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RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS MUNICIPIO DE TRUJILLO
CARLOS AVENDAÑO .INGENIERIA GEOTECNICA E INGENIERIA CIVIL. [email protected]. Celular. 3113601620.
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RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS
MUNICIPIO DE TRUJILLO
Carlos Avendaño M.
Ingeniero Civil-Especialista en Geotecnia.
Cali, Agosto de 2015.
RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS MUNICIPIO DE TRUJILLO
CARLOS AVENDAÑO .INGENIERIA GEOTECNICA E INGENIERIA CIVIL. [email protected]. Celular. 3113601620.
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1. INTRODUCCIÓN
Se efectuó, una investigación del subsuelo en la vía que del Corregimiento Andinapolis
conduce al Corregimiento de Venecia, en el Municipio de Trujillo, Departamento del
Valle del Cauca. Dicha investigación está encaminada a conocer información
geotécnica necesaria para la construcción de un muro en concreto reforzado, sobre la
margen derecha en el sentido Andinapolis-Venecia, donde se presenta un proceso de
desplome de material limo arcilloso (MH) y de roca muerta, materiales constitutivos de
la vía, trajo como consecuencia que se generara un desplome del talud, que podría a
futuro traer consecuencias más serias, para el transito e vehículos con productos
agropecuarios de la región.
El estudio consistió, en la etapa de trabajos de campo, constituida por exploraciones
del subsuelo (Tres (3) perforaciones a percusión) y labores de muestreo, seguida de
los ensayos de laboratorio con muestras representativas y, por último, del análisis e
interpretación de los resultados.
En este informe se hace una somera descripción de la totalidad de los trabajos
efectuados y se presentan los resultados de la investigación en conjunción con algunas
recomendaciones pertinentes de cimentación.
2. PROYECTO
El proyecto consiste en la construcción de un muro en concreto reforzado sobre la
margen derecha del corredor vial, que comunica los corregimientos de Andinapolis y
Venecia en el Municipio de Trujillo de Cali. Ver Imagen No.2.1.
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Imagen No.2.1. Sitio donde se presenta el esplome de material Km2+035
3. TRABAJOS EN EL TERRENO
El Trabajo de exploración, consistió en tres (3) sondeos a una profundidad promedio
de 8m (P-1, P-2 y P-3), realizadas a percusión hasta rechazo. La ubicación de las
exploraciones se localiza en la Imágenes, que apareen en el Registro Fotográfico No.
3.1, la profundidad se muestra en la tabla No. 3.1. (Anexo No.1).
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3.1. Ensayo de penetración estándar (SPT).
Es una prueba dinámica que establece la resistencia del suelo por correlación con la
resistencia que este muestra a ser penetrado por una cuchara partida estándar ( Split
Spoon Sampler ) de diámetro 2”, impulsada por un martillo de 140 libras de peso que
cae en forma libre desde 30” de altura. Se realizaron tres (3) perforaciones de este
tipo, las cual llamaremos SONDEO (S). El valor de la resistencia se da en unidades de
número de golpes por pie lineal de penetración y se denomina N.
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Registro Fotográfico Sondeo No.1. En este sondeo se alcanzó a bajar los 9m.
Muestra 3 Muestra 2 Muestra 1
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Sondeo No.2. Se alcanzó bajar 8m.
Muestra 3 Muestra 2 Muestra 1
Muestra 4
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Sondeo No.3. Se alcanzó bajar 6m
Muestra 2 Muestra 1
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Sondeo Profundidad
(m)
P1 9.0
P2 8.0
P3 6.0
Tabla No 3.1. Profundidad de sondeos.
3.2. Muestreo.
Se realizó la toma de muestras alteradas del recobro de la cuchara. Además, mediante
la utilización de tubos de pared delgada (shelby), No se obtuvieron las muestras, para
ser sometidas a ensayos de compresión inconfinada (ver Imagen No.3), debido a que
se recuperó una muestra disgregada y poco compacta.
4. ESTRATIGRAFIA
El perfil estratigráfico del suelo, obtenido de los resultados de las perforaciones y los
ensayos realizados, muestran una secuencia de los suelos finos cohesivos,
dispuestos en franjas de gran espesor. Tal como lo describe, para éste caso es más
representativo, la clasificación de Deere and Patton (1971), sobre suelos residuales
tropicales.
Capa A: Corresponde a material orgánico y roca muerta, con un espesor promedio de
0.6m que corresponde a la subbase y base de la estructura de la vía, color del material
café oscuro a un tono pardo oscuro.
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Capa B: Corresponde al rango de profundidad de 0.6m-9.0m, el material encontrado
es una limo arcilloso de alta compresibilidad (MH), color naranja con trazas rojizas y
vetas café, Wn>LP. De alta compresibilidad, consistencia que pasa de semidura pasa
a dura entre 0.6-4.5m y de 4.5 a 9.0m pasa de dura a muy dura, recuperación en
cuchara del 60-90%. Clasificación USC (MH).
4.1. PRUEBAS DE LABORATORIO.
Con todas las muestras alteradas, (de la cuchara partida o split-spoon), se llevaron a
cabo pruebas de carácter rutinario, constituidas por gradación completa con lavado
por el tamiz No. 200 (ASTM-D-2487), límites de consistencia (líquido y plástico ASTM-
D-4318) para clasificación según el sistema USCS y determinación del contenido de
humedad natural (ASTM-D-2216). Consistencia del material, (limo arcilloso de alta
compresibilidad MH) (a una p rofund idad de 0 . 6 -9 .0m, reg is t ran l ím i tes
de A t temberg , con un N>20 golpes/pie, a una profundidad de 4.0m, el material
se comporta muy bien al momento de realizar la prueba de compresión inconfinada,
por tanto se pudo realizar dicha prueba. Se extrajeron muestras inalteradas, mediante
los tubos de pared delgada (tubos shelby de la ASTM-D-1587), para someter a
pruebas de compresión inconfinada (ASTM-D-2166) con estimación del peso únitario
húmedo y seco (ASTM-D-2167).
Los resultados de la totalidad de las pruebas de laboratorio se presentan en el Anexo
No. 1. Los formatos correspondientes a las pruebas realizadas se muestran al final del
informe (Ver Anexo No.1). Es de anotar que todos os materiales encontrados, se les
hizo las prueba de Limites de Attemberg.
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5. CARACTERÍSTICAS DEL SUBSUELO
5.1. Propiedades de los Suelos- Ensayos de Laboratorio.
Todas las muestras obtenidas durante la etapa de investigación del subsuelo fueron
llevadas al laboratorio de CONCRESUELOS S.A.S. de la Ciudad de Buga. Las
perforaciones y el trabajo de laboratorio fueron supervisados por el Ingeniero Civil,
Especialista en Geotecnia Carlos Avendaño M, donde se determinaron sus
características físicas, propiedades e índices de resistencia.
Es de destacar que en las perforaciones se tomaron muestras y se les determinó, la
granulometría, límites de Attemberg y la humedad natural, donde los suelos son de
características arenosas, por tanto no se registra límites de Attemberg. Igualmente
se registraron los resultados de las pruebas de compresión inconfinada en los
sondeos S1 y S2.
Humedad natural
Como se podrá observar, en las tres (3) perforaciones, la humedad natural en los
suelos es media. Los valores obtenidos variaron, se tiene un valor máximo de 40.4%
y un valor mínimo de 39.1%. Esta característica indica que el suelo se encuentra en
una zona de precipitaciones medias, región medianamente húmeda.
Límite Líquido (LL): Los materiales inicialmente son muy plásticos, por tal razón
poseen, índice e plasticidad, en éste caso se tiene un Límite líquido (LL) máximo del
63.8% y un límite Líquido (LL) mínimo del 51.3%.
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Límite Plástico (LP): Los materiales poseen, un Limite Plástico (LP) máximo del
36.4% y un Límite Plástico (LP) mínimo del 31.6%.
Índice de Plasticidad.
El índice de plasticidad (IP) máximo del 28.2% e Índice de Plasticidad mínimo de
19.7%. Éste último corresponde al material limo arcilloso (MH). No hay preocupación
Ninguno de los materiales tiende a ser expansivo ni licuable.
En Conclusión: A las muestras obtenidas se le practicaron ensayos de humedad
natural, granulometría con lavado por el tamiz 200, límites de Attemberg (NP) y
compresión inconfinada, con los cuales se realizó la clasificación mediante el Sistema
Unificado de Clasificación de Suelos de la USCS, registrando un material limo arcilloso
(MH), entre 0.6-9.0m.
Comprensión Inconfinada.
Para determinar la resistencia cortante no drenada a compresión, del estrato
superficial de suelo, se contó con muestras inalteradas y de un material homogéneo y
que corresponda a un material muy fino. En éste caso se registró un material de
características limosas medianamente húmedo a compacto, por tanto la recuperación
y el tipo de material dieron para realizar la prueba de compresión inconfinada.
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Muestra ϒh(Ton/m3) ϒs (Ton/m3) qu (Kg/cm2) qu (kPa) C (kg/cm2)
M1 (Muestra
1.00m)
1.65 1.19 3.55 348.3 1.78
M2 (Muestra
2.5m)
1.73 1.26 2.55 250.3 1.28
Tabla No.5.1. Resultados prueba de compresión inconfinada.
Los resultados muestran un material con características duras.
6. NIVEL FREÁTICO Y DRENAJE
El nivel freático No se encontró a una profundidad de 9.0m en la Perforación No.1 y en
la perforación No.2 y 3.0 a 8.0 m tampoco se encontró el NF. Ver tabla 6.1. Así:
PERFORACION
(Pn)
Nivel freático
(m)
PI 0.0
P2 0.0
P3 0.0
Tabla 6.1. Profundidad del nivel Freático.
7. RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO SISMO-RESISTENTE
7.1 SISMICIDAD REGIONAL (Fuente: OSSO-Ingeominas)
Toda la región andina de Colombia está determinada, en términos de fallas geológicas
y sismos, por la convergencia de dos grandes placas tectónicas, la de Nazca
(oceánica) y la de Sudamérica (continental). Entre estas dos, el llamado "Bloque
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Norandino" se ha desarrollado como una microplaca, con movimiento en dirección
NNE.
Dentro del esquema de esfuerzos regionales producidos por la fricción entre estas
placas, se destacan tres tipos de fuentes sísmicas de importancia para la zona:
Figura No 7.1: Estado de esfuerzos-tectónica regional. Fuente OSSO-2008.
a) La "Zona de Subducción", cuya traza superficial corre a unos 150-200 Km de la
Costa Pacífica. Es la más importante de las fuentes sísmicas en Colombia, en términos
de magnitudes máximas (mayores de 8.0) y recurrencias, con sismicidad
superficial hasta profundidades de 40 Km, aproximadamente.
b) Sismicidad de la "Zona de Wadati-Bennioff", en la parte profunda del plano de
fricción entre las placas que convergen. Su sismicidad es la más profunda de la región,
hasta más de 100 Km.
Su actividad se concentra básicamente en la parte norte del departamento del Valle
del Cauca, provenientes de fuentes tales como las Fallas Orientales del Rio Cauca y
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el Sistema Frontal de la Cordillera Oriental. Sus magnitudes pueden ser de 7.0, a
profundidades intermedias (cerca de 50 Km)
c) "Sismicidad "Intraplaca". A esta categoría pertenecen fallas del sistema que
atraviesa el País de Sur a Norte y puede generar los sismos más cercanos a la ciudad.
Otros sistemas de fallas activos que eventualmente afectarían por su cercanía a la
zona son la Falla de Trujillo, Falla de Dagua-Calima y algunas fallas transversales.
7.2. CONSIDERACIONES SÍSMICAS
Sismicidad.
La sismicidad es uno de los aspectos ambientales físicos que deben ser tenidos en
cuenta en la planificación urbana, en regiones de altos niveles de sismicidad como lo
es el occidente Colombiano.
Esto es básicamente la caracterización de los movimientos que pueden llegar al área
de interés, que generalmente se realiza en términos de la localización de las fuentes
(fallas geológicas activas), de la estimación de sus probables magnitudes máximas y
sus probables periodos de recurrencia, y del efecto de la distancia entre el foco y área
en riesgo. En Colombia, como en muchos otros países, esto se ha resuelto por ahora
mediante la especificación de zonas de amenaza y parámetros de movimiento sísmico,
contenido en la NSR – 10.
Efectos Locales. Esto es básicamente la caracterización de la modificación que
pueden sufrir los movimientos sísmicos por causa de las condiciones locales
superficiales en el área. Es decir, la caracterización de las condiciones geológicas
superficiales y de la topografía local. La sección A.2.4 NSR 10 — Efectos locales, que
trata sobre la amplificación de las ondas sísmica debida al suelo subyacente de la
edificación fue actualizada y modernizada para el Reglamente NSR-10. Los efectos de
sitio se definen ahora por medio de coeficientes, Fa y Fv, que afectan la zona de
períodos cortos (0.1 s) y períodos medios del espectro (1 s) respectivamente.
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En todos estos aspectos existen aún grandes incertidumbres, tanto en la
especificación de las diversas variables (tanto en el modelo básico que rige a cada una
como en el conocimiento de las condiciones regionales y locales que intervienen),
como en la identificación misma de las variables que participan.
Prácticamente todos los códigos en el ámbito global incluyen hoy en día alguna
variable que tiene en cuenta la influencia de las condiciones geológicas locales. Ello
se debe en buena parte a que en muchos desastres sísmicos, el efecto de las
condiciones geológicas superficiales (suelos blandos, expresado de la manera más
simple posible), ha sido dramático y hasta decisivo. En cambio el efecto de la
topografía local solo ha incluido de manera explícita en muy pocos códigos, porque su
contribución a la historia de pérdidas y desastres ha sido menor, lo cual muy
probablemente está relacionado con que hay en el mundo mucho más ciudades sobre
suelos de comportamiento desventajoso que sobre relieves sísmicamente
desfavorables, pero también porque el entendimiento del factor topográfico es más
reciente y menor que el factor geológico. Además, parece ser que en el factor
topográfico inciden otros factores de gran variabilidad, como es la dirección de la
incidencia de las ondas sísmicas.
Según NSR 10 A.3.6.4.2, los elementos de cimentación como zapatas, dados de
pilotes, pilas o caissons, etc., deben amarrarse por medio de elementos capaces de
resistir en tensión o compresión una fuerza no menor que 0.25Aa veces la carga
vertical total del elemento que tenga la mayor carga entre los que interconecta, además
de las fuerzas que le transmita la superestructura. Para efectos del diseño de la
cimentación debe cumplirse lo prescrito en NSR 10 A.3.7
Parámetros para diseño sismo resistente
Basados en la sismicidad del área del proyecto y de acuerdo al estudio de amenaza
sísmica realizado para preparar El Reglamento Colombiano de Diseño y Construcción
Sismo Resistente (NSR-10), se recomienda que el diseño geotécnico (NSR-Título H)
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y el diseño sismo resistente de las estructuras a proyectar (NSR-010 Títulos A, B y C)
se lleve a cabo con base en un sismo cuyo coeficiente de aceleración pico efectiva Aa
sea 0.25. A este sismo le corresponde una probabilidad del 10% de ser excedido en
un lapso de 50 años.
Interacción suelo estructura
La interacción suelo estructura durante sismos, se evaluara de acuerdo con la NSR
10 usando los siguientes parámetros.
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Figura 7.2. Zonas de Intensidad sísmica. Fuente: NSR-010.
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7.3. EFECTOS LOCALES
NUMERO MEDIO DE GOLPES DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier perfil de suelo
n
1i
n
1i
Ni
di
di
N A .2 .4-1 NSR 10
Donde:
Ni = número de golpes por píe obtenidos en el ensayo de penetración estándar,
realizado in situ de acuerdo con la norma ASTM D1586. Sin hacerle corrección alguna,
correspondiente al estrato i El valor de N, a emplear para obtener el valor medio, no
debe exceder 100.
N = Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier
perfil de suelo
Usando el procedimiento para la definición de los efectos locales tenemos lo siguiente:
N =18
Donde
N = Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier perfil
de suelo
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Figura 7.3.1. Coeficiente de amplificación Fa: Fuente NSR-010.
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Figura 7.3.2. Coeficiente de amplificación Fv. Fuente: NSR-010.
TIPO DE PERFIL DE SUELO
Fa
Fv
D
1.3
1.9
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Figura 7.3.4. Espectro de Diseño. Fuente: NSR-010.
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7.4. PERFIL DE SUELO
Al cruzar tanto las informaciones preliminares de orden geológico y geotécnico,
podemos recomendar en la modelación estructural a fin de valorar los efectos locales
de amplificación de ondas sísmicas de acuerdo a la Norma Sismo-Resistente
Colombiana (NSR-2010) lo siguiente:
Siguiendo lo estipulado en el título A de la NSR 2010, se puede asumir como un perfil
tipo D, cuyo espectro de respuesta se puede trazar con los parámetros mostrados en
las tablas Nos 7.2.A y 7.2B. Fa=1.3 y Fv=1.9, para Aa=0,25
Fuente NSR-010 Titulo Ay B.
Tabla No 7.2A Valores del coeficiente Fa para la zona de períodos, cortos del
espectro.
Fuente NSR-010 Titulo A y B.
Tabla No 7.2B Valores del coeficiente Fv para la zona de períodos largos del
espectro.
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7.5. LICUACIÓN
La licuación de suelos, es un fenómeno en el que, el incremento de la presión del agua
intersticial de los suelos, hace que la fricción entre los granos se pierda, reduciendo la
resistencia al corte al mínimo, al punto de no poder soportar su propio peso y mucho
menos, el de las cargas impuestas., comportándose mecánicamente el suelo, como
un líquido.
Este incremento de presión lo pueden generar entre otros factores, un flujo de agua
de infiltración con sub-presión excesiva, y en la mayoría de los casos, vibraciones de
alta frecuencia, como la generada por maquinaria y generalmente, los sismos. Las
arenas limpias, relativamente sueltas son los materiales más susceptibles.
El riesgo de licuación de estratos superficiales, inducido por cargas dinámicas, (en este
caso, sísmicas) se puede presentar en suelos con las siguientes características:
Fracción menor que 0.05 mm <= 15%
Contenido de humedad límite líquido
Limite líquido <= 35%
Índice de plasticidad <= 6
D10 0.1 mm y Cu<= 5 para arenas sueltas saturadas
(SPT) N<20 arenas y gravas finas saturadas
De acuerdo a los materiales encontrados en el presente estudio, la posibilidad de
licuación de los suelos de los niveles 0.6-9.0m, que corresponden a limos arcillosos
(MH), no son tan arenosas y N>25 golpes/pie. Es nula la posibilidad de licuación.
7.6. POTENCIAL CONTRACTO EXPANSIVO DEL SUELO.
Los suelos pueden contener minerales arcillosos que, dada su composición química,
pueden causar reacciones físico-químicas al contacto con moléculas de agua. Estas
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reacciones se ven reflejadas de manera macroscópica, con incrementos (ante el
exceso de agua) o disminuciones (con la pérdida de agua) del volumen de los
materiales.
Estas variaciones se ven reflejadas en movimientos estacionales ascendentes o
descendientes de la superficie del suelo, que pueden afectar la estabilidad de las
estructuras y pisos apoyados sobre el mismo. Las arcillas y limos de alta plasticidad,
ubicados sobre el nivel freático son los suelos más susceptibles.
En este caso, los materiales de todas las capas, No presentan características que los
hacen susceptibles de sufrir problemas de contracto-expansión. El IPPromedio<35%.
8.0 CAPACIDAD PORTANTE
Ver los resultados de la capacidad portante por los métodos de Terzaghi y Jumikis,
para zapatas a nivel superficial. (Ver Anexos Nos.2 y 3.). Al final del texto.
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
9.1 CIMENTACIÓN MURO.
Dado las características y el tipo de suelos y N, se recomienda, cimentar con
Zapatas a una profundidad de -4.0m, Los materiales encontrados son
conformados por materiales in situ de gran espesor de limos arcillosos de alta
compresibilidad (MH), donde a medida que avancemos N>20 golpes/pie, a partir
de los -3m hasta -4m,. Es de recalcar que para el proyecto sería en el punto
donde N>32golpes/pie.
Inicialmente se recomienda (en caso que los valores de fuerzas y momentos
trasmitidos a la cimentación lo permitan sin que se repercutan en dimensiones
exageradas de las zapatas) acometer un diseño de cimentación profunda tipo
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Caissons. El tipo de suelo se presta para que el Ingeniero Estructural elija la
mejor opción de cimentación.
La opción mejor para éste tipo de estructura, son zapatas a una profundidad,
de -5m que es la parte más baja donde se estabilizo el desplome. Es de
recalcar que el estudio de suelos se realizó desde la rasante de la via nivel 0.0m
hasta 9.0m, de la rasante hasta la profundidad del desplome hay 4.5m. Por eso
se recomienda cimentar en el nivel -5m, que es el sector donde N>30
golpes/pie. (Ver Anexo No.3 cálculos).
La mejor opción es cimentar a : 4.00m
Para el Sondeo 1: se toman los valores del Nivel 4.0m: D/B=0, donde
Qa= 1.88kg/cm2, para D/B>0, Qa=1.84 kg/cm2.
Para el Sondeo 2: se toman los valores del Nivel 6.5m: D/B=0, donde
Qa= 4.00kg/cm2, para D/B>0, Qa=3.93 kg/cm2.
Para el Sondeo 3: se toman los valores del Nivel 6.5m: D/B=0, donde
Qa= 1.63kg/cm2, para D/B>0, Qa=1.60 kg/cm2.
En niveles más superficiales, No se tiene la seguridad de las cimentaciones,
dadas las características de los suelos, con un N<10 golpes/pie.
En cuanto a la parte constructiva, se recomienda construir las cimentaciones,
con el apoyo de retroexcavadoras, buscando el nivel de apoyo de la cimentación
y así facilitar el proceso constructivo.
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26
9.2. RECOMENDACIONNES DISEÑO MURO
Resistencia al corte
Angulo de fricción interna en relación con la profundidad
PROFUNDIDAD
( m )
f (Según Bowles )
1.0 27
4.0 25
Coeficientes de presión de tierras
Según NSR 10 H.4.2.2, la presión que ejercen las tierras sobre la estructura que las
contiene mantiene una estrecha interacción entre una y otra. Depende en términos
generales del desplazamiento del conjunto, así, en el estado natural se dice que la
presión es la del reposo; si la estructura cede, la presión disminuye hasta un mínimo
que se identifica como el estado activo; si por el contrario, la estructura se desplaza
contra el frente de tierra, la presión sube hasta un máximo que se identifica como el
estado pasivo. Si el desplazamiento de la estructura es vertical o implica un giro sobre
la base, su distribución debe ser lineal o similar a la hidrostática; si el giro se efectúa
alrededor del extremo superior la estructura, la distribución debe adoptar una forma
curvilínea.
Estado activo – Según NSR 10 H.4.2.4 El estado activo se identifica con un
desplazamiento menor de la estructura en el sentido contrario al banco de tierra que
contiene. El valor del coeficiente activo de presión de tierras es entonces KA.
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Estado pasivo - Según NSR 10 H.4.2.5 El estado pasivo se identifica con la
resistencia del banco de tierra cuando es empujado por la estructura; al contrario del
caso activo, en este caso el desplazamiento es considerablemente mayor. El valor del
coeficiente pasivo de presión de tierras es entonces KP
Se dan aquí las formulaciones más usadas para dichos coeficientes
Coulomb ( = / 2, ’ = = 0 )
KA =
24tan
1
1 2
sen
sen
KP =
24tan
1
1 2
sen
sen
Para el sitio de estudio se obtuvieron los siguientes parámetros
27
KA 0.38
KP 2.66
25
KA 0.41
KP 2.46
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28
Gravedad Específica Del Suelos
MH 2.68
MH 2.68
TIPO DE SUELO GRAVEDAD ESPECIFICA
Limo
Gravas
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10. Normas Técnicas.
Se dio cumplimiento a los procedimientos emanados de las Normas Técnicas NTC
del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, De la
Sociedad Americana para ensayos y materiales, ASTM.
NTC 1493 :Suelos Ensayo para determinar el LP y el IP (ASTM D 4318)
NTC 1494 :Suelos Ensayo para determinar el LL (ASTM D 4318)
NTC 1495 :Suelos Ensayo para determinar el contenido de humedad (ASTM
D 2216)
NTC 1504 :Suelos Ensayo para clasificación para propósitos de ingeniería
(ASTM D 2487)
NTC 1527: Suelos Ensayo para determinar la Resistencia a la Compresión
Inconfinada (ASTM D 2166).
11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
11.1 Suelos
La zona corresponde a depósitos estables de limos arcillosos, donde hay
plasticidad (LL= Registra), IP>0 de alta compresibilidad contenidos de arenas
finas a media del orden del 5%, humedad natural>LP.
No Se detectó la presencia de NF, durante las exploraciones, a distintas
profundidades, en promedio -9.0m.
Peso unitario húmedo = 1.69 ton/m³. Peso unitario seco = 1.22 ton/m³.
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El muro del Sector se debe tener en cuenta que Aa =0.25. Para el diseño
estructural de los muros, los empujes laterales del terreno se podrán calcular
con una distribución de presiones de tipo triangular para la condición de cabeza
libre (presiones activas) o trapezoidal cuando estén restringidos en superficie
(Capítulo H.6.4.6, norma NSR-10), con los coeficientes de presión lateral de
tierras para el estado activo ó reposo y demás parámetros geotécnicos
estimados que se indican a continuación. Si se proyecta un sistema de
contención que permita deformaciones laterales mínimas (0.001 H para relleno
granular denso y 0.01 H para relleno fino firme) esto garantizará que el suelo
desarrolle parte de su resistencia cortante (estado de empuje activo),
obteniéndose así un diseño final más racional y/o económico.
Como medidas para garantizar la estabilidad dinámica de la cimentación del
muro de pata, específicamente se recomienda: aumentar la rugosidad en el
contacto suelo- cimentación para mejorar la adherencia (conformar material
granular de forma angular, bien compacto, o mortero, generar irregularidades
en el terreno, etc.), considerar una pendiente en el nivel de cimentación hacia
el lado del relleno, ó proyectar elementos de anclaje del muro al terreno en su
base ("dientes", "llaves" en concreto). Si es necesario se recomienda colocar
grava en el contacto con el suelo natural de 20 a 30 cm de espesor.
Los diseñadores estructurales deberán considerar todas las presiones que
actúen sobre los elementos de contención durante su vida útil, tales como:
sobrecargas permanentes adyacentes, efectos sísmicos, agua subterránea,
equipo de construcción, tráfico peatonal, etc.
La mejor opción para este muro cimentar el muro en zapatas, debido a las
características del suelo en el 0.0- 8m, donde la arcillas pasan de compactas a
semiduras y después de los 4.00m pasan duras,. Por tanto es más segura la
estructura cimentando con zapatas a una profundidad de -4m.
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13. LIMITACIONES
Todas las especificaciones y recomendaciones consignadas en este informe (cuya
variación no debe hacerse sin previa autorización escrita) son fruto de los resultados
obtenidos tanto en los trabajos de campo como en los ensayos de laboratorio, para las
condiciones del suelo en el momento de la perforación.
Por lo tanto, no se anticipa limitación alguna a menos que se cambie la magnitud de
las cargas, sin previo aviso o se ejecuten las labores de diseño y construcción sin la
correspondiente supervisión técnica (interventoría) ni el debido control de calidad en
cada uno de los pasos del proyecto.
BIBLIOGRAFIA.
AIS, INGEOMINAS y UNIANDES. Estudio General de Amenaza Sísmica de Colombia. Publicación Especial. 2ed. Santafé de Bogotá: INGEOMINAS. 1998. 257P Bowles, J.E. (1981). Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil, Editorial Mc Graw Hill. CVC (1999), Mapa de Geología de la unidad de manejo de la cuenca La Paila escala 1:50.000. Cali. Das. Braja M. (2001) Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. Editorial Thomson Learning. Das. Braja M. (2010) Principios de Ingeniería de Cimentaciones Editorial Cengage Learning. MC COURT, MILLWARD Y VERDUGO, G. Mapa geológico preliminar. Plancha 261 Cali.1985 Mc Court; W.J. 1984. La Geología de la Cordillera Central en los departamentos del valle del Cauca, Quindío y Tolima.
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Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), 2010. Reglamento
Colombiano de Construcciones Sismorresistentes. NSR-010.
NIVIA, A. (1997, 1999). Mapa geológico del Departamento del Valle. Memoria Explicativa. Ingeominas Unidad Operativa Cali. 111p. TERZAGHI, K Y PECK, R. 1959. “Soil Mechanics in engineering Practice” Segunda
edition, john Wiley and Sons, New York.
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Agradeciendo su atención y atento a resolver cualquier inquietud ante la presente.
Atentamente,
CARLOS AVENDAÑO M.
Ingeniero Civil TP: 05202-182816 ANT.
Ingeniero Geólogo T.P: 05223-37833 ANT.
Especialista en Geotecnia-Universidad de Caldas.
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ANEXO No 1
RESULTADOS TRABAJO DE LABORATORIO
PROYECTO: Construccion Muro De Contencion ( Km2 + 045 Via Corregimiento Andinapolis - Venecia )
FECHA : Agosto de 2015
CLIENTE : CONSORCIO VENECIA ALTO CRISTALES
M - C
1 1/ 2 1 3/4 1/2 3/8 4 10 40 100 200 LL LP IC IP
S1 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.4 89.1 84.9 76.7 58.1 36.4 21.8 40.3 MH
M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 92.5 85.5 80.2 73.4 67.5 62.7 63.8 35.6 28.2 39.1 MH
S2 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 92.0 83.3 72.9 64.7 57.3 57.2 33.9 23.3 39.8 MH
M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 88.7 74.3 64.7 53.3 51.3 31.6 19.7 40.4 MH
S2 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 87.9 78.3 67.7 59.0 62.0 35.3 26.7 39.3 MH
M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 98.3 95.4 87.4 81.3 72.0 61.9 36.2 25.6 40.2 MH
Vo Bo Laboratorio
ABSCISAANALISIS GRANULO METRICO % Q UE PASA EN PESO
MUESTRA
No
PRO FUNDIDAD
(m)
GRAVA
g
(t/m3)
BARRENO
No
MUNICIPIO DE: Rio Frio - Valle
RESUMEN DE LABO RATO RIO
CBR
%
ARENA
LIMITES DE ATTERBERG HUM
NAT
% USCS
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ANEXO No.2. FORMULAS CAPACIDAD PORTANTE
CIMENTACIONES SUPERFICIALES TERZAGHI AND PECK
CAPACIDAD PORTANTE
1.1 Capacidad de carga cimientos superficiales
1.1.1 Método de Terzaghi y Peck ( 1 )
Con base en la limitación de asentamientos, se calcula la capacidad portante admisible
con las siguientes expresiones a partir del ensayo de penetración estándar
20
.Nqadm Para B 1.2 m
2
2
3.0.
5.7
.
B
BNqadm
Para B > 1.2 m
En donde
qadm = Capacidad portante admisible
N = Resistencia promedio a la penetración estándar, en un profundidad B por debajo
del
Cimiento
e = Asentamiento permitido, se toma igual a 2.5 cm
B = Ancho del cimiento en m.
El estimativo se hizo para diferentes profundidades lográndose los siguientes
resultados (Ver resultados).
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Tabla No 1. Capacidad portante del suelo cimientos superficiales
D/B = 0 D/B > 0
SONDEO Profundidad ( m ) N q adm ( kg / cm2 ) q adm ( kg / cm
2 )
1 1.00 18 2.25 2.21
1 1.50 7 0.88 0.86
1 2.00 4 0.50 0.49
1 2.50 6 0.75 0.74
1 3.00 11 1.38 1.35
1 3.50 9 1.13 1.11
1 4.00 15 1.88 1.84
1 4.50 12 1.50 1.47
1 5.00 9 1.13 1.11
1 5.50 17 2.13 2.09
1 6.00 19 2.38 2.33
Zapatas individuales
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D/B = 0 D/B > 0
SONDEO Profundidad ( m ) N q adm ( kg / cm2 ) q adm ( kg / cm
2 )
2 1.00 8 1.00 0.98
2 1.50 11 1.38 1.35
2 2.00 11 1.38 1.35
2 2.50 7 0.88 0.86
2 3.00 15 1.88 1.84
2 3.50 24 3.00 2.95
2 4.00 32 4.00 3.93
2 4.50 30 3.75 3.69
2 5.00 20 2.50 2.46
2 5.50 30 3.75 3.69
2 6.00 31 3.88 3.81
Zapatas individuales
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D/B = 0 D/B > 0
SONDEO Profundidad ( m ) N q adm ( kg / cm2 ) q adm ( kg / cm
2 )
3 1.00 40 5.00 4.91
3 1.50 8 1.00 0.98
3 2.00 7 0.88 0.86
3 2.50 7 0.88 0.86
3 3.00 6 0.75 0.74
3 3.50 11 1.38 1.35
3 4.00 13 1.63 1.60
3 4.50 20 2.50 2.46
3 5.00 22 2.75 2.70
3 5.50 24 3.00 2.95
3 6.00 27 3.38 3.32
Zapatas individuales
(1) TERZAGHI, K Y PECK, R. “ Soil Mechanics in engineering Practice” Segunda edición, john Wiley and Sons, New York. 1967.
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ANEXO No.3. CALCULO CAPACIDAD PORTANTE METODO DE JUMIKIS
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40
Nc=
Nq=
CALCULO Qa Muro K2+045 Andinapolis - Venecia
Kp
KpBKpKpqKp
Kpcqult
cos4coscos
2*
2
Kp
Kp
cos
2
cos
KpKp
N
Kp
Kp
cos4
1 2
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41
SONDEO N Z Z PESO ESP. q N60 Dr cohesión
m cm Kn/m3 Kn/m2 kg-f/cm2
P1 18 1.00 100 17.5 17.50 21.00 71.94 33.00 31.48 38.79 34.42 0.79P1 4 2.00 200 17.5 35.00 4.67 33.14 23.49 26.44 32.97 27.63 0.18
P1 11 3.00 300 17.5 52.50 12.83 50.28 29.07 28.96 35.54 31.19 0.48
P1 15 4.00 400 18.5 74.00 17.50 55.65 31.43 30.40 36.35 32.73 0.66
P1 9 5.00 500 18.5 92.50 10.50 42.83 27.73 28.24 34.42 30.13 0.40
P1 19 6.00 600 18.5 111.00 22.17 59.09 33.49 31.84 36.86 34.07 0.84
P2 8 1.00 100 17.5 17.50 9.33 49.54 27.00 27.88 35.43 30.10 0.35
P2 11 2.00 200 17.5 35.00 12.83 52.78 29.07 28.96 35.92 31.32 0.48
P2 15 3.00 300 17.5 52.50 17.50 57.99 31.43 30.40 36.70 32.84 0.66
P2 32 4.00 400 18.5 74.00 37.33 78.85 39.00 36.52 39.83 38.45 1.41
P2 20 5.00 500 18.5 92.50 23.33 61.84 33.97 32.20 37.28 34.48 0.88
P2 31 6.00 600 18.5 111.00 36.17 74.02 38.62 36.16 39.10 37.96 1.36
P3 40 1.00 100 17.5 17.50 46.67 103.88 41.83 39.40 43.58 41.60 1.76
P3 7 2.00 200 17.5 35.00 8.17 42.87 26.22 27.52 34.43 29.39 0.31
P3 6 3.00 300 17.5 52.50 7.00 38.04 25.39 27.16 33.71 28.75 0.26
P3 13 4.00 400 18.5 74.00 15.17 52.10 30.30 29.68 35.82 31.93 0.57
P3 22 5.00 500 18.5 92.50 25.67 64.61 34.90 32.92 37.69 35.17 0.97
P3 27 6.00 600 18.5 111.00 31.50 69.46 37.05 34.72 38.42 36.73 1.19
Ø1 Ø2 Ø3 Øprom
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42
qadmSondeo Cohesión. PROF. peso esp cim. cos kp^0.5 kp Nc Nq Nn qult qadm cond.no
kg/cm2 cm kg/cm3 cm ang gamma kg/cm2 dren.
P 1 0.79 100 0.00175 100.00 34.42 0.82488 1.898 3.60 6.50 8.28 3.46 7.20 2.40 1.92 P1 0.18 200 0.00175 120.00 27.63 0.88594 1.652 2.73 5.38 5.09 1.69 3.08 1.03 0.43
P1 0.48 300 0.00175 150.00 31.19 0.85545 1.774 3.15 5.92 6.53 2.45 6.94 2.31 1.17
P1 0.66 400 0.00185 180.00 32.73 0.84126 1.831 3.35 6.19 7.30 2.88 10.45 3.48 1.68
P1 0.40 500 0.00185 250.00 30.13 0.86488 1.737 3.02 5.75 6.06 2.20 8.89 2.96 1.10
P1 0.84 600 0.00185 100.00 34.07 0.82840 1.883 3.55 6.43 8.06 3.33 14.94 4.98 2.00
P 2 0.35 100 0.00175 250.00 30.10 0.86512 1.736 3.01 5.75 6.04 2.19 4.04 1.35 0.99
P2 0.48 200 0.00175 100.00 31.32 0.85431 1.779 3.16 5.94 6.59 2.49 5.62 1.87 1.10
P2 0.66 300 0.00175 120.00 32.84 0.84016 1.836 3.37 6.21 7.36 2.92 8.58 2.86 1.57
P2 1.41 400 0.00185 150.00 38.45 0.78316 2.071 4.29 7.36 11.34 5.35 20.24 6.75 3.95
P2 0.88 500 0.00185 180.00 34.48 0.82429 1.900 3.61 6.51 8.32 3.48 14.58 4.86 2.30
P2 1.36 600 0.00185 200.00 37.96 0.78842 2.049 4.20 7.25 10.90 5.07 23.86 7.95 3.92
P 3 1.76 100 0.00175 100.00 41.60 0.74774 2.225 4.95 8.18 14.74 7.64 18.31 6.10 5.24
P3 0.31 200 0.00175 120.00 29.39 0.87128 1.711 2.93 5.64 5.75 2.03 4.18 1.39 0.72
P3 0.26 300 0.00175 150.00 28.75 0.87670 1.689 2.85 5.54 5.50 1.90 4.85 1.62 0.65
P3 0.57 400 0.00185 180.00 31.93 0.84869 1.801 3.25 6.05 6.89 2.65 9.44 3.15 1.45
P3 0.97 500 0.00185 200.00 35.17 0.81744 1.928 3.72 6.65 8.77 3.74 15.93 5.31 2.61
P3 1.19 600 0.00185 250.00 36.73 0.80148 1.994 3.98 6.97 9.89 4.43 21.31 7.10 3.44
P Nivel Qult Qadm Qadnodre
P1 4.00 10.45 3.48 1.68
P2 4.00 20.24 6.75 3.95
P3 4.00 9.44 3.15 1.45
CAPACIDAD PORTANTE (Kg/cm2)
Øprom
RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS MUNICIPIO DE TRUJILLO
CARLOS AVENDAÑO .INGENIERIA GEOTECNICA E INGENIERIA CIVIL. [email protected]. Celular. 3113601620.
43
Coeficiente de Balasto. Método de Vesic
Es=650N N70 a los 4.00m
Es1 650 15 9750
ESs2 650 32 20800
Es3 650 13 8450
ν 0.35
B 0.3
Ks1 37,037 kN/m³
Ks2 60,840 kN/m³
Ks3 24,716 kN/m³
Yoshida and Yoshinaka, 1972
Se puede tomar Promedio
COEFICIENTE DE BALASTO
Ks= Es/(B*(1-ν²))
40864 kN/m³