Ingeniera de Cimentaciones

Estudio de Suelos con Fines de CimentacinViviendo Multifamiliar Familia Pauca1. IntroduccinEl estudio de suelos con fines de cimentacin para la elaboracin del Expediente Tcnico de la obra Vivienda Multifamiliar Familia Pauca, se ubica en la Calle Andahuaylas s/n San Martin de Socabaya, Socabaya, Arequipa. Se realiz mediante un programa de exploracin y de trabajos de campo, para que por medio de la observacin directa del suelo con obtencin de muestras se correlacione con los resultados de laboratorio determinando las caractersticas de suelo de apoyo para las estructuras proyectadas y as evaluar las soluciones ms factibles de cimentacin.2. Generalidades 2.1. Objeto del Estudio

El presente trabajo tiene por objeto efectuar un estudio de suelos con fines de cimentacin del Proyecto Vivienda Multifamiliar Familia Pauca, el mismo que se ha realizado por medio de trabajos de exploracin de campo consistentes en calicatas, as como ensayos de laboratorio y trabajos de gabinete necesarios para definir las propiedades fsicas del suelo en estudio. Caracterizar el suelo de la zona donde se construirn las estructuras. Determinar las dimensiones factibles de profundidad para la cimentacin de las estructuras proyectadas. Determinar la capacidad portante del suelo de cimentacin, as como dimensionar dicha cimentacin.

2.2. Ubicacin del rea de EstudioEl terreno en estudio se encuentra ubicado en San Martin de Socabaya, Calle Andahuaylas S/N, Distrito de Socabaya, Provincia de Arequipa, Departamento de Arequipa. El terreno tiene un rea total de 180.00 m2, presenta una superficie regular. Parte de dicho terreno se encuentra construido, pero para la ejecucin del proyecto se proceder a demoler. Limita:Por el Norte: Con Pasaje de Uso Pblico (Prolongacin Calle Andahuaylas).Por el Sur: Con propiedad de terceros Por el Este: Con propiedad de tercerosPor el Oeste: Con propiedad de terceros.De acuerdo al mapa de zonificacin ssmica del Per se concluye que el rea de estudio se encuentra en la Zona Smica 3.

3. Investigacin Geotcnica

3.1. Trabajo de CampoSe realiz una serie de trabajos de campo con el fin de identificar los diferentes elementos existentes, como son: Realizacin de tres calicatas (excavacin manual), cuya profundidad vara entre 1.5 y 2.5 metros. Las calicatas fueron ubicadas en formacin triangular, en puntos estratgicos del terreno. Extraccin de muestra de suelo alterado e inalterado en la Calicata 1, la cual se utilizar posteriormente para los ensayos de laboratorio. Recopilacin de datos de campo (profundidad de los estratos, descripcin de los estratos, etc.). Levantamiento del terreno en estudio. Reportaje fotogrfico.

3.1.1. Calicata 1: Se excavo hasta 1.5 m. de profundidad con un ancho de aproximadamente 2 m.; se ubic en el extremo derecho del terreno. Solo se observ la presencia de un estrato. El estrato tiene un color rojizo con presencia de piedras de dimetros menores a 5 cm, y en algunos tramos rocas de dimetros mayores, llegando incluso a ser de 20 cm. 3.1.2. Calicata 2: Se excavo hasta 1.5 m. de profundidad con un ancho de aproximadamente 2 m.; se ubic en el extremo izquierdo del terreno. Solo se observ la presencia de un estrato. El estrato tiene un color rojizo con presencia de piedras de dimetros menores a 5 cm, y en algunos tramos rocas de dimetros mayores, llegando incluso a ser de 20 cm.3.1.3. Calicata 3: Se excavo hasta 2.5 m. de profundidad con un ancho de aproximadamente 3.5 m.; se ubic en la parte trasera del terreno. Solo se observ la presencia de un estrato. De este estrato se tom la muestra inalterada. El estrato tiene un color rojizo con presencia de piedras de dimetros menores a 5 cm, y en algunos tramos rocas de dimetros mayores, llegando incluso a ser de 20 cm. La muestra presenta una gran consistencia, y a simple vista parece no contener humedad.

3.2. Ensayos de Laboratorio Los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Mecnica de Suelos de la Universidad Catlica de Santa Mara, y fueron los siguientes:3.2.1. Anlisis Granulomtrico por Tamizado ASTM D-422Consiste en determinar el tamao promedio de los granos del suelo que conforman la masa total del suelo obtenido. 3.2.2. Contenido de Humedad ASTM D-2216Es la determinacin 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 geotcnicas, debido al efecto importante que tiene este contenido de agua en la influencia de la resistencia mecnica.3.2.3. Gravedad Especifica de los SolidosMtodo usado para determinar el peso especfico relativo de las partculas slidas de un suelo.3.2.4. Peso Unitario del Suelo.El peso unitario es una medida cuantitativa que nos muestra la relacin existente entre la masa y el volumen de un determinado suelo, matemticamente hablando, el peso unitario se define como el cociente entre la masa y el volumen de un suelo. (=/), Fsicamente no es ms que la densidad que tiene un suelo.

3.2.5. Relacin de Vacos y PorosidadLa proporcin de vacos en un elemento de suelo se expresa en funcin de la Relacin de Vacos, Razn de vacos o ndice de Poros, denotada con e, o en funcin de la Porosidad, denotada con n.

3.2.6. Grado de SaturacinLa proporcin de vacos ocupada por el agua se expresa en trminos del Grado de Saturacin, y se define como la relacin entre el volumen de agua y el volumen de vacos. Vara entre 0 % (suelo seco) y 100 % (suelo totalmente saturado).

3.2.7. Limite Liquido y Limite Plstico ASTM D-4318Consiste en determinar el contenido de agua en la muestra que son los lmites entre los estados liquido-plstico y plstico-no plstico. El ensayo se realiza con el material menor a la malla N 40.3.2.8. Densidad Mnima y Mxima del Suelo.Consiste en determinar la densidad del suelo, con un alto porcentaje de vacos (mnima), y otro con un porcentaje de vacos inferior.3.2.9. Ensayo de Corte Directo ASTM D 3080.Este ensayo se realiza con material pasante de la malla N 4, utilizando la densidad de campo para remoldar la muestra en laboratorio y as determinar los parmetros de suelo necesarios para la evaluacin del estudio.3.3. Perfil EstratigrficoLos trabajos de exploracin mediante la realizacin de calicatas, las cuales fueron descritas in situ para obtener la estratigrafa de cada calicata y as determinar los perfiles estratigrficos de cada zona. En todas las calicatas la estratigrafa del suelo es de material gravoso, con presencia de arcilla. Las gravas son de diferentes dimetros y espesor variable.3.4. Condiciones del Suelo de CimentacinEl material del suelo caracterstico encontrado a partir de la superficie es del tipo de clasificacin SUCS Grava Arcillosa, con baja humedad, es a la altura de 1.50 m en donde se emplazar la cimentacin.3.5. Determinacin del Angulo de Friccin y Cohesin El suelo encontrado en la exploracin fue ensayado mediante el ensayo de Corte Directo para encontrar los valores promedio para el uso en la determinacin de la capacidad portante, asumiendo un FS de 3.

4. Calculo de Capacidad Admisible del SueloPara la determinacin de la capacidad admisible del terreno se emplear la frmula de Hansen.Aplicamos la siguiente frmula para cimientos superficiales:

Dnde:

Factores de Forma y Profundidad

5. Conclusiones

El peso unitario del suelo es1.745 gf/cm3. La gravedad especfica de los slidos es 2.379. La porosidad es 27.57%. El ndice de poros es 38.40%. El grado de saturacin es 10.63%. El contenido de humedad es 1.48%. Por medio del ensayo de granulometra se determin que la muestra de suelo en estudio es una GRAVA. Por medio de los ensayos de ndice plstico y lquido, se determin que la muestra en estudio es una GC La cimentacin se realizar a 1.50m de profundidad. Mediante el ensayo de corte directo se determin:

Del anlisis de capacidad portante se tiene las siguientes dimensiones de zapatas.Zapata 1 RECTANGULAR

B=0.4m

L=0.3m

Zapata2CORRIDA

B=0.4m

L=0m

Las conclusiones son tomadas nicamente para la zona de estudio, no debern ser tomadas para otras zonas por ms cercanas que se encuentren.

Arequipa, Noviembre 2013

6. Referencias Bibliogrficas

Braja M. Das, Principios de Ingeniera de Cimentaciones, International Thomson Editores, S. A. de C. V., 2001. Norma Tcnica de Edificaciones, E-050 Suelos y Cimentaciones. Peter L Berry, David Red, Mecnica de Suelos, McGraw-Hill, 1993.

ANEXOS

ANEXO 1: ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO 2: REGISTROS ESTRATIGRFICOS

ANEXO 3: PLANOS

ANEXO 4: PANEL FOTOGRFICO

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIAFACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIA CIVIL Y DEL AMBIENTEPROGRAMA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

INGENIERIA DE CIMENTACIONESExpediente Tcnico:Estudio de Suelos con Fines de CimentacinViviendo Multifamiliar Familia PaucaING. JULY NEYRA ARENASALUMNOS:DUEAS CORRALES RAISAGONZALES GALINDO LUISMORON LAGUNA NAIRDA KIABETHPALOMINO LAZO KATIA

AREQUIPA-PERU2013