FACULTAD INGENIERÍA CIVIL Curso: Geología Aplicada a la Ingeniería Civil.Tema: CANTERAS DE MATERIAL AFIRMADO - TIPO DE SUELOS   Estudiante: AVENDAÑO DELGADO, Javier Fernando.ALOMIA MELGAREJO, Erik k.BLAS CAMPOS, Wilfredo J. ALVARADO ESTRADA, WinstonSANCHEZ HEREDIA, María ZARZOSA REYES, Jaime

Ciclo: IV 

I.-GENERALIDADES:

Objetivos del Estudio El Objetivo central o propósito del presente proyecto consiste

en “Reconocer la calidad de afirmado dentro de la cantera de LOS PINOS”.

Objetivos secundarios: Reconocimiento del tipo de rocas. Tipo de estratificación . La granulometría. Tipos de suelos.

II.- MEMORIA DESCRIPTIVA:

Ubicación Política Distrito : Huaraz Provincia : Huaraz Departamento : Ancash Lugar de trabajo : Centro poblado los Pinos. Sector : carretera los pinos kilometro 1.5Ubicación Geográfica (Coordenadas UTM): Datum : WGS 84 Altitud : 3156 m.s.n.m. Zona : 18L Este : 02º24’44”S Norte : 89°46’04”W

Zona de trabajo

Ubicación Hidrográfica Pertenece a la quebrada hidrográfica del Rio Auqui,

afluente al rio Quillcay y a la cuenca del Santa. El río Auqui está localizado en el Departamento de

Ancash, región centro-norte del Perú, es límite entre los distrito de Huaraz e Independencia, dándose su origen dentro de las lagunas de Tambillos, Tullpacocha, Shurup, Shallap y los nevados de Tullparaju, Callesh, Ranrapalca, Churup.

LOCALIZACION – ACCESOSTRAMO Distancia (Km.) Tipo de Vía Tiempo en

Camioneta

Lima - Casma - Huaraz 520 Asfaltada 10 horas.

Lima – Huaraz 408 Asfaltada 8 horas

Lima - Huaraz 220 Aérea 45 min.

Huaraz – Los pinos 2 Trocha 15 min.

TOTAL 1148.5   28.50 h/min.

ZONA DE TRABAJO

Condiciones Climatológicas Las características climatológicas registradas es frio o

boreal, por estar ubicado dentro del valle interandino, dándose una precipitación promedio de 700

mm/año. Temperatura Mínima / Media Anual / Máxima: 0 ºC / 17 ºC / 21 ºC Velocidad Máxima del Viento 80 km/h.

II. MECÁNICA DE SUELOSObjetivos y Alcances

Los Estudios de Mecánica de Suelos tienen por objetivo establecer las características geotécnicas del suelo de la zona del proyecto; es decir, la estratigrafía, la identificación de las propiedades físicas y mecánicas de los suelos para el afirmado a utilizarse que componen al análisis.

Dentro de los alcances el estudio, se ha considerado la exploración de campo y ensayos de laboratorio que comprende la zona. El Estudio de Mecánica de Suelos comprende:- Ensayo de campo en suelos.- Ensayos estándar y especiales de laboratorio en muestras de suelo

extraídas de la zona.- Descripción de las condiciones del suelo e identificación de los

estratos de suelo.- Presentación de resultados y recomendaciones sobre

especificaciones constructivas y obras de protección.

Aspectos GeneralesLa finalidad del Estudio de Mecánica de Suelos es determinar los parámetros de diseño de afirmado. De igual forma los ensayos de campo han sido realizados para obtener los parámetros de resistencia y deformación de los suelos de fundación, así como, el registro de sondajes y ensayos In Situ.Investigaciones de CampoLos trabajos de exploración de Campo fueron realizados por el grupo quienes realizaron la excavación y el rastreo de muestraLa ubicación se ha determinado dentro del área donde se ejecutara el análisis y las descripciones. Tipo de MuestrasDadas las condiciones de la cantera de material afirmado propuesta, la exploración de campo contempló la ejecución de perforaciones a cielo abierto del tipo Muestra Alterada en bolsa Mab.Las profundidades de la toma de muestras llega hasta 2.00 m, siendo la profundidad de Cimentación igual a este valor, la toma de muestras y la identificación del suelo, para obtener los registros de sondajes, vale decir la identificación de estratigrafía y la descripción visual, según la norma ASTM D – 2488; que se muestran en el registro.

Ensayos de LaboratorioEnsayos Estándar

De las exploraciones a cielo abierto se ha obtenido 02 muestras alteradas, con la que se realizaron los siguientes ensayos:- Análisis Granulométrico; ASTM D – 422, 03 ensayos.

III .- TIPOS Y CLASIFICACION DE SUELOS :Tipos de suelo según su funcionalidad: Suelos Pedregosos: formas por toda clase de rocas y piedras,

al no retener el agua resultan pésimos para cultivar.  Suelos Mixtos: una mezcla del suelo arenoso y del suelo

arcilloso.Tipos de suelo según sus características: Cambisoles: suelos jóvenes que acumulan arcillas. Luvisoles: cuenta con un horizonte resultado de una gran

acumulación de arcillas.Tipos de Suelos Según las Texturas (porcentaje de limo, arcilla y arena).  Azonales.- horizontes mal desarrollados, tenemos los regosoles

son acumulaciones recientes de aluviones, arenas, limos arcilla.

HORIZONTE “O”

HORIZONTE “A”

HORIZONTE “C”

ESTRATIFICACIÓN DEL SUELODentro de la zona de trabajo se encontraron TRES HORIZONTES estratigráficas; Las cuales están determinadas por: HORIZONTE “O”; con un espesor de

0.08m de material orgánico. HORIZONTE “A”; con un espesor de 2.30m

constituido de arena y arcilla. HORIZONTE4 “C”: que en su composición

tiene arcilla, piedras y rocas. en un porcentaje elevado; de 5m de espesor y con dimensiones que varían, desde 2” a 5” .

Herramientas utilizadas para la extracción de la muestra:

CLASIFICACION DE SUELOS.SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS) GC y GM, Graba con limo y arcilla. GP: Graba pobremente graduada. SP: Arena pobremente graduada. SM Y SC: Arena con limo y arcilla

AMERICAN ASOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS (ASHTO):Se clasifica como un material granular por pasar menos 35% al tamiz #200.

IV. FORMACIÓN DE TIPO DE ROCAS: Rocas

Las rocas son agregados naturales presentes en la Tierra en masas de grandes dimensiones. Estas rocas están formadas por uno o más minerales. En cualquier roca pueden existir minerales principales, por los cuales se clasifican, y otros accesorios, cuya presencia no es decisiva para dicha clasificación.Clasificación de los tipos de rocasExisten tres grupos o tipos de rocas en los que pueden ser divididas según su origen. Las rocas están clasificadas en:Ígneas: se forman cuando el magna (rocas fundidas) se enfría. Esto puede ocurrir rápidamente en la superficie o lentamente en el interior de la corteza terrestre cuando hay actividad volcánica. Esto origina grandes masas de rocas llamadas plutónicas.Sedimentarias: se forman en la superficie terrestre cuando los materiales se depositan formando capas o estratos. Se les conoce como detríticas cuando se forman a partir de trozos de otras rocas, y químicas y orgánicas si son formadas a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos. 

Clasificación física y química de rocas y material existente: Las rocas existentes dentro del sector de estudio son:CLASIFICACION DE

ROCASMUESTRA EXTRAIDA EN Kg %

ROCAS IGNEAS 7 58.33Riolita 2  Granito 3  Silicato 2  ROCAS SEDIMENTARIAS 5 41.67DOLOMIA 3  BRECHA 0.5  ARCILLA 1.5  TOTAL 12 100

29%

43%

29%

ROCAS IGNEAS

Riolita Granito Silicato

60%10%

30%

ROCAS SEDIMENTARIAS

DOLOMIABRECHA ARCILLA

58%

42%

CLASES DE ROCAS EN LA CANTERA DE LOS PINOS

ROCAS IGNEASROCAS SED-IMENTARIAS

ROCA IGNEA RIOLITA

ROCA IGNEA GRANITO

ROCA IGNEA SILICATOCON ALTO

CONTENIDO DE OXIDO

ROCA IGNEA SILICATO CON

ALTO CONTENIDO DE

OXIDO

ROCA SEDIMENTARIA

DOLOMITA

ROCA SEDIMENTARIA

ARCILLA PETRIFICADA

V.- DESARROLLO DE TRABAJO EN LABORATORIO Y GABINETE DE LA MUESTRAMallas 2” 1 ½” ¾

”N° 04

N° 08 N° 20 N° 40

N° 140 N°200

Pesos (g) 0 239 798

903 411 541 282 448 186

1. Representación de la distribución granulométrica

Granulometría del Suelo investigado.En los comienzos de la investigación de las propiedades de los suelos se creyó que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las partículas constituyentes según sus tamaños, obligando a hacer un análisis profundo del material a utilizarse.Cuya Granulometría se puede determinar por mallas, la distribución por tamaños puede revelar algo de lo referente a las propiedades físicas del material, donde el comportamiento mecánico e hidráulico esta principalmente definido por la compacidad de los granos y su orientación. De modo que en sus resultados finales se han tenido que perder toda huella de aquellas propiedades tan decisivas, de donde se desprende el poder de hacer la investigación granulométrica con un método tal que respetara la estructuración inalterada del material.

Clasificación de suelos basados a GranulometríaLos límites de tamaño de las partículas que constituyen un suelo, ofrecen un criterio obvio para una clasificación descriptiva del mismo. Que el mismo criterio será usado en Mecánica de Suelos desde un principio e incluso antes de la etapa moderna de esta ciencia.Originalmente, el suelo se divide en tres o cuatro fracciones debido a lo engorroso de los procedimientos disponibles de separación por tamaños. Ahora con el advenimiento de la técnica del cribado, fue posible efectuar el trazo de curvas granulométricas, contando con agrupaciones de las partículas del suelo en mayor número de tamaños diferentes. Clasificaciones granulométricas de los suelos según sus tamaños, son las siguientes:

Clasificación internacional

Tamaño en mm

2.0 0.2 0.02 0.002 0.0002Arena Gruesa

Arena Fina

Limo Arcilla Ultra-Arcilla (Coloides)

Representación de la distribución granulométrica

Granulometría de la muestra

Tamices ASTM Retenido entre tamices

Peso de muestra total

Designación Abertura en mm Gramos Gramos %

2” 50.8 0 3.808 100

1 ½” 38.1 239 3.563 93.57

¾” 19.1 798 2.771 72.77

N° 04 4.76 903 1.868 49.05

N° 08 2.38 411 1.457 38.26

N° 20 0.840 541 916 24.05

N° 40 0.420 282 0.634 16.65

N° 140 0.105 448 0.186 4.88

N° 200 0.074 186 0 100

La grafica granulométrica suele dibujarse con porcentajes como tamaño de partículas e ordenadas y abscisas, las abscisas se refieren a porcentaje, en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

10

20

30

40

50

60

Valores Y

Valores Y

La representación en escala semilogarítmica, que resulta preferible a la simple representación natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaños finos y muy finos, donde la forma de la curva da inmediata idea de la distribución granulométrica del suelo, un suelo constituido por partículas de un solo tamaño o en variedad de tamaño (suelo bien graduado).

En la figura se muestran algunas curvas granulométricas reales. Como una medida simple de la uniformidad de un suelo, como el coeficiente uniformidad.Cu = D100 / D50 Dónde: D100: Tamaño tal, que el 100%, en peso, del suelo, sea igual o mayor.D50: Llamado por Hazen diámetro efectivo, es el tamaño tal que sea igual o mayor que el 50%, en peso, del suelo.Esta relación es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con Cu < 3 se considera muy uniformes, a un las arenas que se presentan raras veces Cu < 2.

Como dato complementario, para definir la graduación, se define al coeficiente de curvatura del suelo con la expresión. Cc = (D75)2/ D100 x D50 Dónde:D75 se define análogamente que los D50 y D100 anteriores. Esta relación tiene un valor de 1 y 3 en suelos bien graduados, con amplio tamaño de partículas y cantidades apreciables de cada tamaño intermedio. A partir de las curvas granulométricas aumentativas descritas, es posible encontrar la curva correspondiente a la función. = d(p) / d(log D)Dónde: p: es el porcentaje, en peso, de las partículas entre D y 50D siendo D. El tamaño correspondiente, de la curva anterior que se dibuja a escala semilogarítmica.

Histograma de un suelo D.

0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Valores Y

% de particulas de tamaño entre D y 50D

Tam

año

D, e

n m

m

suele denominarse histograma del suelo que representa la frecuencia con que se presenta el suelo de partículas entre ciertos tamaños, el área bajo el histograma es 100, por representar la totalidad de las partículas del suelo. En la figura aparece un histograma de un suelo en el que predominan partículas de tamaño próximo a 1 mm.Los valores más altos del histograma corresponden a zonas muy verticales de la curva acumulativa primeramente vista. Y los valores más bajos a zonas con tendencia a la horizontalidad, que no se muestran con totalidad.

Conclusiones y recomendaciones.

Existen dos tipos de rocas predominantes las cuales son las sedimentarias y las rocas magmáticas todas estas en proceso de desintegración; Dentro de ellas destacan los silicatos las dolomitas y las riolitas en un 95%.

Los Tipos de suelo encontrados en esta cantera son: según su funcionalidad (Suelos Pedregosos, Suelos Mixtos), según sus características (Cambisoles,Luvisoles), y según las texturas (azonales).

Según la clasificación del SUCS tenemos: GC y GM, GP, SP, SM Y SC y según ASHTO: como un material granular.

El suelo tiene gran cantidad de limo y arcilla, observándose también una coloración rojizo con alto contenido de sulfato, esto hace que no sea bueno para utilizar como agregado ni tampoco como material afirmado.

GRACIAS