DISEÑO DE CIMENTACION PARA 1 PISO EL MEJORAMIENTO DE LA PRESTACION DEL SERVICIO EDUCATIVO DE LA IE SAN RAMON DEL NIVEL PRIMARIO - DEPARTAMENTO DE JUNIN 2025
INDICE 01 02 03 INTRODUCCION SISMOLOGIA DEL AREA TIPOS DE ENSAYO 04 05 TIPO DE CIMENTACIONES SELECCION DE LA CIMENTACION
INTRODUCCION La construcción de un jardín requiere no solo la planificación estética y funcional del espacio, sino también la consideración de aspectos técnicos relacionados con la ingeniería civil. Entre ellos, la cimentación representa un elemento esencial, ya que permite transferir las cargas de las estructuras complementarias hacia el suelo, garantizando estabilidad, seguridad y durabilidad. Para su selección es indispensable evaluar las condiciones geotécnicas del terreno y el tipo de cargas a soportar. En este proyecto se plantea la ejecución de un jardín, considerando tanto la ubicación y características del sitio como los estudios preliminares de suelos que permitirán definir el tipo de cimentación más apropiado.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVO ESPECIFICO OBJETIVO ESPECIFICO Diseñar y ejecutar un jardín que considere criterios técnicos de cimentación y análisis de suelos, garantizando estabilidad y funcionalidad. Identificar las condiciones del terreno en el área de construcción. ·Seleccionar el tipo de cimentación más adecuado en función del suelo y de las cargas estructurales del proyecto. ·Proponer soluciones constructivas que optimicen la durabilidad y reduzcan riesgos de asentamientos diferenciales.
MAPA DE UBICACION El area de estudio se encuentra ubicada en la Av. Manuel A. Odria en el distrito y provincia de Tarma, departamento de Junin. El area tiene una extension de 39300m2 y se encuentra ocupada por el mismo colegio.
ESTUDIO GEOFISICO Y SISMOLOGICO Asegurar que la infraestructura educativa para el nivel inicial sea segura frente a posibles movimientos sísmicos, utilizando investigaciones geofísicas que permitan conocer la resistencia del terreno y evaluar su capacidad para soportar las edificaciones escolares de forma segura. Investigación Geofísica: Estudio MASW-2D Método CMPCC MASW (MASW-2D) se utiliza para obtener el perfil sísmico del terreno, permitiendo estudiar cómo las ondas sísmicas se propagan a través del suelo Sismicidad en la Zona de Estudio Análisis de Sismicidad
MÉTODO CMPCC MASW (MASW-2D) El Método MASW-2D (Multichannel Analysis of Surface Waves 2D) se utiliza para obtener el perfil sísmico del terreno, permitiendo estudiar cómo las ondas sísmicas se propagan a través del suelo. Este método es crucial para evaluar la rigidez del terreno y su capacidad para resistir movimientos sísmicos. 01 02 03 Sensores sísmicos Recopilación de datos Instalación de geófonos (sensores sísmicos) en la línea sísmica. Generación de ondas sísmicas utilizando una fuente de energía impulsiva. Recopilación de datos sobre la propagación de las ondas sísmicas a través del terreno. Análisis de la velocidad Análisis de la velocidad de las ondas sísmicas para determinar la resistencia del suelo. Procedimiento Realizado:
RESULTADO OBTENIDO La información obtenida a partir de los sondeos MASW-2D permitió determinar que el terreno en la zona de construcción tiene una resistencia adecuada para soportar la infraestructura educativa, garantizando la seguridad de los estudiantes del nivel inicial.
SISMICIDAD Desde el punto de vista sísmico, el territorio peruano pertenece al Circulo Circumpacifico, que comprende las zonas de mayor actividad sísmica del mundo y por lo tanto se encuentra sometido con frecuencia a movimientos telúricos. Pero, dentro del territorio nacional, existen varias zonas que se diferencia por su mayor o menor frecuencia de estos movimientos, así tenemos que la Norma Técnica de Diseño Sismo resistente del Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E.030, 2019 divide al país en cuatro zonas: 01 02 03 Zona 1.- Zona 2.- Las regiones y zonas con sismicidad baja, se considera con factor de aceleración de la gravedad en la zona de Z = 0.1 Las regiones y zonas con sismicidad media, se considera con factor de aceleración de la gravedad en la zona de z = 0.25 Zona 3.- Las regiones y zonas con sismicidad alta, se considera con factor de aceleración de la gravedad en la zona de z = 0.35 03 Zona 4.- Las regiones y zonas con sismicidad muy alta, se considera con factor de aceleración de la gravedad en la zona de Z = 0.45
EFECTOS DEL SISMO En concordancia con la NTE E.030 Diseño Sismorresistente, el EMS o el PM, proporcionan de acuerdo al perfil encontrado lo siguiente: 01 02 Zona sísmica Factor del suelo (s) 01 04 Tipo de perfil del suelo Periodo TP(s) 03 En la zona en estudio es posible la ocurrencia de sismos de intensidad de VII grados en la escala de Mercalli Modificada. El Mapa N° 1 presenta el Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú realizado por Alva Hurtado et al (1984), el cual se basó en mapas de isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y recientes. De acuerdo a la Norma de Diseño Sismorresistente E-030 del 2018, el área en estudio se encuentra comprendida en la Zona 3 en la Zonificación Sísmica del Perú con un factor de zona = 0.35 g; los parámetros geotécnicos corresponden a un suelo de perfil tipo S2 con periodo predominante de Tp = 0.60 s y factor de suelo S=1.15.
01 02 03 TIPO DE SUELO EN TARMA Los suelos de la sierra peruana, donde se encuentra Tarma, son generalmente: ·Más arenosos y menos evolucionados: que los de la costa. ·Contienen mayores reservas minerales. ·Son más ácidos debido al alto contenido de materia orgánica acumulada por el clima frío y los bajos niveles de bases. Suelos rocosos Rojo amarillo podsólicos Suelos arcillosos profundos
01 02 03 ENSAYOS DE INDENTIFICACION Tamizado: Contenido de humedad y gravedades específicas: Límites de Atterberg: 01 02 03 ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD: Ensayo de capacidad de soporte (CBR): Ensayo de corte directo y compresión simple: Ensayo edométrico: 01 02 03 ENSAYOS DE COMPACTACIÓN: Ensayo de compactación (Proctor): Ensayo de corte directo y compresión simple: Ensayo edométrico:
ANALISIS DEL TIPO DE CIMENTACION TIPOLOGIA DE LA EDIFICACION: La obra corresponde a infraestructura educativa nivel inicial, son edificaciones de baja a mediana altura, generalmente son de un solo nivel. Las cargas estructurales generadas (peso propio, sobrecargas de uso y viento/sismo moderado) no son lo suficientemente grandes para justificar pilotes u otro sistema más robusto. 01 02 CIMENTACION SUPERFICIAL: CIMENTACION PROFUNDA: La cimentación superficial, como las zapatas individuales y combinadas, se utiliza cuando las cargas estructurales se transmiten a través de columnas a una capa de suelo. La cimentación profunda es un tipo de cimentación que transfiere las cargas de una estructura a través de capas de suelo de menor capacidad de soporte. 1. CLASIFICACION DE CIMENTACIONES
ANALISIS DEL TIPO DE CIMENTACION 01 02 Pilotes Pozos de Cimentación TIPOS DE CIMENTACION PROFUNDA: 01 02 Cargas del Edificio. Tipo de Suelo. FACTORES QUE AFECTAN A LA ELECCION DE LA CIMENTACION: 03 04 Construcciones Cercanas. Tipos de Cimentación
CAPACIDAD PORTANTE CONSIERADA PARA NIVEL PRIMARIO: Teniendo en cuenta las características del suelo , las cargas transmitidas , el tipo de estructura y los asentamientos generados , se recomienda el uso de una cimentación superficial para la construcción del nivel inicial . En este caso se propone una capacidad portante de 0.60 kg/cm2 para el uso de cimentación superficial con plateas rígidas .
TIPO DE CIMENTACION PROPUESTA De acuerdo con las recomendaciones generales y considerando proyectos similares descritos en el documento, los tipos de cimentación que pueden aplicarse en la construcción de un jardín son: Losa de cimentación (platea) ← RECOMENDADA Distribuye las cargas de manera uniforme, reduciendo asentamientos diferenciales crítico para aulas, instalaciones sanitarias y acabados. Adecuada cuando existen variaciones estratigráficas superficiales o suelos de medianas a bajas capacidades portantes.
TIPO DE CIMENTACION PROPUESTA PORQUE SI PORQUE NO Distribuye las cargas de manera uniforme , reduciendo asentamientos . Simplifica el comportamiento estructural . Facilita control de humedad y da rigidez a la plataforma . Existe un nivel freático alto, ya que la platea puede actuar como una losa de contención contra el empuje del agua, ayudando a controlar la humedad y evitando filtraciones. Mayor consumo de concreto y armado Requiere mayor excavación / obra de encofrado y buena preparación de subrasante . Si el terreno es muy competente (arena/ grava densa ) puede ser sobredimensionada y menos económica . Cuando elegirla: suelos con capacidad portante moderada–baja (o con estratigrafía variable), presencia de finos plásticos o riesgo de asentamientos diferenciales; o cuando la durabilidad y control de deformaciones es prioridad en un edificio escolar.
OTRAS OPCIONES Zapatas Aisladas Pilotes o micropilotes + cabezas y losa de distribución Son zapatas aisladas bajo columnas y/o zapatas corridas bajo muros, con losa de entrepiso independiente; usualmente desplante a poca profundidad. Este Sistema transfiere cargas a estratos resistentes mediante elementos profundos ( pilotes hincados o perforados ), combinados con vigas/cabezas y losa de reparto . PORQUE SI PORQUE NO PORQUE SI PORQUE NO Más económica en términos de materiales si el suelo es competente (alta capacidad portante cerca de superficie). Adecuada para cargas puntuales y muros bajos típicos de un jardín/edificación ligera Requiere que la capacidad portante del terreno sea fiable y uniforme; si existen variaciones, puede producirse. Mayor número de juntas y puntos de concentración de esfuerzos (más control de fisuración). Solución cuando hay suelos blandos, orgánicos o nivel freático alto y no es práctico retirar gran volumen de material. Permite soportar cargas importantes y controlar asentamientos en suelos muy compresibles. Mucho más costoso y complejo (maquinaria, control especializado). Suele ser sobredimensionada para cargas típicas de un Inicial salvo que el subsuelo sea muy deficiente.
RAZONES TECNICAS PARA LA SELECCION El valor de la resistencia al corte no drenado se obtuvo a partir de los ensayos de Compresión Triaxial No Consolidado-No Drenado (UU) y de los Valores N obtenidos en los ensayos de penetración estándar realizados en cada uno de los sondajes. CAPACIDAD ADMISIBLE POR RESISTENCIA Las presiones determinadas anteriormente pueden generar asentamientos instantáneos mayores a los admisibles, por lo tanto, se verificará estos asentamientos previstos. CAPACIDAD ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO:
CIMENTACION ADECUADA La platea o losa de cimentación es la mas adecuada para el proyecto. Al ser una base continua, distribuye el peso de la estructura en una área mucho mayor, reduciendo la presión sobre el suelo. Las cargas de la estructura son muy altas, como en edificios de varios pisos. El área de cimentación requerida es mayor o igual al 75% del área total del terreno de la edificación. Existe un nivel freático alto, ya que la platea puede actuar como una losa de contención contra el empuje del agua, ayudando a controlar la humedad y evitando filtraciones.
RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES 01 02 El estudio de suelos realizado evidencia que la zona de Tarma presenta estratos arcillosos y granulares variables, lo que hace indispensable considerar tratamientos previos al diseño de cimentaciones para garantizar estabilidad y seguridad estructural. RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES 03 Los resultados geofísicos y sísmicos muestran que el terreno se encuentra en una zona de *alta sismicidad (Zona 3, según la Norma E.030)*, por lo que la elección de un sistema de cimentación debe priorizar el control de asentamientos diferenciales y la resistencia frente a eventos sísmicos. El análisis de laboratorio permitió determinar que el suelo natural no cumple con los parámetros de estabilidad, siendo necesario el reemplazo de los primeros estratos por un relleno estructural controlado.