ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS 1.0 INTRODUCCIÓN Grupo Echegaray ha elaborado el presente estudio, el cual tiene por finalidad determinar las características y propiedades físico-mecánicas de los suelos donde se emplazará la infraestructura correspondiente al proyecto: “MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL AA.HH. LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03 – DISTRITO DE COMAS – PROVINCIA DE LIMA – DEPARTAMENTO DE LIMA”. Para la determinación de las características de los suelos del área de estudio, el equipo técnico de Grupo Echegaray realizó trabajo de campo ejecutando las siguientes actividades; evaluación geológica local de los pasajes involucrados, evaluación estratigráfica de los cortes naturales, mediciones y toma de muestras de suelo y roca, para ensayos físicos y químicos en un laboratorio certificado. Así también, para el presente estudio se tomó como referencia, el estudio de Pre inversión a nivel de Perfil CUI 2435027 de propiedad de EMAPE, en tal sentido, los resultados del estudio de Mecánica de Suelos de dicho estudio, son validados y utilizados por los especialistas de Grupo Echegaray, para uso en los diseños de ingeniería a nivel de detalle. 2.0 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA El AA.HH. Las lomas de Bentin Carmen Alto, Señor de los Milagros zona 03 se encuentra ubicado en el Distrito de Comas, Provincia y Departamento de Lima. La superficie total del distrito es 4 875 Has. (48.75 Km2). Ubicado en el distrito de Comas, limita con los siguientes asentamientos: Por el Norte Por el Sur Por el Este Por el Oeste : Cerro sin nombre. : Soledad. : Soledad. : La Libertad. El proyecto se encuentra ubicado en la zona UTM 18S de la cartografía terrestre global. - Departamento Provincia Distrito Localidad Región Geográfica Sistema de Coordenadas Coordenadas Centrales : Lima : Lima : Comas : AA. HH Lomas de Bentin Carmen Alto : Costa : WGS 84 UTM : 278578.00 E; 8678301.00 N El área del proyecto corresponde a relieves de moderados a ligeramente accidentado y el eje de las quebradas con depósitos coluvio aluviales, donde se aprecia las lomas y cerros de topografía con pendientes moderadas a accidentadas correspondiente a la zona baja de las estribaciones andinas conformados con pequeñas superficies cubiertas por depósitos coluvio aluviales, con predominio de gravas y arenas provenientes del transporte y sedimentación de la zona alta y depositados en las laderas y taludes. MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 3.0 ACCESO AL ÁREA DE ESTUDIO El proyecto se encuentra ubicado en el Asentamiento Humano Las Lomas de Bentin Carmen Alto, señor de los Milagros Zonal 03, pudiendo ingresar al lugar a través del norte o sur. En la tabla 1 se describe las vías de ingreso. Tabla 1: Vía de Acceso Vías de Acceso Descripción de Vía Vía Norte Saliendo a su izquierda de la Municipalidad de Comas gire en Jr. Lima siga recto hasta llegar a Libertad, continúe recto por Brescia hasta llegar a Sta. Rosa, luego gire a su derecha en Cipreses. Vía Sur Panamericana Sur. Continúe hasta la salida Vía Expresa Línea Amarilla, siga hasta ingresar a la Auxiliar Panamericana Norte hasta Av. Naranjal gire e ingrese en Av. Túpac Amaru. Prosiga hasta llegar a la Av. Belaunde Este, siga recto, luego gire a su izquierda en Ucayali hasta llegar a Bentin, continúe recto hasta llegar al AAHH. Elaboración: Grupo Echegaray, 2020 4.0 CONDICIÓN CLIMÁTICA Y ALTITUD DE LA ZONA El área del proyecto presenta un clima desértico templado y húmedo, con lloviznas suaves entre abril y diciembre, y sol intenso entre enero y marzo, registrando una temperatura anual promedio entre los 15°C y 25°C, con escaza precipitación, la dirección del viento predomina de suroeste a sur. El clima no representa una dificultad para el desarrollo de las actividades de construcción de los componentes comprendidos por el presente proyecto. El área del proyecto se ubica sobre una altitud de 532 msnm. 5.0 GEOLOGÍA Y SISMICIDAD DEL ÁREA EN ESTUDIO 5.1 GEOLOGÍA El área del presente proyecto está ubicado en la región de la costa central del Perú, específicamente al noroeste de la ciudad de Lima. De acuerdo, al mapa geológico del cuadrángulo de Lima y reconocimiento de campo, se identificó en el área de estudio la predominancia de rocas sedimentarias correspondiente a las calizas Atocongo (Ki-at) del cretáceo inferior de tonalidad gris claras altamente silicificadas, con buzamiento del orden de 30% a favor de la pendiente; como cobertura superficial suelo coluvio aluvial con gravas angulosos, suelto, de tonalidad gris marrón, ligeramente seco, de edad reciente que corresponde cuaternario, cuyos espesores fluctúan entre 0.10 a 1.20 metros en el eje delas quebradas, debajo de ello hay afloramiento de roca fracturada a sana citada líneas arriba. La formación geológica predominante del área del proyecto se encuentra conformada por las estribaciones andinas de la cordillera occidental, que corresponde a las laderas y crestas marginales de la cordillera andina, de topografía ligeramente accidentada, en cuyo terreno se emplaza el asentamiento humano, y sus escaleras de circulación interna; los cuales, han sido disecadas por el las quebradas activas de intensa precipitación pluvial. Los rasgos geomorfológicos presentes en el área son el resultado del proceso tectónico y plutónico, sobre impuestos por los procesos de geodinámica, que han moldeado el rasgo morfo estructural actual de la zona de estudio. MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 5.2 SISMICIDAD De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma Sismo Resistente (NTE E-030) aprobada mediante la Resolución Ministerial Nº 003-2016-VIVIENDA, del 02 de enero del 2016. Se concluye que el área en estudio se encuentra dentro de la zona de Sismicidad (Zona 4), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de alta intensidad, es entre III a VIII según la Escala Mercalli Modificada. La clasificación de los sismos empleada en la Norma Técnica De Edificación E.030- Diseño Sismo resistente es la siguiente: Tabla 2: Clasificación Sísmica TABLA Nº1 FACTORES DE zona “Z” Zona Z 4 0.45 3 0.35 2 0.25 1 0.1 Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2018. De acuerdo con nueva norma técnica NTE E-30 y el predominio del suelo bajo la cimentación, se recomienda adoptar en los diseños sismo – resistentes, tomando parámetros, donde las fuerzas horizontales pueden calcularse de acuerdo a la relación: V= ZUCS .p R Tabla 3: Parámetros Geotécnicos ZONA 4 z 0.45 Tipo de suelo s -1 tp (s) 0.4 s 1.0 u 1.0 Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2018. La zona de estudio se halla en una región de elevada actividad sísmica, donde se puede esperar la ocurrencia de sismos de gran intensidad durante la vida útil del proyecto. La actividad sísmica del área se relaciona con la subducción de la placa oceánica bajo la placa continental sudamericana. Subducción que se realiza con un desplazamiento del orden de diez centímetros por año, ocasionando fricciones de la corteza, con la consiguiente liberación de energía mediante sismos, los cuales son en general tanto más violentos cuando menos profundos son en su origen. De acuerdo, al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma Sismo Resistente (NTE E-030) aprobada mediante Resolución Ministerial Nº 003-2016-VIVIENDA, del 02 de enero del 2016. Según la clasificación de los sismos empleada en la Norma Técnica De Edificación E.030- Diseño Sismo resistente, al área de estudio le corresponde los siguientes parámetros geotécnicos: - Suelo Tipo S1 = suelos muy rígidos Periodo que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo Tp(s)=0.40 s MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 - Factor de Suelo S=1.00 Zona Z=4 Se concluye que el área en estudio se encuentra dentro de la zona de Sismicidad (Zona 4), existiendo la posibilidad de que ocurran sismos de alta intensidad, es entre III a VIII según la Escala Mercalli Modificada. Por lo expuesto y de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones, los diseños estructurales deberán ser a sísmicos. Mapa de Zonificación Sísmica Fuente: Norma Técnica E-30 Diseño sismo Resistente 6.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO El equipo de Grupo Echegaray realizó trabajo de campo para fines de verificar la ubicación de las calicatas o puntos de muestreos indicados en el estudio de Perfil. A la fecha no se han realizado toma de muestras de suelos, debido a que se considera que los ensayos a información generada por la consultora que elaboró el estudio de Perfil se encuentran bien ubicadas para la representatividad de la geotecnia del proyecto. El trabajo de campo fue realizado, por personal especialista y se programó una vez que los ingenieros responsables de EMAPE hicieran la entrega del terreno. La evaluación de la información existente fue cubierta y se indica que se excavaron (02) calicatas a cielo abierto, la cual se profundizo hasta un máximo de 1.50 m. En la siguiente tabla se presenta la ubicación de las calicatas realizadas. Tabla 4: Sondeo Ubicación de calicatas Profundidad (m) C-1 1.50 C-2 1.50 Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2016. Nivel Freático (m) N.P. N.P. N° de Muestras Extraídas 01 01 MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 Los sondajes realizados en el estudio de Perfil, se ubicaron de tal forma que establecieran información estratigráfica adecuada para adoptar los criterios de cimentación para la estructura, considerando un perfil en diagonal que cubra la mayor parte del área estudiada. Las características físicas y mecánicas del material extraído se pueden ver en los registros correspondientes de los perfiles estratigráficos. Según lo indicado en el estudio, durante las excavaciones, no se encontró presencia de la Nivel Freático durante la excavación de la calicata. 7.0 ENSAYOS DE LABORATORIO Los ensayos de laboratorio de suelo y roca, fueron realizados por el laboratorio Ingeotest Ingenieros S.A.C., de acuerdo a la NTC E-050 del RNE y las normas de la American Society For Testing and Materials (ASTM). Cabe resaltar que Ingeotest Ingenieros SAC, es un laboratorio acreditado y certificado por el INACAL y uno de los de mayor prestigio en el país. Actualmente Ingeotest cuenta con las certificaciones ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001, asimismo, se encuentra en proceso de certificación de la norma internacional ISO/IEC 17025. 7.1 ENSAYOS ESTÁNDARES Se llevaron a cabo ensayos estándar de laboratorio con fines de identificación y clasificación de las propiedades físicas de los suelos. Se realizaron los siguientes ensayos estándar: - 7.2 Contenido de Humedad (ASTM D2216 - 98) Análisis Granulométrico (ASTM D422- 63) Límites de Atterberg (ASTM D4318- 98) Clasificación SUCS (ASTM D2487- 98) Densidad Natural (ASTM D4944- 98) ENSAYOS ESPECIALES Se realizaron ensayos especiales del suelo y roca que permitieron obtener las propiedades de resistencia, compresibilidad y de flujo de los suelos y roca. De acuerdo a lo indicado en los TDR, se realizaron ensayos especiales de Corte Directo. 7.3 ENSAYOS QUÍMICOS Se realizaron ensayos químicos para determinar el contenido de: - Sales Solubles Totales (NTP – 339.151) Porcentaje de Sulfato (NTP – 339.177) Porcentaje de Cloruros (NTP – 339.178) Ensayo de Corte Directo (ASTM D 3080) MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 8.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS De acuerdo a los resultados obtenidos en la investigación de campo realizada en la zona, en base a las calicatas, luego del estudio detenido de los records de las excavaciones, así como los ensayos de laboratorio, donde se encuentran en dichos anexos. El terreno estudiado presenta un estrato bien definido. - C – 1: M-1: 0.00- 0.95m. Presenta material, de relleno grava pobremente gradada claro con presencia de fragmentos de rocas fracturada, no se detectó la napa freática, con una clasificación. SUCS de GP y AASHTO de A – 1 - a (1). Con un contenido de humedad de 3.74%. - C – 2: M-2: 0.00- 1.05m. Presenta material, de arena de grano de media a fina y en condiciones limpia, grava pobremente gradada claro con presencia de fragmentos de rocas fracturada, no se detectó la napa freática, con una clasificación. SUCS de GP y AASHTO de A – 1 - a (1). Con un contenido de humedad de 4.05%. Las Excavaciones se realizaron de manera manual a cielo abierto 9.0 AGRESIÓN DEL SUELO A LA ESTRUCTURA Se realizaron los ensayos químicos de las muestras obtenidas en las calicatas realizadas, para determinar el grado de agresividad del suelo a la cimentación de estructuras, a través de la determinación de los contenidos de sulfatos. De la comparación de los resultados obtenidos y los límites permisibles de agresión de sulfatos al concreto, estos presentan un grado de agresión severo, recomendándose cemento tipo V Concreto Expuesto a Soluciones de Sulfatos Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2018. MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 Sin embargo, la acción química del suelo sobre el concreto sólo ocurre a través del agua subterránea que reacciona con el concreto; de ese modo el deterioro de concreto ocurre bajo el nivel freático, zona de ascensión capilar o presencia de agua infiltrado por otra razón (rotura de tuberías lluvias extraordinarias, inundaciones, etc.). Contenido Maximo de Iones Cloruros Fuente: Estudio de Pre Inversión, 2018. Elementos Químicos Nocivos para la Cimentación Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2018. "Estudio de micro zonificación sísmica y vulnerabilidad en la ciudad de lima" Del resultado del análisis químico de la muestra obtenida de la calicata C-1, Muestra M-1 de dicho sector, para efecto de este informe se ha seleccionado la muestra representativa de la Calicata. MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 Una concentración de Cloruros promedio, de 355.20 p.p.m., menor que 1,000.0 p.p.m., indica que, en presencia de agua, no ocasionara problemas de corrección a la armadura y elementos metálicos. Una concentración de Sulfatos promedio, de 601.80 p.p.m., menor que 1,000.0 p.p.m., indica que no ocasionara un ataque químico al concreto de la cimentación. La presencia de Sales Solubles Totales es de 1100.20 p.p.m., y se encuentra por debajo de 1,500 p.p.m. Lo que indica que no ocasionará problemas de pérdida de resistencia mecánica por problemas de lixiviación (lavado de sales). Se concluye que el estrato de suelo que forma parte del contorno donde irá plantada la cimentación contiene concentraciones Moderadas de Sulfatos, Cloruros y Sales Solubles Totales, se recomienda tener cuidado con las armaduras metálicas que no estén en contacto directo con el suelo, concluimos que para la cimentación del proyecto se utilizara el Cemento Portland Tipo I (UNO). C-1 M- 1 0.95 601.8 355.2 Grado de Alteracion SST Cloruros SO4 Profundidad Muestra Calicata Resumen de ensayos químicos 1100.2 Bajo Recomendaciones Existe un grado de alteracion bajo de sulfatos, cloruros y sales solubles totales. Utilizar concreto con cemento Tipo I Fuente: Estudio de Pre Inversión del presente proyecto, 2018. 10.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Las Investigaciones de Mecánica de Suelos han comprendido las siguientes labores en campo y laboratorio. 02 excavaciones o Calicatas de profundidad máxima 1.50 m. 01 ensayo Estándar Análisis Granulométrico. 01 ensayo Químicos, contenido de Sulfato. 01 ensayo de Corte Directo Para la aplicación de la Norma E.030 Diseño Sismo Resistente se debe considerar lo siguiente. Zona 4; Z=0.45g Suelo Tipo S1 Factor de Suelo S=1.00 Espectro para el Tipo de Suelo Tp(s) = 0.40 seg 11.0 ANEXOS MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 ANEXO A MAPA DE UBICACIÓN DE CALICATAS MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 ANEXO B ENSAYOS DE LABORATORIO MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 ANEXO C PERFILES ESTATIGRÁFICOS MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 ANEXO D PANEL FOTOGRÁFICO MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 REGISTRO DE EXCAVACION C -1 MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 REGISTRO DE EXCAVACION C -2 MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027 Foto N°1 Calicata C-1 Extracción de muestras a cielo abierto Foto N°2 Calicata C-1 Extracción de muestras a cielo abierto Foto N°3 Calicata C-2 Extracción de muestras a cielo abierto Foto N°4 Calicata C-2 Extracción de muestras a cielo abierto MEJORAMIENTO DE VÍAS DE ACCESO PEATONAL EN EL ASENTAMIENTO LAS LOMAS DE BENTIN CARMEN ALTO, SEÑOR DE LOS MILAGROS ZONAL 03, DISTRITO DE COMAS, PROVINCIA DE LIMA - LIMA” CUI 2435027