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UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOPROGRAMA ACADEMICO INGENIERIA CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE:
INGENIERIA CIVIL
ASIGNATURA:
MECANICA DE SUELOS I
TEMA: ESTUDIO GEOTECNICO
DOCENTE: ING. JORGE E. HUALLPA M.
ALUMNO: MARCO ANTONIO VELASQUEZ CURO
1MECANICA DE SUELOS I
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOPROGRAMA ACADEMICO INGENIERIA CIVIL
CODIGO: 009100215-A
Cusco, 22 de MAYO 2013.
“ENSAYO IN SITU DE UN ESTUDIO DE SUELOS”.
2MECANICA DE SUELOS I
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SOLICITA : Ing. Jorge E. Huallpa M.
UBICACIÓN: URB. LOS PINOS (PROL. AV. DE LA CULTURA) SAN SEBASTIAN
I.- ANTECEDENTES
Se ha realizado el presente Informe Geotécnico del terreno ubicado en
UVIMA del Distrito de San Sebastián, Provincia del Cusco. Se trata de un terreno
plano, donde se construirá una vivienda multifamiliar.
1.1.- OBJETO.
El presente informe, tiene por objeto, poner en práctica todo lo aprendido en
el curso “MECANICA DE SUELOS I”, ver un ensayo in situ y establecer resultados
sobre las características geomecánicas de las distintas capas que conforman el
subsuelo como material de fundación, para poder de esa manera determinar la
profundidad de desplante y parámetros de resistencia y deformabilidad.
1.2.- MARCO NORMATIVO.
Se ha considerado como mínimo, lo establecido en el Reglamento de
Cimentaciones Norma E-050, la Norma Básica de Diseño Sismo-Resistente
Norma E - 030 y la Norma E-020 de Cargas.
Reglamento de Cimentaciones Norma E-050:
El objetivo de esta Norma es establecer los requisitos para la ejecución de
Estudios de Mecánica de Suelos (EMS), con fines de cimentación, de
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edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma. Los EMS se ejecutarán con
la finalidad de asegurar la estabilidad y permanencia de las obras y para promover
la utilización racional de los recursos.
Ámbito de Aplicación de este Reglamento de Cimentaciones Norma E-050:
La presente Norma Técnica es aplicable a los EMS para la cimentación de
edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma. Su obligatoriedad se
reglamenta en esta misma Norma y su ámbito de aplicación comprende todo el
territorio nacional.
Las exigencias de esta Norma se consideran mínimas.
La presente Norma no toma en cuenta los fenómenos de geodinámica externa o
en los casos que haya presunción de la existencia de ruinas arqueológicas;
galerías u oquedades subterráneas de origen natural o artificial. En estos casos
deberán efectuarse estudios específicamente orientados a confirmar y solucionar
dichos problemas.
La Norma Básica de Diseño Sismo-Resistente Norma E – 030:
La norma E.030 Diseño Sismorresistente, establece las condicionesmínimas para
que las edificaciones diseñadas según susrequerimientos tengan un
comportamiento sísmico acorde con losprincipios señalados en el Artículo 3.Se
aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación yreforzamiento
de las existentes y a la reparación de las que resultarendañadas por la acción de
los sismos.
Para el caso de estructuras especiales tales como reservorios, tanques, silos,
puentes, torres de transmisión, muelles, estructuras hidráulicas, plantas nucleares
y todas aquellas cuyo comportamiento difiera del de las edificaciones, se requieren
consideraciones adicionales que complementen las exigencias aplicables de la
presente Norma.
Además de lo indicado en esta Norma, se deberá tomar medidas de prevención
contra los desastres que puedan producirse como consecuencia del movimiento
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sísmico: fuego, fuga de materiales peligrosos, deslizamiento masivo de tierras u
otros.
Artículo 3. La filosofía del diseño sismorresistente consiste en:
Evitar pérdidas de vidas
Asegurar la continuidad de los servicios básicos
Minimizar los daños a la propiedad.
Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica
ni económicamente factible para la mayoría de las estructuras. En concordancia
con tal filosofía se establecen en esta Norma los siguientes principios para el
diseño:
a) La estructura no debería colapsar, ni causar daños graves a las
personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el
sitio.
b) La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados,
que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando
posibles daños dentro de límites aceptables.
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Mapa de Zonificación Sísmica (Norma Técnica de Edificaciones
E.030).
A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la tabla Nº1. Este
factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con la
profundidad de 10% de ser excedida en 50 años.
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La Norma E-020 de Cargas:
Las edificaciones y todas sus partes deberán ser capaces de resistir las cargas
que se les imponga como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en las
combinaciones prescritas y no deben causar esfuerzos ni deformaciones que
excedan los señalados para cada material estructural en su Norma de diseño
específica. En ningún caso las cargas asumidas serán menores que los valores
mínimos establecidos en esta Norma. Las cargas mínimas establecidas en esta
Norma, están dadas en condiciones de servicio. Esta Norma se complementa con
la NTE E.030 Diseño Sismorresistente y con las Normas propias de diseño de los
diversos materiales estructurales.
1.3.- METODOLOGÍA DE TRABAJO.
El programa de trabajo consistió en:
Recopilación y evaluación de la información existente.
Prospección geomecánica de la zona.
Toma de muestras y ensayos “in situ”.
Determinación del perfil estratigráfico.
Conclusiones y recomendaciones.
II.- DESCRIPCIÓN DEL TERRENO.
GEOLOGIA DE LA CUENCA DEL CUSCO
FISIOGRAFIA LOCAL
La zona se encuentra ubicada en la Cordillera Oriental zona de Altiplanicies
en la Cuenca del río Vilcanota sub. Cuenca del río Huatanay. Regionalmente se
diferencian las siguientes geoformas dominantes: Las Altas Montañas con
altitudes que van desde los 3600 hasta los 4450 m.s.n.m, conformada por los
cerros Pachatusan, Kjumo, Mujon Cruz, Huanacaure y Piccol. Encontrándose
también mesetas y quebradas de las cuales se hablara más adelante.
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La cuenca del Valle del Huatanay esta ocupada por segmentos lacustres
del antiguo lago Morkill y los conos aluviales depositados en ambas márgenes del
valle. El drenaje principal del valle es el río Huatanay.
VALLE DEL CUSCO
Es de forma alargada con dirección NO – SE, con una longitud de 30 km. El
material de relleno es lacustre cuaternario, el cual está afectado por la tectónica
Zonas de Montañas
- Montañas de Pachatusan
Aledañas a las altas cumbres constituidas por elevaciones también
importantes y algunas zonas de pequeñas mesetas y pequeñas lagunas.
Constituídas mayormente por volcánico Mitu, formación Huancane, formación
Huambutio en pequeña proporción. Presenta extensas áreas glaciadas con
depósitos morrénicos. Igualmente constituyen el flanco Sur del anticlinal del
Vilcanota que tiene una dirección WNW – ESE.
- Montañas de Ccorao
Ubicadas al Oeste de las montañas del Pachatusan; igualmente se
encuentran en la divisoria de las aguas de los 2 valles principales de la zona
entre sus relieves más importantes tenemos el Huaynapiccol (4448 m.s.n.m);
Sencca (4423 m.s.n.m), Sipaschocana (4393 m.s.n.m) ubicada al norte de la
ciudad del Cusco, limitada por la meseta del Sacsayhuaman por la falla
Tambomachay se emplaza en capas rojas del grupo San Jerónimo.
- Montañas de Picchu
Constituida por elevaciones que llegan a los 4000 m.s.n.m se ubican al
Oeste de la ciudad del Cusco dividen las cuenca del río Huatanay al Este y la
del río Izcuchaca hacia el Oeste. En estas montañas nacen los principales
afluentes formadores del río Huatanay. Se emplazan en capas rojas y la
formación Yuncaypata.
- Montañas de Vilcaconga
Ubicadas hacia el S-SW de la cuenca del río Huatanay, las altitudes
promedio de sus elevaciones son de 4000-m.s.n.m. destacan los picos de:
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(Huanacauré 4089 m.s.n.m. Pacaccasa 4196 m.s.n.m. Chaquicocha 4365
m.s.n.m.); Constituyen una gran hilera de elevaciones con rocas plegadas del
grupo San Jerónimo (Terciarias) son cortadas por los ríos y quebradas
(Huancaro, Chocco, Huamancharpa, Kayra) que confluyen en la cuenca del
Huatanay. Es de origen aluvial, con presencia de algunas cárcavas en zonas
arcillosas como la rinconada. Su relieve es suave porque afloran rocas blandas.
Mesetas
- Meseta de Sacsayhuaman
Ubicado al NE de la Ciudad del Cusco; es una gran llanura limitada por las
elevaciones de Ccorao hacia el NE, ambas unidades Geomorfológicos están
separados por una gran falla denominada "Falla de Tambomachay"; Hacia el SW,
limita con la depresión del Cusco, se supone un contacto también fallado (no se
encuentran muchas evidencias por estar cubierto).
Debido a los límites fallados se supone que antiguamente en la meseta de
Sacsayhuaman haya sido una especie de alto estructural (horts) que han podido
poner las rocas del Grupo Yuncaypata al mismo nivel que las rocas de las Capas
Rojas, tal vez contemporáneamente con el ascenso del magmatismo se produjo el
"Rodadero" finalmente. La erosión diferencial a actuado con más efectividad en las
rocas incompetentes del Grupo Yuncaypata; Es necesario igualmente tener en
cuenta que las fallas limitantes hayan jugado en sentido normal últimamente
debido a una inversión tectónica, acentuando mucho más el desnivel como ocurre
actualmente.
- Meseta de Huacoto:
Ubicada EN el flanco NE del valle del Huatanay. El control de la morfología
es estructural y litológico ( falla Pachatusan y rocas de la formación Yuncaypata
Huambutio- Huancane.) .Corresponde a una zona de deformación de flanco
delanticlinal del Vilcanota hacia el Norte y Noreste esta limitada por las montañas
de Pachatusan; hacia el Sur por el flanco Nor Este del valle del Huatanay.
Comienza alrededor de los 4000 m.s.n.m hasta los 4200 m.s.n.m altitud promedio
de 4100 m.s.n.m .El desnivel con el fondo del Valle es de mas o menos 800 m
(llanura fluvial a 3200 m.s.n.m). En un gran receptáculo temporal de aguas. Existe
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un importante afloramiento de rocas lavicas cuaternarias controlada por una falla
regional (Marocco 1978).
Flancos del Valle.
- Flanco Nor este de Huatanay.
Tiene considerable extensión (mas o menos 18 Km. ) y es de una gran
complejidad estructural y litológica. Corresponde a la zona de mayor deformación
del flanco del anticlinal del Vilcanota. Alberga igualmente una serie de
deslizamientos antiguos y recientes, zona de gran actividad geodinámico. En
promedio su pendiente es mayor de 30°.
- Flanco Sur Este Del Huatanay.
De gran extensión prácticamente desde las cabeceras del río Huatanay
hasta la desembocadura de este con 21 Km. de longitud y un ancho promedio de
250 m. Emplazada íntegramente sobre rocas pelíticas, areniscas y conglomerados
del grupo San Jerónimo. Es un flanco menos dinámico que el anterior, excepto en
cárcavas y valles transversales. Las Pendientes son mucho mas moderadas que
el flanco anterior. (300 promedio).
- Flanco Oeste del Huatanay.
Corresponde a las nacientes del río Huatanay por debajo de las cumbres del
río Picchu y Tica tica .Zona de grandes alimentadores de agua a la cuenca.
Emplazadas en rocas del grupo Yuncaypata y San Jerónimo tiene una longitud de
+ - 10 Km. y un ancho de 550 m. presenta pendientes que superan los 45° es una
zona de complejidad estructural y litológica. Además muestra zonas de fuerte
intemperismo y meteorización con recientes desprendimientos de roca. Zona de
fuerte dinámica.
Valle del Huatanay
Es una depresión donde se asienta la Ciudad de Cusco y surcado por el río
Huatanay.
Varias son las quebradas (Saphy, Quilquemayo), que son el origen de las
nacientes del río Huatanay desde una altitud de 3400-3000 m.s.n.m. que
desemboca en el río Vilcanota ala altura de Huambutio
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El fondo del valle es por lo general, sub. Horizontal en donde a un no ha sido
canalizado, el río divaga llegando a inundar las terrazas en épocas de lluvias
GEOLOGÍA LOCAL.
Se ha tomado como base el trabajo de la Geología del Cusco del Dr. Elmer
Córdova Málaga - 1986. Se describe la geología, de la formación mas antigua a la
mas reciente.
GRUPO MITU
Se encuentra en discordancia erocional sobre el grupo Copacabana y
conforman las formaciones Pisac y Pachatusan como Mitu inferior y superior
respectivamente. Las primeras constituyen materiales detríticos de conos aluviales
y niveles volcánicos de Andesitas; los segundos constituyen Andesitas y Riolitas
además presentan conglomerados (Formación Pachatusan) Se le asigna una
edad Permico Superior – Triasico Inferior
GRUPO YUNCAYPATA
Anteriormente formación Yuncaypata Kalafatovish 1957 posteriormente es
elevado al rango de Grupo Yuncaypata (Carlotto et.al 1991) el nombre deriva de la
localidad de Yuncaypata ubicada a 5 Km. al norte de la ciudad del Cusco, esta
unidad no presenta una columna completa debido a que comprende varios niveles
de de despegue.
Aflora en el sector de los cuadrángulos de Calca y Urubamba anteriormente
este grupo era dividido en varias secuencias estratigráficas (Carlotto et.al
1991,1992) posteriormente se define en cuatro secuencias (Carlotto et.al 1996)
Formación Paucarbamba , Maras, Ayacabcas (Yuncaypta) y formación Puquin .
Dentro del área de estudio se presentan las siguientes formaciones:
Formación Ayabacas
Esta compuesta de calizas gris oscuras a gris azuladas, esta unidad
calcárea se presenta en forma de afloramientos discontinuos, bancos aislados,
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estructuras vesiculares, caprichosamente replegadas, a su vez fracturadas y
desplazadas manifestándose como pequeños lentes.
Se han identificado dos secuencias Transgresivas y Regresivas (Facies
intratidales y subtidales), y otra superior de lutitas rojas. Con alteración amarillenta a
veces están dolomitizadas.
Esta unidad se depositó durante una trasgresión marina estableciéndose una
plataforma carbonatada muy somera, puede correlacionarse , con la Fm. Miraflores
de Bolivia; y asignarle una edad Cenomaniana a Turoniana.
GRUPO SAN JERÓNIMO
El grupo San Jerónimo Según Carlotto V; (1998) esta conformado por dos
Formaciones: Fm. Káyra y Fm. Soncco.
Formación Kayra
Litológicamente esta constituidas por bancos de arenisca masivas blancas,
rojas y marrones, intercaladas con lutitas, limolitas y arcillas de color rojo a marrón,
algunos conglomerados, hasta de 5cm.de diámetros que corresponden a canales
fluviales, a veces contienen malaquita, cantos blandos, hacia la parte superior se
encuentran areniscas, lutitas, micro conglomerados, conglomerados de color marrón
rojizo, blancos y verdes hacia el techo se encuentran intercalaciones de areniscas
rojas y marrones, lutitas marrón rojizas y anaranjadas. El espesor de esta formación
es de 3000m.
La Formación K'ayra corresponde a secuencias de medios fluviales
entrelazados débilmente trenzados con canales asimétricos cuyas paleocorrientes
indican direcciones S-N. Con migraciones de E-W indicándonos también facies
dístales de la cuenca de Kayra.
La edad fue considerada del Maestrichtiano por Córdova E(1986) en las
basada en la huella de Dinosaurio y datadas por PAQIJET J. Del Museo de Paris,
otros autores con recientes estudios dicen que estas huellas podrían corresponder a
huellas de aves por lo que se asume una edad de Paleoceno
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Formación Soncco
Litológicamente esta conformado por facies finas de lutítas, limonitas
masivas, areniscas de grano fino a medio, areniscas feldespáticas y algunas
intercalaciones de conglomerados, con niveles de malaquita cantos blandos,
presencia de piro clásticas producto de explosiones volcánicas que caían en la
cuenca de sedimentación. Esta formación es de 1500mts.
La estratificación grano estrato creciente significa una evolución vertical
correspondiente a un medio fluvial débilmente trenzado, con canales de gran
energía cuyas paleo corrientes indican direcciones S-N indicando los aportes de la
zona sur.
FORMACIÓN PUNACANCHA Esta constituida por las siguientes secuencias: una primera constituida por
sedimentos finos, lutitas de color rojo, marrón oscuro, areniscas finas rojizas
intercaladas entre si en estratos que no sobrepasan el metro.
Las siguientes secuencias son algo similares a la primera de su consistencia
litológica con presencia de conglomerados de (clastos de rocas volcánicas,
cuarcitas y areniscas) cuyo tamaño aumento gradualmente hacia el tope da la
formación cuyas dimensiones de bloques y cantos con matriz de arena limpia y
cemento silicio, los cantos volcánicos subredondeados sobrepasan los 0.50 cm de
diámetro terminando en secuencias de arena masiva y derrame volcánico. Su
espesor aproximado es de 1500m, pertenece al Oligoceno superior – Mioceno
inferior
VOLCÁNICO HUACOTO
Es un cuerpo volcánico importante emplazado en la localidad de Huacoto.
Corresponde a un sistema de vulcanismo de edad cuaternaria compuesto por
rocas extrusivas; tal aseveración cronológica se debe a criterios como son las
relaciones de contacto con las rocas más antiguas y por la perturbación de la red
fluvial del río Huatanay
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La litología esta compuesta de lavas ácidas y muy potasicas. Se trata de
Andesitas, Lutitas y por análisis químico se definen como Shoshonitas. Su edad
de acuerdo a datación radiometrica (K/Ar) dan una edad menor a los 700 000 años
(Kaneoca y Guevara 1984)
FORMACIÓN SAN SEBASTIÁN
Esta unida fue puesta en evidencia por Gregory H ( 1916) encontrándose en
el valle del Cusco posteriormente se hicieron algunos estudios de carácter
paleontológico como los de Ramirez J. ( 1959- 1968) Y Sedimentologico realizado
por Cordova E. ( 1988- 1990).
Morfológicamente conforma una superficie depresiva a manera de una
cuenca cerrada alargada, delimitada por las laderas del valle del Huatanay sobre
ella se encuentran distritos importantes del Cusco como San Sebastián, San
Jerónimo, Cusco etc
Litológicamente esta constituido por depósitos de gravas, arenas
correspondientes a conos de deyección, flujos de barro, diatomitas extendidas en
toda la unidad litoestratigrafica, limos, arcillas intercalados con horizontes de
paleosuelos de colores claros, también se encuentra turba.
El ambiente de sedimentación de esta secuencia correspondería a una
cuenca lagunar con influencia de sedimentación fluvial, donde en sus bordes se
acumularon sedimentos organogenos ( turba) que en muchos casos fueron
sepultados por depósitos de conos de deyección.
FORMACIÓN PUMAMARCA
Litoestratigraficamente esta formación esta conformada por dos miembros.
Miembro Pumamarca Inferior
Esta secuencia aflora en la hondura norte de la cuenca del Cusco,
alcanzando espesores mayores a 120m; es proveniente de la erosión
tectónica y remoción de las secuencias rocosas y pelíticas del Grupo
Yuncaypata.
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Litológicamente están conformados por un conjunto sedimentario caótico
constituido por limonitas violáceas a gris verdosa con brechas, olistolítos y bloques
aislados de Calizas y yesos que alcanzaron hasta tamaños de 50cm de diámetro.
Estratigráfícamente subrayasen en discordancia sobre el Grupo Yuncaypata
posiblemente relacionada a la Neotectónica Plio-Cuatenaria.
Miembro Pumamarca Superior.
Esta secuencia se ha diferenciado de la secuencia inferior, porque
Litológicamente es de color rojo ladrillo, con bloques pequeños de calizas hasta
del orden de 0.30 cm de diámetro. Producto de la destrucción y erosión de
potentes secuencias pelíticas del Grupo Yuncaypata.
Estratigráfícamente se encuentra suprayacendo concordantemente al
miembro inferior, esto significa una variación de las zonas de aporte; que le asigna
una edad Pliocenica
DEPÓSITOS FLUVIOGLACIARES
Vienen a constituir elementos morfológicos (talud del valle). Son suelos
residuales de intenperismo transportados en forma lenta por el hielo (glaciación e
interglaciación, episodios climáticos)
Los restos de glaciaciones cuaternarios han sido encontrados hasta los 3600
metros de altitud aproximadamente por sus depósitos propiamente dichos
mayormente por las huellas de las acciones glaciares dejadas en diferentes
afloramientos aunque el mayor porcentaje se halla por encima de los 3900 y más
aun de los 4000m
Litológicamente esta constituido por pedregones, guijas, guijarros,
fragmentos de roca (areniscas rojas), Heterométricas y angulosas con tamaños
mayores a 2 cm representan un 60% con matriz de arcilla, limo arenosos,
altamente permeables representan un 40 % mal clasificados, no presentan
estratificación visible.
15MECANICA DE SUELOS I
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Los depósitos fluvioglaciares se ofrecen casi siempre caóticamente
estratificados y provienen también de la remoción de las mismas morrenas
estando constituidos en forma muy similar ha estas aunque casi siempre con una
textura mas pequeña.
DEPÓSITOS ALUVIALES
Durante el Holoceno reciente se inicia la fase de erosión de los depósitos
fluvio glaciarios, lacustres, coluvioaluviales y parte de los sedimentos marinos del
Yuncaypata superior (lutitas rojas) y surca la gran depresión confluyendo al
Huatanay (corrientes entrelazados) con llanuras de inundación formando sistemas
de terrazas. Depositando sedimentos en el piso del Valle .Por el efecto del
transporte estos depósitos no cohesivos han sufrido desgaste entre si (abrasión
con selección de material), controlados por cargas de máxima y minina avenidas o
flujos.
La litología está formada por bloques de roca redondeada a sub redondeada
de areniscas rojas de diferentes tamaños, guijas mayores a 02 cm representando
un 65% hasta 40 cm de diámetro y tamaños menores a 02 cm representan un 0%
que viene a ser la matriz constituida de arenas y limo arcillosos, sueltos.
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GEOLOGIA ESTRUCTURAL
ESTRUCTURAS DE PLIEGUE Anticlinal Puquin.
Se ubica al oeste del Cusco, su eje tiene una dirección predominante N-S ,
corresponde a una tectonica dúctil que deforma las rocas aflorantes del Mesozoico
tardío al Cenozoico temprano.
Flexura de San Sebastián
Constituye la principal estructura tipo compresivo que tiene una dirección de
120° E y su flanco Sur tiene una inclinación de 45° SSE y su flanco Norte de 5° a
10° NNE, constituyendo a un anticlinal de tipo asimétrico con un ángulo de 5° W y
una verjencia hacia el Sur.
Se extiende de la quebrada tenería pasando por la quebrada Cuychipata
descansando sobre los paquetes caóticos y brechados de la formación
Pumamarca, para luego hacerse marcadamente deprimida 45° al Sur, la flexura de
San Sebastián de disloca hasta crear un sistema de fallas de dirección E – W con
buzamiento al Sur. Esta estructura se extiende hasta la quebrada de Salinera
donde se atenúa la deformación.
Morfológicamente se manifiesta por la presencia de su borde Sur con fuerte
inclinación su dirección a la depresión del Cusco y la existencia de una serie de
quebradas ligeramente perpendiculares al eje de la flexura.
ESTRUCTURAS DISYUNTIVAS
Falla Kayra
Tiene un rumbo de sur a norte cubierto por el deposito aluvial Kayra, el tipo
de falla es inversa y su extensión abarca 6km aproximadamente
Falla Tambomachay
Es la mayor estructura de deformación frágil que establece todo un
comportamiento dinámico en la región
Inicialmente esta falla se ha comportado como inversa en contacto fallado al
grupo San Jerónimo (Capas Rojas) (piso) con la formación Yuncaypata techo
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posteriormente a fines del terciario e inicios del cuaternario esta falla ha rejugado
en falla transcurrente (falla de Rumbo o de desgarre ) dando lugar a la abertura de
la cuenca del Cusco y la posterior formación y deformación de la falla Kenco y
todo un sistema enrrejado de fallas E-W y SE- NW ploteadas en la Zona de
estudio. El comportamiento actual parece del tipo normal (sebrier et.al 1982
Cabrera J. 1984 E. Hauman 1986)
Falla Tankarpata
Se observa el la margen derecha del río Huatanay donde la línea de altas
cumbres de los cerros Huanacaure y Molleorco han sido desplazados hacia atrás
con un movimiento Sinextral y una dirección predominante NW-SE
Falla Huancaro
Se observa notoriamente sobre el relieve SW de la depresión del Cusco cuya
línea de falla es recorrida por las aguas del río Huamancharpa con Rumbo SSW-
NNE de movimiento normal tiene una longitud aprox de 4 Km.
Falla Saphy
Se ubica al NW de la depresión del Cusco . Esta falla pone en contacto los
depósitos cuaternarios lacustres y los fluvioglaciarios, acompañados de
movimientos verticales de bloques de orientación Norte 120| - 140° lo que justifica
que afloren en diferentes niveles indudablemente de la quebrada Saphy. Por cuya
línea de falla recorren las aguas del río Saphy con una dirección NW- SE
Falla Picchu
Se ubica al N de la depresión del Cusco y posee un rumbo WNW –ESE
habiendo desplazado las unidades de la formación Yuncaypata y grupo San
Jerónimo (capas Rojas)
Falla Salineras-Tenería
Responde al desplazamiento de una falla normal sinextral con buzamientos
al Este con un rumbo variable que va de N-S ( desembocadura del río Teneria)en
el río Cachimayo hasta la comunidad de Ticapata ), para luego torcer bruscamente
al NW- SE ( Comunidad de Tticapata hasta la comunidad de Pumamarca ) donde
se disipa en la línea de falla Tambomachay
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Esta falla desplaza los depósitos de la formación Pumamarca y en etapas
mas recientes destruyo los depósitos de la formación San Sebastián suprayacente
al Pumamarca en la línea de rotura. Se ubica sobre el lecho del río Teneria.
Falla Pumamarca
Sigue una dirección N 280° con un desplazamiento que aflora hacia el Sur
de la falla Kenco entre las altitudes de 3400 a 3450 m.s.n.m .
En la parte media de las quebradas se observa zonas escarpadas y terrazas
evidenciando su reactivación reciente, esta traza de falla limita y controla la
sedimentación esta muy relacionado al inicio de la primera fase de la flexura de
San Sebastián.
Falla Saylla
Es una falla de Rumbo de dirección NW-SE y que se encuentra en contacto
fallado entre el Grupo Yuncaypata y la Formación Kayra. Las fallas de la cuenca
del Cusco se han agrupado en 4 sistemas (Marocco R 1988) en la cuenca se
reconoce el sistema E – W (N 80° - N100°) y NW – SE (N30° - N150°). Dentro
de este sistema tenemos a la falla Tambomachay, Qoricocha, Pachatusan.
El sistema N – S tiene movimientos verticales a sub verticales, dentro de este
sistema tenemos: falla Tancarpata. Huancaro, la falla más importante que
controla el flujo de las aguas y se comporta como umbral hidráulico en la cuenca
del Cusco es la falla Tambomachay.
20MECANICA DE SUELOS I
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III.- TRABAJOS DE CAMPO Y DE LABORATORIO.
Se ha practicado en el terreno 01 sondeo de exploración, hasta los 2.00
metros de profundidad mediante una calicata y perforación en forma simultanea
(hasta los 2.00 m calicata y 1.00 m con posteadora). En todos los casos, la toma
de muestras se ha efectuado en cada cambio visual de la estructura del suelo, que
luego fueron guardadas en recipientes herméticos para los ensayos de laboratorio
(5 kilos aproximadamente ).
TÉCNICAS AUXILIARES NORMAS APLICABLES
Pozos o Calicatas ASTM D 420, UNE 7-371:1975
Técnicas de muestreo ASTM D 420
Descripción Visual de Suelos ASTM D 2487
Reconocimiento e Identificación de rocas ISRM Suggested Methods
Standard Practice for Soil Investigation and Sampling by Auger Borings
ASTM D1452-80(2000)
Dynamic Cone Penetrometer DCP German Standard DIN. 4094
ENSAYOS DE LABORATORIO
Para determinar los parámetros de caracterización del terreno en cuanto a
sus propiedades índices y estructurales, se realizaron los siguientes ensayos
normalizados:
ENSAYO DE LABORATORIO NORMAS APLICABLES
Preparación de Muestras ASTM D 420-69, UNE 103-100-95
Peso Específico de los Sólidos ASTM D 854
Contenido de Humedad ASTM D 4643, UNE 103-300-93
Granulometría e Identificación ASTM D 422, ASTM D 2487/00
Límites de Consistencia ASTM D – 4318
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UBICACIÓN DEL SONDEO:
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IV.- DESCRIPCION ESTRATIGRAFICA.
En base a la información obtenida de las excavaciones y observaciones
adicionales, se presenta el perfil estratigráfico característico del terreno en estudio:
Análisis de granulometría y clasificación de suelo por el método SUCS:
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SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (S.U.C.S.)
ENSAYO DE ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO MTC E - 107 - 99
PROYECTO: Vivienda Multifamiliar FECHA: Mayo del 2013 UBICACIÓN: San Sebastian PROFUNDIDAD: 2,50m. Calicata 01
PETICIONARIO: ESTRATO: Segundo Estrato
Tamiz Pasa Pasante Retenido Retenido NORMAS REFERENCIALES
(mm) (%) (%) Acumulado (%) Parcial (%) Standard Test Method for Classification of Soils
100 100.00 100.00 0.00 0.00 for Engineering Purposes ASTM D - 2487 - 00
80 100.00 100.00 0.00 0.00 Análisis Granulométrico de Suelos por Tamizado
63 100.00 100.00 0.00 0.00 UNE : 103 101 : 1995
50 100.00 100.00 0.00 0.0040 100.00 100.00 0.00 0.0025 100.00 100.00 0.00 0.00 SUELOS
20 100.00 100.00 0.00 0.00 GRANULARES
12.5 100.00 100.00 0.00 0.0010 100.00 100.00 0.00 0.006.3 100.00 100.00 0.00 0.005 100.00 100.00 0.00 0.002 93.55 93.55 6.45 6.45 SUELOS
1.25 83.92 83.92 16.08 9.63 COHESIVOS
0.4 75.11 75.11 24.89 8.810.160 68.03 68.03 31.97 7.080.080 62.48 62.48 37.52 5.55
Límite Líquido 39.04Límite Plastico 13.82
Índice Plasticidad 25.22
Pasa tamiz Nº 4 (5mm): 100.00 %Pasa tamiz Nº 200 (0,080 mm): 62.48 %D60: mmD30: mmD10 (diámetro efectivo): mmCoeficiente de Uniformidad (Cu):Grado de Curvatura (Cc):
GRANULOMETRIA
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0.0010.010.1110100
TAMIZ (mm)
PA
SA
(%
)
Ábaco de Casagrande
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Límite líquido
Índ
ice
pla
sti
cid
ad
OH ó MH
CH
CL
ML ú OLCL - MLML
Línea A
Línea B
SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOSGWGPGMGCSW
SPSMSCMLCLOLMHCHOHPt
SU
EL
O D
E G
RA
NO
GR
UE
SO
, M
AS
DE
L
50
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EN
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MA
LL
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° 2
00
GR
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SU
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GR
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50
%
reti
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O
, m
ás
de
l
50
% p
as
a
ma
lla
N°
4
Gravas bien graduadas Gravas mal graduadasGravas LimosasGravas Arcillosas
Arcillas Inorgánicas de alta plasticidadArcillas Orgánicas de media a alta plasticidad
Arenas bien graduadas
Arenas mal graduadasArenas LimosasArenas Arcillosas
Altamente Orgánico Turba y otros suelos altamente orgánicos
SU
EL
O D
E
GR
AN
O F
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,
50
% O
MA
S
PA
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LA
MA
LL
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°20
0L
IMO
S
Y
AR
CIL
L
AS
(LL
<5
0)
Limo InorgánicosArcillas Inorgánicas de baja plasticidadLimos Orgánicos y Arcillas Limosas Orgánicas
LIM
OS
Y
AR
CIL
L
AS
(LL
>5
0)
Limos Inorgánicos
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PROYECTO : Vivienda MultifamiliarCalicata N' 01
UBICACIÓN : San Sebastian - Cusco Segundo EstratoSOLICITADO: MUESTRA : SueloFECHA : Cusco Mayo del 2013 Marron claro
LIMITE LIQUIDO OBSERVACIONES:Muestra N° 1 2 3 4Peso de la capsula 13.26 10.25 12.36 10.23Peso capsula. + suelo humedo 103.12 106.02 104.21 106.72Peso capsula + suelo seco 79.11 80.24 78.81 79.77Numero de golpes 42 36 31 27Peso suelo seco 65.85 69.99 66.45 69.54Peso agua 24.01 25.78 25.4 26.95% humedad 36.46% 36.83% 38.22% 38.75%
LIMITE PLASTICO RESULTADOSMuestra 1 2 3Peso de la capsula 5.23 5.64 6.22Peso capsula. + suelo humedo 9.48 9.37 10.01 LIMITE LIQUIDO 39.04%Peso capsula + suelo seco 8.97 8.91 9.55Peso suelo seco 3.74 3.27 3.33 LIMITE PLASTICO 13.82%Peso agua 0.51 0.46 0.46% humedad 13.64% 14.07% 13.75% INDICE PLASTICO 25.22%
ENSAYO DE LIMITES DE CONSISTENCIA
LIMITE LIQUIDO
35.0%
35.5%
36.0%
36.5%
37.0%
37.5%
38.0%
38.5%
39.0%
39.5%
10 100
No DE GOLPES
% D
E H
UM
ED
AD
SUELO DE PARTÍCULAS FINAS Arcilla de mediana plasticidad arenosa CL (SUCS)
Calicata 01
25MECANICA DE SUELOS I
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o Primer Estrato de 0.00 a -1.5 m. corresponde a un relleno antrópico
(reciente) constituido por arenas, limos y raíces de las plantas que crecen
por esa zona.
o Segundo Estrato de -1.50 m. a –1.60 m. corresponde a arena fina con un
contenido de limos y arcillas.
o Tercer Estrato de -1.60 m. a –2.00 m. corresponde a un suelo fino
identificado como una ARCILLA DE MEDIANA PLASTICIDAD
ARENOSA CL, que presenta una consistencia media y color marrón
claro, es el suelo de Fundación, es el suelo original de la zona. Es el
estrato de apoyo de la Cimentación.
o No se ha evidenciado nivel freático superficial.
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ESTRATIGRAFIA DE LA ZONA:
IV.- ANÁLISIS DE LAS DEFORMACIONES
ASIENTOS EDOMÉTRICOS
El cálculo de los asientos con el método edométrico permite valorar un asiento de consolidación de tipo unidimensional, producto de las tensiones inducidas por una carga aplicada en condiciones de expansión lateral impedida. Por lo tanto la estimación efectuada con este método se debe considerar como empírica, en vez de teórica. Sin embargo la simplicidad de uso y la facilidad de controlar la influencia de los varios parámetros que intervienen en el cálculo, lo hacen un método muy difuso. El procedimiento edométrico en el cálculo de los asientos pasa esencialmente a través de dos fases: El cálculo de las tensiones verticales inducidas a las diferentes profundidades con la aplicación de la teoría de la elasticidad; La valoración de los parámetros de compresibilidad con la prueba edométrica.En referencia a los resultados de la prueba edométrica, el asentamiento se valora como:
'0
'0log
0v
vvRR
si se trata de un terreno súper consolidado (OCR>1), o sea si el incremento de tensión debido a la aplicación de la carga no hace superar la presión de preconsolidación ’p
( vv '0 <’p).
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Si en cambio el terreno es consolidado normal ('0v =’p) las deformaciones se dan en el
tracto de compresión y el asiento se valora como:
'0
'0log
0v
vvCR
Dónde:RR Relación de re compresión;CR Relación de compresión;H0 espesor inicial del estrato;
’v0 tensión vertical eficaz antes de la aplicación de la carga;
v incremento de tensión vertical debido a la aplicación de la carga.
Como alternativa a los parámetros RR y CR se hace referencia al módulo edométrico M; pero en tal caso se debe seleccionar oportunamente el valor del módulo a utilizar,
teniendo en cuenta el intervalo tensional ( vv '0 ) significativo para el problema en
examen.Para la aplicación correcta de este tipo de método es necesario:a) la subdivisión de los estratos compresibles en una serie de pequeños estratos de modesto espesor (< 2.00 m);
b) la estimación del módulo edométrico en el ámbito de cada estrato;c) el cálculo del asiento como suma de las contribuciones para cada pequeño estratoAsiento Secundario
El asiento secundario se calcula con referencia a la relación:
100log
T
TCcs
en donde:Hc es la altura del estrato en fase de consolidación;
C es el coeficiente de consolidación secundaria como pendencia en el tracto secundario de la curva asiento-logaritmo tiempo;T tiempo en que se desea el asiento secundario;T100 tiempo necesario para terminar el proceso de consolidación primaria.
ASIENTOS POR ESTRATO
Z: Profundidad promedio del estrato; Wc: Asiento de consolidación; Ws : Asiento secundario (deformaciones viscosas); Wt: Asiento total.
Estrato Z(m)
Tensión(kN/m²)
Dp(kN/m²)
Método Wc(cm)
Ws(cm)
Wt(cm)
2 2.75 53.536 44.562 Edométrico 1.363 0.0 1.363
Asiento total Wt=1.363 cm.
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V.- INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Penetrómetro Dinámico de Cono (D.C.P.)
El Penetrómetro Dinámico de Cono (D.C.P) es una
herramienta simple y sencilla que permite realizar de una
manera expeditiva, una auscultación situ de las capas de
suelo, granulares y levemente cementadas componentes
de un pavimento durante su construcción en su etapa de
servicio.
El principio de funcionamiento es muy simple: una sonda
con su extremo en forma de cono penetra a través de las
capas en forma continua bajo la acción dinámica de una masa M que cae
libremente desde una altura H, ambas fijas y preestablecidas.
La penetración medida es una función de la resistencia al corte “in situ” de los
materiales y el perfil de resistencia en profundidad, da una indicación de las
propiedades de los materiales de todas las capas de la estructura hasta una
profundidad de auscultación determinada. El equipo es liviano, fácilmente
transportable por una persona y su operación es totalmente manual, no
requiriendo para la ejecución de la prueba de ningún otro dispositivo auxiliar.
Entre los usos posibles de los ensayos se destacan:
Campaña de reconocimiento rápido del terreno
Verificación de la eficiencia de los equipos de compactación utilizados en
obra
Control durante la construcción de las distintas capas que componen el
paquete
Detección e identificación de anomalías en alguno o algunas de las capas
una vez construidas
29MECANICA DE SUELOS I
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Seguimiento del comportamiento estructural del camino y análisis de la
influencia de las solicitaciones (tránsito y clima)
Evaluación de pavimentos existentes
Identificación de tramos homogéneos con características estructurales
similares.
30MECANICA DE SUELOS I
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VI.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
En el presente estudio se ha llegado a las siguientes conclusiones:
a) El suelo de fundación corresponde a un suelo fino identificado como una
ARCILLA DE MEDIANA PLASTICIDAD ARENOSA CL (SUCS) O UN
SUELO ARCILLOSO (A-6(13))(AASHTO). Desde el punto de vista
geotécnico, podemos describir el suelo de fundación de la siguiente
manera:
Granulometría : Cohesiva.
Color : Marrón claro
Textura superficial : Fina
Consistencia : Consistente
Plasticidad : Media
Permeabilidad : Media
Compresibilidad : Media
b) El nivel de fundación deberá ser de -2,00m. como mínimo.
c) El tipo de cimentación recomendado es mediante zapatas conectadas.
d) La capacidad de carga que presenta el suelo de fundación es de 1,03
Kg/cm². Considerando una profundidad de -2,00m,
e) El asentamiento previsible es de 1,363 cm.
f) No se ha evidenciado Nivel freático superficial.
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ANEXOPLANOS
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