estudio de sueloss
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ESTUDIO GEOTCNICO CON FINES DE
CIMENTACIN
INFORME TCNICO
PROYECTO:
EBC ETEN_PUEBLO
DISTRITO : ETEN
PROVINCIA : CHICLAYO
DEPARTAMENTO : LAMBAYEQUE
CONSULTOR : AUGUSTO A. MOSCOSO BAZALAR
ENERO 2011
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INDICE
1. GENERALIDADES
1.1. Objetivo del estudio
1.2. Normatividad
1.3. Ubicacin y descripcin del rea en estudio
1.4. Acceso al rea de estudio
1.5. Condicin climtica Y Altitud de la zona.
2. GEOLOGA Y SISMICIDAD DEL REA EN ESTUDIO
2.1. Geologa Local
2.2. Sismicidad
3. RESUMEN DE LAS CONDICONES DE CIMENTACIN
4. INVESTIGACIN DE CAMPO
5. ESTRUCTURAS DE CIMENTACON 5.1. Tipo de edificacin
5.2. Cimentacin Tipo
6. ENSAYOS DE LABORATORIO
7. PERFILES ESTRATIGRAFICOS
7.1. Descripcin de la Estratigrafa.
8. ANLISIS DE LA CIMENTACIN
8.1. Profundidad de la cimentacin
8.2. Tipo de cimentacin
8.3. Clculo y anlisis de la capacidad portante admisible de carga
8.4. Clculo de asentamientos
9. AGRESIN DEL SUELO A LA CIMENTACIN
9.1. Resultados de anlisis
10. NIVEL DE NAPA FREATICA
11. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Anexo I PERFIL ESTRATIGRFICO
Anexo II ENSAYOS DE LABORATORIO
Anexo III REGISTRO FOTOGRFICO
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ESTUDIO GEOTCNICO
PROYECTO: EBC ETEN_PUEBLO
1.0 GENERALIDADES
1.1.-OBJETIVO DEL ESTUDIO
El objetivo del presente Informe Tcnico es realizar el Estudio Geotcnico
con fines de Cimentacin del subsuelo del terreno asignado al proyecto
EBC ETEN_PUEBLO, en el cual se construir el proyecto para el
emplazamiento de una antena de transmisin y estructuras convencionales
en el terreno ubicado en el Distrito de Eten, Provincia de Chiclayo,
Departamento de Lambayeque. El objeto del presente trabajo es determinar
las principales caractersticas fsicas y mecnicas del suelo para el diseo de
la cimentacin y algunas recomendaciones para su construccin y
mantenimiento.
El programa seguido para este fin, fue el siguiente:
Reconocimiento del terreno.
Ejecucin de calicatas.
Toma de muestras disturbadas.
Ejecucin de ensayos de laboratorio.
Evaluacin de los trabajos de campo y laboratorio.
Perfiles estratigrficos.
Clculo de la capacidad portante admisible.
Clculo de asentamientos.
Anlisis de sales agresivas al concreto.
Conclusiones y recomendaciones.
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1.2.-NORMATIVIDAD
El presente trabajo de consultara esta en concordancia con la Norma E-050
de Suelos y Cimentaciones, y la Norma E-030 Diseo Sismo Resistente del
Reglamento Nacional de Edificaciones.
1.3 UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL REA EN ESTUDIO
El proyecto EBC ETEN_PUEBLO, se encuentra ubicado en el Distrito de
Esten, Provincia de Chiclayo, Departamento de Lambayeque, en las
coordenadas WGS 84:
Coordenadas : Latitud: - 06.91253
Longitud: - 79.86408
1.4 ACCESO DEL REA EN ESTUDIO
Teniendo como referencia el distrito de Eten, la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque.
1.5 CONDICIN CLIMTICA
El clima en la regin, en general, la temperatura en verano flucta entre 20C
como mnimo y 30C como mximo; cuando el clima se tropicalaza, la
temperatura flucta entre 30-35. En invierno la temperatura mnima es de
15y mxima de 24. Por lo general a medida que se aleja de la orilla del mar
avanzando hacia el este hata los 500 m.s.n.m. la T se va elevando, sintindose
principalmente a medio da un calor sofocante, como se puede apreciar en
Pucal, Zaa, Chongoyape, Oyotn, Nva. Arica; este fenmeno se explica porque
la tierra y los cerros ridos que rodean a estas zonas refractan el calor y porque
los vientos que soplan del mar a la tierra llegan dbiles.
La altura aproximada a que se encuentra el site es 10 m.s.n.m.
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2.0 GEOLOGA Y SISMICIDAD DEL REA EN ESTUDIO
2.1 GEOLOGIA LOCAL
La morfologa existente incluye una amplia zona costanera, donde destacan
las pampas aluviales y las dunas prximas al litoral.
Los depsitos glaciarios son escasos. El Complejo del Maran, hacia el Este,
y la Formacin Olmos en la costa, ambos de edad precambriana, constituyen
el basamento metamrfico sobre los cuales yacen discordantemente rocas
filticas y tobceas de la Formacin Salas de posible edad ordoviciana. Sobre
stas descansan las Capas Rojas del Grupo Mitu del Permiano Superior. El
lapso Trisico-Jursico inferior est constitudo por las calizas de la
Formacin La Leche en la faja costanera y el Grupo Pucar en el rea del
Maran, formaciones que estn asociadas a derrames y piroclsticos
andesticos y dacticos de la Formacin Oyotn cuya edad parece llegar hasta
el Jursico Superior. Durante el Neocomiano-Aptiano se depositaron lutitas,
areniscas y algunas calizas que se agrupan en las formaciones Tinajones hacia
la costa y en las formaciones Chim, Santa, Carhuaz y Farrat, al sur, en los
cuadrngulos de Chota y Celendn. La Formacin Goyllarisquizga constituye
las facies de plataforma equivalente a las formaciones anteriores. El Albiano
est representado por una secuencia calcrea que rene a las formaciones
Inca, Chlec, Pariatambo y parte de Pulluicana, hacia el este. La Formacin
Crisnejas con mayor proporcin de clastos, equivale al Albiano medio en los
Andes Septentrionales del Per . Un paquete de calizas y margas en la parte
superior constitudo por los grupos Pulluicana, Quilquin (lutitas) y por las
formaciones Cajamarca y Celendn, comprendidas entre el Albiano superior y
el Santoniano, seala la culminacin de la sedimentacin marina del Cretceo
en esta rea. El levantamiento del Cretceo terminal di origen a la formacin
de los depsitos continentales de la Formacin Chota que yace en
discordancia erosional sobre la Formacin Celendn. La actividad volcnica ha
sido intensa durante el Terciario y est representada por andesitas y dacitas
del Volcnico Llama el cual est cubierto discordantemente por el Volcnico
Porculla compuesto por dacitas y andesitas que infrayacen, en igual relacin a
las tobas cidas de la Formacin Huambos del Terciario superior.
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2.2 SISMICIDAD
El Per por estar comprendido como una de las regiones de ms alta
actividad ssmica, forma parte del Cinturn Circumpacfico, que es una
de las zonas ssmicas ms activas del mundo.
De acuerdo al Mapa del Reglamento Nacional de Edificaciones Normas de
Diseo Sismo-resistente y del mapa de Distribucin de Mximas
Intensidades Ssmicas observadas en el Per y basndose en isosistas de
sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos histricos y
recientes sismos, se concluye que el rea de estudio se encuentra dentro de
la Zona de Alta Sismicidad (Zona 3) por lo que se deber tener presente la
posibilidad de que ocurran sismos de alta magnitud, con intensidades como
VII a IX en la Escala de Mercalli Modificada.
Segn las caractersticas geolgicas y de acuerdo al Reglamento Nacional de
Edificaciones, se tiene:
CLASIFICACION TIPO DE SUELO DE CIMENTACION TIPO S3
PERIODO PREDOMINANTE DE VIBRACION DEL SUELO Ts = 0.9
FACTOR DE SUELO: S = 1.4
73.0 RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION
TIPO DE CIMENTACION: ZAPATAS AISLADAS
ESTRATO DE CIMENTACION: SP-SM
PARAMETROS DE DISEO PARA LA CIMENTACION
PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIN:
A) ZAPATAS: 1.35 m.
PRESION ADMISIBLE ZAPATAS AISLADAS: 1.19 kg/cm2
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PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIN:
A) ZAPATAS: 1.50m.
PRESION ADMISIBLE
ZAPATAS AISLADAS: 1.24 kg/cm2
FACTOR DE SEGURIDAD POR CORTE
A) Factor de Seguridad para los parmetros de corte es de 3/4.
B) Factor de Seguridad Capacidad Portante: 3.
ASENTAMIENTOS TOTALES (MXIMOS)
A) ZAPATAS : 2.54 cm
AGRESIVIDAD DEL SUELO DE CIMENTACION
Los contenidos de Sales Solubles Totales no son perjudiciales al
concreto, por lo que se utilizar Cemento Tipo I IP.
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4.0 INVESTIGACIN DE CAMPO
Para los fines propuestos, se realizaron los siguientes:
Calicatas o Pozos de Exploracin
Se realiz una (01) calicata o pozo de exploracin a cielo abierto, designado
como C-1. El cual fue ubicado convenientemente y con profundidades
suficientes de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el proyecto.
La finalidad de estas labores fue de investigar el subsuelo de cimentacin que
recibir las cargas de la estructura a construirse. De las calicatas se obtuvo
muestras segn los estratos presentes para realizar los ensayos y anlisis
correspondientes.
Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:
Pozo Profundidad (m)
(A cielo abierto)
C-1 1.50
Muestreo y Registros de Exploracin
Se tomaron muestras disturbadas representativas de los estratos atravesados en
la calicata en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de
identificacin y clasificacin, tambin se extrajo una muestra representativa
para el ensayo de corte directo e igualmente una para el anlisis qumico de
sales agresivas al concreto.
Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploracin, en los que
se indica las diferentes caractersticas de los estratos subyacentes, tales como
tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, consistencia, etc.
5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO
Las muestras obtenidas de las calicatas clasificadas como representativas
fueron remitidas al laboratorio con el objeto de identificacin y posterior
clasificacin segn sus propiedades fsicas y mecnicas segn los ensayos
especiales requeridos.
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Ensayos Estndar.-
Los ensayos de laboratorio siguientes se han realizado segn lo estipulado por las
normas ASTM siguientes:
Anlisis Granulomtrico por Tamizado ASTM D-421
Contenido de Humedad ASTM D-2216
Limites de Atterberg (LL, LP) ASTM D-423, D-424
Corte Directo ASTM D-3080
Anlisis Qumicos para determinar contenido de sales solubles totales ASTM
D-1889.
6.0 PERFILES ESTRATIGRFICOS
Los perfiles geolgicos y la determinacin de las propiedades de los estratos se han
determinado de acuerdo a las investigaciones de campo, es decir 01 exploracin y a
partir de la descripcin visual-manual (ASTM D 2488), el cual se adjunta al presente,
de esto se puede concluir que por lo observado segn las exploraciones practicadas
en el lugar de emplazamiento los depsitos de materiales granulares de origen
aluvial conformados por arenas finas, limos y arcillas no orgnicas de baja
plasticidad los cuales presentan uniformidad en el rea de proyecto en cuanto a los
materiales presentes en la zona de proyecto, de acuerdo a las exploraciones se
concluye que estos materiales se correlacionan con la geologa descrita en el
cuadrngulo correspondiente.
DESCRIPCION DE LA ESTRATIGRAFIA.
Como se indica en el prrafo anterior la estratigrafa que presenta el subsuelo es
uniforme.
CALICATA C-1:
a) De 0.00 a 0.60 m: Suelo conformado por material Orgnico, presencia de races
(grama salada), presencia de humedad.
b) De 0.60 a 1.35 m: Suelo conformado principalmente por arenas y finos como limos
y arcillas, su coloracin es marrn claro, con presencia de races y humedad.
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c) De 1.35 a 1.50 m: Estrato de material granular de color marrn claro, conformado
por arenas finas y limos de baja plasticidad, sin presencia de material orgnico. En
general el estrato se encuentra en estado semicompacto, presenta humedad
considerable. Existe filtraciones desde el nivel -0.80 m. hacia abajo, en el nivel -1.50
se ha determinado nivel fretico.
CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS.-
Se han identificado el tipo de material existente en el rea de proyecto, el suelo que
bsicamente se encuentra diseminado son los depsitos de materiales granulares
como arenas gruesas y finas, limos y arcillas. La matriz arenosa presenta materiales
finos como limos de baja plasticidad. De acuerdo a los perfiles estratigrficos y
propiedades de los suelos se ha definido que el estrato de apoyo de las estructuras de
cimentacin sea el clasificado SUCS como SP-SM.
El porcentaje de humedad natural es de 15.00%, el peso volumtrico seco es del orden
de 1.653 tn/m3.
7.0 ANLISIS DE CIMENTACIN.
7.1 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN
De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, perfiles, registros
estratigrficos y caractersticas del proyecto, se prev que el estrato en el que se
apoye la estructura de cimentacin sea el clasificado como SP-SM
(predominantemente) a la profundidad mnima de -1.35m a -1.50m. Para la
cimentacin del tipo zapatas.
7.2 TIPO DE CIMENTACIN
Dada la naturaleza del terreno a cimentar y las caractersticas estructurales de la
futura edificacin se prev que la cimentacin a utilizar sea del Tipo Superficial es
decir Cimiento Corrido y/o Zapatas Aisladas.
7.3 CLCULO Y ANLISIS DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA
La Capacidad Portante Admisible se ha determinado en funcin de las
caractersticas fsico-mecnicas del suelo de fundacin.
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CAPACIDAD PORTANTE SEGUN TERZAGHI.
Se han realizado los clculos tomando en cuenta la frmula generalizada de
Terzaghi y Peck, donde se incluyen las correcciones de forma y profundidad
dadas por Vesic, se tiene:
qult = q Sq iq Nq + S i B N + Sc ic C Nc
qult : Capacidad de Carga Ultima kg/cm2
qadm : Capacidad de Carga Admisible kg/cm2
F.S. : Factor de Seguridad Capacidad Portante
: Peso Volumtrico
B : Ancho de Zapata o Cimiento corrido
L : Largo de Zapata
Df : Profundidad de Desplante
Nq ,Nc , N
: Factores de Capacidad Portante
C : Cohesin
Sq ,Sc , S : Factores de Forma
iq ,ic , i : Factores de Inclinacin
: Angulo de Friccin Interna
q : Esfuerzos efectivos a la prof. Df
Valores segn ensayos de Laboratorio:
Angulo de Friccin = 28.50
Densidad Natural (seca) = 1.653 tn/m3
Peso Volumtrico Saturado sat= 2.03 tn/m3
Cohesin c= 0.00 kg/cm2
Factor de seguridad para los parmetros de corte: 3/4.
Factor de Seguridad (FS)= 3
Profundidad del nivel fretico considerado = -0.80m.
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CAPACIDAD PORTANTE: Factores de Capacidad Portante.
Nq= e tan tan2 (45+/2)
Nq= 7.949
N = 2(Nq+1) tan
N = 7.290
FACTORES DE INCLINACIN:
Debido a la naturaleza de las cargas los factores de inclinacin se consideran igual a 1:
iC = iq = i = 1.00
Capacidad Portante Admisible.
Para zapatas aisladas de ancho B=L= 4.00 m., y profundidad de desplante igual a 1.35m
se tiene:
qult= 35.59 tn/m2
qadm= qult/FS = 1.19 kg/cm2
Para zapatas aisladas de ancho B=L= 4.00 m., y profundidad de desplante igual a
1.50m se tiene:
qult= 37.31 tn/m2
qadm= qult/FS = 1.24 kg/cm2
7.4 CLCULO DE ASENTAMIENTOS
Para el anlisis de asentamientos se estimarn de acuerdo a la Teora de la Elasticidad
(Lambe Whitman 1964) considerando los dos tipos de cimentacin superficial antes
mencionados (zapatas y cimientos corridos). Se asume que el esfuerzo neto transmitido
es en promedio uniforme.
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ASENTAMIENTO ELSTICO
El asentamiento elstico inicial, segn la teora de la elasticidad est dado por:
S = qs B (1- 2 ) I
s
S =Asentamiento (cm)
qs =Esfuerzo neto transmitido (kg/cm2)
B =Ancho de cimentacin (m)
s = Mdulo de elasticidad (kg/cm2)
=Relacin de Poisson
I =Factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentacin
(Braja M. Das Pag. 412) cm/cm
Las caractersticas elsticas del suelo de fundacin se asumieron a partir de tablas, en las
que se describen las propiedades de los diferentes tipos de suelos.
Los clculos de asentamientos se han realizado considerando cimentacin flexible y
rgida, asimismo se considera que los esfuerzos transmitidos (qs) son iguales a la
capacidad admisible de carga. Para nuestro caso se tiene materiales
predominantemente areno-limoso (SP-SM en estado semicompacto) de las
siguientes caractersticas:
ZAPATA C. CORRIDO
AISLADA
S 2.54 0.38
qs 3.23 0.65
B 1.50 0.60
s 200 200
0.25 0.25
I 1.12 2.10
Y de acuerdo a estos datos se tiene que los asentamientos estimados del terreno son del
orden de 2.54 cm para zapatas.
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8.0 AGRESION DEL SUELO A LA CIMENTACION.
RESULTADOS DE ANALISIS
El contenido de sales solubles totales as como sulfatos en el suelo como
solucin no es perjudicial al concreto. Estos resultados permiten concluir que la
presencia de agentes nocivos al concreto no ocasionar ataque a la estructura
de cimentacin por lo que se recomienda el uso de cemento Tipo I IP como el
adecuado.
9.0 NIVEL DE NAPA FREATICA
Se ha determinado la existencia de Napa Fretica a una profundidad de 0.80m.
10.0 CONCLUSIONES - RECOMENDACIONES
De acuerdo a los trabajos de campo realizados para el proyecto EBC
ETEN_PUEBLO, que se encuentra ubicado en el Distrito de Eten, Provincia de
Chiclayo, Departamento de Lambayeque, Departamento de Piura, se puede
concluir:
Existe nivel fretico a la profundidad de 0.80 m en la zona de
excavacin.
Respecto a la sismicidad del rea de estudio, sta se encuentra ubicada
dentro la zona N 3 (Zona de Alta Sismicidad), por lo que se deber
tener presente la posibilidad de que se presenten sismos de considerable
magnitud, con intensidades de VII a IX en la Escala de Mercalli
Modificada.
En lo que respecta a la Geodinmica Externa, el suelo de fundacin no
estar sujeto a socavaciones, menos a deslizamientos, as como no se ha
encontrado evidencias de hundimiento ni levantamientos en el terreno.
Asimismo en el rea de estudio no presenta en la actualidad riesgo
alguno como posibles aluviones, huaycos, deslizamientos de masas de
tierras, o inundaciones, etc.
De acuerdo a los aspectos geolgicos y segn las exploraciones se puede
determinar que en el rea de proyecto en los niveles de desplante el tipo
de suelo es uniforme tratndose de un material areno-limoso en estado
semicompacto.
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El contenido de Sulfatos y el contenido de sales solubles totales presentes
en el suelo de fundacin no es perjudicial al concreto el tipo de
cemento a emplear ser Tipo I IP.
El estrato de apoyo se caracteriza por conformarse de materiales arena
mal graduada en estado semicompacto, los cuales salvo algunas
variaciones puntuales estos materiales se clasifican
predominantemente como SP-SM de la clasificacin SUCS.
Teniendo en cuenta la estandarizacin para el diseo estructural de las
estructuras de cimentacin se puede concluir que la capacidad portante
en funcin del tipo de estructura de cimentacin es:
Zapatas Aisladas B=L=4.00 m (Nivel de Desplante 1.35m):1.19 kg/cm2
Zapatas Aisladas B=L=4.00 m (Nivel de Desplante 1.50m):1.24 kg/cm2
Todo relleno deber ser compactado al 95% de la Densidad Mxima del
material a utilizar.
En el proceso constructivo de la zapata se deber tomarse precauciones
especiales para evitar filtraciones importantes dentro de la estructura.
Este proceso consiste escavar y al llegar a presencia de nivel fretico
utilizar tablestacados, luego mediante un sistema de drenajes, el cual
consiste en un sistema de extraccin de agua mediante aspiracin
forzada, esto con el fin de disminuir el nivel fretico y poder realizar los
trabajos en una superficie seca. Este proceso se realizara hasta llegar al
nivel de fondo de cimentacin. En este punto para el concreto se deber
utilizar aditivos impermeabilizantes para el concreto a fin de proteger el
concreto de la humedad y el constante contacto con el agua que se tendr.
Se deber colocar tambin una capa de material granular de 20 cm de
espesor como cama para recibir la falsa zapata, esto con el fin de evitar
lavado de material por efecto de nivel fretico y contaminacin de
concreto.
Las conclusiones y recomendaciones son vlidas para la zona en estudio y para
los niveles de cargas consideradas en el Proyecto.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES
NORMA E030 - DISEO SISMO RESISTENTE
MORMA E050- SUELOA Y CIMENTACIONES.
2. CONCRETE MANUAL BUREAU OF RECLAMATION
US DEPARTMENT OF THE INTERIOR WAS. 1966
3. MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERA PRCTICA
TERZAGHI- PECK-G. MESRI 1996
4. INGENIERIA DE CIMENTACIONES
MANUEL DELGADO VARGAS 1999.
5. FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNICA
BRAJA M. DAS 1999
6. INGENMET. GEOLOGIA DEL CUADRANGULO DE JAYANCA, INCAHUASI,
CUTERVO, CHICLAYO, CHONGOYAPE, CHOTA, CELENDN, PACASMAYO Y
CHEPN
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ANEXO I PERFIL ESTRATIGRFICO
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PERFIL ESTRATIGRFICO
OBRA EBC ETEN_PUEBLO
SOLICITA INVERSIONES Y ALTERNATIVAS S.AC..
MUESTRA CALICATA N1
PROF. SMBOLO GRFICO DESCRIPCIN
0+00
0+60
0+80
1+50
SP-SM
NIVEL
FREATICO
Suelo conformado por material Orgnico,
presencia de races (grama salada),
presencia de humedad.
Estrato de material granular de color
marrn claro, conformado por arenas
finas y limos de baja plasticidad, sin
presencia de material orgnico. En
general el estrato se encuentra en estado
semicompacto, presenta humedad
considerable.
Existe filtraciones desde el nivel -0.80 m.
hacia abajo, en el nivel -1.50 se ha
determinado nivel fretico..
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ANEXO II ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO III REGISTRO FOTOGRFICO
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CALICATA N1
Vistas de Calicata realizada.
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Vistas de interior de Calicata realizada.