Aspectos geotécnicos en obras de ingeniería : sistema de agua potable y saneamiento de la localidad de Nueva Huacarpay - Quispicanchis - Cusco

Abstract

El presente Informe de suficiencia para optar el título de ingeniero civil, intitulado Aspectos geotécnicos en obras de ingeniería “sistema de agua potable y saneamiento de la localidad de Nueva Huacarpay - Quispicanchis - Cusco”, está basado en la evaluación de las características físicas, mecánicas y químicas de los suelos, en la zona donde se emplazarán las obras lineales y no lineales. El proyecto es de necesidad prioritaria para la población del centro poblado Nueva Huacarpay, que no cuenta con servicios de agua y alcantarillado, por tratarse de la reubicación de la Localidad de Huacarpay, afectada por las intensas lluvias en la región Cusco, dejando el lugar completamente inhabitable. El Centro Poblado de Nueva Huacarpay se ubica al Sur Este del país, en la región Cusco, provincia de Quispicanchis y distrito de Lucre, a 20 Km. de la ciudad de Cusco y a una altura promedio de 3114 msnm. Las áreas donde descansarán las diferentes obras están constituidas por una primera capa de suelo Aluvial con abundantes fragmentos rocosos de tamaño máximo 1.60m., que se encuentra en la parte baja y laderas de los cerros, por debajo de este depósito se encuentra la roca microcuarcita, de ligera a moderada intemperización, de colores variables, desde plomizas a blanquecinas, correspondiente al cuaternario y cretáceo inferior. Para la definición del tipo de cimentación requerida en las obras no lineales, en función a la solicitación de carga a soportar y a las características físicas, mecanicas y químicas de los suelos se efectuaron exploraciones de campo, ensayos de laboratorio, análisis geotécnico de los resultados obtenidos y cálculo de capacidad portante. Los pozos exploratorios (calicatas), se realizaron en todas las obras proyectadas, con profundidades establecidas por el RNE E-050 Suelos y Cimentaciones, llegando a profundizarse hasta 2.00 por encontrase con roca metamórfica microcuarcita. En cada una de las calicatas se tomaron muestras representativas para ser sometidas a ensayos básicos de: granulometría, límites de consistencia, compresión simple sobre roca, contenido de cloruros, sulfatos y pH, en laboratorio. Se procesaron y analizaron la totalidad de los resultados de ensayos de laboratorio, realizándose los perfiles estratigráficos y análisis geotécnico del subsuelo, se definió el tipo y profundidad de cimentación para cada estructura, como la clasificación de los suelos con fines de excavación para las obras lineales. Los análisis de agresividad de elementos nocivos encontrados en los suelos donde descansarán las cimentaciones de las estructuras presentan valores de agresividad, de insignificante a severo para el concreto, debido a la presencia de sulfatos, para lo cual se establecen las acciones correspondientes orientadas a mitigar tal agresividad. Para el tendido de las obras lineales, se encontró suelos del tipo normal, semirocoso y rocoso, de acuerdo con las especificaciones técnicas para la ejecución de obras de SEDAPAL, (ver plano MS-07). Para el cálculo de la capacidad portante sobre la roca, en primer lugar, se evaluó el macizo rocoso, según la clasificación geomecánica RMR (Bieniawski, 1989), que considera cinco parámetros, resistencia a la compresión simple, RQD (índice de calidad de la roca, según DEERE), espaciamiento de fisuras, estado de las fisuras, condiciones de agua subterráneas; tomando en cuenta la descripción macroscópica de la roca, así como lo observado en el campo, se obtiene una evaluación de RMR=55, que corresponde a una roca clasificada como Media, con una cohesión de 2.5 Kg/cm2 y un ángulo de fricción interna de 30°. En segundo lugar, se aplicó la teoría de Bursman - Terzaghi (Terzaghi 1943), obteniéndose la capacidad portante Admisible de la roca metamórfica microcuarcita de qadm = 15.17 kg/cm2, que se utilizará para las obras no lineales que descansen sobre este. Para el cálculo de la capacidad portante sobre suelo granular se utilizó la teoría de Karl Terzaghi, obteniéndose un valor de capacidad portante admisible de 2.10kg/cm2.