289 anexo 3_informe_mecanica_de_suelos

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS
PROYECTO
COMPLEJO FRONTERIZO PICHACHEN
ALTO ANTUCO
REGION DEL BIO BIO
Diciembre de 2006
FUTURO PASO FRONTERIZO
PICHACHEN

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
Calle Dos Nº 11 Villa Universitaria Camino a Penco Fono (41) 2980436 Fono-Fax (41) 2980437
Concepción e-mail: jaingeniería@vtr.net
2 de 17
CONTENIDO
1. Generalidades
2. Ensayos de Laboratorio
3. Fundamentos del Estudio
4. Ubicación
5. Antecedentes del Subsuelo
5.1 Exploración Mecánica del Suelo
5.2 Perfiles Estratigráficos
5.3 Nivel Freático
6. Interpretación de Resultados
7. Parámetros Característicos para el Diseño de las Fundaciones
7.1 Tipo de Fundación
7.2 Profundidad de Fundación
7.3 Fatigas Admisibles
8. Sellos de Fundación
9. Parámetros para la aplicación de la Norma Sísmica
10. Rellenos Estructurales
11. Rellenos en zona de radieres
12. Alcance final
Anexo:
Resultados de Ensayos de Terreno y Laboratorio

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
3 de 17
PROYECTO: COMPLEJO FRONTERIZO PICHACHEN
ALTO ANTUCO PROVINCIA DEL BIO BIO
REGION DEL BIO BIO
1. GENERALIDADES
El presente Estudio de Mecánica de Suelos tiene por objeto entregar los antecedentes
técnicos y características geotécnicas del subsuelo correspondiente a la propiedad del
Ministerio de Obras Públicas, ubicada en el sector alto de ANTUCO, en donde se consulta
materializar las obras del proyecto denominado PASO FRONTERIZO PICHACHEN.
Se trata de las instalaciones correspondientes a un Complejo Aduanero cuyas obras se
emplazarán en un predio de 200 x 200 m2
que le cruza el camino internacional.
La estructura mayor se trata de una gran nave que en su interior albergará las instalaciones
de control y servicios en recintos que se consultan en 2 pisos.
El siguiente croquis muestra la ubicación general del complejo.

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
4 de 17
El estudio del subsuelo se abordó en base a 4 pozos de reconocimiento con una profundidad
media de 2,3 metros cada uno.
De las prospecciones realizadas se obtuvo la descripción estratigráfica del subsuelo, toma
de densidad en terreno mediante el Método del Cono de Arena, además se extrajeron
muestras en diferentes estratos para su identificación, medición de propiedades básicas y
posterior clasificación.
2. ENSAYOS DE LABORATORIO
El servicio de Laboratorio, para la ejecución de los ensayes a las muestras tomadas, se
encomendó al Laboratorio de Ciencias de la Construcción, de la Universidad del Bío Bío,
quienes llevaron a cabo su labor, ajustándose a los procedimientos señalados en las Normas
Chilenas correspondientes.
3. FUNDAMENTOS DEL ESTUDIO
Se trata de una estructura espacialmente muy amplia pero que no supera los 2 niveles en
altura, con cargas y sobrecargas de uso relativamente bajas pero que pueden verse
incrementadas en forma significativa debido a la sobrecarga generada por la nieve.
El predio se ubica en un sector de planicie aproximadamente en el centro del valle, lo que
implica que no tiene riesgos de agua ni deslizamientos.
Además, la prospección visual del subsuelo refleja una condición bastante uniforme en todo
el entorno, sólido y de buena condición desde el punto de vista de estructural.
Por ende, se estima razonable y suficiente la ejecución de 4 pozos a profundidad mayor a
2,3 metros de profundidad.
Las muestras obtenidas se llevan al laboratorio para someterlas a los siguientes ensayes :
Granulometría
Peso Específico
Humedad Natural
Clasificación de Suelos según U.S.C.S

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
5 de 17
De todos los antecedentes ya mencionados, se definen los parámetros desde el punto de
vista de la Ingeniería, que permitan el posterior diseño y cálculo de Excavaciones,
Fundaciones, Mejoramientos de suelos, etc. y otros elementos estructurales relacionados al
proyecto en cuestión.
4. UBICACIÓN
Las calicatas fueron distribuidas en el predio en conformidad a la posición de las futuras
estructuras y pavimentos. Se aprecia la posición estimada de ellas en el siguiente croquis.
a Antuco
a Pichachen
ZONA DE CONTACTO
HELIPUERTO
P1 P2
P3
P4
5. ANTECEDENTES DEL SUBSUELO
5.1 Exploración mecánica del suelo
El trabajo de terreno consistió en visualizar y definir la descripción estratigráfica del terreno,
mediciones de compacidad natural mediante el ensayo del Cono de Arena y toma de
muestras para ensayes de clasificación (granulometrías y Limites de Atterberg), además de
los ensayes de Proctor necesarios como referencia.
5.2 Perfiles Estratigráficos
Las estratigrafías de cada calicata son las siguientes :

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
6 de 17
POZO 1
HORIZONTE COTAS
LIMITE
ESPESOR
(m)
DESCRIPCIÓN DEL SUELO
1 0.00 a 0.30 0.30 Suelo granular con presencia de granos
gruesos, y abundantes cantidad de
raicillas y vesículas
2 0.30 a 1.20 0.90 Suelo fino color café negruzco de alta
compacidad
3 1.20 a 1.40 0.20 Estrato de material muy compacto con
presencia de gravas de tamaño medio en
matriz de suelo fino arenoso
4 1.40 a 2.30 0.90 Suelo fino de alta compacidad, color café,
humedad baja, trabajable a chuzo y pala
Notas
1. Se controló densidad a 1,7 m de
profundidad
2. No se observó presencia de napa y
la humedad es baja

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
7 de 17
POZO 2
HORIZONTE COTAS
LIMITE
ESPESOR
(m)
1 0.00 a 0.60 0.60 Suelo color negruzco con presencia de
bolones y raicillas en abundancia.
2 0.60 a 1.90 1.30 Suelo compacto con presencia abundante
de rocas de diferente tamaño que
alcanzan incluso a una 20 pulgadas.
Matriz de suelo color negro de alta
compacidad
3 1.90 a 2.20 0.40 Estrato de material fino de alta
compacidad, no trabajable sólo a pala,
con presencia de lentes de arena fina.
Notas
profundidad
2. No se observó presencia de napa y
la humedad es baja

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
8 de 17
POZO 3
HORIZONTE COTAS
LIMITE
ESPESOR
(m)
1 0.00 a 0.30 0.30 Suelo granular con presencia de raicillas y
gravas
2 0.30 a 2.40 2.40 Estrato de suelo con apariencia de
“estabilizado”, se aprecia abundante
cantidad de gravas de diferentes tamaños
envuelta en una matriz fina de color
negruzco que se torna de coloración
amarillenta ante la exposición al sol.
Notas
profundidad
2. No se observó presencia de napa
y la humedad es baja

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
9 de 17
POZO 4
HORIZONTE COTAS
LIMITE
ESPESOR
(m)
1 0.00 a 0.30 0.30 Material granular color negro, compacidad
media a alta y baja humedad
2 0.30 a 1.10 0.80 Estrato de color negro compacidad alta
con presencia de algunos trozos de roca
3 1.10 a 2.40 1.30 Estrato de material con presencia
abundante de rocas de diferentes tamaño
y matriz fina de color negruzco que se
torna amarillenta al quedar expuestas.
Compacidad media a alta, humedad baja.
Notas
profundidad
2. No se observó presencia de napa y la
humedad es baja

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
10 de 17
Napa freática
El sector que se ubica en la parte alta de la planicie, no muestra indicios de napa freática a la
fecha de inspección, 28 de Noviembre 2006.
A una profundidad de 2,3 metros, se aprecia humedad baja en el terreno.
6. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
De los antecedentes obtenidos en terreno y laboratorio se destacan los siguientes
aspectos:
El predio muestra una apariencia bastante homogénea con una superficie cubierta por
rocas de diferentes tamaños y una capa de ceniza volcánica en estado muy suelto de
unos 10 cm de espesor, tal como se aprecia en la siguiente fotografía.
Bajo el estrato anterior, se encontraron diferentes estratigrafías en cada calicata, pero que
en lo general se pueden caracterizar como suelos de buena compacidad, con presencia
de material rocoso de diferentes tamaños, y una matriz fina arenosa de color negruzco
que al contacto con el aire y exposición al sol se torna amarillento en un breve tiempo.
En la calicata N° 1 y en una calicata ubicada en el punto más alto del predio y que no se

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
11 de 17
registró en el informe, se encontró un estrato de material arcilloso a altísima densidad y
con apariencia de petrificado, que debió ser abordado a golpe de chuzo.
Dicho estrato es altamente impermeable y su espesor no supera los 50 cm.
A pesar de la diferencia que se apreció en las estratigrafía de cada calicata, en su
naturaleza son muy similares, se trata de una matriz fina limo arenosa con presencia de
material pétreo de muy diferentes tamaño, llegando a rocas de más de 50 cms de
diámetro.
Se considerará el suelo en estado natural sin rocas, como la condición más desfavorable
para soportar las futuras cargas transmitidas por las fundaciones.
No se aprecian condiciones inestables, humedad o elementos ajenos a la naturaleza del
terreno que pudieran alertar sobre un eventual riesgo en términos estructurales.
Se trata de un terreno ubicado en una zona alta del valle y por ende, no se aprecia
ninguna posibilidad de inundación u otros aspectos de riesgo.
7. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS PARA EL DISEÑO DE LAS FUNDACIONES
7.1 Tipo de Fundación
Conocido el tipo de estructura que se consulta fundar y las características geotécnicas el
subsuelo, el tipo de fundación más elemental y por ende, el recomendado por el suscrito, es
la FUNDACIÓN TIPO CIMIENTO CORRIDO ó ZAPATA CORRIDA para el caso de
elementos de muros o pilares próximos entre sí, ó en su defecto, ZAPATA AISLADA para el
caso de elementos que transmiten carga, pero están distanciados entre sí.
7.2 Profundidad de Fundación
En atención a los elementos estructurales a fundar y a la calidad del subsuelo, se propone
fundar cumpliendo los siguientes aspectos :
Estructuras
El sello de la excavación será como mínimo una profundidad de –1,50 m bajo el
nivel de la plataforma.
Sobre dicho nivel se colocará un mejoramiento de suelo que podrá ser mismo
suelo extraído pero dispuesto en dos capas de 15 cms de espesor, compactado

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
12 de 17
en forma rigurosa mediante una placa vibradora.
El sello de la fundación será como mínimo a 1,2 metros de profundidad mediada
desde la plataforma de la construcción
Además, en las zonas con relleno se debe garantizar como mínimo una
profundidad de excavación de 0,6 metros bajo el terreno natural.
Pavimentos
En zonas de relleno, se deberá retirar la capa superficial en 30 cm de espesor del
estrato natural, para que sobre este sello se proceda al relleno necesario para
alcanzar la cota de subrasante de proyecto.
El zonas de corte, se debe garantizar a lo menos haber sacado los 30 cm
superficiales descritos en el punto anterior.
Sobre este sello de excavación, se debe proceder a colocar el relleno estructural
necesario para lograr los niveles de la subrasante.
Se grafica en el siguiente esquema, la situación descrita para fundaciones del edificio:
7.3 Fatigas Admisibles
Para el cálculo de capacidades de soporte del subsuelo, se consideran las fórmulas de
K. Terzaghi, cuyas expresiones son las siguientes:
Cimentación Cuadrada
( )NcCNDNB
FS
Q qfadm **3.1*****4.0
1
++= γγ γ

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
13 de 17
Cimentación Rectangular






+





++





−= NcC
L
B
ND
L
B
NB
FS
Q qfadm **2.01****3.01***
2
11
γγ γ
Cimentación Circular
( )NcCNDNB
FS
Q qfadm **3.1*****3.0
1
++= γγ γ
En que :
γ = Peso específico del suelo.
(Se estima en 1.8 Ton/m3
en estado natural)
C = Cohesión del Suelo. (se considera nula para el tipo de suelo del sector y
además, es la condición más desfavorable )
FS = Factor de Seguridad. ( se considera un valor de 3 )
fD = Espesor del estrato sobre el sello de fundación. (en este caso 1,5 m )
B = Ancho de Cimentación (m). según diseño de ingeniería
Diámetro para caso de Cimiento Circular
L = Largo de Cimentación (m). Según diseño de ingeniería
cq NNN ,,γ = Factores de Capacidad de Carga dimensiónales que están únicamente
en función del ángulo φ de fricción del suelo.
Como una condición muy favorable desde el punto de vista de seguridad, se considera un
Ángulo de Fricción Interna de 30 grados, para el tipo de suelos del sector.
Por lo anterior, eegún los planteamientos de Terzaghi, los Factores de Carga asumen los
siguientes valores:
Profundidad
(m)
φ cN qN γN
1,5 30 18.99 8.31 4.39
Los valores anteriores, se obtuvieron del libro “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”
de Braja M. Das año 2.001

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
14 de 17
En base a lo anterior, se tienen las siguientes Capacidades de Carga:
Cimentación Cuadrada
( )39,4**1800*4.031.8*5,1*800.1
3
1
BQadm += = 7.479 + 1.054*B 





2
M
Kg
Cimentación Rectangular












++





−=
L
B
L
B
BQadm *2.01*31,8*5,1*1800*3.01*39.4**1800*
2
1
3
1






2
M
Kg
Cimentación Circular
( )39,4**1800*3.031.8*5,1*800.1
3
1
BQadm += = 7.479 + 790*B 





2
M
Kg
Para aquellas solicitaciones normales sumadas a las eventuales, las expresiones
anteriores se amplificarán por un coeficiente de 1.33
Por ejemplo, de lo anterior se deduce que para las condiciones más desfavorables, esto
es 1,5 metros de profundidad al sello, fundación del tipo zapata o cimiento del tipo
corrido, un ancho de 0,80 cms y un largo de al menos 3 veces su ancho, se tienen las
siguientes capacidades de carga admisibles:
Capacidad de soporte estática = 0,92 kg/cm2
Capacidad de soporte dinámica = 1,22 kg/cm2
Las tensiones admisibles calculadas son absolutamente compatibles con lo observado
en terreno.
Para cualquier ancho, largo y forma de la zapata utilizada, la tensión admisible se
deduce de las ecuaciones anteriores.
8. SELLOS DE FUNDACIÓN
Como se definió en los puntos anteriores, el sello de la fundación estará a una profundidad
mínima de 1,5 metros bajo el nivel definitivo de la plataforma y a lo menos 60 cms bajo el
terreno natural en estado virgen .

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
15 de 17
Dicho sello de fundación se deberá compactar mecánicamente en forma rigurosa hasta
garantizar un grado de compactación de a lo menos un 97% de la densidad máxima
seca obtenida mediante un ensaye Proctor Modificado.
La ITO deberá verificar y recibir en conformidad el sello de las excavaciones debiendo
solicitar control de densidades a lo menos a razón de 1 cada 100 m2
de edificio medido
en planta.
Luego de certificar la calidad de la compactación del sello de descrito, se procederá a
colocar el material de sello descrito en el proyecto de cálculo del edificio.
9. PARÁMETROS PARA APLICACIÓN DE LA NORMA SISMICA
Para efectos de aplicación de la Norma sísmica NCh 433-1906 Diseño Sísmico de Edificios
se recomienda aplicar los sigu9ientes parámetros :
Zona Sísmica 1
Suelo Tipo III
10. RELLENOS ESTRUCTURALES
Debido a que en una parte del futuro edificio será preciso rellenar para alcanzar las cotas
definitivas, se plantea el procedimiento que deberá seguirse para realizar dichos rellenos.
Se deberá considerar a lo menos lo siguiente :
Retirar una capa de 30 cm de espesor mínimo para iniciar el relleno
Compactar en forma mecánica el sello de la excavación hasta garantizar una
densidad de 95% de la máxima densidad Proctor Modificado.
Controlar a razón de 1 densidad cada 120 m2
mediados en planta .
Sólo una vez recibido el sello anterior, se procederá a verter la primera capa de
relleno cuyo espesor suelto no debe superar los 25 cms.
El material a utilizar es del mismo sector, pero sin elementos de tamaño mayor a 2
pulgadas. ( todas las rocas grandes deberán eliminarse manualmente y las
menores por tamizado, debiendo quedar sólo elementos de tamaño menor a 2” de
diámetro)
Colocar la capa y compactar en forma mecánica el estrato hasta garantizar una
densidad de 97% de la máxima densidad Proctor Modificado.

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
16 de 17
Controlar a razón de 1 densidad cada 120 m2
.
Proceder en cada capa conforme a lo descrito y en forma en forma sucesiva hasta
alcanzar los niveles definitivos.
Logrado el sello de la fundación se recomienda colocar de inmediato el hormigón
pobre en todo el ancho de la zanja, de modo que efectivamente se selle este nivel.
11. RELLENOS EN ZONA DE RADIERES
Los rellenos al interior de las fundaciones y bajo los radieres, no tienen un carácter
estructural y por ende, su nivel de control puede ser simplemente visual.
Sin embargo, se trata de un relleno que no debe permitir descensos futuros y por ende, es
necesario asegurarse que su ejecución sea conforme a las siguientes pautas :
Retirar la capa superficial en un espesor mínimo de 15 cms.
Compactar en forma mecánica el sello de la excavación debiendo pasar a lo menos
3 veces por el mismo punto.
Disponer capas de suelo de espesor suelto no mayor a 15 cms.
El material a utilizar es del mismo sector, pero sin elementos de tamaño mayor a 2
pulgadas. ( todas las rocas grandes deberán eliminarse manualmente y las
menores por tamizado, debiendo quedar sólo elementos de tamaño menor a 2” de
diámetro)
Compactar en forma mecánica el sello de la excavación debiendo pasar a lo menos
3 veces por el mismo punto.
Proceder en cada capa conforme a lo descrito y en forma en forma sucesiva hasta
alcanzar los niveles definitivos.
12. ALCANCE
Cualquier situación no prevista en el presente informe o cualquier modificación que se
desee realizar a su contenido, deberá ser revisada y aprobada por el ingeniero que
suscribe.
Concepción, Diciembre del año 2006

____________________________________________________________________________________
J.A INGENIERIA Ltda
17 de 17
ANEXO
CERTIFICADOS DE LABORATORIO

289 anexo 3_informe_mecanica_de_suelos

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a 289 anexo 3_informe_mecanica_de_suelos

Semelhante a 289 anexo 3_informe_mecanica_de_suelos (20)

289 anexo 3_informe_mecanica_de_suelos