Informe P° Inca Cancha
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IINNGGEENNIIEERRIIAA YY SSEERRVVIICCIIOOSS
""IINNSSEEPPEE""
BARRIO UNIVERSITARIO DE DOCENTES, CALLE TAJIBO Nº 6235 ENTRE AV. ALEMANA - BENI
TELE FAX: 342-3763 TELEFONO: 341-4244 [email protected] [email protected]
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I N S E P E
INGENIERIA Y SERVICIOS
ESTUDIO GEOTECNICO
PROYECTO CARRETERO: “UYUNI-ATOCHA-TUPIZA”,
TRAMO I: KP 90+400(ATOCHA)-TUPIZA
UBICACIÓN: PUENTE INCA CANCHA
1. ANTECEDENTES Y OBJETIVOS
El Ing. Gabriel Vergara de la Empresa “JOSE CARTELLONE CONSTRUCCIONES
CIVILES S.A. - SUCURSAL BOLIVIA, con el contrato suscrito con el Representante
Legal de la mencionada empresa el Señor Sergio Rolando Zelaya Jerez y la
Empresa Ingeniería y Servicios Insepe, representada por el Ing. Efraín Pérez
Chavarría para realizar el estudio geotécnico para la construcción de un Puente
Vehicular en la Quebrada Inca Cancha en el Tramo I que vincula Uyuni – Atocha –
Tupiza.
El estudio geotécnico tiene como objetivo principal la determinación de la formación
geológica, la disposición estratigráfica y la determinación de los parámetros
geotécnicos y características del suelo de fundación, como ser:
Tensión de soporte admisible del suelo
Ángulo de fricción interna
Tipo de suelo
Porcentaje de Recuperación de Rocas
Porcentaje de calidad de roca (R.Q.D)
Nivel Freático
y otros parámetros imprescindibles para diseñar y dimensionar las fundaciones
adecuadas para este tipo de estructura.
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2. UBICACIÓN
El lugar objeto del presente estudio geotécnico se encuentra ubicado en la Quebrada
Inca Cancha en el tramo II que vincula Uyuni – Atocha – Tupiza, entre la Progresiva
117+980, perteneciente al Municipio de Atocha, Cantón Portugalete, Provincia Sud
Chichas del Departamento de Potosí, Estado Plurinacional de Bolivia, ver foto satelital
adjunto.
3. PERSONAL ASIGNADO AL TRABAJO DEL ESTUDIO GEOTECNICO
Por la importancia que reviste la ejecución de este tipo de trabajo y la
estructura a construir; cumpliendo con las exigencias del contratante el
personal que participo en el trabajo son los siguientes:
Ingeniero Efraín Pérez Chavarría Coordinador del trabajo
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Ingeniera Cristina Uscamayta A. Ingeniero de Obra
Wilberto Castro S. Técnico en Suelos
Luís Fernando Moreno Perforista
Julián Cuellar Soliz Personal de Apoyo
Apolinar Quiroga Personal de Apoyo
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS:
Antonio Pacheco Pinto
Ariel Flores
4. ALCANCE DE TRABAJO Y METODOLOGIA EMPLEADA
Los trabajos realizados han estado dirigidos para dar cumplimiento a los
requerimientos mínimos de información que son imprescindible para la llevar a cabo
este tipo obra.
Para tal efecto, la investigación geotécnica ha sido convencionalmente dividida en las
siguientes tres etapas:
Fase 1.- Trabajo de campo
Fase 2.- Trabajo de laboratorio
Fase 3.- Trabajo de gabinete
4.1. TRABAJO DE CAMPO
En la fase de campo se ha realizado las perforaciones utilizando el método a rotación
con corona de diamante, esta perforación ha permitido obtener muestras
representativas para su análisis respectivo; mediante las cuales se han podido
confeccionar los perfiles definitivos de registro de campo.
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4.1.1. PERFORACION
Para un correcto conocimiento, tanto en la configuración geológica, como en la
distribución estratigráfica de los suelos y dispersión de los diferentes parámetros
geotécnicos, se ha realizado un (1) sondeo de exploración geotécnica, cuya ubicación
y descripción se determina en los anexos 1 y 2, respectivamente.
En el cuadro siguiente se indica las profundidades correspondientes del sondeo
exploratorio:
CUADRO C – 1
PROF.
X Y (m.)
1 (645/2015) 806024,00 7664525,00 15,00 Ensayo S.P.T. y Perforación con Corona de Diamante (Lado Atocha)
Referencias:
Sigla: Númeración correlativa de codificación interna de Ingeniería y Serv icios "INSEPE"
Coord: Proyección: U.T.M. Datum: WGS 84 Zona 19S (Tomadas en campo)
NºCOORDENADAS
OBSERVACIÓNSIGLA INSEPE
La cota de boca de pozo se indica en el Cuadro C-1, la mencionada cota se tomó
como nivel 0.00 de la boca del pozo.
4.1.1.1. CARACTERISTICAS TECNICAS DEL SONDEO
Las características técnicas del sondeo son:
4.1.2. ENSAYOS DE PENETRACIÓN NORMAL
Los ensayos de penetración normal S.P.T. han sido ejecutados de acuerdo
con la norma ASTM D-1586. (AASHTO T-206-70).
Este ensayo permite determinar el índice de resistencia a la penetración (N)
que ofrecen los suelos al ser ensayados por un penetrómetro, el cual es
hincado a percusión mediante un martinete de 63.50 Kg. con una caída libre
de 76 cm. a través de un tubo guiador.
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Este índice conjuntamente con el tipo de suelo obtenido en laboratorio, permite
a través de ábacos y fórmulas empíricas, determinar la tensión admisible de los
suelos ensayados a la profundidad deseada.
4.1.2.1. EQUIPO DE PERFORACION CARACTERISTICAS DEL EQUIPO
STANDARD PENETRATION TEST (SPT)
Las principales características de acuerdo a Normas convencionalmente
utilizadas son:
- Saca muestras bipartido punta de acero con cabeza de acoplamiento
con dos orificios y válvula de retención de bola
- Diámetro externo 2 pulgadas
- Diámetro interno 3/8 pulgadas
- Longitud de Cuchara 27 pulgadas.
- Diámetro externo de la barra para el ensayo 1 1/4 pulgadas
- Diámetro interno de barra para ensayo 1/2 pulgadas
Equipo de hinca:
- Peso martinete 63. 5 Kg. (140 libras).
- Cabeza de hinca y tubo guía.
- Altura con caída libre de 76 cm. (30 pulgadas).
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PRUEBA DE PENETRACIÓN NORMAL (S.P.T.)
800 mm
Rosca para unir
tubería de perforación 175 mm 550 mm 75 mm
51 mm 35 mm
Agujeros de 16 mm Zapata de acero
20 mm
Peso total 6,8 kilogramos
Penetrómetro estándar utilizado para el Estudio Geotécnico.
4.1.3.- EQUIPO DE PERFORACIÓN CON CORONA DIAMANTE
El equipo utilizado durante la presente investigación consta básicamente de
una máquina de perforación a rotación, mediante corte por coronas revestidos
de diamante.
Este equipo de perforación está diseñado y fabricado para trabajar a rotación
(Sistema Rotary) con la capacidad de perforar con “Wire Line”, mediante
brocas revestidas con diamante y en algunos casos con “Widia”.
Al ejecutar el movimiento rotativo, simultáneamente opera una acción de
avance vertical controlado a presión y contrapresión hidráulica regulable.
La maquinaria que actúa a rotación mediante un motor a diesel, posee una
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capacidad de extraer muestras líticas, detríticas o de material suelto, como ser
de fragmentos de rocas, bloques de roca de acuerdo al diámetro de la
perforación que en este trabajo se fijó en 60.00 mm. diámetro correspondiente
a (BQ) y además tiene un equipo complementario para el ensayo de SPT a
percusión, utilizando las barras de perforación adecuadas para el sistema a
rotación y de percusión.
Equipo S.P.T. y Perforación a Rotación
- 2 Piezas de Cucharas de Terzaghi
- 1 Martillo de golpe de 63.5 Kg.
- 2 Tubos guías.
- Corona con Diamante con diámetro BQ
- Corona de Diamante para caising con diámetro BQ
- Varillaje correspondiente.
Equipos de Bombas de Lodos
- 1 Bomba de lodo centrifuga, accionado con motor a gasolina de 5.5 HP.
- 1 Bomba de lodo centrifuga de alta presión, accionada con motor a gasolina de 5.5 HP portátil.
- Accesorios (Mangueras de 1” y 2” para circulación de lodo, filtros para mangueras de succión, mangueras de succión y de impulsión, etc.)
- 1 Motobomba. Movilidad de Transporte
- 1 Camión Fotón capacidad de 60000 kg.
- Camioneta doble cabina 4x4 de apoyo Herramienta Auxiliar
- 1 Tanque de agua (plástico)
- Cinta métrica y guincha
- GPS navegador
- Equipo de seguridad necesario para realizar el trabajo
- Tubo de plástico para medir la altura del nivel de agua
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- 1 Equipo electrógeno pequeño
- 1 Amoladora
- 1 Taladro
- Llaves stylson, llaves cadena y llaves para mecánica.
- Y herramientas misceláneas
- 2 Machetes
- 1 Hacha Campamento Móvil
- Tiendas móviles, bolsas de dormir
- Carpas de campaña Equipos de Laboratorio
- 2 Hornos eléctricos con termostato de control
- 1 Tamizador
- 2 Series de Tamices de abertura cuadrada
- 3 Balanzas electrónicas de precisión de 0.01 gr. (Capacidad 311 gr)
- 2 Balanzas electrónicas de 2 kg. de precisión de 0.01 gr.
- 3 Aparatos de Casagrande
- Equipo para límite plástico y límite de contracción.
4.1.3.1 PERFIL DE CAMPO
Simultáneamente al proceso de la perforación y extracción de las muestras se
registró el correspondiente perfil geotécnico, que constituye la base para la
confección del perfil definitivo:
En el perfil, puede observarse en detalle la profundidad del sondeo, las
distribuciones espaciales de los estratos que constituyen el perfil geológico, la
descripción detallada del tipo de material recuperado, un resumen de las
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principales características tantas granulométricas como los límites de
Atterberg, la clasificación del suelo luego de los ensayos de laboratorio según
Norma indicada en el numeral respectivo.
Por otra parte, este perfil geotécnico muestran el tipo de material, el ángulo de
fricción interna de los suelos, los valores de resistencia a la penetración (N), la
fatiga o tensión admisible del suelo, conjuntamente a la presencia del nivel
freático en caso de existir.
4.2.- TRABAJO DE LABORATORIO
A partir de las muestras extraídas se realizaron los diferentes ensayos de
laboratorio, cuya relación nominal es la siguiente:
CUADRO C-2
ÍTEM TIPO DE ENSAYO ASTM AASHTO
1 Clasificación Visual D-2488
2Determinación de la
humedad natural D-2261
Preparación de muestras
(para granulometría)D-421 T-87
Granulometria por tamizado D-422 T-88
Límites de Atterberg: D-4318
Límite líquido (LL) D-423 T-89
Límite Plástico (LP) D-424 T-90
5 Clasificación de suelos D-2487
3
4
4.3.- TRABAJO DE GABINETE
En gabinete después de realizado el trabajo de campo, laboratorio y el análisis de
toda la información obtenida se resume el presente trabajo a través de este informe
final, con la formulación de las conclusiones técnicas más viables.
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Las principales actividades fueron las siguientes:
Preparación del perfil individual definitivo del sondeo, en el cual se puede apreciar
las propiedades tanto físicas como mecánicas, es decir el color, la forma y el espesor
de cada uno de los estratos, los valores de tensión admisible a diferentes
profundidades y la presencia del nivel freático y el tipo de suelos de fundación.
Para la evaluación del porcentaje de recuperación de los testigos y para determinar el
índice de calidad de la roca RQD se basó en el siguiente criterio:
En la fase de recuperación de las muestras durante la ejecución de los sondajes la
calidad del macizo rocoso esta evaluada por el número llamado porcentaje de
recuperación del testigo, la misma que esta definido por la razón entre la longitud
del testigo recuperado y la longitud de perforación, como se indica en la siguiente
ecuación:
Para determinar el índice de la calidad de roca RQD se determina mediante la
siguiente ecuación:
CUADRO C-3
Longitud de núcleo recuperado
Longitud teórica del núcleo de roca cortada
Relación de recuperación = *100
Longitud recuperadas iguales o mayores que 101.6mm (4pulg.)
Longitud teórica del núcleo de roca cortada
Índice de calidad de la roca (RQD) = *100
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0 - 0,25 Muy mala
0,25 - 0,50 Mala
0,50 - 0,75 Regular
0,75 - 0,90 Buena
0,90 - 1,00 Ex celente
RQD
(Designacion de la calidad de la roca)
en %)
CALIDAD DE LA ROCA
La calificación de la calidad de la roca ha sido propuesta por (Deere 1963) la misma
que se indica en la tabla del párrafo anterior.
Una relación de recuperación de 100% indica la presencia de roca intacta; para rocas
altamente fracturadas la relación de recuperación es del 50% o menor.
5. SUPERVISION TECNICA
Por la importancia que reviste este estudio geotécnico, se destacó al lugar el
personal con experiencia en este tipo de trabajo, quienes estuvieron a cargo del
estudio y el equipo respectivo.
6. DESCRIPCION DEL SONDEO
En el anexo 1, (croquis de ubicación del sondeo) se indica la posición del sondeo y
en el anexo 2 (registro de campo) se registran las características del perfil,
conjuntamente a los parámetros geotécnicos.
En este numeral se describe literalmente la secuencia de la perforación.
POZO 1 (645/2015)
El pozo exploratorio denominado como, Pozo Nº 1 (645/2015), alcanzó la profundidad
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de 15.00 m. y presenta la siguiente disposición estratigráfica:
Desde el nivel de 0.00 m. hasta 1.00 m el estrato está constituido por arcilla
inorgánica de baja a mediana plasticidad del tipo CL; desde 1.00 m hasta 1.10 m el
suelo está constituido por lente de limo inorgánico; desde 1.10 m hasta 3.20 m el
suelo está constituido por grava limosa-grava arcillosa del tipo GP-GC; desde 3.20 m
hasta el fin del sondeo (15.00 m) el suelo está conformado por afloramiento de roca
fragmentada del tipo SM.
En esta perforación no se evidenciado la presencia del nivel freático hasta el fin del
sondeo (15.00 m.), sin embargo a la profundidad aproximada de 2.00 m se evidencio
presencia de nivel de agua.
7. GEOMORFOLOGIA
La geomorfología que presenta el lugar estudiado está conformado por serranías
abruptas y escarpadas, en el entorno de la quebrada, pendientes naturales drenan
sus aguas hacia la cuenca del Rio Tupiza, la Quebrada mencionada está
caracterizada por tener pendientes suaves con grandes arrastres de materiales
coluvio-aluviales que depositan sedimentos en apocas de lluvia, además el lugar está
caracterizado por presentar una vegetación baja y escasa, propias de las
estribaciones andinas.
8. CONCLUSIONES
Tomando en cuenta las muestras obtenidas durante el proceso de exploración y las
observaciones oculares realizadas en el sitio, los resultados obtenidos en laboratorio
de mecánica de suelos y rocas y la obtención de RQD se concluyen lo siguiente:
El pozo exploratorio denominado Pozo 1 (645/2015), presenta una estratigrafía
alternada de diferentes tipos de suelos hasta la profundidad de 3.20 m (tomando
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como nivel 0.00 la boca de pozo) en este nivel estratigráfico desde la cota 0.00 hasta
1.00 m se evidencia presencia de arcilla inorgánica de consistencia rígida con regular
valor de tensión admisible del suelo, en este estrato se realizó el ensayo de SPT,
desde la cota indicada (1.00 m) hasta 3.20 m el estrato está constituido por grava mal
graduada-grava arcillosa del tipo GP-GC, estos suelos presentan compacidades
variables, estos suelos también están caracterizados por presentar altos contenidos
de humedad natural lo cual puede causar asentamientos diferenciales por
consolidación debido a las cargas inducidas del puente, este efecto debe tomarse
muy en cuenta para el cálculo de las fundaciones, en esta estratificación se realizó el
ensayo combinado de SPT y ensayo de rotación con Corona de Diamante y en esta
estratificación se evidencio recuperación de 40% de clastos y gravas.
Desde la cota de 3.20 m hasta 15.00 m (fin del sondeo) se evidencia presencia de
afloramiento de roca fragmentada los mismos presentan valores variables de
recuperación entre 30% a 80% y obteniéndose valores de RQD entre 10% a 40%,
obteniéndose valores de tensiones admisibles mayores a 3.5 kg/cm2.
Durante los procesos de exploración con corona de Diamante, se ha podido recuperar
muestras en porcentajes variables en las columnas estratigráficas y los valores de
RQD obtenidos se indican en el cuadro siguiente:
CUADRO C-4
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LONGITUD
DE (m.) A (m.) (m.) (m.) % (m.) %
0,00 1,00 1,00 --- --- --- --- Ensayo SPT
1,00 2,00 1,00 0,40 40 0,00 0 Muy mala
2,00 3,00 1,00 --- --- --- --- Ensayo SPT
3,00 4,00 1,00 0,40 40 0,00 0 Muy mala
4,00 5,00 1,00 0,40 40 0,00 0 Muy mala
5,00 6,00 1,00 0,50 50 0,35 35 Mala
6,00 7,00 1,00 0,75 75 0,33 33 Mala
7,00 8,00 1,00 0,80 80 0,40 40 Mala
8,00 9,00 1,00 0,70 70 0,25 25 Muy mala
9,00 10,00 1,00 0,60 60 0,15 15 Muy mala
10,00 11,00 1,00 0,60 60 0,30 30 Mala
11,00 12,00 1,00 0,45 45 0,11 11 Muy mala
12,00 13,00 1,00 0,60 60 0,30 30 Mala
13,00 14,00 1,00 0,45 45 0,22 22 Muy mala
14,00 15,00 1,00 0,30 30 0,10 10 Muy mala
PROFUNDIDAD RECUPERACIÓN RQD
PORCENTAJES DE RECUPERACION Y CALIFICACIÓN SEGÚN D.U. DEERE
POZO Nº 1 (645/2015)
RQD
(Designacion de la
calidad de la roca)
El resumen de los Ensayos de Resistencia a Compresión Simple de Núcleos de
Rocas se indica en el cuadro siguiente:
CUADRO C-5
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Area Peso Fuerza Resistencia Resist. Densidad
D H (cm2) (g) (Kg) a compresión Admisible de la roca
(cm) (cm) (Kg/cm2) (Kg/cm
2) (g/cm
3)
1 Roca Fragmentada 1(645/2015) 6,00 3,50 7,00 9,62 186,32 1650,00 171,50 6,35 2,77
2 Roca Fragmentada 1(645/2015) 6,00 3,50 7,00 9,62 184,62 1630,00 169,42 6,27 2,74
3 Roca Fragmentada 1(645/2015) 8,00 3,50 7,00 9,62 182,32 1780,00 185,01 6,85 2,71
4 Roca Fragmentada 1(645/2015) 8,00 3,50 7,00 9,62 184,62 1700,00 176,69 6,54 2,74
5 Roca Fragmentada 1(645/2015) 10,00 3,50 7,00 9,62 187,05 1080,00 112,25 4,16 2,78
6 Roca Fragmentada 1(645/2015) 10,00 3,50 7,00 9,62 185,62 1290,00 134,08 4,97 2,76
ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE DE NUCLEOS DE ROCAS
N° Descripcion de Roca POZO NºProf.
(m.)
Dimensiones
9. RECOMENDACIONES
Sobre la base de las conclusiones emitidas en el párrafo anterior para el
emplazamiento de la base del estribo para el puente (lado Atochá), deberá
considerarse lo siguiente:
1. El tipo de fundaciones recomendadas para la fundación del estribo serán
fundaciones directas de hormigón armado.
2. La excavación debe realizarse hasta la profundidad mínima de 3.70 m
tomando como nivel 0.00 la boca de pozo, la profundidad indicada será el nivel
de desplante o el nivel que considere conveniente el Ingeniero Calculista, la
misma será determinado previo estudio hidrológico e hidráulico de la cuenca,
tomando muy en cuenta el material que transporta el cauce del rio durante las
crecidas y además considerar los empujes que se producen durante las
crecidas de las avenidas máximas.
3. La tensión admisible adoptar para el cálculo de las fundaciones será de 2.50
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Kg/cm2 y un ángulo de fricción interna a 33º.
4. Para realizar la excavación se puede utilizar maquinaria y equipo convencional
apto para realizar este tipo de obra, por la formación geológica con presencia
de agua por infiltración debe considerarse agotamiento del agua durante la
excavación.
5. Realizada la excavación antes de asentar las bases debe colocarse una capa de
hormigón pobre en un espesor mínimo de 0.05 m.
6. Para el cálculo de zapatas, tomar en cuenta los factores de carga de Terzaghi
y los valores geotécnicos que están contenidos en el cuadro siguiente:
CUADRO C-6
VALOR DE
COHESIÓN
PESO
ESPECIFICO
FACTORES
DE CARGA
(Kg/cm2) (T/m
3)
Según
TerzaghiNg = 1.47
Nq = 4.45
Nc = 12.86
Ng = 29,35
Nq = 28,52
Nc =44,04
Ng = 35,00
Nq = 32,23
Nc = 48,09
ARCILLA INORGÁNICA DE BAJA A MEDIANA
PLASTICIDAD CL 15º 0,70 2,500
AFLORAMIENTO DE ROCA FRAGMENTADA SM 33º 0,01 2,560
ANGULO
DE
FRICCION
INTERNA
SIMBOLO
ASTM D2487TIPO DE SUELO
GRAVA MAL GRADUADA-GRAVA ARCILLOSA GP-GC 32º 0,65 2,680
En ambas márgenes de rio debe realizarse obras civiles complementarias para el
encauzamiento del cauce del agua durante las crecidas y tomar en cuenta el arrastre
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BARRIO UNIVERSITARIO DE DOCENTES, CALLE TAJIBO Nº 6235 ENTRE AV. ALEMANA - BENI
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de sedimentos, esta protección debe realizarse aguas arriba y aguas abajo del cruce
del puente vehicular.
En caso de que el Ingeniero calculista opte por cualquier alternativa de
solución deberá basarse en el “Registro de Investigación del Subsuelo” (anexo
2 del informe) y tomando muy en cuenta los estudios hidráulicos e hidrológicos
de la cuenca.
Santa Cruz, 29 de Octubre de 2015
Ing. Efraín Pérez Chavarría GERENTE GENERAL
ESTUDIO GEOTECNICO
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INGENIERIA Y SERVICIOS
PROYECTO CARRETERO: “UYUNI-ATOCHA-TUPIZA”,
TRAMO I: KP 90+400(ATOCHA)-TUPIZA
UBICACIÓN: PUENTE INCA CANCHA
INDICE DE ANEXOS
ANEXO 1.- CROQUIS Y PERFIL DE CORRELACIÓN
DE LOS SONDEOS
ANEXO 2.- REGISTRO DE CAMPO
ANEXO 3.- REGISTRO DE LABORATORIO
ANEXO 4.- REGISTRO FOTOGRAFICO
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INGENIERIA Y SERVICIOS
PROYECTO CARRETERO: “UYUNI-ATOCHA-TUPIZA”,
TRAMO I: KP 90+400(ATOCHA)-TUPIZA
UBICACIÓN: PUENTE INCA CANCHA
1.- ANTECEDENTES Y OBJETIVOS
2.- UBICACIÓN
3.- PERSONAL ASIGNADO AL TRABAJO DEL ESTUDIO GEOTECNICO
4.- ALCANCE DE TRABAJO Y METODOLOGIA EMPLEADA
4.1.- PERFILES DE CAMPO
4.1.1.- PERFORACION
4.1.1.1. CARACTERISTICAS TECNICAS DEL SUELO
4.1.2.- ENSAYOS DE PENETRACION NORMAL
4.1.2.1.- EQUIPO DE PERFORACION CARACTERISTICAS DEL EQUIPO
STANDARD PENETRATION TEST (SPT)
4.1.3.- EQUIPO DE PERFORACION CON CORONA DIAMANTE
4.1.3.1.- PERFIRL DE CAMPO
4.2.- TRABAJO DE LABORATORIO
4.3.- TRABAJO DE GABINETE
5.- SUPERVISION TECNICA
6.- DESCRIPCION DEL SONDEO
7.- GEOMORFOLOGIA
8.- CONCLUSIONES