informe suelos instituto nacional del corazon

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS INGENIERIA DE CIMENTACIONES - TOPOGRAFIA DIGITAL -

LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS PROYECTOS

JORGE HERNAN OCHOA FERNNDEZCONSULTOR DE INGENIERIA

INGENIERO CIVIL CIP 42446

Pasaje Senda Dorada 119, Of.201Pueblo Libre ,Telefax: 461-2337 , Celular: 9881-3223 , e-mail: [email protected]

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INFORME TECNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

SOLICITADO: ASESORES TECNICOS ASOCIADOS SAC

PROYECTO : INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON INCOR LUGAR : HOSPITAL REBAGLIATI JESUS MARIA - LIMA

REALIZADO : JORGE HERNAN OCHOA FERNANDEZ ING. CIVIL REG. CIP: 42446






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CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES

1.1. ANTECEDENTES

1.2. OBJETIVO DEL ESTUDIO

1.3. NORMATIVIDAD

1.4. UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL AREA DE ESTUDIO

2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD 2.1. GEOLOGIA

2.2. SISMICIDAD

3.0 TRABAJOS DE CAMPO 3.1. EXPLORACION POR MEDIO DE CALICATAS

3.2. DENSIDADES DE CAMPO

3.3. MUESTREO Y REGISTRO DE EXPLORACION

4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

5.0 TRABAJOS DE GABINETE 5.1. PERFIL ESTRATIGRFICO

5.2. CONFORMACION DEL SUBSUELO

6.0 ANALISIS DE CIMENTACION 6.1. CARACTERISTICAS DE LAS OBRAS A CONSTRUIR

6.2. TIPO DE CIMENTACION

6.3. PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

6.4. CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE

6.5. CALCULO DE ASENTAMIENTOS

7.0 AGRESIN DEL SUELO DE CIMENTACIN

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.0 BIBLIOGRAFA

10.0 ANEXOS 10.1 FIGURAS

FIGURA N 1 MAPA DE ZONIFICACION SISMICA DEL PERU

FIGURA N 2 MAPA DE DISTRIBUCION DE INTENSIDADES SISMICAS

FIGURA N 3 FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA

10.2 REGISTROS DE EXPLORACION

10.3 REGISTROS DE ENSAYOS DE LABORATORIO

10.4 FOTOGRAFIAS

10.5 PLANO






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INFORME TECNICO

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION PARA LA CONSTRUCCION DEL INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON

INCOR

1.0 GENERALIDADES 1.1 Antecedentes Por encargo de la Empresa Asesores Tcnicos Asociados SAC, se realiz el informe de

mecnica de suelos con fines de cimentacin, donde se proyecta construir una Edificacin

de 3 a 4 pisos, en un rea de terreno de 6000 m2, donde se construir el Instituto Nacional

del Corazn INCOR, cuyo terreno queda ubicado dentro de las instalaciones del Hospital

Eduardo Rebagliati, en Jess Maria, Lima.

1.2 Objetivo del Estudio El presente informe tiene por objeto efectuar el estudio de las condiciones geotcnicas del

suelo de fundacin para la cimentacin del Edificio el Instituto Nacional del Corazn INCOR,

Dichos parmetros a evaluar son: profundidad de cimentacin, tipo de cimentacin y

capacidad portante admisible del terreno adoptado como suelo de cimentacin.

El programa de trabajo realizado con este propsito ha consistido en :

Reconocimiento del terreno . Recopilacin de informacin. Levantamiento topogrfico Ubicacin y ejecucin de calicatas. Registro y Muestreo de calicatas Toma de muestras alteradas. Ejecucin de ensayos de laboratorio. Elaboracin de registros estratigrficos . Anlisis de la cimentacin. Conclusiones y recomendaciones.

1.3 Normatividad El presente Estudio de Suelos con Fines de Cimentacin esta en concordancia con la

Norma E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Construcciones.






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1.4 Ubicacin y Descripcin del Terreno El rea del terreno en estudio se encuentra ubicado en la parte posterior de las

instalaciones del Hospital Rebagliati, dentro del rea de viveros, entre las avenidas

Salaverry y Coronel Zegarra, perteneciente al distrito de Jess Maria provincia y

departamento de Lima. Ver Plano EG-01 en anexo.

El rea del terreno destinado para el proyecto es de 6000 m2. Actualmente tiene un uso

como terrenos de cultivo, existiendo una malla de rboles espaciados 3m a 4m entre

ellos.

1.5 Levantamiento Topogrfico

Para el presente trabajo se asumi como BM absoluto la cota de tapa del buzn

existente de desague que pasa frente al terreno en la Calle Coronel Zegarra cuya cota

relativa asumida es de 50.00 m.

Para el presente trabajo se ha establecido una poligonal abierta, emplendose 4

estaciones topogrficas, levantandose todo detalle existente, como postes de

alumbrado publico, buzones de desague, telefona y de luz, rboles, veredas, bermas,

reas verdes, y construcciones aledaas existentes. El levantamiento topogrfico ha

sido referido a coordenadas UTM, en el sistema WGS 84.

El terreno presenta una topografa de relieve moderado, de suave pendiente

descendente en el sentido Norte a Sur.

2.0 GEOLOGIA Y SISMICIDAD 2.1 Geologa El rea del terreno en estudio se encuentra en la ciudad de Lima, en el distrito de Jess

Mara, provincia y departamento de Lima. De acuerdo al Mapa Geolgico del Cuadrngulo

de Lima (hoja 25-I, Boletn N43 del INGEMET), el proyecto motivo de estudio, se halla

ubicado en el antiguo cono deyectivo del ro Rmac, el cual est constituido

principalmente por gravas, cantos y boleos de forma subredondeadas de matriz arenosa,

provenientes de las partes altas de Lima. Los estratos de este cono abanico aluvial

pertenecientes al cuaternario Pleistocnico (Qp-al), sobrepasan los 200 metros de

profundidad, segn el doctor Nstor Teves. La edad del cono deyectivo, no est an

precisada, pero sin embargo, se atribuye su ms lejana procedencia al periodo

pleistocnico. En superficie afloran suelos de granulometra fina como arenas, arcillas,

etc.

2.2 Sismicidad






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De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva Norma Sismo

Resistente ( NTE E-030), se concluye que el rea en estudio se encuentra dentro de la zona

de Alta Sismicidad ( Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades

tan considerables como VIII a IX en la escala Mercalli Modificada. ( Ver Fig 1 y 2). De

acuerdo con la nueva Norma Tcnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la

cimentacin, se recomienda adoptar en los Diseos Sismo-Resistentes, los siguientes

parmetros :

Factor de zona : Z = 0.40

Factor de amplificacin del suelo : S = 1.00

Periodo que define la Plataforma del espectro : Tp = 0.40

3.0 TRABAJOS DE CAMPO Con la finalidad de definir el perfil estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 12

calicatas de exploracin, mediante excavacin final a cielo abierto, hasta una profundidad

mxima de 5.00m. Ver Cuadro N1.

3.1 Excavacin por medio de calicatas Estas calicatas denominadas C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C3A fueron

convenientemente ubicados en la zona a edificarse, tal como se muestra en el plano EG-01.

Los respectivos registros de la estratigrafa se presentan en el ANEXO 10.2.

Cabe indicar que inicialmente se realizo un trabajo de exploracin en base a 9 calicatas,

si embargo al encontrarse en el sector de las calicatas C5 material de relleno limpio hasta

una profundidad de 4.50m, se tuvo que realizar dos calicatas mas, las calicatas C10 y

C11, para confirmar la extensin de este relleno.

Por otro lado inicialmente, se empez la excavacin en la calicata C3A, encontrndose

una losa de concreto a una profundidad de 1.50m, teniendo que trasladarse a la nueva

ubicacin que corresponde a la calicata C3.

CUADRO N 1






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Calicata Profundidad

a cielo abierto (m)

Cota

(m) Densidad de

Campo

Nivel Freatico

N.F. (m)

C-1 5.00 48.37 -

C-2 5.00 48.54 -

C-3 5.00 48.70 - C-4 3.00 49.20 D2, Prof=3.00 -

C-5 4.50 49.96 - C-6 3.00 48.74 - C-7 2.50 48.98 D5, Prof=2.50 -

C-8 2.50 49.44 D4, Prof=2.50 -

C-9 2.50 49.89 D3, Prof=2.50 -

C-10 2.50 48.95 - C-11 2.50 49.96 D1, Prof=2.50 -

C-3A 1.50 48.70 -

3.2 Densidades de Campo Se realizaron cinco densidades de campo sobre el material de las gravas arenosas por el

mtodo del baln, segn como se detalla a continuacin. Este mtodo consiste en realizar

un agujero circular de 20cm de dimetro, por una profundidad promedio de 20 a 30cm de

profundidad, luego se pesa todo el suelo que se extrae de la excavacin del hoyo . Se

calcula el volumen del hoyo excavado colocando una membrana plstica impermeable

cubriendo toda la superficie interior y introduciendo agua al ras de la superficie, midiendo

previamente el volumen de agua introducido en el hoyo, con lo cual calculamos el valor de la

densidad al conocer el peso del suelo extraido y el volumen del agua que viene a ser el

volumen del suelo. A continuacin se muestra el cuadro N2 donde se muestran los datos de

campo.

CUADRO N2: DENSIDADES DE CAMPO

Item Calicata Prof. (m) Peso del suelo (kg)

Peso del Agua ( kg)

Densidad gr/cm3

D1 C11 2.50 6155 2750 2.24 D2 C4 3.00 10580 4480 2.36 D3 C9 2.50 10060 4145 2.43 D4 C8 2.50 7590 3765 2.00 D5 C7 2.50 9075 4180 2.17

3.3 Muestreo y Registros de exploracin

Se realiz el registro y exploracin de campo de forma manual y visual del perfil del






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suelo en cada calicata, en los que se indican las diferentes caractersticas geotcnicas

del suelo, tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, humedad, compacidad,

consistencia etc, tal como se pueden observar en los registros estratigrficos y fotos que

se adjuntan en el anexo.

4.0 ENSAYOS DE LABORATORIO De las calicatas C1, C2, C-3, C-4, C-6, C-7, C-8 y C9 se extrajeron muestras alteradas

representativas del suelo que debidamente identificadas se remitieron al laboratorio para los

ensayos correspondientes para la identificacin y clasificacin de suelos.

Las muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Geotecnia del CISMID de la

Universidad Nacional de Ingeniera. Tambin se realizaron los ensayos de anlisis qumicos

de cloruros y sulfatos en una muestra alterada de la calicata C-8.

A continuacin se muestra en el cuadro N3 siguiente los resultados de los ensayos de

laboratorio:

CUADRO N3: RESULTADOS DE LABORATORIO CALICATA PROF MUESTRA W% L.L L.P I.P SUCS DESCRIPCION C-1 M-2 1.40 5.00 4.4 15 NP NP GP-GM GRAVA MAL GRADADA CON

LIMO Y ARENA

C-2 M -2 1.10 5.00 1.1 NP NP NP GP GRAVA MAL GRADADAS CON ARENAS

C-3 M-2 0.70 5.00 0.90 NP NP NP GW GRAVA BIEN GRADADA CON ARENA

C-4 M-2 0.80 3.00 2.2 NP NP NP GP GRAVA MAL GRADADAS CON ARENAS

C-5

C-6 M-2 1.50 3.00 2.0 NP NP NP GW GRAVA BIEN GRADADA CON ARENA


C-8 M-2 1.10 1.90 3.9 26 NP NP SM ARENA LIMOSA

C-8 M-3 1.90 2.50 2.0 20 NP NP GM GRAVA ARENOSA CON LIMO


Donde:

W% : contenido de humedad L.L.% : Limite liquido L.P. % : Limite plstico I.P. % : Indice plstico

5.0 TRABAJOS DE GABINETE 5.1 Perfil Estratigrfico En base a la informacin obtenida de los trabajos de campo se elabor el plano de ubicacin






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de calicatas, indicndose los registros estratigrficos de cada calicata, Ver Plano EG-01.

5.2 Conformacin del Subsuelo:

Sector de la calicata C-1:

0.00 0.05 Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa de color marrn, hmedo, con presencia

de raicillas, de consistencia firme.

0.05 0.40 Material conformado por una arenas de grano fino ( SP) , no plstico, hmedo, con presencia

de gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 en un 10% con

tamao mximo 5, de compacidad firme.

0.40 1.40 Material conformado por una arenas de grano fino color marrn (SP), no plstico, hmedo,

con presencia de races delgadas, de estado de compacidad firme.

1.40 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con limos y arenas ( GP-GM), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 10 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.40 Material de relleno limpio conformado por una arena de grano fino de color marrn claro, no

plstico, seco, con presencia de races delgadas y gruesas, conteniendo gravas y cantos de

forma subredondeadas de tamao promedio en un 12% de tamao mximo 4, de estado de

compacidad firme.

0.40 1.10 Material de arcilla arenosa de color marrn claro, de baja plasticidad, seco, con presencia de

raices gruesas y delgadas, de estado de compacidad muy firme. (CL)

1.10 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de

tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris

plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao

promedio de 4 a 6 en un 20% con tamao mximo de 10 a 12 de manera aislada; en su

conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia

de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.20






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Material de relleno limpio conformado por una arcilla arenosa con gravas de color marrn

claro, seco, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de ladrillos aislados.

0.20 0.70 Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, poco hmedo, de

estado de consistencia firme. (CL)

0.70 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de

tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GW), no plstico, de color

gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de

tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de

tamao mximo 18; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de

compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha

profundidad de exploracin.


0.00 0.20 Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas en un 5% de

color gris claro, seco, de estado de compacidad firme. ( SP)

0.20 0.80 Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, seco, de estado de consistencia muy firme, con presencia de races delgadas gruesas y delgadas. (CL) 0.80 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de



promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 10, con boleos aislados de tamao

mximo 15; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad

relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad

de exploracin.


0.00 0.30 Terreno de cultivo conformado por arena arcillosa

0.30 4.50 Material de relleno limpio ligeramente contaminado, conformado por material de gravas,

cantos con arenas, de compacidad firme, poco hmedo, conteniendo restos aislados de






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bloque ladrillos, concreto, fierros, etc.


0.00 0.70 Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas aisladas, de

color marrn claro, no plstico, seco, de estado de compacidad firme.

0.70 1.50 Material de arenas de grano fino ( SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas

aisladas de forma subredondeadas de tamao promedio 3 , de compacidad firme.

1.50 3.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas ( GW), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de TM 14 a 16; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.

Sector de las calicatas C-7:

0.00 1.40 Material de relleno ligeramente contaminado conformado por arcillas arenosas, de color

marrn claro, poco hmedo, con presencia de gravas en un 10% de tamao promedio a

3, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de bloques de concreto, ladrillos,

cermicos, etc.

1.40 2.50 Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con

arenas (GP), no plstico, de color gris claro, seco, conteniendo adems cantos rodados de

tamao promedio de 4 a 6 en un 20%; de compacidad muy firme.




0.60 1.10 Material de arenas de grano fino (SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas

en un 15% de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 , de compacidad muy

firme a denso.

1.10 1.90 Material de arenas limosas de color beige claro (SM), no plstico, poco hmedo, de

compacidad firme.

1.90 2.50 Material de gravas limosas (GM), no plstico, de color beige claro, poco hmedo,






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conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 3 a 5 en un 15% de

compacidad relativa que varia de firme a muy firme.


0.00 1.60 Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia

de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, de estado de

consistencia muy firme.


arenas (GP), no plstico, de color gris a anaranjado por la presencia de xidos, seco,

conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de

compacidad muy firme.


0.0 0.20 Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa con presencia de races delgadas y

gruesas.


de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de

races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.


arenas (GP), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de


Sector de las calicatas C-11


cantos con arenas, de compacidad muy firme, poco hmedo, conteniendo restos de

fragmentos de ladrillos, vidrios , etc.

0.80 1.30 Material conformado por arcillas arenosas (CL), de baja de color marrn claro, hmedo, con

presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con

presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.

1.30 2.50






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Material de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con

arenas (GW), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de


6.0 ANALISIS DE LA CIMENTACION 6.1 Caractersticas de las Obras a Construir De acuerdo con la informacin presentada por los proyectistas, la estructuracin de la

edificacin de 4 a 6 pisos est constituida por un sistema estructural del tipo aporticado es

decir con columnas y vigas de concreto armado, combinndose con placas de concreto

armado, con losas aligeradas de concreto armado en los entrepisos.

6.2 Tipo de Cimentacin Dada las caractersticas estructurales de la edificacin a construir as como la naturaleza

del terreno a cimentar y las magnitudes posibles de las cargas transmitidas, se recomienda

utilizar una cimentacin superficial tal como, zapatas aisladas y/o zapatas corridas

conectadas no de acuerdo al calculo estructural.

6.3 Profundidad de Cimentacin Basado en los trabajos de campo, resultados de laboratorio, registros estratigrficos y

caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar sobre el cimentacin

sobre el material heterogneo conformado por cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP

GW GP-GM ), de estado de compacidad firme a muy firme, a la profundidad mnima de

1.60m con respecto a la menor cota de la superficie actual, apoyndose siempre sobre el

suelo natural de gravas arenosas.

En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos

aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m,

por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el

suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de

cimentacin recomendado.

Se recomienda la presencia de un especialista en suelos durante la etapa de construccin a

fin de supervisar esta etapa de los trabajos de excavacin para la cimentacin.

6.4 Calculo de la Capacidad Portante admisible Se ha determinado la capacidad portante admisible del terreno en base a las caractersticas

del subsuelo y se han propuesto dimensiones recomendables para la cimentacin.

La capacidad de carga se ha determinado en base a la frmula de Terzaghi y Peck (1967),

con los parmetros de Vesic (1971).






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Debido a este tipo de suelo granular de granulometra gruesa, conformado por gravas,

cantos, arenas y limos, no fue posible realizar ensayos especiales de laboratorio, debido a la

imposibilidad de extraer muestras inalteradas, lo que se hizo fue evaluar la compacidad de la

matriz del suelo con una picota de gelogo y del conjunto en su totalidad, encontrndose que

el suelo donde ir desplantada la cimentacin se encuentra en un estado de compacidad

relativa firme a muy firme .

En base a esta referencia y considerando que la cimentacin de la estructura se apoyar

sobre la grava arenosa y por ser un suelo del tipo friccionarte, se puede considerar los

siguientes parmetros: Cohesin : C = 0.00 kg/cm2

Angulo de friccin : = 33 Segn Terzaghi y Peck :

qul = Sc*C*Nc + 1/2*S*1*B*N + Sq*2*Df*Nq ..... (1) qad = qul/F.S.

Donde :

qul : = capacidad ltima de carga en kg/cm2.

qad : = capacidad portante admisible en kg/cm2.

F.S. : = factor de seguridad = 3

: = peso especfico total. B : = ancho de la zapata o cimiento corrido en mt

Df. : = profundidad de la cimentacin.

Nc,N,Nq: = parmetros que son funcin de Sc,S,Sq: = factores de forma. C : = cohesin en (kg/cm2)

Los factores de capacidad de carga se obtendrn a partir de la Figura N 3.

A) Zapata corrida: C = 0.00 (kg/cm2)

= 33 FS = 3

Df = 1.60 m Nc = 38.64 Sc = 1.0

B = 0.70 m N = 35.19 S = 1.0 1 = 2.0 gr/cm3 Nq = 26.09 Sq = 1.0 2 = 2.24 gr/cm3 De (1) se tiene :

qul = 11.11 kg/cm2

qad = 3.70 kg/cm2






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B) Zapata cuadrada: C = 0.00 (kg/cm2)

= 33 FS = 3

Df = 1.60 m Nc = 38.64 Sc = 1. 68

B = 1.20 m N = 35.19 S = 0.60 1 = 2.00 gr/cm3 Nq = 26.09 Sq = 1.65 2 = 2.24 gr/cm3 De (1) se tiene :

qul = 16.61 kg/cm2

qad = 5.54 kg/cm2 ( trabajar con 4.0 kg/cm2 )

6.5 CLCULO DE ASENTAMIENTOS

6.5.1. Asentamientos Inmediatos El asentamiento inmediato instantneo de la cimentacin se calcular en base a la teora

de la elasticidad (Lambe y Whitman, 1964).

El asentamiento elstico inicial ser:

S = qs B(1-u)If Es donde:

S = asentamiento inmediato (cm)

qs = esfuerzo neto transmisible (kg/cm2) B = ancho de cimentacin (cm)

Es = mdulo de Elasticidad (kg/cm2)

u = relacin de Poisson

If = factor de influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentacin.

Las propiedades elsticas del suelo de cimentacin fueron asumidas a partir de tablas

publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde ir desplantada la cimentacin.

De acuerdo al material encontrado en la zona de estudio, conformado por gravas con

arenas, los valores recomendables son :

Es = 1300.00 kg/cm2 If = 1.12 (flexible)






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u = 0.30

qs = 4.0 kg/cm2 B = 120cm

Se obtiene:

Cimentacin flexible : Si = 0.38cm

6.5.2 Asentamientos Tolerable El valor del asentamiento inmediato calculado debe comprobarse si es inferior a los valores

limites tolerables. Segn la Norma Tcnica de Suelos y Cimentaciones E-050, establece que

el asentamiento diferencial no debe ser mayor que el calculado para una distorsin ()

angular prefijada, de acuerdo al tipo de estructura, as como la naturaleza del terreno.

Luego para el tipo de estructura proyectado, se espera una distorsin angular de:

= / L = 1/500 ( Para estructuras que no admiten grietas )

Donde:

= Asentamiento Tolerable en cm (75%)

L = Distancia entre dos columnas

= Distorsin angular

Luego: L= 500cm, entonces :

El asentamiento Tolerable es: = 500/500 = 1.00 cm ( 75%)

Luego el asentamiento permisible ser : 1.33 cm ( 100%)

Luego se tiene que: 0.38cm < 1.33 cm OK El asentamiento instantneo a producirse es tolerable.

7.0 AGRESION AL SUELO DE CIMENTACION El suelo bajo el cual se cimienta toda estructura tiene un efecto agresivo a la cimentacin.

Este efecto est en funcin de la presencia de elementos qumicos que actan sobre el

concreto y el acero de refuerzo, causndole efectos nocivos y hasta destructivos sobre las

estructuras (sulfatos y cloruros principalmente). Sin embargo, la accin qumica del suelo

sobre el concreto slo ocurre a travs del agua subterrnea que reacciona con el concreto;

de ese modo el deterioro del concreto ocurre bajo el nivel fretico, zona de ascensin capilar

presencia de agua infiltrado por otra razn (rotura de tuberas, lluvias extraordinarias,

inundaciones, etc.).

Los principales elementos qumicos a evaluar son los sulfatos y cloruros por su accin

qumica sobre el concreto y acero del cimiento respectivamente.

CUADRO N 04 ELEMENTOS QUIMICOS NOCIVOS PARA LA CIMENTACION

Presencia en el Suelo de : p.p.m Grado de Alteracin OBSERVACIONES * SULFATOS 0 1000 Leve






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1000 2000 Moderado Ocasiona un ataque qumico al 2000 - 20,000 Severo concreto de la cimentacin >20,000 Muy severo

Ocasiona problemas de corrosin de armaduras o elementos ** CLORUROS > 6,000 PERJUDICIAL Metlicos Ocasiona problemas de prdida de resistencia mecnica por problema ** SALES SOLUBLES > 15,000 PERJUDICIAL de lixiviacin

* Comit 318-83 ACI ** Experiencia Existente

De los resultados de anlisis qumicos, obtenidos a partir de una muestra representativa del

suelo, de la calicata C-8 a una profundidad de 1.90m a 2.50,se tiene:

CUADRO NO 04.

Calicata Muestra Prof. (m) Sulfatos (ppm)

Cloruros (ppm)

C-1 - 1.90 2.50 332.16 182.00

En base a estos resultados se concluye lo siguiente:

Una concentracin de cloruros en el suelo superficial de 182 ppm, menor que 6000 ppm,

indica que no ocasionar un ataque por corrosin al acero de la cimentacin.

Una concentracin de sulfatos de 332.16 ppm menor que 1000 ppm en el suelo superficial,

ocasionar al concreto de la cimentacin un ataque leve, por lo que se recomienda usar el

cemento Tipo I de uso general

8.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1.- El rea del terreno en estudio se encuentra ubicado en la parte posterior de las

instalaciones del Hospital Rebagliati, dentro del rea de viveros, entre las avenidas

Salaverry y Coronel Zegarra, perteneciente al distrito de Jess Maria provincia y

departamento de Lima. Ver Plano EG-01 en anexo.

El rea del terreno destinado para el proyecto es de 6000 m2. Actualmente tiene un uso

como terrenos de cultivo, existiendo una malla de rboles espaciados 3m a 4m entre

ellos.

2.- Con la finalidad de definir el perfil estratigrfico del rea de estudio, se ejecutaron 12

calicatas de exploracin, mediante excavacin final a cielo abierto, hasta una profundidad

mxima de 5.00m,

Cabe indicar que inicialmente se realizo un trabajo de exploracin en base a 9 calicatas,

si embargo al encontrarse en el sector de las calicatas C5 material de relleno limpio hasta

una profundidad de 4.50m, se tuvo que realizar dos calicatas mas, las calicatas C10 y

C11, para confirmar la extensin de este relleno.






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Por otro lado inicialmente, se empez la excavacin en la calicata C3A, encontrndose

una losa de concreto a una profundidad de 1.50m, teniendo que trasladarse a la nueva

ubicacin que corresponde a la calicata C3.

3.- La conformacin del subsuelo en este sector es la siguiente:


0.00 0.05 Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa de color marrn, hmedo, con presencia

de raicillas, de consistencia firme.

0.05 0.40 Material conformado por una arenas de grano fino ( SP) , no plstico, hmedo, con presencia

de gravas y cantos de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 en un 10% con

tamao mximo 5, de compacidad firme.

0.40 1.40 Material conformado por una arenas de grano fino color marrn (SP), no plstico, hmedo,

con presencia de races delgadas, de estado de compacidad firme.

1.40 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con limos y arenas ( GP-GM), no plstico, de color gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 15% a 20% con tamao mximo de 10 de manera aislada; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.40 Material de relleno limpio conformado por una arena de grano fino de color marrn claro, no

plstico, seco, con presencia de races delgadas y gruesas, conteniendo gravas y cantos de

forma subredondeadas de tamao promedio en un 12% de tamao mximo 4, de estado de

compacidad firme.

0.40 1.10 Material de arcilla arenosa de color marrn claro, de baja plasticidad, seco, con presencia de

raices gruesas y delgadas, de estado de compacidad muy firme. (CL)

1.10 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de



promedio de 4 a 6 en un 20% con tamao mximo de 10 a 12 de manera aislada; en su








18


0.00 0.20 Material de relleno limpio conformado por una arcilla arenosa con gravas de color marrn

claro, seco, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de ladrillos aislados.

0.20 0.70 Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, poco hmedo, de

estado de consistencia firme. (CL)


tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GW), no plstico, de color

gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de

tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de

tamao mximo 18; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de

compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha

profundidad de exploracin.


0.00 0.30 Material de relleno limpio conformado por arenas de granos finos con gravas en un 5% de

color gris claro, seco, de estado de compacidad firme. ( SP)

0.30 0.80 Material de arcilla arenosa de color marrn claro con gravas aisladas, seco, de estado de

consistencia muy firme, con presencia de races delgadas gruesas y delgadas. (CL)

0.80 5.00 Suelo fluvio aluvional conformado por un buen porcentaje de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada con arenas (GP), no plstico, de color gris plomizo, de poco contenido de humedad, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8 en un 20% con tamao mximo de 10, con boleos aislados de tamao mximo 15; en su conjunto el suelo heterogneo se encuentra en un estado de compacidad relativa que varia de firme a muy firme. No se encontr nivel fretico hasta dicha profundidad de exploracin.


0.00 0.30 Terreno de cultivo conformado por arena arcillosa






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cantos con arenas, de compacidad firme, poco hmedo, conteniendo restos aislados de

bloque ladrillos, concreto, fierros, etc.




0.70 1.50 Material de arenas de grano fino ( SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas

aisladas de forma subredondeadas de tamao promedio 3 , de compacidad firme.


tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con arenas ( GW), no plstico, de color

gris plomizo, hmedo, conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 8

en un 15% a 20% con tamao mximo de 12, con boleos aislados de TM 14 a 16; en su




0.00 1.40 Material de relleno ligeramente contaminado conformado por arcillas arenosas, de color

marrn claro, poco hmedo, con presencia de gravas en un 10% de tamao promedio a

3, de estado de compacidad firme, conteniendo restos de bloques de concreto, ladrillos,

cermicos, etc.


arenas (GP), no plstico, de color gris claro, seco, conteniendo adems cantos rodados de





0.60 1.10 Material de arenas de grano fino (SP), no plstico, poco hmedo, con presencia de gravas

en un 15% de forma subredondeadas de tamao promedio 1 a 3 , de compacidad muy

firme a denso.






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1.10 1.90 Material de arenas limosas de color beige claro (SM), no plstico, poco hmedo, de

compacidad firme.

1.90 2.50 Material de gravas limosas (GM), no plstico, de color beige claro, poco hmedo,

conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 3 a 5 en un 15% de

compacidad relativa que varia de firme a muy firme.



de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, de estado de

consistencia muy firme.


arenas (GP), no plstico, de color gris a anaranjado por la presencia de xidos, seco,

conteniendo adems cantos rodados de tamao promedio de 4 a 7 en un 20%; de

compacidad muy firme.


1.0 0.20 Terreno de cultivo conformado por arcilla arenosa con presencia de races delgadas y gruesas. 0.20 1.70 Material conformado por arcillas arenosas (CL), de color marrn claro, seco, con presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme. 1.70 2.50 Material de gravas mal gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con

arenas (GP), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de


Sector de las calicatas C-11







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cantos con arenas, de compacidad muy firme, poco hmedo, conteniendo restos de

fragmentos de ladrillos, vidrios , etc.

0.80 1.30 Material conformado por arcillas arenosas (CL), de baja de color marrn claro, hmedo, con

presencia de gravas de forma subredondeadas aisladas de tamao mximo 3, con

presencia de races delgadas y gruesas, de estado de consistencia firme.

1.30 2.50 Material de gravas bien gradadas de tamao promedio 1 a 3 de forma subredondeada, con

arenas (GW), no plstico, de color gris, seco, conteniendo adems cantos rodados de


4.- Dada las caractersticas estructurales de la edificacin a construir as como la naturaleza del terreno a cimentar y las magnitudes posibles de las cargas transmitidas, se

recomienda utilizar una cimentacin superficial tal como zapatas aisladas y zapatas

corridas, conectadas no de acuerdo al calculo estructural.

5.- Basado en los trabajos de campo, resultados de laboratorio, registros estratigrficos y

caracterstica de la estructura a construir, se recomienda cimentar sobre el cimentacin

sobre el material heterogneo conformado por cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP

GW GP-GM ), de estado de compacidad firme a muy firme, a la profundidad mnima de

1.60m con respecto a la menor cota de la superficie actual, apoyndose siempre sobre el

suelo natural de gravas arenosas, para una capacidad portante admisible de 3.70 kg/cm2

para cimientos corridos y 4.00 kg/cm2 para zapatas aisladas.

En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos

aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m,

por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el

suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de

cimentacin recomendado.

Se recomienda la presencia de un especialista en suelos durante la etapa de construccin a

fin de supervisar esta etapa de los trabajos de excavacin para la cimentacin.

6.- Debido a que las deformaciones analizadas con la capacidad portante determinado

por corte, indican un nivel adecuado de asentamientos, entonces no es necesario hacer

una verificacin de la capacidad portante por deformacin.

7.- De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificacin Ssmica del Per, segn la nueva Norma

Sismo Resistente ( NTE E-030), se concluye que el rea en estudio se encuentra dentro de






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la zona de Alta Sismicidad ( Zona 3), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de

intensidades tan considerables como VIII a IX en la escala Mercalli Modificada. ( Ver Fig 1 y

2). De acuerdo con la nueva Norma Tcnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la

cimentacin conformado por gravas arenosas, se recomienda adoptar en los Diseos Sismo-

Resistentes, los siguientes parmetros :

Factor de zona : Z = 0.40

Factor de amplificacin del suelo : S = 1.00

Periodo que define la Plataforma del espectro : Tp = 0.40

8.- Tomar en cuenta durante los trabajos de la cimentacin las interferencias que existen

en el terreno, como son lneas de agua potable, de telfono, de electrificacin, postes de

alumbrado publico, etc

9.- De acuerdo a los resultados de los anlisis qumicos del suelo, se verific que el suelo que forma parte del contorno donde ir desplantada la cimentacin no contiene

concentraciones moderadas de sulfatos y cloruros, que podran atacar al concreto y la

armadura de la cimentacin. Por lo Tanto el cemento a usar para la cimentacin ser el Tipo

I, de uso general.

10.- Para el rea de estacionamiento donde se requieren veredas, y pavimento, se recomienda hacer un reemplazo del material superficial en un espesor de 25cm, por un

material de afirmado, semejante al que se utiliza en las bases para pavimentos. Una vez

retirado todo este material superficial y antes de colocar la capa de afirmado se deber

escarificar y compactar en un espesor de 20cm la capa de subrasante al 100% de la mxima

densidad seca del Proctor Standar.

Este material seleccionado que remplazara a la capa superficial deber compactarse hasta

alcanzar una compactacin del 98% de la mxima densidad seca del Proctor Modificado. Se

recomienda considerar en el presupuesto los controles de compactacin de campo.

NOTA:

Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe tcnico son solo aplicables

para el rea estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros sectores u otros fines.

Lima Julio del 2007






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9.0 REFERENCIAS Norma E-050, Suelos y Cimentaciones. Norma E-030, Diseo Sismoresistente Braja M. Das/ Principios de Ingeniera de Cimentaciones. 4 Ediccin 1999 Rico Castillo / La Ingeniera de Suelos, Vol 1 y 2. 1 edicion 1998 Peck/Hanson/ Thornburn: Ingeniera de Cimentaciones Roy Whitlow / Fundamentos de Mecnica de Suelos. 1 edicin 2000 Manuel Delgado Vargas / Ingeniera de Cimentaciones/ 2da edicin 1999 Juarez Badillo - Rico Rodriguez : Mecnica de Suelos, Tomos I,II. Karl Terzaghi / Ralph B. Peck : Mecnica de suelos en la ingeniera Prctica. Segunda

Edicin 1973 Ing. Carlos Crespo : Mecnica de suelos y Cimentaciones T. William Lambe / Robert V. Whitman. Primera Edicin 1972. Reglamento Nacional de Construcciones - CAPECO. Quinta . Edicin 2003. RNC Normas de Diseo Sismo Resistente . Alva Hurtado J.E., Meneses J. y Guzmn V. (1984), "Distribucin de Mximas

Intensidades Ssmicas Observadas en el Per", V Congreso Nacional de Ingeniera Civil, Tacna, Per.






24

Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - ACI American Concrete Institute. Segunda Edicin 1998.

Geotecnia para Ingenieros, Principios Bsicos. Alberto J. Martinez Vargas / CONCYTEC

1990.






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RESUMEN DE LAS CARACTERSTICAS DE LA CIMENTACIN

CONSTRUCCION DEL EDIFICIO INSTITUTO NACIONAL DEL CORAZON

INCOR

HOSPITAL REBAGLIATI JESUS MARIA LIMA

1.- Suelo de Fundacin: Cantos, gravas, arenas y limos del tipo (GP GW GP-GM ) 2.- Profundidad de Cimentacin:

Df =1.60m como mnimo con respecto a la menor cota del terreno natural.. En el sector de la calicata C-5 se encontr material removido de gravas arenosas con restos aislados de bloques de concreto, ladrillos, fierro hasta una profundidad promedio de 4.50m, por lo cual se tiene que profundizar la cimentacin en todo este sector hasta encontrar el suelo natural, pudiendo usar subcimientos de concreto pobre hasta alcanzar el nivel de cimentacin recomendado.

3.- Tipo de cimentacin : Zapatas aisladas y corridas, conectadas no de acuerdo al calculo estructural. 4.- Capacidad Portante Admisible:

Qad= 3.70 kg/cm2 para zapatas corridas Qad= 4.00 kg/cm2 para zapatas aisladas

5.- Asentamientos: Asentamiento instantneo : 0.38 cm Asentamiento Tolerable: 1.00 cm Asentamiento Permisible: 1.33 cm 6.- No existe agresividad del suelo a la cimentacin.

7.- El cemento a usar ser tipo I

Lima Julio del 2007






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informe suelos instituto nacional del corazon

Documents

plano estudio de mecanica

area de estudio

fines de cimentacin

suelo de cimentacin

instituto nacional

tipo de cimentacin

profundidad de cimentacin

tipo de cimentacion