Estudio de sistematización de datos geotécnicos

CAPITULO I

Introducción

• ANTECEDENTES.-

La Ciudad de Santa Cruz desde la década de los años setenta ha sufrido cambios , en su crecimiento poblacional y se ha convertido en una gran urbe metropolitano, este crecimiento vertiginoso a sobrepasado ha todas las expectativas previstas.

Ha fines de la década de los sesenta, muy acertadamente la entidad regional denominada "Comité de Obras Públicas", contrato a la Empresa Consultora Italiana Technit; para la planificación urbana de la Ciudad, la mencionada Empresa diseño a la Ciudad dándole una forma de anillos concéntricos y vías de desboque radiales para un descongestionamiento del trafico vehicular. Sin embargo por razones migratorias de la población campesina, tanto del interior del país y de las provincias Cruceñas, este trazado urbanístico ha sido rebasado ampliamente por el crecimiento poblacional, la expansión de la ciudad se dio en forma horizontal, con baja densidad poblacional, haciendo de esta forma que algunos servicios básicos no lleguen a zonas peri urbanas, se han tenido que construir en forma poco planificada caminos de accesos a centros de consumos, sin embargo este tipo de obras también a contribuido a producir deficiencias no solo en servicios básicos sino también en sistemas de drenajes, que debido a estos factores muchos barrios se anegan en épocas de lluvia lo que debe implicar la urgente solución a todos estos factores.

Con el propósito de conocer en forma ordenada las características de los suelos en las diferentes zonas de la ciudad se ha planteado el desarrollo de un tema que es "La Sistematización de Datos Geotécnicos en la Ciudad de Santa Cruz de la Sierra", la misma que servirá como guía y toma de decisiones para decidir que tipo de estudio o análisis geotécnico que se debe realizar en las zonas.

• OBJETIVO GENERAL.-

En toda Ciudad organizada y moderna es preciso tener conocimiento de datos poblacionales parque automotor, planialtimetría, plan maestro de drenaje y geología local y datos geotécnicos de los sondeos existentes en toda la zona de la ciudad, sin embargo en nuestra ciudad no se cuenta con la información adecuada y actualizada, debido al costo que presenta obtener estos datos a los organismos encargados de estos estudios.

Referente a la obtención de datos geotécnicos de la ciudad de Santa Cruz, de todas las unidades vecinales que conforman esta ciudad se debería conocer estos parámetros como se dijo anteriormente ningún organismo nacional y departamental ha realizado estos estudios, ya este estudio requiere bastante inversión de dinero para trabajos de campo y laboratorio; además del tiempo para la ejecución de los mismos. Viendo esta carencia en esta área el autor de este trabajo, aprovechando los datos obtenidos en este campo por la Empresa INGETEC S.R.L. que ha cedido gentilmente datos para la elaboración de este tema, es que se ha procedido a ejecutar este trabajo.

• OBJETIVO ESPECÍFICO.-

El reconocimiento de los suelos existentes y la caracterización geotécnica de estos, cada vez se hace imperiosa la necesidad de un estudio ya que la ciudad cada vez presenta mayor expansión territorial debido a su crecimiento en forma horizontal; este desarrollo exige adquirir conocimientos previos de los problemas que el terreno puede plantear a las nuevas obras civiles, todo ello implica el uso obligado de los equipos necesarios y adecuados el mismo influye en el tiempo de ejecución de una obra determinada y los costos que representa.

Para llenar esta necesidad es que el Instituto de Investigación de Tecnología de la U.A.G.R.M., acepto empezar este proyecto de investigación, cuyo propósito principal es de sintetizar y plasmar un mapa geotécnico, la distribución de los suelos de características variables que conforman los suelos de la Ciudad de Santa Cruz y de obtener un banco de datos computarizados con la información geotécnica. Con todos los datos disponibles hasta la fecha, la misma que puede ampliarse en el futuro con datos de los estudios geotécnicos que se realicen.

• FUENTES DE INFORMACION.-

• INFORMACION GEOTECNICA.- La información procesada proviene exclusivamente de los archivos de las Empresas de servicios Geotécnicos nacionales, esta información comprende resultados de sondeos de exploración y ensayos de laboratorio de muestras extraídas en dichos sondeos, este trabajo tiene como base de datos un total de 168 sondeos, profundidades variables y ubicados según el Plano de ubicación de los sondeos que se adjunta en el ANEXO Nº 3.

• INFORMACION CARTOGRAFICA.- Los datos corresponden al esfuerzo y trabajo de varios años de la empresa INGETEC S.R.L. que gentilmente fueron cedidos para ser empleados en la realización del plano geotécnico, que es el resultado de este trabajo.

• LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.-

El Departamento de Santa Cruz territorialmente es uno de los más extensos del país con 320621 km2 y aproximadamente con 2433802 habitantes, Santa Cruz esta situado en la zona oriental, teniendo como limites, al norte con el Departamento del Beni y la República del Brasil, al sur con el Departamento de Chuquisaca y la República del Paraguay, al este con la República del Brasil y al oeste con los Departamentos de Cochabamba y Chuquisaca.

MAPA DE UBICACIÓN DE SANTA CRUZ

CAPITULO II

Características de la zona de estudio

• OROGRAFÍA.-

En el Departamento de Santa Cruz existen las siguientes zonas geográficas:

La cordillera que es la serranía andina, de ahí parten los valles semicalientes y las llanuras tropicales. Los llanos en la zona central y el norte están cubiertos por pastos naturales los mismos son aptos para la ganadería.

En Santa Cruz tenemos extensiones grandes de bosques, con maderas preciosas como el ochoo, mara, caoba, etc. En la zona de las serranías de Chiquitos se cuenta con una elevación aproximada de 600 metros sobre el nivel del mar formando el afloramiento de roca, denominado: "Escudo Brasileño".

• ZONAS GEOGRÁFICAS.-

Presenta una rica variedad geográfica, tiene una altura promedio aproximada de 400 metros sobre el nivel del mar y una orografía que delimita tres zonas principales:

• ZONA SUBANDINA.- en la parte occidental, tiene una superficie de 29.301 km2, esta región tiene una temperatura promedio de16 y 22º C, y constituye las siguientes serranías:

• Serranía Corralones

• Serranía Mataracú

• Serranía Caipipendi

• Serranía Pirirenda

• Serranía El Bosque

• Serranía Incahuasi

• Serranía San Rafael

• Serranía Parabón

• Serranía Sararenda

• Serranía San Marcos

• Serranía Charagua

• Serranía Florida

• Comarapa

• Ñancuahuazú

• Las Juntas

• ZONA DE LAS LLANURAS.- tiene una superficie de 152910 km2 , presenta una topografía casi plana o ligeramente ondulada, con una temperatura promedio de 24 º C y con las siguientes llanuras:

• Llanura Chaco-Beniana o de Grigotá

• Llanura Chaqueña-Cruceña.

• ZONA DEL ESCUDO CHIQUITANO.- tiene una superficie de 188410 km2 , presenta una topografía ondulada, con depresiones casi planas, con una temperatura promedio de 25º C y con las siguientes serranías:

• Serranías de Caparuch o Huanchaca

• Serranías de San Lorenzo

• Serranías Los Tajibos

• Serranía de Santiago

• Serranía de San Diablo

• Serranía Picacho

• Serranía Los Yacuses

• Serranía de San José

• Serranía San Simón

• Serranía Mutún

• Serranía Sunsas

• Serranía Santo Corazón

• Serranía Las Conchas.

• HIDROGRAFIA.-

Los ríos de Santa Cruz en su gran mayoría pertenecen a la cuenca del Amazonas, pero las algunas corrientes nacidas en las serranías de Chiquitos, terminan como afluentes del río Paraguay, este a su vez termina con el nombre de La Plata.

• CLIMA.-

Santa Cruz tiene un clima cálido y húmedo en la mayor parte del territorio. Las temperaturas promedio son de 29º C y 32º C en primavera y verano, pero a veces se registran temperaturas de más de 40º C y en invierno la temperatura es de 20º C y 21º C.

Santa Cruz presenta un clima templado a frío en la región oeste, como ser: Comarapa, Vallegrande; en la región de los llanos el clima es cálido y en invierno corrientes frías polares (surazos) frecuentes.

• CIUDAD DE SANTA CRUZ DE LA SIERRA

La ciudad de Santa Cruz de la Sierra, objeto de nuestro estudio, es la primera sección municipal de la Provincia Andrés Ibáñez, en el Departamento de Santa Cruz, la ciudad también se la llama "Sección Capital".

Santa Cruz de la Sierra es la sección capital de la provincia Andrés Ibáñez. Al norte limita con la provincia Warnes, en cuya carretera se encuentra el Aeropuerto Internacional de Viru Viru, al este con Cotoca, hasta la provincia de Chiquitos, al sureste limita con la provincia Cordillera, al suroeste con el municipio de la Guardia, el mismo que cuenta con una moderna autopista y al noreste con el municipio de Ayacucho, el mismo se accede por el puente sobre el río Piraí. Su topografía es de llanos, con un clima cálido en verano con una temperatura aproximada de 35º C y en invierno 10º C.

Tiene una superficie de 1.407 km2 y con una población aproximada de 1.426.862 habitantes, según datos proporcionados por el INE en el año 2006 y una densidad de 1.128,35 hab. / Km2, la gran mayoría en la Ciudad de Santa Cruz.

Los municipios están divididos en tres cantones, que son:

• Montero Hoyos

• Palmar del Oratorio

• Paurito

Santa Cruz de la Sierra se encuentra en la margen derecha del río Piraí, el mismo que desemboca sus aguas al norte en el Río Grande o Guapay. La ciudad se encuentra situada a una altura de 416 metros sobre el nivel del mar que forma parte de la cuenca amazónica o llanos orientales. Su clima tropical oscila una temperatura promedio anual aproximada de 25º C.

Sus coordenadas geográficas corresponden a: 17º48´02" S, 63º10´ O. Presenta una superficie aproximada de 363 Km2.

Santa Cruz de la Sierra esta dividida en 16 distritos municipales, los mismos se dividen en Unidades Vecinales (UV) y subdivididas en manzanas y Barrios. Esta conformada por 8 anillos concéntricos de 1,5 km. a 2 Km. de ancho aproximadamente cada anillo.

VISTA SATELITAL DE LA CIUDAD DE SANTA CRUZ, DONDE SE PUEDE APRECIAR SU DIVISION EN ANILLOS

5.1 SITUACION ECONOMICA

La potencialidad de Santa Cruz de la Sierra es enorme en todos los campos de la actividad económica, como centro articulador del oriente boliviano tiene las potencialidades del sector agropecuario, maderero, petrolero, industria y artesanía.

En Santa Cruz su economía es diversificada, con grandes y pequeñas industrias, con el sector comercial muy activo, empresas de servicios y también con instituciones públicas, presenta también muchas Universidades privadas, como la Universidad Autónoma Gabriel Rene Moreno, la misma que es estatal y por supuesto con un sin fin de colegios privados como estatales. En cuanto a la hotelera sin duda ha crecido estos últimos años, de la mano de la incomparable Feria Internacional, que es la mas importante que realiza Bolivia.

Debemos señalar que en Santa Cruz de la Sierra tiene una amplia red de caminos y ferrovías, al norte esta comunicada con Cochabamba y La Paz, al este con la red ferroviaria que llega a Puerto Suárez, la misma que esta en la frontera con Brasil, al sur cuenta con carretera y ferrovía a Yacuiba, la cual es frontera con Argentina; al oeste con la carretera antigua a Cochabamba y a los valles mesotérmicos, al suroeste con Sucre; al noreste con la Chiquitanía y al noroeste con Trinidad en Beni.

También hay que mencionar que por su rápido crecimiento y mala planificación, Santa Cruz tiene muchas deficiencias en los servicios básicos, principalmente en los barrios de la periferia urbana. Actualmente se cuenta con modernas urbanizaciones en los barrios de las populosas villas. Cuenta con una moderna Biblioteca Municipal y con parques urbanos que le dan una fisonomía propia de las culturas andinas y amazónicas. En los últimos años la inmigración a Europa ha sido muy notoria.

• FORMACIONES GEOLOGICAS CARACTERISTICAS DE SANTA CRUZ

Esta definición de las formaciones características de Santa Cruz o los suelos predominantes, está basado en el análisis de los perfiles geotécnicos de los sondeos que se han realizado en los últimos ocho años por parte de la empresa de investigaciones del subsuelo, como es INGETEC S.R.L., que muy gentilmente de una manera desinteresada ha prestado toda su colaboración. Gran parte de estos registros pertenecen a dicha empresa, como también en muchos de ellos he sido participe en las investigaciones, esta caracterización de las geológicas esta basada en el análisis de estos registros de investigación del subsuelo y también del análisis del agente formador de estos suelos.

Para esta caracterización de las formaciones mostramos solamente algunos sondeos, estos sondeos se han distribuido en toda el área urbana de la ciudad de Santa Cruz, esta área o mancha urbana se extiende por el Norte desde el Km. 7 carretera que une con las provincias del norte del departamento, mientras que por el lado Sud de la ciudad se extiende hasta la refinería de Palmasola de Y.P.F.B.; por el lado Oeste la mancha urbana tiene como limite natural el río Piraí, hacia el lado Este se extiende aproximadamente hasta el kilómetro 8 carretera hacia la localidad de Cotoca.

Para el análisis de fundaciones de la ciudad de Santa Cruz, es importante el análisis de la naturaleza de las formaciones geológicas de material suelto, para este análisis de estas formaciones con la ayuda de los sondeos efectuados, así como también el estudio de los fenómenos naturales que formaron estos suelos, es que se ha determinado un MAPA GEOLOGICO DEL MATERIAL SUELTO (SEDIMENTOS CUATERNARIOS) DE LA CIUDAD DE SANTA CRUZ DE LA SIERRA, en el mismo se muestran las zonas geológicas de la ciudad de Santa Cruz.

Para un mejor análisis de este mapa geológico, vamos a detallar y fundamentar el por que y en que se ha basado para tomar estos criterios.

• MAPA GEOLOGICO DE SANTA CRUZ

De acuerdo al análisis efectuado en el párrafo anterior la ciudad de Santa Cruz de la Sierra para un mejor estudio se ha subdividido en cuatro zonas claramente diferenciables. Estas zonas están delimitadas esencialmente atendiendo las formaciones geológicas, si bien es cierto que todas las formaciones son sedimentos cuaternario, con una estratigrafía bien marcada, de fácil observación y análisis.

Para la definición de las fronteras de estas zonas del mapa geológico de Santa Cruz, se ha revisado la topografía del lugar en estudio (relieve), también se realizó un análisis de los fenómenos naturales como por ejemplo la dirección de los vientos predominantes, análisis de cuencas, análisis de las corrientes de agua, vegetación existente en la zona y finalmente el crecimiento urbanístico y sus efectos de las transformaciones realizadas por el hombre a la naturaleza.

• GEOLOGIA REGIONAL

La formación geológica de los suelos de Santa Cruz (zona urbana), corresponde a la era cenozoica, periodo cuaternario. Esto significa que su formación se ha producido en los últimos dos millones de años, muchos de ellos corresponden a la época del pleistoceno, sin embargo existen suelos que pertenecen al holoceno o sea son de reciente formación. Para ilustrar diremos que el periodo pleistoceno es una formación que dura desde hace dos millones de años hasta un millón de años atrás y el periodo holoceno desde un millón de años hasta la actualidad.

Los suelos de Santa Cruz, son resultado de sedimentos aluviales, coluviales, lacustres y eólicos. Los principales fenómenos naturales que intervinieron en la formación del de Santa Cruz son, sin duda alguna, por el lado Sudoeste, el río Piraí; por el Sur, los fuertes vientos (surazos); y por el lado Este, los depósitos lacustres.

Si realizando un análisis del río Piraí, principal agente formador de los sedimentos aluviales, tenemos: la parte alta del río, que corresponde aproximadamente hasta la localidad de la Angostura, curso del río que se denomina superior; si dividimos al río en sus etapas, tenemos tres etapas, que son: juventud, madurez y vejez, el curso superior anteriormente mencionado corresponde a la juventud del río Piraí, en este sector se caracteriza por el fuerte desnivel existente, el agua desciende de las montañas con tal rapidez que arrastra a las piedras, estas se desprenden en fragmentos de la roca madre por efecto de la meteorización química u orgánica en estas corrientes, cuanto mayor sea su velocidad, mucho mas grandes serán los fragmentos transportados. A su vez, estos fragmentos arrastrados rozan con el lecho del río. Debido a ese fenómeno es que se observan constantes deslizamientos en la carretera que une el Departamento de Santa cruz con otros Departamentos de la Republica de Bolivia. A este proceso de desgaste se denomina erosión por abrasión, a su vez o simultáneamente se realizan otros tipos de erosión en el río Piraí, por ejemplo lo que se denomina erosión por atracción y es aquella que se produce por medio del roce entre fragmentos hasta que se van rompiendo en pedazos cada vez mas pequeños; existen otros dos tipos de erosión que a simple vista no se observan, la primera es la erosión hidráulica que se produce al penetrar aire y agua a presión, impulsada por la corriente rápida, en las rajaduras de las rocas; para finalizar, el otro tipo de erosión es la erosión por disolución y es aquella en la que se disuelven los minerales de las rocas en el agua que la arrastra.

En esta parte del río, la acción erosiva, como se puede recordar, se produce hacia abajo y las laderas de estos lugares por esta razón son abruptas y adquieren un perfil característico en forma de V.

Todas estas formas de erosión se realizan en esta parte del río Piray y todos estos sedimentos naturalmente tienen que ser depositados en la parte mas baja del río, osea en el curso medio del río, que se denomina también madurez del río. Para nuestro análisis en este curso del río Piraí es el mas importante porque exactamente la ciudad de Santa Cruz se encuentra ubicada en el centro de la madurez del río Piraí, este curso del río se inicia aproximadamente desde la Angostura hasta el lugar donde cruza con la carretera que une la capital del Departamento de Santa Cruz con las provincias de Sara e Ichilo del mismo departamento, en forma aproximada.

Para nuestro análisis este curso es importante, porque en esta zona el río disminuye de pendiente y consiguientemente decrece la velocidad de la corriente y se sedimentan en esta zona gran parte de los fragmentos arrastrados durante el curso superior o la fase juvenil. El río Piraí en esta zona aun mantiene una corriente vigorosa, este curso se caracteriza porque en el mismo se realizan sedimentaciones y erosiones en las partes laterales del río, es por eso que en ciertos lugares se ensancha cada vez más, debido a esto es que se empiezan a aparecer, o describir el río, curvas y por consiguiente se da la formación de meandros. En estos lugares, con frecuencia, los ríos erosionan el cuellos del meandro, de esta forma endereza su curso y se estrangula formando un nuevo curso y consiguientemente forma grandes lagunas o depósitos naturales de agua.

Una hipótesis, exactamente, es aquella que afirma que antiguamente existía un enorme meandro que nacía aproximadamente a la altura del Km. 6 carretera a Cochabamba, continuaba el curso del río por lo que es en la actualidad la avenida Cañoto y seguía por el canal Isuto, para continuar con su curso normal. Esta hipótesis esta basada en un análisis de las curvas de nivel y en el estudio de los suelos existentes a lo largo de esta zona. Se presume que en el pasado existió una enorme riada que enderezo este meandro y formo el nuevo curso y que es el que conocemos en la actualidad. El lugar donde existió el antiguo curso se ha ido sedimentando con posteriores riadas para formar lo que hoy se denomina la zona de la avenida Cañoto hacia el río.

Resumiendo este análisis de la formación el suelo de Santa Cruz, vemos sin duda alguna que el río Piraí es el principal agente que formo los suelos de origen sedimentario aluvional de la zona Sudoeste.

El otro agente de sedimentación es eólico, y son los vientos originados en las pampas argentinas, que pasan por las zonas desérticas del chaco paraguayo y boliviano para llegar a Santa Cruz por el lado Sur y que consiguieron arrastrar las arenas de las zonas desérticas del Sur de Santa Cruz. De esta manera es que observamos la formación de enormes dunas por le lado del palmar y zonas aledañas; por esta razón es que la mayoría de los suelos de esta zona, especialmente zona Sur de la parte urbana, son predominantemente arenas, arenas finas y arenas limosas, esto se observa a simple vista en las vías de acceso por la zona de la ciudadela Andrés Ibáñez (Plan 3000) y alrededores. Otro factor para la formación de los suelos de Santa Cruz es el de sedimentación lacustre que se realizo en zonas mas alejadas del río Piraí, es por esta razón que se encuentran zonas con depósitos arcillosos en la parte Este de la ciudad.

• CUATERNARIO ALUVIONAL

Se ha denominado con este nombre, en primer lugar porque es de la era del Cuaternario y corresponde al periodo del Holoceno, es de reciente formación, y data aproximadamente en el último millón de años de la presente era.

La zona del Cuaternario Aluvial tiene directa relación con las crecidas, arrastre y deposición de sedimentos que ha efectuado el río Piraí a lo largo de su vida geológica, todo este proceso de arrastre y sedimentación se indico en el párrafo anterior como los diferentes tipos de erosión que ocurren en el curso del río Piraí.

La configuración estratigráfica de estos depósitos sedimentarios es bien marcada para cada época o periodo de recurrencia de las riadas, como por ejemplo aquella que sucedió en la década de los años 80. Para verificar esta afirmación se puede realizar con una observación de una excavación en la misma se observa que se han depositado de acuerdo a su densidad, por ejemplo los mas densos (pesados) se han depositado en las capas mas profundas, los menos densos en las siguientes y finalmente los mas livianos han quedado en suspensión en forma de coloides para luego depositarse después de un fenómeno de floculación o simplemente por evaporación del agua (suelos finos). Todo este proceso es un ciclo que se repite nuevamente en una nueva riada o desborde del río Piraí.

Si el proceso de sedimentación del río Piraí fuese perfecto, es decir que los depósitos se realizaran por su densidad de los sedimentos, para un ciclo seria de la siguiente forma: primero los mas pesados, las gravas con cantidad apreciable de piedras manzana, a continuación se encuentran las gravas con arena, arenas gruesas, medias, arenas finas, arenas limosas, limos y arcillas en algunas ocasiones. Naturalmente esto no es una regla fija, porque la naturaleza no obedece a ninguna de estas reglas, sin embargo la conformación geológica de estos depósitos aluviales depende de la precipitación en la cuenca del río Piraí y las condiciones en que se encuentra la cuneca en el momento del escurrimiento de estas precipitaciones hacia el curso del río Piraí.

A esta zona geológica por sus características indicadas se le ha denominado Formación del cuaternario Aluvional Cañoto, o simplemente bajo la denominación de CUATERNARIO CAÑOTO, para lo sucesivo cuando se refiera a los sedimentos aliviánales del río Piraí, indicaremos con la denominación de formación Cuaternario Cañoto o de una manera mas simple con Formación Cañoto.

Los sedimentos de la Formación Cañoto, ocupa la parte Oeste de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, esta formación se inicia por el lado Sudoeste aproximadamente por el kilómetro seis, de la antigua carretera hacia Cochabamba, continuando por el Cuarto Anillo de Circunvalación hacia el Sud, hasta llegar aproximadamente a la avenida Prefecto Rivas, para luego continuar con la avenida Cañoto hasta la altura de la U.V. 14, pasa por el colegio La Salle, Zoológico Municipal y aproximadamente por el canal Isuto hasta llegar al río Piraí. En esta zona el terreno esta perfectamente demarcado por la topografía, existe marcada diferencia de niveles con relación al resto de la ciudad.

La zona de la Formación Cañoto es de fácil diferenciación porque en la parte superior de estos sedimentos se encuentran suelos del tipo arenoso o areno limoso y en algunos casos escasa cantidad de limos y arcillas.

En el mapa geológico se muestran las fronteras anteriormente mencionadas de la Formación Cañoto, en forma posterior se mostrara los suelos característicos y predominantes de esta formación y también las características físico-mecánicas para el diseño de las fundaciones.

• CUATERNARIO EOLIANO

La formación del cuaternario eoliano, como indica el nombre, se debe a la erosión y posterior sedimentación de los suelos transportados por los vientos predominantemente del Sur.

Antes de definir o indicar de lo que es la FORMACION CUATERNARIA BOLIVIANA, vamos a explicar el origen de estos fenómenos metereológicos y sus efectos que produce en la naturaleza.

El aire que se encuentra en la superficie de la tierra tiene un peso y por consiguiente ejerce una presión sobre la superficie de la tierra, esta presión es mayor al nivel del mar y disminuye conforme va aumentando la altitud. Este aire al calentarse se dilata, haciéndose menos denso, mas liviano y entonces asciende a mas altura de acuerdo a su densidad: bajo este principio consiguen despegar de la superficie los aerostatos o globos (zeppelins), de esta forma el aire del globo se debe calentar, para hacerse mas ligero que el aire de la atmósfera y se eleva por ser mas liviano. Cuando el aire de las regiones calidas se calienta, ese aire se dilata, es menos denso y se eleva para formar un sistema de bajas presiones. Este vacío que deja este aire caliente, es ocupado por otra masa de aire y de esta forma se originan los vientos.

Por ejemplo se tiene, en la línea del ecuador frecuentemente aire caliente y este aire se eleva y después de un cierto tiempo se enfría otra vez, descendiendo nuevamente cientos de kilómetros mas cerca del polo. De esta forma se originan zonas de latas presiones y se originan los vientos, unos hacia el ecuador y otros desde el ecuador hacia los polos.

En Santa Cruz, los vientos predominantes son del lado Sur y del lado Norte. Los vientos del lado Sur, son el principal mecanismo por el cual se ha formado los suelos que se encuentran en la zona Sur de la ciudad de Santa Cruz. El origen de estos vientos, es de presumir, se debe a que existen, en la parte Sur del departamento, zonas bastante calidas y además zonas áridas y semiáridas, que naturalmente calientan a la mas de aire y originan presiones bajas y de esta forma se originan estos vientos que, a esto también hay que agregar que estas zonas son desprotegidas y áridas que facilitan la erosión de los suelos que se encuentran en la superficie, de esta manera arrastran estas partículas de material que principalmente son de tamaño mediano y fino, para formar las dunas que son sedimentaciones en dirección del viento, como muestra de este proceso tenemos las lomas de arenas de El Palmar; evidentemente a esta erosión también aporta la erosión pluvial que existe en esta zona por los detritos transportados en tiempo de lluvia y sedimentados en lugares mas bajos.

Para verificar este análisis, basta con realizar un recorrido de esta zona y se puede observar con claridad la existencia de estos depósitos de sedimentos de origen eólico, porque en su superficie son predominantes las arenas o arenas limosas, casi nunca se encuentran depósitos de grava y en algunos casos se encuentra limo y arcilla. Otra característica de esta formación, es que esta zona casi tiene una configuración topográfica plana, con escasos desniveles.

El Cuaternario Eólico Sur o lo que denominaremos la Formación del Cuaternario Sur, o la Formación Sur, como su nombre indica se encuentra en el lado Sur de la ciudad y es claramente identificada por la presencia de arena y arenas limosas en la superficie.

Esta formación se extiende por el lado Sudoeste, limita con la Formación Cañoto pasando por el Cuarto Anillo, por la zona que ocupa La Villa Olímpica Abraham Telchi, Ciudadela Andrés Ibáñez (Plan 3000), parte de la Villa 1º de Mayo, y por el lado Sur su limite no esta muy bien definido, para lo que es este estudio ya que sólo nos limitamos a lo que es la parte urbana de la ciudad de Santa Cruz.

Para sustentar esta afirmación podemos revisar los sondeos realizados en esta zona y se ve claramente que los suelos predominantes son suelos del tipo arenoso o limo arcilloso a lo largo de esta zona y que además el nivel freático se encuentra a bastante profundidad. Esto nos muestra que en su configuración casi no existen zonas con material fino. Con todo esto podemos afirmar con suficientes parámetros, de que en el lado Sur de la ciudad esta la Formación Sur y que posteriormente haremos un análisis desde el punto de la mecánica de suelos, dirigida al análisis de fundaciones y las características que presenta la Formación Sur. Por ahora nos limitamos a decir que existe la Formación Sur y que tiene sus propias características geológicas en cuanto a su formación estratigráfica.

• CUATERNARIO ALUVIONAL-LACUSTRE

Con esta denominación definimos a la formación que cubre la mayor parte del área de Santa Cruz. Esta zona comprende toda la parte del casco viejo y la zona este. Sus limites son los siguientes: al Sur, con la Formación Sur; hacia el lado Oeste, con la Formación Cañoto; hacia el lado Este, no esta definido ya que hasta el lugar donde se ha explorado, kilómetro 8 carretera a Cotoca, continua con la misma formación; hacia el lado Norte, limita con una formación no definida ya que es una combinación de varios factores.

La Formación Aluvional-Lacustre es una formación, como indica su nombre, debida a depósitos de agua, es decir lagos. Los lagos geológicamente son definidos como: estanques temporales de agua suministrada por ríos; torrentes o glaciales, estos lagos actúan como gigantescos depósitos de sedimentación en los que se deposita la mayor parte de la materia que llevan en suspensión las corrientes que lo alimentan.

En nuestro caso por sus características topográficas, por ser división de cuencas: hacia el Este, la Cuenca del Río Grande y al Oeste, la Cuenca del río Piraí, esta zona en años anteriores, era una zona con lagunas. Prueba de esta afirmación son las lagunas del Parque el Arenal, lagunas en el lugar donde en la actualidad es el mercado Los Pozos, las lagunas de Lazareto, laguna de Playón, Pampa de la Isla, laguna de Barrio Lindo, etc. Como vemos tenemos suficientes pruebas para afirmar que esta zona antiguamente ha sido de enormes lagunas y que han ido sedimentándose en forma paulatina.

Los lagos sedimentan de una manera lenta y estos depósitos en su mayoría son de grano fino como los limos y arcillas. En las lagunas, en épocas de lluvia se sedimentan en primer lugar las partículas mayores, por ejemplo, los limos, y los más finos, como por ejemplo las arcillas, son arrastrados a aguas mas profundas. En épocas de estiaje, época seca, cuando la turbulencia es pequeña y ocurren cambios en la naturaleza del agua, se produce la floculación y se depositan de esta forma las arcillas coloidales.

La característica principal de esta zona, es que consiste en estratos delgados alternados de limo y arcilla cubiertos en su mayoría por limos y arcilla de origen orgánico, debido a que en estas zonas, donde existen limos, arcillas y agua, la vegetación tiene un papel importante en el proceso de formación de estos suelos, ya que en las orillas de estos lagos se forma una flora propia y la pudrición de la materia orgánica vegetal produce coloides orgánicos que se depositan con los limos y arcillas para formar suelos orgánicos. Es por esta razón que toda esta zona esta predominantemente compuesta de limos o arcillas orgánicas y arcillas inorgánicas. Los suelos mas característicos de esta zona son los limos que se encuentran en toda la zona central hasta aproximadamente el segundo anillo.

Por el lado Este de la ciudad, la principal característica de la zona son las arcillas de Lazareto, que tiene bastante extensión, hasta lo que conocemos ahora, llega hasta la localidad de Cotoca; esta zona es fácil de reconocerla porque en ella se encuentran la mayoría de las ladrillerias y tejerías, debido a que son suelos arcillosos de buena plasticidad y útiles para la fabricación de este material de construcción. Se debe hacer notar que en esta zona, las arenas son muy escasas, en los suelos predominan los materiales finos, por esta característica, a esta zona, se denominará como Formación del Cuaternario Aluvional-Lacustre Lazareto, porque las arcillas de la zona Lazareto (en el lenguaje común, greda) son bien conocidas y es la principal característica.

La Formación Lazareto, como hemos descrito, son suelos transportados (rebalse del río Piraí y torrentes del río Grande) y sedimentados en estanques naturales que nos proporciona la naturaleza. Para sustentar esta afirmación se puede realizar un análisis de los sondeos que se han realizado en esta zona y que a la vez nos proporcionan mayores referencias.

Geológicamente esta zona es la mas antigua, ya que llenar estos estanques naturales de la Formación Lazareto, ha sido un proceso lento y por esta razón podemos afirmar que esta zona es la mas antigua de Santa Cruz.

CAPITULO III

Metodología empleada

Para llevar a cabo el trabajo de campaña para los pozos exploratorios en los diferentes lugares de la ciudad de Santa Cruz, la metodología a seguir ha estado basado, en las normas internacionales que rigen para este tipo de actividades, de la misma forma, las muestras recuperadas han sido sometidas a pruebas en el laboratorio de mecánica de suelos, siguiendo también las normas ya establecidas internacionalmente.

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

• TRABAJO DE CAMPO.-

En esta fase se determina la ejecución de las siguientes actividades:

– Reconocimiento preliminar del terreno

• Perforación mecánica de un sondeo de investigación geotécnica

• Ensayos de penetración dinámica

• Lectura e interpretación de los materiales extraídos, mediante la confección de perfiles geotécnicos o también llamados, registros de ubicación del subsuelo.

• Toma de muestras

• PERFORACIONES.-

Las perforaciones se realizaron utilizando el equipo de penetración dinámica (S.P.T.) y método rotatorio manual, en algunos casos se utilizo el método combinado de rotación mecánica con lodo bentonítico y penetración estándar (S.P.T.); la penetración y obtención de muestras, se llevó a cabo de forma alternada a cada metro o a cada cambio de estrato.

Para una correcta determinación de la cota de boca de pozo, se asignó como nivel 0.00 a la parte superior del suelo natural.

• ENSAYOS DE PENETRACION ESTANDAR (S.P.T.)

Simultáneamente al trabajo de perforación se realizaron los correspondientes ensayos de penetración dinámica por el método S.P.T. de acuerdo con la norma ASTM D-1586. (AASHTO T-206-70).

Estos ensayos tienen la finalidad de determinar en el terreno, el índice de resistencia (N) a la penetración que ofrecen los suelos, cuando estos son ensayados mediante un penetrómetro, hincado a percusión por caída libre de un martinete Normalizado bajo una caída de altura convencionalmente establecida.

Este índice de resistencia a la penetración conjuntamente con el tipo de suelo sobre el cual se determino la prueba, se utilizo para establecer la capacidad admisible del suelo, parámetro geotécnico a utilizarse en el diseño y cálculo estructural del proyecto.

LA FIGURA ILUSTRA EL METODO A ROTACION CON LODO BENTONITICO PARA COMBINAR CON EL METODO DEL S.P.T.

REALIZACION DE ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (S.P.T.)

RECUPERACION DE MUESTRAS PARA ANALIZAR EN LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

• CARACTERISTICAS DEL EQUIPO S.P.T.

– Diámetro externo de la barra para el ensayo 2 pulgadas.

– Diámetro interno de barra para ensayo 1 – 3/8 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).

• CARACTERISTICAS DEL SACAMUESTRAS (CUCHARA DE TERZAGHI)

– Sacamuestras bipartido punta de acero con cabeza de acoplamiento con cuatro orificios y válvula de retención de bola.

– Diámetro externo 2 pulgadas (51 mm)

– Diámetro interno 1 3/8 pulgadas (35 mm).

– Longitud de Cuchara 31 1/2 pulgadas (800 mm)

• TOMA DE MUESTRAS.-

Durante el proceso de perforaciones exploratorias se recuperaron muestras a cada metro de profundidad o a cada cambio de estrato, siguiendo las técnicas recomendadas para que estas sean representativas; dichas muestras identificadas y protegidas adecuadamente, fueron enviadas al laboratorio de mecánica de suelos para su análisis respectivo, a su vez se registraron los datos de campo que posteriormente se interpreto la columna estratigráfica a través de los materiales extraídos.

• PERFILES DE CAMPO.-

Simultáneamente a las perforaciones se interpretaron y registraron los respectivos perfiles geotécnicos de campo, base para los perfiles definitivos, en los que se observa en detalle la variación de los estratos así como sus características físicas y mecánicas del suelo.

• TRABAJO DE LABORATORIO.-

A partir de las muestras extraídas se realizaron los correspondientes ensayos de caracterización e identificación de los suelos, el procedimiento de estos ensayos se pueden encontrar en el ANEXO Nº 1.

La relación nominal de los ensayos de laboratorio es la siguiente:

• Contenido de humedad natural (según ASTM D-2216-71).- Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los sueles en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, estos valores se expresan porcentajes.

• Análisis granulométrico (según ASTM D-422-63).- El tamaño de los granos de un suelo se refiere a los diámetros de las partículas que lo forman, cuando es indivisible bajo la acción de una fuerza moderada. Las partículas mayores son las que se pueden mover con las manos, mientras que las más finas por ser tan pequeñas no pueden ser observadas con un microscopio. De igual forma constituye unos de los fundamentos teóricos en los que se basan los diferentes sistemas de clasificación de los suelos, como AASTHO y el SUCS. Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferentes aberturas. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamizado directo; pero cuando se trata de granos finos este método no es muy preciso, porque le es más difícil a la muestra pasar por una malla muy fina, debido a esto, para el análisis granulométrico de granos finos, es conveniente utilizar otro método.