20-INFORME GEOTECNICO HOTEL MESA DE LOS SANTOS

ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL HOTEL MESA DE LOS
SANTOS MUNICIPIO DE PIEDECUESTA DEPARTAMENTO DE
SANTANDER
CLIENTE:
GRUPO EMPRESARIAL INCOMESA
ESTUDIO GEOTÉCNICO FINAL
VERSIÓN 0
8/06/2020
ING. ORLANDO OTERO RODRÍGUEZ
ING. SERGIO MARTÍNEZ CAMACHO
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TABLA DE CONTENIDO
1. GENERALIDADES ........................................................................................................ 6
OBJETIVO GENERAL ................................................................................................. 6
OBJETIVOS................................................................................................................. 6
2. ALCANCE ...................................................................................................................... 7
ORGANIZACIÓN DEL INFORME ................................................................................ 7
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS ............................................... 7
3. LOCALIZACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO.................................................................... 8
PROYECTO PLANTEADO .......................................................................................... 9
4. MODELO GEOLOGICO............................................................................................... 10
FORMACIÓN TAMBOR (KITA).................................................................................. 10
GEOLOGIA ESTRUCTURAL ..................................................................................... 11
4.2.1 Falla Bucaramanga ................................................................................................. 11
5. EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA, PRUEBAS DE CAMPO Y ENSAYOS DE
LABORATORIO ............................................................................................................... 12
6. ENSAYOS DE LABORATORIO ................................................................................... 18
ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN DEL SUELO ........................................................... 18
7. ANALISIS Y PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ............................................................ 19
FACTORES DE CORRECCIÓN DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR
(SPT) POR PERDIDAS DE ENERGÍA ............................................................................. 19
7.1.1 Factor de corrección de sobrecarga ........................................................................ 19
7.1.2 Factor de corrección por energía ............................................................................ 20
7.1.3 Factor de corrección por longitud de varillas ........................................................... 21
7.1.4 Factor de corrección por el diámetro de la perforación............................................ 21
7.1.5 Factor de corrección del revestimiento .................................................................... 21
7.1.6 Factor de corrección del bloque de impacto ............................................................ 22
7.1.7 Factor de corrección de la frecuencia del número de golpes................................... 22
7.1.8 Factor de corrección del amortiguador del martillo .................................................. 23
PERFIL ESTRATIGRÁFICO TÍPICO ......................................................................... 24
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PROPIEDADES DE LOS SUELOS ............................................................................ 25
7.3.1 Angulo de friccion ................................................................................................... 25
7.3.2 Modulo de elasticidad ............................................................................................. 25
8. PARÁMETROS SÍSMICOS ......................................................................................... 26
ZONIFICACIÓN SISMICA .......................................................................................... 26
DEFINICIÓN DEL TIPO DE PERFIL DEL SUELO ..................................................... 26
EFECTOS LOCALES ................................................................................................ 27
9. ANÁLISIS DE CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LOS SUELOS ........................ 28
SUELOS EXPANSIVOS ............................................................................................ 28
SUELOS COLAPSABLES ......................................................................................... 29
SUELOS LICUABLES ................................................................................................ 29
10. ANÁLISIS GEOTÉCNICO .......................................................................................... 32
CRITERIOS GEOTÉCNICOS .................................................................................. 32
CÁLCULOS Y RESULTADOS ................................................................................. 32
10.2.1 Estados límites de falla ......................................................................................... 32
10.2.2 Estados límites de servicio .................................................................................... 35
CAPACIDAD DE SOPORTE RECOMENDADA ....................................................... 38
10.3.1 Coeficiente de reacción del suelo o Modulo de Balasto ........................................ 40
11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 42
RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN .................................................. 42
11.1.1 Tipo de cimentación .............................................................................................. 42
11.1.2 Capacidad de soporte admisible ........................................................................... 42
11.1.3 Parámetros de diseño ........................................................................................... 43
ESTABILIDAD DE TALUDES .................................................................................. 43
COEFICIENTES DE PRESIÓN DE TIERRA ............................................................ 44
RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS ............................................................. 44
LIMITACIONES........................................................................................................ 45
FIRMA DE PROFESIONAL...................................................................................... 45
12. ANEXOS.................................................................................................................... 46
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LISTA DE ILUSTRACIONES
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Ilustración 1. Localización regional del área en estudio. .................................................... 8
Ilustración 2. Localización local del proyecto (Google Earth). ............................................ 9
Ilustración 3. Plano geológico del área en estudio. .......................................................... 10
Ilustración 4. Localización de la exploración ................................................................... 17
Ilustración 5. Caracterización geotécnica típica sondeo 1 y 2. ......................................... 24
Ilustración 6. Caracterización geotécnica típica sondeo 3 y 4. ......................................... 24
Ilustración 7. Valores de α para relación (L/B). ................................................................ 36
Ilustración 8. Capacidad de soporte a 2.0 metro de profundidad, factor de seguridad de 3,0
y relación de B/L igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento. ...... 39
Ilustración 9. Capacidad de soporte a 1.0 metro de profundidad, factor de seguridad de 3,0
y relación de B/L igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas. .................... 40
Ilustración 10. Modulo de Balasto para diferentes anchos de cimentación y relación L/B
igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento. ................................. 41
Ilustración 11. Modulo de Balasto para diferentes anchos de cimentación y relación L/B
igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas. ............................................... 41
LISTA DE FOTOGRAFÍA
Pág.
Fotografía 1. Sondeo 1 donde se proyecta el tanque. ...................................................... 12
Fotografía 2. Sondeo 2 donde se proyecta la PTAR. ....................................................... 14
Fotografía 3. Sondeo 3 donde se proyectan las pesebreras. ........................................... 15
Fotografía 4. Sondeo 4 donde se proyectan las bodegas. ............................................... 16
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Registro de exploración sondeo 1. ..................................................................... 13
Tabla 2. Registro de exploración sondeo 1A. ................................................................... 13
Tabla 3. Registro de exploración sondeo 2. ..................................................................... 14
Tabla 4. Registro de exploración sondeo 3. ..................................................................... 15
Tabla 5. Registro de exploración sondeo 4. ..................................................................... 16
Tabla 6. Resumen de ensayos de laboratorio de clasificación. ........................................ 18
Tabla 7. Factores de Corrección de Sobrecarga. ............................................................. 20
Tabla 8. Factor de corrección por longitud de las varillas. ................................................ 21
Tabla 9. Factor de corrección por el diámetro de la perforación. ...................................... 21
Tabla 10. Factores de corrección del revestimiento. ........................................................ 22
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Tabla 11. Factor de corrección según el bloque de impacto. ........................................... 22
Tabla 12. Factor de corrección del amortiguador del martillo. .......................................... 23
Tabla 13. Factor de corrección del amortiguador del martillo. .......................................... 25
Tabla 14. Clasificación de los perfiles de suelo. ............................................................... 26
Tabla 15. Valores del coeficiente Fa, para la zona de periodos cortos del espectro. ....... 27
Tabla 16. Valores del coeficiente Fv , para la zona de períodos intermedios del espectro.
........................................................................................................................................ 27
Tabla 17. Clasificación de suelos expansivos. ................................................................. 28
Tabla 18. Factor de escala de magnitud .......................................................................... 31
Tabla 19. Capacidad de soporte por método de falla de rotura para una profundidad de
cimentación de 2.0 m, factor de seguridad de 3,0 y relación de L/B igual a 3.0. Zona 1.
Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento. ................................................................ 34
Tabla 20. Capacidad de soporte por método de falla de rotura para una profundidad de
cimentación de 1.0 m, factor de seguridad de 3,0 y relación de L/B igual a 1.0. Zona 2.
Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas. .............................................................................. 35
Tabla 21. Asentamientos inmediatos para diferentes anchos de cimentación y profundidad
de desplante de 2.0 m y L/B igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de
tratamiento....................................................................................................................... 37
Tabla 22. Asentamientos inmediatos para diferentes anchos de cimentación y profundidad
de desplante de 1.0 m y L/B igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas. .. 38
Tabla 23. Capacidad de soporte a 2.0 metro de profundidad, factor de seguridad de 3,0 y
relación de L/B igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento. ........ 39
Tabla 24. Capacidad de soporte a 1.0 metro de profundidad, factor de seguridad de 3,0 y
relación de L/B igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas........................ 40
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1. GENERALIDADES
OBJETIVO GENERAL
El presente informe tiene como objetivo la elaboración del estudio geotécnico que permita
definir las propiedades y condiciones del subsuelo con el fin de conocer y recomendar el
sistema de cimentación más conveniente para el proyecto: “ESTUDIO GEOTECNICO
PARA EL HOTEL MESA DE LOS SANTOS MUNICIPIO DE LOS SANTOS
DEPARTAMENTO DE SANTANDER”.
OBJETIVOS
-
Realizar la exploración del subsuelo y los ensayos de laboratorio.
-
Realizar el estudio de suelos con el objeto de investigar las características
geológicas, geotécnicas y las propiedades mecánicas de los suelos presentes en el
área del proyecto.
-
Recomendar la capacidad de soporte del suelo para el diseño de las estructuras
proyectadas en el área de estudio.
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2. ALCANCE
El presente estudio contempla todas las actividades necesarias para la realización del
estudio geotecnico para el Hotel Mesa de los Santos en el municipio de Los Santos
departamento de Santander.
ORGANIZACIÓN DEL INFORME
El informe se presenta organizado por capítulos de la siguiente manera:
1. El primer capitulo se enfoca en hacer una breve descripción del estudio realizado y
los objetivos del trabajo realizado.
2. En el segudo capitulo se enfoca en presentar una breve y concisa perspectiva de lo
que es el estudio realizado y una descripcion de las actividades realizadas.
3. Se presenta una localizacion del area en estudio.
4. Se realiza el modelo geologico de la zona en estudio.
5. Los resultados de la campaña de exploracion realizada para la caracterizacion
geotécnica del suelo.
6. Se realiza el analisis de los ensayos de laboratorio.
7. Se establecen los parametros geotecnicos.
8. Se proponen los parametros sismicos para el diseño estructural.
9. Se realiza el analisis de caracteristicas especiales de los suelos.
10. Se realiza el analisis geotecnico de la cimentación.
11. Conclusiones y recomendaciones.
12. Anexos.
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
1. Exploración de campo, mediante excavaciones manuales para la caracterización
geomecánica del terreno.
2. Caracterización geológica del terreno en el área de influencia del estudio.
3. Ensayos y análisis de laboratorio, interpretación y análisis de los resultados.
4. Recomendaciones para el proyecto.
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3. LOCALIZACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO
El municipio de los Santos se localiza a 62 kilómetros de la ciudad de Bucaramanga,
pertenece a la Provincia de Soto y se halla ubicado al Oriente del Departamento de
Santander, conformado por 15 Veredas subdividida en 28.
Los principales ríos que conforman la red hidrográfica de la zona son: Chicamocha y
Sogamoso, los cuales pertenecen a la Gran Cuenca del Magdalena.
El municipio de los Santos, es una zona de escasa cobertura vegetal, es por esta razón que
en época de verano la mayoría de las quebradas permanecen secas, y alguna solo son
canales naturales de drenaje que únicamente transportan caudal en el momento en que se
presenta la lluvia.
Ilustración 1. Localización regional del área en estudio.
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Ilustración 2. Localización local del proyecto (Google Earth).
PROYECTO PLANTEADO
Se proyecta la construcción de un tanque de almacenamiento, una planta de tratamiento
de agua, pesebreras y bodegas para el hotel mesa de Los Santos en el municipio de Los
Santos - Santander.
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4. MODELO GEOLOGICO
De acuerdo con el mapa geológico del Cuadrángulo H12 de Bucaramanga realizado por el
Ingeominas en el 1997, el área en estudio se encuentra localizada sobre rocas
sedimentarias de la formación tambor (Kita).
FORMACIÓN TAMBOR (KITA)
Está compuesta por niveles bien definidos de cuarzoareniscas de grano muy grueso a fino,
con superficies de oxidación, intercaladas con lodolitas silíceas, fisiles, de color gris hacia
el contacto superior que es concordante con la formación Rosablanca. Por otro lado, se
observan niveles de areniscas oscuras, con algún aporte de tipo carbonáceo. La Formación
Tambor se encuentra afectada por un juego de fallas de tipo normal, colocando bloques
unos encima de otros que definen una repetición de la secuencia.
Ilustración 3. Plano geológico del área en estudio.
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GEOLOGIA ESTRUCTURAL
El nororiente colombiano de Los Andes es un territorio geológicamente complejo y
tectónicamente dinámico; su conformación está relacionada con la interacción de las placas
tectónicas Nazca, Caribe y Suramérica. El área de Santander por encontrarse dentro de
este dominio, despierta gran interés y genera discusiones sobre su origen y su
conformación geológica.
El Departamento de Santander se encuentra localizado en una región tectónica compleja y
dinámica, que representa a una zona de influencia entre los límites de las placas tectónicas
del Caribe y la Suramericana, conocida como bloque Andes del Norte o bloque Norandino
en los trabajos de Kellogg (1984); Case, et al. (1984); Kellogg, et al. (1985); James (1985)
y Boinet (1985), entre otros. Para la caracterización tectónica del territorio de Santander se
ha subdividido en tres provincias tectónicas como son la del Macizo de Santander, que está
conformada por los bloques de Floresta,Cucutilla, Pamplona y de Ocaña; la del Valle Medio
del Magdalena, y la de la Cordillera Oriental, de conformidad con el esquema tectónico,
presentado por Clavijo, et al. (1993).
4.2.1 Falla Bucaramanga
Esta estructura pertenece al sistema de falla Santa Marta – Bucaramanga, cruza por el
borde oriental del casco urbano de Bucaramanga, sirviendo de límite entre el Macizo de
Santander y los depósitos Cuaternarios sobre los que está situada la ciudad. La falla en su
mayor extensión pone en contacto rocas ígneo - metamórficas Precámbricas (Neis de
Bucaramanga) y Paleozoicas, del Macizo de Santander, con rocas sedimentarias del
Mesozoico-Cenozoico. Se ha calculado un levantamiento del orden de 2.000 m del bloque
oriental de la falla con respecto al bloque occidental, y desplazamientos verticales de más
de 20 m en depósitos de flujos de escombros en la zona de Bucaramanga. Cerca de
Bucaramanga, el fallamiento de rumbo es transferido a fallas inversas del tipo "cola de
caballo", tales como las fallas el Carmen, Suárez y Boyacá, entre otras. La falla de
Bucaramanga se distingue perfectamente en imágenes de satélite, desde el cerro
Jurisdicciones hasta su terminación en la Falla Soapaga. Los indicios neo tectónicos de
mayor contundencia, distribución y preservación se presentan entre Curos y el Cerro
Jurisdicciones. Al suroeste de Curos no se detectan indicios de forma clara, debido a la
disminución de la tasa de actividad de la falla en dicho sector.
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5. EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA, PRUEBAS DE CAMPO Y ENSAYOS DE
LABORATORIO
La exploración de campo consiste en la ejecución de apiques, trincheras, perforación o
sondeo con muestreo o sondeos estáticos o dinámicos, u otros procedimientos
exploratorios reconocidos en la práctica, con el fin de conocer y caracterizar el perfil del
subsuelo afectado por el proyecto, ejecutar pruebas directas o indirectas sobre los
materiales encontrados y obtener muestras para la ejecución de ensayos de laboratorio.
(H.3.2.2 – Titulo H – NSR – 10).
Teniendo en cuenta las características del proyecto a desarrollar en el área de estudio y
con el fin de determinar la estratigrafía del terreno, se llevó a cabo una campaña de
exploración del subsuelo, la cual consistió en la ejecución de perforaciones directas con
equipo mecánico y ensayos de laboratorio.
Se proyectaron cuatro (4) sondeos distribuidos en el área en estudio.
Fotografía 1. Sondeo 1 donde se proyecta el tanque.
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Tabla 1. Registro de exploración sondeo 1.
REGISTRO DE SONDEOS - ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR
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LOCALIZACION
PROYECTO
FECHA
29 DE MAYO 2020
Penetración
Estandar - N. Golpes
Prof (m)
De
A
Muestra
MESA DE LOS SANTOS
SONDEO No
Avance
(m)
REC
(m)
1
DESCRIPCION
6"
12"
18"
No
Tipo
0.00 0.45
1
1
1
1
SPT
0.45
0.40 Material areno limoso de color negro, con
0.45 0.80
1
30R
2
SPT
0.35
0.35
Profundidad de nivel freático:
Operador
Supervisor
No presenta
Christian Bohorquez
Alfredo Pinzón
alto contenido de materia organica; los
ultimos 12 cm cambia a un saprolito con
material arenoso de color amerillo clao a
blanco.
Coordenadas superficie del terreno:
Norte
1256208
Este
1115681
Tabla 2. Registro de exploración sondeo 1A.
REGISTRO DE SONDEOS - ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR
PONY PARQUE - HOTEL MESA CLIENTE
DE LOS SANTOS
LOCALIZACION
PROYECTO
FECHA
29 DE MAYO 2020
Penetración
Estandar - N. Golpes
Prof (m)
De
A
Muestra
SONDEO No
Avance
(m)
REC
(m)
MESA DE LOS SANTOS
1a
DESCRIPCION
6"
12"
18"
No
Tipo
0.00 0.45
1
1
1
1
SPT
0.45
0.39 Material areno limoso de color negro, con
0.45 0.80
1
45R
2
SPT
0.35
0.35
alto contenido de materia organica; los
ultimos 18 cm cambia a un saprolito con
material arenoso de color amarillo claro a
blanco.
Profundidad de nivel freático:
No presenta
Coordenadas superficie del terreno:
Operador
Christian Bohorquez
Norte
Supervisor
Alfredo Pinzón
Este
Observaciones: Este sondeo se realizao a 60 cm del sondeo 1 para verificar perfil estratigrafico.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Fotografía 2. Sondeo 2 donde se proyecta la PTAR.
Tabla 3. Registro de exploración sondeo 2.
REGISTRO DE SONDEOS - ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR
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DE LOS SANTOS
LOCALIZACION
PROYECTO
FECHA
29 DE MAYO 2020
Prof (m)
De
A
Penetración
Estandar - N. Golpes
Muestra
SONDEO No
Avance
(m)
REC
(m)
0.45
6"
12"
18"
No
Tipo
0.00 0.45
1
1
1
1
SPT
0.45
0.45 0.90
1
1
1
2
SPT
0.45
0.90 1.35
1
1
1
3
SPT
0.45
1.35 1.80
1
1
22
4
SPT
0.45
MESA DE LOS SANTOS
2
DESCRIPCION
Material de relleno, compuesto por arena
fina a media de color marron claro a
0.45
oscuro, saturado, suelto. Los ultimos 15 cm
0.45 aparese un saprolito de arena fina color
blanco.
0.45
Material de arena fina, color blanco,
deliznables, humedo, bien seleccionado.
Profundidad de nivel freático:
10 cm
Coordenadas superficie del terreno:
Operador
Chistian Bohorquez
Norte
1256104
Supervisor
Alfredo Pinzón
Este
1115584
Observaciones: el punto de muestreo se encuentra aproximadamente a 10 m de un lago.
1.80 1.90 35R
5
SPT
0.10
0.06
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Fotografía 3. Sondeo 3 donde se proyectan las pesebreras.
Tabla 4. Registro de exploración sondeo 3.
REGISTRO DE SONDEOS - ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR
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DE LOS SANTOS
LOCALIZACION
PROYECTO
FECHA
29 DE MAYO 2020
Prof (m)
De
A
0.00 0.45
Penetración
Estandar - N. Golpes
Muestra
SONDEO No
Avance
(m)
REC
(m)
MESA DE LOS SANTOS
3
DESCRIPCION
6"
12"
18"
No
Tipo
3
2
20
1
SPT
0.45
0.37 Material de relleno compactado, arenoso
2
SPT
0.15
0.15
0.45 0.60 30R
Profundidad de nivel freático:
Operador
Supervisor
No presenta
Christian Bohorquez
Alfredo Pinzón
con un porcentaje de limos, color ocre,
despues de los 35 cm se encuentra un
saprolito de roca tipo arenisca de color
blanco.
Coordenadas superficie del terreno:
Norte
1256291.10
Este
1115506.64
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Fotografía 4. Sondeo 4 donde se proyectan las bodegas.
Tabla 5. Registro de exploración sondeo 4.
REGISTRO DE SONDEOS - ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR
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DE LOS SANTOS
LOCALIZACION
PROYECTO
FECHA
29 DE MAYO 2020
Prof (m)
De
A
Penetración
Estandar - N. Golpes
Muestra
SONDEO No
Avance
(m)
REC
(m)
6"
12"
18"
No
Tipo
0.00 0.45
2
3
3
1
SPT
0.45
0.45
0.45 0.75
2
5
35
2
SPT
0.45
0.45
0.90 0.90
R
SPT
0.00
0.00
Profundidad de nivel freático:
Operador
Supervisor
No presenta
Christian Bohorquez
Alfredo Pinzón
MESA DE LOS SANTOS
4
DESCRIPCION
Material de relleno compactado, arenoso
con un porcentaje de limos, color ocre.
en los ultimos 10 cm se encuentra
saprolito de arenisca color blanco.
Coordenadas superficie del terreno:
Norte
1256258.60
Este
1115511.21
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Ilustración 4. Localización de la exploración
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6. ENSAYOS DE LABORATORIO
De las exploraciones geotécnicas realizadas se tomaron las muestras más representativas
para realizar ensayos de clasificación, tales como humedades, granulometrías y límites de
consistencia con el fin de establecer la caracterización de los suelos de fundación.
ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN DEL SUELO
A continuación, se presentan los resultados de los ensayos de clasificación (S.U.C.S), para
cada uno de los sondeos ejecutados.
Tabla 6. Resumen de ensayos de laboratorio de clasificación.
Sondeo
Sondeo 1
Sondeo 2
Sondeo 3
Sondeo 4
Muestra
CLASF
SUCS
LL
IP
PPT %
HUM
200
%
16.28
1
SM
-
-
19.69
2
SM
-
-
29.97
11.2
1
SM
-
-
14.88
43.32
2
SM
-
-
23.94
25.17
1
SM
-
-
25.01
12.99
2
SM
-
-
24.72
13.15
1
SM
-
-
19.69
22.37
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7. ANALISIS Y PARÁMETROS GEOTÉCNICOS
A partir de los resultados de la exploración geotécnica, de los ensayos de laboratorio y de
la zonificación de las tres zonas características para el proyecto, se presenta a continuación
la caracterización geotécnica y la estimación de los parámetros geotécnicos de los
materiales encontrados.
FACTORES DE CORRECCIÓN DEL ENSAYO
ESTÁNDAR (SPT) POR PERDIDAS DE ENERGÍA
DE
PENETRACIÓN
Como una medida de corrección al ensayo de SPT por la pérdida de energía de todos los
diversos factores que existen, se propone corregir el número de golpes obtenidos en campo
al 60% de la energía de caída libre teórica del martillo por medio de las siguientes
ecuaciones:
𝑁60 = 𝑁𝑓𝑖𝑒𝑙𝑑𝐶𝐸 𝐶𝑅𝐶𝐵𝐶𝑆𝐶𝐴𝐶𝐵𝐹𝐶𝐶
𝑁1,60 = 𝑁𝑓𝑖el𝑑 𝐶𝑁𝐶𝐸𝐶𝑅𝐶𝐵𝐶𝑆𝐶𝐴𝐶𝐵𝐹𝐶𝐶
𝑁𝑓𝑖𝑒𝑙𝑑 = Numero de Golpes medidos en el campo.
𝐶𝑁 = Factor de corrección de sobrecarga
𝐶𝐸 = Factor de corrección por energía.
𝐶𝑅 = Factor de corrección por longitud de las varillas.
𝐶𝐵 = Factor de corrección por el diámetro de la perforación.
𝐶𝑆 = Factor de corrección del revestimiento.
𝐶𝐴 = Factor de corrección del bloque de impacto.
𝐶𝐵𝑆 = Factor de corrección de la frecuencia del número de golpes.
𝐶𝐶 = Factor de corrección del amortiguamiento del martillo.
7.1.1 Factor de corrección de sobrecarga
Con el propósito de comparar el número de golpes medidos a las diferentes profundidades,
estos deben ser ajustados a una presión de sobrecarga estándar de 1 atm de presión. La
resistencia a la penetración de materiales poco cohesivos depende fuertemente de la
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presión de confinamiento. Para las arenas, una ejecución del SPT a profundidades
superficiales, tendrá un número de golpes más bajo que para la ejecución del SPT a
grandes profundidades.
Multiplicando Nfield por CN, los efectos de la presión de confinamiento son compensados.
Tabla 7. Factores de Corrección de Sobrecarga.
En este estudio se trabajó con las ecuaciones de Skempton.
7.1.2 Factor de corrección por energía
El factor de corrección por energía es uno de los factores de corrección más importantes
que se utilizan. El objetivo de la aplicación de este factor de corrección es ajustar el número
de golpes para el valor que habría de ser medido si un martillo imparte el 60% de la energía
teórica que ha sido utilizada en la prueba.
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7.1.3 Factor de corrección por longitud de varillas
El factor de corrección por longitud de las varillas obedece principalmente a las perdidas
por energía que tiene la varilla por su extensión.
Tabla 8. Factor de corrección por longitud de las varillas.
Longitud de Varillas
Cr
< 10 pies
Seed et al. (1985)
0.75
10 – 13 pies
1.0
13 – 20 pies
1.0
20 – 30 pies
1.0
> 30 pies
1.0
Fuente: Tokimatsu, 1988.
7.1.4 Factor de corrección por el diámetro de la perforación
Este factor de corrección es utilizado cuando el diámetro de la perforación es mayor a 4.5
pulgadas, pues cuando esto ocurre hay una relajación de los esfuerzos del suelo y los
valores de N son más bajos de lo que en realidad podrían llegar a ser.
Tabla 9. Factor de corrección por el diámetro de la perforación.
Diámetro de perforación
2.5 a 4.5 Pulg.
CB
1.0
6 Pulg.
1,05
8 Pulg.
1.15
Fuente: Bowles, 1988.
En este estudio se trabajó con varillas de 2.5 pulgadas de diámetro, por esta razón para
nuestros análisis de corrección por longitud de las varillas tendremos un factor CB = 1.0.
7.1.5 Factor de corrección del revestimiento
Este factor de corrección se utiliza cuando él toma-muestras no tiene el revestimiento
interno y aumenta su diámetro de 1 1/2” a 1 3/8”. Al incrementar el diámetro se reduce la
fricción interna del penetrometro, lo cual hace que los valores sean mucho más bajos.
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Tabla 10. Factores de corrección del revestimiento.
Configuración del Muestreador
Penetrómetro estándar
Cs
1.0
U.S. Penetrómetro sin revestimiento
1,05
Fuente: Youd e Idriss, 1977
Para este proyecto se utilizaron varillas con revestimiento (con Liner), por esta razón para
nuestros análisis de corrección del revestimiento tendremos un factor Cs = 1.0.
7.1.6 Factor de corrección del bloque de impacto
El factor es utilizado para corregir la perdida de energía que se da cuando durante la
realización del ensayo de penetración, el martillo de impacto choca contra el bloque de
impacto que transmite la energía a las barras. Dicho martillo es metálico en la mayoría de
las ocasiones y usualmente puede variar en forma, tamaño y peso.
Tabla 11. Factor de corrección según el bloque de impacto.
Bloque de Impacto
Martillo
Anular
De Seguridad
Pequeño (4.4 lbs)
CA
0.85
Grande (26.5 lbs)
0.70
5.5 (lbs)
0.90
Fuente: Tokimatsu, 1988.
Para este proyecto se utilizó un martillo pequeño, razón por la cual el factor de corrección
es CA = 0.85.
7.1.7 Factor de corrección de la frecuencia del número de golpes
Este factor de corrección se encarga de medir la variación del número de golpes “N” que
puede ser afectada por la relación de la velocidad a la cual los golpes son aplicados a las
varillas.
Si la frecuencia de los golpes del martillo es de 30 – 40 golpes por minuto, el factor de
seguridad es Cbf = 1.0.
Para los sondeos realizados manualmente se contabilizó un total de 30 a 40 golpes por
minuto, razón por la cual para la corrección de numero de golpes de los sondeos manuales
tendremos un factor de Cbf= 1.0.
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7.1.8 Factor de corrección del amortiguador del martillo
Este factor de corrección es utilizado en algunos casos cuando se dispone de un bloque de
madera como amortiguador sobre la superficie del bloque de impacto para minimizar el
ruido causado por el golpeo. El amortiguador absorbe una parte de la energía del martillo
de golpeo y el número de golpes se incrementa.
Tabla 12. Factor de corrección del amortiguador del martillo.
Tipo de bloque amortiguador de madera dura
Ninguno
Cc
1.0
Nuevo
0.95
Usado
0.90
Fuente: Decourt, 1990.
En el desarrollo de los sondeos no se utilizó amortiguador, por esta razón para nuestros
análisis de corrección del número de golpes tendremos un factor Cc = 1.0.
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PERFIL ESTRATIGRÁFICO TÍPICO
De los resultados de los ensayos de campo, ensayos de laboratorio y teniendo en cuenta
las descripciones de la litoestratigrafía existente, se presentan a continuación el perfil típico
del área en estudio.
PERFIL ESTRATIGRAFICO TIPICO
N160 Golpes/pie
0
10
20
30
40
50
DESCRIPCION
0.0
0.2
0.4
Profundidad (m)
0.6
S1
0.8
S1A
1.0
S2
Material de relleno, compuesto por arena fina
a media de color marron claro a oscuro,
saturado, suelto. Los ultimos 15 cm aparese
un saprolito de arena fina color blanco.
1.2
1.4
1.6
Material de arena fina, color blanco,
deliznables, humedo, bien seleccionado.
Saprolito
1.8
2.0
Ilustración 5. Caracterización geotécnica típica sondeo 1 y 2.
PERFIL ESTRATIGRAFICO TIPICO
N160 Golpes/pie
0
10
20
30
40
50
DESCRIPCION
0.0
0.2
Material de relleno compactado, arenoso con
un porcentaje de limos, color ocre.
Profundidad (m)
0.4
0.6
S3
0.8
S4
1.0
1.2
Suelo areno limoso tipo saprolito de arenisca
de color blanco.
1.4
1.6
Ilustración 6. Caracterización geotécnica típica sondeo 3 y 4.
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PROPIEDADES DE LOS SUELOS
7.3.1 Angulo de friccion
Teniendo en cuenta las propiedades características de los suelos de la región, se
determinaron los valores de ángulo de fricción para el suelo de fundación identificado en la
exploración geotécnica a partir de las correlaciones realizadas al ensayo SPT.
El ángulo promedio para el estrato de fundación es de 32°.
7.3.2 Modulo de elasticidad
En relación a las correlaciones entre la resistencia a la penetración estándar y los módulos
elástico y módulos de corte, en la siguiente tabla se proporciona una correlación para Es
basado en el tipo de suelo y en función del N (SPT) que ha sido recomendada por la
AASHTO en 1996.
Tabla 13. Factor de corrección del amortiguador del martillo.
Tipo de suelo
Módulo elástico equivalente Es (kPa)
Limos, arenas limosas, mezclas ligeramente
cohesivas
400 (N1)60
Arena limpia fina a mediana y mezcla de limo y
arena
700 (N1)60
Arena cuarzosa y arena con gravas pequeñas
1000 (N1)60
Arena gravosa
1200 (N1)60
Para los suelos de fundación los cuales de acuerdo a las caracterizaciones geotécnicas
varían entre arcillas arenosas y teniendo en cuenta que el valor de N SPT corregido a nivel
de cimentación es 30, se propone la correlación 700(N1)60.
A partir de lo anterior se tiene que el módulo de elasticidad para los suelos a nivel de
cimentación es de 21000 Kpa.
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8. PARÁMETROS SÍSMICOS
ZONIFICACIÓN SISMICA
Con base en el Título A, del Código de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), se puede
establecer que el municipio de Los Santos se encuentra en una zona de riesgo sísmico
Alto. A continuación, se presentan los parámetros básicos necesarios para el diseño
sísmico de las estructuras:
-
Coeficiente de aceleración horizontal pico efectiva: Aa = 0.20
-
Coeficiente de velocidad horizontal pico efectiva vertical: Av = 0.25
DEFINICIÓN DEL TIPO DE PERFIL DEL SUELO
Según el artículo A.2.4.4 — DEFINICIÓN DEL TIPO DE PERFIL DE SUELO es C.
Tabla 14. Clasificación de los perfiles de suelo.
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EFECTOS LOCALES
Teniendo en cuenta el coeficiente de aceleración horizontal pico efectiva Aa y del tipo de
perfil de suelo, se definen los coeficientes de aceleración para periodos cortos e
intermedios, de acuerdo a las tablas A.2.4-3 y A.2.4-4 (Valores del coeficiente Fa, para la
zona de periodos cortos del espectro y valores del coeficiente Fv, para la zona de periodos
intermedios del espectro) de la NSR-10.
Tabla 15. Valores del coeficiente Fa, para la zona de periodos cortos del espectro.
Tabla 16. Valores del coeficiente Fv , para la zona de períodos intermedios del
espectro.
Teniendo en cuenta las anteriores tablas, el tipo de perfil del suelo y el coeficiente de
aceleración horizontal pico efectiva se presenta a continuación los valores de del coeficiente
Fa, para la zona de periodos cortos del espectro y valores del coeficiente Fv, para la zona
de periodos intermedios del espectro:


Coeficiente de aceleración – periodos cortos: Fa = 1.20
Coeficiente de aceleración – periodos intermedios: Fv = 1.60
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9. ANÁLISIS DE CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LOS SUELOS
Teniendo las propiedades mecánicas de los tipos de suelo y los parámetros sísmicos, se
realizó un análisis de las características especiales de los suelos identificados en las
exploraciones geotécnicas.
SUELOS EXPANSIVOS
El numeral H.9.1.1 de la NSR-10 menciona que una de las características especiales, que
todas las arcillas tienen, de una forma u otra, es la propiedad de contraerse cuando pierden
humedad y de expandirse cuando la ganan de nuevo según las condiciones ambientales.
Teniendo en cuenta las características físicas de los suelos del sitio se puede concluir que
la susceptibilidad a expansión es baja, debido a que en el análisis de los ensayos de
laboratorio se determinó que los suelos del área en estudio presentan una plasticidad baja
a nula, además teniendo en cuenta la tabla H.9.1.1 clasificación de los suelos expansivos
y comparándola con las características los materiales encontrados se concluye que no hay
suelos expansivos.
Tabla 17. Clasificación de suelos expansivos.
Potencial
de
expansión
Muy alto
Expansión (%)
media en
consolidómetro
bajo presión
vertical de 0.07
Kgf/cm2
> 30
Límite
líquido
LL, en
(%)
Límite de
contracción
en (%)
Índice
de
plasticid
ad IP, en
(%)
Porcentaje
de
partículas
menores a
una micra
(µ)
Expansión
libre EL en
(%), medida
en probeta
> 63
< 10
> 32
> 37
> 100
Alto
20 - 30
50 - 63
6 - 12
23 - 45
18 - 37
> 100
Medio
10 - 20
39 - 50
8 - 18
12 - 34
12 - 27
50 - 100
Bajo
< 10
< 13
> 13
< 20
< 17
< 50
Fuente: Reglamento Colombiano de Construcción Sismoresistente NSR-10.
De acuerdo a los sondeos realizados el área en estudio no presenta suelos con
características expansivas.
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SUELOS COLAPSABLES
Los suelos colapsables se identifican como aquellos depósitos formados por arenas y limos,
en algunos casos cementados por arcillas y sales (carbonato de calcio), que, si bien resisten
cargas considerables en su estado seco, sufren pérdidas de su conformación estructural,
acompañadas de severas reducciones en el volumen exterior cuando se aumenta su
humedad o se saturan.
La colapsabilidad de estos depósitos se identifica, cuando el volumen de vacíos iguala la
cantidad de agua en el punto del límite líquido. Para mayor cantidad de agua o menor
volumen de vacíos el depósito es inestable. La evaluación se puede hacer mediante la
siguiente formulación:
ɣ𝑑𝑐𝑟𝑖𝑡 =
ɣ𝑤
1
( ⁄𝐺𝑠) + 𝑤𝑙
Si
ɣ𝑑
ɣ𝑑𝑐𝑟𝑖𝑡
> 1 el suelo es estable o expansivo
Si
ɣ𝑑
ɣ𝑑𝑐𝑟𝑖𝑡
≤ 1 el suelo es colapsable
A partir de los ensayos de laboratorio y teniendo en cuenta las anteriores expresiones, se
determinó que los suelos del área en estudio no son colapsables.
SUELOS LICUABLES
“La licuación se refiere al fenómeno de la generación de grandes presiones de poro y
consecuente reducción de la resistencia de suelos granulares. Comúnmente el fenómeno
ocurre en los depósitos aluviales o fluviales de Holoceno en las profundidades no mayores
de 15m.
Licuación se define como la transformación del material granular del estado sólido al
licuado, como la consecuencia del incremento de las presiones de poro y de la reducción
de presiones efectivas. El incremento de las presiones de poro se induce por la tendencia
de materiales granulares a compactarse cuando se someten a las deformaciones de
cortante cíclicas. El cambio de estado ocurre con preferencia en suelos sueltos a
medianamente compactos, pobremente drenados, como son arenas limosas o gravas
confinadas o con sellos de materiales impermeables.” Por T. L. Youd, Member, ASCE, and
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I. M. Idriss, Fellow, ASCE, 2001. Traducción y comentarios Slobodan Zemva Tanasijevic,
2011.
Para evaluar la resistencia por licuación de suelo es necesario calcular dos variables:
La demanda sísmica que se espera en las capas de suelo durante un sismo de diseño,
expresada en términos de resistencia CSR (cyclic stress ratio).
La resistencia de suelo para oponerse a la licuación, expresado con CRR (cyclic resistance
ratio).
La relación de esfuerzos cíclicos (CSR) se determina con la siguiente ecuación:
La relación de resistencia cíclica (CRR7.5) para un sismo de magnitud de 7.5. Se determina
con la siguiente ecuación:
Esta ecuación es válida para los (N1)60 < 30. Para (N1)60≥ 30, los suelos granulares
limpios tienen el grado de compacidad demasiado alto para sufrir la licuación.
El criterio de evaluación de la resistencia por licuación basada en SPT es confiable, ya que
se lleva aplicando a largo de varios decenios. Estos criterios involucran la gráfica de la
relación de CSR con (N1)60. El (N1)60 representa el número de golpes normalizado al
esfuerzo vertical de 100kPa y a la energía del martillo con eficiencia de 60%.
El factor de seguridad contra licuación, FSL, se calculó para cada estrato licuable a fin de
cuantificar el potencial de licuación. Este factor de seguridad se define como:
Adicionalmente Seed H. B. & Idriss I. M. (1982) propone un factor de escala para diferentes
magnitudes de sismos.
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Tabla 18. Factor de escala de magnitud
5.5
Seed H. B. & Idriss
I. M. (1982)
1.43
6.0
1.32
6.5
1.19
7.0
1.08
7.5
1.00
8.0
0.94
8.5
0.89
Magnitud
Fuente: Seed H. B. & Idriss I. M. (1982).
Aunque en un sondeo se encontró nivel freático superficial, los suelos de fundación tienen
un valor del ensayo SPT mayor a 50 por lo cual se concluye que la probabilidad a que ocurra
la licuación es baja siempre y cuando se cimente en suelos competentes establecidos en
las conclusiones de este informe.
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10. ANÁLISIS GEOTÉCNICO
CRITERIOS GEOTÉCNICOS
De acuerdo a las características del proyecto y a las caracterizaciones geotécnicas
presentadas anteriormente, se presenta a continuación los análisis geotécnicos
correspondientes para determinar la profundidad de cimentación, tipo de cimentación,
capacidad admisible y recomendaciones generales para garantizar la estabilidad general
de las construcciones proyectadas.
En el diseño la cimentación se consideran los estados límite de falla del suelo de soporte y
de los elementos estructurales de la cimentación y los estados límites de servicio. De
acuerdo al numeral H.4.2.3 de la NSR-10, la capacidad admisible de diseño para la
cimentación deberá ser el menor valor entre el esfuerzo límite de falla (Véase H.4.2.1, NSR10), reducido por el factor de seguridad, y el que produzca asentamientos iguales a los
máximos permitidos (Véase H.4.8, NSR-10).
CÁLCULOS Y RESULTADOS
10.2.1 Estados límites de falla
El cálculo de la capacidad portante para condición de rotura, se realizó considerando la
resistencia del suelo y las recomendaciones de la Norma NSR-10.
Las ecuaciones utilizadas corresponden al principio general de la capacidad de carga
expuesta por Meyerhof. A continuación, se presentan la ecuación que se tuvo en cuenta en
el cálculo de la capacidad de soporte:
Método de Meyerhof (1963)
Meyerhof utiliza la siguiente ecuación para el cálculo de la capacidad de soporte.
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Factor de carga:
Factor de forma:
Factor de profundidad:
Teniendo las estructuras proyectadas, se recomienda diseñar la cimentacion para dos (2)
tipos de zonas:
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
Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.

Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
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Tabla 19. Capacidad de soporte por método de falla de rotura para una profundidad
de cimentación de 2.0 m, factor de seguridad de 3,0 y relación de L/B igual a 3.0.
Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
DATOS DE ENTRADA
Tipo de Suelo
ɣ1=
Փ=
C=
N60=
Limo
18
32
0
30
KN/m3
°
KN/m2
µ=
Nivel Freatico
D.F.
F.S.
L/B
0.35
0
2
3
2
m
m
Kp=
ɣ=
q=
B/L
Es=
3.25
8
16
0.5
21000
qult
(KN/m2)
qadm
(KN/m2)
qadm
(Ton/m2)
814
271
27
866
289
29
941
314
31
1024
341
34
KN/m2
KN/m2
KN/m2
ANALISIS DE RESISTENCIA AL CORTE
Ancho
B (m)
2.00
3.00
4.00
5.00
Factores de
Carga
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Factores de
Forma
Fcs=
1.33
Fqs=
1.31
Fsɣ=
0.80
Fcs=
1.33
Fqs=
1.31
Fsɣ=
0.80
Fcs=
1.33
Fqs=
1.31
Fsɣ=
0.80
Fcs=
1.33
Fqs=
1.31
Fsɣ=
0.80
Factores de
Profundidad
Fcd=
1.40
Fqd=
1.28
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.27
Fqd=
1.18
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.20
Fqd=
1.14
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.16
Fqd=
1.11
Fɣd=
1.0
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Tabla 20. Capacidad de soporte por método de falla de rotura para una profundidad
de cimentación de 1.0 m, factor de seguridad de 3,0 y relación de L/B igual a 1.0.
Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
DATOS DE ENTRADA
Tipo de Suelo
ɣ1=
Փ=
C=
N60=
Limo
18
32
0
30
µ=
Nivel Freatico
D.F.
F.S.
L/B
KN/m3
°
KN/m2
0.35
1
3
1
m
m
Kp=
ɣ=
q=
B/L
Es=
3.25
18
18
1.0
21000
qult
(KN/m2)
qadm
(KN/m2)
qadm
(Ton/m2)
1028
343
34
1047
349
35
1098
366
37
1161
387
39
KN/m2
KN/m2
KN/m2
ANALISIS DE RESISTENCIA AL CORTE
Ancho
B (m)
1.00
1.50
2.00
2.50
Factores de
Carga
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Nc=
35.49
Nq=
23.18
Nɣ=
30.21
Factores de
Forma
Fcs=
1.65
Fqs=
1.62
Fsɣ=
0.60
Fcs=
1.65
Fqs=
1.62
Fsɣ=
0.60
Fcs=
1.65
Fqs=
1.62
Fsɣ=
0.60
Fcs=
1.65
Fqs=
1.62
Fsɣ=
0.60
Factores de
Profundidad
Fcd=
1.40
Fqd=
1.28
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.27
Fqd=
1.18
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.20
Fqd=
1.14
Fɣd=
1.0
Fcd=
1.16
Fqd=
1.11
Fɣd=
1.0
10.2.2 Estados límites de servicio
De acuerdo al numeral H.4.8 los estados límite de servicio resultan del cálculo de
asentamientos inmediatos, por consolidación, los asentamientos secundarios y los
asentamientos por sismo. Las evaluaciones de los asentamientos se realizan empleando
parámetros de deformación obtenidos a partir de ensayos de laboratorio o correlaciones de
campo.
Los asentamientos totales calculados a 20 años se deben limitar a los siguientes valores:
E-mail: [email protected] - [email protected]
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46
a. Para construcciones aisladas 30 cm, siempre y cuando no se afecten la funcionalidad
de conducciones de servicios y accesos a la construcción.
b. Para construcciones entre medianeros 15 cm, siempre y cuando no se afecten las
construcciones e instalaciones vecinas.
Los asentamientos totales son la suma de asentamientos inmediatos, por consolidación y
secundarios, cuando estos últimos son importantes.
10.2.2.1 Análisis de asentamientos inmediatos
Para una cimentación superficial sometida a una fuerza neta por área unitaria igual qo, los
asentamientos inmediatos se determinan por la relación de poisson y el módulo de
elasticidad del suelo portante, µs y Es, respectivamente.
De acuerdo a Harr (1966) el asentamiento se expresa como:
𝑆𝑒 =
𝐵𝑞𝑜
(1 − µ2 )𝛼𝑟
𝐸𝑠
Dónde:
q0 = Intensidad de la presión de contacto
B= Mínima dimensión del área reactiva,
E e  = Parámetros elásticos del terreno.
Los valores de α para varias relaciones de longitud y ancho de cimentación (L/B), se
muestra a continuación:
Ilustración 7. Valores de α para relación (L/B).
A continuación, se presenta el cálculo de asentamientos inmediatos para los valores de
capacidad de carga obtenido en los estados límites de falla.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Tabla 21. Asentamientos inmediatos para diferentes anchos de cimentación y
profundidad de desplante de 2.0 m y L/B igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y
planta de tratamiento.
DATOS DE ENTRADA
Tipo de Suelo
ɣ1=
Փ=
C=
N60=
Limo
18
32
0
30
µ=
Nivel Freatico
D.F.
F.S.
L/B
KN/m3
°
KN/m2
0.35
0
2
3
2
m
m
Kp=
ɣ=
q=
B/L
Es=
3.25
8
16
0.5
21000
KN/m2
KN/m2
KN/m2
ANALISIS DE ASENTAMIENTOS INMEDIATOS
Calculo de Asentamientos Inmediatos
Ancho
B (m)
2.00
3.00
4.00
5.00
L/B
αr
(1-µ2)
q (KN/m2)
Se (m)
Se (cm)
2
1.25
0.9
271
289
314
341
0.028
0.045
0.066
0.089
2.84
4.53
6.55
8.91
Carga Max
(Ton)
217.2
519.8
1003.3
1706.5
Calculo de Asentamientos Inmediatos
Ancho
B (m)
2.00
3.00
4.00
5.00
L/B
αr
(1-µ2)
q (KN/m2)
Se (m)
Se (cm)
2
1.25
0.9
239
160
120
96
0.025
0.025
0.025
0.025
2.50
2.50
2.50
2.50
Carga Max
(Ton)
191.2
288.0
384.0
480.0
La zona 1 donde se proyecta la construcción de un tanque y una planta de tratamiento se
tiene que la capacidad de carga admisible de 10 ton/m2 para un ancho de cimentación de
hasta 5.0 metros el asentamiento máximo inmediato teórico esperado es de 2.50 cm.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Tabla 22. Asentamientos inmediatos para diferentes anchos de cimentación y
profundidad de desplante de 1.0 m y L/B igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4
Pesebreras y bodegas.
DATOS DE ENTRADA
Tipo de Suelo
ɣ1=
Փ=
C=
N60=
Limo
18
32
0
30
µ=
Nivel Freatico
D.F.
F.S.
L/B
KN/m3
°
KN/m2
0.35
1
3
1
m
m
Kp=
ɣ=
q=
B/L
Es=
3.25
18
18
1.0
21000
KN/m2
KN/m2
KN/m2
ANALISIS DE ASENTAMIENTOS INMEDIATOS
Calculo de Asentamientos Inmediatos
Ancho
B (m)
1.00
1.50
2.00
2.50
L/B
αr
(1-µ2)
q (KN/m2)
Se (m)
Se (cm)
1
1
0.9
343
349
366
387
0.014
0.022
0.031
0.040
1.43
2.19
3.06
4.04
L/B
αr
(1-µ2)
q (KN/m2)
Se (m)
Se (cm)
1
1
0.9
598
399
299
239
0.025
0.025
0.025
0.025
2.50
2.50
2.50
2.50
Carga Max
(Ton)
34.3
78.6
146.4
241.8
Calculo de Asentamientos Inmediatos
Ancho
B (m)
1.00
1.50
2.00
2.50
Carga Max
(Ton)
59.8
89.8
119.6
149.4
La zona 2 donde se proyecta la construcción de las pesebreras y las bodegas se tiene que
la capacidad de carga admisible de 24 ton/m2 para un ancho de cimentación de hasta 2.50
metros el asentamiento máximo inmediato teórico esperado es de 2.50 cm.
CAPACIDAD DE SOPORTE RECOMENDADA
De acuerdo al numeral H.4.2.3 de la NSR-10, la capacidad admisible de diseño para la
cimentación deberá ser el menor valor entre el esfuerzo límite de falla (Véase H.4.2.1, NSRE-mail: [email protected] - [email protected]
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10), reducido por el factor de seguridad, y el que produzca asentamientos iguales a los
máximos permitidos (Véase H.4.8, NSR-10).
Tabla 23. Capacidad de soporte a 2.0 metro de profundidad, factor de seguridad de
3,0 y relación de L/B igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de
tratamiento.
Ancho
2.00
3.00
4.00
5.00
Estados Limites de Falla (Kn/m2) Estados Limites de Servicio (Kn/m2)(Asentamiento 2,54cm)
271
239
289
160
314
120
341
96
Ancho de Cimentacion (B)
5.50
5.00
4.50
Estados Limites de Falla
(Kn/m2)
4.00
3.50
Estados Limites de Servicio
(Kn/m2)(Asentamiento
2,54cm)
3.00
2.50
2.00
0
100
200
300
400
Capacidad de Soporte (KN/m²)
Ilustración 8. Capacidad de soporte a 2.0 metro de profundidad, factor de seguridad
de 3,0 y relación de B/L igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de
tratamiento.
Teniendo en cuenta lo anterior y los análisis de los estados límites de falla y de servicio
calculados, se recomienda cimentar a 2.0 metros de profundidad con una capacidad
admisible no mayor a 10.0 ton/m2 en la Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de
tratamiento.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Tabla 24. Capacidad de soporte a 1.0 metro de profundidad, factor de seguridad de
3,0 y relación de L/B igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
Ancho
1.00
1.50
2.00
2.50
Estados Limites de Falla (Kn/m2) Estados Limites de Servicio (Kn/m2)(Asentamiento 2,54cm)
343
598
349
399
366
299
387
239
Ancho de Cimentacion (B)
3.00
2.50
2.00
Estados Limites de Falla
(Kn/m2)
1.50
1.00
Estados Limites de Servicio
(Kn/m2)(Asentamiento
2,54cm)
0.50
0.00
200
300
400
500
600
700
Capacidad de Soporte (KN/m²)
Ilustración 9. Capacidad de soporte a 1.0 metro de profundidad, factor de seguridad
de 3,0 y relación de B/L igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
Teniendo en cuenta lo anterior y los análisis de los estados límites de falla y de servicio
calculados, se recomienda cimentar a 1.0 metro de profundidad con una capacidad
admisible no mayor a 24.0 ton/m2 en la Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
10.3.1 Coeficiente de reacción del suelo o Modulo de Balasto
El módulo de balasto es una magnitud asociada a la rigidez del terreno.
Se mide aplicando una carga vertical sobre una superficie y midiendo el asentamiento a
partir de la carga aplicada.
Donde=
E-mail: [email protected] - [email protected]
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F es la fuerza vertical aplicada.
A el área de la superficie en contacto con el terreno donde se está aplicando la fuerza.
Δ es el asentamiento calculado a partir de la carga aplicada.
Modulo de Balasro (KN/m3)
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
Ancho de Cimentación B (m)
Ilustración 10. Modulo de Balasto para diferentes anchos de cimentación y relación
L/B igual a 2.0. Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
Modulo de Balasro (KN/m3)
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
1.00
1.50
2.00
2.50
Ancho de Cimentación B (m)
Ilustración 11. Modulo de Balasto para diferentes anchos de cimentación y relación
L/B igual a 1.0. Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
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11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El perfil estratigráfico del área en estudio, se caracteriza por presentar superficialmente
rellenos no competentes para la cimentación de las estructuras seguidos por suelos areno
limoso, los cuales garantizan la estabilidad de la obra.
RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN
11.1.1 Tipo de cimentación

Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
De acuerdo a las características de los suelos encontrados, las cargas proyectadas y los
asentamientos teóricos esperados, se recomienda cimentar las estructura por medio de
losas de cimentacion de anchos variables de entre 2.0 y 5.0 metros, siempre y cuando la
cimentación sea lo suficientemente rigida para minimizar los posibles efectos que puedan
generar los asentamientos esperados.

Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
De acuerdo a las características de los suelos encontrados, las cargas proyectadas y los
asentamientos teóricos esperados, se recomienda cimentar las estructura por medio de
zapatas aisladas y/o corridas de anchos variables de entre 1.0 y 2.50 metros, siempre y
cuando la cimentación sea lo suficientemente rigida para minimizar los posibles efectos que
puedan generar los asentamientos esperados.
Las placas de contrapiso proyectadas en los diferentes sectores, se deben apoyar sobre
una capa de material granular de 10cm (mínimo) y deben tener malla reforzada para
controlar los agrietamientos en los pisos, se deben diseñar para resistir flexión y deben ser
independientes de las vigas de cimentación.
11.1.2 Capacidad de soporte admisible

Zona 1. Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
Para el diseño se recomienda utilizar una presión admisible de trabajo no mayor a 10.0
ton/m2 para cimientos con anchos variables entre 2.0 y 5.0 metros y una profundidad
mínima de 2.0 metros desde el nivel actual del terreno.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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Si se requiere se pueden realizar recuperaciones en concreto ciclópeo para alcanzar la
profundidad minima de cimentación.

Zona 2. Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
Para el diseño se recomienda utilizar una presión admisible de trabajo no mayor a 24.0
ton/m2 para cimientos con anchos variables entre 1.0 y 2.50 metros y una profundidad
mínima de 1.0 metros desde el nivel actual del terreno.
11.1.3 Parámetros de diseño
-
Nivel freático:
Superficial en la zona 1 Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento. En la zona 2
Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas no apareció.
-
Peso volumétrico: 1.8 Ton/m3
-
Capacidad de soporte admisible:
10.0 ton/m2 zona 1 Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
24.0 ton/m2 zona 2 Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
-
Profundidad de cimentación:
2.0 metros desde el nivel de terreno actual zona 1 Sondeos 1 y 2 tanque y planta de
tratamiento.
1.0 metros desde el nivel de terreno actual zona 2 Sondeo 3 y 4 Pesebreras y
bodegas.
-
Ancho de cimentación:
Variable entre 2.0 y 5.0 metros zona 1 Sondeos 1 y 2 tanque y planta de tratamiento.
Variable entre 1.0 y 2.50 metros zona 2 Sondeo 3 y 4 Pesebreras y bodegas.
-
Perfil de suelo: De acuerdo al NSR-10 (Tabla A.2.4-1) el perfil recomendado para
diseño sísmico es C.
ESTABILIDAD DE TALUDES
Para garantizar la estabilidad de los taludes de excavación se recomienda que los taludes
se corten con pendientes menores o iguales a 0.5H:1.0V.
E-mail: [email protected] - [email protected]
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COEFICIENTES DE PRESIÓN DE TIERRA
Los coeficientes de presión de tierras recomendados son los siguientes:
K0= 1- sen Ø
Ka = (tan (45 - Ø/2))2
Kp = (tan (45+ Ø/2))2
Angulo de fricción: 32°
K0=0.47; Ka=0.31; Kp=3.25
RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

Como recomendación general y para evitar inconvenientes en la construcción de la
cimentación de las estructuras, se recomienda primero la adecuación del lote para
controlar el flujo de aguas que se acumulan producto de las lluvias.

Se recomienda construir inicialmente el alcantarillado para el manejo de las aguas
superficiales y así controlar el agua que se genere producto de la escorrentía.

Cubrir el terreno sobre el cual se proyectan las edificaciones con membranas
impermeables que impidan la filtración de agua hacia el subsuelo.

Se recomienda construir un sistema de filtros perimetral a la estructura a una
profundidad igual o mayor a la profundidad de cimentación recomendada en las zona
donde se encontró presencia de nivel freático.

Drenaje de las aguas de escorrentía — Debe proveerse un adecuado drenaje alrededor
de las estructuras por medio de pendientados perimetrales (2-10%), cunetas revestidas,
áreas pavimentadas y canalizaciones de las aguas lluvias.

Paisajismo e irrigación — Separar convenientemente las actividades de paisajismo,
relacionadas con irrigación de plantas y jardines, de las estructuras adyacentes.

Las losas de contrapiso deben resistir a la flexión y los muros de ladrillo se deben
reforzar con barras de acero.

No dejar las excavaciones expuestas a las infiltraciones de agua.

De igual forma se evitará la exposición prolongada de las excavaciones, a
intemperismos, para lo cual se recomienda programar las excavaciones de tal forma
que transcurra el menor tiempo posible entre su terminación y las operaciones de
E-mail: [email protected] - [email protected]
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mejoramiento proyectadas.

Entre los rellenos proyectados y el suelo de cimentación se recomienda la utilización de
geodren triplanar o similar que cumpla dos funciones esenciales, separación y drenaje.
Este geodren se traduce en una barrera para migración de partículas entre dos tipos de
suelo, facilitando la transmisión de agua.

Es muy importante la supervisión técnica de la obra durante la construcción, por parte
de un ingeniero civil – geotecnista, facultado según la ley 400 de la NSR-10, conforme
lo define el Título I.
LIMITACIONES
Las recomendaciones dadas en este informe corresponden al resultado de la evaluación
de las muestras y condiciones del subsuelo obtenidas de acuerdo con la Ingeniería de
suelos.
Pueden existir condiciones del subsuelo no encontradas en las perforaciones realizadas,
sin embargo, se considera que el alcance de los trabajos de campo es adecuado para definir
los parámetros y características de los suelos en el área de proyecto.
Si durante las etapas de diseño y construcción se encuentran condiciones del subsuelo
diferentes a las descritas como típicas en este informe, se debe dar aviso oportuno para
complementar la información incluida en estas conclusiones y recomendaciones.
FIRMA DE PROFESIONAL
Ing. Civil Orlando Otero Rodríguez
M.P. 68202 – 192646 de STDER
E-mail: [email protected] - [email protected]
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12. ANEXOS
E-mail: [email protected] - [email protected]
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