Evaluación y comparación del desempeño de zapatas con y sin la inclusión de columnas de grava para la mejora de las condiciones geotécnicas y la optimización de la cimentación del bloque 4 del proyecto de ampliación denominado: Mejora de la capacidad resolutiva y operativa del hospital Román Egoavil Pando, distrito de Villa Rica, Oxapampa – Cerro de Pasco

Abstract

El presente estudio se centra en la evaluación del desempeño de las zapatas del bloque 4 del proyecto de ampliación “Mejora de la capacidad resolutiva y operativa del hospital Román Egoavil Pando, distrito de Villa Rica, Oxapampa – Cerro de Pasco”. Según las características geotécnicas, el suelo corresponde a una arcilla de baja plasticidad (CL), con una capacidad admisible de 0.80 kg/cm2. Este valor es relativamente bajo, por lo que, para evitar que las tensiones transmitidas por las zapatas superen dicha capacidad, es necesario diseñar cimentaciones con dimensiones grandes. Ante esto se planteó la implementación de columnas de grava como alternativa de mejora del terreno, con el fin de incrementar la capacidad admisible y reducir las dimensiones de las zapatas. Se realizó el análisis comparativo para dos escenarios con y sin columnas de grava, para realizar las comprobaciones del diseño de las zapatas se empleó el programa CYPECAD, el cual permitió evaluar las dimensiones de las zapatas, la distribución de las tensiones y los asentamientos. Con la implementación de las columnas de grava se comprobó, que la capacidad admisible aumentó a 1.20 kg/cm2. La mejora está influenciada por el diámetro y espaciamiento de las columnas de grava, ya que influye en la relación de áreas, quien es un factor determinante en el cálculo de la capacidad admisible. Finalmente, se logró reducir las dimensiones de las zapatas en un 37%, manteniendo las tensiones, distorsiones angulares y los asentamientos dentro de los parámetros permisible, asegurando así la estabilidad y funcionalidad de la cimentación.

The present study focuses on evaluating the performance of the footings for Block 4 of the expansion project titled “Improvement of the Problem-Solving and Operational Capacity of the Román Egoavil Pando Hospital, Villa Rica District, Oxapampa – Cerro de Pasco.” Based on the geotechnical characteristics, the soil is classified as low-plasticity clay (CL), with an allowable bearing capacity of 0.80 kg/cm2. This value is relatively low, so in order to prevent the stresses transmitted by the footings from exceeding this capacity, it is necessary to design foundations with large dimensions. In response, the implementation of gravel columns was proposed as a ground improvement alternative to increase the soil’s bearing capacity and reduce the size of the footings. A comparative analysis was conducted for two scenarios—with and without gravel columns. The footing design verifications were performed using the CYPECAD software, which allowed for the evaluation of footing dimensions, stress distribution, and settlements. With the implementation of gravel columns, it was confirmed that the allowable bearing capacity increased to 1.20 kg/cm2. This improvement is influenced by the diameter and spacing of the gravel columns, as they affect the area replacement ratio, which is a key factor in calculating the allowable bearing capacity. Finally, the footing dimensions were reduced by 37%, while stresses, angular distortions, and settlements remained within permissible limits, thereby ensuring the stability and functionality of the foundation.