Suelos proyecto 11

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DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y
OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR
DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL
CIRCUITO ORFELINATO
CAPÍTULO 2. INFORME GEOTÉCNICO
1. INTRODUCCIÓN
En este informe se presentan los resultados de las exploraciones de campo
efectuadas para caracterizar la geología del Proyecto 11 de Alcantarillado del Grupo
2, el cual comprende el Colector Auxiliar de la quebrada Santa Elena por la calle 54
localizado entre la carrera 38 (barrio Boston) hasta la carrera 57 (Plaza Minorista).
La ubicación de este proyecto se muestra en la Figura 1 Localización Proyecto 11
con geología y exploración y para mayor detalle, en el plano P-2213-G-015.
Este informe incluye los resultados de la exploración ejecutada y de los ensayos de
laboratorio, se enuncia la metodología empleada y se relacionan los parámetros de
resistencia obtenidos del estudio. Contiene además, las conclusiones,
recomendaciones y las observaciones que se consideraron pertinentes dentro de la
aplicación de los estudios y análisis efectuados.
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Figura 1 Localización Proyecto 11 con geología y exploración
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
2
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y
OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR
DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL
CIRCUITO ORFELINATO
2. EXPLORACIONES DE CAMPO
2.1 CUMPLIMIENTO DE LA NORMA RAS-2000
El Título G “Aspectos Complementarios” de la Norma RAS-2000, en su numeral
G.2 “Aspectos Geotécnicos” establece los requerimientos geotécnicos mínimos que
deben cumplir los proyectos que se desarrollen en Colombia. Particularmente, se
define la cantidad y profundidad mínima de los sondeos requeridos, dejando a
criterio del ingeniero geotecnista la libertad de realizar exploraciones
complementarias.
Para este proyecto en general correspondería a sondeos cada 100 m dado que se
trata de un proyecto de alta complejidad en una zona aluvial relativamente
“homogénea”.
Sin embargo, se consideró innecesario ejecutar toda la exploración exigida por la
RAS-2000 por las razones expuestas a continuación. La exploración finalmente
estudiada se indica en el Numeral 2.2.
2.1.1 Finalidad de la Norma
El espíritu de la norma está enfocado al diseño donde se requieren excavaciones a
cielo abierto; es decir, con zanjas donde su construcción en cercanía a edificaciones
u otras estructuras puede resultar en daños a las mismas. La norma no es precisa
en el caso de instalaciones de redes con metodología no convencionales como las
que se pretende realizar en este proyecto, por ejemplo la tecnología sin zanja tipo
MICROTUNELERÍA, en las cuales se realiza la instalación de la nueva tubería a
medida que se avanza con la excavación ejecutada por un taladro tunelador, por
medio del cual no se realizan intervenciones significativas al suelo circundante. En
estos casos, la afectación a estructuras vecinas será menor.
Según información de los diseñadores hidráulicos, las principales tecnologías a
utilizar para este proyecto será Microtunelería en un porcentaje alto del Colector
Auxiliar de la quebrada Santa Elena por la calle 54 y “zanja abierta” en una
proporción menor, (Tabla 8). Para los sectores con zanja abierta, la profundidad de
la zanja será del orden de 5,0 a 8,0 m a realizarse principalmente en llenos
antrópicos y depósitos aluviales finos y medios. Para esta metodología de
construcción no es necesario realizar una exploración detallada y basta con
información puntual ya que los ajustes (de requerirse) se pueden realizar durante
construcción. Respecto a la tecnología de Microtunelería, puede decirse que es un
método que genera una perturbación baja al terreno y el radio de afectación es
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OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR
DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL
CIRCUITO ORFELINATO
igualmente muy pequeño, sin llegar a afectar construcciones vecinas, por lo tanto la
exploración puede realizarse con menor intensidad y detalle.
2.1.2 Razones Geológicas
A partir del conocimiento geológico que se tiene del Valle de Aburrá por los
proyectos en que se ha participado, y de las exploraciones realizadas para este
proyecto, se logra determinar que el trazado de las redes de acueducto y
alcantarillado en el área de estudio transcurren por materiales de origen aluvial,
sean estos derivados por el río Medellín o sus corrientes afluentes, con una
cobertura somera y muy continua en extensión de llenos antrópicos derivados de las
obras de construcción a todo lo largo de la historia de la ciudad.
Como se verá más adelante, los aluviales presentan variaciones principalmente en
cuanto a su granulometría, se encuentran desde materiales finos como limos y
arcillas, con una consistencia media a baja y localizados hacia las partes más
superficiales en la columna estratigráfica, continuando con arenas y gravas de
compacidad media a baja y finalmente encontrando un depósito aluvial grueso,
consolidado y muy cementado. Existen además, algunos lentes o bolsas de
materiales finos con un importante aporte de materia orgánica, los cuales no son
continuos y tienen un origen lacustre o lagunar. Por encontrarse el área de estudio
dentro del centro de la ciudad, en un sector totalmente urbanizado, estos depósitos
se presentan con una cobertura de llenos de carácter antrópico, que muestran
variaciones en cuanto su constitución la cual incluye arcillas negras, limos, arenas,
escombros entre otros.
De acuerdo con los estudios realizados, el modelo geológico es relativamente
homogéneo, lo que permite tener una confiabilidad media a alta en los materiales a
excavar durante la construcción del proyecto y su comportamiento geo-mecánico.
No obstante, es difícil predecir con exactitud la composición tanto de los depósitos
aluviales como de los llenos antrópicos a lo largo de los alineamientos proyectados.
Reducir la incertidumbre en cuanto a la presencia de un determinado estrato,
implica realizar tantos sondeos que sería técnicamente inviable llevar a cabo los
estudios del proyecto, y realizar los sondeos requeridos por el RAS no incrementará
sustancialmente la certeza que se tiene actualmente del modelo geológico.
Debido a lo anterior, se consideró conveniente recomendar parámetros geotécnicos
más conservadores a fin de diseñar con condiciones más adversas.
2.2 EXPLORACIÓN EJECUTADA
Las investigaciones de campo ejecutadas para la caracterización geotécnica y
estimación de los parámetros de resistencia del suelo en la zona de influencia del
proyecto 11 de alcantarillado consistió en cuatro apiques, cuatro nichos, once
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sondeos con equipo a percusión y seis sondeos con equipo a roto-percusión con el
fin de tomar muestras, describir los materiales y estratos encontrados y tomar un
registro fotográfico de cada sondeo.
Estas exploraciones se complementaron con la información obtenida de estudios
anteriores realizados por Integral S.A. y Solingral S.A.S en el área en estudio.
El total de exploración ejecutada para la zona de estudio fue de 251,75 m.
La ubicación de las exploraciones realizadas y disponibles en la zona de estudio se
muestra en la Figura 1 Localización Proyecto 11 con geología y exploración.
La profundidad de las exploraciones y sus niveles freáticos se muestran en la Tabla
1. Profundidades de exploraciones ejecutadas y disponibles
Las descripciones de las perforaciones y de los apiques se presentan en el Anexo 3.
3. ENSAYOS DE LABORATORIO
En la Tabla 2 se listan los resultados de los ensayos de laboratorio realizados para
las muestras más representativas de las exploraciones ejecutadas.
Los resultados de laboratorio anteriores se complementaron con la información
disponible de los estudios en la zona realizados por Integral S.A. y Solingral S.A.S
en el área en estudio, específicamente de la Microzonificación sísmica del Valle de
Aburrá (Véase Tabla 3).
Los resultados de laboratorio detallados para las exploraciones ejecutadas se
presentan en el Anexo 4.
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DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y
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CIRCUITO ORFELINATO
Tabla 1. Profundidades de exploraciones ejecutadas y disponibles
Profundidad
del Nivel
Freático (m)
Profundidad
DETALLE
SONDEO
Explorada
(m)
Exploración
ejecutada
Apique 4 (A4)
3,40
> 3,40
Apique 5 (A5)
1,80
> 1,80
Apique 6 (A6)
3,50
2,95
Apique 15 (A15)
3,50
> 3,50
Perforación 6 (P6)
2,25
> 2,25
Perforación 6B (P6B)
1,35
> 1,35
Perforación 7 (P7)
4,20
> 4,20
Perforación 7B (P7B)
2,05
> 2,05
Perforación 8 (P8)
4,75
> 4,75
Perforación 9 (P9)
2,35
> 2,35
Perforación 9B (P9B)
4,70
> 4,70
Perforación 16 (P16)
1,70
> 1,70
Perforación 16B (P16B)
7,30
> 7,30
Perforación 17 (P17)
2,25
> 2,25
Perforación 17B (P17B)
0,65
> 0,65
P-MIC-01
25,35
6,00
P-MIC-02
20,15
6,00
P-MIC-03
15,00
-
P-MIC-04
15,45
3,80
P-MIC-05
14,95
2,80
P-MIC-06
25,45
5,00
25,00
3,60
14,50
4,00
15,00
2,60
17,10
5,00
18,05
4,70
265-TD-1
Sondeos del estudio
494-SAN-3
de Microzonificación
495-SAN-4
sísmica de Medellín y
548-SAN-45
el Valle de Aburrá
549-SAN-46
Total Apiques
Total Perforaciones
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
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4 Apiques (12,20 metros)
22 Perforaciones (239,55 metros)
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AP-4
AP-4
2
3
1,00 - 2,00
2,00 - 3,00
24,7
24,0
46
64
23
27
23
37
11,5
11,8
36,7
24,0
51,9
64,2
-
13,4
-
16,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (8)
A-7-6 (20)
Material
GRUPO USCS
CLASIFICACIÓN AASHTO
Permeabilidad (cm/s)
eo
Cc
qult (KPa)
φ (°)
c (KPa)
Peso Específico
Densidad húmeda
(KN/m3)
Densidad Seca (KN/m3)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
IP ( % )
LP ( % )
LL ( % )
HUMEDAD NATURAL (
%)
PROFUNDIDAD ( m )
MUESTRA NÚMERO
SONDEO
Tabla 2. Descripción Geológica y Resultados de laboratorio Exploraciones Ejecutadas
CL
Lleno Antrópico: Conformado por escombros, basuras
plásticas embebidos en una matriz arcillosa de color gris
calor, humedad media, plasticidad baja y compacidad
baja.
CH
Depósito: El depósito es matriz soportado. La matriz
presenta un color rojizo conformado por arcillas, humedad
media, plasticidad media, consistencia media, presenta
bloques de roca angulosos en una proporción del 30%,
conformados por anfibolitas.
Lleno Antrópico: Arena arcillosa de color negro a café
oscuro, plasticidad media a alta, fragmentos rocosos,
gravas de formas subredondeadas, fracciones de basura,
se observa una mayor compacidad del material
AP-6
1
0,00-1,00
21,2
44
22
22
19,1
41,9
39,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6-(4)
SC
AP-6
2
1,00-2,00
26,7
56
24
32
11,4
39,9
48,7
15,3
19,4
2,75
42,2
25,1
-
-
-
6,8E-07
A-7-6 (11)
SC
AP-6
3
2,00-3,00
45,2
74
35
39
0,0
26,3
73,7
11,9
17,0
2,70
24,6
25,8
-
-
-
-
A-7-5 (20)
CH
Depósito Aluvial: Arenas arcillosas de color café
amarillento con tintes rojizos, material plástico, menor
fracción de limo de color negro a café oscuro de tipo
orgánico, gravas de formas subredondeadas. Humedad
media a alta, el agua se empoza en el fondo
AP-15
3
1,50 - 2,00
22,1
36
22
14
11,5
43,5
45,0
15,5
19,3
2,69
21,9
36
-
-
-
-
A-6 (3)
SC
Lleno Antrópico y Depósito ALuvial: Mezcla de lleno
antrópico y deposito aluvial grueso, conformado por
fragmentos de ladrillo y concreto con granos tamaño
grava, guijarro y bloque que alcanzan hasta 0.35 m de
diámetro, de forma angular y subangular. Los granos están
inmersos en una matriz arenosa, color café con partículas
blancas, compacidad suelto a muy suelto, humedad media
y sin plasticidad. La relación matriz – granos es
aproximadamente 60% - 40%.
AP-15
5
2,50 - 3,00
30,6
56
29
27
20,4
23,8
55,8
14,4
18,9
-
26,8
32,3
-
-
-
-
A-7-6 (13)
CH
Depósito Aluvial Medio: Arcillas y arenas . Color café con
tonalidad anaranjado y partículas rojas. Consistencia firme
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Agosto 2013
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
7
MUESTRA NÚMERO
PROFUNDIDAD ( m )
HUMEDAD NATURAL (
%)
LL ( % )
LP ( % )
IP ( % )
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
Densidad Seca (KN/m3)
Densidad húmeda
(KN/m3)
Peso Específico
c (KPa)
φ (°)
qult (KPa)
Cc
eo
Permeabilidad (cm/s)
CLASIFICACIÓN AASHTO
GRUPO USCS
AP-15
5
2,50 - 3,00
32,5
56
30
26
20,0
24,8
55,2
-
-
-
-
-
-
-
-
5,9E-05
A-7-5(12)
CH
AP-15
6
3,00 - 3,50
30,6
30
24
6
1,9
54,7
43,4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-4 (0)
SM
SPT # 6
2
0,50 - 0,95
23,7
56
34
22
0,61
18,32
81,07
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (20)
MH
SPT # 6
5
1,85 - 2,30
11,0
40
25
15
66,7
14,6
18,7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-6 (0)
GC
SPT # 6B
3
0,90 - 1,20
18,3
43
25
18
21,9
26,8
51,3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (7)
CL
SPT # 7
2
0,45 - 0,90
34,9
63
32
31
0,0
15,5
84,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (20)
MH
SPT # 7
5
1,85 - 2,35
42,2
65
30
35
9,2
19,3
71,5
11,6
17,2
2,35
40,5
16,5
-
-
-
-
A-7-5 (20)
CH
SPT # 7
6
2,35 - 2,80
32,7
42
29
13
6,8
35,4
57,9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (6)
ML
SPT # 7
8
3,25 - 3,75
36,9
42
29
13
5,4
30,6
64,1
15,1
17,7
2,62
35,2
26,5
-
0,11
1,025
-
A-7-6 (8)
ML
SPT # 7
9
3,75 - 4,20
31,4
39
32
7
23,9
31,2
44,9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-4 (1)
SM
SPT # 7B
3
0,90 - 1,35
41,7
74
31
43
0,5
11,4
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
88,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (20)
CH
Material
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
a duro, matriz limo arenosa o arcillo arenosa con muchos
granos tamaño grava que alcanzan en promedio 0.04 –
0.05 m de diámetro, de forma angular, subangular y
subredondeado. Humedad media (al tacto) y plasticidad
media a baja.
Lleno Antrópico: Limo de color café oscuro a negro que
obedece a materia orgánica, consistencia baja, plasticidad
alta, humedad media a baja, se da la presencia de raíces.
Arcilla de color café amarillento. Fragmentos rocosos y
gravas subredondeadas a subangulares, compacidad baja,
material suelto, contiene escombros, ladrillos
Depósito: Arcilla de color café con manchas grises,
consistencia alta, material compactado, humedad baja.
Contiene gravas, fragmentos rocosos y escombros.
Lleno Antrópico: Limos de color café claro con manchas
rojizas de oxidación, compacidad baja, material suelto,
arcilla de color gris, plástica y de consistencia media a
baja. Fragmentos rocosos de formas subangulares, gravas
redondeadas. Material de aspecto muy mezclado,
heterogeneo, con escormbros, ladrillos, cemento.
Depósito Aluvial: Limo de color rojizo y café con manchas
negras, consistencia media a baja, plasticidad media.
Arena micácea de color café, donde se reconocen las
escamas plateadas de las micas, compacidad media.
Lleno Antrópico: Arcillas de color negro y café oscuro que
corresponde a materia orgánica, consistencia baja,
material plástico y blando. Limo de color amarillo y café
claro, fracciones de arena de grano medio de color café y
gravas de formas subredondeadas a subangulares,
presencia de ladrillos, adobes, escombros y raíces.
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
8
SPT # 8
5
1,90 - 2,40
41,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Material
GRUPO USCS
CLASIFICACIÓN AASHTO
Permeabilidad (cm/s)
eo
Cc
qult (KPa)
φ (°)
c (KPa)
Peso Específico
Densidad húmeda
(KN/m3)
Densidad Seca (KN/m3)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
IP ( % )
LP ( % )
LL ( % )
HUMEDAD NATURAL (
%)
PROFUNDIDAD ( m )
MUESTRA NÚMERO
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
-
Lleno Antrópico: Arcilla de color gris claro con arena café
amarillenta, pequeñas fracciones de limo de color café
oscuro que obedece a materia orgánica, consistencia
media, el material se disgrega fácilmente, humedad baja.
SPT # 8
2
0,50 - 0,95
17,0
40
25
15
0,6
14,2
85,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-6 (14)
CL
Lleno Antrópico: Limo de color café oscuro a negro que
obedece a materia orgánica, consistencia media a alta,
material firme, se da la presencia de raíces. Arena de
color café y amarilla con manchas grises y rojizas, tamaño
de grano medio a fino, limo gris con tintes amarillos y
rojizos. Gravas y fragmentos rocosos sueltos, escombros,
ladrillos, cemento. Humedad baja
SPT # 8
7
2,85 - 3,30
13,9
25
21
4
30,9
35,5
33,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (0)
SM
Lleno Antrópico: Gravas y fragmentos rocosos con arena
limosa de color amarillo y café, compacidad baja, material
suelto, humedad baja. Se da la presencia de raíces y
basura como ladrillos, plástico, cabuya.
ML
Depósito Aluvial: Limo arcilloso de color amarillo y café
claro en diferentes tonalidades, arena y limo de color gris,
arcilla de color gris, consistencia baja, material suelto y
muy plástico en la fracción más fina, humedad media.
Fracciones de gravas pequeñas de formas redondedas y
fragmentos rocosos subangulares
Lleno Antrópico: Arcillasde color café oscuro y negro que
corresponde a materia orgánica, fracciones menores de
arena café amarillenta y arena gris de grano medio,
consistencia media a baja, material suelto, humedad baja.
Fragmentos rocosos y pedazos de cuarzo lechoso y gravas
de formas subangulares y ladrillos y escombros, presencia
de raíces.
SPT # 8
10
4,20 - 4,62
30,2
NP
NP
NP
11,7
27,6
60,8
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-4 (0)
SPT # 9
5
1,90-2,10
12,6
40
25
15
62,3
20,1
17,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-6 (0)
GC
SPT # 9B
3
0,54-0,80
9,8
38
27
11
63,0
23,5
13,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (0)
GM
SPT # 9B
4
0,80-1,25
28,7
46
27
19
5,2
30,1
64,7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (11)
ML
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
Lleno Antrópico: Arena limosa de color café oscuro,
fracciones de arcilla limosa de color café rojizo,
compacidad baja, material suelto de humedad media a
baja. Gravas de formas redondeadas y fragmentos
rocosos subangulares. Limo plástico de color café osuro
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
9
MUESTRA NÚMERO
PROFUNDIDAD ( m )
HUMEDAD NATURAL (
%)
LL ( % )
LP ( % )
IP ( % )
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
Densidad Seca (KN/m3)
Densidad húmeda
(KN/m3)
Peso Específico
c (KPa)
φ (°)
qult (KPa)
Cc
eo
Permeabilidad (cm/s)
CLASIFICACIÓN AASHTO
GRUPO USCS
SPT # 9B
6
1,70-2,15
16,3
34
26
8
41,2
27,7
31,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (0)
GM
SPT # 9B
8
2,60-3,05
17,0
47
23
24
34,8
32,0
33,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-7 (3)
GC
SPT # 9B
10
3,50-3,95
24,6
35
21
14
43,4
26,0
30,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-6 (1)
GC
SPT # 9B
11
3,95-4,40
26,1
47
23
24
12,9
35,4
51,8
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (9)
que obedece a materia orgánica, también se presentan
pedazos de ladrillos, escombros y raíces.
Lleno Antrópico: Arcilla limosa de color café oscuro, café
rojizo, amarillo, negro y azul oscuro a gris, pequeños
nodulos ferrosos de color rojizo, pedazos de escombros.
Consistencia firme, material compacto, humedad media a
alta. Fragmentos rocosos de formas subagulares, gravas
menores, material suelto.
CL
Depósito Aluvial: Arcilla de color gris verdoso, fracciones
de limo de color café claro y amarillento y arcilla gris,
compacidad media a baja, material suelto, humedad baja.
Fracciones de gravas y fragmentos rocososo de formas
subangulares.
Lleno Antrópico: Limo de color café oscuro a negro que
corresponde a materia orgánica, consistencia baja,
plasticidad media a alta. Arena de grano medio de color
café claro y gris, compacidad media, humedad baja.
Fragmentos rocosos de baja compacidad, sueltos, de
formas subangulares, pedazos de adobes, ladrillos,
escombros, cemento.
SPT # 16
4
1,35 - 1,70
11,2
42
30
12
24,1
31,6
44,3
13,9
16,1
-
-
-
-
-
-
5,8E-07
A-7-5 (2)
SM
SPT # 16B
6
2,25 - 2,70
11,9
41
27
14
27,7
33,8
38,5
15,0
17,1
-
-
-
-
-
-
6,9E-07
A-7-6 (2)
SM
SPT # 16B
10
4,05 - 4,50
29,1
39
28
11
5,1
44,3
50,7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-6 (3)
ML
SPT # 16B
16
6,85 - 7,30
17,4
27
21
6
51,6
30,1
18,3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-1-b (0)
GC - GM
SPT # 16B
11
4,50 - 5,00
15,6
33
26
7
31,9
35,2
32,9
16,4
18,5
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (0)
SM
SPT # 16B
14
5,90 - 6,40
15,8
57
31
26
14,2
21,2
64,6
15,1
18,5
2,74
23,3
28,1
-
-
-
-
A-7-5 (16)
MH
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
Material
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Lleno Antrópico: Limo arenoso de color café oscuro y
claro con fracciones de arenas amarillentas, escamas de
micas de color gris plata, consistencia media baja, material
blando, plástico, humedad media a baja. Fragmentos
rocosos, gravas, escombros, ladrillos, se da la presencia de
raíces y materia orgánica de caracter limoso en color café
oscuro a negro
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
10
MUESTRA NÚMERO
PROFUNDIDAD ( m )
HUMEDAD NATURAL (
%)
LL ( % )
LP ( % )
IP ( % )
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
Densidad Seca (KN/m3)
Densidad húmeda
(KN/m3)
Peso Específico
c (KPa)
φ (°)
qult (KPa)
Cc
eo
Permeabilidad (cm/s)
CLASIFICACIÓN AASHTO
GRUPO USCS
SPT # 17
2
0,45 - 0,90
28,3
48
24
24
9,8
28,4
61,9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (13)
CL
SPT # 17
4
1,35 - 1,80
17,9
42
28
14
31,1
22,4
46,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-6 (4)
GM
P-MIC-01
9
4,95-5,45
53,5
72
32
40
0,9
17,5
81,6
12,0
18,5
-
-
-
34,6
-
-
-
A-7-5 (20)
CH
P-MIC-01
12
7,55-8,00
62,6
75
40
35
31,9
5,2
63,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (20)
MH
P-MIC-01
17
10,9511,45
39,1
45
23
22
0,0
25,6
74,4
-
-
-
-
A-7-6 (16)
CL
P-MIC-02
7
4,90-5,40
92,1
111
52
59
0,0
1,6
98,4
7,8
15,2
-
-
-
57,6
-
-
-
A-7-5 (20)
MH
P-MIC-02
10
7,35-7,85
33,8
43
28
15
5,1
39,0
56,0
13,1
17,6
2,70
52,7
25,6
-
-
-
-
A-7-6 (7)
ML
P-MIC-02
11
7,85-8,30
39,8
49
33
16
13,5
32,6
54,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (7)
ML
P-MIC-03
9
8,00-8,45
35
39
28
11
39,0
37,7
23,3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-6 (0)
GM
P-MIC-03
13
11,0012,50
-
NP
NP
NP
0,0
65,9
34,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (20)
SM
P-MIC-03
15
14,0015,00
-
NP
NP
NP
0,0
70,7
29,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-2-4 (20)
SM
P-MIC-04
7
4,95-5,45
21,6
31
24
7
0,0
64,3
35,7
18,1
22,0
-
-
-
136
-
-
-
A-4 (0)
SM
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
Material
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Lleno Antrópico: Mezcla de diferentes materiales que
incluyen arcillas de color café oscuro, negro, amarillo,
consistencia media a alta, humedad baja. Fracciones de
arena de color café, rojizo y amarillo. Gravas y fragmentos
rocosos, además de escombors, ladrillos,cemento,
material de compacidad baja, material suelto.
DEPÓSITO ALUVIAL:Arcilla limosa de color café y gris, limo
arenoso gris, arena café micácea, gravas de formas
subangulares a subredondeadas de anfibolita y gabro.
Consistencia baja, material blando, plasticidad media a
alta, humedad alta. Localmente se da la presencia de
materia orgánica limosa de color café oscuro a negro,
blanda y de alta plasticidad.
Depósito Lacustre: Limo arcilloso en color café oscuro,
negro, gris, gravas y fragmentos de cuarzo lechoso y rocas
de formas subredondeadas. Presencia de materia
orgánica en forma de arcilla gris oscura y negra, blanda y
de alta plasticidad.
DEPÓSITO ALUVIAL:Limo de color café y amarillo con
arena y gravas de formas subredondeadas.
DEPÓSITO ALUVIAL:Gravas de diferente composición
litológica entre anfibolita, gabro, cuarzo lechoso,
conglomerado, arenisca, fragmentos redondeados a
subredondeados. Material suelto. Fracciones finas de
limos de color café y gris, plástica y de baja consistencia,
limo y arena fina en color café, humedad media a alta.
DEPÓSITO ALUVIAL: Fragmentos rocosos de formas
subredondeadas a subangulares de gabro, anfibolita y
conglomerado, desde fresco hasta intensamente
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
11
MUESTRA NÚMERO
PROFUNDIDAD ( m )
HUMEDAD NATURAL (
%)
LL ( % )
LP ( % )
IP ( % )
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
Densidad Seca (KN/m3)
Densidad húmeda
(KN/m3)
Peso Específico
c (KPa)
φ (°)
qult (KPa)
Cc
eo
Permeabilidad (cm/s)
CLASIFICACIÓN AASHTO
GRUPO USCS
P-MIC-04
12
9,15-9,60
57
64
37
27
2,2
26,2
71,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (20)
MH
Material
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
meteorizados, fracciones menores de arena de color café
y arcilla limosa café rojiza. Plasticidad media a alta,
humedad media a muy alta, aunque disminuye con la
profundidad.
P-MIC-05
9
5,90-6,35
49,4
46
30
16
2,5
28,3
69,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-7-5 (11)
ML
DEPÓSITO ALUVIAL:Fragmentos rocosos de formas
subredondeadas a subangulares de gabro, anfibolita
totalmente meteorizados que dejan como residuo
fracciones de arena de color café, gris y blanca y arcilla
limosa café rojiza. Humedad media, compacidad media a
baja, material blando
P-MIC-05
16
12,4513,95
-
NP
NP
NP
0,0
46,9
53,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-4 (20)
ML
DEPÓSITO ALUVIAL: Fragmentos rocosos de formas
subagulares a subredondeadas de anfibolita, serpentina,
gabro, diorita, algunos más frescos y otros totalmente
meteorizados, matriz limosa.
GP-GC
DEPÓSITO LACUSTRE: Arcilla limosa de color oscuro entre
negra, gris y gris verdosa, se da la presencia de gravas de
formas subagulares preferiblemente pero más
ocasionales. Consistencia baja, material blando de alta
humedad, plasticidad alta.
P-MIC-06
Nicho 6
Nicho 10
Nicho 11
6
1
1
1
3,90-4,35
0,00 - 0,95
0,00 - 1,10
0,00 - 0,80
9,7
21,7
23,5
14,4
27
32
34
27
21
21
26
20
6
11
8
7
63,5
14,5
10,6
22,0
30,2
46,8
51,2
47,8
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
6,3
38,7
38,1
30,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
A-1-a (0)
A-6 (1)
A-4 (0)
A-2-4 (0)
SC
Lleno Antrópico: Arena arcillosa café oscura y amarilla,
con contenido de materia orgánica limosa de color café
oscuro, contiene gravas de formas subangulares.
Consistencia suelta, humedad media a alta, plasticidad
media.
SM
Lleno Antrópico: Arena limosa con arcilla de color gris
verdoso y manchas blancas y anaranjadas, fracciones
menores de gravas de formas subredondeadas.
Consistencia suelta, humedad media
SC
Lleno Antrópico: Arena arcillosa de color gris y verde con
manchas blancas, gravas de formas subangulares a
subredondeadas. Compacidad suelta, humedad media a
alta, fracción fina es plástica
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
12
2
1,00 - 3,00
5,24
39
NP
67
NP
39
NP
28
59,9
3,1
37,6
18,4
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
2,5
78,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
CLASIFICACIÓN AASHTO
Permeabilidad (cm/s)
eo
Cc
qult (KPa)
φ (°)
c (KPa)
Peso Específico
Densidad húmeda
(KN/m3)
Densidad Seca (KN/m3)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
IP ( % )
LP ( % )
LL ( % )
HUMEDAD NATURAL (
%)
PROFUNDIDAD ( m )
0,00 - 1,00
A-1-a (20)
A-7-5 (20)
Material
Nicho 33
1
GRUPO USCS
Nicho 33
MUESTRA NÚMERO
SONDEO
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
GW
Depósito Aluvial Grueso: Arenas cuarzosas gruesas y
gravas de formas redondeadas, color café oscuro y gris
oscuro con manchas, compacidad suelto a muy suelto,
humedad media y sin plasticidad. Matriz areno gravosa y
abundantes gravas y guijarros que alcanzan hasta 10cm de
diámetro, de forma subangular y subredondeado, algunos
planares y alongados.
MH
Depósito Aluvial Fino: Limo, color café con partículas
grisáceas y anaranjadas, con manchas de oxidación,
fracciones menores de gravas de forma planar y
subangular. Consistencia firme a blando, humedad media
y plasticidad media a baja.
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
13
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
MUESTRA NÚMERO
PROFUNDIDAD ( m )
HUMEDAD NATURAL (
%)
LL ( % )
LP ( % )
IP ( % )
RETENIDO # 4
(CASCAJO) ( % )
DE #4 A #200 (ARENA) (
%)
PASA # 200 (FINOS) ( %
)
Densidad Seca (KN/m3)
Densidad húmeda
(KN/m3)
Peso Específico
c (KPa)
φ (°)
qu-CS (kg/cm²)
Cc
eo
Permeabilidad (cm/s)
CLASIFICACIÓN AASHTO
GRUPO USCS
265 TD-1
1
0,60-1,20
30,7
-
-
-
-
-
-
14,5
19,0
-
-
-
68
-
-
-
-
-
265 TD-1
3
1,60-2,15
24,2
-
-
-
-
-
-
16
19,87
-
-
-
126
-
-
-
-
-
265 TD-1
6
2,70-3,15
36,8
-
-
-
-
-
-
13,9
19,02
-
-
-
123
-
-
-
-
-
494-SAN-3
-
5,00-5,45
35,0
57
40
17
0,0
65,0
35,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SM
494-SAN-3
-
5,50-11,50
66,0
70
35
35
0,0
66,0
34,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SM
494-SAN-3
-
11,5014,50
-
-
-
-
-
-
-
23
-
-
-
-
46
-
-
-
-
-
494-SAN-3
-
11,5014,50
-
-
-
-
-
-
-
26
-
-
-
-
90
-
-
-
-
-
495-SAN-4
-
3,60-4,05
61,0
51
27
24
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
MH
495-SAN-4
-
5,80-6,25
29,0
37
28
9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SM
495-SAN-4
-
11,0015,00
13,0
-
-
-
-
-
-
25,6
28,9
-
-
-
90,0
-
-
-
-
549-SAN-46
-
5,00-5,45
14,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
GM-GP
549-SAN-46
-
6,00-6,15
34,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SM-SP
549-SAN-46
-
7,00-7,45
44,0
39
33
36
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SC
549-SAN-46
-
8,00-8,45
40,0
78
40
38
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
MH
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
Material
SONDEO
Tabla 3. Descripción geológica y resultados de ensayos de laboratorio Microzonificación Sísmica.
Depósito Aluvial Fino:Limo arcilloso. Gris
oscuro, blando.
Depósito Aluvial Fino: Arcilla areno
limosa. Amarilla y gris, dura. Cascajos.
Depósito Aluvial Grueso:Fragmentos de
anfibolita meteorizada limo arenoso,
consistencia media, color café grisaseo
Depósito Aluvial Grueso:Gravas y bolos de
sepentinita y otros, compacidad compacta,
color gris negro
Depósito Aluvial Fino: Limo arcilloso con
arena y gravas, consistencia media, color
café amarillento.
Depósito Aluvial Grueso: Gravas y bolos
de conglomerado, cementado, color gris
negro.
Depósito Aluvial Grueso: Gravas y bolos
de serpentinita y otros, meteorizado,
consistencia firme, color café amarillento
I 2213-ALC-F02-DD11-IT-R00
14
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN
DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO
PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
4. GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA
Se presentan en este capítulo las condiciones geológicas y geomorfológicas de los
terrenos por los que transcurre el proyecto 11 del sistema de alcantarillado del sector
denominado Centro Parrilla, Grupo 2.
Los hallazgos geológicos y geomorfológicos que aquí se definen son derivados de la
revisión bibliográfica de estudios anteriores realizados por Integral y Solingral en el
área en estudio. Como fuente de información primaria se llevó a cabo el
reconocimiento del terreno y exploraciones del subsuelo representadas por cuatro
apiques, cuatro nichos, seis sondeos con equipo a percusión y seis sondeos con
equipo a roto-percusión a lo largo de los sitios de interés. La localización y profundidad
alcanzada en las exploraciones del subsuelo se citan en la Tabla 1. Profundidades de
exploraciones ejecutadas y disponibles
y se muestran en la planta correspondiente al mapa geológico del sitio (P-2213-G015).
4.1 GEOLOGÍA
Las unidades litoestratigráficas del área de estudio corresponden a un basamento
conformado por rocas ígneas del tipo dunita, la cual en la literatura se denomina como
Dunitas de Medellín (JKuM) que hacen parte del Complejo Ofiolítico de Aburrá y un
cuerpo intrusivo del cretáceo llamado Gabro de San Diego (KgSD). Las dunitas, son
rocas de carácter ultrabásico, se presentan fuertemente serpentinizadas y muestran un
desarrollo de perfiles de meteorización potentes por lo que es difícil de encontrarlas en
estado fresco. Los gabros por su parte corresponden, a rocas graníticas de
composición básica y pueden variar composicionalmente desde gabros hasta dioritas.
Estas rocas también exhiben un avanzado proceso de meteorización desarrollando
suelos residuales limo arcillosos de gran espesor.
Las rocas anteriormente mencionadas, en el área de estudio aparecen en su totalidad
cubiertas por materiales más recientes, donde se incluyen los depósitos de vertiente
y/o flujos de lodos y/o escombros (Qd, Qf), los depósitos aluviales (Qal) del fondo del
valle asociados al río Medellín y a sus quebradas afluentes; y adicionalmente se
muestra una cobertura muy generalizada de llenos de origen antrópico (Qll), en general
de bajas especificaciones técnicas con alto contenido de escombros, basura y materia
orgánica; estos materiales han sido generados por el gran desarrollo urbano dentro del
área de estudio. Estas unidades se encuentran cartografiadas en el Mapa geológico
regional (P-2213-G-015).
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
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DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN
DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO
PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Según las condiciones mencionadas, el perfil estratigráfico típico para el área de
estudio tiene un predominio en cobertura de llenos antrópicos que alcanzan entre
menos del metro y pueden llegar hasta los 6 m de profundidad. Estos depósitos están
conformados por gravas, fragmentos rocosos, cuarzo lechoso, además de basuras,
plásticos, madera, ladrillos y escombros en general, todo esto embebido en una matriz
arcillo arenosa de color gris claro y limo micáceo y arcillas parda y rojizas. Son
materiales de baja humedad, con plasticidad media y compacidad baja; en estos
depósitos se encuentra un importante aporte de materia orgánica y abundantes raíces.
En general son llenos de bajas especificaciones técnicas que han sido acumulados
según el crecimiento urbano de la ciudad.
Hacia la parte central de la zona de estudio y más cercana al río Medellín, se tienen los
depósitos aluviales, cubiertos en su mayor parte por los llenos antrópicos
mencionados. Dichos depósitos aluviales presentan a su vez variaciones tanto
composicionales como en su grado de consolidación, que en general aumenta con la
profundidad. Los materiales más superficiales corresponden a una mezcla de
materiales entre arcillas, limos, arenas y gravas y los depósitos lacustres presentan
fracciones finas con predominio de arcillas grises y abundante materia orgánica que
hace la diferencia, además de ser depósitos blandos y plásticos. Continuando en la
secuencia a profundidad se observa una gradación textural hacia materiales gruesos
tipo gravas y fragmentos rocosos de diferente composición y grado de meteorización
encontrando anfibolitas, dunitas, serpentinita, diorita, etc., pasando por los de grano
medio que están representados por arenas en general cuarzosas de tamaño de grano
medio a grueso. Los depósitos más gruesos exhiben un alto grado de consolidación a
profundidades mayores de los 15 m.
Localmente y en especial hacia la zona donde se presentan cambios de pendiente con
las laderas, se tiene el predominio de los depósitos de vertiente del tipo flujo de lodos
y/o escombros de gran extensión hacia la vertiente oriental del Valle de Aburrá. Estos
depósitos muestran en el área de estudio espesores que pueden superar los 10 m,
según algunas de las exploraciones llevadas a cabo. La composición corresponde a
una abundante matriz de limo a limo-arcillosa de coloraciones rojizas, cafés, grises y
amarillentas, de plasticidad media a alta, con poco aporte de arenas y gravas; que
envuelve fragmentos rocosos de anfibolita, dunita, granodiorita que pueden estar
desde frescos hasta totalmente meteorizados y de tamaños de hasta 0,5 m. En
general estos depósitos, presentan una consistencia blanda a firme, la humedad va de
media a alta, aumentando con la profundidad, hasta llegar localmente a un material
saturado en las zonas donde se da la presencia del nivel freático.
Finalmente, como ya se mencionó, el basamento rocoso no aflora en la zona de
estudio, solamente se encontró en la exploración SPT-1, ubicada en el barrio Boston, a
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DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO
PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
una profundidad cercana a los siete metros y hacen parte del suelo residual derivado
de las dunitas; por su parte, los gabros no fueron encontrados ni sus suelos residuales.
El suelo residual de la dunita es una mezcla de materiales arcillosos, limosos, arenas y
gravas pequeñas con nódulos de hierro, además de fragmentos rocosos intensamente
meteorizados, pero donde aún se reconoce la textura de la roca, la cual se muestra en
bandas en color café, amarillo, rojizo, gris, verde y gris verdosa, fracciones micáceas
que dan un brillo y un tacto sedoso, se presenta oxidación en las fracciones finas y en
las pequeñas gravas de óxidos presentes. Estos materiales tienen una consistencia
baja, el material está suelto y blando con una humedad media a alta y la consistencia
va aumentando a profundidad.
4.2 GEOLOGÍA LOCAL
Para la zona de influencia del proyecto Centro Parrilla, según las diferentes
exploraciones del subsuelo llevadas a cabo tanto para este proyecto, como información
base de referencia y otras exploraciones realizadas para otros estudios y que hacen
parte de la revisión bibliográfica; se llevó a cabo una sectorización generalizada donde
se definen características comunes de materiales, enfatizando que estos sectores, al
ser urbanos, tienen un predominio superficial de llenos de carácter antrópico que hacen
de cobertura generalizada a diferentes profundidades.
Así, para el análisis de la sectorización, se obviaron estos llenos y se trabajó hasta
profundidades máximas de seis metros. Es de anotar además, que esta sectorización
es generalizada y que se pueden presentar variaciones, dependiendo de la dinámica
misma del río Medellín y sus afluentes principales, como es el caso de la quebrada
Santa Elena. Estas variaciones se verían reflejadas a nivel superficial y también a
profundidad a modo de lentes o bolsas de materiales con otras características
diferentes a las generalizadas para cada sector. A continuación se definen los cinco
sectores, presentados en la Figura 2 y en el plano P-2213-G-016.
El Proyecto 11 hace parte de los Sectores 1 y 2.
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SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Sector 2
Sector 1
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SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
Figura 2. Sectorización Geológica Local
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 Sector 1: Se define como materiales gruesos de tipo gravas, cascajos y arenas
gruesas de composición cuarzosa, y en menor proporción limo a modo de
matriz; pueden estar o no bien cementados y son los que conforman depósitos
aluviales. Las coloraciones son café, gris oscuro y verde. Esta zona está
caracterizada principalmente hacia el cauce torrencial de la quebrada Santa
Elena.
 Sector 2: Son materiales aluviales dominados por secuencias finas de limos y
arcillas de color café y amarillo, micáceas, con fracciones menores de arenas y
ocasionalmente gravas. La consistencia es baja a media.
4.3

Sector 3: Corresponde a materiales derivados de los depósitos de vertiente de
las partes medias a altas. Se definen como limo arcilloso con carácter laterítico
y con fracciones menores de arena y gravas de formas subangulares, las
coloraciones son café, rojo y amarillo y son materiales de consistencia media.

Sector 4: Hace parte de los depósitos aluviales, constituido por arena con
fracciones de limo, además de gravas subredondeadas ocasionales; las
coloraciones son café y gris; son materiales sueltos.

Sector 5: Estos materiales corresponden a los depósitos aluviales que tienen
un importante aporte de materia orgánica que incluye madera y raíces. Son de
carácter limo arcilloso y arcillo limoso en coloraciones dominantes grises y gris
verdoso, hasta negro, tienen una muy baja consistencia, son materiales blandos
y plásticos, además de que la arcilla tiene un carácter hidromorfo y que se
observa presencia de oxidación.
GEOMORFOLOGÍA
El área de estudio se localiza en la parte central del Valle de Aburrá, el cual
corresponde a una depresión topográfica alargada de dirección general norte – sur.
Las condiciones geomorfológicas dividen el área de estudio en dos unidades
geomorfológicas, clasificadas en planicies aluviales y terrazas, las cuales corresponden
a las partes planas aledañas al río Medellín y la segunda unidad son las superficies
moderadas a suaves en depósitos de vertiente de geoformas moderadas con topes
redondeados.
La unidad de planicies aluviales y terrazas, es la de mayor cobertura dentro del área de
estudio, morfogenéticamente está relacionada con la planicie aluvial derecha río
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Medellín y sus quebradas o afluentes, para esta unidad se incluyen además algunas
zonas un poco más elevadas a modo de terrazas, pero igualmente de topes planos con
pendientes menores de 5°. Constituidas en su totalidad por depósitos aluviales de
diferente composición y espesor como fueron definidos anteriormente y los llenos
antrópicos que cubren a su vez los materiales aluviales.
La otra unidad geomorfológica corresponde a la unidad de superficies moderadas a
suaves en depósitos de vertiente. Esta se localiza inmediatamente después de la
anterior, hacia la parte baja y media de la vertiente oriental del Valle de Aburrá. Las
formas del relieve corresponden a los lomos que ascienden en la vertiente, con
pendientes suaves a moderadas, de geoformas largas con topes redondeados de baja
altura y están constituidos, como su nombre lo indica por depósitos de vertiente del tipo
flujos y/o lodos, de espesores desconocidos y con un grado de consolidación y
madurez y que cubren el basamento rocoso.
Dentro de las condiciones geomorfológicas de los terrenos se consideran de gran
importancia los procesos morfodinámicos, los cuales guardan una estrecha relación
con las geoformas del paisaje, su constitución y modelado usos del suelo. Para la
zona de estudio no se encontraron procesos morfodinámicos latentes, activos o
inactivos, pues los terrenos en su mayor parte, están dominados por el desarrollo
urbano de la ciudad que enmascara los mismos.
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5. ASPECTOS GEOTÉCNICOS
A continuación se presenta la caracterización geotécnica de los materiales presentes
en el subsuelo, los parámetros geotécnicos para el diseño de las redes a reponer y las
principales conclusiones y recomendaciones del estudio.
5.1
PERFIL ESTRATIGRÁFICO ESPERADO
La descripción desde el punto de vista geológico se presentó en el Numeral 4.
Sin embargo, para fines constructivos y de diseño se presentan las principales
características de los materiales que pueden encontrarse en la zona del
proyecto.
Una columna estratigráfica típica para estos terrenos se muestra en la Figura 3. En la
columna se observa la secuencia total generalizada y más adelante se presenta la
descripción detallada de cada una de las secuencias litológicas que lo conforman y que
fueron encontradas tanto en la recopilación de información bibliográfica como en los
sondeos realizados en particular para este estudio.
Lleno antrópico (0,5 – 6,0 m)
Depósitos de vertiente tipo flujos (1,0 – 7,0 m)
Depósito aluvial fino con abundante materia orgánica (5,50 m)
Depósito aluvial fino (0,5 – 6,0 m)
Depósito aluvial grueso (0,5 – 40,0 m)
Suelo residual de dunita
Figura 3. Columna estratigráfica generalizada proyecto Centro Parrilla
Para la zona de estudio, y de acuerdo a la información primaria y secundaria obtenida
para el proyecto se elaboró un perfil con la estratigrafía esperada por el eje del
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Colector Auxiliar de la quebrada Santa Elena por la calle 54 (Plano P-2213-G-015 y
Plano P-2213-G-016). Este perfil estratigráfico se muestra también en la Figura 4.
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Figura 4. Perfil Estratigráfico Proyecto 11
Figura 4. Perfil Estratigráfico Proyecto 11 (Continuación)
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La descripción de los diferentes estratos identificados es la siguiente:
5.1.1 Llenos Antrópicos
En la Tabla 4 se presenta el espesor de los llenos antrópicos encontrados en
las exploraciones realizadas para el proyecto:
Tabla 4. Espesor de llenos antrópicos encontrados
Profundidad (m)
Desde
Hasta
Espesor del
Lleno (m)
Apique 1 (A1)
0,40
1,70
1,30
Apique 2 (A2)
0,40
1,30
0,90
Apique 3 (A3)
0,06
0,90
0,84
Apique 4 (A4)
0,00
2,60
2,60
Apique 5 (A5)
0,00
1,80
1,80
Apique 6 (A6)
0,18
0,75
0,57
Apique 14 (A14)
0,00
2,00
2,00
Apique 15 (A15)
0,00
1,90
1,90
Apique 16 (A16)
0,00
1,95
1,95
Perforación 1 (P1)
0,00
4,00
4,00
Perforación 2 (P2)
0,00
1,45
1,45
Perforación 4 (P4)
1,10
1,60
0,50
Perforación 6 (P6)
0,00
2,25
2,25
Perforación 6B (P6B)
0,00
0,45
0,45
Perforación 7 (P7)
0,00
2,10
2,10
Perforación 7B (P7B)
0,00
2,10
2,10
Perforación 8 (P8)
0,00
3,80
3,80
Perforación 9 (P9)
0,00
2,40
2,40
Perforación 9B (P9B)
0,00
4,00
4,00
Perforación 14 (P14)
0,00
6,40
6,40
Perforación 15 (P15)
0,00
5,40
5,40
Perforación 15B (P15B)
0,00
3,50
3,50
Perforación 16 (P16)
0,00
1,70
1,70
Perforación 16B (P16B)
0,00
6,40
6,40
Perforación 17 (P17)
0,00
2,30
2,30
Perforación 17B (P17B)
0,00
0,70
0,70
Perforación 18 (P18)
0,00
4,10
4,10
Perforación 18B (P18B)
0,00
4,90
4,90
Exploración
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Perforación 20 (P20)
0,00
3,10
3,10
P-MIC-01
0,00
1,50
1,50
P-MIC-02
0,00
1,95
1,95
P-MIC-03
0,00
2,00
2,00
P-MIC-04
0,00
4,50
4,50
P-MIC-05
0,00
1,50
1,50
P-MIC-06
0,00
1,50
1,50
De la anterior tabla y de acuerdo a las exploraciones consultadas, se puede
concluir que en términos generales, los llenos antrópicos alcanzan entre uno y
seis metros de profundidad. La composición de estos llenos corresponde a una
mezcla de gravas, fragmentos rocosos, cuarzo lechoso, basuras, plásticos,
madera, concreto, ladrillos y escombros, dentro de una matriz arcillo arenosa
gris clara, con limo micáceo y arcillas de color café claro, gris y rojizo. En estos
llenos es normal encontrar un importante aporte de materia orgánica y raíces.
Son ligeramente compactos y pueden clasificarse como de pobres condiciones
geotécnicas. Son materiales de baja humedad, con baja plasticidad y
compacidad baja. Exhiben altas permeabilidades, alta deformabilidad, baja
capacidad de soporte y bajos módulos de reacción asociado a la baja
resistencia a la penetración. No obstante, sus parámetros tienden a
incrementarse con la profundidad debido al mayor confinamiento de los
mismos.
5.1.2 Depósitos Aluviales con Alto Contenido de Material Orgánico
Corresponde a arcillas de color negro a café muy oscuro y gris, material de muy
alta plasticidad, alta humedad y consistencia baja, muy blando. Estos depósitos
tienen un origen asociado a lagunas o aguas empozadas (lacustre). Puede
alcanzar hasta seis metros de espesor y con un alto contenido de materia
orgánica.
Corresponden a materiales de pobres condiciones geotécnicas. Son materiales
de mayor plasticidad, humedad y, por tanto, de consistencia baja y de
deformabilidad media a alta y una baja resistencia a la penetración estándar.
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De acuerdo con lo anterior, puede esperarse que ofrezcan una baja capacidad
de soporte y bajos módulos de reacción.
5.1.3 Depósitos Aluviales Finos
Arcillas de color café claro, rojizo, moteado de gris y amarillo; fracciones
menores de arena y fragmentos rocosos de anfibolita, dunita, granodiorita,
esquistos intensamente meteorizados que dejan a su vez un residuo arenoso.
Estos materiales presentan bajas permeabilidades, baja a media resistencia a la
penetración estándar y por tanto, tienen capacidades de soporte medias (que
se incrementan con la profundidad). Pueden encontrarse con una consistencia
baja más hacia la superficie hasta alcanzar consistencias altas con la
profundidad. También su grado de consolidación se incrementa con la
profundidad. Debido al alto contenido de finos y alta consolidación, ofrecen
bajas permeabilidades.
5.1.4 Depósitos Aluviales Gruesos
Corresponden a arenas gruesas, cuarzosas de color café, gris y blanco.
Fracciones de arcilla y limo en coloraciones café rojizas; abundantes
fragmentos rocosos de anfibolita, cuarzo lechoso, dunita oxidadas y
conglomerados de formas subredondeadas, de hasta 50 cm de diámetro,
resistentes, localmente con arena arcillosa café rojiza. Estos horizontes
aluviales por lo general se muestran demasiado consolidados.
Estos materiales presentan altas permeabilidades, alta resistencia a la
penetración estándar y por tanto, tienen altas capacidades de soporte, son
compactos debido al alto grado de consolidación que presentan debido a que
se encuentran a mayor profundidad. El material gravoso y los bolos de roca que
pueden encontrarse en estos depósitos presentan una alta resistencia a la
abrasión.
5.1.5 Suelos Residuales
El suelo residual de dunita corresponde a una mezcla arcilla, limos, arenas y
fragmentos rocosos con nódulos ferrosos, donde se reconoce la textura de la
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roca de tipo dunita. Bandas de color pardo, amarillo, rojizo, gris, verde y gris
verdoso, fracciones micáceas que dan un brillo y un tacto sedoso, hay oxidación
en las fracciones finas y en los pequeños nódulos de óxidos.
5.2
NIVEL FREÁTICO
En la Tabla 1 se puede observar que el nivel freático en general se encuentra a
una profundidad mayor de tres metros.
5.3
PARÁMETROS GEOTÉCNICOS
A continuación se presentan los parámetros geotécnicos obtenidos de las
exploraciones.
5.3.1 Clasificación USCS
Los resultados de los ensayos de clasificación de suelos muestran una gran variedad
de materiales para los diferentes sectores definidos en la geología local (numeral 4.2).
Esto variación se da principalmente por el origen geológico de los materiales (aluvial y
antrópico). A continuación se describen cuáles son los materiales que se encuentran
con mayor frecuencia en cada uno de los sectores involucrados para el Proyecto 11 de
acuerdo al sistema unificado de clasificación de suelos SUCS. (Ver Figura 5).
Para el Sector 1 se presentan principalmente arenas limosas (SM), arenas arcillosas
(SC), arena limosa y pobremente gradada (SM-SP) y arcilla de baja (CL) y alta
plasticidad (CH).
En el Sector 2 se tiene presencia de arenas limosas (SM) en mayor proporción,
seguido de arcillas y limos de alta plasticidad (MH y CH).
Es importante anotar que la frecuencia de materiales grueso granulares ensayados es
menor debido principalmente a la dificultad de muestrearlos en condiciones inalteradas,
pero su presencia es evidente durante la ejecución de los sondeos y al analizar los
resultados de las perforaciones y de los ensayos de penetración estándar.
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Figura 5. Clasificación USCS vs Frecuencia
5.3.2 Humedad Natural
En la Figura 6 se muestra la variación de la humedad con la profundidad de las
diferentes muestras analizadas. Se puede observar que para la zona de estudio en
general el porcentaje de humedad se concentra entre el 20% y el 40%. Las humedades
más altas están asociadas a los depósitos de limos con presencia de materia orgánica.
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Figura 6. Variación de la humedad con la profundidad
5.3.3 Plasticidad y Consistencia de los Materiales
Figura 7 se presenta la distribución de los materiales ensayados en la carta de
plasticidad para los diferentes sectores geológicos anteriormente definidos. Se puede
observar que en cada sector se encontró toda clase de materiales finos.
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100
90
80
CL
70
CH
Sector 1
Sector 2
IP (%)
60
Sector 3
50
Sector 4
40
Sector 5
30
Línea A
20
MH o OH
10
ML o OL
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LL (%)
Figura 7. Carta de Plasticidad
5.3.4 Densidad Seca
Figura 8 se presenta la variación de la densidad seca con la profundidad donde se
puede observar que los materiales presentes en la zona de influencia del proyecto
Centro Parrilla presentan densidades secas entre 10 y 16 kN/m3. Los valores por
debajo de 10 kN/m3 corresponden a materiales presentes en los depósitos lacustres
con contenidos de materia orgánica y los materiales con densidades secas por encima
de 18 kN/m3 en general corresponden a materiales gravosos o bolos de roca presentes
en los depósitos aluviales gruesos y consolidados.
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Densidad Seca (kN/m3)
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5
0,00
2,00
4,00
Profundidad (m)
6,00
8,00
10,00
12,00
Sector 1
Sector 2
14,00
Sector 3
Sector 4
16,00
Sector 5
18,00
Figura 8. Variación Densidad seca con la Profundidad
5.3.5 Resistencia a la Penetración Estándar
En la Figura 9 se presenta la resistencia a la penetración estándar medida en las
diferentes perforaciones. Como era de esperarse, ésta se incrementa con la
profundidad, aunque se presentan estratos intermedios blandos como los depósitos
lacustres en donde el número de golpes disminuye.
En algunas exploraciones se obtuvo rechazo a partir de los 2,00 m de profundidad. En
muchos casos el rechazo se debe a la presencia de bolos de roca en los depósitos
aluviales.
En la gráfica, los suelos ensayados corresponden en general a suelos finos como
limos, arcillas y arenas finas, que es donde normalmente se puede realizar el ensayo
de penetración estándar. Gran cantidad de datos se encuentran entre los 10 y 40
golpes por pie, valores asociados a estos materiales.
Los valores detallados de resistencia a la penetración estándar SPT se presentan en el
Anexo 5.
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Número de golpes SPT
0
10
20
30
40
50
60
70
0,00
80
Perforación 6
Perforación 6B
Perforación 7
2,00
Perforación 7B
Perforación 8
Profundidad (m)
4,00
Perforación 9
Perforación 9B
Perforación 16
6,00
Perforación 16B
Perforación 17
P-MIC-01
8,00
P-MIC-02
P-MIC-03
P-MIC-04
10,00
P-MIC-05
P-MIC-06
12,00
Figura 9. Variación de la Penetración Estándar con la Profundidad
5.3.6 Resistencia a la abrasión en la Máquina de los Ángeles
Dentro de los ensayos de laboratorio realizados para la caracterización geotécnica de
los materiales presentes en la zona de influencia del proyecto Centro Parrilla se tiene
el ensayo de resistencia a la abrasión en la máquina de los Ángeles. Este ensayo fue
ejecutado sobre algunas de las muestras recuperadas de las perforaciones a rotación,
en donde se contaba con muestras gravosas y núcleos de roca los cuales forman parte
de los depósitos aluviales gruesos y consolidados hallados durante la exploración.
Los resultados del ensayo indican que estos materiales presentan alta resistencia con
un porcentaje promedio de desgaste igual al 25%.
Los materiales ensayados pertenecientes a los estratos de depósitos aluviales
consolidados presentan una resistencia al desgaste ligeramente mayor que los
materiales de los depósitos aluviales gruesos ya que sus resultados arrojaron valores
de 24,6% y 26,1% respectivamente.
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5.3.7 Sanidad frente a la acción de sulfatos de sodio
De igual manera a como se procedió para la realización de los ensayos de abrasión en
la Maquina de los Ángeles, se realizaron ensayos de sanidad con el fin de determinar
la resistencia a la desintegración de las muestras, por la acción de soluciones
saturadas de sulfato de sodio.
El ensayo se realizó sobre núcleos de roca triturados, obtenidos de las perforaciones a
rotación ejecutadas, los cuales forman parte de los depósitos aluviales gruesos (Qalg)
y consolidados (Qalc) detectados en la fase de exploración.
La muestra ensayada que forma parte del depósito aluvial consolidado presentó una
perdida en peso del orden del 18,5%, mientras que la muestra ensayada del depósito
aluvial grueso presentó una perdida en peso igual a 20,7% frente a la acción del sulfato
de sodio. Lo anterior indica que la parte grueso granular y los bolos de roca que forman
parte de estos depósitos aluviales presentan una resistencia alta a la desintegración,
siendo mayor la de los depósitos aluviales consolidados.
5.4
PARÁMETROS DE RESISTENCIA
A continuación se presentan los parámetros de resistencia obtenidos por medio
de ensayos de laboratorios para los Sectores 1, y 2.
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Tabla 5. Parámetros de Resistencia de Laboratorio Sector 1
Exploración
Sector
Material
Profundidad
Media
Muestra (m)
c (KPa)
φ (°)
qu-CS (kPa)
297 TD-5
1
Arcilla Orgánica
0,8
-
-
60
298 TD-6
1
Arcilla Orgánica
1,0
-
-
65
316 TD-1
1
Arcilla
0,6
-
-
60
9 S-1
1
Arena Cascajosa
3,4
-
-
82
9 S-1
1
Arena Cascajosa
7,7
-
-
54
9 S-1
1
Cascajo y Arena
9,4
-
-
53
9 S-1
1
Cascajo y Arena
11,9
-
-
266
AP-15
1
Gravas
1,8
21,9
36,0
-
AP-15
1
Limo arenoso
2,8
26,8
32,3
-
AP-6
1
Limo
1,5
42,2
25,1
-
AP-6
1
Limo
2,5
24,6
25,8
-
P-MIC-01
1
Limo arcilloso
5,2
-
-
35
P-MIC-01
1
Arcilla
11,2
P-MIC-02
1
Limo arcilloso
5,2
-
-
58
P-MIC-02
1
Limo
7,6
52,7
25,6
-
SAN-3
1
Gravas y Bolos de Serpentinita
13,0
-
-
90
SAN-3
1
Gravas y Bolos de Serpentinita
14,5
-
-
46
SPT # 16B
1
Limo arenoso
6,2
23,3
28,1
-
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-
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Tabla 6. Parámetros de Resistencia de Laboratorio Sector 2
Exploración
Sector
Material
Profundidad
Media Muestra
(m)
14 TD-1
2
Limo Arenoso
1,1
-
-
49
14 TD-1
2
Limo Arcilloso
2,4
-
-
56
14 TD-1
2
Limo Arcilloso
3,6
-
-
54
2
Limo Arcilloso
1,3
-
-
198
2
Arcilla limosa
5,8
-
-
22
2
Arcilla limosa
7,3
-
-
24
265 TD-1
2
Limo Arcilloso
0,9
-
-
68
265 TD-1
2
Arcilla Areno Limosa
1,9
-
-
126
265 TD-1
2
Arcilla Areno Limosa
2,9
-
-
123
408 TD-1
2
Arcilla Limosa
0,8
-
-
125
408 TD-1
2
Arcilla Limosa
2,8
-
-
87
417 TD-1
425 TD-1
2
Arcilla limosa
6,2
-
-
40
433 TD-1
2
Limo Arcillo Arenoso
1,8
-
-
64
6 TD-1
2
Arcilla Arenosa
1,1
-
-
58
6 TD-1
2
Limo Arenoso
2,1
-
-
69
6 TD-1
2
Limo Arenoso
2,2
-
-
32
6 TD-1
2
Limo Arenoso
3,1
-
-
78
6 TD-1
2
Limo Arenoso
3,2
-
-
55
6 TD-1
2
Arcilla
4,1
-
-
15
6 TD-1
2
Arcilla
4,2
-
-
64
A-1 PV
2
Limo Arcilloso
2,0
-
-
121
AP-2
2
Arcilla
2,5
27,1
30,1
-
263 TD-1
182 TD-1
263 TD-1
182 TD-1
263 TD-1
182 TD-1
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c (KPa)
φ (°)
qu-CS (kPa)
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Exploración
Sector
Material
Profundidad
Media Muestra
(m)
c (KPa)
φ (°)
qu-CS (kPa)
P1 PV
2
Arcilla
3,3
-
-
93
P1 PV
2
Arcilla
4,6
16
-
-
P2 PV
2
Arcilla Limosa
1,9
-
-
147
P2 PV
2
Arcilla Limosa
4,7
-
-
10
P-MIC-04
2
Arena limosa
5,2
-
-
136
SAN-4
2
Gravas y Bolos
13,0
-
-
90
SAN-47
2
Arcilla Limosa
4,4
-
-
110
SAN-47
2
Arcilla Limosa
6,7
-
-
80
SAN-47
2
Gravas y Bolos
15,5
-
-
31
SAS-2-4
2
Gravas y Bolos
2,7
-
-
120
SAS-2-4
2
Limo Arcilloso
4,0
-
-
130
SAS-2-4
2
Limo Arcilloso
4,2
-
-
150
SAS-34
2
Arcilla Limosa
2,1
-
-
70
SPT # 7
2
Arcilla
2,1
40,5
16,5
-
SPT # 7
2
Limo
3,5
35,2
26,5
-
En la Tabla 13 se muestran los parámetros geotécnicos recomendados para los
materiales encontrados. Sin embargo, debido a que el perfil estratigráfico es
algo heterogéneo (Véase P-2213-G-016), tanto a lo largo como ancho de la
zona de estudio y a la imposibilidad de contar con exploración detallada, los
parámetros geotécnicos mostrados deben considerarse como indicativos, por lo
que se definieron en base a la exploración realizada y la información secundaria
disponible, a datos bibliográficos, a la experiencia que se tiene en estos tipos de
materiales y a las características mencionadas en el numeral anterior.
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Tabla 7. Parámetros Geotécnicos Recomendados
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6. PARÁMETROS PARA ANÁLISIS DINÁMICO
6.1
PERFIL DE SUELO
Según el perfil estratigráfico descrito, el perfil sísmico recomendado para la zona de
estudio clasifica como PERFIL TIPO “D”.
6.2
ZONAS HOMOGÉNEAS
Según la división por zonas homogéneas realizada en la Microzonificación Sísmica de
Medellín (Véase Figura 10), el sector en estudio abarca las zonas 6, 7, 8 y 12.
Descritas por el estudio de microzonificación así:
 Zona Homogénea 6. Depósitos aluviales gruesos
Los terrenos de esta zona están constituidos por depósitos aluviales gruesos
asociados al curso y evolución normal del río Medellín. El espesor de estos depósitos
es muy variable, desde 10 m hasta más de 200 m, lo cual evidencia una topografía
muy irregular del lecho rocoso en la zona de planicie del valle.
 Zona Homogénea 7: Depósitos aluviales finos (sector oriental)
Desde el punto de vista geológico esta zona se caracteriza por depósitos meteorizados
finos de poco espesor que suprayacen depósitos aluviales blandos, sobre un relieve
muy plano. Subyacente a estos sedimentos finos se encuentra el horizonte de suelos
aluviales grueso granulares. Los espectros propuestos para esta zona coinciden con
los definidos para la zona homogénea 5, debido a que los perfiles estratigráficos típicos
de estos sectores muestran patrones de comportamiento muy similares.
 Zona Homogénea 8: Suelos residuales de dunita parte baja
En esta zona predominan los suelos residuales de dunita y los depósitos de ladera tipo
flujos maduros. También se encuentran depósitos aluviales conformando fajas de
terreno discontinuas y relativamente estrechas. La morfología de los terrenos refleja su
constitución litológica, ya que se desarrollan vertientes desde moderadas hasta
empinadas, así como relieves moderados hasta suaves y casi planos. Las áreas de
influencia de los diferentes perfiles estratigráficos identificados en la zona fueron un
parámetro clave en la definición de sus recomendaciones de diseño.
 Zona Homogénea 12: Transición anfibolita - gabro
Los terrenos de la zona están constituidos en su mayoría por suelos residuales de
gabro del Stock de San Diego y en menor proporción por anfibolitas y depósitos de
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vertiente del tipo coluvión. Morfológicamente los terrenos de la zona presentan
pendientes de moderadas a suaves, con lomos y colinas de tope redondeado.
ZONA
CENTRO
PARRILLA
Figura 10. Zonas Según Microzonificación Sísmica de Medellín
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7. INTERVENCIÓN DE TUBERÍAS
Para el proyecto 11 de alcantarillado se tiene proyectado utilizar las tecnologías que se
muestran en la Tabla 8, donde se puede observar que la Microtunelación es la principal
tecnología a emplear para la construcción del Colector Auxiliar de la quebrada Santa
Elena por la calle 54.
Tabla 8. Tecnologías a Utilizar
% Estimado
Tecnología
Proyecto 11
Zanja
4
Microtunelación
96
A continuación, se dan recomendaciones para cada tipo de tecnología, según su
finalidad.
7.1
MICROTUNELACIÓN
De acuerdo a la información suministrada por los ingenieros de diseño hidráulico se
tiene que para este proyecto se instalarán tuberías de 1,20 m de diámetro a
profundidades que van desde 5 m hasta 15 m aproximadamente. El proceso de
excavación subterránea e instalación de tuberías se realizará mediante la técnica de
microtunelación con la cual se considera que no se generarían afectaciones
importantes en la cobertura superior del microtúnel ni en las estructuras circundantes
dado que el proceso constructivo contempla la instalación inmediata de la tubería a
medida que se avanza con la excavación, sirviendo de soporte a la excavación.
El trazado planteado y según el perfil estratigráfico, establecido de acuerdo a lo hallado
durante exploración realizada (Figura 4), comprende la excavación de materiales que
forman parte de depósitos de origen aluvial, cuya composición va desde materiales
finos hasta gruesos, inclusive atravesando depósitos totalmente consolidados. Es
importante tener en cuenta que los depósitos aluviales podrían presentar alguna
dificultad en la excavación ya que podrían encontrarse estratos arenosos sueltos, bolos
de roca de diferentes orígenes de hasta 0,50 m de diámetro en los depósitos aluviales
gruesos, mientras que en los depósitos aluviales consolidados se podrían presentar
unidades rocosas de mayor magnitud en forma de conglomerados. Así mismo, se
deberá tener en cuenta las presiones hidrostáticas ya que se esperaría un nivel de
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aguas freáticas a los 5 m de profundidad en promedio, medidos desde la superficie del
terreno.
7.2
ZANJA
La instalación de tuberías por medio de excavación de zanjas se aplicará en 50 m de
longitud aproximadamente. De acuerdo al perfil estratigráfico se tiene que este tipo de
excavación se realizará principalmente sobre llenos antrópicos y depósitos aluviales
finos recientes los cuales cuentan con cohesión que ayuda a mantener estables las
paredes.
Para este tipo de tecnología se hacen las siguientes recomendaciones:
 Por ser un método de excavación a cielo abierto donde hay llenos
heterogéneos y pueden haber fugas de agua se deberá prever el uso de
entibado de madera (tablas, tacos y puntales).
 Tener en cuenta las especificaciones de los productores con relación a la deflexión
máxima que permite la tubería.
 Es necesario que la excavación y la cimentación de la tubería se realicen según las
especificaciones de las Empresas Públicas de Medellín (EPM). Dentro de las
cuales se destacan las siguientes:
o
o
o
o
o
o
Especificación 200Excavaciones y Llenos
Especificación 201Excavaciones
Especificación 202Entibados en madera
Especificación 204Llenos compactados.
Especificación 700Instalación de tuberías.
Especificación 800Instalación de tuberías.
 Para la instalación de la tubería:
- El material de relleno inicial cumplirá con la especificación NEGC 204 o ASTM
tipo II, III o IV compactado al 90% de la densidad seca máxima obtenida en
el ensayo Proctor Modificado.
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- El material de relleno final tanto para andén, zona verde o pavimento, será
material seleccionado proveniente de la excavación o en su defecto material
de préstamo.
- El material de la cimentación cumplirá con la especificación ASTM tipo I o
material granular Ø1/4” a Ø11/2”.
 Cálculo de Presiones Laterales del Suelo
Para garantizar la estabilidad de las paredes de las excavaciones mayores a 1,50 m se
debe calcular la presión lateral del suelo.
La presión lateral del suelo se calcula haciendo uso de la distribución de presiones de
Terzaghi y Peck (1967) como se muestra en la Figura 11; y para el cálculo del
coeficiente de presión activa (Ka) se utiliza la teoría de Rankine.
Figura 11. Distribución de presiones sobre Entibados
Donde:
Ø = Ángulo de fricción
 = Peso específico del suelo
H = Altura de la excavación
Ka = Coeficiente de presión activa
R = Resultante por metro lineal de longitud
Pm = Presión máxima lateral
Presión máxima = 0,65*Ka*ɣ*H
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En la Tabla 9 se estimaron presiones laterales para diferentes alturas típicas.
Tabla 9. Estimación de presiones para el cálculo de entibados
Ƴ (t/m3)
φ
ka
H (m)
Pm (KN/m2)
R (KN/m)
1,9
20
0,49
1,5
9
14
1,9
20
0,49
2
12
24
1,9
20
0,49
3
18
54
1,9
20
0,49
4
24
97
1,9
20
0,49
5
30
151
1,9
20
0,49
6
36
218
1,9
20
0,49
7
42
297
1,9
20
0,49
8
48
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Los llenos antrópicos pueden clasificarse como de pobres condiciones
geotécnicas, de alta permeabilidad y eventualmente como materiales difíciles
de excavar. No obstante, sus parámetros tienden a incrementarse con la
profundidad debido al mayor confinamiento de los mismos.
 Los depósitos aluviales finos presentan bajas permeabilidades y en general
capacidades de soporte medias que tienden a incrementarse con la
profundidad.
 El depósito aluvial con materia orgánica corresponde a materiales de pobres
condiciones geotécnicas, con bajas permeabilidades y de fácil excavabilidad
ya que presenta una consistencia media a blanda.
 El depósito aluvial grueso puede ofrecer una dificultad para realizar
excavaciones. Estos materiales presentan altas permeabilidades y son más
duros y compactos.
 Los imprevistos que puedan presentarse para la intervención de tuberías con
zanja, por ser un método de excavación a cielo abierto, deben ser manejados
durante construcción previendo el uso de entibados y bombeo.
 Respecto a la tecnología de Microtunelación, se considera que esta no
ofrecerá inconvenientes importantes al suelo circundante a la excavación ni a
las estructuras vecinas ya que se contempla la instalación inmediata de las
tuberías las cuales servirían de soporte para la excavación.
 Al momento de seleccionar el equipo microtunelador se deberá tener en
cuenta que el trazado contempla la excavación de depósitos aluviales
arenosos, aluviales gruesos sueltos los cuales podrían ofrecer una dificultad
para realizar la excavación.
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9. LIMITACIONES
Las recomendaciones ofrecidas en el presente estudio están basadas en los resultados
de las investigaciones de campo y de laboratorio y en los análisis de ingeniería
anteriormente descritos. Si durante la construcción del proyecto llegaran a presentarse
condiciones diferentes a las enunciadas y asumidas como típicas, o surgiese alguna
dificultad imprevista, esta situación deberá informársenos oportunamente para evaluar
el asunto y hacer los ajustes pertinentes.
Se pone de manifiesto que la ingeniería, incluyendo la ingeniería geotécnica y
geológica, es una profesión que puede garantizar medios, más no resultados. Esto
significa que el deber del ingeniero es aplicar la “buena práctica profesional”, haciendo
el mejor esfuerzo razonable en términos de recursos y de la aplicación del
conocimiento para proponer soluciones a los problemas ingenieriles que enfrenta. En
todo caso la naturaleza es aleatoria en cuanto a la intensidad y frecuencia en la
ocurrencia de los fenómenos, por lo que el ingeniero puede estimar más no predecir la
ocurrencia de los eventos naturales que pueden afectar una obra de ingeniería.
En consecuencia, a pesar de que en este estudio se aplicó la “buena práctica
profesional” se recomienda adquirir una póliza de seguros de bienes, para proteger la
inversión que se realice en este proyecto.
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ANEXO 3 DESCRIPCIÓN DE LAS PERFORACIONES Y LOS APIQUES DE LAS
EXPLORACIONES EJECUTADAS
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ANEXO 4 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO 5 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS. VALORES DETALLADOS DE RESISTENCIA A LA
PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT
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ANEXO 8 MUESTREO Y ANÁLISIS DE AGUA CRUDA
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
I 2213-ALC-F02-DD11-AN-R00
51
DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN
DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO
PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO
ANEXO 9 RESUMEN DE RESULTADOS DE ENSAYOS
PARA MICROTÚNELES
INFORME DISEÑO DETALLADO - PROYECTO 11
Agosto 2013
I 2213-ALC-F02-DD11-AN-R00
69
HUME
DAD
NATU
RAL
(%)
ESCLERÓMETRO
-
-
24,6
18,53
-
-
26,1
20,56
-
-
22,4
19,3
37,96
P-MIC-01
P-MIC-01
P-MIC-01
P-MIC-01
9
12
17
1
4,95-5,45
7,55-8,00
10,985-11,45
15,90
P-MIC-01
2
P-MIC-01
53,5
62,6
39,1
72
75
45
32
40
23
ÍNDICE DE
PLASTICI
DAD
(%)
PASA
# 200
(FI
NOS)
(%)
PROFUNDI
DAD
(m)
P-MIC-01-02
P-MIC-03-04-0506
P-MIC-07-08-09
P-MIC-07-08
LÍMITE
PLÁSTI
CO
(%)
DE #4 A
#200
(ARE
NA)
(%)
MUES
TRA
NÚMER
O
SONDEO
LÍMITE
LÍQUI
DO
(%)
RETENI
DO # 4
(CASCA
JO)
(%)
ABRA
SIÓN
40
35
22
0,9
31,9
0
17,5
5,2
25,62
81,6
63,0
74,38
CALSIFICA
GRU
CIÓN AASHTO PO USCS
A-7-5 (20)
A-7-5 (20)
A-7-6 (16)
%
DESGASTE
SANI
DAD
(%)
REBOTE
R
RESISTEN
CIA A LA
COMPRE
SIÓN SIMPLE
(MPa)
RESISTEN
CIA A LA
TRACCIÓN
INDIRECTA
(MPa)
CH
MH
CL
RESISTEN
CIA A LA
COMPRE
SIÓN SIMPLE
(KPa)
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN TRIAXIAL
C
(KPa)


C'
(KPa)
'

PESO
ESPECÍFICO
72
13
64
20
2,7
59
22
52
25
2,7
2947
62
330185
21,60
49
14555
3
23,80
66
390240
P-MIC-01
4
24,30
62
330185
P-MIC-01
P-MIC-01
P-MIC-01
5
6
7
12,00
14,00
15,15
66
70
64
390240
P-MIC-01
P-MIC-01
P-MIC-01
8
1
17
15,25
17,45
10,95-11,45
41
9035
P-MIC-02
P-MIC-02
P-MIC-02
P-MIC-02
P-MIC-02
P-MIC-02
7
10
11
9
10
2
4,90-5,40
7,35-7,85
7,85-8,30
17,00
19,80
14,35
92,10
33,80
39,80
P-MIC-03
P-MIC-03
P-MIC-03
9
13
15
8,00-8,45
11,00-12,50
14,00-15,00
35,00
39,00
NP
NP
28,00
NP
NP
11,00
NP
NP
38,99
0,00
0,03
37,68
65,93
70,73
23,33
34,07
29,24
A-2-6 (0)
A-2-4 (20)
A-2-4 (20)
GM
SM
SM
P-MIC-04
P-MIC-04
7
12
4,95-5,45
9,15-9,60
21,60
57,00
31,00
64,00
24,00
37,00
7,00
27,00
0,00
2,24
64,27
26,15
35,73
71,61
A-4 (0)
A-7-5 (20)
SM
MH
P-MIC-05
P-MIC-05
P-MIC-05
9
16
11
5,90-6,35
12,45-13,95
13,90
49,40
46,00
NP
30,00
NP
16,00
NP
2,50
0,00
28,29
46,88
69,21
53,12
A-7-5 (11)
A-4 (20)
ML
ML
P-MIC-05
12
14,90
P-MIC-06
P-MIC-06
P-MIC-06
P-MIC-06
6
13
14
15
3,90-4,35
15,70
20,75
18,60
P-MIC-06
16
P-MIC-06
P-MIC-06
P-MIC-07
360210
12,60
111,00
43,00
49,00
52,00
28,00
33,00
59,00
15,00
16,00
0,00
5,06
13,47
1,60
38,95
32,55
98,40
55,99
53,98
A-7-5 (20)
A-7-6 (7)
A-7-5 (7)
MH
ML
ML
4386
61
46
300165
120±40
12,40
3097
27
4020
48
14050
61
70
66
300165
22,85
62
330185
17
3
22,70
17,50
59
265140
1
0,00-1,10
9,70
27,00
21,00
6,00
63,51
30,18
6,31
A-1-a (0)
GP-GC
390240
27,80
31,7
52
39
13
44,98
16,83
38,19
A-7-5 (2)
GM
P-MIC-07
P-MIC-07
P-MIC-07
2
4
5
1,10-1,55
2,05-2,50
2,50-2,95
28,4
25,1
40,1
57
39
42
38
29
28
19
10
14
39,84
39,08
23,39
24,46
42,38
46,55
35,7
18,54
30,06
A-7-5 (2)
A-2-4 (0)
A-2-7 (1)
GM
SM
SM
P-MIC-08
P-MIC-08
P-MIC-08
P-MIC-08
2
3
4
6
1,50-1,95
1,95-2,40
2,40-2,85
4,35-4,80
44,8
44
40,2
44,1
55
57
47
22
34
38
28
19
21
19
19
3
13,7
13,16
2,47
0
16,24
24,32
11,45
75,22
70,06
62,52
86,08
24,78
A-7-5 (16)
A-7-5 (12)
A-7-6 (19)
A-2-4 (0)
MH
MH
ML
SM
P-MIC-09
P-MIC-09
1
4
0,00-2,00
5,00-6,50
30
38,4
66
62
27
34
39
28
9,09
5,86
29,96
29,77
60,95
64,37
A-7-6 (20)
A-7-5 (18)
CH
MH
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