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ESTUDIO DE SUELOS
OBRA: EDIFICIO PARA MUSEO
TERMAS DE RIO HONDO
SANTIAGO DEL ESTERO
ENERO DE 2011
http://procesosconstructivos123.wordpress.com/
1
ESTUDIO DE SUELOS
OBRA: EDIFICIO PARA MUSEO
UBICACION: AUTODROMO
TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON – CONSTRUHAUS - UTE
INFORME TECNICO
El predio donde se construirá la obra motivo del presente estudio,
se encuentra ubicado en el Autódromo de la ciudad de Termas de Río Hondo,
Provincia de Santiago del Estero.
En el lugar indicado, se procedió a la ejecución de dos sondeos
con pala manual tipo hélix hasta la profundidad de rechazo, extrayéndose
muestras y realizando el ensayo de penetración normalizada de Terzaghi (S. P.
T.) cada metro de avance, a los que se designan como SPT Nº 1 a SPT Nº 4.
Los ensayos de penetración se limitaron hasta un máximo de 40
golpes (N < 40), considerándose rechazo a partir de ese valor. A partir del
rechazo, se continuó la auscultación mediante uso de barreno para determinar
el espesor del manto consolidado, limitándose esta penetración hasta 1,50 m.
Se excavó una calicata a cielo abierto hasta los 3,00 m.,
extrayéndose muestras razonablemente indisturbadas cada metro o en cada
estrato claramente diferenciado y una muestra del estrato consolidado, a los
3,00 m. de profundidad
Las profundidades de exploración se refieren a nivel de boca de
pozo.
A todas las muestras de suelos extraídas se realizó su descripción
tacto visual y se acondicionaron e identificaron convenientemente para su
remisión a laboratorio.
ENSAYOS EN LABORATORIO:
A la totalidad de las muestras extraídas, se efectuaron los
siguientes ensayos y determinaciones:
-
Humedad natural
Granulometrías vía seca y húmeda
Límites de consistencia
Clasificación Unificada
Sales totales y contenidos de cloruros y sulfatos
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2
Con la muestra obtenida de la calicata a 3,00 m. de profundidad,
se talló una probeta mediante equipos no convencionales, dada su extrema
dureza, (amoladora con disco de corte de metales) a la que se le realizaron los
siguientes ensayos y determinaciones:
-
Humedad natural
Densidad seca y natural
Peso específico
Ensayo de Compresión Simple (no confinado)
TRABAJOS EN GABINETE:
Con los resultados obtenidos en los trabajos en obra y laboratorio,
se procedió a la preparación del Informe Técnico que comprende:
-
Detalle del perfil geológico y estratigráfico
Planillas resumen de características físicas, químicas y
mecánicas
Planillas y gráficos de los ensayos de compresión simple
Sugerencias sobre tipologías de cimentación, acorde a las
características de los suelos del perfil y al porte del edificio a
cimentar
Profundidades de desplante recomendadas
Cargas o presiones de contacto para el sistema propuesto
Concluye el informe técnico con sugerencias constructivas ante la
potencial agresividad de sales y/o sulfatos a las estructuras de cimentación.
ANTECEDENTES GEOLÓGICOS – GEOTÉCNICOS
Según antecedentes consultados, el área fue estudiada por
diferentes profesionales de la geología, quienes constataron de modo
reiterativo y en trabajos diversos, la presencia de rocas de edad terciaria
(Plioceno), las que fueron en algunos casos falladas y en otras plegadas
durante los principales movimientos tectónicos que produjeron, particularmente
en nuestra región, el ascenso de las Sierras de Guasayán. Esos movimientos
sometieron a las rocas a tensiones importantes, que junto a su edad, (del orden
de millones de años) las compactaron aún más y por lo tanto le confirieron
propiedades mecánicas que escapan a los suelos comunes.
Las rocas que se mencionan en la literatura consultada indican
que pertenecen a la formación geológica Las Cañas (cuya sección típica se
estudió por primera vez en ese río de la provincia de Tucumán) y que
reconstruido su perfil, de acuerdo a las observaciones realizadas en distintas
zonas, alcanza espesores de hasta 250 m. En el área de estos trabajos se la
menciona con órdenes de hasta 60 m. de espesor.
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3
La litología varía en profundidad, pero en superficie llama la
atención por su color rojizo, (presencia de óxidos de Fe), que en la zona de
Termas de Río Hondo se manifiesta como una limonita (Limo consolidado) y
que rompiéndola en bloques menores se puede observar en su interior granos
de yeso diseminado.
Como estas rocas fueron afectadas por grandes esfuerzos es
común apreciar en su superficie diaclasas (Grietas) con distintas direcciones a
modo de enrejado, las que conforman superficies de debilidad.
También suelen estar rellenadas con cristales de yeso (que
fueron detectados en la extracción de muestras), producto de la circulación y
deposición de agua subterránea cargada con dichas sales.
El estrato estudiado para la cimentación del edificio, está
constituido por una capa resistente con número de los golpes en los ensayos
SPT superiores a 40, es una limonita, que por sus características mecánicas es
una roca blanda (Resistencia a compresión de 5 – 25 Kg. /cm2).
La profundidad de donde se halla este estrato resistente y en
conformidad a los sondeos, oscila entre 2,80 m. a 2,90 m. y puede llegar a más
de 6,00 m. de espesor.
PERFIL DE LOS SUELOS
Los suelos desarrollados entre el nivel de terreno natural y el
estrato de limos cementados de consistencia de roca, están conformados por
arcillas limo arenosas y limos arcillo arenosos, inorgánicos, húmedos a muy
húmedos, color castaño claro, compactados en superficie y blandos por abajo
del metro de profundidad. A partir de los 2,50 m. se encuentra la presencia de
mezclas de estos suelos con detritos de la roca subyacente, con abundante
contenido de calcáreos.
Este estrato asienta sobre un manto de limos arenosos
cementados de consistencia de roca blanda, cuya descripción se detalla en los
antecedentes geológicos, muy duro (N >> 40), que se desarrolla a partir de los
2,80 a 2,90 m.
Mediante equipo rotopercutor, se determinó un espesor mínimo
del manto rocoso de 1,50 m., deteniéndose la penetración por considerarse
suficiente para la disipación de presiones en profundidad, aún ante la
posibilidad que por debajo se encuentre suelo en estado fangoso por
filtraciones del lago del la presa de Río Hondo.
A la fecha de realización del estudio, no se determinó presencia
de acuíferos hasta la profundidad auscultada.
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RECOMENDACIONES SOBRE CIMENTACION
Considerando el perfil geológico desarrollado, a las características
físico-mecánicas de los suelos hasta la profundidad estudiada, y atento a la
magnitud de las edificaciones a cimentar, se sugiere el siguiente sistema de
cimentación:
1)
Se recomienda despreciar la resistencia y posible colaboración del manto
superior, en razón de su escasa resistencia y baja compacidad,
demostrado en los valores N del ensayo de penetración normalizada
(SPT), hasta la profundidad donde se encuentra el manto de roca blanda.
2)
Se recomienda fundaciones de tipo directa y sub superficial, a partir del
manto de esta roca, entre 3,00 a 3,20 m. de profundidad de desplante.
Se deberá excavar el suelo superior hasta ubicar el estrato de
arcillas cementadas, procediendo a extraer la capa superior de la misma en
0,10 m. (mínimo), nivelando la superficie donde asentarán los cimientos. Para
la cimentación por medio de zapatas aisladas de sección cuadrada, de
cimentaciones continuas, o de pozos, (donde se desprecian las resistencias
friccionales), se sugieren las siguientes presiones admisibles:
Zapatas Cuadradas
Qadm. = 4,00 kg/cm2
Zapatas Continuas
Qadm. = 3,00 kg/cm2
Para estos valores se ha considerado un grado de seguridad 3.
En consideración de la probable existencia de fisuración y/o adacliasamiento
de la roca se recomienda que el lado menor de la base sea igual ó mayor a
1,20 m. Las presiones admisibles (o sus coeficientes de seguridad) pueden
modificarse en acuerdo con la importancia de la edificación y de la rigurosidad
de los cálculos. Pueden también adoptarse coeficientes de seguridad
diferenciales para cargas estáticas y dinámicas.
Los análisis químicos realizados determinan que los suelos
presentan una agresividad potencial media, por lo que deberán adoptarse las
medidas de protección necesarias.
Santiago del Estero, Enero de 2011.-
Lic. Federico Guimard Dr. Ing. Civil Ricardo Schiava Ing. Civil Tomas E. Lucio
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PERFIL DE LOS SUELOS - CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Sondeo : SPT 1
P
Ensayos Granulométricos
r
Porcentaje pasa Tamiz No.
o
Número
Arenas
Limos y
Golpes
f.
gruesas
medias
finas
Arcillas
S. P. T.
m.
# 4
# 10
# 40
# 200
N
0,00
100,0
99,8
98,7
78,4
-1,00
100,0
99,8
98,7
78,4
-2,00
100,0
99,5
97,3
-2,80
86,4
83,2
80,5
Indice
Límites
de consistencia
Humedad
de
Clasific.
L. P.
I. P.
H%
Consistenci
a
Unificada
L. L.
30,1
18,2
11,9
18,5
1,0
CL
1
30,1
18,2
11,9
18,5
1,0
CL
77,4
1
39,6
14,6
25,0
23,4
0,6
CL
65,4
40
29,5
11,4
18,1
21,6
0,4
CL
RECHAZO
S. U. C.
40
Límites y Humedad%
S. P. T.
0,00
-0,50
-0,50
-1,00
-1,00
Profundidad
Profundidad
0,00
-1,50
-1,50
-2,00
-2,00
-2,50
-2,50
-3,00
-3,00
-3,50
-3,50
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
5
S. P. T.
10
H%
Compacidad Relativa en Arenas
Compacidad Relativa en Arcillas
0- 4
Muy suelta
0- 1
Muy blanda
15
20
25
L.L.
I.C. = ( L.L.- H ) / I.P.
< 0,00
30
35
40
45
L.P.
I.C.
(Indice de Consistencia)
Consistencia líquida
5 - 10
Suelta
2- 4
Blanda
0,00 a 0,25 Consistencia semi-líquida
11 - 20
Firme
5- 8
Firme
0,25 a 0,50 Consistencia plástica muy blanda
21 - 30
Muy firme
9 - 15
Compacta
0,50 a 0,75 Consistencia plástica blanda
31 - 40
Densa
16 - 30
Muy compacta
0,75 a 1,00 Consistencia plástica dura
> 50
Muy densa
> 30
Dura
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50
> 1,00 Consistencia dura
6
PERFIL DE LOS SUELOS - CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Sondeo : SPT 2
P
Ensayos Granulométricos
r
Porcentaje pasa Tamiz No.
o
Número
Arenas
Limos y
Golpes
f.
gruesas
medias
finas
Arcillas
S. P. T.
m.
# 4
# 10
# 40
# 200
N
0,00
100,0
98,5
95,9
74,1
-1,00
100,0
98,5
95,9
74,1
-2,00
99,8
99,5
98,2
-2,90
85,9
85,5
84,0
Indice
Límites
de consistencia
Humedad
de
Clasific.
L. P.
I. P.
H%
Consistenci
a
Unificada
L. L.
25,8
16,7
9,1
24,5
0,1
CL
1
25,8
16,7
9,1
24,5
0,1
CL
79,2
1
24,6
18,2
6,4
23,6
0,2
CL-ML
73,8
40
22,8
19,0
3,8
20,5
0,6
ML
RECHAZO
S. U. C.
40
Límites y Humedad%
S. P. T.
0,00
-0,50
-0,50
-1,00
-1,00
Profundidad
Profundidad
0,00
-1,50
-1,50
-2,00
-2,00
-2,50
-2,50
-3,00
-3,00
-3,50
-3,50
0
5
10
15
20
25
30
35
40
-5
S. P. T.
0
5
H%
Compacidad Relativa en Arenas
Compacidad Relativa en Arcillas
0- 4
Muy suelta
0- 1
Muy blanda
10
15
20
L.L.
I.C. = ( L.L.- H ) / I.P.
< 0,00
25
30
35
L.P.
I.C.
(Indice de Consistencia)
Consistencia líquida
5 - 10
Suelta
2- 4
Blanda
0,00 a 0,25 Consistencia semi-líquida
11 - 20
Firme
5- 8
Firme
0,25 a 0,50 Consistencia plástica muy blanda
21 - 30
Muy firme
9 - 15
Compacta
0,50 a 0,75 Consistencia plástica blanda
31 - 40
Densa
16 - 30
Muy compacta
0,75 a 1,00 Consistencia plástica dura
> 50
Muy densa
> 30
Dura
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40
> 1,00 Consistencia dura
7
COMPRESION SIMPLE
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
DATOS DE LA MUESTRA
calicata
Ubicación:
Volumen:
3,00 m.
Profundidad:
100,480 cm3.
Peso:
208,400 grs
Diametro:
4,0 cm.
D. nat.:
Altura:
8,0 cm.
Hum. %:
24,30 %
D. seca:
1,669 gr/cm3.
Area:
12,560 cm2.
constante del aro de carga : K =
1,120
Presion de Camara
DATOS DEL ENSAYO
No.
2,074 gr/cm3.
0,000
1
Lectura inicial carga
2
Lectura final carga
142,000
3
Divisiones de carga (2 - 1)
142,000
4
Fuerza Axial (P = 3 x Ka) (Kg.)
159,040
5
Lectura inicial deformaciones (cm)
0,000
6
Lectura final deformaciones (cm)
0,325
7
Deformacion de la muestra (7 = 6 - 5)
0,325
8
Factor correcion area (8 = h / h-7)
1,042
9
Area corregida (A' = 8 x A) (cm2)
12,148
12,148
12
Presion de poros ( u ) (kg./cm2.)
13
Tension Princ. efect. (
12,148
14
Tension Princ. efect. (
0,000
V'1=V1-u)
V'3=V-u)
GRAFICA
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACION
12
15,00
11
14,00
13,00
10
12,00
Tensiones desviantes (P/A')
9
Tensiones Tangenciales
0,000
13,092
Presion axial (
11
2
0,000
V1 =P / A') (kg/cm2)
Tension Principal (V1 = VV)
10
V3 en kg./cm .
0,000
8
7
6
5
4
3
11,00
10,00
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2
2,00
1
1,00
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,00
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Deformaciones unitarias DL/L)
Tensiones principales
Compresión Simple
COHESION
6,000 kgf/cm2
RESISTENCIA
12,10 kgf/cm2
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8
PERFIL DE LOS SUELOS - GRANULOMETRIAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Espesor (m)
Sondeo:
SPT 1
Arenas
Limos y Arcillas
Porcentaje que pasa Tamiz N°
Profundidad
-1,00 m.*
-2,00 m. *
-2,80 m. **
Observ::
4
10
40
60
100
200
100,0
100,0
86,4
99,8
99,5
83,2
98,7
97,3
80,5
96,0
93,0
76,4
89,6
86,0
72,2
78,4
77,4
65,4
* Tamiz N° 10 y 40 retienen calcáreos y yeso - ** Tamiz 4 retiene detritos con abundantes calcáreos
Gráfica Granulométrica
Arenas gruesas
#4
TAMIZ Nº
Arenas medias
# 10
# 40
Arenas finas
# 60
#
Limos y
# 200
100
90
80
Porcentaje que pasa
70
60
50
40
30
20
10
0
10
1
Profundidad -1,00 m.* m
Abertura de malla en m.m.
Profundidad -2,00 m. * m
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0,1
0,01
Profundidad -2,80 m. ** m
9
PERFIL DE LOS SUELOS - GRANULOMETRIAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Espesor (m)
Sondeo:
SPT 2
Arenas
Limos y Arcillas
Porcentaje que pasa Tamiz N°
Profundidad
-1,00 m. *
-2,00 m. *
-2,90 m. **
Observ::
4
10
40
60
100
200
100,0
99,8
85,9
98,5
99,5
85,5
95,9
98,2
84,0
92,2
94,3
82,0
85,4
88,1
79,3
74,1
79,2
73,8
* Tamiz N° 10 y 40 retienen calcáreos y yeso - ** Tamiz 4 retiene detritos con abundantes calcáreos
Gráfica Granulométrica
Arenas gruesas
#4
TAMIZ Nº
Arenas medias
# 10
# 40
Arenas finas
# 60
#
Limos y
# 200
100
90
80
Porcentaje que pasa
70
60
50
40
30
20
10
0
10
1
Profundidad -1,00 m. * m
Abertura de malla en m.m.
Profundidad -2,00 m. * m
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0,1
0,01
Profundidad -2,90 m. ** m
10
PERFIL DE LOS SUELOS - CARACTERISTICAS QUIMICAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Corresponde a: SPT 1
Cloruros
%
Sulfatos
%
Calcareos
%
Ph
Profundidad
Sales
Totales
%
0,00
2,200
N. D.
0,700
1,300
8,000
-1,00
2,000
N. D.
0,600
1,500
7,800
Ubicación de la muestra
Muestreo
-2,00
1,300
N. D.
0,600
10,500
8,200
-2,80
1,200
N. D.
0,300
21,400
8,200
Agresividad baja
Sales %
Agresividad alta
0,00
0,00
-1,00
-1,00
-2,00
-3,00
-2,00
-3,00
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0,0
0,5
Contenido %
1,0
1,5
2,0
2,5
Contenido %
Calcáreos %
pH
0,00
0,00
-1,00
-1,00
Profundidad
Profundidad
Agresivas
No Agresivas
Profundidad
Profundidad
Sulfatos
Agresividad media
No agresivo
-2,00
-3,00
Reacción
Alcalina
Reacción
Acida
-2,00
-3,00
0
5
10
15
20
25
30
5
6
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8
9
10
pH
Contenido %
Agresividad según contenido % de Sulfatos
0,0 a 0,1 % Nula
0,1 a 0,2 % Baja
N. C. = No Cuantificable
0,2 a 2,0 % Media
> 2,0 % Fuerte
7
Agresividad según contenido % de Sales
> 1,5% - Agresiva
11
PERFIL DE LOS SUELOS - CARACTERISTICAS QUIMICAS
ESTUDIO GEOTECNICO PARA FUNDACION DE EDIFICIO
UBICACIÓN: AUTODROMO TERMAS DE RIO HONDO
COMITENTE: SEGUNDO BOLZON - CONSTRUHAUS - UTE
Corresponde a: SPT 2
Cloruros
%
Sulfatos
%
Calcareos
%
Ph
Profundidad
Sales
Totales
%
0,00
1,500
N. D.
0,500
1,500
8,000
-1,00
1,500
N. D.
0,500
1,500
8,000
Ubicación de la muestra
Muestreo
-2,00
1,100
N. D.
0,300
11,500
8,600
-2,90
0,500
N. D.
0,300
24,500
8,800
Agresividad baja
Sales %
Agresividad alta
0,00
0,00
-1,00
-1,00
-2,00
-3,00
-2,00
-3,00
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0,0
0,5
Contenido %
1,0
1,5
2,0
Contenido %
Calcáreos %
pH
0,00
0,00
-1,00
-1,00
Profundidad
Profundidad
Agresivas
No Agresivas
Profundidad
Profundidad
Sulfatos
Agresividad media
No agresivo
-2,00
-3,00
Reacción
Alcalina
Reacción
Acida
-2,00
-3,00
0
5
10
15
20
25
30
5
6
http://procesosconstructivos123.wordpress.com/
8
9
10
pH
Contenido %
Agresividad según contenido % de Sulfatos
0,0 a 0,1 % Nula
0,1 a 0,2 % Baja
N. C. = No Cuantificable
0,2 a 2,0 % Media
> 2,0 % Fuerte
7
Agresividad según contenido % de Sales
> 1,5% - Agresiva
12