resumen de suelos - agua.doc

CONSORCIO ANDREICO-JIMENO-GOANSA

ESTUDIO DE MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGUE DEL ASENTAMIENTO HUMANO

“JOSE CARLOS MARIATEGUI”

ESTUDIO DE SUELO - SISTEMA DE AGUA POTABLE

1.0 GEOLOGIA

2.1 Geomorfología

La zona en estudio esta ubicada en las faldas del cerro Cruz Blanca, se aprecia dos sectores definidos: Una de ellas es la parte inferior que constituye zonas de pendientes suaves correspondientes a las menores cotas, después aparece las faldas del mencionado cerro, con pendientes medias a fuertes. El promontorio de Cruz Blanca posee poca altura con una cota máxima de 4454.681 m.s.n.m. La zona en estudio pertenece a la Superficie Puna.

2.2 Estratigrafía

El área de estudio se encuentra sobre dos formaciones características:

2.2.1 Volcánico Rumillana Nm-r

El aglomerado Rumillana se ubica en la mitad oriental del cuello volcánico del yacimiento de Cerro de Pasco, es de color gris oscuro, constituido por fragmentos angulosos y subangulosos de caliza, filita y chert en 90% y roca ígnea porfirítica fuertemente alterada en 10%. La abundancia relativa de los tipos de clástos varía de lugar y matriz generalmente contiene material volcánico inconsolidado incluyendo cristales de biotita y plagioclasa cementados por calcita. Localmente se presenta finamente estratificado con algunos canales de estratificación cruzada, en algunas veces masivo.

2.2.2 Roca Intrusiva – Nm-an-da (Andesita, Dacita) – CERRO DE PASCO

Intrusitos de composición andesítico-dacítica variando a monzonita cuarcífera intruye a los aglomerados Rumillana, ubicado en Paragsha, lado Oeste del tajo de Cerro de Pasco, están cortados por diques de cuarzo monzonita que atraviesa la parte central del cuello volcánico, en la última etapa de pulsación estuvo acompañado de una actividad de alteración hidrotermal.En la zona de Paragsha (Oeste del tajo de Cerro de Pasco), observándose bajo el microscopio una textura porfirítica, fenos y megacristales de plagioclasa, biotita y cuarzo en una matriz microgranular feldespática.

CAPITULO: ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS




ESQUEMA GEOLOGICO





3.0 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS

3.1 Exploraciones de Campo

El programa de exploraciones de campo representa excavación de calicatas, descripción del perfil estratigráfico y la extracción de muestras representativas.

3.2 Exploraciones de Campo

3.2.1 Excavación a Cielo Abierto

Se realizó 37 excavaciones a cielo abierto denominadas Calicatas, la profundidad fue variable de tal forma de representar la variabilidad de los materiales existentes, en muchos caos se encontró roca aflorando a pocos centímetros, nivel de aguas freáticas, etc.

CALICATA ROCANIVEL

FREATICO

Nº Prof(m) COTA Prof(m) Prof(m)

C-1 1.50 4382.528 m.s.n.m - 1.50

C-2 2.50 4388.474 m.s.n.m - 2.50

C-3 1.50 4390.890 m.s.n.m - -

C-4 1.20 4370.374 m.s.n.m 1.20 -

C-5 1.50 4364.735 m.s.n.m - -

C-6 1.50 4347.137 m.s.n.m - -

C-7 1.50 4368.999 m.s.n.m - -

C-8 1.50 4358.188 m.s.n.m - -

C-9 1.20 4367.937 m.s.n.m 1.20 -

C-10 1.50 4354.858 m.s.n.m - -

C-11 1.30 4345.128 m.s.n.m 1.30 -

C-12 0.60 4335.052 m.s.n.m 0.60 -

C-13 1.50 4329.708 m.s.n.m 1.50 -

C-14 1.60 4324.138 m.s.n.m - -

C-15 1.20 4320.730 m.s.n.m 1.20 -

C-16 0.30 4333.617 m.s.n.m 0.30 -

C-17 1.50 4342.224 m.s.n.m - -

C-18 1.50 4320.994 m.s.n.m - 1.50

C-19 0.60 4341.374 m.s.n.m 0.60 -

C-20 1.20 4318.233 m.s.n.m 1.20 -

C-21 0.30 4312.135 m.s.n.m 0.30 -

C-22 2.50 4338.644 m.s.n.m - -

C-23 1.20 4338.220 m.s.n.m 1.20 -

C-24 1.50 4319.149 m.s.n.m - -

C-25 0.60 4313.830 m.s.n.m 0.60 -

C-26 1.20 4309.836 m.s.n.m - 1.20

C-27 1.30 4332.072 m.s.n.m 1.30 -

C-28 1.30 4328.386 m.s.n.m 1.30 -

C-29 1.20 4370.829 m.s.n.m 1.20 -

C-30 1.20 4347.960 m.s.n.m 1.20 -

C-31 0.60 4309.321 m.s.n.m 0.60 -





C-32 1.10 4305.288 m.s.n.m 1.10 -

C-33 1.10 4305.033 m.s.n.m 1.10 -

C-34 0.90 4343.058 m.s.n.m 0.90 -

C-35 1.00 4349.037 m.s.n.m 1.00 -

C-36 1.80 4342.650 m.s.n.m 1.80 -

C-37 1.80 4450.948 m.s.n.m 1.80 -

Exploración y toma de densidad natural en la zona de estudio.

3.2.2 Registro Estratigráfico y Extracción de Muestras

Culminada la excavación de las calicatas, se procede a la descripción detallada de estos, por su color, forma y porcentaje presente de gravas, boleos y bloques, cantidad de finos, plasticidad, compresibilidad, entre sus principales características y la posterior extracción de las muestras representativas por estratos característicos, muestras de rocas, etc.

3.3 Ensayos de Laboratorio

Los ensayos de laboratorio efectuados para la caracterización de los materiales que atraviesa la vía se realizará en base a la Norma de la American Society for Testing and Materials (ASTM).

Contenido de Humedad Natural ASTM D-2216

Es la determinación de la cantidad de agua presente en la muestra, comparada con respecto a su peso seco, nos sirve para obtener una idea general del momento en el cual se realizaron las exploraciones geotécnicas, debido al efecto importante que tiene este contenido de agua en la influencia de la resistencia mecánica.





Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422

Consiste en determinar el tamaño promedio de los granos que conforman la masa de suelo, en el laboratorio se realiza este ensayos con el material desde 0.0745mm (Nº200) hasta de 3”.

Limites de Consistencia (Límite Líquido ASTM D-4318, Límite Plástico ASTM D-4319).

Consiste en determinar el contenido de agua en la muestra que son los límites entre los estados líquido-plástico y plástico-no plástico. El ensayo de realiza con el material menor a la malla Nº40.

Compresión Simple de Roca (Para las estructuras hidráulicas)Proporciona la resistencia a la compresión de testigos no confinados, necesarias para la clasificación geomecánica y estimar parámetros de resistencia en roca.

Contenido de Sulfatos, Cloruros, Sales Solubles. BS 1377.Determina la agresividad del suelo de fundación.

Clasificación de Suelos ASTM D-2487Las muestras extraídas se clasificaron mediante el método de la AASHTO y SUCS

A partir de los ensayos realizados se obtiene que en el área de estudio hay un 30.77% de grava presente, 45.77 de arena y 23.76 de material fino (limo-arcilloso).





4.0 GEOTECNIA DE LAS REDES DE AGUA Y DESAGUE

4.1 Perfil estratigráfico

Durante las exploraciones realizadas se encontró roca intrusiva aflorando a poca profundidad, también se observo la presencia de nivel freático. Las coberturas de materiales sueltos excavados se clasifican como arena arcillosa y gravas arcillosas, también se encuentra lentes de arena media.

Con la distribución en planta del Plano MS-01, 02 (INVESTIGACIONES GEOTECNICAS), se infiere los perfiles estratigráficos en la zona de estudio. A su vez con esta información se distribuye los porcentajes de los materiales a excavar, considerando la profundidad a la cual se desplanta los buzones (Obras de Alcantarillado) y de 1.0m en promedio para las redes de agua, debido a que durante los movimientos de tierra realizados se encontrara la roca de la zona.

A continuación se muestra la sectorización de los porcentajes de materiales por calles, correspondiente a las abras a realizar:

Nº DESCRIPCION

EN REDES DE ALCANTARILLADO EN REDES DE AGUA

MATERIAL SUELTO

(%)

ROCA FIJA(%)

BAJO AGUA EN MATERIAL SUELTO (%)

MATERIAL SUELTO

(%)

ROCA FIJA(%)

BAJO AGUA EN MATERIAL SUELTO (%)

1 CALLE RICA CERREÑA 73 27 - 86 14 -

2 CALLE MACCHU PICCHU 19 81 - 23 77 -

3 AV. EL MINERO I 49 51 - 66 34 -

4 AV. EL MINERO II 65 35 - 71 29 -

5 JR. DOLORES ARENAS 59 41 - 70 30 -

6 PASAJE PIURA 69 31 - 79 21 -

7 CALLE HUANCAYO 79 21 - 79 21 -

8 JR. BALTAZAR CARRION 64 36 - 80 20 -

9 CALLE HUANCAYO I 57 43 - 100 0 -

10 CALLE TARMA 28 72 - 33 67 -

11 PASAJE OLAYA 56 44 10 59 41 5

12 JR. TAHUANTINSUYO 41 59 - 44 56 -

13 CALLE MACCHU PICCHU I 46 54 - 46 54 -

14 JR. SACSAYHUAMAN 77 23 - 77 23 -

15 JR. SACSAYHUAMAN I 65 35 - 65 35 -

16 JR. ALFONSO UGARTE II 100 0 - 100 0 -

17 JR. HIPOLITO UNANUE 81 19 - 82 18 -

18 CALLE RICARDO PALMA 96 4 - 98 2 -

19PJ. JUAN VELASCO ALVARADO

84 16 - 85 15 -

20 JR. BALTAZAR CARRION II 96 4 - 100 0 -

21 JR. BALTAZAR CARRION III 97 3 - 91 9 -

22 PSJE. HUANCAYO I 100 0 - 100 0 -





23 PSJE. MICAELA BASTIDAS 100 0 - 100 0 -

24 PSJE. HUANCAYO 85 15 - 85 15 -

25 PSJE. MICAELA BASTIDAS II 75 25 - 75 25 -

27 JR. ALFONSO UGARTE III 73 27 - 82 18 -

28 JR. ALFONSO UGARTE IV 58 42 - 67 33 -

30 PSJE. LA LIBERTAD 84 16 - 89 11 -

31 PSJE. HUANCAYO III 99 1 - 100 0 -

32 PSJE. HUANCAYO IV 84 16 - 83 17 -

33 PSJE. CAJAMARCA 83 17 - 87 13 -

34 PSJE. HUANCAYO V 83 17 - 83 17 -

35 PSJE. TAHUANTISUYO I 61 39 - 67 33 -

36 JR. 07 ENSAYOS 83 17 - 83 17 -

37 AV. LOS ANGELES 86 14 5 91 9 5

38 AV. MINERO III 81 19 50 84 16 25

39 CALLE 1 72 28 - 78 22 -

40 CALLE 2 44 56 - 48 52 -

41 CALLE 3 25 75 - 33 67 -

42 CALLE 4 81 19 - 92 8 -

43 CALLE 5 50 50 - 74 26 -

44 CALLE 6 40 60 - 62 38 -

45 CALLE 7 58 42 - 67 33 -

46 CALLE 8 92 8 - 100 0 -

47 CALLE 9 100 0 - 100 0 -

48 CALLE 10 99 1 - 100 0 -

49 CALLE 11 84 16 - 87 13 -

50 CALLE 12 49 51 - 59 41 -

51 CALLE 13 100 0 - 100 0 -

52 CALLE 14 23 77 - 25 75 -

53 CALLE 15 78 22 5 83 17 5

54 CALLE 28 DE JULIO 42 58 - 56 44 -

55 CALLE CHAUPIHUARANGA 97 3 10 100 0 10

56 CALLE CHAUPIHUARANGA I 100 0 - 100 0 -

57 CALLE CHAUPIHUARANGA II 97 3 - 100 0 -

58 CALLE CIRO ALEGRIA 76 24 - 95 5 -

59 CALLE HUANCAYO III 95 5 - 100 0 -

60 CALLE PARAGGSHA 76 24 5 81 19 5

61 CALLE SAN ANTONIO 81 19 - 91 9 -

62 CALLE TUNGSTENO 98 2 - 100 0 -

63 CALLE VICTOR AREAS 30 70 - 41 59 -

64 CALLE VISTA ALEGRA 95 5 - 100 0 -

65 JR. 4 DE AGOSTO 71 29 - 83 17 -

66 JR. ALFONSO UGARTE 32 68 - 42 58 -

67 JR. BALTAZAR CARRION I 85 15 - 92 8 -

68 JR. GAMANIEL BLANCO 94 6 5 100 0 5

69 JR. HIPOLITO UNANUE I 100 0 - 100 0 -

70 JR. LAS ESMERALDAS 65 35 - 67 33 -





71 JR. LOS INVASORES 100 0 - 100 0 -

72 JR. SAN MARTIN 43 57 - 49 51 -

73 JR. VISTA ALEGRE I 96 4 - 100 0 -

74 PSJE. 7 DE ENERO 44 56 - 55 45 -

75 PSJE. HUANCAYO II 88 12 - 92 8 -

76 PSJE. HUANCAYO VI 88 12 - 92 8 -

77 PSJE. OLAYA I 46 54 - 50 50 -

5.0 FUNDACION DE LAS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS





Conforme a la Norma E.050.97 Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones.

5.1 Perfil estratigráfico

Los materiales característicos de la zona de emplazamiento del estudio lo conforman rocas intrusivas con coberturas de materiales sueltos de espesor variable.Reservorio Apoyado R1 y R2: El perfil estratigráfico lo conforman una capa de material de suelto de 1.20m – 1.50 de espesor, clasificada como arena arcillosa-limosa, y gravas arcillosas (con % de finos alrededor 19-29%, plástica) de compacidad media a compacta. Después infrayace una roca intrusiva, clasificada según Bieniawski (RMR) como Regular.

5.2 Reservorio Apoyado R1 y R2

5.2.1 Nivel de Desplante

Reservorio Apoyado Nº1 (V=300m3): 4375.65 m.s.n.mReservorio Apoyado Nº2 (V=100m3): 4411.65 m.s.n.m.

5.2.2 Capacidad de Carga

Empleando las ecuaciones de Buisman-Terzaghi (1943), expresiones de la capacidad de soporte valida para cimentaciones continúas con relaciones de ancho/longitud de 10, de donde obtenemos:

q adm=100 t/m2 Considerando a la masa rocosa como un macizo, no posee

diaclasamiento favorable a deslizamientos.

5.2.3 Análisis de Asentamientos

Referencia: US Army Corps of Engineers, ENGINEERING AND DESIGN, Rock Foundations

a = Máxima Deformaciónq=Esfuerzo uniformemente distribuido (10 t/m2)B=Ancho de la cimentación (2.0 m)=Coeficiente de Poisson (0.20)Ed=Modulo de elasticidad de la roca de fundaciónEd=563214 t/m2

Reemplazando en las expresiones anteriores obtenemos:

a =0.12cm El cual es menor a la permisible =L/500, =1.2 cm

6.0 CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

6.1 Canteras





La demanda de materiales para la construcción del Mejoramiento y Ampliación del Sistema de Agua y Alcantarillado será cubierta por la cantera “Sacrafamilia”.Características:

Ubicación: Localidad de Sacrafamilia a 20km de la zona en estudio. De origen fluvio-glacial, constituyen depósitos de materiales granulares de

gravas redondeadas a subredondeadas, arenas gruesas a medias. De clasificación SUCS GP, con gravas de Tmáx= 2” Potencia estimada mayor a 25000m3

Usos: Concreto armado, arena para cama de apoyo, Base granular. Rendimiento: 95% Extracción: Cargador frontal, zarandeo.

6.2 Fuentes de Agua

La fuente de agua para la zona de estudio lo constituyen los puntos de agua potable del AA.HH. Mariategui.

Los valores encontrados se encuentran dentro de los rangos permisibles, por lo tanto será conveniente utilizar Cemento Pórtland Tipo I.

6.3 Diseño de Mezclas

En función a los requerimientos en las estructuras de alcantarillado y agua potable se proponen diseños de mezclas las cuales serán compatibilizadas con las condiciones de campo durante la etapa de construcción.

Dosificación por cada metro cúbico de concreto:

DESCRIPCION 100 kg/cm2 140 kg/cm2 175 kg/cm2 210 kg/cm2

Cemento (bolsa)

5.30 6.50 7.30 8.70

Agua (litros) 170.94 184.41 183.58 183.74

Hormigón (m3) 1.18 1.14 1.12 1.09


ENSAYO EJECUTADO FUENTE

Cloruros como Ión Cl – (ppm) 5.32

Sulfatos como Ión S04- (ppm) 4.80

Sales Solubles Totales S.S.T. (ppm) 229.4

PH 7.75

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