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Mxinio E . C o r l a Qmxa maancjK) a m . C X R wjz

C m S V U O B B C O . 1 I * C U U

MecANiCADsueLOS-ciAieurACMDNs-cmcRero

E S T U D I O D E M E C A N I C A D E S U E L O S

1.00 G E N E R A L I D A D E S

1.10 Introduccin

E l p r e s e n t e I n f o r m e Tcnico, se r e f i e r e a l e s t u d i o d e mecnica d e s u e l o s c o n f i n e s d e

cimentacin p a r a e l p r o y e c t o : Instalacin d e S e r v i c i o d e A g u a P o t a b l e y Disposicin

S a n i t a r i a d e E x c r e t a m e d i a n t e L e t r i n a s S a n i t a r i a c o n A r r a s t r e Hidrulico e n e l

C e n t r o P o b l a d o d e V i l l a S o c c a , D i s t r i t o d e A c o r a , p r o v i n c i a d e P u n o - P u n o .

S e r e f i e r e especficamente a l a s i n v e s t i g a c i o n e s e f e c t u a d a s e n e l s u b - s u e l o d e l t e r r e n o

d e s t i n a d o p a r a l a construccin d e l p r o y e c t o e n mencin, l o s m i s m o s u b i c a d o s e n z o n a s

d e Captacin d e a g u a , R e s e r v o r i o , lneas d e Conduccin, Aduccin y Distribucin.

E l e s t u d i o e i n f o r m e se h a r e a l i z a d o e n c o n f o r m i d a d a l a n o r m a tcnica E . 0 5 0 S u e l o s y

C i m e n t a c i o n e s .

E l p r e s e n t e c o n t i e n e l o s r e s u l t a d o s d e l a s i n v e s t i g a c i o n e s i n - s i t u , e n s a y o s d e l a b o r a t o r i o ,

m e d i a n t e l o s c u a l e s s e d e d u c e e l p e r f i l estratigrfco d e l rea e n e s t u d i o , as c o m o s u s

< 5 1 parmetros d e r e s i s t e n c i a y deformacin, n e c e s a r i o s p a r a d e f i n i r l a s c o n d i c i o n e s d e

K J cimentacin d e l a e s t r u c t u r a p r o y e c t a d a ( R e s e r v o r i o y Captacin), proporcionndose e l

t i p o y p r o f u n d i d a d d e l o s c i m i e n t o s , clculo d e l a c a p a c i d a d p o r t a n t e , as c o m o l a s

c o n c l u s i o n e s y r e c o m e n d a c i o n e s .

1.20 O b j e t i v o

L o s t r a b a j o s d e exploracin d e l s u e l o , l o s e n s a y o s d e c a m p o y e n s a y o s d e l a b o r a t o r i o ,

e f e c t u a d o s c o n l o s m a t e r i a l e s d e l l u g a r i n v e s t i g a d o , t i e n e n p o r o b j e t o : D e t e r m i n a r l a s

caractersticas fsicas y mecnicas d e l o s s u e l o s s u b y a c e n t e s a l rea e n e s t u d i o a f i n d e

e s t a b l e c e r l a s c o n d i c i o n e s d e e s t a b i l i d a d d e l a s e s t r u c t u r a s p r o y e c t a d a s .

Mximo E . C o y l a QuSaco M O E i n E S O C t m - C t F . S H 7 2

C O M S U U O I I B X O [ f C l i n

1.30 Ubicacin y descripcin d e l a z o n a

S e e n c u e n t r a u b i c a d o e n e l C e n t r o P o b l a d o d e V i l l a S o c c a , e n e l d i s t r i t o d e A c o r a , d e l a

p r o v i n c i a d e P u n o , d e p a r t a m e n t o d e P u n o . L a z o n a d e e s t u d i o est u b i c a d o e n e l l i t o r a l

d e l l a g o T i t i c a c a , e l m i s m o q u e se e n c u e n t r a e n l a a l t i p l a n i c i e d e Per y S o l i v i a , a u n a

a l t i t u d d e 3 8 1 0 . 7 0 m . s . n . m . y t i e n e u n rea t o t a l d e 8 . 1 6 7 k m 2 .

L a z o n a d e e s t u d i o especficamente l a Captacin d e a g u a e s e n l a o r i l l a d e l l a g o , y e l

R e s e r v o r i o s e e n c u e n t r a e n l a z o n a p a r t e e l e v a d a , p r e s e n t a n d o e s t a z o n a e n s u m a y o r

p a r t e u n a conformacin r o c o s a , m i e n t r a s q u e l a z o n a b a j a d e l c e n t r o p o b l a d o d e S o c c a , se

u b i c a e n f o r m a c i o n e s a l u v i a l e s .

1.40 C L I M A E H I D R O L O G I A

1.41 C L I M A

L a s c o n d i c i o n e s climticas e n e l mbito geogrfico q u e a b a r c a e l p r e s e n t e

e s t u d i o , c o r r e s p o n d e a l t i p o s e m i - s e c o y fro e n s u g e n e r a l i d a d . D u r a n t e e l ao l a s

e s t a c i o n e s climticas s o n prcticamente d o s : U n a hmeda c a r a c t e r i z a d o p o r s u s

p r e c i p i t a c i o n e s p l u v i a l e s ( n o v i e m b r e a m a r z o ) poca a p r o p i a d o y r e c o m e n d a b l e

'z1

p a r a l a construccin d e e s t r u c t u r a s d e c o n c r e t o ; y l a o t r a poca s e c a c a r a c t e r i z a d o

p o r l a a u s e n c i a d e l l u v i a s y b a j a t e m p e r a t u r a n o c t u r n a .

1.42 H I D R O L O G I A

L a precipitacin p l u v i a l m e d i a vara e n t r e 4 . 7 m m e n J u n i o y 1 5 2 . 7 m m e n E n e r o ,

c o n p r e c i p i t a c i o n e s mximas e n 2 4 h o r a s h a s t a 5 5 . 7 m m . L a precipitacin o c u r r e

d u r a n t e t o d o s l o s m e s e s d e l ao, s i e n d o l o s ms s e c o s l o s m e s e s d e J u n i o y J u l i o .

E n l a z o n a d e e s t u d i o se e n c u e n t r a u n ro q u e e n poca d e l l u v i a s p r e s e n t a u n c a u d a l

c o n s i d e r a b l e , m i e n t r a s q u e e n poca s e c a c o n c a u d a l m u y d i s m i n u i d o .

Mximo E . C o r l o Q u i t a

AiecfljcA DesuL os cmeNrAc/o^fs coa/cr^o

- E n l a z o n a d e l a lnea d e Distribucin, d e a c u e r d o a l o s s u e l o s q u e

p r e d o m i n a n e s t a s reas, p r e s e n t a n l a s s i g u i e n t e s c a r a c t e r i z a c i o n e s ms

i m p o r t a n t e s :

s u c s R e s i s t . C o r t e E f e c t o a h e l a d a s Contraccin D r e n a j e

M L R e g u l a r M e d i a a m u y a l t a M u y p o c o a m e d i a R e g u l a r a p o b r e

C L R e g u l a r M e d i a a a l t a M e d i a I m p e r m e a b l e

S M B u e n a L i g e r a a a l t a M u y p o c o a m e d i a R e g . a i m p e r m e a b l e

> L a estratigrafa d e l t e r r e n o d e fundacin e n l a p a r t e b a j a d e l a l o c a l i d a d d e

S o c c a , d o n d e se u b i c a l a Z o n a d e L e t r i n a s , p r e s e n t a l a s i g u i e n t e

caracterizacin d e s u e l o s :

E n l a c a l i c a t a C - L l , c o r r e s p o n d e a u n s u e l o l i m o a r e n o s o ( M L ) d e c o l o r

marrn c l a r o , d e c o n s i s t e n c i a m e d i a y p l a s t i c i d a d b a j a , c o n c i e r t a s

partculas d e g r a v a fina y m e d i a . P r e s e n t a n d o l a s s i g u i e n t e s caractersticas

geotcnicas ms i m p o r t a n t e s :

S U C S R e s i s t . C o r t e E f e c t o a h e l a d a s Contraccin D r e n a j e


- Segn F . S . M e r r i t t , l a s caractersticas d e p e r m e a b i l i d a d y d r e n a j e d e e s t o s

s u e l o s c o r r e s p o n d e :

T i p o d e s u e l o K ( c m / s ) D r e n a j e

M L 0 . 00001 - 0 .0001 P o b r e

E n l a s c a l i c a t a s C - L 2 y C - L 3 , c o r r e s p o n d e a s u e l o s g r a n u l a r e s ,

especficamente a r e n a l i m o s a ( S P - S M ) , s e m i - c o m p a c t o


S P B u e n a N i n g u n a o m u y l i g e r a C a s i n a d a E x c e l e n t e

Mxino E . C o Y l a Q u I i a D f Q E x m o cnnt c u t u t n

C O M U L T O I I B E Q . I R C 2 J J

^CAf^CA DSUeL O S C/Jie/VrAC/OVfS C O N C R E T O


Segn F . S . M e r r i t t , l a s caractersticas d e p e r m e a b i l i d a d y d r e n a j e d e e s t o s

s u e l o s c o r r e s p o n d e :

T i p o d e s u e l o K ( c m / s ) D r e n a j e

S P 0.05 - 0 .15 B u e n o

S M 0 . 00001 - 0 .01 P o b r e a b u e n o

> C o n r e s p e c t o a l t i p o d e cimentacin d e l R e s e r v o r i o y Captacin s e p l a n t e a :

e s t a s debern s e r c i r c u l a r e s o c u a d r a d a s , d e d i m e n s i o n e s segn e l anlisis

e s t r u c t u r a l y d e a c u e r d o a l a s o l i c i t u d d e c a r g a d e l a e s t r u c t u r a p r o y e c t a d a .

> C o n r e s p e c t o a l a c o t a d e cimentacin s e p l a n t e a : estarn u b i c a d a s a l a

p r o f u n d i d a d mnima d e 1 . 0 0 m .

> S e d e b e p r e v e r l a construccin d e u n s i s t e m a d e evacuacin d e a g u a s

p l u v i a l e s , a fin d e e v i t a r q u e e s t a s i n g r e s e n e n l a cimentacin y e r o s i o n e n o

a l t e r e n l a s c o n d i c i o n e s d e l s u b - s u e l o .

o o i o i

S I

> E s c o n v e n i e n t e i n d i c a r q u e l o s m a t e r i a l e s c o n s t r u c t i v o s p a r a l a s

c i m e n t a c i o n e s s e a n d e c a l i d a d , t a n t o l a p i e d r a c o m o l o s a g r e g a d o s p a r a

c o n c r e t o debern c u m p l i r c o n l o s r e q u i s i t o s mnimos d e n o r m a y e n s a y o s d e

l a b o r a t o r i o .

> E n l a construccin d e l a s v e r e d a s y p i s o s deber u t i l i z a r s e u n m a t e r i a l d e

prstamo g r a n u l a r , e l m i s m o deber s e r c o m p a c t a d o a u n c o n t e n i d o ptimo

d e h u m e d a d y h o m o g e n e i z a d o p a r a a l c a n z a r d e n s i d a d e s a p r o p i a d a s y

c o n t r o l a r e l g r a d o d e compactacin d e a c u e r d o a e n s a y o s d e P r o c t o r

m o d i f i c a d o y e s p e c i f i c a c i o n e s d e c o n t r o l d e c a l i d a d

Midino E . C o r l a Q o i i o raEMiiaio cpm, C L F . m n

COKSULTOn ICO. N* A^CAJviCA oesuei os - oAiemAc/of^s - co^jcRera

> S e r e c o m i e n d a p a r a l o s clculos e s t r u c t u r a l e s , t e n e r e n c u e n t a e l R e g l a m e n t o

s i s m o - r e s i s t e n t e v i g e n t e .

R E F E R E N C I A S BIBLIOGRFICAS

- B R A J A M . D A S " P r i n c i p i o s d e Ingeniera d e c i m e n t a c i o n e s " T h o m p s o n E d i t o r e s Mxico. C u a r t a E d i c . 2001 .

- P E C K - H A N S O N - T H O R N B U R N . "Ingeniera d e c i m e n t a c i o n e s " E d i t o r i a l L I M U S A S . A . -Mxico. 1998.

- L A M B E W H I T M A N . "Mecnica d e s u e l o s " T r i l l a s e d i t o r - Mxico 2002.

- J U A R E Z B A D I L L O E . - R I C O R O D R I G U E Z A . "Mecnica d e S u e l o s " l y I I . E d i t . L I M U S A - Mxico .1982.

- V A R G A S M I L L O N " I n t r o d u c a o a mecnica d o s s o l o s " . M a k r o n b o o k s d o B r a s i l e d i t . S a o P a u l o .

}

E S T U D I O D E

T E R R E N O D E FUNDACIN :

Z O N A bE C A P T A C I N

Mximo E . C o f i a Q u i z a maetasKa c t m C L K m T i

C O M S i n j O R B E O . M * C S 2 U

^ i Z 4 M a 4 0SL/ OS OMeA/rAC/aVSS COMCfETO

E n l a p a r t e m a s p r o f u n d a e n l a z o n a d e R e s e r v o r i o , Captacin d e a g u a y Lnea d e

Conduccin y Aduccin se t i e n e u n a estratigrafa r o c o s a , p r e s e n t a n d o e n s u p a r t e

s u p e r f i c i a l r o c a i n t e m p e r i z a d a . E n l a z o n a d e l a lnea d e Distribucin y caracterizacin

p a r a l e t r i n a s , p r i n c i p a l m e n t e e n l a p a r t e b a j a d e l C e n t r o P o b l a d o s e t i e n e s u e l o s finos y

a r e n o s o s .

7 .00 CLASIFICACIN Y CARACTERIZACIN D E S U E L O S

7 .10 Clasificacin d e s u e l o s

D e a c u e r d o a l o s e n s a y o s estndar d e l a b o r a t o r i o , l a s m u e s t r a s o b t e n i d a s e n e l e s t u d i o ,

c o r r e s p o n d e segn e l S U C S , a l o s q u e s e sealan e n l o s c u a d r o s s i g u i e n t e s :

a ) E n l a z o n a d e l R E S E R V O R I O

C a l i c a t a M u e -s t r a .

P r o f u n d . ( m )

Lmite L i q u i d o (%)

I n d i c e Plstico (%)

R e t i e n e M a l l a N 4

P a s a m a l l a 200 (%)

S U C S

C - R M - 1 0 . 2 0 - 1 . 0 0 R o c a - R o c a - R o c a

b ) E n l a z o n a d e CAPTACIN

o C-3

O =

w -53 se 2

<


P r o f u n d . ( m )

Lmite Lquido (%)



P a s a m a l l a 2 0 0 (%)

S U C S

C - C M - 1 0 . 1 0 - 1 . 0 0 R o c a - R o c a - R o c a

c ) E n l a z o n a d e L I N E A D E CONDUCCIN (Impulsin )

1 C a l i c a t a M u e - P r o f u n d . Lmite I n d i c e R e t i e n e P a s a m a l l a S U C S

1 s t r a . ( m ) Lquido (%) Plstico (%) M a l l a N 4 200 (%) C - L C M - 1 0 . 2 0 - 1 . 0 0 R o c a - R o c a - R o c a

d ) E n l a z o n a d e L I N E A D E ADUCCIN


P r o f u n d . ( m )

Lmite Lquido (%)



P a s a m a l l a 2 0 0 (%)

S U C S

C - L A M - 1 0 . 2 0 - 1 . 0 0 R o c a - R o c a - R o c a

Mximo E . C o y l a Q u i s a D T O E M I C H O C M T - C . L R S C 4 T 2

C O H S U U O K asa.trena

AIECN^DS SUBIOS-CAie/^TAC/meS-COf^CfFrO

e ) E n l a z o n a d e L I N E A D E D I S T R I B U C I O N

C a l i c a t a M u e - P r o f u n d . Lmite I n d i c e R e t i e n e P a s a m a l l a S U C S s t r a . ( m ) Lquido (%) Plstico (%) M a l l a N 4 200 (%)

C - L D l M - 1 0 . 3 0 - 1 . 0 0 24 .54 3.18 4.88 81 .06 M L C - L D 2 M - 1 0 . 3 0 - 1 . 0 0 26 .60 7 .32 4 .36 81 .87 C L C - L D 3 M - 1 0 . 3 0 - 1 . 0 0 23 .50 2.05 10.82 16.11 S M C - L D 4 M - 1 0 . 3 0 - 1 . 0 0 20 .10 1.65 11.80 60 .11 M L C - L D 5 M - 1 0 . 3 0 - 1 . 0 0 20.25 2.02 11.22 38 .46 S M

f ) Caracterizacin e n z o n a d e L E T R I N A S

C a l i c a t a M u e - P r o f u n d . Lmite I n d i c e R e t i e n e P a s a m a l l a S U C S s t r a . ( m ) L i q u i d o (%) Plstico (%) M a l l a N 4 2 0 0 (%)

C - L l M - 1 0 . 3 0 - 3 . 0 0 28 .54 3.81 3 .00 73 .84 M L C - L 2 M - 1 0 . 3 0 - 3 . 0 0 16.10 N P 24 .89 7.53 S P - S M C - L 3 M - 1 0 . 3 0 - 3 . 0 0 16.30 N P 30 .27 6.52 S P - S M

7,20 Caractersticas Geotcnicas

D e a c u e r d o a l a caracterizacin y clasificacin d e s u e l o s , s e t i e n e n l a s s i g u i e n t e s

caractersticas geotcnicas d e l o s s u e l o s ms r e p r e s e n t a t i v o s d e l a estratigrafa l o c a l :

g o l

S i l

a . 2 S I

I



C L R e g u l a r M e d i a a a l t a M e d i a I m p e r m e a b l e


7 .30 Clasifcacn Geo-mecnica d e R o c a

S e h a n t o m a d o m u e s t r a s d e r o c a ms r e p r e s e n t a t i v a s d e l a z o n a d e l R e s e r v o r i o , Captacin

y Lnea d e Conduccin. L a c a l i d a d d e m a c i z o s r o c o s o s e n relacin a l ndice R M R d e

B i e n i a w s k i , s e m u e s t r a e n e l c u a d r o s i g u i e n t e :

M u e s t r a ( P u n t o d e e s t u d i o ) P - R P - C P - L C P - L A C l a s e I I I I I I I V I V

C a l i d a d M e d i a M e d i a M a l a M a l a Valoracin R M R 5 5 5 0 3 4 3 6 Cohesin ( k g / c m 2 ) 2 - 3 2 - 3 1 - 2 1 - 2 A n g u l o d e friccin 25- 35 2 5 - 3 5 15 -25 15 -25

Mximo E . C o y l a Q u i s a txacHiciio c i m C . L R sM7t C 0 H S U 1 3 0 I I H E O . tT C J t J J

tPi^tMCA DSUeL O S C / M e m A C / m E S - C O m R E T O

( Evaluacin en el anexo )

8.00 ANLISIS D E CIMENTACIN

L a s c o n d i c i o n e s d e e s t a b i l i d a d d e diseo d e l a cimentacin estn d a d a s p o r e l clculo d e

l a c a p a c i d a d d e c a r g a , d e a c u e r d o a l o s parmetros d e c o m p o r t a m i e n t o dinmico d e l o s

e s t r a t o s p r e d o m i n a n t e s . D e b i d o a l a s c o n d i c i o n e s d e l a e s t r u c t u r a y a l t i p o d e s u e l o

e n c o n t r a d o e n l a s e x c a v a c i o n e s , s e p l a n t e a c i m e n t a c i o n e s d e c o n c r e t o a r m a d o a p r o p i a d o

p a r a e s t e t i p o d e e s t r u c t u r a s .

8.10 Clculo d e C a p a c i d a d P o r t a n t e

L a c a p a c i d a d p o r t a n t e p a r a c i m e n t a c i o n e s e n r o c a n o m e t e o r i z a d a s e o b t i e n e segn e l

Cdigo U n i f o r m e d e Edificacin ( R e f "Ingeniera d e C i m e n t a c i o n e s " p o r P e c k - H a n s o n -

T h o r n b u r n p a g . 4 0 8 ) , a p l i c a n d o l a s i g u i e n t e expresin :

s i >- - =

D o n d e :

q a d m

q u

q a d m = 0 . 2 ( q u )

C a p a c i d a d a d m i s i b l e d e c a r g a .

R e s i s t e n c i a a l a compresin s i m p l e d e l a r o c a .

L a c a p a c i d a d d e c a r g a a d m i s i b l e e n l a z o n a d e R e s e r v o r i o y Captacin d e a g u a , se e s t i m a c o m o :

P u n t o P r o f u n d i d a d ( m ) q u ( k g / c m 2 ) q a d m ( k g / c m 2 ) R e s e r v o r i o 1 . 0 0 5 2 . 7 6 10.55 Captacin 1 . 0 0 5 0 . 4 8 10.10

Mximo E . C o y l a Q n i i a OtaEKIEKO C I V I L C L F . U 4 T S

c o N s x n j o n B E O . i r c a w i

ATOiAlA^ D F S U E L OS - C I M E I V r A C / O f ^ S COA/OTeTO

9.00 C O N C L U S I O N E S Y R E C O M E N D A C I O N E S

> E l e s t r a t o d e a p o y o d e l a cimentacin e n l a z o n a d e e s t u d i o d e l R e s e r v o r i o

( P a r t e a l t a ) , Captacin d e a g u a ( O r i l l a d e l L a g o ) y z o n a d e l a Lnea d e

Conduccin ( L a d e r a d e c e r r o ) y Lnea d e Aduccin, c o r r e s p o n d e a u n a

conformacin r o c o s a , especficamente a r e n i s c a d e c o l o r marrn r o j i z o , c o n

c i e r t a s i n c r u s t a c i o n e s d e g r a v a , geolgicamente c o r r e s p o n d e a l a formacin

P u n o .

> L a c a p a c i d a d d e c a r g a a d m i s i b l e c o n s i d e r a n d o u n f a c t o r d e s e g u r i d a d s e

e s t i m a e n :

a ) Z o n a d e R e s e r v o r i o : 10.55 k g / c m 2 .

b ) Z o n a d e Captacin : 10.10 k g / c m 2 .

> L a estratigrafa d e l t e r r e n o d e fundacin e n l a p a r t e b a j a d e l a l o c a l i d a d d e

S o c c a , d o n d e se u b i c a l a lnea d e distribucin, p r e s e n t a l a s i g u i e n t e

caracterizacin d e s u e l o s :

E n l a s c a l i c a t a s C - L D l y C - L D 4 , c o r r e s p o n d e a u n s u e l o l i m o a r e n o s o

( M L ) d e c o l o r marrn c l a r o , d e c o n s i s t e n c i a m e d i a y p l a s t i c i d a d b a j a , c o n

c i e r t a s partculas d e g r a v a fina y m e d i a .

- E n l a c a l i c a t a C - L D 2 , c o r r e s p o n d e a u n s u e l o fino especficamente a r c i l l a

( C L ) d e c o l o r marrn c l a r o , d e c o n s i s t e n c i a y p l a s t i c i d a d m e d i a , c o n

c i e r t a s partculas d e g r a v a fina.

E n l a s c a l i c a t a s C - L D 3 y C - L D 5 , c o r r e s p o n d e a u n s u e l o g r a n u l a r

especficamente a r e n a l i m o s a ( S M ) marrn c l a r o , s e m i - c o m p a c t o , c o n

c i e r t a s partculas d e g r a v a fina y m e d i a d e f o r m a s u b - a n g u l o s a .

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