informe de suelos, canteras,fuentes de agua y pavimentos

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OBRAS CIVILES CON CALIDAD TOTAL S.A.C. Asistencia Técnica e Informática

Estudio Definitivo para la Rehabilitación del Camino Vecinal CHACAPALPA – HUAY HUAY Departamento de JUNIN

CONTRATO N° 0280-2012-MTC/ 21

ESTUDIO DEFINITIVO PARA REHABILITAR EL CAMINO VECINAL

CHACAPALPA – HUAY HUAY

Departamento de: JUNIN

INFORME Nº 01 DEL

ESTUDIO DE SUELOS Y PAVIMENTO

INDICE

1. SUELOS

Informe de plataforma.

Informe de calicatas – ubicación y estratos.

Certificado de ensayos de laboratorio – hasta clasificación.

Panel fotográfico.

2. CANTERAS.

Ubicación de canteras.

Descripción de canteras: accesos potencia rendimientos, usos,

tratamientos, periodo de explotación,

Certificados de libre disponibilidad.

Certificación de ensayos.

Panel fotográfico.




1.- SUELOS: Informe Nº 01

OBJETIVO

El estudio de suelo y materiales comprende la investigación de los suelos

que se presentan a lo largo del Camino Vecinal de Chacapalpa-Huay

Huay: Km. 00+000 – 17+800, que servirán de base para tener criterios

en la estructura del pavimento al adaptarse.

Asimismo se detallan los problemas encontrados en el estudio

relacionados a los materiales de construcción, zonas críticas, etc, y las

alternativas de solución a los mismos.

METODOLOGIA DE ESTUDIO

El estudio de suelo se realiza mediante la ejecución de pozos

exploratorios o calicatas a lo largo de la plataforma a la actual carretera

vial, distribuidas en forma intercalada y en una separación de 0.500

Km., cada una de ellas con la obtención de muestras representativas de

los diferentes estratos, para la ejecución de los ensayos de laboratorios.

Para el logro del objetivo propuesto durante el desarrollo del estudio

hemos realizado las siguientes actividades principales:

- Evaluación de la situación actual de la vía.

- Ubicación, análisis y clasificación de canteras, fuentes de agua

y botaderos.

- Análisis de la alternativa de diseño de pavimento, a nivel de

afirmado, según los términos de referencia.




Para el presente trabajo se ha realizado los siguientes pasos:

Revisión de Estudios Anteriores:

Se ha revisado bibliografía concerniente a trabajos anteriores

relacionados a la geología regional, geología local y otros

trabajos de carácter geotécnico - suelos de carreteras de la

Región.

Trabajo de Campo:

Para el trabajo de campo se ha considerado el MANUAL DE

ENSAYOS DE MATERIALES ( MTC E 101-2000).

Se ha realizado primeramente un reconocimiento del trazo de

la carretera desde el inicio hasta el final, donde se ha

encontrado las progresivas correctas, luego se procedió

ejecutar a ubicar las calicatas cada 500 m. En forma

alternada se realizaron las calicatas con las medidas

propicias para poder visualizar y extraer el material hasta

una profundidad máxima de 1.50 m.

Luego de realizar las calicatas se procedió a tomar datos de

la estratigrafía de cada calicata a su vez obtener muestras de

los horizontes más desfavorables que servirán de capa de

subrasante.




INFORME DE LA PLATAFORMA.

GENERALIDADES:

El proyecto de Rehabilitación del Camino vecinal CHACAPALPA –

HUAY HUAY tiene una longitud de 17+800 Km.; pasa por distintos

tipos de suelos arcillosos y arenosos que se originaron por

procesos de meteorismo e intemperismo de las rocas de tipo

arenisca, que tienen presencia en las áreas adyacentes como es

notable en los cortes próximas.

a.- ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS:

El tramo de interés de una amplitud de 17.800 Km. se emplaza por

los bordes inferiores de las estribaciones de la Cordillera Central,

en una topografía predominantemente ondulada y accidentada con

carcavas.

La plataforma se encuentra conformada mayormente de suelos

arcilloso-limoso a limo-arcillosas negro de buena compacidad y

plasticidad alta. Son de espesores profundos (del orden de los 1.20

m.)

Depósitos Coluviales: Se denomina así a las acumulaciones de

talud y materiales de ladera que se han originado por procesos de

intemperismo y acción de gravedad. Están compuestos por

fragmentos de variados tamaños, formas irregulares y aristas

agudas, mezcladas con materiales finos. Se presentan cubriendo

las laderas inferiores de las lomadas. Los espesores que alcanzan

son variados.




La descripción litológica que ha continuación se reseña corresponde a una

evaluación objetiva y directa de campo desde el punto de vista de la

naturaleza de los suelos, así como la interpretación de los análisis de

laboratorio realizados a las muestras obtenidas de las prospecciones

efectuadas a lo largo de todo la carretera evaluado.

b) DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE Y DEL TIPO

DE SUELO QUE CONFORMA LA SUBRASANTE

Las características de los suelos determinan la estabilidad y calidad de la

carretera, éstas características se basan en las propiedades físicas y

mecánicas, los mismos que han sido determinados al analizar las

muestras del suelo en el laboratorio mediante los ensayos

correspondientes.

El estudio del subsuelo a través de las excavaciones efectuadas

(calicatas), permite seleccionar las muestras más representativas para

realizar la exploración del terreno de fundación y de esta forma conocer

la estratigrafía, características, propiedades y su clasificación; siendo

indispensable este conocimiento para garantizar la estabilidad de la vía

de transporte, de tal manera que no se presenten fallas y presten

servicio en óptimas condiciones.

Se excavaron calicatas o pozos " a cielo abierto ", una calicata a cada ½

kilómetro, a lo largo del eje de la carretera proyectada hasta una

profundidad de 1.50 metros debajo de la superficie de rodadura.

En cada uno de estos pozos se ha efectuado un muestreo, colocando las

muestras en bolsas de polietileno con una tarjeta para su identificación,

las muestras han sido remitidas al laboratorio.




Efectuadas las calicatas, se registraron los datos del estado actual de

cada una de las capas del pavimento existente; las muestras tomadas de

cada una de las calicatas fueron sometidas a los siguientes ensayos en el

laboratorio de mecánica de suelos, siguiendo especificaciones del

MANUAL DE ENSAYOS DE MATERIALES (MTC E 101-2000) y su

similar de ASTM y AASHTO:

- Características Físicas:

Análisis Granulométrico MTC E 107 (ASTM D-4318)

Límite Líquido MTC E 110 (ASTM D-4318)

Límite Plástico MTC E 111 (ASTM D-424)

Contenido de Humedad MTC E 108 (ASTM D-2216)

Clasificación AASHTO (ASTM D- 3282)

Clasificación SUCS (ASTM D-2487

- Características Mecánicas:

Proctor Modificado MTC E 115 (ASTM-D-1557)

California Bearing Ratio (CBR)MTC E 132 (ASTM-D-1883)

Descripción de algunos ensayos realizados en el laboratorio:

En primer lugar se verificó la clasificación visual de todas las muestras

obtenidas durante los trabajos de campo y se clasificaron siguiendo el

procedimiento ASTM D-2488.

Análisis Granulométrico:

Se realizaron análisis granulométrico por tamizado con la serie

americana de tamices de acuerdo a lo especificado en la Norma MTC

E 107 (ASTM D-4318), la fracción menor que la malla N°200 se

determinó por vía húmeda. Se adjuntan los certificados de los

resultados de laboratorio.




Constantes Físicos:

Con la fracción menor que el tamiz N° 40 se determinaron los límites

de Atterberg según procedimientos MTC E 110 (ASTM D-4318) y

MTC E 111 (ASTM D-424), respectivamente, una vez obtenida

esta información se procedió a clasificar los suelos por el método del

índice de grupo de la AASHTO.

Proctor Modificado y CBR:

Con la finalidad de determinar la densidad máxima húmeda óptima y

valores soporte de los materiales, se han seguido procedimientos con

ensayos de laboratorio y/o correlacionando los índices de grupo con

los valores CBR, haciendo uso del gráfico que se presenta en el

presente informe.

De acuerdo con los perfiles estratigráficos de los suelos de la

subrasante y la identificación de los suelos tipos se ubicaron sub-

sectores según el suelo predominante y sus respectivos espesores.

En principio, estamos hablando de material grueso (gravas) y material

fino (arenas) solo a la vista de la superficie del terreno y las calicatas

nos permite definir, con toda exactitud que se necesitan.




Informe de las CALICATAS – UBICACIÓN y

estratos.




CERTIFICACION DE ENSAYOS DE SUELOS -

HASTA CLASIFICACION.




PANEL FOTOGRAFICO DE SUELOS

o PANEL FOTOGRAFICO DE CALICATAS


CERRADAS





CERRADAS




2.- CANTERAS

Objetivos

El estudio de canteras comprendió la ubicación, investigación,

composición física y de calidad de materiales de agregados inertes para

la capa de afirmado y concreto de Cemento Portland.

Investigación de Campos

Comprendió la ubicación de los depósitos de materiales inertes, luego se

procedió a su investigación geotécnica mediante la ejecución de pozos

exploratorios hasta una profundidad de 1.20m. por debajo del nivel o

borde de plataforma.

En cada calicata excavada se realizó la clasificación de fragmentos

rocoso mediante una selección manual de los agregados mayores a 2”

obteniéndose una distribución cuantitativa.

En cada calicata se realizo un registro del perfil estratigráfico,

describiendo el tipo de material encontrado, clasificación geotecnia,

forma del material granular, color, porcentaje estimado de bolonería y

presencia de material orgánico, contenido de humedad e indica de

plasticidad / compresibilidad.

Trabajos de Laboratorios

Con el objeto de determinar las características, propiedades y calidad de

materiales, así como el uso de cada cantera (afirmado, concreto, etc.) con

las muestras disturbadas extraídas en la investigación de campo se




realizaran ensayos de clasificación y de calidad en laboratorios, de

acuerdo al siguiente cuadro:

Ensayo Norma

- Contenido de Humedad MTC E 108 (ASTM-D-2216)

- Análisis Granulométrico MTC E 107 (ASTM-D-4318)

- Ensayo de compactación Proctor Modificado MTC E 115 (ASTM-D-1557)

- Límite Líquido MTC E 110 (ASTM-D-4318)

- Límite Plástico MTC E 111 (ASTM-D-424)

- Relación Soporte California, C.B.R. MTC E 132 (ASTM-D-1883)

- Abrasión (maquina de los Ángeles)50%MAX MTC E 207

- Clasificación SUCS ASTM D-2487

- Clasificación AASHTO ASTM D-3282




UBICACIÓN DE CANTERAS

CANTERA DE HORMIGÓN

Ubicado en el lecho del rio HUARI , específicamente en el puente Huari que es

parte del CV y esta ubicado en el km 17+720 al 17+742, siendo sus accesos

por el 17+720 o por el 17+ 760. Es un material limpio, usar zaranda. Cantera

para Concreto y Hormigón.

CANTERAS DE AFIRMADO:

PARA SUBBASE Y BASE: 2 CANTERAS.

TIENEN LIBRE DISPONIBILIDAD.

PRESENTA LA POTENCIA SUFICIENTE PARA EL MATERIAL PARA

BASE Y SUB-BASE. SON:

CANTERA DE AFIRMADO Nº 01:

CANTERA PROGRESIVA 0+000+ACCESO 800 METROS.

Justificación de su ubicación:

Según la denominación de la Municipalidad de Chacapalpa y

de la Comunidad Campesina de Chacapalapa se encuentra en el km

00+000 – que es la Plaza de Armas de Chacapalpa siendo la distancia

hasta la cantera de 800 mts, tomando la ubicación con esta

referencia de :

UBICACIÓN: 0+000+ acceso 800 metros.




(Que es el equivalente a llamarlo km 32+000 al km +32+500

de la carretera central, considerando que el km 000+000 se

encuentra en La Oroya).

- Es una cantera en banco

CANTERA DE AFIRMADO Nº 02:

Llamada CANTERA HUASHAPAMPA

UBICACIÓN: PROGRESIVA 1+400.

JUSTIFICACION DE LA UBICACIÓN POR LA COMUNIDAD

CAPESINA DE HUASHAPAMPA:

La Comunidad campesina de Chacapalpa la denomina

considerando el km00+000 en la localidad de Huari ( km 21+900 de

la carretera central con cero en La Oroya).

UBICACIÓN : Según la progresiva del CV : 16+400

- Cantera de banco.

DESCRIPCION DE LAS CANTERAS

1.- Cantera de HORMIGON

Es una cantera de lecho de rio que tiene que ser usado con zarandeo y

explotada por métodos tradicionales.

Tiene una potencia de 10,000 m3.

Formado por canto rodado




2.- Cantera UBICADA EN EL KM 32+000 DE LA CARRETERA

CENTRAL:

Ubicación: Se encuentra en el km 32 de la Carretera central, dentro

de la ruta La Oroya – Huancayo, al lado izquierdo.

Tipo de Depósito: coluvio - residual (por alteración y desprendimiento

de roca granítica)

Volumen: 50,000 m3

Porcentaje Aprovechable: 70%

Usos: Lastrado

Periodo de Explotación: todo el año

Método de Explotación: Equipo convencional y zarandeo, métodos de terrazas

Clasificación : GP - GM

Límite Líquido : 27.00 %

Límite Plástico : 25.00 %

Índice Plástico : 2.00 %

Pasa la Nº 200 : 6.00 %

3.- Cantera km 1+400 hacia HUASHAPAMPA

Ubicación: Se encuentra en el KM 1+400 DEL ACCESO A

Huashapampa ingresando por la estación de Huari.

En el cv se ubica en la progresiva 16+400




Tipo de Depósito: coluvio - residual (por alteración) de roca granítica)

Volumen: 80,000 m3

Porcentaje Aprovechable: 70%

Usos: Lastrado

Periodo de Explotación: todo el año Método de Explotación: Equipo convencional y zarandeo, métodos de

terrazas

Clasificación : GP - GM

Límite Líquido : 27.00 %

Límite Plástico : 25.00 %

Índice Plástico : 2.00 %

Pasa la Nº 200 : 6.00 %

ESPECIFICACIONES A CUMPLIR AL MATERIAL DE LASTRADO

AFIRMADO

El material deberá cumplir para un tráfico To, con las características

según el MANUAL DE DISEÑO DE CARETERAS NOPAVIMENTADAS DE

BAJO VOLUMEN DE TRANSITO se indican a continuación:

- Límite Líquido MTC E - 110 Máximo 35%

- Índice Plástico MTC E-111 MAX - 9%

- CBR MTC E 132 40% MINIMO

El material de afirmado deberá cumplir con las Especificaciones

siguientes:




Granulometría

Nº MALLA

% EN PESO SECO

QUE PASA

Trafico

To y T1

IMD <50

veh

Trafico

T2 :

Tipo 2

51-100

veh

Trafico

T3:

Tipo 3

101-

200

veh

50 mm - 2"

37.5mm-11/2"

25 mm - 1"

19mm-3/4"

12.5mm-1/2”

9.5mm - 3/8"

4.75 mm - Nº 4

2.36 mm - Nº8

2.00mm - Nº10

4.25um -Nº 40

75um-Nº 200

Índice de plasticidad

100

50 - 80

20 - 50

4 – 12

4-9

100

95 - 100

75 - 95

40 - 75

30 - 60

10 - 45

15 - 30

5 – 15

4-9

100

90-100

65-100

45- 80

30-65

22 - 52

15 – 35

5-20

4-9

- Valor relativo de Soporte, C.B.R. 4 días de inmersión en agua

MTC E – 132 Mínimo 40%

- Porcentajes de Compactación en relación a la densidad máxima

determinada por el método del Próctor Modificado

ASTM D – 1556 Mínimo 100%

- Variación en el contenido óptimo de humedad ± 3.0%




ESPECIFICACIONES A CUMPLIR EL MATERIAL PARA CONCRETO

CONCRETO

Composición del concreto: El concreto a utilizar estará compuesto de

cemento Pórtland. Arena gruesa, piedra y agua.

El concreto a utilizar de f´c = 175 Kg/cm2 y f´c = 140 Kg/cm2, para las

obras de arte y drenaje, resistencias mínimas que deben alcanzar a los

28 días.

El contratista deberá preparar la mezcla de prueba y someterla a la

aprobación del Ingeniero Supervisor antes de mezclar y vaciar el

concreto. Los agregados, cemento y agua deberán ser perfectamente

proporcionados por peso y volumen según corresponda, pero el

Supervisor podrá permitir la proporción por volumen.

CEMENTO.- El cemento a utilizar será el Pórtland tipo I, que debe

cumplir con las especificaciones del ASTM C-150.

AGREGADOS.- Los agregados serán extraídos de las canteras

especificadas y procesados para cumplir con los requisitos de las

especificaciones ASTM C-33. El tamaño máximo del agregado no debe

ser mayor que 1/5 de la menor dimensión del elemento en el cual se va

ha emplear, ni mayor que 3/4 del espaciamiento libre mínimo entre las

barras de la armadura de refuerzo. El porcentaje total de arena en la

mezcla puede variar entre 30 a 45 % de tal manera que se consiga la

consistencia deseada del concreto. El criterio general para determinar la

consistencia será emplear concreto tan consistente como se pueda, sin

que deje de ser fácilmente trabajable dentro de las condiciones de

llenado que se ejecutará.




Agregado Fino: el agregado fino para el concreto deberá satisfacer los

requisitos de designación AASTHO-M-6 y deberá estar de acuerdo con la

siguiente graduación:

TAMIZ %QUE PASA EN

PESO

3/8"

N° 4

N° 16

N° 50

N° 100

N° 200

100

95 - 100

45 - 80

10 - 30

2 - 10

0 - 5

El agregado fino consistirá de arena natural u otro material inerte con

características similares. Estará sujeto a la aprobación previa de

Ingeniero Supervisor. Deberá estar libre de impurezas, sale o sustancias

orgánicas. La cantidad de sustancias dañinas no excederá de los límites

indicados en la siguiente tabla:

SUSTANCIAS % EN

PESO

Terrones de Arcilla

Carbón y Lignito

Material que pasa para la Malla N°

200

1 máx.

1 máx.

5 máx.




Agregado Grueso: El agregado grueso para el concreto deberá satisfacer

los requisitos de AASHTO designación M-80 y deberá estar de acuerdo

con las siguientes graduaciones:

TAMIZ

% QUE

PASA EN

PESO

2"

1 ½"

1"

½"

N° 4

100

95 - 100

20 - 55

10 - 30

0 - 5

AGUA.- El agua que se emplea en la fabricación del concreto debe ser

limpia, libre de aceite, ácidos, materia orgánica u otras sustancias

nocivas. Debe estar libre de sales.

d) UBICACIÓN DE LAS FUENTES DE AGUA

Para la Rehabilitación del CV se utilizara las siguientes fuentes de agua

principales:

Río MANTARO ubicado en el km 000+500, tomando como 00+00 la

plaza de armas de Chacapalpa y que tiene agua todo el año.

Río HUARI ubicado en el km 17+440 del CV, que tiene agua todo

el año.

Quebrada Nº 01, ubicado en el km 00+400, tomando como

00+000 la plaza de armas de Chacapalpa. Tiene agua todo el año




Quebrada Nº 02, ubicado en el km 10+500. No tiene agua todo el

año solo en los mese húmedos de enero a abril. No es

recomendable considerarlo.

Se usara para la rehabilitación del camino vecinal Chacapalpa – Huay

Huay, las siguientes fuentes de agua:

FUENTES

DE AGUA

PROGRESIVA

DESCRIPCION

CAUDAL

PROMEDIO

1

00+000

Río Mantaro +/-30 m3 /

seg.

2

17+000

Río HUARI

+/- 22 m3 /

seg.

3 00+400 Quebrada Nº 01 +/-5 m3/seg




CERTIFICADOS DE LIBRE DISPONIBILIDAD DE CANTERAS

DE AFIRMADO.




CERTIFICACIÓN DE ENSAYOS DE CANTERAS




PANEL FOTOGRAFICO de CANTERAS:




CANTERAS DE AFIRMADO

1.- CANTERA UBICADA EN EL KM 32+000 A KM 32+500 DE LA

CARRETERA CENTRAL

2.- CANTERA: del Km 1+400 del acceso a HUASHAPAMPA por

HUARI




3.- CANTERA PARA CONCRETO: rio HUARI cruce con PUENTE

HUARI, se encuentra en el camino vecinal

informe de suelos, canteras,fuentes de agua y pavimentos

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