MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO CUADRAPAMPA CANTIRE DEL ANEXO DE VILCAR, DISTRITO DE COLTA, PROVINCIA DE PAUCAR DEL SARA SARA - AYACUCHO2014

ESTUDIO

MECNICA DE SUELOS Y CANTERASINSTALACIN DEL SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO CCENCHO JAY, ANEXO DE HUATACA DISTRITO DE MARCABAMBA PROVINCIA DE PAUCAR DEL SARA SARA - AYACUCHO

Distrito :

Colta

Provincia:

Paucar del Sara saraRegin :

Ayacucho

ndice

I. GENERALIDADES....3 1.1 INTRODUCCIN..3 1.2 OBJETIVOS.....4 1.3 UBICACIN DE LA ZONA...4 1.4 DESCRIPCIN......4 1.6 METODOLOGA DEL ESTUDIO..5II.GEOlogia del area de estudio...5 2.1 GEOmorfologia.....6 2.2 DESCRIPCION DE LAS CALICATAS..7III. ESTUDIO DE SUELOS...8 3.1 TRABAJOS de campo....8 3.2 TRABAJOS de laboratorio............11 3.3 EVALUACION DE SUELOS Y CALLES A INTERVENIR..............14IV.anlisis deCANTERAS...............................................15 4.1 CANTERA DE AGREGADOS..15vii.conclusiones y recomendaciones.....16ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS Y CANTERAS1. GENERALIDADES.1.1. INTRODUCCINLa finalidad del Estudio de Mecnica de Suelos y Canteras es determinar los parmetros geotcnicos mnimos tanto del rea de ubicacin as como de los materiales y agregados a ser considerados para el mejoramiento del sistema de Riego.De igual forma los ensayos de campo han sido realizados para obtener los parmetros de resistencia y deformacin de los suelos de fundacin, as como el perfil estratigrfico desarrollado a partir de las calicatas ubicadas en el proyecto para el sistema de riego a ser proyectada.Dentro de los alcances el estudio ha considerado las exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, de la zona de la captacin, porque en el proyecto se desarrollar en el distrito de Colta.Los trabajos considerados en el desarrollo del estudio de suelos comprenden lo siguiente:

Ensayo de campo de suelos

Ensayos de laboratorio de muestras de suelo extradas de las calicatas de exploracin

Determinacin de la densidad de campo

Definicin de tipos y profundidades de cimentacin adecuada as como parmetros geotcnicos preliminares para el diseo

Ubicacin de canteras para el sistema de riego, diseo de concreto y los ensayos referidos a las mismas.

1.2. OBJETIVOLos Estudios de Mecnica de Suelos tienen por objetivo determinar las caractersticas geotcnicas del rea de estudio, identificando las propiedades fsicas y mecnicas de los suelos para el diseo del sistema de riego.

1.3. UBICACIN DE LA ZONA DE ESTUDIO

El proyecto tiene la siguiente ubicacin:

Ubicacin Poltica

Regin : Ayacucho.Provincia : Paucar del Sara saraDistrito : ColtaUbicacin Geogrfica

Altitud: 3 300 m.s.n.m. Lmites:

Por el Norte:Distrito de Cchicchipampa.

Por el Este:Distrito de Oyolo

Por el Sur:Distrito de Ushua.

Por el Oeste:Anexo de Pomacocha

1.4. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

El proyecto MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO CUADRAPAMPA CANTIRE DEL ANEXO DE VILCAR, DISTRITO DE COLTA, PROVINCIA DE PAUCAR DEL SARA SARA - AYACUCHO, el sistema de riego recibir el caudal de los manantiales del anexo de Vilcar, estos caudales har que se almacene un volumen suficiente de agua para el sistema de riego del distrito de Colta el cual ser para el mejoramiento del distrito.1.5. METODOLOGA DEL ESTUDIOLa metodologa de trabajo para la realizacin del presente estudio comprendi las siguientes actividades:

Recopilacin de la informacin bibliogrfica de la zona.

Planificacin de las actividades de campo que incluirn reconocimiento de la zona y del mbito del Proyecto.

Realizacin del Estudio de Mecnica de Suelos de la zona de estudio, mediante estudios geolgicos, excavacin de calicatas de investigacin.

Recopilacin de muestras del subsuelo de las calicatas para su anlisis en el laboratorio.

Trabajo de gabinete, interpretando los resultados obtenidos en campo.

El informe de Mecnica de Suelos, ha sido elaborado en base a la investigacin geotcnica y muestreo de campo realizada in situ y los resultados de ensayos de Laboratorio.

Para calcular la capacidad portante del suelo en los puntos donde se proyectan obras de concreto especiales, se tomaron muestras inalteradas del fondo de las calicatas excavadas para ensayos de corte directo, apoyados en estos mtodos de auscultacin y medicin, se podr determinar los parmetros de cohesin (c) y friccin () con los que se calcular la capacidad de carga del terreno de cimentacin, segn principios y procedimientos conocidos.2. GEOLOGIA DEL AREA DE ESTUDIOEstructuralmente no se han observado evidencias de un tectonismo intenso que afecte la zona de estudio, observando sistemas de fracturas variados, tpico de rocas de origen volcnico, con grado de intenso a moderado y un grado de meteorizacin moderado, considerando una roca de origen volcnico de tipo piroclstico o tobas y brechas.

Los sistemas de fracturas ms importantes las detallamos a continuacin: N 65

76 NW

N S

vertical

N 15

41 NW

N 330

vertical

N 45

vertical

Los sistemas de fracturas en algunos casos forman acuamiento y desprendimientos de rocas, este fenmeno ocurre a una distancia considerable del futuro represamiento, lo que no afectar la obra proyectada.

2.1. GEOMORFOLOGIAEl Segn la Geologa Regional, la zona de estudio presenta diferentes unidades geomorfolgicas, las que han sido denominadas como: Flanco Occidental de los Andes, Altiplanicie Andina y Altas Cumbres.

a) Flanco Occidental de los Andes

Se extienden desde los 2,500 msnm hasta los 5,000 msnm, con una gradiente promedio entre los 15 y 30 , conformada por cadenas de cerros que se alinean con una direccin NO SE.

Esta unidad se caracteriza por presentar una morfologa irregular, predominando un sistema de drenaje sub paralelo a dendrtico, convergente y perpendicular a la lnea de la costa.

Esta unidad geomorfolgica ha sufrido los procesos de la ltima fase de la Orognia Andina y la accin erosiva profunda durante el Terciario superior y Cuaternario por los ros y quebradas que bajan del macizo andino, complementada por los factores litolgicos, geoestructurales y climatolgicos.

b) Altiplanicie Andina

Esta subunidad geomorfolgica tambin se observa en la zona de estudio, comprendida entre las cotas 3,800 a 4,500 msnm, son planicies disectadas por hondonadas poco profundas y de poca pendiente que corren de Este a Oeste y en algunos casos de NE a SO.

Constituyen antiguas superficies de meteorizacin y erosin con inclinaciones suaves hacia el Oeste o SO.

En esta unidad geomorfolgica se encuentra la zona de estudio.c) Altas Cumbres

Esta unidad se ubica en las partes ms altas del rea de estudio donde se observan los afloramientos de roca de origen volcnico en forma denudada, con relieves escarpados con cotas que van desde los 3,800 hasta ms de los 5,000 m,s,n,m, la pendiente del terreno es fuerte en la mayor parte.

Esta unidad geomorfolgica se caracteriza por presentar zonas muy abruptas e inaccesibles con abundantes escarpas, crestas pronunciadas y picos elevados los pequeos valles tienen paredes empinadas. La litologa que predomina en esta unidad son tobas brechoides, lavas dacticas en bancos que constituyen el Volcnico Alpabamba y el Grupo Barroso (Serie Inferior).2.2. DESCRIPCION DE LAS CALICATAS.

Las ubicaciones de las calicatas realizadas para el estudio se muestran en el cuadro N01, en donde se ejecutaron 08 calicatas a cielo abierto, asignndole desde C-1 a C-8, los cuales estn ubicados convenientemente en todas las zonas que conforman las obras proyectadas. CUADRO N 01: UBICACIN DE CALICATASExplo.ProfundidadUbicacinTipo

No.(m.)

C-011.5Ubicacin de CaptacinT. ROCOSO

C-021.5Calle 01 Prog. 0+6 kmT. SEMIROCOSO

C-031.5Calle 02 Prog. 0+190 kmT. NORMAL

C-041.5Calle 03 Prog. 0+50 kmT. SEMIROCOSO

Fuente: Elaboracin propia3. ESTUDIO DE SUELOS

3.1. TRABAJOS DE CAMPO

Los trabajos para conocer y evaluar los materiales que componen la subrasante de la va consistieron en la revisin de informacin de estudios anteriores, inspeccin de campo y auscultaciones a cielo abierto o calicatas hasta una profundidad de 1.50 m.

Se efectu, adems de la clasificacin de campo respectiva, la toma de muestras representativas las cuales fueron conducidas al laboratorio para los anlisis respectivos. Con los resultados obtenidos de los anlisis en laboratorio, se determin el perfil estratigrfico final en los puntos estudiados.

En el cuadro N 02 Prospecciones Efectuadas se describe la ubicacin de las calicatas efectuadas as como la descripcin del material encontrado en cada una de ellas.

CUADRO N 02: PROSPECCIONES EFECTUADAS

CalicatasProfundidad (m)Descripcin del material

C-010.7En el perfil del suelo se muestra un suelo limoso con arena y presencia de grava, Segn la clasificacin es de tipo SM con grava.

C-021En el perfil del suelo se muestra un suelo limoso con arena y presencia de grava, Segn la clasificacin es de tipo SM con grava.

C-031.5En el perfil del suelo se muestra un suelo limoso con arena y presencia de grava, Segn la clasificacin es de tipo SM con grava.

C-041.3En el perfil del suelo se muestra un suelo limoso con arena y presencia de grava, Segn la clasificacin es de tipo SM con grava.

C-011.1En el perfil del suelo se muestra un material tipo GP con arena de granulometra, grava mal graduada con arena.

C-021.25En el perfil del suelo se muestra un suelo limoso con arena y presencia de grava, Segn la clasificacin es de tipo SM con grava.

C-031.2En el perfil del suelo se muestra un material tipo GM con arena de granulometra, grava limosa con arena.

Fuente: Elaboracin propia

3.2. TRABAJOS DE LABORATORIO

La elaboracin del perfil estratigrfico requiere de una clasificacin de materiales que se obtiene mediante anlisis y ensayos en laboratorio sobre las muestras extradas en el campo as como de la observacin al momento de efectuar la calicata. La interpretacin de los resultados obtenidos ha permitido clasificar los suelos, definir los horizontes de material homogneo y establecer la estratigrafa.

Los trabajos de laboratorio permitieron evaluar las propiedades de los suelos mediante ensayos. Las muestras disturbadas de suelo, provenientes de cada una de las exploraciones, fueron sometidas a ensayo de acuerdo a las recomendaciones de la American Society of Testing and Materials (ASTM).

Como parte de este informe, se presentan los resultados de los ensayos a los que fueron sometidas las muestras de suelos. Las muestras se analizaron en un Laboratorio de Suelos, bajo la supervisin del Ingeniero Especialista de Suelos y Pavimentos, y de tcnicos de laboratorio.

El Cuadro N 03 Ensayos de Mecnica de Suelos presenta los diferentes ensayos realizados, describiendo el propsito de cada uno.

CUADRO N 03: ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOS

Nombre delEnsayoUsoMtodoAASHTOEnsayoASTMTamaoDeMuestraPropsito del ensayo

Limite

liquidoClasificacinT89D4318250 gr.Hallar el contenido de agua entre los estados Liquido y Plstico

Limite PlsticoClasificacinT90D4318250 gr.Hallar el contenido de agua entre los estados plsticos y semi solid.

ndice PlsticoClasificacinT90D4318250 gr.Hallar el rango de contenido de agua por encima del cual, el suelo est en un estado plstico.

Anlisis MecnicoClasificacinT88D422250 gr.Para determinar la distribucin del tamao de partculas del suelo.

En cuanto a los ensayos considerados, se puede realizar una breve explicacin de los ensayos y los objetivos de cada uno de ellos. Cabe anotar que los ensayos fsicos corresponden a aquellos que determinan las propiedades ndices de los suelos y que permiten su clasificacin.

Anlisis Granulomtrico por tamizado (ASTM D-422)

La granulometra es la distribucin de las partculas de un suelo de acuerdo a su tamao, que se determina mediante el tamizado o paso del agregado por mallas de distinto dimetro hasta el tamiz N 200 (de dimetro 0.074 milmetros), considerndose el material que pasa dicha malla en forma global. Para conocer su distribucin granulomtrica por debajo de ese tamiz se hace el ensayo de sedimentacin. El anlisis granulomtrico deriva en una curva granulomtrica, donde se plotea el dimetro de tamiz versus porcentaje acumulado que pasa o que retiene el mismo, de acuerdo al uso que quiera dar al agregado.

Limite Liquido (ASTM D-427) y Limite Plstico (ASTM D-427)

Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla que contiene el material que pasa la malla N 200, porque es este material el que acta como ligante.

Un material, de acuerdo al contenido de humedad que tenga, pasa por tres estados definidos: lquidos, plsticos y secos. Cuando el agregado tiene determinado contenido de humedad en la cual se encuentra hmedo de modo que no puede ser moldeable, se dice que est en estado semilquido. Conforme se le va quitando agua, llega un momento en el que el suelo, sin dejar de estar hmedo, comienza a adquirir una consistencia que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se dice que est en estado plstico.

Al seguir quitando agua, llega un momento en el que el material pierde su trabajabilidad y se cuartea al tratar de moldearlo, entonces se dice que est en estado semi seco. El contenido de humedad en el cual el agregado pasa del estado semilquido al plstico es el Limite Liquido (ASTM D-427), y el contenido de humedad en el que para del estado plstico al semi seco es el Limite Plstico (ASTM D-427).

Contenido de Humedad Natural (ASTM D-2216)

El contenido de humedad de una muestra indica la cantidad de agua que esta contiene, expresndola como un porcentaje del peso de agua entre el peso del material seco. En cierto modo este valor es relativo, porque depende de las condiciones atmosfricas que pueden ser variables.Entonces lo conveniente es realizar este ensayo y trabajar casi inmediatamente con este resultado, para evitar distorsiones al momento de los clculos.CUADRO N 04: CONTENIDOS DE HUMEDAD

CalicatasAltura (msnm)Profundidad (m)Ubicacin Humedad (%)

C-133490.30 - 1.50Ubicacin de Captacin5.31

C-233430.50 -1.50Calle 01 Prog. 0+6 km3.27

C-332800.00 - 1.50Calle 02 Prog. 0+190 km3.05

C-433600.30 - 1.50Calle 03 Prog. 0+50 km2.89

Fuente: Elaboracin propia

Los diferentes tipos de suelos son definidos por el tamao de las partculas. Son frecuentemente encontrados en combinacin de dos o ms tipos de suelos diferentes, como por ejemplo: arenas, gravas, limo, arcillas y limo arcilloso, etc. La determinacin del rango de tamao de las partculas (gradacin) es segn la estabilidad del tipo de ensayos para la determinacin de los lmites de consistencia. Uno de los ms usuales sistemas de clasificacin de suelos es el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por trminos simblicos.

El sistema de clasificacin para Construccin de Carreteras AASHTO, es tambin usado de manera general. Los suelos pueden ser tambin clasificados en grandes grupos, pueden ser porosos, de grano grueso o grano fino, granular o no granular y cohesivo, semi cohesivo y no cohesivo.

En base a los trabajos de campo realizados recientemente, el subsuelo en todo el rea en estudio est conformado por depsitos elicos mayormente por arenas de granos finos mal gradadas (SP) arenas con limos (SP-SM) de compacidad que vara de poco suelto a firme en algunos sectores a firme en otro sectores, de color que beige, poco hmedo, no plstico. No se encontr la presencia de nivel fretico en las calicatas exploradas.CUADRO N 05: CLASIFICACION DE SUELOS

CALICATAMUESTRAPROF. (M)W%L.LL.PI.PSUCSDESCRIPCION

C-1M-10.30 - 1.505.31NPNPNPGP-PMGRAVA LIMOSA CON ARENA

C-2M-10.50 -1.503.27NPNPNPSP-SMARENA MAL GRADADA CON LIMOS

C-3M-10.00 - 1.503.05NPNPNPSP-SMARENA MAL GRADADA CON LIMOS

C-4M-10.30 - 1.502.89NPNPNPSPARENA MAL GRADADA

Fuente: Elaboracin propia

3.3. EVALUACION DE SUELOS Y CALLES A INTERVENIR

La Evaluacin efectuada en las Calles de la Zona del anexo Vilcar del distrito de Colta, fue realizada mediante mtodos MND (Mtodos no destructivos) habindose seleccionado los relativos a evaluacin visual propuesto por el Cuerpo de Ingenieros difundido en nuestro medio y conocido comnmente como el PCI. La razn para elegir este mtodo es que permite adoptar una nomenclatura precisa y conocida en nuestro medio para referirse a la tipologa y magnitud.

4. ANLISIS DE CANTERASSe determin los sitios que son canteras cercanas al proyecto para su utilizacin en las obras a realizar tomando en cuenta los requisitos y exigencias mnimas para el diseo, materiales, colocacin y control de calidad en obra.

En la bsqueda y seleccin de las canteras de material, se ha tenido en cuenta la ubicacin y las evaluaciones necesarias como granulometra, caractersticas fsicas y composicin del agregado. Para ello se han analizado una cantera de agregado grueso y fino, los resultados de las caractersticas de estas canteras las presentamos a continuacinCUADRO N 06: CARACTERISTICAS DE LAS CANTERAS.CanteraCoordenadasAlturaTipoCapacidad

EN

Agregado grueso y fino682296.878322699.46286037.5mm a .80mm ( 1 a N4 )Limitado

4.1. CANTERA DE AGREGADOSSe ha ubicado la cantera de agregados, en el distrito de, con una capacidad de 5,000 m3, El material de esta cantera es agregado grueso y fino bien graduado y presenta caractersticas regulares para su utilizacin.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El estrato donde se apoyara las estructura del sistema de riego, est constituida segn la clasificacin de SUCS, por una arena limosa con grava (SM), color marrn oscuro, presenta gravas de aristas semi angulosas de 3/8 a 3/4 en promedio, tiene aproximadamente 10 % de finos no plsticos, de compacidad densa segn se profundice. Estafo seco y abundante presencia de trozos de piedra de aristas angulosas de 1 a 3 en promedio, y ubicadas en forma alternada en toda el rea del perfil del suelo.

El estrato donde se apoyara las estructuras del sistema de riego, est constituida segn la clasificacin de SUCS, por una arena limosa (SP-SM), color marrn oscuro, tiene aproximadamente 10 % de finos no plsticos, de compacidad densa segn se profundice. El estrato donde se apoyara las estructuras del sistema de riego, est constituida segn la clasificacin de SUCS, por un limo arenoso limoso (ML), color marrn oscuro, tiene aproximadamente 10 % de finos no plsticos, de compacidad densa segn se profundice.

El estrato donde se apoyara las estructuras del sistema de riego, est constituida segn la clasificacin de SUCS, por una grava mal graduada con arena (GP), color marrn oscuro. De acuerdo con las caractersticas del tipo de estructura, la cimentacin se realizara a partir de los 1.50 m de profundidad para la estructura, con lo que adems, se estara dando confinamiento a la cimentacin, minimizando los problemas de asentamiento.

Bajo estas condiciones, es recomendable tomar en consideracin la necesidad de establecer un tipo de estructuras totalmente simtricas en principio, ya que la simetra nos entregar deformaciones del sistema terreno estructura. En segundo lugar, las cimentaciones realizadas en base a plateas rgidas o flexibles, minimizaran la variabilidad de presiones actuantes en la base de la estructura, e incrementar la capacidad de resistencia ltima del suelo, atenuando los potenciales efectos dinmicos sealados. Por la tanto, el tipo de cimentacin recomendado es en base al empleo de un sistema estructural en base a una platea rgida, dependiendo del valor del coeficiente del Balasto del suelo.

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