberá considerar la siguiente expresión: Eo = 2 1 * σo (H) * H [Ton/m] Donde: σ o (H) = * K o [Ton/m 2 ] K o = 0.50 = 1.80 [Ton/m 3 ] H = Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje Eo. EMPUJE SISMICO De acuerdo a la Norma NCh. 433 Of.96 modificada en 2009, la componente sísmica del empuje de suelos para muros subterráneos arriostrados, se deberá evaluar con la siguiente expresión: σ s = 0.3 Cr* o g [Ton/m 2 ] Dónde: Cr = 0.45 1.80 [Ton/m 3 ] H = Profundidad en metros hasta donde se mide el empuje Eo. Ao = 0.40g (Zona sísmica 3) e-mail: dmiserda@brac.cl 8

6. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS GENERALES Escarpe El escarpe debe contemplar el retiro los primeros 20cm superficiales donde pudiesen existir restos de basuras y materias deleznables. Método de excavación 1.- Las faenas de excavación se podrán realizar en forma mecanizada sin embargo, se recomienda que los últimos 20cm se excaven manualmente con el objeto de evitar la sobre-excavación. 2.- 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 3.- Cualquier sobre-excavación que se produzca podrá ser rellenada con hormigón pobre de 2 sacos de cemento por metro cúbico. Taludes de Excavación 4.- Se considera un talud vertical para todas las excavaciones menores a 1,50 [m]. Para excavaciones más profundas considerar los siguientes taludes: Estrato Construcción Talud Corte Permanente U - 1 1H:3V 2H:3V U - 2 1H:3V 1H:2V Los taludes antes mencionados están limitados a una altura de excavación de 4m. En caso de excavaciones más profundas se deberán generar bermas de 1m a la mitad de la altura en corte. e-mail: dmiserda@brac.cl 9

Tratamiento del Sello 5.- 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. 6.- Los sellos de fundación deberán ser recibidos por la ITO. Protección en caso de lluvias Rellenos laterales Contenido de Sales 7.- 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. 8.- 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. 9.- 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.- Del análisis de ensayos químicos realizados, es posible descartar la generación de asentamientos derivados de la disolución de sales en caso de infiltraciones de agua. A su vez la cantidad registrada de Cloruros y Sulfatos no hacen necesario el empleo de algún tipo de hormigón en particular. e-mail: dmiserda@brac.cl 10

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 DMA/mpa. e-mail: dmiserda@brac.cl 11

ANEXO A ESTRATIGRAFÍAS e-mail: dmiserda@brac.cl 12

Tabla 2: Perfil estratigráfico predominante de calicata Nº1. Unidad Profundidad (m) Desde Hasta U - 1 0.00 0.60 U - 2 0.60 2.50 U - 3 2.50 5.00 Descripción Arena limosa, color café grisáceo, humedad nula, plasticidad nula, consistencia blanda. Arenas de grano fino. Se observa la presencia de raíces, raicillas y gravas aisladas. Estrato de suelo natural que clasifica como SM según USCS. Arena limo gravosa, color café, humedad baja, compacidad media, consistencia media. Gravas aluviales de cantos sanos y angulosos, tamaño media y máximo nominal ½ y 6 respectivamente. Estrato de suelo natural que clasifica como SW-SM. Arena limo gravosa, color café, humedad baja, compacidad media, consistencia firme. Gravas aluviales de cantos sanos y angulosos, tamaño media y máximo nominal 1 y 4 respectivamente. Estrato de suelo natural que clasifica como SP-SM. e-mail: dmiserda@brac.cl 13

Unidad Tabla 3: Perfil estratigráfico predominante de calicata Nº2. Profundidad (m) Descripción Desde Hasta U - 1 0.00 2.20 Arena, limpia, color amarillo, humedad nula, arenas de grano medio, algo cementada, compacidad media a suelta. Estrato de suelo natural que clasifica como SP según USCS. U - 2 2.20 5.00 Arena limo gravosa, color café, humedad baja, compacidad media, consistencia firme. Gravas aluviales de cantos sanos y angulosos, tamaño media y máximo nominal 1/2 y 3 respectivamente. Estrato de suelo natural que clasifica como SW-SM. e-mail: dmiserda@brac.cl 14

Unidad Tabla 4: Perfil estratigráfico predominante de calicata Nº3. Profundidad (m) Descripción Desde Hasta U - 1 0.00 5.00 Arena, limpia, color amarillo, humedad nula, arenas de grano medio, algo cementada, compacidad media a suelta. Estrato de suelo natural que clasifica como SP según USCS. U - 1 5.00 7.00 Arena limo gravosa, color café, humedad baja, compacidad media, consistencia firme. Gravas aluviales de cantos sanos y angulosos, tamaño media y máximo nominal 1/2 y 3 respectivamente. Estrato de suelo natural que clasifica como SP-SM. Nota: Calicata realizada fuera del recinto, aledaño al cierro perimetral con un NTN similar a la cota de radier del estanque sur. e-mail: dmiserda@brac.cl 15

ANEXO B FOTOGRAFIAS e-mail: dmiserda@brac.cl 16

Fotografía N 1: Calicata N 1. Fotografía N 2: Calicata N 1. e-mail: dmiserda@brac.cl 17

ANEXO C ENSAYOS DE LABORATORIO e-mail: dmiserda@brac.cl 20

e-mail: dmiserda@brac.cl 21