INFORME DE MECANICA DE SUELOS PARA LA SUBESTACION “SANTIAGO II” CHIHUAHUA.

PROYECTO SUBESTACION “SANTIAGO II” ALIMENTADOR 111 KV. MUNICIPIO DE SAN

FRANCISCO DEL ORO, ESTADO DE CHIHUAHUA.

CONSULTOR:

ARQ.ING. VICTOR ALFONSO LOPEZ ORTEGA.

CED. PROF. 1 734 741

CONTENIDO

1.- GENERALIDADES.

1.1.- OBJETIVOS.

1.2.- DESCRIPCION DEL TERRENO EXISTENTE.

2.- ASPECTOS GEOLOGICOS, TOPOGRAFICOS, ALUVIONALESY SISMICOS.2.1.- ASPECTOS GEOLÓGICOS.

2.2.- ANTECEDENTES TOPOGRÁFICOS.

2.3.- ACTIVIDAD SÍSMICA.

3.- DESCRIPCION ESTRATIGRAFICA TIPICA.

4.- PROPIEDADES DEL SUELO.4.1.- GRANULOMETRIA DEL SUELO.

4.2.- COMPACTACION.

4.3.- RAZON DE SOPORTE.

4.4.- CONTENIDOS DE SALES.

4.3.- LIMITES DE ATTERBERG.

5.- CAPACIDAD DE SOPORTE ADMISIBLE DEL SUELO.

5.1.- CAPACIDAD DE SOPORTE ADMISIBLE.

5.2.- TIPO DE FUNDACIÓN RECOMENDADA.

5.3.- PROFUNDIDAD Y ANCHO MÍNIMO DE FUNDACIÓN.

6.- ASENTAMIENTOS ESPERADOS.

7.- ESPECIFICACIONES SOBRE EL MATERIAL DE RELLENOCOMPACTADO.

8.- RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS.

9.- CONCLUSIONES.

ANEXO A FOTOS DEL SITIO.

ANEXO B CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y ASENTAMIENTO.

ANEXO C INFORME DE ENSAYO DE MATERIALES DE LA-BORATORIO.

ANEXO D PLANO DEL SITIO.

INFORME DE MECANICA DE SUELOS DEL SITIO “SANTIAGO II” CHIHUAHUA.

PROYECTO: SUBESTACION “SANTIAGO II” ALIMENTADOR 111 KV. MPIO. DE SAN FRANCISCO DEL ORO, CHIHUAHUA.

SOLICITANTE: ING. GABRIEL OROZCO SUJO.

FECHA: 11 / 04 / 2011

1.- GENERALIDADES.

El Ing. Gabriel Orozco Sujo. Esta requiriendo nuestros servicios de ingeniería con el objeto de realizar un estudio de Mecánica de Suelos para de determinar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos en el sitio donde se ubica la subestación denominada “SANTIAGO II” Mpio., de San Francisco del Oro, en el estado de Chihuahua, donde se realizaran las labores correspondientes a la construcción de cuadro de maniobras, y cimentaciones para soporterías de estructuras tubulares, por lo tanto, el estudio, es necesario para el análisis de los basamentos de las estructuras a a la instalación de diversos accesorios para soportar estructuras eléctricas, el cual es necesario para el análisis de los basamentos dichas estructuras a construir y de las soluciones que garanticen la estabilidad de la obra durante su vida útil.

El análisis describe el perfil litológico de los estratos de suelo superficial localizado dentro de la zona de influencia estructural, propiedades del suelo y de las medidas que son recomendadas para dicha área desde el punto de vista geotécnico.

1.1.- OBJETIVOS.

El informe tiene por objeto dar a conocer las características del suelo, determinar los parámetros de diseño según el tipo de suelo, proponer sistema de fundaciones más adecuado, definir el nivel de la plantilla de fundación, plantear los esfuerzos admisibles a dicho nivel y por último establecer las recomendaciones que deberán ser tomadas durante la construcción.

1.2.- DESCRIPCION DEL TERRENO EXISTENTE

La zona en estudio se encuentra ubicada geográficamente cercana al poblado ‘San Francisco Del Oro” a la salida del mismo con rumbo a la ciudad de Parral, Chihuahua. Como a tres kilómetros, sobre el costado izquierdo, a pie de carretera En las coordenadas 26° 51’ 42.96” de latitud Norte, y 105° 48’ 28.47” de longitud Oeste.

En forma generalizada se puede estimar que el terreno presenta poco declive o poca pendiente dentro del patio de la subestación, pues prácticamente esta plano en esta área.

Para efectuar la exploración del sub-suelo se excavó un pozo a cielo abierto de 1.00 mts. De profundidad en material tipo II (arcillas color rojo por el contenido de óxidos de hierro, con gravas de aprox. ½”) hasta llegar a un estrato mas consolidado del mismo material con pedazos un poco mas grandes de rocas volcánicas, ver fotografías (Anexo A). Al pozo se le extrajo una muestra alterada de aproximadamente 30 kgs. Para su clasificación en el Laboratorio.

En la fotografías del Anexo A, se puede apreciar los límites del terreno y además el tipo de roca existente en el lugar, que se determino corresponde a una roca volcánica .

2.- ASPECTOS GEOLOGICOS, TOPOGRAFICOS, ALUVIONALES Y SISMICOS

2.1.- ASPECTOS GEOLÓGICOS

Esta zona corresponde a la provincia fisiográfica de la sierra madre occidental, específicamente a la subprovincia No. 2 que conforma la meseta de riolita. Es un espectacular conjunto montañoso de orientación NNW-SSE. Que se extiende con esta dirección desde la frontera con los Estados Unidos hasta la provincia denominada eje neo volcánico (en las cercanías de la ciudad de Guadalajara). Esta constituida predominantemente por rocas volcánicas de composición riolítica y algunas andesitas y basálticas, en muchos sitios se aprecian montañas donde afloran rocas de los tipos intrusivos, metamórficos y aun sedimentarios mesozoicos y paleozoicos (granitos, granodioritas, cuarcitas, filitas, pizarras, gneises, y algunas calizas, lutitas y areniscas). Se encuentra formando parte de la zona de sismicidad poco frecuente (pene sísmica) de la carta sísmica de la Republica Mexicana.

Esta subprovincia de la mesta de riolita, comprende una masa compacta de altas planicies y cordilleras disectada profundamente por los ríos que han labrado impresionantes cañones, largos y estrechos, con laderas que forman altos cantiles. Esta cubierta por potentes secuencias de rocas volcánicas terciarias, predominantemente riolitas, tobas y tobas soldadas y de composición intermedia.

Por otro lado el área se encuentra dentro o cercana también a la subprovincia de mesetas y cuencas, la cual participa de la morfología de las dos provincias donde se encuentra ubicada. (Cuencas y sierras y sierra madre occidental), los valles en esta región están constituidos por materiales terciarios y cuaternarios (tobas, arenas, gravas, y limos), sus prtes altas están constituidas por mesetas con lavas rioliticas e intrusivos graníticos como el de la sierra del nido. El estrato de suelo que nos interesa para fines de ingeniería, para este proyecto estaría en los primeros metros, donde se apoyarían las estructuras.

2.2.- ANTECEDENTES TOPOGRÁFICOS

En forma muy general el área se localiza en zona serrana, con pendientes y lomeríos suaves. Aunque la subestación se encuentra sobre una zona plana que se construyo donde se conformo un terraplenado sobre el suelo del lugar.

2.3.- ACTIVIDAD SÍSMICA

Respecto a la actividad sísmica de nuestro país, el área se considera dentro de zona asísmica como ya se menciono.

3.- DESCRIPCION ESTRATIGRAFICA TIPICA.

SONDEO SUPERFICIAL DEL SUELO.

PROYECTO : SUBESTACION “SANTIAGO II” ALIMENTADOR 111 KV. MPIO. DE SAN FRANCISCO DEL ORO, CHIUAHUA.

POZO Nº : UNICO

FECHA : 11 / 04 / 2011

E S T R A T I G R A F I A.

Horizonte

Cotas límites

Mt

Espesor

mt

Descripción del material

1

0,00

a

0,30

0,30

Arcilla gravosa color rojizo, compacta, granulometría media, tiene características de mediana a baja plasticidad y presenta muy poca humedad. se observa presencia de material orgánico pero solo superficialmente. Se pueden apreciar sobre tamaños. Posee consolidación media.

2

0,30

a

0,90

0,60

Arcilla limosa de color rojizo con gravilla dispersa en matriz café arcillo-limosa, compacidad media que aumenta con la profundidad, con algo de humedad y sin plasticidad

3Mayor

que 0,90--

Bajo el estrato anterior se distingue un estrato con padecería de roca volcánica del tipo riolitico, con una compacidad firme.

4.- PROPIEDADES DEL SUELO.

Las propiedades del subsuelo que se encontró en el área corresponden al de una roca bien consolidada de formación volcánico fluidal

4.1.- GRANULOMETRIA Y CLASIFICACION DEL SUELO.

El suelo superficial por la granulometría y sus limites, se puede clasificar como CL, ó CL-ML según el Sistema de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.), es decir, arcillas inorgánicas de baja a media plasticidad, arcillas con grava, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas pobres, ó limos inorgánicos, polvo de roca, limos arenosos o arcillosos o arcillas ligeramente plásticas.

De este tipo de suelo se puede decir lo siguiente:

a. Permeabilidad: suelos impermeablesb. Resistencia a la turificación: alta media a baja.c. Resistencia al corte: media a baja.d. Compresibilidad: los asentamientos pueden ser

grandes. en este caso se debe determinar por estudio de consolidación en laboratorio, sin embargo puede ser de baja compresibilidad siempre y cuando sean compactados adecuadamente.

e. Licuación: media a alta si no se compactan, pero no es susceptible a la licuación si esta bien compactado.

f. Susceptibilidad al agrietamiento: mediana a alta

g. Manejabilidad: pobre a muy pobre.

4.2.- COMPACTACION

Los valores de densidad máximas compactadas para la muestra son buenas, ya que sus valores son 2 010 kg/m3 y de humedad optima, 11.50%.

4.3.- RAZON DE SOPORTE

Los valores de CBR medidos en las muestras son de 62%, lo que indica valores buenos.

4.4.- CONTENIDO DE SALES

El contenido de sales solubles en los suelos resultan menores que los permitidos por la norma, es decir, menor que el 5%. Por lo tanto, la disolución de estas sales no originará asentamientos que puedan producir fallas en la estructura.

4.5.- LIMITES DE ATTERBERG

Para el suelo estudiado se obtuvieron los siguientes valores:

Limite líquido: 30.00 %

Índice plástico: 8.60

Contracción lineal: 3.6 %

5.- CAPACIDAD DE SOPORTE ADMISIBLE DEL SUELO

La carga admisible que puede ser aplicada en una fundación sin producir desperfectos en la estructura soportada, teniendo además un margen de seguridad dado por el factor de seguridad, no depende solo del terreno, sino también del tipo de fundación, característica de la edificación y del factor de seguridad adoptado.

5.1.- CAPACIDAD DE SOPORTE ADMISIBLE

La presión de contacto estática a nivel de la plantilla de fundación no deberá ser superior a la presión máxima admisible por capacidad de soporte del suelo, determinada de las expresiones siguientes:

La capacidad de soporte admisible esta dada por la siguiente expresión:

Qadm=q fFS (Ec-1)

Donde:

qf = Capacidad de carga límite y esta dada por la expresión Ec-2

FS = Factor de seguridad que depende de la incertidumbre implícita en la determinación de los parámetros del suelo y del comportamiento de la estructura.(por ser arcilloso se toma de

3).

q f=c⋅N c⋅sc⋅dc+γ⋅D f⋅Nq⋅sq⋅d q+0,5⋅γ⋅B⋅N γ⋅sγ⋅d γ (Ec-2)

Donde:

qf = Capacidad de soporte según Hansen.

c = Cohesión del suelo

= Peso unitario del suelo

B = Ancho de fundación

L = Largo de la fundación

Df = Nivel de plantilla de fundación

sc, sq, s = Factores de corrección con cargo a la forma de la fundación, ver Ec-3-4-5

dc, dq, d = Factores de corrección con cargo a la profundidad a la que desplanta la plantilla de fundación, ver Ec-6-7-8

Nc, Nq, N = Factores de cargas, ver Ec-9-10-11

Sc=1+N q⋅BN c⋅L (Ec-3)

Sq=1+

BL⋅tgφ

(Ec-4)

Sγ=1+0,4⋅BL (Ec-5)

dc=1+0,4⋅D fB (Ec-6)

dq=1+2⋅tgφ (1−sen φ )2⋅D fB (Ec-7)

d γ=1 (Ec-8)

Nq=eπ⋅tg φ⋅tg2 (45+ φ2 )

(Ec-9)

Nc=(N q−1 )⋅cot gφ (Ec-10)

N γ=1,5⋅(N q−1 )⋅tg φ (Ec-11)

Capacidad de Soporte sobre Terreno Natural

Como en este caso no se efectuó ninguna determinación en campo para inferir la capacidad de carga a la ruptura del suelo se obtendrá su capacidad portante por compacidad relativa, utilizando los pesos volumétricos “secos” en estado natural, en estado suelto y en estado máximo, en la siguiente forma:

γ max = 2 010 kg/m3

γ min. = 1 450 kg/m3

γ nat. = 1 690 kg/m3.

Por lo tanto la compacidad relativa resultante será

(1/ γ min.) – (1/ γ nat. ) (1/1.45) – (1/1.69)

Cr = = = 0.50972

( 1/ γ min.) - (1/ γ máx. ) (1/1.45) – (1/2.01)

Cr = compacidad media.

De acuerdo a las características del suelo analizado se considera para efectos de cálculo de la compresión admisible los siguientes parámetros de diseño.

1. Angulo de fricción entre: = 28°; y;

2. Cohesión: C = 1.5 kg/cm2

3. Peso unitario del suelo: = 1 690 kg/m3

De acuerdo a la compacidad relativa obtenida se puede inferir con el cuadro de relación entre la penetración estándar, la presión vertical y la compacidad relativa para arenas, si consideramos 10 golpes de penetración nos dan 1.0 kg/cm2 de presión vertical. Y con el cuadro que relaciona el numero de golpes y el ángulo de fricción interna para arenas finas y limosas (el suelo presenta características arenolimosas), para arenas limosas el ángulo de fricción interna resulta de entre 28°- 30o

Fundación corrida. De los cálculos obtenidos, que se indican en el Anexo B, se puede indicar que el suelo tiene una buena capacidad de soporte, por lo tanto, una relación de profundidad a la plantilla de fundación, Df, mínima de 50 cm y un ancho, B, sobre los 50 cm, es adecuada si se utilizan zapatas corridas.

5.2.- TIPO DE FUNDACIÓN RECOMENDADA

Considerando que las construcciones son del tipo industrial, como puntales, se puede indicar que la fundación aislada es una buena alternativa de solución, ya que sus capacidades de soportes están sobre o igual al 5,0 kg/cm.2 como minimo de los valores calculados.

5.3.- PROFUNDIDAD Y ANCHO MÍNIMO DE FUNDACIÓN

La profundidad mínima de excavación será igual o mayor que 50 cm., y el ancho de 50 cm., pero seria recomendable profundizar a 1.00 mts. Por cuestiones de seguridad.

6.- ASENTAMIENTOS ESPERADOS

El asentamiento de contacto que produce una cimentación superficial sobre suelo, puede calcularse para un área cuadrada y considerando el módulo de Poisson (=0,5), por la expresión siguiente

Para el centro del área cargada uniformemente:

S1=0 ,84⋅q⋅BE (Ec-12)

Para la esquina del área cargada uniformemente:

S2=0 ,42⋅q⋅BE (Ec-13)

Para áreas cargada rectangular, la expresión que se debe emplear es la siguiente.

S=q⋅B⋅1−μ2

E⋅N

(Ec-14)

Donde:

S = Asentamiento en cm

q = Presión de contacto en Kg/cm2

B = Ancho del área cargada

E = Módulo de elasticidad del suelo

N = Valor de influencia que depende de la relación largo ancho del área cargada.

Tabla N°1

Valores de N dados por Schleicher

L/B N

1,0 0,56

2,0 0,76

3,0 0,88

4,0 0,95

5,0 1,00

Los asentamientos no pueden ser mayores que 2,5 cm, por lo tanto, no son superados según el asentamiento de 0.01 a 0.02 cm. que se calculó en el Anexo B, y no existe posibilidad alguna de que estos se presenten.

7.- ESPECIFICACIONES SOBRE EL MATERIAL DE RELLENO COMPACTADO

Se deben considerar las propiedades y características que se indican a continuación para los rellenos compactados que se empleen en la obra, ya sea bajo las zapatas y/o sobre excavaciones u otros rellenos que determine la CFE.

Los requisitos que debe cumplir el material de relleno compactado son los siguientes:

7.1.- El material que se emplee como relleno compactado debe ser de préstamo y/o el mismo material extraído mejorándolo por “papeo” y deberá corresponder a suelos GW, GP, SW, SP según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, SUCS.

7.2.- El suelo debe estar libre de escombro, basura, y toda clase de materia orgánica como raíces, troncos, pasto, etc. Debiendo reemplazarse el material del suelo contaminado en el espesor que determine el Ingeniero supervisor, por un suelo del tipo indicado en el punto 7.1.

7.3.- Para asegurar la calidad de compactación de los rellenos en toda su altura, estos rellenos deben ejecutarse por capas horizontales de espesor suelto no mayor de 15 cm incorporándole su humedad óptima. Para su compactación se deberá usar placa o rodillo vibratorio, o bien “bailarina”.

7.4.- La calidad de la compactación se deberá verificar mediante ensayes de laboratorio, considerando aceptable el relleno que cumpla con una densidad mínima en sitio de

90% de la máxima densidad seca compactada obtenida mediante ensaye de Proctor Modificado.

7.5.- El material granular que pase la malla N° 40 no debe tener un Índice de Plasticidad (I.P.) mayor que 6.

7.6.- El tamaño máximo de árido debe limitarse a 2 ½”, eliminándose todo aquel material que supere este tamaño.

7.7.- El material de relleno debe poseer menos de un 5% de sales solubles en agua.

7.8.- Debe tener un índice de soporte CBR mayor que 30%.

7.9.- Previo a la incorporación de los rellenos, el terreno natural deberá emparejarse, perfilarse y compactarse hasta tener una densidad no inferior al 70% de la densidad relativa o 80% de la DMCS. Estas plantillas deben ser recibidas por el ingeniero supervisor de la CFE.

7.10.-Al material de relleno se le debe incorporar su humedad óptima que se determino con el ensayo de Proctor Modificado.

7.11.- Banda granulométrica sugerida.

Tabla N°2

Análisis Granulométrico

Tamiz Porcentaje que pasa

ASTM Nch Mínimo Máximo

2 ½” - 100 100

2” 50 90 100

1 ½” 40 77 100

1” 25 74 95

¾” 20 70 90

3/8” 10 58 78

N° 4 8 33 64

N° 10 2 24 48

N° 40 0,5 15 28

N° 200

0,08 512

7.12.-El Límite Líquido (LL) máximo debe ser menor que 26.

7.13.-La presencia de sulfato debe ser menor 3%.

8.- RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

En la etapa de construcción de los basamentos se deben considerar las siguientes recomendaciones como obligatorias para obtener una correcta metodología de trabajo y una buena ejecución de las labores.

8.1.- La plantilla de fundación deberá ser material compactado, o bien un concreto pobre de espesor mínimo de 5 cms.

8.3.- Las excavaciones para las fundaciones deberán extenderse por lo menos unos 5 cm mas abajo del nivel de fundaciones para colocar la plantilla de material compactado o de concreto pobre y 10 cm. como mínimo más allá de cada lado de ellas, luego se deberá rellenar con material de banco o mejorado siguiendo las indicaciones de la sección 7.

8.4.- Toda estructura de concreto que esté en contacto con empujes de tierra deberá ser aislada con algún producto impermeabilizante.

8.5.- Las plantillas de material compactado y/o de concreto pobre de fundación deberán ser recibidos por el ingeniero

supervisor.

8.6.- Los trabajos se ejecutarán de acuerdo a las normas, reglamentos y documentos siguientes:

Normas del reglamento de construcción del D.D.F.

Normas de construcción de la C.F.E.

En aspectos no cubiertos por las normas mexicanas se referirá a las normas extranjeras como ASTM, ACI, ó AASHTO.

8.7.- Se recomienda reducir al mínimo el tránsito de las personas cuando las excavaciones estén abiertas, como así también, rellenar las fundaciones lo antes posible para evitar posibles desmoronamientos y/o accidentes del personal.

8.8- Deberá de cuidarse si ha de usarse elemento hidrófugo, que el “liner” de polietileno no se rompa para impedir el ingreso de humedad, usando un traslape mínimo de 20 cm.

8.9- Deberán preverse todas las pasadas de drenes y tuberías, para evitar demoler la losa de fundación.

8.10.-Previo a la incorporación de los rellenos, las plantillas de fundación deberán emparejarse, perfilarse y/o compactarse.

8.11.-Para el caso del movimiento de tierra se deben considerar las siguientes recomendaciones para los taludes:

Excavaciones para taludes definitivos en suelos CL y CL-ML H : V = 1,5 : 1

Excavaciones transitorias H : V = 1 : 1,5

Rellenos H : V = 2 : 1

8.12.-Cuando en las excavaciones se requieran operaciones manuales y las profundidades superen los 200 cm se deberá disponer de ademados y protecciones que eviten desmoronamientos y riesgos de accidentes. Estas medidas se adoptaran cualquiera que sea la calidad de los suelos y siempre que el talud sea mas empinado que H : V = 1 : 1,5.

9.- CONCLUSIONES

Del estudio efectuado se desprenden las siguientes conclusiones:

9.1.- El suelo natural corresponde a una arcilla limosa.

9.2.- La capacidad de soporte del suelo es buena, sin embargo se debe verificar las dimensiones que determine el calculo definitivo estructural.

9.3.- La mejor solución de fundación es de cimientos aislados y deberán desplantarse como recomendación a 1.00 mts. de profundidad, pudiendo tener dimensiones mínimas en planta de 50x50 cms.

9.4.- El asentamiento elástico que produce la carga con una compresión máxima de 5.05 kg/cm2 es de 0.01 a 0.02 cm, por lo tanto, no supera el asentamiento admisible que es de 2,5 cms., considerándose estable a asentamientos.

9.5.- Los parámetros que se deben considerar en el diseño de las estructuras son los siguientes:

Compresión admisible de 5,0 kg/cm2 para el caso estático.

Las características mecánicas para el suelo de relleno que se considerarán para poder diseñar las fundaciones son los siguientes valores:

Angulo de Fricción 28° y/o 30°

Cohesión 1.5 kg/cm2.

Peso unitario 1 690.00 kg/cm2

CBR 62%

Deformación máxima permitida de asentamiento de 2,5 cm.

9.6.- El suelo natural existente podrá usarse como material de relleno, siempre y cuando se mejore y compacte adecuadamente.

El consultor.

Víctor Alfonso López Ortega

Arquitecto e Ingeniero Civil

Ced. Prof. 1 734 741

ANEXO AFOTOS DEL SITIO.

EN ESTA FOTO SE PUEDE APRECIAR LA BARDA PERIMETRAL DE LA SUBESTACION EXISTENTE, SE APRECIA EL TIPO DE SUELO TIPICO DE COLOR ROJO QUE SE PRESUME DEPOSITADO EN UN MANTO DE ESPESOR IMPORTANTE.

CERCANO A ESTE PUNTO SE EFECTUO EL PCA, PARA EL ANALISIS EN LABORATORIO, EL TERRENO PRESENTO GRAN COMPACIDAD Y MEDIANO CONTENIDO DE GRAVAS.

EN LA FOTOGRAFIA SE OBSERVA LA HOMGENEIDAD DEL TERRENO, CON UN TONO COLOR ROJIZO QUE DENOTA CONTENIDOS DE OXIDOS FERROSOS, OBSERVESE EL TIPO DE PEDREGOSIDAD, QUE CORRESPONDEN A CLASTOS DE ORIGEN VOLCANICO.

ANEXO BCALCULO DE LA CAPACIDAD DE

SOPORTE Y ASENTAMIENTO

Capacidad de Soporte sobre Terreno Natural

Cálculo de la capacidad de carga admisible del suelo a 50 cms. Y 1.00 mts. de profundidad, aplicando un ángulo de fricción interna de 28°,para un basamento de planta cuadrada de 50x50 cms.

q f=c⋅N c⋅sc⋅dc+γ⋅D f⋅Nq⋅sq⋅d q+0,5⋅γ⋅B⋅N γ⋅sγ⋅d γ

Datos:

Para: φ = 28o c = 1.5 T/m2.

Nc= 33 Df = 0.50 m.

Nq= 19 B = 0.50 m.

Nγ= 18 L = 0.50 m.

Sc=1+N q⋅BN c⋅L

=1+19 X 0 .5033 X0 .50

=1.575

Sq=1+

BL⋅tgφ=1+ 0 .50

0 .50tg28°=1 .5317

Sγ=1+0,4⋅BL=1+0 .40 0 .50

0 .50=1 .40

dc=1+0,4⋅D fB

=1+0 .40 0 .500 .50

=1.40

d γ=1

dq=1+2⋅tgφ (1−sen φ )2⋅D fB

=1+2 tg28 ° (1−sen28 °)2 0 .500 .50

=1.29

q f=(1.50⋅33⋅1.575⋅1 .40)+(1.69⋅0 .50⋅19⋅1.5317⋅1 .2993)+(0,5⋅1 .69⋅0 .50⋅18⋅1. 40⋅1)=151.74qf = 151.74 T/ m2.=15.174 kg/cm2.

Por lo tanto la capacidad de carga admisible

Qadm=q fFS

=15 .1743

=5 .05kg /cm2 .

Si adoptamos ahora la profundidad de 1.00 mts., la capacidad de carga admisible será:

Datos:

Para: φ = 28o c = 1.5 T/m2.

Nc= 33 Df = 1.00 m.

Nq= 19 B = 0.50 m.

Nγ= 18 L = 0.50 m.

Sc=1+N q⋅BN c⋅L

=1+19 X 0 .5033 X0 .50

=1.575

Sq=1+

BL⋅tgφ=1+ 0 .50

0 .50tg28°=1 .5317

Sγ=1+0,4⋅BL=1+0 .40 0 .50

0 .50=1 .40

dc=1+0,4⋅D fB

=1+0 .40 1 .000 .50

=1.80

d γ=1

dq=1+2⋅tgφ (1−sen φ )2⋅D fB

=1+2 tg28 ° (1−sen28 °)2 1 .000 .50

=1.5986

q f=(1.50⋅33⋅1.575⋅1 .80 )+(1 .69⋅1 .00⋅19⋅1 .5317⋅1.5986 )+(0,5⋅1.69⋅0 .50⋅18⋅1 .40⋅1 )=229 .60qf = 229.60 T/ m2.= 22.96 kg/cm2.

Por lo tanto la capacidad de carga admisible

Qadm=q fFS

=22 .963

=7 .65kg /cm2 .

Si ahora aplicamos el ángulo de fricción interna de 30°

Datos:

para: φ = 30o c = 1.5 T/m2.

Nc = 36.0 Df = 0.50 m.

Nq = 23.0 B = 0.50 m.

Nγ = 19.0 L = 0.50 m.

Sc=1+N q⋅BN c⋅L

=1+ 7 .0 X 0.5017 .5 X 0 .50

=1 .40

Sq=1+

BL⋅tgφ=1+ 0 .50

0 .50tg20°=1 .36

Sγ=1+0,4⋅BL=1+0 .40 0 .50

0 .50=1 .40

dc=1+0,4⋅

D fB

=1+0 .40 0 .500 .50

=1.40

d γ=1

dq=1+2⋅tgφ (1−sen φ )2⋅D fB

=1+2 tg20 ° (1−sen20 °)2 0 .500 .50

=1.3151

q f=c⋅N c⋅sc⋅dc+γ⋅D f⋅Nq⋅sq⋅d q+0,5⋅γ⋅B⋅N γ⋅sγ⋅d γ

q f=(1.50⋅36⋅1.40⋅1.40 )+(1 .69⋅0 .50⋅23⋅1 .36⋅1 .3151 )+(0,5⋅1 .69⋅0 .50⋅19⋅1 .40⋅1 )=151 .83qf = 151.83 T/ m2.= 15.18 kg/cm2.

Por lo tanto la capacidad de carga admisible

Qadm=q fFS

=15 .183

=5 .06kg /cm2 .

Si adoptamos la profundidad de 1.00 mts., la capacidad de carga admisible será:

Datos:

para: φ = 30o c = 1.5 T/m2.

Nc = 36.0 Df = 1.00 m.

Nq = 23.0 B = 0.50 m.

Nγ = 19.0 L = 0.50 m.

Sc=1+N q⋅BN c⋅L

=1+ 7 .0 X 0.5017 .5 X 0 .50

=1 .40

Sq=1+

BL⋅tgφ=1+ 0 .50

0 .50tg20°=1 .36

Sγ=1+0,4⋅BL=1+0 .40 0 .50

0 .50=1 .40

dc=1+0,4⋅D fB

=1+0 .40 1 .000 .50

=1.80

d γ=1

dq=1+2⋅tgφ (1−sen φ )2⋅D fB

=1+2 tg20 ° (1−sen20 °)2 1 .000 .50

=1.496

q f=c⋅N c⋅sc⋅dc+γ⋅D f⋅Nq⋅sq⋅d q+0,5⋅γ⋅B⋅N γ⋅sγ⋅d γ

q f=(1.50⋅36⋅1.40⋅1.80 )+(1 .69⋅1.00⋅23⋅1.36⋅1.496 )+(0,5⋅1.69⋅0.50⋅19⋅1.40⋅1)=226 .40qf = 226.40 T/ m2.= 22.64 kg/cm2.

Por lo tanto la capacidad de carga admisible

Qadm=q fFS

=22 .643

=7 .546kg /cm2 .

Resumen:

Las capacidades de carga admisible para el suelo del sitio serán:

Para φ = 30°

A 0.50 mts. De profundidad: 5.06 kg/cm2.

A 1.00 mts. de profundidad: 7.54 kg/cm2.

Para φ = 28°

A 0.50 mts. De profundidad: 5.05 kg/cm2.

A 1.00 mts. de profundidad: 7.65 kg/cm2.

Asentamientos esperados.

Para un área cuadrada y considerando el módulo de Poisson (=0,5)

Para el centro del área cargada uniformemente suponiendo la presión de contacto máxima obtenida:

Los módulos de elasticidad típicos para arcillas son:

Arcillas blandas: 2.00 - 5.00 Mpa. = 20.40 – 51.00 kg/cm2.

Arcillas medias: 5.00 - 10.00 Mpa = 51.00 – 102.00 kg/cm2.

Arcillas rígidas: 10.0 - 24.00 Mpa.= 102.00 – 244.80 kg/cm2.

S1=0 ,84⋅5 .05⋅50102

=0 .0207−cms .

Para la esquina del área cargada uniformemente:

S2=0 ,42⋅5 .05⋅50102

=0 .0103−cms.

Para áreas cargada rectangular, la expresión que se debe emplear es la siguiente.

S=5.05⋅50⋅1−0 .52

102⋅0 .56=0 .01039−cms.

Donde:

S = Asentamiento en cm

q = Presión de contacto en Kg/cm2

B = Ancho del área cargada

E = Módulo de elasticidad del suelo

N = Valor de influencia que depende de la relación largo ancho del área cargada.

Tabla N°1

Valores de N dados por Schleicher

L/B N

1,0 0,56

2,0 0,76

3,0 0,88

4,0 0,95

5,0 1,00

ANEXO CINFORME DE ENSAYO DE MATE-

RIALES DE LABORATORIO

INFORME DE TERRACERIAS

OBRA: SANTIAGO II ENSAYE Nº 04

LOCALIZACION: SAN FRANCISCO DEL ORO, CHIHUAHUA.

FECHA DE RECIBO: 7 ABRIL 2011

EXPEDIENTE: UNICO FECHA DE INFORME: 11 ABRIL 2010

IDENTIFICACION: ARCILLAS.

PROCEDENCIA: SUBESTACION ELECTRICA

CARRETERA: PARRAL-SAN FRANCISCO DEL ORO, CHIH.

CARACTERISTICAS DEL MATERIAL:

TAMAÑO MAXIMO 76 MM

% RETENIDO EN MALLA DE 75 MM 2.0

% QUE PASA MALLA DE 4.75 MM85

% QUE PASA MALLA DE 0.425 MM62

% QUE PASA MALLA DE 0.075 MM55

EQUIVALENTE DE HUM. DE CAMPO % 16

LIMITE LÍQUIDO % 30

INDICE PLASTICO 8.6

CONTRACCION LINEAL % 3.6

P.E.S. SUELTO Kg/M3 1410

P.E.S. MAXIMO Kg/M3 1690

HUMEDAD ÓPTIMA % 16.3

HUMEDAD NATURAL % 10.8

COMPACTACION DEL LUGAR % 85.0

V.R.S. ESTANDAR SATURADOS %

EXPANSION % 1.9

CLASIFICACION S.C.T. CL

OBSERVACIONES RECOMENDADAS

CL: ARCILLAS INORGÁNICAS DE BAJA A MEDIA PLATICIDAD, ARCILLAS CON GRAVAS

NOTA: SI HAY CONTRACCIÓN POR LO CUAL DEBERA EVITARSE EL EXCESO DE HUMEDADES PLUVIALES CON UN DISEÑO ADECUADO DE DRENES SUPERFICIALES.

ANEXO D PLANO DEL SITIO

FOTOGRAFIA QUE MUESTRA LA LOCALIZACION DEL SONDEO TIPO P.C.A. DE DONDE SE EXTRAJERON LAS MUESTRAS PARA SU ANALISIS, SE OBSERVA UN SUELO MUY HOMOGENEO EN TODA LA ZONA.

SITIO DEL SONDEO