ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS NESHUYA - CURIMANA.doc

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO DE REHABILITACIN Y MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA RO SECO EL AHORCADO SAYN

Estudio de Factibilidad:

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL NESHUYA CURIMANA, DISTRITO DE IRAZOLA Y CURIMANA, PROVINCIA DE PADRE ABAD UCAYALI

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOSPROYECTO: MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA DEPARTAMENTAL NESHUYA CURIMANA, DISTRITO DE IRAZOLA Y CURIMANA, PROVINCIA DE PADRE ABAD UCAYALIUBICACIN:Distritos: Irazola Curimana

Provincia: Padre Abad.

Region

: Ucayali

GENERALIDADESLos trabajos de mecnica de suelos se han desarrollado con la finalidad de investigar las caractersticas fsicas del suelo y los diferentes estratos que poseen, los cuales permitirn establecer criterios tcnicos para el diseo estructural de la pavimentacin.Las muestras de suelo recogida en el campo a travs de una metodologa y procesadas en el laboratorio darn valores que permitirn tener conocimiento del tipo de suelo, su capacidad resistente al trafico C.B.R y asi como hacer mejoras a los suelos de fundacin.

La investigacin del subsuelo del terreno de fundacin es para la ejecucin del proyecto Mejoramiento de la Carretera Departamental Neshuya Curimana a nivel de FactibilidadOBJETO DEL ESTUDIOEs determinar las caractersticas mecnicas del suelo en su estado actual, que permita tomar descisiones tcnicas acorde a las normas y conocimientos para el diseo de la estructura del pavimento asfaltado del proyecto Mejoramiento de la Carretera Departamental Neshuya Curimana a nivel de Factibilidad. NORMAS TECNICAS

Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras (DG-2001), aprobada la segunda edicin mediante Resolucin Directoral No. 143-2001-MTC/ 15.17 de fecha 12/03/2001. Manual de Ensayo de Materiales para Carreteras /EM2000). (Aprobado con Resolucin Directoral N 028-2001-MTC/15.17 del 16/01/2001) y su modificatoria del MTC E 1109-2004.

Manual de Diseo de Carreteras Pavimentados de Bajo Volumen de Trnsito, (Aprobado con Resolucin Ministerial N 305-2008-MTC/02, de fecha 04/04/2008).

Manual de Carreteras Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin (EG-2013). (Aprobado con Resolucin Directoral N 03-2013-MTC/14, de fecha 16/02/2013).

PLANIFICACION Realizar un estudio de mecnica de suelos, significa cumplir etapas bien definidas y cada uno con diferentes particularidades en espacio y tiempo, para el presente proyecto se ha planificado de la siguiente manera:

1.- Recopilacion de informacion existentes.

2.- Reconocimiento de campo.

3.- Ejecucin de Calicatas

4.- Toma de muestras Disturbadas

5.- Ensayos de Laboratorio

6.- Procesamiento y obtension de resultados1.- Recopilacion de informacion existentes.

Se procedi a solicitar a la Entidad Contratante Direccion Regional Sectorial de Transportes y Comunicaciones Ucayali, la informacin de estudios de mecnica de suelos realizados a nivel de perfil, el cual servir para analizar y profundizar la calidad del proyecto en esta epata de factibilidad.2.- Reconocimiento de campo.

Consistio en hacer un recorrido completo de la carretera empesando desde la localidad Centro Poblado de Neshya hasta la localidad de Curimana que es el final del proyecto. En esta etapa de reconocimiento se ha podido notar en forma visual la similitud del suelo superficial por corresponder casi el mismo estrato geolgico de la formacin geologica, zona selva y esnecesario hacer nfasis que en esta etapa de reconocimiento de campo la descripcin delosrasgos yprocesosqueseobservanson validos msqueensu comparacin visual.3.- Ejecucin de Calicatas

Consistio en explorar el sub suelo mediante la ejecucin de calicatas que son huecos preparados de un dimensin en planta de 1.00 x1.00m por una profundidad de 1.50 m. distribuidas estratgicamente una a la derecha y el otro a la izquierda a cada 500 m. en todo el largo de la carretera, las cuales se realizaron manualmente con pala, pico y cavadora.

4.- Toma de muestras Disturbadas

De la altura de 1.50m de cada calicata se retiraron muestras disturbadas de suelo en una cantidad de 60 Kg. Aprox., las mismas que fueron impermeabilizados con plsticos y cinta aislante para evitar la perdida de humed, luego estas muestras fueron remitidos al laboratorio especializado de la Consultora del Proyecto, ubicado en la ciudad de Huanuco, de todo el proyecto se ejecutaron 69 calicatas a cielo abierto, asignndole el cdigo de la letra C y identificada desde C-1 a C-69, los cuales fueron anotados legiblemente con tinta liquida indeleble.En el plano las calicatas estn definidas por su respectivo smbolo y cdigo.

Numero de Calicata C-n

Simbolo La muestra es recoga en cantidad de tal manera alcanza para realizar las pruebas respectiva.ENSAYOS DE MECNICA DE SUELOS RELIZADOS

NOMBRE DEL ENSAYOUSONORMA

AASHTONORMA

ASTMTAMAO DE MUESTRAPROPSITO DEL ENSAYO

Lmite

LquidoClasificacinT89D43182.5 kgHallar el contenido de agua entre los estados Lquido y Plstico

Lmite

PlsticoT90D43182.5 kgHallar el contenido de agua entre los estados plstico y semi slido

ndice

PlsticoT90D43182.5 kgHallar el rango de contenido de agua por encima del cual, el suelo est en un estado plstico

Anlisis

GranulomtricoT88D4222.5 kgPara determinar la distribucin del tamao de partculas del suelo

Compactacin Proctor ModificadoDiseo de EspesoresT180D1557 45.0 Kg.Determina la relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario de los Suelos (Curva de Compactacin)

CBRDiseo de EspesoresT193D188345 kgDeterminar la capacidad de carga. Permite inferir el mdulo resiliente

5.- Ensayos de Laboratorioa.- Equipo y accesorios de laboratorio:

- Balanza elctrica de capacidad de 30 Kg. Con presicion a 1.0 gramos

- Balanza elctrica de capacidad de 600 gramos con presicion a 0.01 gramo

- Juego completo de tamices

- Copa de Casagrande

- Ranurador metalico

- Vidrio para limie palstico

- Horno elctrico

- Equipo C:B:R:

- Molde Proctor

- Proctor modificado

- Molde metalico de C.B-R. en 10 juegos (30 unidades).

- Equipo de desgaste de angeles

b.- Anlisis Granulomtrico por tamizado (ASTM D-422).El anlisis granulomtrico tiene como objetivo determinar la proporcin de las diferentes granolumetras que presenta una muestra de suelo, para ello la muestra es pesada, secada y lavada y ingrasada al juego de tamices donde por separado y por cada tamiz los granos retenidos son pesados y el resultado es sometido a una hoja de calculo de papel logartmico segn las normas y se tiene la curva granulomtrico. De esta forma se obtiene la granulometra del suelo natural y donde suelos con curvas similares tendrn un comportamiento granulomtrico similar.

En la imagen se puede apreciar todo el material de trabajo que se utilizo para el anlisis granulometrico: una balanza, fuente, el tablero para los respectivos apuntes, los tamices (2, 1 , 1, , , 3/8, , #4, #10, #20, #30, #40, #50, #60, #100, #200, cazoleta).

c. Limite Lquido (ASTM D-4318) y del Limite Plstico (ASTM D-4318). Lmite lquido.- Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plstico. A este nivel de contenido de humedad el suelo est en el vrtice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.El procedimiento consiste en colocar una muestra hmeda en la copa de casagrande, dividirlo en dos con el acanalador y contar el nmero de golpes requerido para cerrar la ranura. si el nmero de golpes es exactamente 25, el contenido de humedad de la muestra es el lmite Lquido

Este proceso lo repetiremos 3 a 4 veces, y en el primero debemos obtener un valor de golpes cercano a 20, en el siguiente un valor cercano a 25, y en el ltimo un valor superior a 25 golpes. Para cada cuchara llena tomaremos un poco de muestra y la introduciremos en una cpsula y luego al horno para determinar su humedad. El procedimiento estndar es efectuar el limite liquido es efectuar por lo menos tres determinaciones para tres contenidos de humedad diferentes, se anota el nmero de golpes y su contenido de humedad, luego se grafican los datos en escala semilogartmica y se determina el contenido de humedad para N= 25 golpes.

Lmite plstico El lmite plstico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al formar pequeos rollitos cilindros pequeos, el lmite lquido, el lmite plstico es usado en la identificacin y clasificacin de suelos

El procedimiento consiste en hacer pasar la muestra en el tamiz No. 40, luego es mezclado con agua destilada y en la mesa transparente con la mano se hace los rollitos de un espesor de un fideo y cuando estos empieza a agrietar querr decir que el barro ya empieza a estar seco, luego situamos los fideos dentro de una cpsula y se coloca dentro del horno con el fin de determinar ms tarde su humedad, hacemos la media aritmtica de los tres valores y obtendremos el lmite de plasticidad.

El ndice de plasticidad lo obtenemos haciendo la resta cuantitativa del lmite lquido y del lmite plstico. En la imagen se puede apreciar todo el material de trabajo que se utilizo para realizar los clculos de lmite lquido, limite plastico: una balanza, equipo de Casa Grande, platillos de aluminio, esptula, agua destilado ,el horno, el tablero para los respectivos apuntes.

d.- Ensayo Proctor Modificado (ASTM D-2216).El ensayo Proctor es un ensayo de compactacin de suelo que tiene como finalidad obtener la humedad ptima de compactacin de un suelo para una determinada energa de compactacin. La humedad ptima de compactacin es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es mxima, es decir que cantidad de agua le hemos de aadir a un suelo para poderlo compactar la mximo con una energa concreta. Para encontrar este parmetro lo que hacemos es realizar 3 ensayos con un mismo suelo (uno por saco de muestra preparada) pero con diferentes humedades de forma que despus de haber realizado las compactaciones obtendremos 3 densidades de este suelo para 3 humedades diferentes, no obstante estas no son las humedades ptimas, pero si que podemos usarlas para obtener la humedad ptima mediante interpolacin. Es decir que situando los 3 valores obtenidos en una grfica Densidad respecto % Agua obtendremos 3 puntos que nos permitirn trazar una curva, de manera que el punto ms alto de la curva ser el de mayor densidad y por tanto el de la humedad ptima.

En la imagen se puede apreciar todo el material de trabajo que se utilizo para realizar los ensayos de Proctor Modificado: balanza, moldes, martillo de compactacin, mallas # 4, # 3/4, horno, cpsula de secado.

e.- ENSAYO CBR (ASTM D-1557)

El ensayo CBR (California Bearing Ratio) mide la capacidad de resistencia del suelo a un trfico de vehculos. El procedimiento se realiza con la muestra tamizado de suelo pasado por la malla , compactada en tres (03) moldes de C.B.R. en 5 capas cada uno con el agua alcanzada de la humedad optima en la prueba proctor modificado y a 10, 25 y 56 golpes respectivamente, el molde es sumergido en agua durante cuatro das (96 horas), luego ser retirado y sometido a una prueba de piston de carga a determinadas velocidad previamente fijada.

Se prepara una grfica esfuerzo deformacin por cada molde y los valores de penetracin a 2.5 mm y 5mm, el mayor porcentaje representa el valor C.B.R. de la muestra representativa.

En la imagen se puede apreciar todo el material de trabajo que se utilizo para realizar el ensayo de CBR.

6.- Procesamiento y obtension de resultadosCon los valores calculas en base a los resultados de granulometra, limite lquido, plstico, ndice de plasticidad, los suelos han sido clasificados segn el SUCS Y el ASTTHO, y de la misma forma se considera los valores C.B.R. En el siguiente cuadro resumen se indica el numero de calicata tiene su respectiva valores de laboratorio, estando respaldago esta informacin por los analisi propias que se adjunta al presente trabajo en el anexo.

El Simbolo de tipo de suelos de acuerdo a las normas RESMEN DE ENSAYOS DE CADA CALICATA

CALICATAPROGRESIVACLACIFICACIONGRAVASARENALIMOS Y ARCILLA% HUMEDADDMSCBR

CBR al 100% CBR al 95%

SUCS AASHTO

C-11+000MLA - 4 (8)3.0015.7384.2726.151.735.058.43

C-21+500CL A -7 - 60.2210.3889.428.15

C-32+000MLA - 4 (7)0.3424.7874.8821.02

C-42+500CLA - 6 (14)4.908.4386.6718.21

C-53+000CLA - 6 (13)0.3912.8086.8117.02

C-63+500MLA - 4 (7)1.8910.2987.8219.15

C-74+000MLA - 4 (7)12.4822.8764.6528.611.656.789.78

C-84+500CLA - 7 - 6 (18)0.001.2898.7215.69

C-95+000CLA - 6 (15)17.0110.9072.0917.81

C-105+500MLA - 4 (5)0.3511.1688.4918.90

C-116+000CLA - 6 (15)0.5625.1674.2817.02

C-126+500MLA - 4 (7)0.6510.7988.5625.79

C-137+000CLA -7 - 6 (16)1.135.7197.2929.771.976.8410.8

C-147+500CLA - 6 (14)0.0018.7181.2919.69

C-158+000CLA - 6 (13)0.303.6596.0520.53

C-168+500CLA - 6 (14)0.948.6690.418.03

C-179+000CLA -7 -6 (19)0.6444.0355.3420.14

C-189+500CLA - 6 (12)0.828.6690.5218.03

C-1910+000CLA - 6 (13)23.9527.3148.8322.201.75.76.85

C-2010+500CLA - 6 (11)0.248.6191.1621.48

C-2111+000CLA - 6 (14)0.003.4596.5516.30

C-2211+500MLA - 4 (8)0.3214.4685.2220.12

C-2312+000CLA - 6 (10)1.995.8392.1822.59

C-2412+500CLA - 6 (15)0.505.9093.614.62

C-2513+000CLA - 6 (14)0.0012.5287.4820.801.616.438.31

C-2613+500CLA - 6 (16)0.0024.6575.3518.24

C-2714+000MLA - 4 (5)1.3212.1186.5718.74

C-2814+500MLA -4 (7)0.0010.6189.3916.06

C-2915+000CLA - 6 (16)0.006.9193.0917.63

C-3015+500MLA - 4 (8)0.548.3291.1417.78

C-3116+000CLA - 6 (15)0.0051.8448.1621.901.7456.59

C-3216+500CHA - 7 - 6 (18)0.0022.1677.8419.53

C-3317+000CLA - 6 (15)2.1912.4885.3416.48

C-3417+500CLA -6 (12)10.6925.1064.2118.30

C-3518+000CLA -6 (9)0.007.61092.3919.64

C-3618+500MLA -4 (7)0.0012.4487.5618.31

C-3719+000CLA - 4 (7)0.7634.7164.5328.311.746.58.43

C-3819+500CLA - 6 (13)0.004.2195.7928.07

C-3920+000CLA - 6 (11)0.9110.8288.2720.65

C-4020+500CLA - 6 (14)0.3022.0977.6133.64

C-4121+000CLA - 6 (11)5.178.0086.5218.95

C-4221+500CLA - 4 (7)0.6436.6062.7620.94

C-4322+000CLA - 6 (12)5.2335.3059.4724.371.675.67.9

C-4422+500CLA - 6 (9)0.556.6992.7623.64

C-4523+000CLA - 6 (9)0.136.9392.9417.62

C-4623+500CLA - 6 (11)0.4326.0773.523.09

C-4724+000CLA - 6 (10)0.005.4094.616.72

C-4824+500CLA - 6 (10)0.294.4695.2520.31

C-4925+000CLA - 6 (15)0.2719.3780.3622.641.648.4510.27

C-5025+500CLA - 6 (12)0.547.7091.7622.13

C-5126+000CLA - 6 (14)0.005.2094.816.04

C-5226+500CLA - 6 (8)0.255.0594.714.23

C-5327+000CLA - 6 (10)0.359.1190.5322.10

C-5427+500CLA - 6 (13)0.003..6896.3218.52

C-5528+000CLA - 7 - 6 (16)0.0017.2982.7127.311.77.810.01

C-5728+500CLA - 6 (15)0.546.1293.3119.30

C-5829+000CLA - 6 (15)0.005.6094.416.02

C-5929+500MLA - 4 (8)0.0015.7984.2123.01

C-6030+000MLA - 4 (5)0.004.8895.1217.85

C-6130+500CLA - 6 (10)0.003.6096.423.40

C-6231+000CLA - 6 (14)0.0021.3378.6728.451.977.910.27

C-6331+500CLA - 6 (15)0.859.7289.4315.24

C-6432+000CLA - 6 (13)13.5715.1471.2920.34

C-6532+500CLA - 6 (14)0.0012.6187.3916.24

C-6633+000CLA - 6 (13)0.6331.5867.7918.20

C-6733+500CLA - 7 - 6 (17)0.194.2595.5624.87

C-6834+000CLA - 6 (15)17.9053.7328.3721.581.736.28.94

C-6934+500CLA - 6 (10)0.0010.0090.0019.37

El valor C.B.R. de una calicata es aprox. igual a las calicatas siguientes.

CBR

CBR al 100% CBR al 95%

5.058.43

6.789.78

6.8410.8

5.76.85

6.438.31

56.59

6.58.43

5.67.9

8.4510.27

7.810.01

7.910.27

6.28.94

PERCENTIL AL 75%

7.0810.075

De esto se desprende que el percentil al 75% del C.B.R al 100% es de 7.08 y al 95% es 10.075.

En las calicatas que se indica a continuacin en el siguiente cuadro se ha encontrado la presencia de agua fretica.CUADROProgresivaLadoCalicataMuestraProfundidad

(m.)

20+750IzquierdoC 59M 10.5




23+000DerechoC 68M 20.4


23+500DerechoC 70M 30.8


24+000DerechoC 72M 30.8


24+500DerechoC 74M 30.6



DESCRIPCION LITERAL DEL TIPO DE SUELO.Luego de la clasificacin de la muestra de suelo en SUCS y ASHTTO, donde se aprecia valores cuantitativos se tiene a continuacin la descripcin literal de cada uno de ellos.DESCRIPCION LITERAL DE SUELOS

CALICATAPROGRESIVACLACIFICACIONDESCRIPCION

SUCS AASHTO

C-11+000MLA - 4 (8)Limo inorgnico ligeramente plstico

C-21+500CL A -7 - 6 (19)Arcilla inorgnica de baja plasticidad


C-42+500CLA - 6 (14)Arcilla inorgnica de baja plasticidad




C-84+500CLA - 7 - 6 (18)Arcilla inorgnica de baja plasticidad





C-137+000CLA -7 - 6 (16)Arcilla inorgnica de baja plasticidad




C-179+000CLA -7 -6 (19)Arcilla inorgnica de baja plasticidad











C-2814+500MLA -4 (7)Limo inorgnico ligeramente plstico




C-3216+500CHA - 7 - 6 (18)Arcilla inorgnica de alta plasticidad


C-3417+500CLA -6 (12)Arcilla inorgnica de baja plasticidad

C-3518+000CLA -6 (9)Arcilla inorgnica de baja plasticidad

C-3618+500MLA -4 (7)Limo inorgnico ligeramente plstico

































Conclusion:

1.- De esto se desprende que el percentil al 75% del C.B.R al 100% es de 7.08 y al 95% es 10.075.

2.- El suelo con mayor preponderancia segn SUCS y ASHTTO es el suelo CL, A-6, que es la arcilla inorgnica de baja plasticidad.Recomemdacion:

1.- Mejorar la sub base con material de cantera con C.B.R. mayor de 60%.

2.- Mejora las zonas de baja plasticidad a nivel de sub rasante natural con producto qumico.

CONSORCIO NESHUYA

ING. CEFERINO LINDER TEODORO LEANDRO

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