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LABORATORIO DE SUELOS, MATERIALES Y CONTROL DE CALIDAD

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ESTUDIO DE SUELOS

ESTACIÓN DE SERVICIO SERVICENTRO PUERTO ASÍS

ESTUDIO DE SUELOS SERVICENTRO PUERTO ASÍS

MUNICIPIO DE PUERTO ASÍS- PUTUMAYO

PUERTO ASÍS, MAYO DE 2015


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CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.............................................................................. 3

2. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO…................. 4

3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO......................................................... 5

4. INVESTIGACIÓN DE LABORATORIO............................................ 7

5. NIVEL FREÁTICO…………………………..……............................... 8

6. RELEVANCIA GEOLÓGICA Y GEOTÉCNICA ............................. 9

7. DISEÑO SISMO RESISTENTE........................................................ 13

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS.......................................................... 14

SONDEO 1..…………………..……................................................... 15

SONDEO 2..…………………............................................................ 15

SONDEO 3..…………………............................................................ 15

9. ANGULO DE FRICCIÓN….…………………………..……………….. 17

10. CAPACIDAD PORTANTE…………………………………………… 17

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................... 18

11.1 CIMENTACIONES............................................................................ 18

11.2 EXCAVACIONES............................................................................. 19

11.3 EDIFICACIONES VECINAS............................................................. 19

ANEXO ENSAYOS LABORATORIO ……………………………..... 20


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1. INTRODUCCIÓN

Por solicitud de la empresa Servicentro Puerto Asís., se iniciaron los trabajos

correspondientes al estudio de suelos para el Proyecto Remodelación Estación

de Servicio Servicentro Puerto Asís – municipio de Puerto Asís – Putumayo.

En este informe se presenta una descripción detallada de las investigaciones de

campo y laboratorio necesarias para la determinación de las características físicas

y mecánicas de los suelos que conforman el sitio, se presentan y discuten los

resultados obtenidos y se dan las conclusiones y recomendaciones pertinentes

para garantizar la estabilidad y la seguridad de las obras proyectadas en los

aspectos relativos a la cimentación y al subsuelo.


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2. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se encuentra localizado como se observa en la imagen satelital de

Figura No 1.

Área del proyecto: 800 m2

Área construida: 400 m2

Altitud (metros sobre el nivel del mar): 250 m.s.n.m.

Ubicación 0°30'53.92"N 76°30'11.66"O

Temperatura media: 27 ºC Centígrados.

Figura No 1. Localización de la zona de estudio. Imagen Satelital tomada de

Google Earth


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3. INVESTIGACIÓN DE CAMPO

Con el fin de obtener las muestras necesarias para la caracterización geotécnica

del subsuelo investigado, se ejecutaron tres sondeos, con profundidades máximas

de 3.0 m. Estos sondeos se designaron como S1 a S3, se distribuyó sobre el lote

para tener una correlación apropiada de la estratigrafía de la zona.

Tabla No 1. Profundidad de los apiques

SONDEO PROFUNDIDAD

(m)

S1 3.0

S2 3.0

S3 3.0

Mediante la ejecución de estas excavaciones fue posible extraer muestras del

subsuelo explorado, que permitió definir una estratigrafía promedio de la zona

aferente a cada sondeo y definir perfiles estratigráficos de la zona estudiada.

Estas perforaciones se ubican como muestra el siguiente gráfico.

En total se realizaron 9 metros lineales excavación, de los cuales se recuperaron

un total de 6 muestras inalteradas.


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Todas las muestras de suelo recuperadas durante la ejecución de los apiques en

la etapa de exploración de campo fueron debidamente empacadas y referenciadas

para posteriormente ser trasladadas al laboratorio de suelos, donde se sometieron

a los ensayos correspondientes para determinar los parámetros básicos de los

materiales explorados.

4. INVESTIGACIÓN DE LABORATORIO

Con el fin de realizar los ensayos necesarios para la determinación de las

propiedades físicas y mecánicas del subsuelo investigado, las muestras

recuperadas fueron llevadas al laboratorio de suelos, en donde se efectuó la

descripción de las muestras desde el punto de vista geológico y de propiedades

índices tales como forma, color, humedad y consistencia del material, mediante un

examen visual con base en la norma I.N.V E – 102. Adicional a lo anterior, se

verificó la presencia de partículas significativamente mayores que las partículas de

la matriz del suelo, todo esto con el fin de agrupar muestras de suelos de

características aparentemente similares.

Se eligieron las muestras más representativas para determinarles el contenido de

humedad natural y realizarles los ensayos de granulometría y límites de

consistencia con el fin de obtener su clasificación con base en el Sistema de

Clasificación Unificada (SUCS) y AASHTO (American Association of State

Highway Officials).

En el Anexo 1 se pueden revisar los registros de la excavación donde se

presentan las columnas estratigráficas correspondientes a cada apique realizado,

con la descripción de cada uno de los estratos encontrados, la localización de las


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muestras tomadas, la posición del nivel freático en los sitios donde este se

encontró y un resumen de los resultados de los ensayos anteriormente descritos.

En la tabla No. 2 se presentan los ensayos realizados sobre las muestras:

Tabla No 2 Ensayos realizados sobre las muestras seleccionadas en la

descripción visual

TIPO DE ENSAYO NORMA INV CANTIDAD

Determinación del contenido de Humedad

natural

INV-E-122 6

Determinación de la Granulometría por

tamizado

INV-E-124 6

Determinación del Límite Líquido INV E 125 6

Determinación del Límite Plástico INV-E-127 6

Determinación de compresión Inconfinada INV-E-152 6

Los testigos de las muestras tomadas permanecerán en laboratorio durante un

mes a partir de la fecha del informe, si durante este tiempo no se recibe ninguna

instrucción sobre el uso que a las muestras deba dárseles, se dispondrá de ellas

de la manera que considere más conveniente.

5. NIVEL FREÁTICO

Durante la exploración se encontró el nivel freático en la excavación a una

profundidad de 3 m. Estas profundidades están referenciadas al nivel del terreno

en el momento de la exploración.

Tabla No 3 Profundidad del nivel de aguas freáticas

SONDEO PROFUNDIDAD (m)

1 3 m

2 3 m

3 3 m


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RELEVANCIAS GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS

Según la consulta realizada al Servicio Geológico Colombiano en la Ciudad de

Pasto, nos informaron que no existen relevancias geológicas y geotécnicas en los

sitios donde se construirá las obras. Además en el mapa geológico generalizado

del departamento de Putumayo, de 2007, que se encuentra como única

información para determinar dichas relevancias.

En el mapa geológico de Colombia año 2007, se puede determinar que esta zona

ésta formada por lodolitas, arenitas líticas, intercalaciones de conglomerados

ferruginosos presenta costras de yeso y capas de carbon, clasificados como

E3N1-Sct.

E3N1-Sct: Lodolitas, arenitas líticas, intercalaciones de conglomerados

ferruginosos presenta costras de yeso y capas de carbon.

No se presentan fallas geológicas cercanas a la zona en estudio.

No existe micro zonificación especial del sitio donde se construirá la

edificación por eso se trabaja con el genérico de la norma sismo resistente NSR-

10 figura A.2.3.2 mapa de valores de Aa y A.4.2.3.3 mapa de valor de Av del

código sismo resistente.


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7. DISEÑO SISMO RESISTENTE.

Para efectos de la aplicación del Nuevo Código Colombiano de Construcciones

Sismo Resistentes NSR-10 en el diseño de las estructuras proyectadas, se

considerarán los siguientes parámetros para el diseño sismo resistente:

• La Ciudad de Popayán se encuentra en la Zona de amenaza sísmica alta

• Aa (coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva) = 0.05

• Av (coeficiente que representa la velocidad horizontal pico efectiva) = 0.15

• Grupo de uso IV

• Coeficiente de importancia = 1.5

• Tipo de Perfil de suelo = D

• Vs (velocidad media de la onda cortante) = entre 180 y 360m/s

• N (número medio de golpes) = entre 15 y 50

• Su (resistencia media al cortante) = entre 0.5 -1.0kg/cm2

• Fa (Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

cortos debida a los efectos del sitio) = 1.6

• Fv (Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

intermedios debida a los efectos del sitio) = 2.4


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8. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS


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SONDEO No. 1

SONDEO No. 1 Los materiales encontrados están plasmado en el perfil

estratigráfico S1, se extrae una primera muestra inalterada a 1.0 m y se obtuvo los

siguientes resultados: humedad natural 28.87%, un valor qu= 1.00 kg/cm², un C=

0.499 kg/cm² equivalente a C= 4.99 tn/m², suelos de consistencia firme. Se extrae

una segunda muestra inalterada a 2.5 m y se obtuvo los siguientes resultados, una

humedad natural de 30.12%, un valor qu=2.10 kg/cm², un C= 1.05 kg/cm²

equivalente a C= 10.5 tn/m², el suelo presenta una consistencia firme. Se

evidencia el nivel freático a una profundidad de 3 m.

SONDEO No. 2


estratigráfico S2, se extrae una primera muestra inalterada 1.0 m y se obtuvo los

siguientes resultados: humedad natural 29.57%, un valor qu= 0.91 kg/cm², un C=

0.456 kg/cm² equivalente a C= 4.56 tn/m², suelos de consistencia de firme. Se

extrae una segunda muestra inalterada a 2.5 m y se obtuvo los siguientes

resultados, una humedad natural de 37.72%, un valor qu= 1.99 kg/cm², un C= 0.99

kg/cm² equivalente a C= 9.00 tn/m², el suelo presenta una consistencia firme. Se

evidencia el nivel freático a una profundidad de 3 m.

SONDEO No. 3


estratigráfico S3, se extrae una primera muestra inalterada a 1.0 m y se obtuvo los

siguientes resultados: humedad natural 33.3 %, un valor qu= 0.89 kg/cm², un C=

0.445 kg/cm² equivalente a C= 4.45 tn/m², suelos de consistencia firme. Se extrae

una segunda muestra inalterada a 2.5 m y se obtuvo los siguientes resultados, una

humedad natural de 29.19%, un valor qu= 1.76 kg/cm², un C= 0.88 kg/cm²

equivalente a C= 8.8 tn/m², el suelo presenta una consistencia firme. Se evidencia

el nivel freático a una profundidad de 3 m.


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Una vez analizados los resultados de las muestras se puede determinar que el

material encontrado es de consistencia firme y se toman el valor más crítico de

qu= 0.89 kg/cm², un C=0.445 kg/cm² equivalente a C= 4.45 tn/m² y una densidad

Húmeda de 1.52 gr/cm³.

Los resultados tanto de granulometría, clasificación de suelos, densidades,

humedades y compresión simple, se plasman en cada uno de los formatos

anteriores, teniendo en cuenta las muestras realizadas y los estratos de suelo

encontrados de acuerdo con su descripción.

Se describe el suelo de cimentación y sus características mecánicas.

Limos inorgánicos, suelos limoso o arenas finas limo-arcillosas color pardo.

No se tiene en cuenta el nivel freático por qué no aparece hasta la profundidad

explorada.

Las características físicas en general de los suelos existentes encontrados son de

suelos de consistencia firme, donde se debe cimentar. Todo el perfil de material

encontrado es el mismo limo arenoso color pardo. Se trabaja con un factor de

seguridad de 3.0

Analizado los apiques realizados y las características de los suelos de la zona, con

base en Capítulo A.2ª.1. de la NSR-10, se determina que se trata de un perfil tipo

D, contiene depósitos de suelos duros o medios de arena y gravas o arcillas

duras. Además se encuentra en un estado homogéneo en el lote.


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9. ANGULO DE FRICCIÓN

La fricción de un suelo está definida por el ángulo cuya tangente es la relación

entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano y la fuerza

normal P aplicada a dicho plano.

Una vez encontrado el ángulo de fricción de los suelos en estudio encontramos lo

siguiente:

0.00

0.40

Nc = 13.51

Ø = 22º Nq = 4.48

Nɤ = 1.74

1.50

3.00

ANGULOS DE FRICCIÓN SEGÚN EL ESTRATO


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10. CAPACIDAD PORTANTE

La capacidad portante del suelo en estudio se ha evaluado utilizado la teoría

general de carga desarrollada por Terzaghi Meyerjof y se reduce a la siguiente

expresión:

( )

Angulo de fricción Ф º 22

Cohesion C Kg/cm2 0.445

Factor de Capacidad Nc - 13.51

Peso unitario del suelo γ Kg/cm3 0.00135

Profundidad de cimentación D cm 100

Factor de Seguridad Fs - 3

Ancho de la Zapata Asumido B cm 1

Factor de tipo cimiento Sc - 1.3

Factor de forma de cimiento Sγ - 0.8

Factor de Capacidad Nγ - 1.74

Factor de Capacidad Nq - 4.82

Presion del suelo =γ*D q Kg/cm2 0.135

Capacidad de Soporte ultima Qda Kg/cm2 2.8

Capacidad de Soporte ultima Qda T/m2 28.2


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11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los resultados obtenidos pueden ser utilizados para Remodelación de la

estación de servicio Servicentro Puerto Asís, Municipio de Puerto Asís -

Putumayo. Se debe retirar los materiales no aptos. Luego se puede cimentar con

una profundidad de desplante así:

Luego de retirar los materiales orgánicos realizar un desplante para cimentar entre

0.80 y 1.0 mt, se puede cimentar sin problema ya que las estructura es de un piso

a construir y no sobrepasan la capacidad portante de este, no existe problema de

nivel freático, realizar manejo de aguas superficiales con cunetas. Antes de

construir las vigas de cimentación se debe hacer un solado de limpieza con

mortero en dosificación en volumen de 1:4.

De acuerdo con la caracterización geotécnica del lote y teniendo en cuenta la

magnitud de las obras proyectadas, las conclusiones y recomendaciones en

cuanto al sistema de cimentación son las siguientes:

11.1 CIMENTACIONES

Teniendo en cuenta las propiedades hidráulicas, físicas y mecánicas de los

suelos, se recomienda la cimentación de las columnas mediante la construcción

un sistema reticular de vigas que conformen anillos aproximadamente

rectangulares en planta, con zapatas en las columnas perimetrales, desplantadas

sobre el estrato limoso, de consistencia medio firme a firme.

Las vigas de cimentación se podrán realizar con una sección de 0.3 x 0.3 m y las

zapatas cuadradas de 1 x 1 m como se explica en la siguiente tabla:

Las columnas se deben unir entre sí mediante la construcción de las vigas de

amarre reforzadas que se colocarán en direcciones ortogonales inmediatamente

por debajo del nivel de piso.

Tamaño Zap Capacidad del Suelo

1 x 1 m 28.2 Ton

1.2 x 1.2 m 19.6 Ton


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11.2 EXCAVACIONES

Las excavaciones deben permanecer expuestas a la intemperie el menor tiempo

posible, evitando filtraciones de aguas lluvias o desecaciones que sean

perjudiciales para el suelo de soporte de las estructuras.

Los sobrantes de material producto del movimiento de tierras, se dispondrán

finalmente en las zonas de depósito autorizadas por la oficina de Planeación del

Municipio de El Tambo o lo dispuesto por la Interventoría.

Las excavaciones para las fundaciones (Zapatas) se pueden realizar de manera

manual.

11.3 EDIFICACIONES VECINAS.

No existen edificaciones vecinas que se puedan ver afectadas por la construcción

de las nuevas obras ya que es una urbanización nueva.

_____________________________________


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ANEXO 1

ENSAYOS DE LABORATORIO

CLASIFICACIÓN DE SUELOS, COMPRESIÓN SIMPLE, CORTE DIRECTO,

ESTRATIGRAFÍA, APIQUES Y RESULTADOS DE ENSAYOS

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