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I I N N S S T T I I T T U U T T O O M M E E T T R R O O P P O O L L I I T T A A N N O O P P R R O O T T R R A A N N S S P P O O R R T T E E D D E E L L I I M M A A INFORME TECNICO INFORME TECNICO INFORME TECNICO INFORME TECNICO ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION PROYECTO : PROYECTO : PROYECTO : PROYECTO : PUENTE PEATONAL PUENTE PEATONAL PUENTE PEATONAL PUENTE PEATONAL Nº 1 Nº 1 Nº 1 Nº 1 ENTORNO ESTACIÓ ENTORNO ESTACIÓ ENTORNO ESTACIÓ ENTORNO ESTACIÓN JAVIER PRADO N JAVIER PRADO N JAVIER PRADO N JAVIER PRADO Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS UBICACIÓN : UBICACIÓN : UBICACIÓN : UBICACIÓN : INTERSECCION INTERSECCION INTERSECCION INTERSECCIONES ES ES ES DE LA DE LA DE LA DE LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA REPÚ REPÚ REPÚ REPÚBLICA BLICA BLICA BLICA DISTRITO DE DISTRITO DE DISTRITO DE DISTRITO DE SAN ISIDRO SAN ISIDRO SAN ISIDRO SAN ISIDRO PROVINCIA Y PROVINCIA Y PROVINCIA Y PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE LIMA DEPARTAMENTO DE LIMA DEPARTAMENTO DE LIMA DEPARTAMENTO DE LIMA NOVIEMBRE NOVIEMBRE NOVIEMBRE NOVIEMBRE - 200 200 200 2008

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INFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICO

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :

PUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONAL Nº 1 Nº 1 Nº 1 Nº 1

ENTORNO ESTACIÓENTORNO ESTACIÓENTORNO ESTACIÓENTORNO ESTACIÓN JAVIER PRADON JAVIER PRADON JAVIER PRADON JAVIER PRADO

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I N D I C E

Pág.

1 GENERALIDADES 1-1

1.1 Objeto del Estudio 1-1

1.2 Ubicación del Área en Estudio 1-2

1.3 Acceso del Área en Estudio 1-2

1.4 Condiciones Climáticas de la Zona 1-2

1.5 Altitud de la Zona 1-3

2 GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL AREA E N ESTUDIO 2-1

2.1 Geomorfología 2-1

2.2 Geología 2-2

2.3 Sismicidad 2-4

3 INVESTIGACIONES DE CAMPO 3-1

3.1 Trabajos de Campo 3-1

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración 3-1

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración 3-2

4 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO 4-1

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ii

5 ENSAYOS DE LABORATORIO 5-1

5.1 Ensayos Estándar 5-1

5.2 Ensayos Especiales 5-1

5.3 Clasificación de Suelos 5-2

6 PERFILES ESTRATIGRAFICOS 6-1

7 DESCRIPCIÓN DE LA CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO DEL

ÁREA EN ESTUDIO 7-1

8 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 8-1

8.1 Tipo y Profundidad de Cimentación 8-1

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible 8-1

8.3 Determinación de Asentamientos 8-3

9 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO 9-1

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 10-1

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iii

ANEXOS

ANEXO I:

ENSAYOS DE LABORATORIO

• Ensayos Estándar

• Ensayos Especiales

ANEXO II:

TRABAJOS DE CAMPO

• Registros de Exploración

ANEXO III:

MATERIAL FOTOGRÁFICO

• Material Fotográfico

ANEXO IV:

PLANO

• Plano de ubicación de la zona, ubicación de calicatas, Perfiles

Estratigráficos.

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1-1

1. GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio

El presente Informe Técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado al

Proyecto Puente Peatonal Nº 1 – Entorno Estación Javier Prado y Av. Las Begonias, ubicada

en el distrito de San Isidro; por medio de trabajos de campo a través de pozos de exploración

o calicatas “a cielo abierto”, ensayos de laboratorio estándar y especiales a fin de obtener las

principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y

deformación y la agresividad química de sus componentes, y labores de gabinete en base a

los cuales se define los perfiles estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, Capacidad

Portante Admisible, Asentamientos, y las recomendaciones generales para la cimentación.

El programa seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

• Reconocimiento del terreno

• Distribución y ejecución de calicatas

• Toma de muestras disturbadas.

• Ejecución de ensayos de laboratorio

• Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio

• Perfiles estratigráficos

• Análisis de la Capacidad Portante Admisible

• Determinación de Asentamientos

• Análisis de Sales Agresivas al Concreto

• Conclusiones y Recomendaciones

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1-2

1.2 Ubicación del Área en Estudio

El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 1, se encuentra ubicado en las intersecciones de

la Av. Javier Prado con la Av. Las Begonias y Paseo de la República, en el distrito de San

Isidro Provincia y Departamento de Lima.

1.3 Acceso del Área en Estudio

Teniendo como referencia la intersección de la Av. José Gálvez Barnechea con la Av Javier

Prado se recorre por esta ultima en dirección Oeste 850ml, ubicándose la zona en estudio.

1.4 Condiciones climáticas de la zona

La temperatura promedio es de 18.1°C - 21.5°C, baja ndo en épocas de invierno hasta 15°C.

En Lima las precipitaciones son muy escasas (20 mm en promedio anual), con garúas en los

meses invierno.

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1-3

1.5 Altitud de la Zona

La zona en estudio, se encuentra entre las coordenadas 280,120E y 8’663,030N sobre la cota

promedio de 128.00 metros sobre el nivel del mar aproximadamente.

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2. GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO

2.1 Geomorfología

Por la información de los trabajos de Dollfos (1965), Macharé (1979) Sibrier - Macharé (1980)

y Martínez (1981), que muestran evidencias de las diferencias del suelo de Lima, en especial

el conglomerado se encuentra heterogéneo, errático y discontinuo desde su deformación por

diferentes eventos, las mismas que son responsables de las erosiones, deposiciones,

expresados en terrosas, acantiladas, cárcavas, depresiones, elevaciones, tendencias y perfiles

de equilibrio de las ríos, litoral marino, efecto y filtraciones naturales han lavado los cantos y su

matriz, y otras veces han cementado con carbonatos.

El Mapa de Martínez (1975), donde se resalta las características del suelo de Lima. Indicando

el siguiente resumen:

- Los suelos de Lima están formado por los abanicos del río Rímac y Chillón, las mismas

que tienen diferentes características geométricas, de origen, propiedades, etc., donde

predomina el conglomerado.

- Los cantos rodados están formados por el Cono del Rímac y por rocas ígneas

predominando las granodioritas.

- La presencia de diferentes terrazas, cauces antiguos y actuales de los ríos nos revelan

eventos importantes durante su evolución.

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2-2

- Muchas de las áreas críticas para las cimentaciones concuerdan con áreas donde

algún evento geomorfológico ha ocurrido o está ocurriendo en su evolución como

depósitos eólicos sepultados por sedimentos fluviales y/o aluvionales.

- Variaciones importantes en el nivel de la napa freática cuyo descenso pasa los 50 m

en el centro y niveles altos en las depresiones o zonas cultivadas dentro del

conglomerado.

2.2 Geología

Depósito Fluvio-Aluvionales

Se encuentran depósitos de material reciente suelto constituido por lechos de arena, más o

menos en un 70% y, limo en otro 15% englobando clastos y bloques angulosos y sub-

angulosos en otro 15% proveniente de las partes altas de las vertientes.

Los clastos y bloques son de rocas graníticas-tonalíticas y dioritas-gabros, las rocas sub-

redondeadas en procesos de meteorización algunas presentan alteraciones secundarias por

acción de agua.

El máximo espesor conocido es de 120 m sin alcanzar el basamento.

Estos depósitos aluviales se han formado debido a la acción del meteorismo (secamiento y

humedecimiento), que prevaleció anteriormente. Todos estos fenómenos han ocurrido en el

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2-3

Cuaternario. En la actualidad, la acción erosiva de transporte y sedimentación ha quedado

reducida a su mínima actividad.

Depósitos Eólicos

Las acumulaciones de arena transportada por el viento se ubican mayormente en los flancos.

La dirección predominante es de SW y SSW y su promedio de velocidad media es de

1.7 m/seg.

El movimiento de arena es reducido y generalmente de pequeño avance

Depósitos : Fluvio - Aluvionales - Eólicos (Cuatern ario)

La acción denundante del Cuaternario modificó las primitivas formas topográficas que

presentan la zona, debido principalmente a las variaciones de clima que existió en esta Era.

En el pleitoceno, la precipitación fue copiosa y permitieron mayor compactación de las arenas

en comparación de las arenas en comparación con la época actual.

En el Holoceno predomina el clima seco con intensa insolación. Así en nuestra zona se

aprecian rampas y proceso de escamación y desagregación de rocas produciendo

acumulaciones coluviales que descendieron por las vertientes y quebradas, e igualmente hubo

deposición de arenas eólicas.

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2-4

2.3 Sismicidad

La ciudad de Lima se ubica en la costa Occidental de Sudamérica, en una franja desértica

entre el Océano Pacífico y los Andes. Lima está localizada en los conos de deyección de los

ríos Rímac y Chillón que descienden de los Andes al Océano Pacífico. La región es parte del

Cinturón Circum-Pacífico, que es una de las zonas sísmicas más activas del mundo.

Los sismos se originan principalmente por la subducción de la placa de Nazca, bajo la placa

sudamericana. Esta zona ha generado sismos de alta magnitud con periodos de recurrencia

relativamente cortos.

El suelo en estudio se encuentra en la Zona 3 de Alta Sismicidad, según el “Mapa de

Zonificación Sísmica del Perú” de acuerdo a las Normas de Diseño Sismo-Resistente del

Reglamento Nacional de Construcción.

Las fuerzas sísmicas horizontales se pueden calcular de acuerdo a la siguiente relación:

Z x U x C x S x P H = ----------------------------- R

Donde S, es el factor de suelo con un valor de 1.00, para un período predominante de

Ts=0.4 seg .

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3-1

3. INVESTIGACIONES DE CAMPO

3.1 Trabajos de Campo

Para los fines propuestos, se realizaron los siguientes:

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración

Se realizaron tres (03) calicatas o pozos de exploración “a cielo abierto”, designados como

C-1, C-2 y C-3, los cuales fueron ubicados convenientemente, con profundidades suficientes

de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el proyecto.

Este sistema de exploración “a cielo abierto” es el más práctico, debido a las condiciones del

terreno que lo permite y evaluar directamente los diferentes estratos en su estado natural.

Hasta la profundidad explorada no se encontró nivel freático.

Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 C-2 C-3

5.00

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3-2

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración

Se tomaron muestras disturbadas representativas de los estratos atravesados en cada

calicatas y en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de identificación y

clasificación, así como también para el ensayo de Corte Directo Remoldeado, y los Análisis

Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploración, en los que se indican las

diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del

estrato, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc.

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4-1

4. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribos y pilares, los que

transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en pilares, como

carga puntual.

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5-1

5. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio Estándar, fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de

Suelos “J.J. Tello Ingenieros, Consultora y Constructora E.I.R.L.”; bajo las Normas de la

American Society For Testing and Materials (A.S.T.M).

5.1 Ensayos Estándar

Se realizaron los siguientes ensayos:

• Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422

• Contenido de Humedad ASTM D-2216

5.2 Ensayos Especiales

Fueron realizados los siguientes:

• En una muestra representativa del pozo C-3 de 1.60-5.00 m., de profundidad, se

realizó el ensayo de Corte Directo Remoldeado.

• En las muestras representativas de los siguientes pozos se realizaron los ensayos de

Análisis Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

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5-2

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 0.70-5.00 C-3 1.60-5.00

5.3 Clasificación de Suelos

Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado

de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) y las muestras restantes que no figuran en el cuadro

fueron clasificados por pruebas sencillas de campo, observación y comparación con las

muestras representativas ensayadas.

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

POZO C-1 C-2 C-3

Profundidad (m) 0.70-5.00 0.30-5.00 1.60-5.00

Muestra M-2 M-2 M-3

% Pasa Malla Nº 4 28.52 22.78 31.92

% Pasa Malla Nº 200 0.23 0.20 0.32

Coef. Uniformidad (Cu) 49.61 51.71 62.31

Coef. Curvatura (Cc) 2.85 8.43 0.27

Diámetro Efectivo (D 10) 0.50 0.52 0.46

Contenido de Humedad (%) 3.78 3.70 2.18

Clasificación de

Suelos “SUCS” GW GP GP

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6. PERFILES ESTRATIGRAFICOS

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio y a la inspección realizada, se

efectuaron tres (03) perfiles diagramados en forma de barra.

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7-1

7. DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL ARE A EN

ESTUDIO

De acuerdo a los perfiles estratigráficos inferidos y a la inspección realizada, se determina que

el subsuelo del área en estudio está conformado de la siguiente manera:

Superficialmente y un espesor variable de 0.15m – 0.90m presenta material de relleno

conformado por arena de grano fino, con presencia de gravas subredondeadas, cascotes de

ladrillos y concreto, raíces delgadas, etc., color beige, húmedo, no plástico, en estado

semicompacto.

Cabe resaltar que en el pozo C-2 entre la profundidad de 0.15m - 0.30m presenta una losa de

concreto.

Continuando y hasta la profundidad variable de 5.00m con material de grava subredondeada,

con 22.58% - 31.61% de arena de grano fino a medio, con presencia de cantos en un

25% - 30%, color beige, húmeda, no plástica, en estado semicompacto, con 0.20% - 0.32% de

material fino que pasa la malla Nº 200. Grava de tamaño predominante 1"-2" y cantos de

tamaño máximo 12".

Cabe resaltar que en el pozo C-3 entre la profundidad de 0.90m – 1.60m presenta material de

grava subredondeada, con matriz de arena de grano fino a medio, con presencia de raíces

delgadas aisladas y cantos en un 30%, color beige, húmeda, no plástica, en estado semisuelto

a semicompacto. Grava de tamaño predominante 1"-2" y cantos de tamaño máximo 12".

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8-1

8. ANALISIS DE LA CIMENTACION

8.1 Tipo y profundidad de cimentación

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, descripción de los perfiles

estratigráficos, características del proyecto y al análisis efectuado; se concluye que la

cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa.

PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa.

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible

Con los resultados obtenidos, en el Ensayo de Corte Directo Remoldeado

(φφφφ = 34° y c = 0.00 kg/cm²) en la condición mas desf avorable y aplicando la Teoría de

Terzaghi y corroborado por Meyerhoff para cimentaciones superficiales se tiene :

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8-2

1

qad = ----( γγγγd1 Df N*q + 0.4B γγγγd2 N*γγγγ) FS

qad : Capacidad Portante Admisible (kg/cm²)

B : Ancho de cimentación (m)

φφφφ : Angulo de Fricción Interna = 34°

c : Cohesión (kg/cm²) = 0.00

Df : Profundidad del desplante (m) = 2.50

γγγγd1 : Densidad Seca por encima del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.450

γγγγd2 : Densidad Seca por debajo del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.810

N*q y N* γγγγ : Factores de capacidad de carga = 24.085,22.630

para una falla Intermedia

FS : Factor de Seguridad = 3

ESTRIBOS

B : Ancho de cimentación (m) = 1.50

Luego se tiene:

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8-3

qad = 3.73 Kg/cm²

PILARES

B : Ancho de cimentación (m) = 2.50

Luego se tiene:

qad = 4.28 Kg/cm²

8.3 Determinación de Asentamientos

De acuerdo a los niveles de cimentación, la estructura se apoyará en material de

grava arenosa y dado que el sector en estudio pertenece a la zona 3 de alta

sismicidad y teniendo en cuenta el reacomodo de las partículas ante eventos sísmicos

severos, se tendrá un asentamiento diferencial del orden de:

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

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9. ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

De los resultados obtenidos del ensayo de Análisis Químico de Sales Agresivas al

Concreto, se realizaron las siguientes muestras:

Pozo Profundidad Sales Totales (ppm) SO4 (ppm) Cl- (ppm) C-1 0.70-5.00 156.00 65.00 57.00 C-3 1.60-5.00 145.00 62.00 49.00

Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

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10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, a las características del proyecto

y al análisis efectuado, se concluye lo siguiente:

• El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 1, se encuentra ubicado en la intersección

de la Av. Javier Prado con la Av. Las Begonias y Paseo de la Republica, en el distrito

de San Isidro Provincia y Departamento de Lima.

• Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribos y pilares,

los que transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en

pilares, como carga puntual.

• El subsuelo del terreno en estudio está conformado:

Superficialmente y un espesor variable de 0.15m – 0.90m presenta material de relleno

conformado por arena de grano fino, con presencia de gravas subredondeadas,

cascotes de ladrillos y concreto, raíces delgadas, etc., color beige, húmedo, no

plástico, en estado semicompacto.

Cabe resaltar que en el pozo C-2 entre la profundidad de 0.15m - 0.30m presenta una

losa de concreto.

Continuando y hasta la profundidad variable de 5.00m con material de grava

subredondeada, con 22.58% - 31.61% de arena de grano fino a medio, con presencia

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10-2

de cantos en un 25% - 30%, color beige, húmeda, no plástica, en estado

semicompacto, con 0.20% - 0.32% de material fino que pasa la malla Nº 200. Grava

de tamaño predominante 1"-2" y cantos de tamaño máximo 12".

Cabe resaltar que en el pozo C-3 entre la profundidad de 0.90m – 1.60m presenta

material de grava subredondeada, con matriz de arena de grano fino a medio, con

presencia de raíces delgadas aisladas y cantos en un 30%, color beige, húmeda, no

plástica, en estado semisuelto a semicompacto. Grava de tamaño predominante 1"-2"

y cantos de tamaño máximo 12".

• El suelo de cimentación es del tipo S1 para un factor de suelo S = 1.00 y un periodo

predominante de Ts=0.4 seg .

• La cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa., para una Capacidad Portante Admisible de:

qad = 3.73 Kg/cm²

y un asentamiento diferencial del orden de :

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

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PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa., para una Capacidad Portante Admisible de:

qad = 4.28 Kg/cm²

y un asentamiento del orden de:

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

• Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

• Las Conclusiones y Recomendaciones son válidas para la zona en estudio y para los

niveles de cargas consideradas en el Proyecto.

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IIIIIIIINNNNNNNNSSSSSSSSTTTTTTTT IIIIIIII TTTTTTTTUUUUUUUUTTTTTTTTOOOOOOOO MMMMMMMMEEEEEEEETTTTTTTTRRRRRRRROOOOOOOOPPPPPPPPOOOOOOOOLLLLLLLL IIIIIIII TTTTTTTTAAAAAAAANNNNNNNNOOOOOOOO

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOTTTTTTTTRRRRRRRRAAAAAAAANNNNNNNNSSSSSSSSPPPPPPPPOOOOOOOORRRRRRRRTTTTTTTTEEEEEEEE DDDDDDDDEEEEEEEE LLLLLLLL IIIIIIIIMMMMMMMMAAAAAAAA

INFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICO

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :

PUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONAL Nº 2 Nº 2 Nº 2 Nº 2

ENTORNO ESTACIÒENTORNO ESTACIÒENTORNO ESTACIÒENTORNO ESTACIÒN JAVIER PRADON JAVIER PRADON JAVIER PRADON JAVIER PRADO

Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS Y AV. LAS BEGONIAS

UBICACIÓN :UBICACIÓN :UBICACIÓN :UBICACIÓN :

INTERSECCIONINTERSECCIONINTERSECCIONINTERSECCIONESESESES DE LA DE LA DE LA DE LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA AV. JAVIER PRADO CON LA

AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA AV. LAS BEGONIAS Y PASEO DE LA REPÙ REPÙ REPÙ REPÙBLICA BLICA BLICA BLICA

DISTRITO DISTRITO DISTRITO DISTRITO DE DE DE DE SAN ISIDROSAN ISIDROSAN ISIDROSAN ISIDRO

PROVINCIA YPROVINCIA YPROVINCIA YPROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMA

NOVIEMBRENOVIEMBRENOVIEMBRENOVIEMBRE ---- 200 200 200 2008888

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I N D I C E

Pág.

1 GENERALIDADES 1-1

1.1 Objeto del Estudio 1-1

1.2 Ubicación del Área en Estudio 1-2

1.3 Acceso del Área en Estudio 1-2

1.4 Condiciones Climáticas de la Zona 1-2

1.5 Altitud de la Zona 1-3

2 GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL AREA E N ESTUDIO 2-1

2.1 Geomorfología 2-1

2.2 Geología 2-2

2.3 Sismicidad 2-4

3 INVESTIGACIONES DE CAMPO 3-1

3.1 Trabajos de Campo 3-1

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración 3-1

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración 3-2

4 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO 4-1

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ii

5 ENSAYOS DE LABORATORIO 5-1

5.1 Ensayos Estándar 5-1

5.2 Ensayos Especiales 5-1

5.3 Clasificación de Suelos 5-2

6 PERFILES ESTRATIGRAFICOS 6-1

7 DESCRIPCIÓN DE LA CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO DEL

ÁREA EN ESTUDIO 7-1

8 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 8-1

8.1 Tipo y Profundidad de Cimentación 8-1

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible 8-1

8.3 Determinación de Asentamientos 8-3

9 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO 9-1

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 10-1

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iii

ANEXOS

ANEXO I:

ENSAYOS DE LABORATORIO

• Ensayos Estándar

• Ensayos Especiales

ANEXO II:

TRABAJOS DE CAMPO

• Registros de Exploración

ANEXO III:

MATERIAL FOTOGRÁFICO

• Material Fotográfico

ANEXO IV:

PLANO

• Plano de ubicación de la zona, ubicación de calicatas, Perfiles

Estratigráficos.

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1-1

1. GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio

El presente Informe Técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado al

Proyecto Puente Peatonal Nº 2 – Entorno Estación Javier Prado y Av. Las Begonias, ubicada

en el distrito de San Isidro; por medio de trabajos de campo a través de pozos de exploración

o calicatas “a cielo abierto”, ensayos de laboratorio estándar y especiales a fin de obtener las

principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y

deformación y la agresividad química de sus componentes, y labores de gabinete en base a

los cuales se define los perfiles estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, Capacidad

Portante Admisible, Asentamientos, y las recomendaciones generales para la cimentación.

El programa seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

• Reconocimiento del terreno

• Distribución y ejecución de calicatas

• Toma de muestras disturbadas.

• Ejecución de ensayos de laboratorio

• Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio

• Perfiles estratigráficos

• Análisis de la Capacidad Portante Admisible

• Determinación de Asentamientos

• Análisis de Sales Agresivas al Concreto

• Conclusiones y Recomendaciones

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1-2

1.2 Ubicación del Área en Estudio

El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 2, se encuentra ubicado en las intersecciones de

la Av. Javier Prado con la Av. Las Begonias y Paseo de la República, en el distrito de San

Isidro, Provincia y Departamento de Lima.

1.3 Acceso del Área en Estudio

Teniendo como referencia la intersección de la Av. José Gálvez Barnechea con la Av Javier

Prado se recorre por esta ultima en dirección Oeste 950ml, ubicándose la zona en estudio.

1.4 Condiciones climáticas de la zona

La temperatura promedio es de 18.1°C - 21.5°C, baja ndo en épocas de invierno hasta 15°C.

En Lima las precipitaciones son muy escasas (20 mm en promedio anual), con garúas en los

meses invierno.

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1-3

1.5 Altitud de la Zona

La zona en estudio, se encuentra entre las coordenadas 280,000E y 8’663,010N sobre la cota

de 124.00 metros sobre el nivel del mar aproximadamente.

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2-1

2. GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO

2.1 Geomorfología

Por la información de los trabajos de Dollfos (1965), Macharé (1979) Sibrier - Macharé (1980)

y Martínez (1981), que muestran evidencias de las diferencias del suelo de Lima, en especial

el conglomerado se encuentra heterogéneo, errático y discontinuo desde su deformación por

diferentes eventos, las mismas que son responsables de las erosiones, deposiciones,

expresados en terrosas, acantiladas, cárcavas, depresiones, elevaciones, tendencias y perfiles

de equilibrio de las ríos, litoral marino, efecto y filtraciones naturales han lavado los cantos y su

matriz, y otras veces han cementado con carbonatos.

El Mapa de Martínez (1975), donde se resalta las características del suelo de Lima. Indicando

el siguiente resumen:

- Los suelos de Lima están formado por los abanicos del río Rímac y Chillón, las mismas

que tienen diferentes características geométricas, de origen, propiedades, etc., donde

predomina el conglomerado.

- Los cantos rodados están formados por el Cono del Rímac y por rocas ígneas

predominando las granodioritas.

- La presencia de diferentes terrazas, cauces antiguos y actuales de los ríos nos revelan

eventos importantes durante su evolución.

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2-2

- Muchas de las áreas críticas para las cimentaciones concuerdan con áreas donde

algún evento geomorfológico ha ocurrido o está ocurriendo en su evolución como

depósitos eólicos sepultados por sedimentos fluviales y/o aluvionales.

- Variaciones importantes en el nivel de la napa freática cuyo descenso pasa los 50 m

en el centro y niveles altos en las depresiones o zonas cultivadas dentro del

conglomerado.

2.2 Geología

Depósito Fluvio-Aluvionales

Se encuentran depósitos de material reciente suelto constituido por lechos de arena, más o

menos en un 70% y, limo en otro 15% englobando clastos y bloques angulosos y sub-

angulosos en otro 15% proveniente de las partes altas de las vertientes.

Los clastos y bloques son de rocas graníticas-tonalíticas y dioritas-gabros, las rocas sub-

redondeadas en procesos de meteorización algunas presentan alteraciones secundarias por

acción de agua.

El máximo espesor conocido es de 120 m sin alcanzar el basamento.

Estos depósitos aluviales se han formado debido a la acción del meteorismo (secamiento y

humedecimiento), que prevaleció anteriormente. Todos estos fenómenos han ocurrido en el

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2-3

Cuaternario. En la actualidad, la acción erosiva de transporte y sedimentación ha quedado

reducida a su mínima actividad.

Depósitos Eólicos

Las acumulaciones de arena transportada por el viento se ubican mayormente en los flancos.

La dirección predominante es de SW y SSW y su promedio de velocidad media es de

1.7 m/seg.

El movimiento de arena es reducido y generalmente de pequeño avance

Depósitos : Fluvio - Aluvionales - Eólicos (Cuatern ario)

La acción denundante del Cuaternario modificó las primitivas formas topográficas que

presentan la zona, debido principalmente a las variaciones de clima que existió en esta Era.

En el pleitoceno, la precipitación fue copiosa y permitieron mayor compactación de las arenas

en comparación de las arenas en comparación con la época actual.

En el Holoceno predomina el clima seco con intensa insolación. Así en nuestra zona se

aprecian rampas y proceso de escamación y desagregación de rocas produciendo

acumulaciones coluviales que descendieron por las vertientes y quebradas, e igualmente hubo

deposición de arenas eólicas.

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2-4

2.3 Sismicidad

La ciudad de Lima se ubica en la costa Occidental de Sudamérica, en una franja desértica

entre el Océano Pacífico y los Andes. Lima está localizada en los conos de deyección de los

ríos Rímac y Chillón que descienden de los Andes al Océano Pacífico. La región es parte del

Cinturón Circum-Pacífico, que es una de las zonas sísmicas más activas del mundo.

Los sismos se originan principalmente por la subducción de la placa de Nazca, bajo la placa

sudamericana. Esta zona ha generado sismos de alta magnitud con periodos de recurrencia

relativamente cortos.

El suelo en estudio se encuentra en la Zona 3 de Alta Sismicidad, según el “Mapa de

Zonificación Sísmica del Perú” de acuerdo a las Normas de Diseño Sismo-Resistente del

Reglamento Nacional de Construcción.

Las fuerzas sísmicas horizontales se pueden calcular de acuerdo a la siguiente relación:

Z x U x C x S x P H = ----------------------------- R Donde S, es el factor de suelo con un valor de 1.00, para un período predominante de

Ts=0.4 seg .

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3-1

3. INVESTIGACIONES DE CAMPO

3.1 Trabajos de Campo

Para los fines propuestos, se realizaron los siguientes:

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración

Se realizaron tres (03) calicatas o pozos de exploración “a cielo abierto”, designados como

C-1, C-2 y C-3, los cuales fueron ubicados convenientemente, con profundidades suficientes

de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el proyecto.

Este sistema de exploración “a cielo abierto” es el más práctico, debido a las condiciones del

terreno que lo permite y evaluar directamente los diferentes estratos en su estado natural.

Hasta la profundidad explorada no se encontró nivel freático.

Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 C-2 C-3

5.00

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3-2

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración

Se tomaron muestras disturbadas representativas de los estratos atravesados en cada

calicatas y en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de identificación y

clasificación, así como también para el ensayo de Corte Directo Remoldeado, y los Análisis

Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploración, en los que se indican las

diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del

estrato, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc.

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4-1

4. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribos y pilares, los que

transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en pilares, como

carga puntual.

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5-1

5. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio Estándar, fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de

Suelos “J.J. Tello Ingenieros, Consultora y Constructora E.I.R.L.”; bajo las Normas de la

American Society For Testing and Materials (A.S.T.M).

5.1 Ensayos Estándar

Se realizaron los siguientes ensayos:

• Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422

• Contenido de Humedad ASTM D-2216

5.2 Ensayos Especiales

Fueron realizados los siguientes:

• En una muestra representativa del pozo C-2 de 0.50-5.00 m., de profundidad, se

realizó el ensayo de Corte Directo Remoldeado.

• En las muestras representativas de los siguientes pozos se realizaron los ensayos de

Análisis Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

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5-2

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 1.10-5.00 C-2 0.50-5.00

5.3 Clasificación de Suelos

Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado

de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) y las muestras restantes que no figuran en el cuadro

fueron clasificados por pruebas sencillas de campo, observación y comparación con las

muestras representativas ensayadas.

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

POZO C-1 C-2 C-3

Profundidad (m) 1.10-5.00 0.50-5.00 0.60-5.00

Muestra M-2 M-2 M-2

% Pasa Malla Nº 4 28.71 23.61 36.18

% Pasa Malla Nº 200 0.36 0.26 0.39

Coef. Uniformidad (Cu) 49.24 72.77 46.73

Coef. Curvatura (Cc) 3.39 8.65 0.36

Diámetro Efectivo (D 10) 0.46 0.42 0.41

Contenido de Humedad (%) 1.36 2.71 2.42

Clasificación de

Suelos “SUCS” GP GP GP

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6-1

6. PERFILES ESTRATIGRAFICOS

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio y a la inspección realizada, se

efectuaron tres (03) perfiles diagramados en forma de barra.

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7-1

7. DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL ARE A EN

ESTUDIO

De acuerdo a los perfiles estratigráficos inferidos y a la inspección realizada, se determina que

el subsuelo del área en estudio está conformado de la siguiente manera:

Superficialmente y hasta la profundidad variable de 0.50m – 1.10m, presenta material de

relleno conformado por arena de grano fino, con presencia de gravas subredondeadas, raíces

delgadas, cascotes de ladrillos, etc., color beige, húmedo, no plástico, en estado

semicompacto.

Continuando y hasta la profundidad explorada de 5.00 con material de grava

subredondeada, con 23.35% - 35.79% de arena de grano fino a medio, con presencia de

cantos en un 20% - 30%, color beige, húmeda, no plástica, en estado semicompacto, con

0.26% - 0.39% de material fino que pasa la malla Nº 200. Grava de tamaño predominante

1"-2" y cantos de tamaño máximo 12".

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8-1

8. ANALISIS DE LA CIMENTACION

8.1 Tipo y profundidad de cimentación

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, descripción de los perfiles

estratigráficos, características del proyecto y al análisis efectuado; se concluye que la

cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa.

PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa.

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible

Con los resultados obtenidos, en el Ensayo de Corte Directo Remoldeado

(φφφφ = 34° y c = 0.00 kg/cm²) en la condición mas desf avorable y aplicando la Teoría de

Terzaghi y corroborado por Meyerhoff para cimentaciones superficiales se tiene :

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8-2

1

qad = ----( γγγγd1 Df N*q + 0.4B γγγγd2 N*γγγγ) FS

qad : Capacidad Portante Admisible (kg/cm²)

B : Ancho de cimentación (m)

φφφφ : Angulo de Fricción Interna = 34°

c : Cohesión (kg/cm²) = 0.00

Df : Profundidad del desplante (m) = 2.50

γγγγd1 : Densidad Seca por encima del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.450

γγγγd2 : Densidad Seca por debajo del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.900

N*q y N* γγγγ : Factores de capacidad de carga = 24.085,22.630

para una falla Intermedia

FS : Factor de Seguridad = 3

ESTRIBOS

B : Ancho de cimentación (m) = 1.50

Luego se tiene:

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8-3

qad = 3.77 Kg/cm²

PILARES

B : Ancho de cimentación (m) = 2.50

Luego se tiene:

qad = 4.34 Kg/cm²

8.3 Determinación de Asentamientos

De acuerdo a los niveles de cimentación, la estructura se apoyará en material de

grava arenosa y dado que el sector en estudio pertenece a la zona 3 de alta

sismicidad y teniendo en cuenta el reacomodo de las partículas ante eventos sísmicos

severos, se tendrá un asentamiento diferencial del orden de:

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

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9-1

9. ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

De los resultados obtenidos del ensayo de Análisis Químico de Sales Agresivas al

Concreto, se realizaron las siguientes muestras:

Pozo Profundidad Sales Totales (ppm) SO4 (ppm) Cl- (ppm) C-1 1.10-5.00 149.00 67.00 49.00 C-2 0.50-5.00 142.00 58.00 53.00

Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

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10-1

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, a las características del proyecto

y al análisis efectuado, se concluye lo siguiente:

• El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 2, se encuentra ubicado en las

intersecciones de la Av. Javier Prado con la Av. Las Begonias y Paseo de la República,

en el distrito de San Isidro, Provincia y Departamento de Lima.

• Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribos y pilares,

los que transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en

pilares, como carga puntual.

• El subsuelo del terreno en estudio está conformado:

Superficialmente y hasta la profundidad variable de 0.50m – 1.10m, presenta material

de material de relleno conformado por arena de grano fino, con presencia de gravas

subredondeadas, raíces delgadas, cascotes de ladrillos, etc., color beige, húmedo, no

plástico, en estado semicompacto.

Continuando y hasta la profundidad explorada de 5.00 con material de grava

subredondeada, con 23.35% - 35.79% de arena de grano fino a medio, con

presencia de cantos en un 20% - 30%, color beige, húmeda, no plástica, en estado

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10-2

semicompacto, con 0.26% - 0.39% de material fino que pasa la malla Nº 200. Grava

de tamaño predominante 1"-2" y cantos de tamaño máximo 12".

• El suelo de cimentación es del tipo S1 para un factor de suelo S = 1.00 y un periodo

predominante de Ts=0.4 seg .

• La cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa., para una Capacidad Portante Admisible de:

qad = 3.77 Kg/cm²

y un asentamiento diferencial del orden de :

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa., para una Capacidad Portante Admisible de:

qad = 4.34 Kg/cm²

y un asentamiento del orden de:

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10-3

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

• Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

• Las Conclusiones y Recomendaciones son válidas para la zona en estudio y para los

niveles de cargas consideradas en el Proyecto.

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IIIIIIIINNNNNNNNSSSSSSSSTTTTTTTT IIIIIIII TTTTTTTTUUUUUUUUTTTTTTTTOOOOOOOO MMMMMMMMEEEEEEEETTTTTTTTRRRRRRRROOOOOOOOPPPPPPPPOOOOOOOOLLLLLLLL IIIIIIII TTTTTTTTAAAAAAAANNNNNNNNOOOOOOOO

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOTTTTTTTTRRRRRRRRAAAAAAAANNNNNNNNSSSSSSSSPPPPPPPPOOOOOOOORRRRRRRRTTTTTTTTEEEEEEEE DDDDDDDDEEEEEEEE LLLLLLLL IIIIIIIIMMMMMMMMAAAAAAAA

INFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICOINFORME TECNICO

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIONESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION

PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :PROYECTO :

PUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONALPUENTE PEATONAL Nº 4 Nº 4 Nº 4 Nº 4

ENTORNO ESTACION ENTORNO ESTACION ENTORNO ESTACION ENTORNO ESTACION REPUBLICA DE PANAMÁREPUBLICA DE PANAMÁREPUBLICA DE PANAMÁREPUBLICA DE PANAMÁ

UBICACIÓN :UBICACIÓN :UBICACIÓN :UBICACIÓN :

INTERSECCIONINTERSECCIONINTERSECCIONINTERSECCIONES ES ES ES AV. AV. AV. AV. REPUBLICA DE REPUBLICA DE REPUBLICA DE REPUBLICA DE PANAMÁPANAMÁPANAMÁPANAMÁ

Y PASEO DE LA Y PASEO DE LA Y PASEO DE LA Y PASEO DE LA REPÚ REPÚ REPÚ REPÚBLICA BLICA BLICA BLICA

DISTRITO DISTRITO DISTRITO DISTRITO DE DE DE DE BARRANCOBARRANCOBARRANCOBARRANCO

PROVINCIA YPROVINCIA YPROVINCIA YPROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMADEPARTAMENTO DE LIMA

NOVIEMBRENOVIEMBRENOVIEMBRENOVIEMBRE ---- 200 200 200 2008888

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I N D I C E

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1 GENERALIDADES 1-1

1.1 Objeto del Estudio 1-1

1.2 Ubicación del Área en Estudio 1-2

1.3 Acceso del Área en Estudio 1-2

1.4 Condiciones Climáticas de la Zona 1-2

1.5 Altitud de la Zona 1-3

2 GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL AREA E N ESTUDIO 2-1

2.1 Geomorfología 2-1

2.2 Geología 2-2

2.3 Sismicidad 2-4

3 INVESTIGACIONES DE CAMPO 3-1

3.1 Trabajos de Campo 3-1

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración 3-1

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración 3-2

4 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO 4-1

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ii

5 ENSAYOS DE LABORATORIO 5-1

5.1 Ensayos Estándar 5-1

5.2 Ensayos Especiales 5-1

5.3 Clasificación de Suelos 5-2

6 PERFILES ESTRATIGRAFICOS 6-1

7 DESCRIPCIÓN DE LA CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO DEL

ÁREA EN ESTUDIO 7-1

8 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN 8-1

8.1 Tipo y Profundidad de Cimentación 8-1

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible 8-1

8.3 Determinación de Asentamientos 8-3

9 ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO 9-1

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 10-1

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iii

ANEXOS

ANEXO I:

ENSAYOS DE LABORATORIO

• Ensayos Estándar

• Ensayos Especiales

ANEXO II:

TRABAJOS DE CAMPO

• Registros de Exploración

ANEXO III:

MATERIAL FOTOGRÁFICO

• Material Fotográfico

ANEXO IV:

PLANO

• Plano de ubicación de la zona, ubicación de calicatas, Perfiles

Estratigráficos.

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1-1

1. GENERALIDADES

1.1 Objeto del Estudio

El presente Informe Técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno asignado al

Proyecto Puente Peatonal Nº 4 – Entorno Estación Republica de Panamá, ubicada en el

distrito de Barranco; por medio de trabajos de campo a través de pozos de exploración o

calicatas “a cielo abierto”, ensayos de laboratorio estándar y especiales a fin de obtener las

principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia y

deformación y la agresividad química de sus componentes, y labores de gabinete en base a

los cuales se define los perfiles estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, Capacidad

Portante Admisible, Asentamientos, y las recomendaciones generales para la cimentación.

El programa seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

• Reconocimiento del terreno

• Distribución y ejecución de calicatas

• Toma de muestras disturbadas.

• Ejecución de ensayos de laboratorio

• Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio

• Perfiles estratigráficos

• Análisis de la Capacidad Portante Admisible

• Determinación de Asentamientos

• Análisis de Sales Agresivas al Concreto

• Conclusiones y Recomendaciones

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1-2

1.2 Ubicación del Área en Estudio

El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 4, se encuentra ubicado en las intersecciones de

la Av. Republica de Panamá y Paseo de la República, en el distrito de Barranco, Provincia y

Departamento de Lima.

1.3 Acceso del Área en Estudio

Teniendo como referencia la intersección de la Av. Republica de Panama con la Via Expresa

se recorre por esta ultima en dirección Nor Oeste 130ml ubicándose la zona en estudio.

1.4 Condiciones climáticas de la zona

La temperatura promedio es de 18.1°C - 21.5°C, baja ndo en épocas de invierno hasta 15°C.

En Lima las precipitaciones son muy escasas (20 mm en promedio anual), con garúas en los

meses invierno.

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1-3

1.5 Altitud de la Zona

La zona en estudio, se encuentra entre las coordenadas 280,306.51E y 8’657.624.92N, sobre

la cota de 80.00 metros sobre el nivel del mar aproximadamente.

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2-1

2. GEOMORFOLOGÍA, GEOLOGÍA Y SISMICIDAD EN EL ÁREA EN ESTUDIO

2.1 Geomorfología

Por la información de los trabajos de Dollfos (1965), Macharé (1979) Sibrier - Macharé (1980)

y Martínez (1981), que muestran evidencias de las diferencias del suelo de Lima, en especial

el conglomerado se encuentra heterogéneo, errático y discontinuo desde su deformación por

diferentes eventos, las mismas que son responsables de las erosiones, deposiciones,

expresados en terrosas, acantiladas, cárcavas, depresiones, elevaciones, tendencias y perfiles

de equilibrio de las ríos, litoral marino, efecto y filtraciones naturales han lavado los cantos y su

matriz, y otras veces han cementado con carbonatos.

El Mapa de Martínez (1975), donde se resalta las características del suelo de Lima. Indicando

el siguiente resumen:

- Los suelos de Lima están formado por los abanicos del río Rímac y Chillón, las mismas

que tienen diferentes características geométricas, de origen, propiedades, etc., donde

predomina el conglomerado.

- Los cantos rodados están formados por el Cono del Rímac y por rocas ígneas

predominando las granodioritas.

- La presencia de diferentes terrazas, cauces antiguos y actuales de los ríos nos revelan

eventos importantes durante su evolución.

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2-2

- Muchas de las áreas críticas para las cimentaciones concuerdan con áreas donde

algún evento geomorfológico ha ocurrido o está ocurriendo en su evolución como

depósitos eólicos sepultados por sedimentos fluviales y/o aluvionales.

- Variaciones importantes en el nivel de la napa freática cuyo descenso pasa los 50 m

en el centro y niveles altos en las depresiones o zonas cultivadas dentro del

conglomerado.

2.2 Geología

Depósito Fluvio-Aluvionales

Se encuentran depósitos de material reciente suelto constituido por lechos de arena, más o

menos en un 70% y, limo en otro 15% englobando clastos y bloques angulosos y sub-

angulosos en otro 15% proveniente de las partes altas de las vertientes.

Los clastos y bloques son de rocas graníticas-tonalíticas y dioritas-gabros, las rocas sub-

redondeadas en procesos de meteorización algunas presentan alteraciones secundarias por

acción de agua.

El máximo espesor conocido es de 120 m sin alcanzar el basamento.

Estos depósitos aluviales se han formado debido a la acción del meteorismo (secamiento y

humedecimiento), que prevaleció anteriormente. Todos estos fenómenos han ocurrido en el

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2-3

Cuaternario. En la actualidad, la acción erosiva de transporte y sedimentación ha quedado

reducida a su mínima actividad.

Depósitos Eólicos

Las acumulaciones de arena transportada por el viento se ubican mayormente en los flancos.

La dirección predominante es de SW y SSW y su promedio de velocidad media es de

1.7 m/seg.

El movimiento de arena es reducido y generalmente de pequeño avance

Depósitos : Fluvio - Aluvionales - Eólicos (Cuatern ario)

La acción denundante del Cuaternario modificó las primitivas formas topográficas que

presentan la zona, debido principalmente a las variaciones de clima que existió en esta Era.

En el pleitoceno, la precipitación fue copiosa y permitieron mayor compactación de las arenas

en comparación de las arenas en comparación con la época actual.

En el Holoceno predomina el clima seco con intensa insolación. Así en nuestra zona se

aprecian rampas y proceso de escamación y desagregación de rocas produciendo

acumulaciones coluviales que descendieron por las vertientes y quebradas, e igualmente hubo

deposición de arenas eólicas.

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2-4

2.3 Sismicidad

La ciudad de Lima se ubica en la costa Occidental de Sudamérica, en una franja desértica

entre el Océano Pacífico y los Andes. Lima está localizada en los conos de deyección de los

ríos Rímac y Chillón que descienden de los Andes al Océano Pacífico. La región es parte del

Cinturón Circum-Pacífico, que es una de las zonas sísmicas más activas del mundo.

Los sismos se originan principalmente por la subducción de la placa de Nazca, bajo la placa

sudamericana. Esta zona ha generado sismos de alta magnitud con periodos de recurrencia

relativamente cortos.

El suelo en estudio se encuentra en la Zona 3 de Alta Sismicidad, según el “Mapa de

Zonificación Sísmica del Perú” de acuerdo a las Normas de Diseño Sismo-Resistente del

Reglamento Nacional de Construcción.

Las fuerzas sísmicas horizontales se pueden calcular de acuerdo a la siguiente relación:

Z x U x C x S x P H = ----------------------------- R Donde S, es el factor de suelo con un valor de 1.20, para un período predominante de

Ts=0.6 seg .

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3-1

3. INVESTIGACIONES DE CAMPO

3.1 Trabajos de Campo

Para los fines propuestos, se realizaron los siguientes:

3.1.1 Calicatas o Pozos de Exploración

Se realizaron tres (03) calicatas o pozos de exploración “a cielo abierto”, designados como

C-1, C-2 y C-3, los cuales fueron ubicados convenientemente, con profundidades suficientes

de acuerdo a la intensidad de las cargas estimadas en el proyecto.

Este sistema de exploración “a cielo abierto” es el más práctico, debido a las condiciones del

terreno que lo permite y evaluar directamente los diferentes estratos en su estado natural.

Hasta la profundidad explorada no se encontró nivel freático.

Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 C-2 C-3

5.00

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3-2

3.1.2 Muestreo y Registros de Exploración

Se tomaron muestras disturbadas representativas de los estratos atravesados en cada

calicatas y en cantidades suficientes como para realizar los ensayos de identificación y

clasificación, así como también para el ensayo de Corte Directo Remoldeado, y los Análisis

Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

Paralelamente al muestreo se realizaron los registros de exploración, en los que se indican las

diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del

estrato, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc.

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4-1

4. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribo y pilares, los que

transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en pilares, como

carga puntual.

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5-1

5. ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio Estándar, fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de

Suelos “J.J. Tello Ingenieros, Consultora y Constructora E.I.R.L.”; bajo las Normas de la

American Society For Testing and Materials (A.S.T.M).

5.1 Ensayos Estándar

Se realizaron los siguientes ensayos:

• Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422

• Contenido de Humedad ASTM D-2216

• Límites de Consistencia AST D- 4318

5.2 Ensayos Especiales

Fueron realizados los siguientes:

• En una muestra representativa del pozo C-2 de 3.40 - 5.00m., de profundidad, se

realizó el ensayo de Corte Directo Remoldeado.

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5-2

• En las muestras representativas de los siguientes pozos se realizaron los ensayos de

Análisis Químicos de Sales Agresivas al Concreto.

Pozo Profundidad (m) A cielo abierto

C-1 0.70-1.70 C-1 1.70-3.70 C-1 3.70-5.00 C-3 0.90-3.00

5.3 Clasificación de Suelos

Las muestras ensayadas en el laboratorio se han clasificado de acuerdo al Sistema Unificado

de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) y las muestras restantes que no figuran en el cuadro

fueron clasificados por pruebas sencillas de campo, observación y comparación con las

muestras representativas ensayadas.

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5-3

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

POZO C-1 C-1 C-1 C-2 C-2 C-3

Profundidad (m) 0.70-1.70 1.70-3.70 3.70-5.00 1.50-3.40 3.40-5.00 0.90-3.00

Muestra M-2 M-3 M-4 M-3 M-4 M-3

% Pasa Malla Nº 4 100.00 100.00 30.99 100.00 27.58 100.00

% Pasa Malla Nº 200 54.01 59.77 0.55 70.83 0.46 24.47

Limite Liquido 22.11 N.T N.T 21.38 N.T N.T

Índice Plástico 9.51 N.P N.P 11.60 N.P N.P

Coef. Uniformidad (Cu) -- -- 80.59 -- 55.01 --

Coef. Curvatura (Cc) -- --- 0.91 -- 6.09 --

Diámetro Efectivo (D 10) -- -- 0.43 -- 0.39 --

Contenido de Humedad (%) 11.92 4.46 2.62 14.02 2.27 16.41

Clasificación de Suelos “SUCS” CL ML GP CL GP SM

POZO C-3

Profundidad (m) 3.00-5.00

Muestra M-4

% Pasa Malla Nº 4 31.54

% Pasa Malla Nº 200 0.47

Limite Liquido N.T

Índice Plástico N.P

Coef. Uniformidad (Cu) 58.75

Coef. Curvatura (Cc) 0.76

Diámetro Efectivo (D 10) 0.45

Contenido de Humedad (%) 2.31

Clasificación de Suelos “SUCS” GP

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6-1

6. PERFILES ESTRATIGRAFICOS

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio y a la inspección realizada, se

efectuaron tres (03) perfiles diagramados en forma de barra.

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7-1

7. DESCRIPCION DE LA CONFORMACION DEL SUBSUELO DEL ARE A EN

ESTUDIO

De acuerdo a los perfiles estratigráficos inferidos y a la inspección realizada, se determina que

el subsuelo del área en estudio está conformado de la siguiente manera:

Superficialmente y hasta la profundidad variable de 0.70m – 1.50m, presenta material de

relleno conformado por arena limosa , con presencia de gravas subredondeadas, bolsas,

vidrios, ladrillos, cascotes de concreto, raíces delgadas, etc., color marrón, húmedo, no

plástico, en estado semicompacto y/o arcilla limosa con presencia de gravas

subredondeadas, cascotes de concreto, ladrillos, etc, color beige, húmeda, de mediana

plasticidad, de consistencia semidura.

Cabe resaltar que en el pozo C-2 de 0.00 – 0.70m, y en el pozo C-3 de 0.00m – 0.30m

presenta material tipo afirmado conformado por una arena gravosa, limosa, color beige, seca,

no plástica en estado semicompacto.

Por debajo y hasta la profundidad variable de 3.10m – 3.70m presenta material heterogéneo

conformado por arcilla , con 29.17% - 45.99% de arena de grano fino, con presencia de

gravas aisladas, color marrón y beige, húmeda, poco plástica, de consistencia semidura, con

21.38% - 22.11% de límite líquido y 9.51% - 11.60% de índice plástico, limo , con 40.23% de

arena de grano fino, color beige, húmedo, no plástico, en estado semicompacto, arena limosa,

color beige, húmeda, no plástica, en estado semicompacto, con 24.47% de material fino que

pasa la malla Nº 200.

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7-2

Continuando y hasta la profundidad explorada de 5.00m, con grava subredondeada, con

27.12% - 31.07% de arena, con presencia de cantos en un 20% - 25%, color beige, húmeda,

no plástica, en estado semicompacto, con 0.46% - 0.55% de material fino que pasa la malla

Nº 200. Grava de tamaño predominante de 1" y cantos de hasta 10" - 12”.

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8-1

8. ANALISIS DE LA CIMENTACION

8.1 Tipo y profundidad de cimentación

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, descripción de los perfiles

estratigráficos, características del proyecto y al análisis efectuado; se concluye que la

cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas con subzapatas desplantadas a la profundidad mínima

de 3.80m, en material de grava arenosa.

PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa.

8.2 Cálculo de la Capacidad Portante Admisible

Con los resultados obtenidos, en el Ensayo de Corte Directo Remoldeado

(φφφφ = 34° y c = 0.00 kg/cm²) en la condición mas desf avorable y aplicando la Teoría de

Terzaghi y corroborado por Meyerhoff para cimentaciones superficiales se tiene :

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8-2

1

qad = ----( γγγγd1 Df N*q + 0.4B γγγγd2 N*γγγγ) FS

qad : Capacidad Portante Admisible (kg/cm²)

B : Ancho de cimentación (m)

φφφφ : Angulo de Fricción Interna = 34°

c : Cohesión (kg/cm²) = 0.00

Df : Profundidad del desplante (m) = 3.80

γγγγd1 : Densidad Seca por encima del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.450

γγγγd2 : Densidad Seca por debajo del nivel

de cimentación (gr/cm3) = 1.858

N*q y N* γγγγ : Factores de capacidad de carga = 24.085,22.630

para una falla Intermedia

FS : Factor de Seguridad = 3

ESTRIBOS

B : Ancho de cimentación (m) = 1.50

Luego se tiene:

qad = 5.26 Kg/cm²

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8-3

PILARES

B : Ancho de cimentación (m) = 2.50

Luego se tiene:

qad = 5.83 Kg/cm²

8.3 Determinación de Asentamientos

De acuerdo a los niveles de cimentación, la estructura se apoyará en material de

grava arenosa y dado que el sector en estudio pertenece a la zona 3 de alta

sismicidad y teniendo en cuenta el reacomodo de las partículas ante eventos sísmicos

severos, se tendrá un asentamiento diferencial del orden de:

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

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9-1

9. ANÁLISIS QUÍMICO DE SALES AGRESIVAS AL CONCRETO

De los resultados obtenidos del ensayo de Análisis Químico de Sales Agresivas al

Concreto, se realizaron las siguientes muestras:

Pozo Profundidad Sales Totales (ppm) SO4 (ppm) Cl- (ppm) C-1 0.70-1.70 105.00 38.00 36.00 C-1 1.70-3.70 122.00 53.00 49.00 C-1 3.70-5.00 146.00 65.00 48.00 C-3 0.90-3.00 188.00 76.00 57.00

Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

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10-1

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo a los trabajos de campo, ensayos de laboratorio, a las características del proyecto

y al análisis efectuado, se concluye lo siguiente:

• El proyecto Ampliación Puente Peatonal Nº 4, se encuentra ubicado en las

intersecciones de la Av. Republica de Panamá y Paseo de la República, en el distrito

de Barranco, Provincia y Departamento de Lima.

• Se trata de la Construcción de un Puente Peatonal apoyado sobre estribo y pilares, los

que transmitirán cargas al subsuelo del orden de 25 Ton. en estribos y 50 Ton. en

pilares, como carga puntual.

• El subsuelo del terreno en estudio está conformado:

Superficialmente y hasta la profundidad variable de 0.70m – 1.50m, presenta material

de relleno conformado por arena limosa , con presencia de gravas subredondeadas,

bolsas, vidrios, ladrillos, cascotes de concreto, raíces delgadas, etc., color marrón,

húmedo, no plástico, en estado semicompacto y/o arcilla limosa con presencia de

gravas subredondeadas, cascotes de concreto, ladrillos, etc, color beige, húmeda, de

mediana plasticidad, de consistencia semidura.

Cabe resaltar que en el pozo C-2 de 0.00 – 0.70m, y en el pozo C-3 de 0.00m – 0.30m

presenta material tipo afirmado conformado por una arena gravosa, limosa, color

beige, seca, no plástica en estado semicompacto.

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10-2

Por debajo y hasta la profundidad variable de 3.10m – 3.70m presenta material

heterogéneo conformado por arcilla , con 29.17% - 45.99% de arena de grano fino,

con presencia de gravas aisladas, color marrón y beige, húmeda, poco plástica, de

consistencia semidura, con 21.38% - 22.11% de límite líquido y 9.51% - 11.60% de

índice plástico, limo , con 40.23% de arena de grano fino, color beige, húmedo, no

plástico, en estado semicompacto, arena limosa, color beige, húmeda, no plástica, en

estado semicompacto, con 24.47% de material fino que pasa la malla Nº 200.

Continuando y hasta la profundidad explorada de 5.00m, con grava subredondeada,

con 27.12% - 31.07% de arena, con presencia de cantos en un 20% - 25%, color

beige, húmeda, no plástica, en estado semicompacto, con 0.46% - 0.55% de material

fino que pasa la malla Nº 200. Grava de tamaño predominante de 1" y cantos de hasta

10" - 12”.

• El suelo de cimentación es del tipo S2 para un factor de suelo S = 1.20 y un periodo

predominante de Ts=0.6 seg .

• La cimentación será:

ESTRIBOS

Por medio de zapatas aisladas con subzapatas desplantadas a la profundidad

mínima de 3.80m, en material de grava arenosa., para una Capacidad Portante

Admisible de:

qad = 5.26 Kg/cm²

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10-3

y un asentamiento diferencial del orden de :

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

PILARES

Por medio de zapatas aisladas desplantadas a la profundidad mínima de 2.50 m, en

material de grava arenosa., para una Capacidad Portante Admisible de:

qad = 5.83 Kg/cm²

y un asentamiento del orden de:

∆∆∆∆Hd = 1.00 cm

• Los resultados obtenidos en el Análisis Químico de Sales Agresivas al Concreto nos

indican que no existe una agresividad de los sulfatos al concreto ni de los cloruros al

fierro; por lo tanto se recomienda el uso del cemento Portland Tipo I con una buena

densificación del Concreto mediante un buen vibrado.

• Las Conclusiones y Recomendaciones son válidas para la zona en estudio y para los

niveles de cargas consideradas en el Proyecto.