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La aplicación de la fórmula del método racional modificado para calcular los caudales máximos en diversas microcuencas del río cusihuaygo y pacchaicoc, así como la generación de caudales medios mediante la metodología de zonas de vida y el flujo subsuperficial. Además, se incluyen tablas y gráficos que muestran los resultados obtenidos.
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ESTUDIO GEOTÉCNICO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL COMPLEJO DEPORTIVO PIURAY PAMPA, DISTRITO DE CHINCHERO-URUBAMBA-CUSCO
La presente investigación se realizó en los terrenos aledaños de la Laguna Piuray ubicada en el departamento de Cusco, donde se tiene proyectado la construcción de un complejo deportivo y recreativo con la particularidad de que se encontraría sobre depósitos naturales de suelos que contienen diatomeas (suelos diatomáceos) los cuales se caracterizan por tener propiedades físicas y mecánicas singulares, que no siguen las correlaciones obtenidas y aceptadas para la mayoría de los suelos. Las diatomeas son ejemplos sobresalientes de materiales naturales micro y nanoestructurados que pueden afectar las propiedades de los suelos, teniendo en cuenta sus características únicas, se realizó el estudio geotécnico en el lugar donde se proyecta la construcción del complejo, que consistió en la inspección técnica del terreno, ensayos de campo y muestreo de suelos para los ensayos de laboratorio, con el fin de establecer las condiciones físicas mínimas del suelo para ser tomadas en cuenta en el diseño de las cimentaciones.
Palabras clave : Geotécnia, Cimentación, Geomorfología, Estratigrafía
El proyecto se ubica en el distrito de Chinchero, Provincia de Urubamba y Departamento de Cusco. La topografía es accidentada con planicies alto-andinas, presentando desniveles desde los 3 700 hasta los 5 000 msnm.
En la Tabla N° 1-1 , se presenta la ruta de acceso desde la ciudad de Lima hacia la zona del proyecto.
Tabla Nº 1- Vías de Acceso al Área de Estudio
Fuente: E&E Perú S.A.
La Municipalidad Distrital de Chinchero, dentro de su programación de obras para el año 2 013, ha elaborado el proyecto denominado “Creación del Complejo Deportivo y Recreativo en Piuray Pampa, Distrito de Chinchero – Urubamba – Cusco”; dentro de los cuales se comprende la construcción de diferentes infraestructuras divididas en los componentes que se detallan más adelante. La construcción y desarrollo de todos los componentes se realizará en un área aproximada de 63 868 m^2.
a. Componente 01: Infraestructura deportiva
b. Componente 02: Infraestructura para actividades sociales y culturales
Vía / Ruta Km Tiempo Estado Vía Terrestre: Lima – Arequipa - Cusco 1 650 24 Horas Asfaltado Vía Terrestre: Lima – Nazca – Puquio – Abancay - Cusco 1 131 20 Horas Asfaltado Vía Aérea: Lima -Cusco 01 Hora Cusco - Chinchero 40 km 45 Min. Asfaltado
La metodología de trabajo empleado, para el desarrollo del estudio fue llevada a cabo en cuatro (04) fases: (1) Recolección y Análisis de Datos Existentes; (2) Inspección de Campo; (3) Ensayos de Laboratorio; y (4) Trabajo de Gabinete.
Recolección y Análisis de Datos Existentes
Comprende la recopilación de información principalmente del Instituto Geológico Minero Metalúrgico del Perú (INGEMMET), a través del Boletín Geológico N° 65 que corresponde al Cuadrángulo de Urubamba hoja 27-r, el cual nos proporciona información básicamente geológica del proyecto.
Inspección de Campo
La inspección de campo se realizó en dos etapas:
Calicatas: La exploración geotécnica de campo ha consistido en la excavación de calicatas a cielo a vierto distribuidas convenientemente según los fines del estudio, en total 12 calicatas. En cada una de las calicatas se realizó el registro de excavación de acuerdo a la norma ASTM D-2488. Se tomaron muestras disturbadas de las excavaciones (en total 3 muestras) para la ejecución de los ensayos de laboratorio correspondiente, las cuales fueron identificadas convenientemente y embaladas en bolsas de polietileno que fueron remitidas al laboratorio de mecánica de suelos.
Ensayo de Densidad in Situ – Método del Cono de Arena: Con la finalidad de determinar la densidad natural del suelo, en total 3 ensayos. Este método se realiza excavando un agujero dentro de la abertura de una placa base, el volumen del suelo a remover está en función al tamaño de las partículas del suelo. El material extraído será depositado en un recipiente hermético. El suelo extraído se pesa, luego el volumen del agujero se calcula mediante la diferencia del peso inicial y final de la arena estandarizada que queda en el frasco. Este ensayo se encuentra normado bajo la NTP 339.143 (ASTM D 1556).
Sondaje Dynamic Probing Light (DPL): Con la finalidad de conseguir la profundidad de rechazo en terreno, el cual indicaría la llegada a un estrato más resistente o la presencia de gravas, que adicionalmente permite determinar la resistencia del suelo, en total se realizaron 4 sondajes. El ensayo DPL (DIN 4094), consiste en el hincado continuo en tramos de 10 cm
Metodología de cálculo.
Condiciones de análisis
Definición de los tipos de terreno.
Determinación de la capacidad portante.
Análisis de asentamiento.
A continuación se menciona la información principal y secundaria empleada para conceptualizar la elaboración del presente informe:
2 GEOLOGÍA Y SISMICIDAD
La evaluación geológica de la zona del proyecto se ha efectuado a través de trabajos de exploración de campo, y a través del Boletín Geológico N° 65 que corresponde al Cuadrángulo de Urubamba hoja 27-r (Carlotto et al 1996), necesarios para definir el perfil estratigráfico de las diferentes unidades geológicas.
En el área del proyecto se han diferenciado principalmente las siguientes unidades geomorfológicas:
Esta unidad corresponde a una zona con relieves relativamente planos cuyas altitudes varían entre 4 200 y 4 300 msnm, dentro de esta unidad se han diferenciado las siguientes geoformas: la Depresión de Anta, la Pampa de Piuray – Maras, las Montañas de Cusco y la Depresión de Limatambo. El área de estudio se encuentra ubicada en la Pampa de Piuray – Maras.
Pampa de Piuray - Maras
Se trata de un relieve algo plano que se halla a una altura mayor que la Depresión de Anta, variando entre 3 600 y 3 750 msnm. Esta unidad limita al norte con el rio Urubamba a través de una ladera escarpada en la parte oriental y una pendiente suave en el sector occidental. Al este limita con las Montañas del Cusco por intermedio de fallas N-S los que muestran reactivaciones cuaternarias y holocenas. Al Sur limita con la Depresión de Anta y lo hace de una manera progresiva. Al oeste, el límite es con las Montañas de Huayanay, a través del valle del rio Huarocondo. Esta Pampa esta rellenada por secuencias caóticas, con grandes bloques, de la formación Chincheros de posible edad Pliocena y por series fluvio-lacustres del Pleistoceno de la Formación San Sebastián. Además, en la Pampa de Piuray – Maras afloran lutitas, calizas y evaporitas del Grupo Yuncaypata (Ver Figura Nº 2- 1 ).
En esta unidad se ubican las lagunas de Piuray y de Huaypo, que muestran en las fotografías aéreas, un retroceso, particularmente de la Laguna de Piuray que abastece de agua a la ciudad del Cusco.
En la Pampa sobresalen algunas lomas intermedias, entre las que destacan el cerro Yanaorcco ( 101 msnm), cerro Huanacaure (3 850 msnm), cerro Arhuayro (3 720 msnm), cerro Llutopuquio (4 000 msnm.) y el cerro Sacro (3 876 msnm). Estas lomas están principalmente compuestas por afloramientos de areniscas del Grupo San Jerónimo; lutitas, calizas y evaporitas de la Formación Puquín, y volcánicos shoshonitícos cuaternarios de la Formación Rumicolca.
uvalas forma poljes, que son depresiones que pueden tener varios kilómetros de extensión (Ver Figura Nº 2-2 ).
Figura Nº 2-2.- Ubicación de Dolinas y Uvalas (Fuente: E&E Perú S.A. – Trabajos de Campo).
Regionalmente la sub-cuenca de la Laguna Piuray se ubica en el cuadrángulo de Urubamba hoja 27- r, de la carta geológica proporcionada por el INGEMMET, litológicamente está conformado por formaciones geológicas que van desde el Cretácico hasta el Cuaternario Reciente (Carlotto et al 1996, Carlotto 1998 y 2002).
El área del proyecto está conformada principalmente por depósitos palustres y lacustres subactuales, pertenecientes al Cuaternario.
A continuación, se describen las formaciones identificadas y relacionadas al sitio del proyecto:
Grupo Yuncaypata: Formación Maras (Ki-ma)
Sobreyace concordantemente a la Formación Paucarbamba. Estas secuencias afloran en la Pampa Maras-Piuray de manera caótica, es decir, una mezcla de yesos, lutitas y escasamente calizas producto de deformaciones diapíricas.
La Formación Maras está compuesta básicamente por yesos, intercaladas con lutitas rojas y más escasamente lutitas verdes y algunos niveles de calizas de grosores delgados (3 m a 7 m), las lutitas serían de origen lacustre o marino poco profundo, los yesos de sabkha y las calizas indicarían máximos transgresivos.
Grupo Yuncaypata: Formación Ayavaca (Kis-ay)
Esta Formación está conformada predominantemente por calizas y al igual que la Formación Maras su afloramiento es de forma caótica. En muchas zonas no aparecen dentro del Grupo Yuncaypata y en otros casos lo hacen de manera abundante, tal como se observa en Chinchero
Grupo Yuncaypata: Formación Puquín (Ks-pu)
Esta Formación está conformada por tres miembros, sin embargo, el miembro intermedio y superior afloran en el anticlinal de Piuray.
El miembro intermedio se compone a la vez de dos secuencias, que son transgresivas a la base (marinas poco profundas y confinadas) y regresivas al techo (lacustre). Las secuencias basales están compuestas por calizas, margas, lutitas negras ricas en materia orgánica y pirita, mientras que la parte media y superior por lutitas verdes y rojas asociadas a yesos laminares.
El miembro superior está compuesto por una megasecuencia esencialmente arenosa y más detrítica que las precedentes. Este miembro comienza con bancos arenosos fluviales, seguidos por intercalaciones de lutitas, margas y calizas lacustres.
Formaciones Quilque y Chilca (Pp-qc)
La Formación Quilque trata de capas rojas que sobreyacen en discordancia sobre la Formación Puquín. Está conformado por lutitas, areniscas de color rojo y conglomerados, estos últimos formados por la erosión de costras calcáreas.
La Formación Chilca se encuentra en los mismos lugares donde aflora la Formación Quilque, aunque se encuentra mayormente erosionada. Está constituída por lutitas rojas con láminas de yeso, margas y areniscas calcáreas de medios lacustres o sabkha, que pasan gradualmente a areniscas rojas feldespáticas de un sistema fluvial de canales entrelazados.
Grupo San Jerónimo (Peo-sj)
Está conformada por tres formaciones: Kayra, Soncco y Punacancha, está última no aflora en ninguna parte del área de estudio (Córdova 1986).
Las Formaciones Kayra y Soncco forman un conjunto que está principalmente constituida, por areniscas feldespáticas intercaladas con limolitas y algunos bancos conglomerados, todos de origen fluvial.
Formación Chinchero (Np-cc)
La Formación Chincheros (Cabrera, 1988), está formada por secuencias fluvio torrenciales y reposa sobre una topografía diferenciada y en discordancia angular sobre el Grupo Yuncaypata. Esta
Figura Nº 2-3.- Suelo formado por limos diatomáceos (Fuente: E&E Perú S.A. – Trabajos de Campo).
Localmente la estratigrafía de la zona muestra cuatro tipos importantes de estructuras rocosas y depósitos de rocas.
Los depósitos más modernos, los encontramos bordeando las lagunas principales de la Pampa Piuray - Maras y en la parte oeste pegada al pueblo de Chinchero; estos depósitos son clasificados como lacustres y palustres
Los depósitos fluviales han sido reconocidos en el fondo del valle particularmente del Urubamba así como en las quebradas Chicón y Pumahuanca.
Se ha encontrado algunos pequeños afloramientos de rocas volcánicas, compuestas por andesitas, pertenecientes a la Formación Rumicolca, uno de estos pequeños afloramiento se encuentra al sur del poblado de Maras, Chequerec y cerca de Mojopampa.
Continúa en la secuencia, afloramientos de areniscas, lutitas, arcillas, incluso conglomerados, que según la edad de los restos fósiles, pertenecen a la Formación San Sebastián, ubicada en el pleistoceno inferior, del sistema cuaternario. La Formación San Sebastián prácticamente rodea todo Maras, existiendo grandes áreas de afloramientos el este y oeste del poblado, y en menores exposiciones al Sur.
Al sur del poblado de Chinchero existe un pequeño afloramiento de brechas, constituida por clastos de calizas, lutitas, yesos y otros, las cuales están cementadas por una matriz de composición arcillo
arenosa, y pertenecerían a la Formación Chinchero del Plioceno, no se observa esta roca entre el poblado de Chinchero y Maras.
Finalmente, cerraría la estratigrafía, la Formación Maras del Grupo Yuncaypata del Cretácico Inferior, que aflora por lo menos en el 80 % de la Pampa Piuray-Maras. La Formación Maras, realmente es compleja, requiere de un minucioso estudio geológico, ya que está constituida por rocas sedimentarias del tipo Lulitas de diversos colores, calizas, yesos, anhidritas, halitas, etc.
La Columna Estratigráfica de la Pampa Piuray - Maras, se muestra en la Tabla N° 2-2 :
Tabla Nº 2- Columna Estratigráfica Generalizada Local
Fuente: INGEMMET
Era Sistema Serie Unidades Estratigráficas Descripción
Cenozoico
Cuaternario
Holoceno
Depósitos Fluviales Q-f Bancos de gravas, arenas y arcillas
Depósitos Lacustres Q-l (^) diatomitas y niveles de turbaArcillas intercaladas con
Cuaternario
Pleistoceno Formación SanSebastián Q-sa
Areniscas y lutitas fluviales con niveles diatomíticos y calcáreos
Neógeno
Plioceno Formación Chinchero Np-cc
Brechas de matriz arcillo- arenosa y clastos de caliza yesos y lutitas
Paleógeno
Oligoceno Gpo. San Jerónimo Peo-sj
Areniscas feldespáticas intercaladas con limolitas y algunos bancos de conglomerados de origen fluvial. Eoceno
Paleoceno Fm. Quilque y Chilca Pp-qc
Lutitas rojas con láminas de yeso, margas y areniscas calcáreas de medios lacustres
Mesozoico^ Cretáceo
Superior
Gpo. Yuncaypata
Fm. Puquin^ Ks-pu
Calizas, margas, lutitas negras ricas en materia orgánica asociadas a yesos laminares Fm. Ayavacas Kis-ay Calizas con afloramientocaótico
Inferior Fm. Maras Ki-ma
Mezcla de yesos, lutitas y escasamente calizas producto de deformaciones diapíricas
