GEMA ESTUDIO GEOTECNICO DE SUELOS. Canales Alvarado Tello S.S. de Jujuy (Departamento Gral. M Belgrano) Provincia de Jujuy

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1 GEMA Geotecnia-Impactos Ambientales-Minería Geólogo Jorge J. Marcuzzi Alsina 975 A4400CHQ Salta Tel ESTUDIO GEOTECNICO DE SUELOS Canales Alvarado Tello S.S. de Jujuy (Departamento Gral. M Belgrano) Provincia de Jujuy COMITENTE: Ing. Roberto J. Planells Noviembre de 2007

2 1. INTRODUCCION El presente estudio geotécnico preliminar tiene como objetivo definir las características geomecánicas del perfil de suelos para las fundaciones de un canal de.., situado en la intersección de la traza proyectada para la, ubicado 750 m al norte de la Ruta provincial 24. El estudio fue realizado a solicitud del Ingeniero R E F Planells. 2. METODOLOGIA DE TRABAJO Para determinar la secuencia de los estratos sedimentarios que definen el perfil de suelos en el área de estudio y sus respectivas propiedades geotécnicas, se desarrolló la siguiente metodología de trabajo: a) Se procedió a la ejecución de calicatas de 3,00 m de profundidad en promedio, donde se realizaron observaciones visuales. La distribución de las calicatas se realizó de forma que permitieran definir la disposición areal y vertical de los estratos del perfil de suelos, además de las variaciones geofísicas del mismo. Las calicatas se ubicaron sobre las banquinas proyectadas al norte y sur respectivamente. Se tomaron muestras para correlación y ensayos de caracterización geotécnica en laboratorio. b) En laboratorio para la caracterización geotécnica de las muestras de campo se realizaron ensayos granulométricos, plasticidad, humedad natural, clasificación según el Sistema Unificado, densidad natural, ángulo de fricción interna y cohesión. c) En gabinete se calcularon las tensiones admisibles del suelo para diferentes sistemas de fundación y la distribución de las mismas en profundidad. 3. GEOLOGIA Y CARACTERISITICAS GENERALES DEL AREA Geología y Suelos

3 Los suelos del area de estudio presentan características propias de un medio fluvial, junto con las variaciones que pueden existir por influencia de la geodinámica actuante y su relación con el relieve regional presente en el sector involucrado. El lugar de estudios presenta un dominio de suelos granulares gruesos del orden de las gravas. Una característica de los depósitos de este medio es la variación de las texturas en cortas distancias dando lugar a la presencia de diferente tipos de sedimentos en forma de interdigitaciones. La litología de los sedimentos granulares es similar a la composición de las fuentes de aporte constituídas por formaciones del Precámbrico y Paleozoico en gran porcentaje y del Cretácico y Terciario, estas últimas muy subordinadas. En el lugar definido para ambos estribos y banquinas los sedimentos dominantes son parte depósitos fluviales que dieron rellenaron la depresión del Valle de Lerma. Son depósitos de origen fluvial de tipo torrencial en ambiente de alta a media energía, intercalados con sedimentos más finos de ambientes de menor energía. 4. PERFIL GEOLOGICO-GEOTECNICO 4.1. Calicatas Banquina Norte y Sur Se describe los perfiles de los diferentes puntos de muestreo que presentan las calicatas. Calicata 1 00,00-03,20 m Grava de color castaño grisáceo, de granulometría abierta. En la parte fina de la textura se observan arenas finas, limos y arcillas. Es masiva y compacta. Húmeda. La fracción fina presenta granos de cuarzo del tamaño de los limos y arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides, que tiñen algunos clastos con colores negros. El estrato también está conformado por material granular grueso del rango de los bloques con dimensiones mayores de 0,50 m de eje mayor, representan un 15 %. Los clastos del material granular dominante es del rango de la grava media a fina y arena. Los granos son de origen fluvial, cuya morfología tiende a subangulosos y subredondeados. Las litologías de los clastos son de rocas muy diagenizadas. La fracción limo-arcillosa varía entre plástica y no plástica. Presenta bancos de arcilla blanda de cm de espesor.

4 Suelo del tipo GW LL 0% LP 0% Ip 0% Humedad 17,90%?h 1982 kg/m 3?s 1694 kg/m 3 C 0 kg/m 2 f 38º Calicata 2 00,-3,00 m Material granular húmedo, compacto, con tamaños que comprende grava media con arena limosa. Los clastos son subangulosos a subredondeados, con mayor dominio de clastos elongados y el contacto es clasto soporte, y menor proporción de matriz soporte. Existe una estratificación poco definida en bancos con espesores de 0,50 m a 0,80 m, con buena compacidad y fricción interna. Suelo granular del tipo SW (No plástico). LL 0% LP 0% Ip % Humedad 15,00%.?h 1950 kg/m 3?s 16803kg/m 3 C 0 kg/m 2 f 30º Calicata 3 00,00-03,20 m Grava de color castaño grisáceo, de granulometría abierta. En la parte fina de la textura se observan arenas finas y limos. Es masiva y compacta. Húmeda. La fracción fina presenta granos de cuarzo del tamaño de los limos y arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides, que tiñen algunos clastos con colores negros. El estrato también está conformado por material granular grueso del rango de los bloques con dimensiones mayores de 0,50 m de eje mayor, representan un 15 %. Los clastos del material granular dominante es del rango de la grava media a fina y arena. Los granos

5 son de origen fluvial, cuya morfología tiende a subangulosos y subredondeados. Las litologías de los clastos son de rocas muy diagenizadas. Suelo del tipo GW LL 0% LP 0% Ip 0% Humedad 14,90%?h 1982 kg/m 3?s 1741 kg/m 3 C 0 kg/m 2 f 38º Calicata 4 00,00-03,20 m Grava de color castaño grisáceo, de granulometría abierta. En la parte fina de la textura se observan arenas finas, limos y arcillas. Es masiva y compacta. Húmeda. La fracción fina presenta granos de cuarzo del tamaño de los limos y arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides, que tiñen algunos clastos con colores negros. El estrato también está conformado por material granular grueso del rango de los bloques con dimensiones mayores de 0,50 m de eje mayor, representan un 15 %. Los clastos del material granular dominante es del rango de la grava media a fina y arena. Los granos son de origen fluvial, cuya morfología tiende a subangulosos y subredondeados. Las litologías de los clastos son de rocas muy diagenizadas. La fracción limo-arcillosa varía entre plástica y no plástica. Presenta bancos de arcilla blanda de cm de espesor. Calicata 5 Suelo del tipo GW-GM LL 21,40% LP 15,50% Ip 5,90% Humedad 18,70%?h 1820 kg/m 3?s 1568 kg/m 3 C 0 kg/m 2 f 33º 00,00-03,20 m Grava de color castaño grisáceo, de granulometría abierta. En la matriz de la textura se observan arenas finas. Masiva y compacta. Húmeda. La fracción fina presenta granos de cuarzo del tamaño de las arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides, que tiñen algunos clastos

6 con colores negros. Se observa material granular grueso del rango de los cantos rodados con dimensiones mayores de 0,30 m de eje mayor. Los clastos del material granular dominante es del rango de la grava media a fina y arena. La morfología tiende a subangulosos y subredondeados. Las litologías de los clastos son de rocas diagenizadas. Suelo del tipo GW LL 0% LP 0% Ip 0% Humedad 18,10%?h 1850 kg/m 3?s 1456 kg/m 3 C 0 kg/m 2 f 34º Calicata 6 00,00-03,00 m Arena con grvas y limos arcillosos grisácea. En la parte matriz se observan arenas finas, limos y arcillas. Es masiva y medianamente compacta. Húmeda. La fracción fina presenta granos de cuarzo del tamaño de los limos y arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides. El material granular es de origen fluvial, con morfología subangulosos y subredondeados. Las litologías de los clastos son de rocas muy diagenizadas. La fracción limo-arcillosa varía entre plástica y no plástica. Suelo del tipo SC LL 25,10% LP 14,90% Ip 10,20% Humedad 15,30%?h 1800 kg/m 3?s 1456 kg/m 3 C 500 kg/m 2 f 28º Calicata 7 00,00-03,00 m Arcilla de color gris. Es masiva, compacta y húmeda. En la fracción fina se observan granos de cuarzo del tamaño de los limos y arenas finas. También precipitados de óxidos de hierro y otros coloides.

7 Suelo del tipo CL LL 28,10% LP 19,00% Ip 9,10% Humedad 12,00%?h 1982 kg/m 3?s 1873 kg/m 3 C 1300 kg/m 2 f 18º 5. ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA DE SUELOS GRANULARES (Arenas y Gravas) La determinación del Angulo de Fricción Interna f de los materiales granulares, gravas, se realizó en base a las características geológicas y morfoscópicas de los clastos que conforman el depósito. Para esto se utilizó la ecuación para definir el f de medios incoherentes, propuesta durante el 2º Congreso de Mecánica de Suelos realizado en Rótterdam, en En el presente caso se tomaron en cuenta las modificaciones propuestas por Sowers y Sowers 1951, Koerner 1970 y Navfac AFI = 36º f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 Siendo: f 1 = Compacidad f 2 = Grado de Redondez de los Clastos f 3 = Granulometría del Sedimento f 4 = Selección del Sedimento f 5 = Mineralogía Dominante El Angulo de Fricción Interna f resultante depende de cada suelo. 6. CLASIFICACION DE LOS SUELOS SEGUN LA RESPUESTA SISMICA (Normas IMPRES-CIRSOC-103)

8 De acuerdo con las pautas expresadas por esta norma los suelos existentes en el lugar de referencia se clasificarían dentro del Tipo IIb. 7. CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA De acuerdo con los resultados de los ensayos de laboratorio, las propiedades geológicas del perfil de suelos y las características del proyecto, se calculan las tensiones admisibles (s adm) del suelo, sobre la base de la hipótesis de falla por corte local para el caso de cargas verticales y centradas. En este caso se hace referencia a una plateas de 3,00 m de ancho, emplazada a una profundidad de 0,50 m sobre los estratos correspondientes en cada calicata. La ecuación que resuelve el problema planteado es la siguiente: s c = (0,7 x C x Nc) (?n x z x Nq) (0,6 x?n x B x N?) Siendo: s c: Capacidad de carga en el límite de rotura z: Cota de fundación?n: Densidad Natural B: Ancho de la platea o diámetro C: Cohesión Nc, Nq y N?: Factores de Capacidad de Carga (FCC), cuyos valores están en función del ángulo de fricción interna de los suelos. Reemplazando valores, se tiene para el cálculo lo siguiente: Calicata 1

9 s c = (0,7 x 0 x 30) (1694 x 0,50 x 17) (0,6 x 1694 x 3 x 15) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = kg/m 2 s adm.= 2,0000 kg/cm 2 Calicata 2 s c = (0,7 x 0 x 20) (1680 x 0,50 x 8) (0,6 x 1680 x 3 x 5) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = 7280 kg/m 2 s adm.= 0,7000 kg/cm 2 Calicata 3 s c = (0,7 x 0 x 30) (1741 x 0,50 x 17) (0,6 x 1741 x 3 x 15) s c = s c = kg/m 2

10 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = kg/m 2 s adm.= 2,0000 kg/cm 2 Calicata 4 s c = (0,7 x 0 x 22) (1568 x 0,50 x 10) (0,6 x 1568 x 3 x 6) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = 8258 kg/m 2 s adm.= 0,8000 kg/cm 2 Calicata 5 s c = (0,7 x 0 x 24) (1456 x 0,50 x 12) (0,6 x 1456 x 3 x 9) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = kg/m 2

11 s adm.= 1,0000 kg/cm 2 Calicata 6 s c = (0,7 x 500 x 16) (1456 x 0,50 x 7) (0,6 x 1456 x 3 x 5) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = 7933 kg/m 2 s adm.= 0,8000 kg/cm 2 Calicata 7 s c = (0,7 x 1300 x 11) (1694 x 0,50 x 4) (0,6 x 1694 x 3 x 2) s c = s c = kg/m 2 Tomando un Factor de Seguridad Fs= 3, se tiene una Tensión Admisible (s adm.), para el estrato de arcilla castaña de: s adm.= s c / Fs = / 3 = 6498 kg/m 2 s adm.= 0,6000 kg/cm 2 8. CALCULO DE ASENTAMIENTOS

12 Los asentamientos se calcularon empleando las ecuaciones para los medios granulares para los sistemas de fundación contemplados y se tiene en cuenta que el asentamiento en medios granulares se produce en forma instantánea al recibir la carga. Las magnitudes de los mismos son los siguientes: - Plateas 4,25 cm Se considera que las magnitudes de los asentamientos para las tensiones de trabajo resultante de los cálculos de las tensiones admisibles, están en función de las características geológicas y geotécnicas de los suelos existentes en el predio. 10. CONCLUSIONES Los suelos presentes en el lugar de estudios poseen media a baja capacidad portante: entre 2,00 y 0,60 kg/cm 2, para plateas; según los cálculos realizados en función de los parámetros geotécnicos resultantes. No obstante se recomienda tener muy en cuenta por las características propias del medio fluvial y su dinámica, dada la posibilidad de la presencia de bolsones de arcilla y/o arenas que pueden incrementar la magnitud de los asentamientos. Por lo expuesto de acuerdo a la magnitud de la estructura a construir y el destino de uso, se sugiere tomar estos valores como preliminares y realizar un estudio de mayor detalle. 11. DISTRIBUCION DE TENSIONES EN PROFUNDIDAD La influencia que puede tener el bulbo de tensiones en profundidad para el caso de los diferentes sistemas de fundación contemplados: plateas, zapatas aisladas y zapatas corridas, se grafican en la figura siguiente. Prof./m BULB0 DE TENSIONES

13 00,00 0,25 0,50 0,75 1 1,25 1,50 1,75 2 2,25 2,50 2,75 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 Referencias Bulbo de tensión de plateas Bulbo de tensión de plateas

14 14. ENSAYOS DE PENETRACION No se realizaron por las características granulares de los suelos.