ESTUDIO SUELOS

Estudio de Suelos
DOS EDIFICACIONES DE DOS NIVELES
VEREDA MANGA ARRIBA, MUNICIPIO DE
GIRARDOTA
Propietarios: ÁLVARO RUEDA LEDESMA Y RAMÓN
ANTONIO LONDOÑO GIL
Ilustración 1, Lote
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
1
Tabla de contenido
2.
METODOLOGÍA ............................................................................................................................... 2
2.1
REVISIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN SECUNDARIA ............................................... 3
2.2
EVALUACIÓN GEOLOGÍA –................................................................................................... 3
2.3
EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA .............................................................................................. 3
2.4
ESTUDIO DE LABORATORIO ............................................................................................... 3
2.5
DISEÑO Y CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN....................................................................... 3
3.
CARACTERISTICAS DE LA ZONA Y EL PROYECTO..................................................................... 4
4.
EXPLORACIÓN DE CAMPO ............................................................................................................ 4
4.1
5.
RECUPERACIÓN DE MUESTRAS .......................................................................................... 5
CLASIFICACIÓN DE COMPLEJIDAD DEL PROYECTO. .............................................................. 9
5.1
6.
LOCALIZACIÓN DE las perforaciones. ................................................................................ 9
GEOMORFOLOGÍA DEL MUNICIPIO .......................................................................................... 10
2.1.1
Tabla 4.63. Perfil de meteorización TReC ....................................................................... 13
2.1.2
Tabla 4.64. Perfil de meteorización TRaM...................................................................... 16
6.1
7.
TIPO DE PERFIL DE SUELO .................................................................................................. 18
ESTRATIGRAFIA OBTENIDA POR S.P.T ...................................................................................... 18
7.1
PERFORACIÓN N°1 ................................................................................................................ 19
7.2
PERFORACIÓN N° 2 ............................................................................................................... 20
7.3
PERFORACIÓN N° 3 ................................................................................................................ 21
7.4
PERFORACIÓN N° 4............................................................................................................... 22
8.1
calculo de resistencia al corte no drenada basada en spt (Perforación n° 1) ................. 1
8.2
calculo de resistencia al corte no drenada basada en spt (Perforación n° 2) ................ 2
8.3
calculo de resistencia al corte no drenada basada en spt (Perforación n° 3) ................ 3
8.4
calculo de resistencia al corte no drenada basada en spt (Perforación n° 4) ................ 4
9.
10.
NIVEL FREÁTICO ...................................................................................................................... 1
EVALUACIÓN DE RESULTADOS Y RECOMENDACIONES..................................................... 1
10.1
10.1.1
RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN .......................................................................... 2
ESTIMATIVO DE CARGA ................................................................................................ 2
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
10.1.2
CIMENTACIÓN EN ZAPATAS AISLADAS...................................................................... 2
11.
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CON BASE EN EL ENSAYO DE
PENETRACION ESTANDAR .................................................................................................................... 3
12.
CALCULO DE ASENTAMIENTOS PARA ZAPATAS AISLADAS ........................................... 5
................................................................................................................................................................. 5
13.
PARÁMETROS SÍSMICOS...................................................................................................... 10
13.1
DISEÑO SISMO RESISTENTE NSR-10 ...................................................................................11
14.
RECOMENDACIONES GENERALES Y DE VERIFICACIÓN ....................................................11
14.1
EXCAVACIONES...................................................................................................................... 13
14.2
LLENOS ESTRUCTURALES ................................................................................................ 13
14.3
BOMBEOS DE AGUA .............................................................................................................. 14
14.4
PROTECCION DE ESTRUCTURAS VECINAS ...................................................................... 14
14.5
ACTA DE VECINDAD.............................................................................................................. 14
15.
VALIDEZ DE LA HIPOTESIS...................................................................................................... 15
16.
ANEXOS ....................................................................................................................................... 16
16.1
REGISTRÓ DE PERFORACIONES SPT ................................................................................ 16
16.2
RESULTADOS DE LABORATORIO ...................................................................................... 16
16.3
REGISTRO FOTOGRAFICO .................................................................................................. 16
16.4
MATRICULA Y CERTIFICACIÓN DEL INGENIERO ........................................................... 16
2 Tabla de Ilustraciones
Ilustración 1, Lote ..................................................................................................................................... 1
Ilustración 2, Ubicación del proyecto................................................................................................... 4
Ilustración 3, Cuchara Partida ............................................................................................................... 6
Ilustración 4, Equipo de perforación .................................................................................................... 6
Ilustración 5, Muestra recuperada con estándar o cuchara partida ................................................ 9
Ilustración 6, Ubicación de las perforaciones.................................................................................... 10
Ilustración 87, Perforación No. 2 ......................................................................................................... 20
Ilustración 8, Perforación No. 4........................................................................................................... 22
Ilustración 91, Diagrama de Presiones Perforación N° 3 ................................................................... 3
Ilustración 10, Diagrama de Presiones Perforación N° 4 ................................................................... 4
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
1. INTRODUCCIÓN
El siguiente informe es realizado con las recomendaciones dadas por la
NSR-10 (REGLAMENTO DE LA NORMA SISMO RESISTENTE NSR-10),
Titulo H.3(Caracterización geotécnica del suelo).
Se realizó exploraciones por medio del ensayo S.P.T. (Standard
Penetration Test), el día 6 de abril de 2021, por medio de las cuales se
conocerán las condiciones geotécnicas del suelo para la recomendación
de cimentación.
En este informe se presentan los resultados de las investigaciones de
campo y de laboratorio que se llevaron a cabo, las cuales permitieron
establecer el perfil geológico de las formaciones superficiales y se avalúan
los parámetros geomecánicas de las diferentes capas que conforman el
subsuelo en relación con el tipo de estructura que se va a construir;
después de un análisis y evaluación de esta información se formulan las
recomendaciones para la adecuación de los terrenos, para el diseño de las
cimentaciones, sistemas de filtros, y para la construcción del terraceo de
las dos EDIFICACIONES DE DOS NIVELES. Si se va a realizar
modificaciones en el proyecto o durante la ejecución de este se
encuentran condiciones diferentes, se debe verificar la necesidad de
realizar exploraciones, análisis y recomendaciones geotécnicas
adicionales.
El 6 de abril de 2021 se adelantó, la exploración geotécnica, para la
realización del estudio de suelos edificaciones de dos niveles, ubicado en
la VEREDA MANGA ARRIBA, en el MUNICIPIO DE GIRARDOTA.
Estas exploraciones se realizaron con el fin de definir las características
físicas mecánicas del suelo del área y las características generales del
proyecto. Para lo cual se ejecutarán las siguientes actividades:
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
 Visita de campo (en la cual se observan las construcciones
existentes, la topografía en general y los demás aspectos de interés.)
 Exploración de campo: Sondeos de campo y toma de muestras.
 Ensayos de laboratorio.
 Análisis de los ensayos de campo y caracterización de laboratorio.
Todas estas actividades se realizaron en cumplimiento del código de
construcciones sismo resistentes N.S.R-2010 en su título H.
2. METODOLOGÍA
El estudio de suelos se ajusta a los lineamientos propuestos por la
Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica
(ISSMGE) en su capítulo correspondiente a Geotecnia de Suelos
Residuales en el cual se hace relevancia a la caracterización y diagnóstico
del entorno geotécnico donde se encuentra el proyecto, incluyendo
criterio de estabilidad, además de la observación macroscópica de las
muestras de suelo recuperadas en la etapa de exploración en la cual se
distingue los grados y zonas de meteorización propias del perfil
geotécnico característico del lugar, así como su material parental,
presencia o ausencia de estructuras relictas, complementando además
con la ejecución e interpretación de los ensayos de laboratorio
pertinentes.
De manera concreta se siguieron los siguientes pasos en el proceso
metodológico:
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
2.1
REVISIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN SECUNDARIA
Se consultó diferentes fuentes disponibles sobre el área de
inserción del proyecto, tales como alcaldías municipales e
INGEOMINAS.
2.2
EVALUACIÓN GEOLOGÍA – GEOMORFOLOGÍA
Con el propósito de identificar rasgos morfogenéticos, procesos
antiguos, activos y/o potenciales; así como facilitar los procesos
de interpolación a partir de la exploración geotécnica, se efectuó
un proceso de cartografía geología – geomorfológica para la zona
de inserción del proyecto.
2.3
EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA
Se ejecutaron los sondeos exploratorios con equipo mecánico
orientado a determinar el tipo y características de las
formaciones superficiales presentes en la zona, así como la
relación de ensayos de resistencia insitu.
2.4
ESTUDIO DE LABORATORIO
Consistió en estudio macroscópico de la totalidad de las
muestras recuperadas y llevadas al laboratorio; así como en la
ejecución de pruebas de laboratorio para caracterización física y
mecánica de los materiales.
2.5
DISEÑO Y CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN
Según las características geotécnicas de los suelos en el área y
aspectos estructurales de la obra a implementar, se procede a
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
brindar la solución más pertinente conforme al proyecto a
ejecutar.
3. CARACTERISTICAS DE LA ZONA Y EL PROYECTO
El lote donde se realizó el estudio de suelos, posee un área aproximada de
1870.00 m2, está ubicado en la VEREDA MANGA ARRIBA, en el municipio
DE GIRARDOTA.
Ilustración 2, Ubicación del proyecto
4. EXPLORACIÓN DE CAMPO
La exploración de campo se llevó a cabo mediante la ejecución de tres
perforaciones realizadas con taladro mecánico, utilizando el método de
penetración estándar SPT (Standard Penetration Test).
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
El método ha sido estandarizado desde 1958, con varias revisiones (ASTM
D-1586) y consiste (p.ej. Bowles,1988) en hincar un tomamuestras partido
de 18" (» 45cm) de largo (Ilustración 4) colocado al extremo de una varilla
AW, por medio de un peso (martillo) de 143.3lb (» 65.0kg) que se deja caer
"libremente" desde una altura de 30" (» 76cm) (Ilustración 5), anotando
los golpes necesarios para penetrar cada 6" (» 15cm).
4.1
RECUPERACIÓN DE MUESTRAS
Se recuperan las muestras remoldeadas de los materiales que
conforman el subsuelo en la zona del estudio de suelos. En cada
sondeo De cada sondeo se levantó columna estratigráfica con la
descripción de los materiales detectados al avanzar la exploración, la
localización, tipo de muestras tomadas y la posición del nivel freático
en los casos en que se encontró. De los 24.00 metros lineales
aproximadamente de perforación excavados (4 perforaciones a 6
metros o rechazo) se recuperaron 24 muestras aproximadamente.
Estas muestras debidamente referenciadas, selladas y empacadas, se
trasladaron al laboratorio, donde se sometieron a los ensayos
pertinentes para la determinación de los parámetros geotécnicos
básicos de los materiales explorados. Además, para cada metro lineal
de perforación se avaluó la resistencia del suelo a la penetración
estándar.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Ilustración 3, Cuchara Partida
Ilustración 4, Equipo de perforación
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
El valor normalizado de penetración N es para 12" (1 pie» 30cm), se expresa
en golpes/pie y es la suma de los dos últimos valores registrados. El ensayo
se dice que muestra "rechazo" si:
(a) N es mayor de 50 golpes/15cm
(b) N es igual a 100golpes/pie o
(c) No hay avance luego de 10 golpes.
Aunque se denomina "estándar", el ensayo tiene muchas variantes y
fuentes de diferencia, en especial a la energía que llega al tomamuestras,
entre las cuales sobresalen (Bowles, 1988):
1) Equipos producidos por diferentes fabricantes
2) Diferentes configuraciones del martillo de hinca, de las cuales tres
son las más comunes:
a) el antiguo de pesa con varilla de guía interna
b) el martillo anular ("donut")
(c) el de seguridad
3) La forma de control de la altura de caída:
(a) si es manual, cómo se controle la caída.
(b) si es con la manila en la polea del equipo depende de: el diámetro
y condición de la manila, el diámetro y condición de la polea, del
número de vueltas de la manila en la polea y de la altura real de
caída de la pesa.
4) Si hay o no revestimiento interno en el tomamuestras, el cual
normalmente no se usa.
5) La cercanía del revestimiento externo al sitio de ensayo, el cual debe
ser estar alejado.
6) La longitud de la varilla desde el sitio de golpe y el tomamuestras.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
7) El diámetro de la perforación
8) La presión de confinamiento efectiva al tomamuestras, la cual
depende del esfuerzo vertical efectivo en el sitio del ensayo.
Para casi todas estas variantes hay factores de corrección a la energía
teórica de referencia Er y el valor de N de campo debe corregirse de la
siguiente forma (Bowles,1988):
Ncrr = N * Cƞ * ƞ1 * ƞ2 * ƞ3 * ƞ4
En la cual
Ncrr = valor de N corregido
N = valor de N de campo
Cƞ = factor de corrección por confinamiento efectivo
ƞ1 = factor por energía del martillo (0.45 £ h1 £ 1)
ƞ2 = factor por longitud de la varilla (0.75 £ h2 £ 1)
ƞ3 = factor por revestimiento interno de tomamuestras (0.8 £
h3 £ 1)
ƞ4 = factor por diámetro de la perforación (> 1 para D> 5'", =
1.15 para D = 8")
El factor de corrección que utilizamos para los estudios de suelos
manuales es de 0.70 el cual multiplica al número de golpes hallados en
campo hallando así el número de golpes corregido Ncrr.
Ncrr = N * Cƞ * ƞ1 * ƞ2 * ƞ3 * ƞ4.
Cƞ * ƞ1 * ƞ2 * ƞ3 * ƞ4 = 0.70
Ncrr = 0.70N
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Ilustración 5, Muestra recuperada con estándar o cuchara partida
5. CLASIFICACIÓN DE COMPLEJIDAD DEL PROYECTO.
La clasificación de complejidad del proyecto se clasifica como de categoría
BAJA, con un área aproximada de 1870.00 m2.
Para el estudio se ejecutaron tres perforaciones hasta una profundidad de
6.00 m. o a rechazo con taladro percutor con martillo de 65 Kg. y una
caída libre de 76 cm.
5.1
LOCALIZACIÓN DE LAS
PERFORACIONES.
En la Ilustración 6 se presenta la localización de las perforaciones.
La resistencia a la compresión simple se realizó por correlación con el
ensayo SPT.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Como resultado de la exploración de campo, se observó la composición
de la estratigrafía, por lo tanto, se tomaron muestras de perforación
estándar SPT para la caracterización de cada una de las capas
componentes del suelo.
P4
P3
P1
P2
Ilustración 6, Ubicación de las perforaciones
6. GEOMORFOLOGÍA DEL MUNICIPIO
MUNICIPIO DE GIRARDOTA
El municipio de Girardota, ubicado al norte del valle de
Aburrá·, presenta un relieve montañoso, de vertientes
largas, escarpadas en las partes altas y con cimas agudas,
las cuales limitan con zonas de colinas que conforman los
altiplanos de Don Matías al norte y de Rionegro al sur.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Desde la zona media-alta, donde hay un marcado quiebre
de pendiente, hasta el pie de la vertiente, la pendiente se
suaviza a causa de la formación de abanicos asociados a
Depósitos de flujo. Hacia la base de las vertientes se
observa como los Depósitos, continuos a lo largo del
abanico, en ocasiones se interdigital con las terrazas
aluviales del río Aburrá.
Desde el occidente del municipio hacia su zona central, el
cauce del río Aburrá· corre en sentido oeste-este. En
cercanías al costado nor-occidental de la zona urbana, el
cauce del río cambia su curso y corre en sentido sur-norte,
a lo largo de una distancia aproximada de un kilómetro. A
partir de este punto, el río cambia nuevamente su curso
en sentido nor-este hasta llegar al límite con el municipio
de Barbosa. En el municipio de Girardota, el río ha
generado niveles de terrazas amplias y de espesor
considerable, las cuales se presentan parcialmente
disectadas por las quebradas afluentes del río.
La roca fresca se observa principalmente en la parte alta
de las vertientes montañosas y en algunas colinas que
sobresalen en los niveles más bajos de las vertientes. En la
parte alta de las vertientes sur y norte, la litología
corresponde al Batolito Antioqueño (hacia el este) y las
anfibolitas (hacia el oeste). En las zonas media a baja de
estas vertientes son comunes los Depósitos de flujo que
frecuentemente se encuentran cortados o cubiertos por
Depósitos aluviotorrenciales. Los Depósitos aluviales de
mayor importancia son los asociados al río Aburrá,
ubicados hacia la base de las vertientes. En este contexto,
las unidades geológicas que afloran en el municipio
corresponden a rocas metamórficas del Complejo
Cajamarca, representadas por los Esquistos de Cajamarca
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
(TReC) y el grupo El Retiro con las Anfibolitas de Medellín
(TRaM). Aflora, además, haciendo parte de los intrusivos
cretáceos las rocas del Batolito Antioqueño (KcdA) y los
Depósitos recientes, tanto de vertiente como aluviales.
 Esquistos de Cajamarca (TReC). En el sector el
Totumo, en muestra de mano esta unidad corresponde
a esquistos micáceos donde el principal mineral
constituyente es la mica tipo moscovita que alcanza
tamaños de tres a cuatro centímetros. Además,
aparecen cuerpos de gneis cuarzo-sericíticos, con
abundantes micas, donde la textura está definida por
lentes de cuarzo. En menor proporción se observan,
frente a la finca Villa Isabel, paquetes delgados de
esquistos negros. En este sitio, los esquistos negros
están fracturados, altamente plegados, son intruidos
por diques de cuarzo y se encuentran intercalados con
esquistos micáceos y gneis.
En la vereda María Paulina Vélez, vía a San Pedro, una
compleja intercalación de rocas con textura esquistosa
y gnéisica están afectadas por zonas de fallas frágil y
dúctil. La roca predominante corresponde al gneis, el
cual está constituido por cuarzo, y pocas cantidades de
micas. Adicionalmente, se observa una roca con textura
granítica, equigranular, constituida por hornblenda y
feldespato. La presencia de estructuras tipo augen es
común y en general las rocas con textura esquistosa
siguen la dirección de la cizalla. En estas rocas son
comunes algunas intrusiones y diques de cuarzo.
Al este del municipio de Girardota, las anfibolitas se
encuentran intercaladas con paquetes de esquistos y
gneises, tanto en la vertiente norte como en la vertiente
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
sur. No obstante, en la escala de trabajo 1:10.000, sólo
el cuerpo de anfibolita es cartografiable. En sitios
puntuales como en la vertiente norte, entre las fincas
Villa Isabel y Campo Verde, vereda El Totumo,
predominan sobre el cuerpo de anfibolita,
intercalaciones de esquistos micáceos y en menor
proporción gneis cuarzo micáceo. En la vertiente sur, en
la vereda San Esteban a la altura del estadero Tres
Esquinas, se encuentra un paquete de gneis, intruido
por diques básicos. En esta zona es notable también la
presencia de delgados lentes de anfibolita. En la parte
alta de la vía que de la vereda Portachuelo conduce al
municipio de San Pedro, se observa una serie de
paquetes de rocas con texturas gnéisica y esquistosa,
además de rocas cuya composición y textura
corresponden a un gabro.
 Perfil de Meteorización. Los esquistos micáceos
de la vereda El Totumo desarrollan horizontes de
meteorización V y IV.
2.1.1 Tabla 4.63. Perfil de meteorización TReC
Horizonte V
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Corresponde a un saprolito con
intercalaciones de color gris,
amarillo y blanco. Posiblemente
debido a intercalaciones del
esquisto con anfibolita. Conserva
la textura esquistosa y son
abundantes las micas. En general
desarrolla espesores hasta de un
metro.
Horizonte IV
Esta roca conserva la textura
esquistosa y son abundantes las
micas (moscovita) que alteradas
toman un color rojizo. El color se
presenta con intercalaciones rojas
y amarillas. Horizonte puede
alcanzar 3,5m de espesor. Este Las
intercalaciones de gneis y esquisto
observadas en la vereda María
Paulina
Vélez,
presentan
variaciones en el color entre rojo y
amarillo
rojizo.
Son
rocas
altamente
fracturadas
con
presencia de milonita y se han
clasificado como horizonte IV del
perfil de meteorización.
 Estructuras
Vereda El
Totumo
Esquistos con
intercalaciones de
anfibolita, dirección de
foliación
Gneis con intrusiones
básicas. Foliación
N35rE/65rNW
Estadero
N42rE/V
Tres
Esquinas, vereda
San Esteban
Vereda El
Intercalaciones de esquisto
N55rE/75rNW
Totumo, a 20 m gneis Esquistosidad
Foliación
N60rE/80rN
de la entrada a
la finca Villa
W
Isabel
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Zona de cizalla
Vereda María
Paulina
Vélez, a 50 m de
la estación
Zona de cizalla con
Vereda María
Paulina Vélez
milonita
S35rW/72rN
W
N22rW/72rNE
 Anfibolitas de Medellín (TRaM). Corresponde a las
rocas del Grupo El Retiro. Los minerales presentes en la
anfibolita son: feldespato y hornblenda, con variaciones
composicionales detectadas por la relación de
minerales claros (feldespato) y minerales oscuros
(hornblenda). Las rocas predominantes son anfibolitas,
donde el mineral constituyente en mayor proporción es
el anfíbol. Estas rocas presentan un color oscuro, los
anfíboles alcanzan tamaños milimétricos generando en
muestra de mano un brillo vítreo. Rocas con estas
características, en estado fresco, se encuentran
usualmente en las partes más altas de las vertientes o en
bloques que han sido involucrados en Depósitos de
flujo de la parte media a baja de la vertiente. En las
anfibolitas, en proceso de meteorización, la relación
feldespato/anfíbol muestra claramente las variaciones
composicionales de este cuerpo, donde la cantidad de
feldespato presente se ha estimado en 50%.
En el municipio de Girardota, los cuerpos de anfibolita
se localizan en ambas márgenes del río. En la margen
izquierda, límite con el municipio de Copacabana (al
este), veredas Juan Cojo, Manga Arriba y El Totumo, el
cuerpo de anfibolitas se presenta como la unidad
predominante. En la margen derecha, también hacia el
límite con el municipio de Copacabana y en las partes
altas de la vertiente, predominan los cuerpos de
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
anfibolita. Los afloramientos de mayor importancia se
encuentran en: vereda El Totumo, en la vía que conduce
a la finca Acacias; vereda Manga Arriba, cerca de la
unidad básica; vereda San Esteban, entre el estadero
Tres esquinas y la escuela rural San Esteban; vereda La
Holanda Parte Alta y en la vía que conduce a los
municipios de San Pedro y Don Matías, vereda María
Paulina Vélez.
 Perfil de Meteorización. La unidad anfibolita
ha generado los seis horizontes de
meteorización propuestos por Dearman (1991).
Estos horizontes pocas veces son continuos
entre si, por ejemplo, es común observar sobre
un horizonte III o IV el desarrollo de un
horizonte VI.
2.1.2 Tabla 4.64. Perfil de meteorización TRaM
Horizonte
VI
La granulometría en este horizonte varía
desde limo hasta suelos arcillosos, con
diferentes tonalidades de colores amarillo
rojizo y amarillo pardusco. En algunos
sectores son comunes las bandas de caolín,
debido a la meteorización del feldespato. La
consistencia es moderada y alcanza espesores
hasta de cuatro metros.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Horizonte V La granulometría consiste de arena fina y
variaciones a limo. El color característico es
gris con motas blancas; donde la
meteorización de los feldespatos en el
saprolito permite evidenciar la textura
original de la roca. Los espesores de este
horizonte alcanzan tres metros.
Horizonte
IV
Horizonte
III
Consiste de una roca masiva, con foliación
definida por anfíboles y feldespato. El
feldespato está altamente meteorizado
formando caolín e imprimiéndole a la roca
una apariencia o coloración blanca,
conservando el núcleo de la roca fresco y de
color gris. Sobre las superficies de las diaclasas
se han generado patinas con colores rojizos y
negro. El máximo espesor observado es de 1,5
m y en conjunto con el horizonte III puede
alcanzar cinco metros.
La roca fresca predomina sobre la roca
alterada, siendo notables los cambios de color
en cercanía a las discontinuidades de la roca,
donde se generan patinas espesas de color
negro y amarillo rojizo. En algunos
afloramientos este horizonte puede alcanzar
2,5 m de espesor.
Tabla 4.64. Perfil de meteorización TRaM (Cont.)
Horizontes I Los horizontes I y II, se encuentran en general
y II
en la parte alta de las vertientes. En estos
horizontes la roca está en estado fresco, es
masiva, de color oscuro casi negro. Sobre las
superficies delimitadas por los sistemas de
diaclasas hay un leve cambio a un color rojizo
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
o negro.
6.1
TIPO DE PERFIL DE SUELO
El suelo del lote en estudio se clasifica como perfil D, perfiles suelo y rocas
de rigidez media Su: Mayor que 100 KPa.
Según la tabla A.2.4-3 Valores del coeficiente Fa, para la zona de periodos
cortos del espectro Fa = 1.50
Según la tabla A.2.4-4 valores del coeficiente Fv, para la zona de periodos
intermedios del espectro Fv = 2.00
7. ESTRATIGRAFIA OBTENIDA POR S.P.T
La exploración geotécnica en la zona de interés nos permite obtener los
diferentes estratos por medio del S.P.T., en el cual se encontraron los
diferentes estratos que se describen para cada una de las perforaciones
realizadas, con miras a establecer la viabilidad técnica y económica del
proyecto.
Las muestras extraídas con las estándar o cucharas se empacaron en
bolsas plásticas y fueron enviadas al laboratorio inmediatamente para el
análisis de laboratorio.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
7.1
PERFORACIÓN N°1
∆
PROFUNDIDAD
N
PROFUNDIDAD ACUMULADA
(golpes /pie)
(m)
(m)
DESDE
(m)
HASTA
(m)
0,0
0,45
0,5
0,5
4
Capa vegetal y material organico.
1,00
1,45
0,5
0,9
10
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
2,00
2,45
0,5
1,4
19
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
3,00
3,45
0,5
1,8
24
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas de
cuarzo.
4,00
4,45
0,5
2,3
35
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas de
cuarzo.
5,00
5,45
0,5
2,3
42
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas de
cuarzo.
OBSERVACIONES
Ilustración 7, Perforación No. 1
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
7.2
PERFORACIÓN N° 2
DESDE
(m)
HASTA
(m)
∆
PROFUNDIDAD
(m)
0,0
0,45
0,5
0,5
4
Capa vegetal y material organico.
1,00
1,45
0,5
0,9
13
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
2,00
2,45
0,5
1,4
18
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
3,00
3,45
0,5
1,8
26
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
4,00
4,45
0,5
2,3
37
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
5,00
5,45
0,5
2,7
45
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
PROFUNDIDAD
N
ACUMULADA (m) (golpes /pie)
OBSERVACIONES
Ilustración 8, Perforación No. 2
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
7.3
PERFORACIÓN N° 3
∆
PROFUNDIDAD
N
PROFUNDIDAD ACUMULADA
(golpes /pie)
(m)
(m)
DESDE
(m)
HASTA
(m)
0,0
0,45
0,5
0,5
4
Capa vegetal y material organico.
1,00
1,45
0,5
0,9
13
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
2,00
2,45
0,5
1,4
16
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
3,00
3,45
0,5
1,8
23
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
4,00
4,45
0,5
2,3
37
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
5,00
5,45
0,5
2,7
46
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
OBSERVACIONES
Ilustración 9, Perforación No. 3
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
7.4
PERFORACIÓN N° 4
∆
PROFUNDIDAD
N
PROFUNDIDAD ACUMULADA
(golpes /pie)
(m)
(m)
DESDE
(m)
HASTA
(m)
0,0
0,45
0,5
0,5
4
Capa vegetal y material organico.
1,00
1,45
0,5
0,9
11
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
2,00
2,45
0,5
1,4
17
Suelo limo arcilloso de color café, con piedrecillas de
cuarzo.
3,00
3,45
0,5
1,8
21
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
4,00
4,45
0,5
2,3
39
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
5,00
5,45
0,5
2,7
48
Suelo limo arcilloso de color amarillo, con piedrecillas
de cuarzo.
OBSERVACIONES
Ilustración 10, Perforación No. 4
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
8. PARAMETROS PARA DEFINIR EL TIPO DE PERFIL
DEL SUELO
A.2.4.3.2 – Número medio de golpes del ensayo de penetración
estándar – El número medio de golpes de ensayo de penetración estándar
se obtiene por medio de los dos procedimientos dados a continuación:
a) Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar
en cualquier perfil de suelo- El número medio de golpes del
ensayo de penetración estándar en cualquier perfil de suelo,
indistintamente que esté integrado por suelos no cohesivos o
cohesivos, se obtiene por medio de:
̅=
𝑁
∑𝑛
𝑖=1 𝑑𝑖
∑𝑛
𝑖=1
𝑑𝑖
𝑁𝑖
(A.2.4-2)
donde:
𝑁𝑖 = Número de golpes por píe obtenidos en el ensayo de
penetración estándar, realizado in situ de acuerdo con la norma
ASTM D 1586, haciendo corrección por energía N60,
correspondiente al estrato i. El valor de Ni a emplear para obtener
el valor medio, no debe exceder 100.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
8.1
CALCULO DE RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT (PERFORACIÓN N° 1)
(P-1) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT
Profundidad (m) Ejecución de SPT
Desde
Hasta
Numero de
golpes para 15
cm a 30 cm
0,0
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
0,45
1,45
2,45
3,45
4,45
5,45
4
10
19
24
35
42
Rechazo o
aprobación
del ensayo
Peso específico
del estrato
(KN/m3)
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
Esfuerzo
Factor de correccón
vertical
por energía según
efectivo
longitud de la barra
(KN/m2)
3,8
20,8
37,8
54,8
71,8
88,8
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
Rs
K
Cn
(SeedIdris)
N(45)
0,0
0,2
0,4
0,5
0,7
0,9
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
2,0
2,0
1,6
1,4
1,2
1,1
8,0
19,8
30,7
33,3
42,7
45,8
Diagrama de presiones
0
20
40
60
80
100
Profundidad (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
Esfuerzo normal efectivo (KPa)
Ilustración 9, Diagrama de Presiones Perforación N° 1
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Resistencia al corte no
N(60) drenada(KPa) Hara y
colaboradores (1971)
6,0
14,8
23,0
25,0
32,0
34,4
108,5
208,3
285,5
302,8
362,6
381,2
Sumatoria
𝑖
𝑁𝑖
0,05000
0,02021
0,01305
0,01202
0,00936
0,00873
0,11338
̅
𝑁
15,9
8.2
Profundidad (m)
Desde
Hasta
0,0
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
0,45
1,45
2,45
3,45
4,45
5,45
CALCULO DE RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT (PERFORACIÓN N° 2)
(P-2) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT
Esfuerzo
Ejecución de SPT
Rechazo o
Factor de correccón
Resistencia al corte no
Numero de golpes
Peso específico del
vertical
Cn(Seedaprobación
por energía según
Rs
N(45) N(60) drenada(KPa) Hara y
para 15 cm a 30
estrato (KN/m3)
efectivo
Idris)
del ensayo
longitud de la barra
colaboradores (1971)
cm
(KN/m2)
4
Aceptado
17,0
3,8
0,0
2,0
8,0
6,0
108,5
0,75
13
Aceptado
17,0
20,8
0,75
0,2
2,0
25,7
19,3
251,6
18
Aceptado
17,0
37,8
0,75
0,4
1,6
29,0 21,8
274,6
26
Aceptado
17,0
54,8
0,75
0,5
1,0
26,0 19,5
253,5
37
Aceptado
17,0
71,8
0,75
0,7
1,0
37,0 27,8
326,9
45
Aceptado
17,0
88,8
0,75
0,9
1,0
45,0 33,8
376,4
Sumatoria
Diagrama de presiones
0
20
40
60
80
0
Profundidad (m)
1
2
3
4
5
6
7
Esfuerzo normal efectivo (KPa)
Ilustración 10, Diagrama de Presiones Perforación N° 2
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
100
𝑖
𝑁𝑖
0,05000
0,01555
0,01377
0,01538
0,01081
0,00889
0,11441
̅
𝑁
15,7
8.3
CALCULO DE RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT (PERFORACIÓN N° 3)
(P-3) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT
Profundidad (m)
Desde
Hasta
0,0
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
0,45
1,45
2,45
3,45
4,45
5,45
Ejecución de SPT
Rechazo o
Peso específico del
Numero de golpes aprobación
estrato (KN/m3)
para 15 cm a 30 cm del ensayo
Esfuerzo
vertical
efectivo
(KN/m2)
Factor de correccón
por energía según
longitud de la barra
Rs
K
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
3,8
20,8
37,8
54,8
71,8
88,8
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,0
0,2
0,4
0,5
0,7
0,9
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
4
13
16
23
37
46
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
Cn(See
dN(45)
Idris)
2,0
2,0
1,6
1,4
1,2
1,1
8,0
25,7
25,8
38,8
45,2
50,2
Diagrama de presiones
0
20
40
60
80
0
Profundidad (m)
1
2
3
4
5
6
7
Esfuerzo normal efectivo (KPa)
Ilustración 11, Diagrama de Presiones Perforación N° 3
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
100
Resistencia al corte no
N(60) drenada(KPa) Hara y
colaboradores (1971)
6,0
19,3
19,4
29,1
33,9
37,6
108,5
251,6
252,2
338,3
377,4
407,0
Sumatoria
𝑖
𝑁𝑖
0,05000
0,01555
0,01549
0,01031
0,00886
0,00797
0,10818
̅
𝑁
16,6
8.4
CALCULO DE RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT (PERFORACIÓN N° 4)
(P-4) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA BASADA EN SPT
Profundidad (m)
Desde
Hasta
0,0
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
0,45
1,45
2,45
3,45
4,45
5,45
Ejecución de SPT
Rechazo o
Peso específico del
Numero de golpes aprobación
estrato (KN/m3)
para 15 cm a 30 cm del ensayo
Esfuerzo
vertical
efectivo
(KN/m2)
Factor de correccón
por energía según
longitud de la barra
Rs
K
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
Aceptado
3,8
20,8
37,8
54,8
71,8
88,8
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,0
0,2
0,4
0,5
0,7
0,9
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
4
11
17
21
39
48
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
17,0
Cn(See
dN(45)
Idris)
2,0
2,0
1,6
1,4
1,2
1,1
8,0
21,8
27,4
29,1
47,6
52,4
Diagrama de presiones
0
20
40
60
80
100
Profundidad (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
Esfuerzo normal efectivo (KPa)
Ilustración 127, Diagrama de Presiones Perforación N° 4
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Resistencia al corte no
N(60) drenada(KPa) Hara y
colaboradores (1971)
6,0
16,3
20,6
21,8
35,7
39,3
108,5
223,1
263,5
275,0
391,9
419,7
Sumatoria
𝑖
𝑁𝑖
0,05000
0,01838
0,01458
0,01374
0,00840
0,00764
0,11274
̅
𝑁
16,0
9. NIVEL FREÁTICO
Durante los ensayos de campo y la toma de muestras que se realizaron el
día 6 de abril de 2021, no se encontró nivel freático en ninguno de los
sondeos realizados.
La posición del nivel freático corresponde a la línea de presión de poros
igual a cero, equivalente a que la presión neta en el sitio es igual a la
presión atmosférica. El nivel de agua determina los niveles de presiones
hidrostáticas sobre una superficie localizada por debajo de ese nivel, o los
valores de presión negativa o de succión para el suelo por encima.
El flujo de aguas constituye un importante factor detonante del
movimiento de masas que afectan la estabilidad de cualquier estructura,
por lo que es fundamental entender los mecanismos a través de los cuales
actúa, y definir los medios adecuados que eviten las condiciones propicias
que lo generan.
De acuerdo con lo establecido en la NSR-10, se definen los aspectos
sísmicos a ser considerados para el análisis de los efectos locales; en este
sentido, el tipo de perfil del suelo para el sitio se ha establecido con el
criterio basado en el número medio de golpes del ensayo de penetración
estándar obtenido directamente de ensayos insitu efectuados en el marco
del presente estudio, según las características de los 30 metros superiores
del perfil de suelo.
10. EVALUACIÓN DE RESULTADOS Y
RECOMENDACIONES
Las conclusiones y recomendaciones consignadas en este informe, se
basan en las características físico-mecánicas del terreno, teniendo como
referencia la magnitud de la obra construida.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
10.1
RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN
Se propone zapatas aisladas, dando cumplimiento a la NSR-10
(REGLAMENTO DE LA NORMA SISMO RESISTENTE), con un desplante
a 3.00 m. de profundidad del nivel de piso acabado.
10.1.1 ESTIMATIVO DE CARGA
Las magnitudes de las cargas para las dos estructuras de DOS NIVELES,
considerando luces entre 4.50 m son del orden de 750 KN máximo para la
columna más cargada.
10.1.2 CIMENTACIÓN EN ZAPATAS AISLADAS
Se recomienda cimentar en zapatas aisladas, a una profundidad de -3.00
m, del nivel de piso actual de profundidad por columna, para las
estructuras nuevas. Las perforaciones No. 1 y No. 2 son para la casa
número uno, y las perforaciones No. 3 y No. 4 son para la casa número
dos.
La cimentación deberá presentar un amarre sísmico reticular, utilizando
vigas de concreto reforzado embebidas, capaces de soportar las
solicitaciones por tensión y/o comprensión, con base en los
requerimientos de las Normas de diseño y construcción sismo resistente,
NSR-10.
La clasificación del suelo en la cual se fundará la edificación corresponde
a CH (suelo arcilloso de alta plasticidad), de consistencia fuerte, con una
resistencia de diseño para la casa No. 1 de 21 Ton/m2 y un desplante a 3.00
m y con una resistencia de diseño para la casa No.2 de 21 Ton/m2 y un
desplante a 3.00 m.
Para evitar que se produzcan alteraciones en la humedad natural del
terreno y este gane plasticidad se deberán ejecutar las excavaciones de
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
fundación en época de verano, adicionalmente se deben tener las
siguientes recomendaciones: proteger toda excavación con un concreto
de limpieza de 5 cm de espesor; elaborado con un impermeable puede ser
toxement polvo, sika1 o similar.
11. CALCULO DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CON
BASE EN EL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
RALPH BRAZELTON PECK.
Nacido en Canadá en 1912 y murió en México en 2008, colega de Karl
Terzaghi, desarrolló las ecuaciones para determinar la capacidad portante
a partir del número de golpes del ensayo de penetración standart SPT.
Para suelos muy arenosos Qadmisible = 0.109 x N en Kg/ cm²
Para suelos arcillosos
Qadmisible = 0.125 x N en Kg/cm²
Qa: 0.125 x N en Kg/Cm²
Siendo
N: número promedio de golpes
11.1
𝑁=
24+26
2
CALCULO DE CAPACIDAD DE SOPORTE PARA LA
CASA No. 1
(ENSAYO
DE
PENETRACION
CORRECCION)
N: 25 golpes
Número de golpes corregido Ncrr
Ncrr = 25 * 0.70
Ncrr = 17.5
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
CON
FACTOR
DE
Qa = 17.5 x 0.125 kg/cm²
Qa = 2.187 Kg/cm²
Qa: 21.87 (Ton/m²)
Tomo: 21 Ton/m²
Las zapatas tendrán un desplante de 3.00 m, y una capacidad portante de
21 Ton/m².
11.2
𝑁=
23+21
2
CALCULO DE CAPACIDAD DE SOPORTE PARA LA
CASA No. 2
(ENSAYO
DE
PENETRACION
CON
FACTOR
DE
CORRECCION)
N: 22 golpes
Número de golpes corregido Ncrr
Ncrr = 22 * 0.70
Ncrr = 15.4
Qa = 15.4 x 0.125 kg/cm²
Qa = 1.925 Kg/cm²
Qa: 19.25 (Ton/m²)
Tomo: 19 Ton/m²
Las zapatas tendrán un desplante de 3.00 m, y una capacidad portante de
19 Ton/m².
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
12. CALCULO DE ASENTAMIENTOS PARA ZAPATAS
AISLADAS
12.1
CALCULO DE ASENTAMIENTOS PARA ZAPATAS
AISLADAS PARA LA CASA No. 1
B(m)
2
L(m)
2
Z(m)
2.45
q(ton/m2 )
22
q(kN/m2 )
Es (Mpa)
41.40
Es(kN/m2)
µ=
0.5
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
ECUACIONES
𝑆𝑒 = 𝑞 𝑥 𝐵 𝑥 (
1 − µ2
) 𝑥 𝐼´𝑝
𝐸𝑠
𝐼´𝑝 = 𝑚 𝑥 𝐼𝑝
𝐼𝑝 =
⟹
0,78 𝐹𝑢𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐶𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟
𝑚 = {0.88 𝐹𝑢𝑛 𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐶𝑢𝑎 𝑟𝑎 𝑎}
0.85 𝑂𝑡𝑟𝑜𝑠 𝐶𝑎𝑠𝑜𝑠
1
2𝑚𝑛√𝑚 2 + 𝑛2 + 1
𝑚 2 + 𝑛2 + 2
2𝑚𝑛√𝑚 2 + 𝑛2 + 1
−1
( 2
𝑥
+
tan
(
))
4𝜋 𝑚 + 𝑛2 + 𝑚 2 𝑛2 + 1 𝑚 2 + 𝑛2 + 1
𝑚 2 + 𝑛2 + 1 − 𝑚 2 𝑛2
donde :
𝑚=
𝐵
𝐿
; 𝑛=
𝑧
𝑧
Ip = Factor de Influencia
q = Capacidad Portante
B = Ancho de la Zapata
L = Largo de la Zapata
Z= Profundidad hasta estrato firme o rocoso
µ = Coeficiente de Poisson
Es = Modulo de Elasticidad
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
µ = Coeficiente de Poisson y
Es =Modulo de Elasticidad
MODULO DE ELASTICIDAD, ɛ
TIPO DE SUELO
Lb/pulg2
MN/m2
RELACIÓN DE POISSON, µ
Arena suelta
Arena densa media
Arena densa
Arena limosa
Arena y grava
Arcilla suave
Arcilla media
Arcilla firme
1.500 - 3.500
2.500 - 4.000
5.000 - 8.000
1.500 - 2.500
10.000 - 25.000
600 - 3.000
3.000 - 6.000
6.000 - 14.000
10.35 - 24.15
17.25 - 27.60
34.50 - 55.20
10.35 - 17.25
69.00 - 172.50
4.1 - 20.7
20.7 - 41.4
41.4 - 96.6
0.20 - 0.40
0.25 - 0.40
0.30 - 0.45
0.20 - 0.40
0.15 - 0.35
CALCULOS
𝐵
𝑧
2.00 𝑚
𝑚=
2.45 𝑚
𝑚=
𝑚 = 0.8163265
𝑛=
𝐵
𝑧
𝑛=
2.00 𝑚
2.45 𝑚
𝑛 = 0.8163265
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
0.20 - 0.50
1
2𝑚𝑛√𝑚2 + 𝑛2 + 1
𝑚 2 + 𝑛2 + 2
𝐼𝑝 =
(
𝑥
4𝜋 𝑚2 + 𝑛2 + 𝑚2𝑛2 + 1 𝑚2 + 𝑛2 + 1
+ 𝑡𝑎𝑛
−1
2𝑚𝑛√𝑚2 + 𝑛2 + 1
( 2
))
𝑚 + 𝑛2 + 1 − 𝑚 2 𝑛2
𝐼𝑝
=
1
2𝑥0.8163265𝑥0.8163265√0.81632652 + 0.81632652 + 1 0.81632652 + 0.81632652 + 2
(
𝑥
4𝜋 0.81632652 + 0.81632652 + 0.81632652 𝑥0.81632652 + 1 0.81632652 + 0.81632652 + 1
2𝑥0.8163265𝑥0.8163265√0.81632652 + 0.81632652 + 1
+ tan−1 (
))
0.81632652 + 0.81632652 + 1 − 0.81632652 𝑥0.81632652
𝐼𝑝 = 3.8349312
𝐼´𝑝 = 𝑚 𝑥 𝐼𝑝
𝐼´𝑝 = 0.8163265 𝑥 3.8349312
𝐼´𝑝 = 3.3747394
𝑆𝑒 = 𝑞 𝑥 𝐵 𝑥 (
1 − µ2
𝐸𝑠
) 𝑥 𝐼´𝑝 𝑥 1000
1 − (0.5)2
𝑆𝑒 = 220 𝑥 2.00 𝑥 (
) 𝑥 3.3747394 𝑥 1000
41400
𝑆𝑒 = 26.900097 𝑚𝑚
12.2 CALCULO DE ASENTAMIENTOS PARA
ZAPATAS AISLADAS PARA LA CASA No. 1
B(m)
2
L(m)
2
Z(m)
2.45
q(ton/m2 )
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
19
q(kN/m2 )
Es (Mpa)
41.40
µ=
0.5
Es(kN/m2)
CALCULOS
𝑚=
𝐵
𝑧
𝑚=
2.00 𝑚
2.45 𝑚
𝑚 = 0.8163265
𝑛=
𝐵
𝑧
𝑛=
2.00 𝑚
2.45 𝑚
𝑛 = 0.8163265
1
2𝑚𝑛√𝑚2 + 𝑛2 + 1
𝑚 2 + 𝑛2 + 2
𝐼𝑝 =
(
𝑥
4𝜋 𝑚2 + 𝑛2 + 𝑚2𝑛2 + 1 𝑚2 + 𝑛2 + 1
+ 𝑡𝑎𝑛
−1
2𝑚𝑛√𝑚2 + 𝑛2 + 1
( 2
))
𝑚 + 𝑛2 + 1 − 𝑚 2 𝑛2
𝐼𝑝
=
1
2𝑥0.8163265𝑥0.8163265√0.81632652 + 0.81632652 + 1 0.81632652 + 0.81632652 + 2
(
𝑥
4𝜋 0.81632652 + 0.81632652 + 0.81632652 𝑥0.81632652 + 1 0.81632652 + 0.81632652 + 1
2𝑥0.8163265𝑥0.8163265√0.81632652 + 0.81632652 + 1
+ tan−1 (
))
0.81632652 + 0.81632652 + 1 − 0.81632652 𝑥0.81632652
𝐼𝑝 = 3.8349312
𝐼´𝑝 = 𝑚 𝑥 𝐼𝑝
𝐼´𝑝 = 0.8163265 𝑥 3.8349312
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
𝐼´𝑝 = 3.3747394
𝑆𝑒 = 𝑞 𝑥 𝐵 𝑥 (
1 − µ2
𝐸𝑠
) 𝑥 𝐼´𝑝 𝑥 1000
1 − (0.5)2
𝑆𝑒 = 220 𝑥 2.00 𝑥 (
) 𝑥 3.3747394 𝑥 1000
41400
𝑆𝑒 = 23.231902 𝑚𝑚
13. PARÁMETROS SÍSMICOS
De acuerdo con lo establecido en la NSR-10, se definen los aspectos
sísmicos a ser considerados para el análisis de los efectos locales; en este
sentido, el tipo de perfil del suelo para el sitio se ha establecido con el
criterio basado en el número medio de golpes del ensayo de penetración
estándar obtenido directamente de ensayos insitu efectuados en el marco
del presente estudio, según las características de los 30 metros superiores
del perfil del suelo.
PARÁMETROS SÍSMICOS
Perfil del suelo
D
Grupo de uso
I - Estructuras de
ocupación normal
Coeficientes de importancia (I)
1.00
Riesgos sísmico
Intermedio
Coeficiente de aceleración pico
efectiva (Aa)
0.15
Coeficiente de velocidad horizontal
pico efectiva (Av)
0.20
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Coeficientes de amplificación en zona
de periodos cortos del espectro (Fa)
1.50
Coeficientes de amplificación en zona
de periodos intermedios del espectro
(Fv)
2.00
13.1
DISEÑO SISMO RESISTENTE NSR-10
Para efecto del cálculo antisísmico, debe tenerse en cuenta las siguientes
recomendaciones, consideradas por el código colombiano de
construcciones sismo resistente:
SEGÚN EL N.S.R.-2010 PARA GIRARDOTA, los coeficientes respectivos
son:
Aa
Av
Zona de
Amenaza
Sísmica
0.15
0.20
Intermedia
Ae
Ad
0.11
0.06
El edificio está ubicado dentro del GRUPO DE USO 1 ESTRUCTURAS
DE OCUPACION NORMAL
COEFICIENTE DE IMPORTANCIA ES 1.0
PERFIL DEL SUELO: TIPO D
14. RECOMENDACIONES GENERALES Y DE
VERIFICACIÓN
La función principal de estas recomendaciones es la de garantizar que la
cimentación sea funcional y segura, siempre enmarcada dentro de las
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
hipótesis de diseño y dentro de las tolerancias aceptables, cumpliendo la
norma N.SR-2010, en caso de encontrarse desviaciones excesivas o
condiciones no esperadas, se deberá proporcionar las medidas correctivas
oportunamente.
Las cuatro perforaciones superan el 50% de profundidad exigido por la
norma, no es necesario realizar una perforación por rotación hasta los 15.00
m, como indica la NSR-.10, se recomienda realizar pila de prueba para
comprobar las propiedades del subsuelo de fundación.
En caso de encontrar variación del estrato encontrado comunicarse con el
ingeniero de suelos para hacer las correcciones necesarias.
Se recomienda realizar un estudio de estabilización de taludes con los
requerimientos pertinentes, y realizar obras de mitigación como la
construcción de un filtro en la pata del talud, llevando a cabo una
excavación de 60 cm de profundidad y de longitud dependiendo de lo que
las dimensiones del talud, se realiza una cama con grava de 1/2” y se cubre
con un geotextil no tejido, y una tubería perforada de 1”.
Ilustración 13, Diseños de filtros
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
14.1 EXCAVACIONES
Los procesos de movimiento de tierra, principalmente para excavación de
las explanaciones y fundaciones, es aconsejable realizarlas durante las
épocas de verano, que generalmente se presentan durante los meses de
diciembre a marzo y de junio a agosto, debido a que las alteraciones de
humedad en el suelo, son motivo de inestabilidad en la obra.
Los materiales sobrantes de las excavaciones deberán retirarse
inmediatamente del borde del talud, para evitar derrumbes de la
fundación, pero debido a sus buenas propiedades se podrá utilizar como
material de lleno, debido a su excelente granulometría.
14.2 LLENOS ESTRUCTURALES
Los llenos estructurales deben realizarse con material de buena calidad,
libres de materia orgánica, escombros, arcillas, materiales inadecuados
como ceniza volcánica.
Los llenos se podrán hacer en suelo cemento, con un porcentaje del 3%
de cemento, para mejorar la capacidad del lleno en la zona encima de la
zapata, para este lleno se puede utilizar el material que se retira de la capa
2, formado por una arena limosa tipo sedimento aluvial.
Los llenos deben ejecutarse en capas de 20cm y compactarse con chencha,
canguro o pisón manual.
Si se encuentran zonas de turba o suelos blandos, o material orgánico, se
deberá asegurar la eliminación total o parcial de estos materiales, su
tratamiento previo y consolidación o la utilización de cualquier otro
medio propuesto por el constructor y autorizado por el interventor, que
permita validar la calidad del soporte, hasta que se ofrezca la suficiente
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
estabilidad para resistir esfuerzos debidos al peso del terraplén
terminado.
14.3 BOMBEOS DE AGUA
En el proyecto no se encontró nivel freático por tanto recomiendo que:

En caso de encontrar aguas en las excavaciones, realizar el mínimo
bombeo necesario, para evitar el arrastre de finos.
 Mantener un caudal de bombeo estabilizado a 2”.
 Descargar el agua que se retira en el bombeo al alcantarillado, pasándola
primero por un desarenador, para evitar colmatar el alcantarillado.
 Proteger las paredes verticales de la excavación con geo textil NT1600, para
el arrastre total finos.
14.4
PROTECCION
VECINAS
DE
ESTRUCTURAS
En caso de ser necesario, los muros de las edificaciones aledañas a la
construcción deberán ser recintados por longitudes no mayores a 1.50 m. y
a profundidades donde se considere necesario y se garantice la estabilidad
de la estructura vecina.
14.5 ACTA DE VECINDAD
De ser necesario, antes de iniciar las excavaciones deberá levantarse un acta
con los vecinos y personas aledañas a la construcción, incluso se
recomienda hacer el acta con el inspector de policía del sector; para hacer
un inventario de grietas o fisuras existentes si las hay, así como también los
estados de las estructuras aledañas a la obra; (techos, muros, revoques);
entre otros. Este inventario debe hacerse con registro fotográfico fechado.
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
15.
VALIDEZ DE LA HIPOTESIS
Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente estudio se
basan en los resultados de las investigaciones de campo y laboratorio,
descritas en los correspondientes capítulos y en la experiencia y criterio de
los profesionales que participaron en el estudio
Es necesario tener una adecuada supervisión de los procesos constructivos
ejecutados en obra, los procesos que tengan que ver con el estudio de
suelos, deberán consignarse por escrito en la bitácora de obra, con
aprobación de la interventora la cual será material de consulta durante la
visita que realice el ingeniero de suelos. En los planos estructurales deberán
indicarse las cotas de cimentación definitivas y la capacidad de soporte
utilizada por el ingeniero estructural.
Realizado por,
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
16. ANEXOS
16.1
REGISTRÓ DE PERFORACIONES SPT
16.2 RESULTADOS DE LABORATORIO
16.3 REGISTRO FOTOGRAFICO
16.4 MATRICULA Y CERTIFICACIÓN DEL
INGENIERO
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín
Arquitectura, Ingeniería y Geotecnia
Ardig.arquitecturaeingenieria@gmailcom
+57 3124259511 Medellín