estudio geotécnicodiee.mep.go.cr/.../estudio_de_suelos_liceo_rural_de_cahuita.pdf · estudio...

, INGEOTECS.A. Tel. 2294-4010 ó 2294-4018 Apdo Postal 1687-2050 San Pedro |s

"0312

Estudio Geotécnico

Proyecto"Ampliación Centro Educativo

TV Cahuita"(Lote plano catastro No. L-119659-1993)

Talamatica, Limón

INGEOTEC S.A.

-Diciembre 2010-

S'y

CONTENIDO

CARTA DE PRESENTACIÓN

1. INTRODUCCIÓN.

4. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN.

«H

'■0311

^ 2. INVESTIGACIÓN DE CAMPO Y LABORATORIO REALIZADA.

3. PERFIL GEOTÉCNICO TÍPICO 2 |

3. RIESGO DE LICUACIÓN DE ARENAS ^4 I

5. PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE RETENCIÓN 10 "

3. RESULTADOS DE PRUEBAS DE INFILTRACIÓN 11

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 12

Anexo A: Hojas resumen de perforación

Anexo B: Análisis de licuación

Anexo C: Sistema de tratamiento individuales

ngeotec, SJÍ.INGENIEROS - CONSULTORESGEOTECNIA Y MATERIALES

Acreditada ISO 17025:2005

- 0310• Deslizamientos «

• Estudios de suelos |• Pilotes preexcavados

• Consultaría en geotecniaControl de calidad de materiales

San José, 13 de diciembre de 2010 IG- 173-2010

ArquitectoRicardo Núñez Salazar

IDG ArquitectosPresente

Estimado arquitecto:

Nos complace presentarles el estudio geotécnico realizado por nuestra empresa, para laconstrucción del proyecto "Ampliación Centro Educativo TV Cahuita", en una propiedad conplano catastro No. L-119659-1993 localizada en el distrito de Cahuita, cantón de Talamanca.provincia de Limón.

Quedando en la mayor disposición de aclarar cualquier aspecto que considere necesario, nosdespedimos.

Atentamente;

OINGEOTECS.A.

Ingenieros Consultores

Ing. Sergio Saenz Aguilar; MSc-Presidente-

C.C.: archivo

Teis (506)2294-4018 (506)2294-4026 Telefax (506)2294-4010 Apdo. 1687-2050 San PeDulce Nombre de Coronado, de la Bomba el Trapiche 500 m Norte y 100 m. Oeste IS años

— j.

1. INTRODUCCIÓN 0309 «^ K

En atención a la solicitud formulada por el arquitecto Ricardo Salazar Núñez. nuestra empresaIngeotec S.A. llevó a cabo el presente estudio geotécnico, en una propiedad con plano catastro No.L-119659-1993, localizada en el distrito de Cahuita, cantón de Talamanca, provincia de Limón; sitioen donde se construirá el proyecto "Ampliación de Centro educativo TV Cahuita".

De acuerdo con los resultados obtenidos en el campo y en el laboratorio, los materiales detectados enel sitio son arcillas limosas y arenas arcillosas de calidad mecánica muy pobre.

Este estudio geotécnico incluye, entre otros los siguientes aspectos; i) perfil estratigráfico típico; ¡i)variación de la capacidad de soporte admisible con la profundidad; 'iii) posibles problerñasgeotécnicos asociados con los materiales presentes; iv) profundidad del nivel freático; v) sistemasde cimentación que mejor se adapten a las condiciones del terreno; vi) recomendaciones paracontrapisos: vii) recomendaciones geotécnicas para diseño de obras de retención; y viii)recomendaciones para la depositación de aguas negras.

2. INVESTIGACIÓN DE CAMPO Y LABORATORIO REALIZADA

Con el propósito de realizar el presente estudio, se realizaron cuatro sondeos exploratorios^denominados P1, P2, P3 y P4 hasta una profundidad máxima de 5,85 m, localizados dentro del lote-conforme con lo indicado en la Figura 1. ^

Las perforaciones se ejecutaron mediante el sistema de penetración estándar (SPT), que permite la!toma continua de muestras tanto para la determinación del perfil geotécnico típico del sitio, como''para la ejecución de ensayos de laboratorio. Con este sistema se obtiene además el valor del^parámetro Nspt (número de golpes necesario para penetrar 0,30 m), el cual es correlacionable conlas propiedades internas del suelo y sus características de resistencia. En el caso que nos ocupa,este ensayo, junto con la información obtenida de los ensayos de laboratorio, aporta la informaciónnecesaria para el análisis geotécnico del proyecto. Además se tomaron muestras para realizarensayos de clasificación visual y ensayos en el laboratorio, para la determinación del contenido dehumedad natural, límites de Atterberg y pesos volumétricos.

Toda la información obtenida en el campo y en el laboratorio se encuentra recopilada en las hojasde resumen de perforación, las cuales se incluyen en el Anexo A al final de este reporte.

Adicionalmente se llevaron a cabo cuatro ensayos de infiltración de acuerdo con lo estipulado porel AyA para este propósito, con el fin determinar las características del sistema de tratamiento deaguas negras más adecuado para las condiciones del sitio.

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Estudio geotécnico Centro educativo TV Cahuita — Talamanca, Limón

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Figura 1

Croquis de ubi

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ón de trabajos de campo

•Educar para una nuava ciudadanía-

Calle 1 Av

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3. PERFIL GEOTÉCNICO TÍPICO ■ ■0307!

Con base en la información obtenida a partir de los sondeos realizados; así como los resultados delaboratorio y lo observado en el sitio, se puede concluir que el perfil geotécnico típico del terrenoconsiste en tres capas de suelo, cuyas características se discuten a continuación;

Capa 0;

Capa ®:

Capa (D:

Notas:1.2.

Arcillas limosas color café con tonalidades claras, oscuras y grisáceas.Presenta material orgánico en los primeros 30 cm. Plasticidad alta.Consistencia variable entre muy blanda y compacta. De acuerdo con elSistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.). clasifican comoarcillas de alta compresibilidad (CH). con Límite líquido de 164 e índiceplástico de 111 (Figura 2). Esta capa se extiende desde la superficie hastauna profundidad máxima de 1,35 m.

Arenas arcillosas color gris de grano fino. Plasticidad de nula a baja.Densidad relativa predominantemente muy suelta con algunos intervalosmedianamente densos. De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificaciónde Suelos (S.U.C.S.), clasifican como arenas arcillosas (SC). Esta capa sedetectó en las perforaciones P2 a P4, aparece bajo la capa ® y se extiendehasta la máxima profundidad explorada (5,85 m).

Material coralino color blancuzco. No presenta plasticidad. Densidad relativa!variable entre muy suelta y medianamente densa. Este material se detectólsolo en el sondeo P1, aparece bajo la capa (D y se extiende hasta la máxima!profundidad explorada en ese sondeo (4,50 m). |

<6C3

cQSe detectó el nivel freático a profundidades variables entre 0,40 m y 0,85 m s

En la Tabla 1 se presenta un resumen de la distribución de los estratos en cada uno de los puntos^de exploración, así como la descripción del material correspondiente con cada estrato.

Carta de Plasticidad • Cíasiricaclón SUCS

AmpNaciort TV Cahuita

Línea A100

CH

MHCL

120 14080 100

LímK* Liquide (LL)

Estudio geotécnico Centro educativo TV Cahuita - Taiamanca, Limón

6 b' 01-1 í)

* 0308

Tabla 1

Profundidad

(m)Estratigrafía / valores Nspt

P1 P2 P3 1 P40.00 - 0,45 14 2 2 10

0,45 - 0,90 17 2 2 2

0,90 - 1.35 3 2 2 21,35 - 1,80 6 2 2 2

1,80 - 2,25 5 2 3 2

2.25 - 2,70 6 2 2 4

2.70 - 3,15 5 2 2 9

3,15 - 3,60 2 2 2 103,60 - 4.05 4 2 2 64,05 - 4,50 4 2 2 11

4,50 - 4,95 3 2

4,95 - 5,40 6

5,40 - 5.85 15

SIMBOLOGÍAMaterial Simbologia

Arcillas limosas color café con tonalidades claras, oscuras ygrisáceas. Presenta material orgánico en los primeros 30cm. Plasticidad alta. Clasificación SUCS; OH

Arenas limosas color gris de grano fino. Plasticidad de nulaa baja. Clasificación SUCS; SC

Material coralino color blancuzco. No presenta plasticidad.

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4. RIESGO DE LICUACIÓN DE ARENAS I

4.1 Generalidades 0305La licuación es la pérdida total de resistencia de una arena fina, suelta, sumergida y de malagraduación, cuando es sometida a la acción de un sismo. En tal circunstancia, la masa de suelopuede tornarse una arena movediza y producir el hundimiento de las estructuras colocadas sobreellas. Por tal motivo, se considera imprescindible que como parte del estudio geotécnico se realiceel análisis de riesgo de licuación de arenas en el sitio.

De acuerdo con la información de campo y laboratorio, se tienen las siguientes características quehacen necesaria la realización de un análisis de susceptibilidad a la licuación de las arenasencontradas;

^ • Las arenas se presentan como una capa uniforme hasta la máxima profundidad explorada(5,85 m).

• La densidad relativa de estos materiales es predominantemente muy suelta con algunosintervalos medianamente densos. «

. La presencia del nivel freático por encima de la capa de arena detectada hace que ésta se iencuentre en una condición sumergida.

. El proyecto se ubica en una zona de importante actividad sísmica (zona III de acuerdo con elCódigo Sísmico de Costa Rica).

Para realizar la evaluación del riesgo de licuación se emplean dos metodologías diferentes, lasllcuales se describen a continuación. '

4.1.1 Comparación con curvas patrón

Según la información de laboratorio, se trazan las curvas granulométricas de las arenasencontradas. Tales curvas se comparan con curvas patrón que definen un rango de materiales condiferente grado de susceptibilidad a la licuación, de manera que se pueda realizar una calificaciónde las arenas del sitio. Con base en la información de laboratorio y las curvas granulométricasmostradas en el Anexo B, se determina que los materiales encontrados son susceptibles a licuarse,con básicamente un 100% de su material cayendo en rangos muy fácilmente licuables, por lo quese hace meritoria determinar de una manera cuantitativa lo potencialidad de licuación de dichosmateriales.

4.1.2 Metodología Seed & Idriss

Por la importancia del proyecto, se emplea un criterio que permita concluir con mayores elementosde juicio sobre la susceptibilidad a la licuación de las arenas.

La metodología empleada es la de Seed & Idriss, la cual relaciona la densidad de las arenas con laaceleración del sismo que produce licuación, para ello se analizó un sismo con aceleraciones entre

Estudio geotécnico Centro educativo TV Cahuita — Talamanca, Limón

0,10g y 0,20g, valores que de acuerdo con nuestra Firma, representan sismos de moderadafuerte intensidad respectivamente y son adecuados para realizar estudios de licuación en regionesepicentrales sísmicamente activas.

La metodología parte de obtener la razón de esfuerzos cíclicos conocida como CSR (Ciclíc StressRatio), que corresponde al esfuerzo cortante cíclico equivalente generado por el sismo (r^J divididoentre el esfuerzo efectivo vertical (a'^o).

De la ecuación anterior, los valores a'vo y Ovo representan los esfuerzos verticales efectivos ytotales respectivamente dentro de la masa de suelo a la profundidad de interés y amax es laaceleración pico probable durante el evento sísmico. El factor 0,65 fue propuesto, con el fin deconvertir la serie irregular de esfuerzos generados por el sismo, a una serie uniforme de esfuerzoscíclicos equivalente icyc = 0,65 Tmax- El factor r^, se Incorpora en la ecuación debido a que la columnade suelo no actúa como un cuerpo rígido, sino que se deforma durante el sismo.

El siguiente paso consiste en la determinación de la razón de resistencia cíclica conocida comoCRR (Ciclic Resistense Ratio) del suelo, la cual puede obtenerse mediante la siguiente ecuaciónque relaciona el ensayo Nspt con la CRR de un suelo para un sismo de magnitud igual a 7,5.

CRR^ = Q,Q48 - 0.00472KiVOéo + Q,Q0Q6136[(^^),¿^,f - 1.673 x1 - 0.12480V,)6o + 0.009578[(A^,)^oP - 0.000328S[(;V,)«,„p -t- 3.7U x

El último paso es el cálculo del factor de seguridad contra licuación. Si la razón de esfuerzo cíclicocausada por el sismo previsto es mayor a la razón de resistencia cíclica del suelo in situ, puedeocurrir licuación durante el sismo. El factor de seguridad contra licuación (FS) se define como-

•CRR

FS =CSR

El cual debe ser mayor a 1 para que no se produzca el fenómeno.

4.2 Resultados obtenidos

Los resultados obtenidos del riesgo de licuación para cada perforación realizada donde seencontraron arenas para las aceleraciones escogidas se resumen en las Tablas 2 y 3.


Tabla 2 " 0303

SondeoProfundidades susceptibles de

sufrir licuación (m)

P2 0,90-4.95P3 0,90-4,95P4 1,35-4.05

Tabla 3

SondeoProfundidades susceptibles de

sufrir licuación (m)

P2 0,90-5.40P3 0.90-4,95P4 1.35-4,50

4.2.1 Caracterización

Cos materiales detectados clasifican como arenas limosas de grano fino color gris. Éstas se,^|)_resentan a partir de los 0,90 m y hasta la máxima profundidad explorada (5,85 m).

La densidad relativa de las arenas es predominantemente muy suelta, condición que refleja sususceptibilidad a licuarse.

El nivel freático se ubica prácticamente a nivel superficial (-0,85 m máximo), por io que las arenasse encuentran en condición sumergida.

4.2.2 Análisis

Según el análisis realizado mediante la metodología de Seed & Idriss puede concluirse que tantopara una aceleración de 0,10 g (sismos moderados) como para 0,20 g (sismos fuertes) existeriesgo de licuación en prácticamente toda la profundidad donde se detectaron arenas. La condicióntan suelta de las arenas, hace que aunque las mismas posean porcentajes de finos altos (>20%),estas sigan siendo susceptibles a licuarse.


5. ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN " 0302

En este capítulo se incluyen las principales recomendaciones relacionadas con la cimentación de lasobras objeto de este estudio, considerando tanto las características de las edificaciones a construir;como las condiciones locales del terreno determinadas a partir del presente estudio geotécnico.

5.1 Generalidades

Con base en los resultados de campo y laboratorio llevados a cabo, se pueden establecer algunascaracteristicas generales del perfil geotécnico típico del terreno, que son de especial interés para elanálisis de la cimentación de las obras que nos ocupan. Estos factores pueden resumirse de lasiguiente manera;

a. El perfil geotécnico típico del sitio está compuesto por tres capas de suelo natural; i) unasarcillas limosas color café con tonalidades claras, oscuras y grisáceas. Presenta materialorgánico en los primeros 30 cm. Plasticidad muy alta y por lo tanto potencialmente expansivasConsistencia variable entre muy blanda y compacta, ii) una capa de arenas arcillosas color grisde grano fino. Plasticidad de nula a baja. Densidad relativa predominantemente muy suelta conalgunos intervalos medianamente densos y iii) un material coralino color blancuzco. Nopresenta plasticidad. Densidad relativa variable entre muy suelta y medianamente densa.

b. En general, todas las capas detectadas presentan condiciones mecánicas que puedencatalogarse como muy pobres para el soporte de las estructuras proyectadas. Además, Laprimera capa (arcillas) presenta caracteristicas expansivas importantes y ante eventossísmicos la segunda capa (arenas), es susceptible a sufrir licuación.

c. En general, los materiales encontrados en el sitio clasifican según el SUCS como arcillas dealta compresibilidad (CH) y arenas arcillosas (SC).

d. El material orgánico superficial y la arcilla expansiva deberán ser totalmente removidos delárea de cimientos y pisos, debido a la pobre calidad mecánica y alta compresibilidad queposeen.

e. Con base en la información obtenida a partir de los sondeos realizados en la propiedad, sepuede definir la presencia de materiales muy blandos que se encuentran prácticamente en todala profundidad y área explorada. A nivel superficial se detectaron materiales arcillosos decaracteristicas expansivas importantes. La presencia de estos materiales hace meritoria lautilización de cimentaciones rígidas o semiprofundas como se detalla mas adelante. En todocaso, independientemente de la solución escogida el riego de licuación del sueln ant^ un ̂ iamn - ̂es inminente, v las soluciones propuestas an informa A/n garantirran la segundad de la ^cimentación contra licuación del suelo,^ Para evitar la falla de cimentaciones por este fenómenoT^se requieren soluciones de cimentación mucho mas profundas (>20 m) o de técnicas demejoramiento del terreno (vibro compactación o compactación con explosivos) que no seadecúan a la escala de las edificaciones proyectadas (Centro educativo). La administración delproyecto deberá valorar por la tanto si es conveniente o no la construcción de la edificación enese sitio.


f. Se detecto la presencia del nivel freático a profundidades variables entre 0,40 m y 0,85 m. ' •' Q ̂ Qg. Desde un punto de vista cualitativo, considerando los tipos de estructuras a construir

V ̂ (Pabellones de aulas, edificios administrativos, edificios para comedor, entre otros) v lasmkU- caraderisticas de los materiales a las profundidades de interés para la cimentación se

concluye que los suelos detectados pueden catalogarse como muy malos para la cimentaciónde estructuras.

5.2 Cimentaciones

De acuerdo con los resultados obtenidos y considerando las condiciones geotécnicas particulares delsitio las alternativas de cimentación que mejor se adecúan a la condición de suelos malosexistentes son: losa superficial rígida o pilotes cortos.

5.2.1 Losa rígida superficial

Para cimentarse mediante este sistema se recomienda proceder como sigue:

i. Utilizar un sistema de cimentación a base de una losa rígida, colocada superficialmente ycimentada sobre un relleno granular compactado de al menos 0,50 m de espesor, por loque el nivel de fondo del relleno deberá ser la cota -0,50 m; medida a partir del nivel actualdel terreno. Aunque la utilización de espesores mayores sería muy conveniente,constructivamente no es posible debido a la existencia de un nivel freático muy somero. Elrelleno granular se deberá compactar a un 98% de la densidad máxima del ProctorModificado {AASHTO T-180).

ii. El diseño de la losa deberá hacerse con base en una capacidad de soporte admisible delterreno (FS = 3) de 2.0 t/m^ o con los valores mostrados en la Tabla 4, de acuerdo con laprofundidad de desplante seleccionada por el diseñador estructural. La Figura 3 muestra unesquema de la solución que se propone.

Nota: Durante la excavación deberá garantizarse la estabilidad de los cortes y se deberá abatir el nivelfreático existente.

Debe aclararse que para esta solución podrían presentarse algunos asentamientos, aún para labaja presión de diseño recomendada. Por tal motivo se recomienda tomar todas las previsionesnecesarias en cuanto a acometida de tuberías, drenajes, accesos, entre otros. Asimismo la losadeberá tener rigidez suficiente para evitar que ocurran asentamientos diferenciales.


- 0300

Relleno de lastre

compactadoLosa rígida

vNS\SS\V\\\\SS\N\\V\\S\\SSS\\\N\\\\SV,S\VV\\\\SS\\N\V

Arcillas de alta plasticidadpotencialmente expansivas

1

lilili ! \

0.50 m

> !

Arenas arcillosas

potencialmente licuables

Pared

□

Columnas

□ iLosa

□ m □

Figura 3Detalle de losa rígida superficial

Notas:

Variación deTabla 4

(211:33=" ̂ -í- -1

••0299Profundidad

(m)Capacidad soportante ft/m^)

P1 P2 P3 P40,00 - 0.45 No cimentar No cimentar No cimentar No cimentar0,45 - 0,90 2.0 2.0 2.0 2.00,90-1.35 2.5 2,0 2,0 2,01,35-1,80 5.0 2,0 2,0 2.01,80-2,25 7,0 2,5 2.5 2,52,25-2,70 10,0 3,0 3,0 4.02,70-3,15 12,0 3,5 3,5 6,03,15-3,60 15,0 4,0 4.0 7,53,60-4,05 15,0 5,0 5,0 9,04.05-4,50 20,0 8.0 8,0 12,04,50-4,95 10,0 9,54,95 - 5,40 15,0

5.40 - 5,85 18,0

Los valores de la tabla son admisible e incluyen un factor de seguridad de tres contra falla porcortante del terreno. ^La profundidad de cimentación mínima recomendada es de 0,50 metros.Los valores recomendados consideran la presencia de capas de menor calidad subyaciendoestratos de mejor calidad físico-mecánica.No se han aplicado reducciones de la capacidad de soporte admisible por la colocación de losascercanas a zonas en talud.

5.2.2 Pilotes hincados

La solución de pilotes hincados puede también ser considerada para este caso en particular, dadala presencia de suelos blandos detectados en todos los sectores perforados. La capacidad de'cargapor pilote considera tanto el aporte por fricción, como por punta de los mismos. Lo anterior sedeterminó considerando las condiciones geotécnicas del material con la profundidad detectadas enlas perforaciones.

La capacidad de carga admisible por pilote recomendada, en función de la sección del mismo, sedetalla en la Tabla 5 siguiente:

Tabla 5

Capacidad de carga admisible por pilote

Diámetro del

pilote(cm)

Capacidad de carga admisible total(t)

L = 6,0 m

20x20 2,2

25x25 2,7

30x30 3.4

35x35 4,2

Estudio geoíécntco Centro educativo TV Cahuita - Talamanca, Limón

Los valores de la tabla incluyen un factor de seguridad de tres contra falla por cortante del suel§299Los pilotes se deberán apoyar en cabeza por una viga de fundación rigida, que permita soportar elapoyo puntual que inducirán los pilotes. De implantarse esta solución se recomienda utilizar unaprofundidad de fondo de placa mínima de 0.50 m. medida a partir del nivel actual del terreno. En elcaso de que existan placas individuales sobre pilotes, éstas se deberán unir al resto de la estructuramediante vigas de amarre.

5.3 Pisos

Dentro de las áreas de construcción se deberá realizar una excavación generalizada de cómomínimo 0.50 metros y rellenar luego con un material granular compactado. En caso .de optarsepor la solución de losa superficial, esta funcionará a la vez como contrapiso para las edificaciones.El relleno granular se deberá compactar hasta alcanzar una densidad del 98% de la densidadmáxima del ensayo Proctor Modificado (AASTHO T-180). Aún utilizando este espesor podríanpresentarse algunos problemas debidos a deformaciones diferenciales atribuibles a la presencia demateriales expansivos, o por compresión del suelo blando.

6. PARÁMETROS PARA DISEÑO DE OBRAS DE RETENCIÓN Y ESTRUCTURASENTERRADAS

Para el diseño de obras de retención o estructuras enterradas tipo tanques, piscinas, entre otros, serecomiendan los siguientes parámetros geotécnicos del terreno, que consideran la eliminación totaldel material de pobre calidad mecánica de la fundación:

Capa (D:

Teoría de Rankine de esfuerzos efectivos:

- Cohesión efectiva nula

- Ángulo de fricción interna efectivo del material (<!»'): 20°- Coeficiente de empuje activo (Ka): 0,49- Coeficiente de empuje pasivo (Kp): 2,04- Peso volumétrico del suelo: 2,00 t/m^

Las recomendaciones anteriores consideran que se elimina totalmente de la fundación todo aquelmaterial de pobre calidad mecánica que sea detectado a nivel de fundación.

Adicionalmente recomendamos utilizar las siguientes fórmulas para obtener las presiones activa ypasiva que actuaran sobre las estructuras:

P^=r-H-K^+q'K^

P,=yHK^

Estudio geotécnico Centro educativo TV Cahuita - Talamanca, Limón 10

Donde: "'0297y: peso volumétrico del suelo que genera empujeH: profundidadq: sobrecarga

6. RESULTADOS DE PRUEBAS DE INFILTRACION

6.1 Resultados obtenidos

Se realizaron cuatro pruebas de infiltración en el terreno, ubicadas según se indica en la Figura 1Los resultados obtenidos de estos ensayos in situ se detallan a continuación:

Tabla 6

Resultados de pruebas de infiltración

EnsayoProfundidad

(m)

Tasa de infiltración

(mín/cm)

Velocidad de infiltración

(l/m^/día)IN1 0,50-0,80 15,0 31,8

IN2 0,50-0,80 2.0 87,0

IN3 0,50-0,80 2,5 77,8

IN4 0,50-0,80 2,0 87,0

Nota: Velocidad de infiltración = 123/(tasa)'^°® (l/m^/día)

De los resultados obtenidos se concluye que el suelo a nivel superficial, presenta características deinfiltración variable que se pueden calificar desde buenas (IN2, IN3, IN4) hasta pobres (IN1). En lossitios donde se realizaron las pruebas IN2, IN3 e IN4 es posible la utilización de sistemas de absorcióncon drenajes. En el sitio donde se realizó la prueba IN1 el terreno es inadecuado para uso de drenajes.En todo caso la presencia de un nivel freático muy somero impide la utilización de sistemasconvencionales de absorción con drenajes superficiales y tanque séptico. En vista de lo anterior,alternativamente puede considerarse el uso de sistemas de tratamiento individual, como los que semencionan a continuación.

6.2 Sistemas de tratamiento individual

A fin de evitar la contaminación de las aguas subterráneas, o bien evitar problemas por el malfuncionamiento de los drenajes, según lo especifica el Reglamento de Vertido y Re-uso de AguasResiduales del Ministerio de Salud, se recomienda lo siguiente:

1.

2.

Colocar una unidad de tratamiento primario que contemple operaciones físicas tales como lasedimentación y el desbaste para la eliminación de los sólidos sedimentables y flotantespresentes en el agua residual.Construir después una unidad de tratamiento secundario tipo filtro anaeróbico de flujoascendente (Anexo C), sistemas de Bio-Depuradores de Tanque Diez (Anexo C), o una unidadpara tratamiento de lodos activados (Anexo C).


- 02963. Colocar un sistema de filtración (Bio-filtros, zanjas de filtración de grava y arena o un estanquede fitodepuración con plantas). Para fa unidad de tratamiento de lodos activados no se requieredel uso de este proceso terciario con filtros.

4. Descargar los efluentes en algún cauce o canal cercano o crear algún de depósito paraalmacenar esta agua y emplearla en riego de zonas verdes, por ejemplo.

El sistema propuesto tiene como objetivo depurar y potabilizar el agua negra a un grado losuficientemente alto de descomposición de sólidos suspendidos totales (SST) y depuración bacteriana(DBOs ) mayor del 95%, que permita verter el agua tratada en un cuerpo receptor o al terrenosuperficial sin que esto signifique una potencial amenaza de contaminación para el medio ambiente omantos acuíferos. Si se planea verter el agua depurada al terreno, se recomienda realizar una pruebade infiltración adicional en el punto exacto donde se planea construir los drenajes, dada lascondiciones tan variadas de infiltración encontradas.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con base en los resultados de la investigación geotécnica discutidos en este reporte, puedeconcluirse lo siguiente;

1. El estudio realizado detectó la existencia de suelos de muy mala calidad. La presencia demateriales arcillosos expansivos muy blandos y arenas sueltas sumergidas potencialmentelicuables, trae como consecuencia la necesidad de emplear sistemas especiales decimentación. Sin embargo aún así, los sistemas propuestos no protegen la edificación dedaños en caso de que ocurra licuefacción de las arenas durante sismos.

2. El perfil geotécnico típico del sitio está compuesto por tres capas de suelo natural: i) laprimera, de arcillas limosas color café con tonalidades claras, oscuras y grisáceas. Presentamaterial orgánico en los primeros 30 cm. Plasticidad alta. Consistencia variable entre muyblanda y compacta y condiciones mecánicas que pueden catalogarse como muy pobres, ii)arenas arcillosas color gris de grano fino. Plasticidad de nula a baja. Densidad relativapredominantemente muy suelta con algunos intervalos medianamente densos. Presentacondiciones mecánicas que pueden catalogarse también como muy pobres, y iii) un materialcoralino color blancuzco. No presenta plasticidad. Densidad relativa variable entre muysuelta y medianamente densa y condiciones mecánicas que se pueden catalogar comopobres.

3. En general, los suelos detectados clasifican como materiales tipo CH (arcillas de altacompresibilidad) y SC (arenas arcillosas) según el S.U.C.S.

4. Las estructuras se deberán diseñar y construir siguiendo las normas y especificacionesindicadas en el "Código de Cimentaciones de Costa Rica" y el "Código Sísmico de CostaRica considerando el terreno como tipo 34 (según el Código Sísmico de Costa Rica 2002).

5. Considerando las condiciones de los materiales en el sitio; así como las características delas obras que se planean construir, los sistemas de cimentación que mejor se adaptan a lamala calidad del suelo existente son: i) una losa rígida superficial o ii) pilotes cortoshincados. Su empleo requiere que se verifique que ta carga transmitida al terreno nosobrepase la capacidad soportante admisible del terreno o del pilote de acuerdo con lo

Estudio geotécnico Centro educativo TV Cahuita - Taiamanca, Limón 12

"0295establecido en las Tablas 4 y 5 de este reporte. Sin embargo el uso de cualquiera de lassoluciones expuestas en este informe no garantiza la estabilidad de las cimentacionesdurante un sismo debido a la probable licuación de las capas arenosas.

6. Se detecto la presencia del nivel freático a profundidades variables entre 0,40 m y 0,85 m.

7. A partir de las pruebas de infiltración efectuadas, se concluye que el terreno presentacaracterísticas variables de infiltración que se pueden catalogar desde buenas hasta pobrespara el uso de sistemas convencionales de disposición de aguas negras mediante tanqueséptico y zanjas de absorción superficial. La existencia de un nivel freático superficial,conducen a la necesidad del uso de sistemas de tratamiento de aguas negras como losrecomendados en este reporte.

8. Las perforaciones obtienen información puntual sobre la profundidad de las distintas capasde materiales, por lo que no se puede descartar que los espesores de los materialesencontrados puedan variar en otros puntos del terreno; por lo anterior, se recomiendarealizar una comprobación de la calidad de los materiales y profundidades de desplanteseleccionados, una vez que se ejecute la excavación de las zanjas de fundación.

9. Cualquier condición eventual del terreno, distinta a la reportada en este informe, se nosdeberá consultar al respecto.


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m ANEXO A

Hojas de resumen deperforación

- 0294

'<■ s

i'B-í-tí-

- 0293

Ongeotec, S,AmINGENIEROS - CONSULTORES

CEOTECNIA Y MATERIALESAoOTnas* (SO 170» 2005

PERFIL DE

SUELOS

Proyecto:Centro Educativo TV Cahulta

Localización

Talamanca, Limón

Sondeo: P1 Inicio: 10/11/2010 Nivel Freático: 0,55 m

Prof. 4,50 m Final: 11/11/2010 Material orgánico: 0,20 m

Profundidad

mDescripción Gráfico N

¿5 50N

w

%IP LL

C

kg/cm'Yt

kg/m^sucs

c

0.00 - 0,45Arcilla limosa color café oscura y grisáceaPlasticidad alta. Consistencia compacta.

0,45-

0,90-

1,35-

1,80-

2,25-

2,70-

3,15-

3,60-

4,05 -

4,50 -

4,95-

5,40-

5,85-

6,30-

6,75-

7,20-

7,65-

8,10-

8,55-

9,00 -

9,45-

9,90-

10,35-

10,80 -

11,25-

11,70-

12,15 -

0,90

1,35

I,80

2,25

2,70

3,15

3,60

4,05

4,50

4,95

5,40

5,85

6,30

6,75

7,20

7,65

8,10

8,55

9,00

9,45

9,90

10,35

10,80

II,25

11,70

12,15

12,60

Material coralino color blanco con algo dearena fina y fragmentos de hasta 37,5 mm. Nopresenta plasticidad. Densidad relativavariable entre muy suelta y medianamentedensa.

Fin

14

17

3

6

5

6

5

2

4

4

27

39

58

52

63

-V_

" 0292

Ongeotec,INGENIEROS - CONSULTORES

6EOTECNIA Y MATERIALESAoMUda ISO ITS» 2006

PERFIL DE

SUELOS

Proyecto:Centro Educativo TV Cahuita

Localización

Talamanca, Limón

Sondeo: P2 inicio: 10/11/2010 Nivel Freático: 0,85 m


Profundidad


25 50

Nw

%IP LL

C

kg/cm*

Yt

Jaüü!sucs

0,00

0,45

0,90

1,35

1,80

2,25

2,70

3,15

3,60

4,05

4,50

4,95

5,40

5,85

8,30

6,75

7,20

7,65

8,10

8,55

9,00

9,45

9,90

10,35

10,80

11,25

11,70

12,15

0,45

0,90

1,35

I,80

2,25

2,70

3,15

3,60

4,05

4,50

4,95

5,40

5,85

6,30

6,75

7,20

7,65

8,10

8,55

9,00

9,45

9,90

10,35

10,80

II,25

11,70

12,15

12,60

Arcilla limosa color café oscura y grisáceaPlasticidad alta. Consistencia blanda.

Arena limosa color gris. No presentaplasticidad. Densidad relativa variable entre

muy suelta y medianamente densa.

Fin

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

3

6

15

97

49

47

46

38

40

111 164 OH

ongeotec, S»A,INGENIEROS - CONSULTORESGEOTECNIA Y MATERIALES

AoidlUda ISO 1702S 2006

PERFIL DE

SUELOS

cmtJTuj

-0291

Proyecto:Centro Educativo TV Cahulta

Localización

Talamanca, Limón

Sondeo: P3 Inicio: 10/11/2010 Nivel Freático: 0,40 m


Profundidad


25 50N

w

%IP LL

C

kg/cm*Yt

kaísLsucs

0,00 - 0,45

0,45 - 0,90

0,90-1,35

1,35 - 1,80

1,80-2,25

2,25 - 2,70

2.70-3.15

3,15-3,60

3,60 - 4,05

4,05 - 4,50

4,50 - 4,95

4,95 - 5,40

5,40 - 5,85

5,85 - 6,30

6,30 - 6,75

6,75 - 7,20

7,20 - 7,65

7,65-8,10

8,10 - 8,55

8,55 - 9,00

9,00 - 9,45

9,45 - 9,90

9,90- 10,35

10,35 - 10,80

10,80-11,25

11,25-11,70

11,70-12,15

12,15-12,60

Arcilla limosa color café oscura y grisáceaPlasticidad alta. Consistencia blanda.

Arena limosa color gris. No presentaplasticidad. Densidad relativa muy suelta.

Fin

•^2

54

40

41

43

50

10 35

_ V_

SO

ongcotec,INGENIEROS - CONSULTORES6EOTECNIA Y MATERIALES

AciMudalSOITOM 2005

PERFIL DE

SUELOS

" ̂

• 0290Proyecto:

Centro Educativo TV Cahuita

Localización

Talamanca, Limón

Sondeo: P4 inicio: 10/11/2010 Nivel Freático: 0,70 m


Profundidad

mDescripción Lito

loQíaGráfico N

25 50N

w

%IP LL

C

kg/cm'Yt

If/t/m*sucs

0,00 - 0,45

0,45 - 0,90

0,90-1,35

1,35 - 1,80

1,80-2,25

2,25 - 2,70

2,70-3,15

3,15-3,60

3,60 - 4,05

4,05 - 4,50

4,50 - 4,95

4,95 - 5,40

5,40 - 5,85

5,85 - 6,30

6,30 - 6,75

6,75 - 7,20

7,20 - 7,65

£ 7,65-8,108,10-8,55

8,55 - 9,00

9,00 - 9,45

9,45 - 9,90

9,90-10,35

10,35 - 10,80

10,80 - 11,25

11,25-11,70

11,70 - 12,15

12,15-12,60

Arcilla limosa color café oscura y grisácea.Plasticidad alta. Consistencia variable entre

muy blanda y compacta.

Arena limosa color gris. No presentaplasticidad. Densidad relativa variable entre

muy suelta y medianamente densa.

Fin

10

2

2

2

2

4

9

10

6

11

51

51

48

30

45

26 49 se

vífe

fe

m s.

&QO10.Í -

••0239

ANEXO B

Análisis de iicuacion

-3.

CURVA GRANULOMETRICA

ngeotec, S. A.

INGENIEROS • CONSULTORES

OEOTCCMA V MATERIALES

PROYECTO: Centro Educativo TV Cahuita

HIDROMETRO

MALLAS U. 8. ESTANDAR

MALLA EN PULG.

TAMAÑO EN PULG.

25H45MIN

60MIN

4 MIN

I 7 H

15 MI

N I

19 MI

N |

1 MIN

100,00

6 8

12

24

#40

#20

#10

#4

3/8

3/4

1 1/2

-J»

80,0

0

70,00

ü/bl

Muv

Lie

60,00

Lici

50,00

40,00

S MBOLOGA

30,00

l20,00

P1 - Prof: 1,80 -2,25 m

—P2-Prof: 4,50-4,95 m

- P3-Prof:2,70-3,15m

10,00

0,00 0,001

0,100

0,010

1,000

ABERTURA DE MALLA (mm)

10,000

100,000

1000,000

ARCILLA A LIMO

FINO

1 ME

DIO

1 GRU

ESO

FINO

GRUESO

GUIJA

CANTO

ARENA

GRAVA

RROS

RODADO

o ro

OO

00

• * >

06553^

■ 0237

Tabla B1

Estratigrafía y espesores licuables (amax = 0,1g)

ProfundidadP1 P2 P3 P4

de - a

0,00 - 0,45 Are. Are. Are. Are.

0,45 - 0,90 Coral Are. Are. Are.

0,90 - 1,35 Coral Lic. Lic. Are.

1,35 - 1,80 Coral Lic. Lic. Lic.




3,15 - 3,60 Coral Lic. Lic. No Lic.


4,05 - 4,50 Coral Lic. Lic. No Lic.

4,50 - 4,95 Lic. UC;

4,95 - 5,40 No Lic.

5,40 - 5,85 No Lic.

SIMBOLOGÍA

Are. Material arcilloso sin capacidad de sufrir licuación durante un sismo.Coral. Material coralino

Lic. Material suceptible de sufrir licuación durante un sismoNo Lic. Material no suceptible de sufrir licución durante un sismo

• ' *

"0236

Tabla B2

Estratigrafía y espesores licuables (a^ax =

ProfundidadP1 P2 P3 P4

de - a

0,00 - 0,45 Are. Are. Are. Are.

0,45 - 0,90 Coral Are. Are. Are.

0,90 - 1,35 Coral Lic. Lic. Are.




2,70 - 3,15 Coral Lic. Líe. Lic.



4,05 - 4,50 Coral Lic. Lic. Up. -4,50 - 4,95 Lic. Lic.

4,95 - 5,40 Lic.

5.40 - 5,85 No Lic.

SIMBOLOGiA

Are. Material arcilloso sin capacidad de sufrir iicuación durante un sismo.Coral. Material coralino

Lic. Material suceptibie de sufrir licuación durante un sismoNo Lic. Material no suceptibie de sufrir licución durante un sismo

< • *

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* -?:• "".''•"-'C-í< •,

'írtó'vli

0W57

"'0235

ANEXO C

Sistema de tratamiento

individuales

■:>ra"íV-;

'-Ci:5,eÁ

"•0234

Figura C1FILTRO ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE

prefabricado en pláslicD reforzado con fibra de vidiio(FIBROMUEBLES SA)

registro de entada.

que también (en 100 mm) podría ser ulíllzadcen las actividades de marrienniiento

t O on . agua sobemaleial (Urania

MATER lA LFILIRAWE

Malertaí de s gp

Xtft)

REGíSTnp a la altura del terreno

conectarpam líneaevacuadora de gases

7

- -r -/. 89 cm

04Ím50cm B caraa hUtáiilca

A

El risfc l Uc selkla de uguaa irtA ada^debe estarsobre el riveldelagua elel Ierren^; y

Cámara de entrad

con ranuras

♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦

44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444#♦>444444444444444444444444444

14444 444 4 4444444►44444444444444►44444444444444►44444444444444►44444444444444

W4444444444444->444444444444>444444444444*444444444444

XtItItItItItItItjtItIt!'

REGISTRO OPOZO

ALTERNATIVOPARA

REMOCION OeIODOS

HÍD

70 cm mple soloajiis ladoen codo/

cm

Gl cm'Posible saJida de lodos

SISTEMA DE DEPURACIÓN TOTAL PARA AGUAS RESIDUAieS DOheSVCAS

PLANTA M TRATAMISNTO BIOLÓOlCA T.I

KOtpunotn ro SapundsWM'

lntom»cl6n Qmwwl:

S Sat

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OipiriMi TMITD ¡PMi^

TraUmlam BWó^ T O |

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Man manara la AnaraMna A la

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AAolaraA. an un

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y « Aona en

A eaau A

nawannanA A la radadA.

Lm MfíciMnclM

tfe Ainctonarntonlo

d* M

Mtoa tiM

iMmM

i MMlégínnlitéda.

MOmAÜ 2003

"PAQUETE TODO INCLMOO"

SlstpriM d« FlIodspuraclOn Tanque Dlaa

La Emprtu 'â

nqua

Dnz ofr

oco un cúmodo

yaf

cien

la al

iiam

a A opouraotn

toial

con

eimnacMn M agua raudu» o tu ituao

COlUPOtICiÓN DEL SIS

TEMA

;• 6lO-OePURAOOfiES T.O

. como IfilÉmipnlo

prmano par» lo

dai :n ag

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CARACTERISTICAS GENERALES:

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Med - eAuencw - ana

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CompWemenA preAianceA

- AA elfoerKdi A nmoonamenro

"• na» necaate M Umpilsde peridaica

- Me necenra A menreomoe/m «endcaco.

Ve/irMJAS PA/ti EL USVAPtO.

rodal»naaniBoOnMrt mtanaoa

No

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Figura C2

VSHTAJAS PARA €L CONSTRUCTOR:

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Kapidor 0e not«o«ow>

Su roUltoCo) *9 lirnplo y lomî

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Ro^riioro ó« pMe npocA.

BJPNPLO AUSTRÁJT^ DBL SI5TÉNA

CaleetoT attioLM

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PROCESO DE TRATAMIENTO fiesidenciBl • Comercial • Industrie

Los slslsmas Cromfân sslán disafíadt» con un procesocontinuo os alimentación a iodos activados, con dosHcadoresqueoperan en forma cicllca. Todos lossistoinasdetretamlantoCFomagfass operan con los mismos prlndplüs:una eareedún

turbulenta del Influente de aguas residuales y un taatamientocicicode la blomasa en cámaras separadas de aereadón ysedimentación.

El efluente descargado es un liquido Irolorocasicristainoy con

una reducción del OBO y Sólidos suspendidos (SST) superior ai96%. Se pueden lograr eflctencias superiores si se requiere.

La calidad del afluente as aceptada para su REUSO en irrigación,lavado da autos, reciclaje y otros usos de agua no pot^He en forma

doméstica o Industrial, ahorrando así agua potabiey dijera

ESPECIFICACIONES

LIBRE DE OLORES Y RUIDO

El sistema de aleación de Cromaglass permita que se dasarrolela colonia de bacterias aeróbicas. Estas bacterias aeróbicas

consumen los desechos orgánicos HmplandoasíelagLa, sin

producir gases olorosos tai y como sucede, con las bacteriasanaeróbicas que proilferar en las fosas sépticasy plantas detratamiento a cielo abierto. El resulado as un sistema de

tratamiento libre da olores y ruidos.

Las plantas Cromasfass vieran en atractivos módulos en formade tanque con registros de acceso cerrados para sumantenimiento. Su funcionamientoesatravesdebombassumergibles, al sistema no produce ruido, por b que es iadblaser Instalado aun Junto a tos edificios a bs cuales da seivlcb.

MODELO LARCO ANCHO ALTO leso CAMCDAO VOLUMEN DESECARGAS VOLUMEN CAmaOAC CAR«A CONSUMO{IfTSI {MTSi (MTS) íkbs) ■124 HR OeSCARSA PORO» TARQUE AEREAQQN OflCANICA ENERCIA REWSRUraS

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(* ) Dependentlo de la carge biológica

DESCRIPCION DEL PROCESO4 T'EMTRAOAOC ARE OE COffiACTOS

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SECCOHDiUtENCIONbesrKjCAS

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1- Planta de Tratamiento de Agua 7- Mampara de Soporte 14- Rotador -Descarga F1Rasiduai AerotMca Modeb CA-SO «- Mampara de MaMa 15- Rotador - Alarma de De&carga

2- Tûe Modelo CA-60 ©- Bombas de Descaiga - Dúplex 16- Rotador - lnterri4>tor de Descarga3- Entrada para servicio 10- Bomba de Transferencia 17- Rotador • Aeración Dual4- Tapa 11- Bomba Os Redrculadór de Lodoe 18- Flotador - Alarma de Nivel Alto5- Baffie 12- Bomba de Aeración P1 y P2 19- Ensamble Flotante de Descarga6- Mampara Cóncava 13- Flotador - ReorciNación de Lodos F1

BENEFICIOS DEL SISTEMA CROMAGLASS- Probado Ampliamante - Genera agua Limpia Reddabie - Capacidad de Sobrecarga• Cumple Requisitos - Libre de Olores u Ruido - Control Automático del Sistema

Gubernamentales - Rápida InstaJsdón - Mínimo mantîmiento

- Construcción Modular y - Descargas Programadas • Monrtoreo las 24 horas

Anticorrosiva - Eliminadón de Rujo Continuo - Expandidle a Futuro

Distribuido en Costa Rica por

Surá Soluciones Ambientales S.A.

Teléfono: 224-5409Fax:225-4444

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Figura 03Sistema de tratamiento con lodos activados

estudio geotécnicodiee.mep.go.cr/.../estudio_de_suelos_liceo_rural_de_cahuita.pdf · estudio...

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