Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia San Luis, Diciembre de 2020 Sra: MARIA ELENA GIRALDO Proyecto San Luis - Antioquia Barrio “Fondo Obrero” Se presenta el estudio de suelos y las recomendaciones de cimentación para la futura construcción de una edificación de tres niveles de destinación residencial ubicada en el barrio “Fondo Obrero”, localidad del Municipio de San Luis. El estudio contiene la información del subsuelo obtenida de la ejecución de dos perforaciones mecánicas, realizadas con taladro de perforación, igualmente contiene los resultados y análisis de laboratorio, las conclusiones y recomendaciones de cimentación, orientadas a garantizar una óptima ejecución del proyecto. Si durante el desarrollo de éste, se determinan situaciones contrarias a las aquí descritas y analizadas, es importante avisar oportunamente para encontrar las soluciones necesarias. Cordialmente ___________________ AMPARO LONDOÑO L. Ing. Civil Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia ESTUDIO DE SUELOS CALLE 20 No.22-29 BARRIO FONDO OBRERO MUNICIPIO DE SAN LUIS - ANTIOQUIA PROPIETARIA: MARIA ELENA GIRALDO PRESENTADO POR: Ing. AMPARO LONDOÑO L. Mat No.44398 Ant. San Luis, diciembre de 2020 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 3. ASPECTOS GEOLÓGICOS 4. EXPLORACIÓN DEL SUELO 5. EVALUACIÓN DE CIMENTACIONES 6. RECOMENDACIONES Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 INTRODUCCIÓN En atención a la solicitud de la señora María Elena Giraldo se realizó un estudio de suelos en un lote ubicado en el municipio de San Luis, Antioquia, barrio Fondo Obrero. Con este estudio se pretende establecer los parámetros geotécnicos para el diseño estructural de una edificación de tres niveles. Para el desarrollo de la presente investigación se programaron y ejecutaron las exploraciones de campo según las indicaciones de la NSR-10, seguidamente se realizaron algunas pruebas de laboratorio sobre las muestras recuperadas en dicha exploración. En este informe se hace una identificación, descripción, análisis de las condiciones del terreno con base en las investigaciones de campo e información recopilada de la zona, igualmente, se indican las condiciones geológicas y geotécnicas del terreno en estudio y se presenta una serie de recomendaciones tendientes a garantizar la seguridad y estabilidad de la obra desde el punto de vista geotécnico y estructural. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 1. GENERALIDADES 1.1 OBJETIVOS A. Obtener los parámetros naturales del suelo tales como: Límites de Attemberg (Límite Líquido, Límite Plástico e índice de plasticidad); % humedad, peso unitario seco y granulometría (clasificación). B. Mediante el conocimiento de los parámetros indicados realizar la caracterización geo mecánica del suelo, su estabilidad y las bases geotécnicas con las cuales se deberá realizar el diseño de las cimentaciones. C. Evaluar el tipo de cimentación más adecuado para la edificación proyectada. 1.2 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL PROYECTO El proyecto está ubicado al oriente de la cabecera del municipio de San Luis, Antioquia, sector Fondo Obrero, Calle 20 No.22-29, Ver Ilustración 1: Localización general del proyecto e ilustración 2: Localización de la zona de estudio. PREDIO EN ESTUDIO Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ilustración 1: Localización general del proyecto Ilustración 2: Localización de la zona de estudio – (imagen satelital tomada de Google maps) En la actualidad existe una edificación de un nivel con bajas especificaciones sismo resistentes en el predio donde se realizó el estudio de suelos. El proyecto, consiste en la construcción de una estructura de tres niveles, con fines residencial El acceso del predio se encuentra en la zona urbana del municipio (Barrio Fondo Obrero). Se identifica la topografía actual de la zona de trabajo, la cual radica en una zona de pendiente moderada. Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 2.1 Geología En el municipio de San Luis afloran rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias con edades que varían desde Paleozoicas a Mesozoicas. Se describe a continuación la geología regional de la zona de estudio con base en la revisión bibliográfica. Paleozoico Aflora al oriente del municipio, especialmente al oriente del río Samaná Norte. Las rocas de edad paleozoica corresponden a cuarcitas, gneises feldespáticos, anfibolitas, mármoles, esquistos cuarzo sericíticos y néises sintetónicos principalmente, aflorantes en fajas en sentido norte – sur. Mesozoico Afloran en el occidente y sur occidente del municipio, se encuentran al occidente de las veredas la Arabia, los límites con San Francisco, Cocorná y Granada corresponden a los limites Sur y Norte respectivamente. Las rocas y depósitos de edad mesozoica aflorantes corresponden a rocas sedimentarias de edad cretácea pertenecientes a las Sedimentitas de San Luis e ígneas pertenecientes al Batolito Antioqueño, además de depósitos de edad cuaternaria asociados con los cauces activos de los diferentes ríos y quebradas que atraviesan al municipio. 2.2. Geomorfología 2.2.1. Aspectos generales Desde el punto de vista geomorfológico, el municipio de San Luis se caracteriza por la presencia de montañas, valles, y cañones. Con relación al sistema montañoso se destacan unidades que se desprenden de la cordillera Central, los valles corresponden a las zonas de divagación de los ríos principales fuentes hídricas de la municipalidad, valles que por su característica aluvial son considerados de gran aptitud para el desarrollo de actividades agrícolas. Así mismo sobre salen cañones profundos y escarpados que se constituyen en drenajes de los pequeños afluentes que desaguan a los ríos principales. El sector donde está ubicada la cabecera municipal, predominan pendientes menores del 25% y en menor proporción rangos entre el 25% y el 50%. La conformación del relieve ondulado del área está ligada a los procesos de sedimentación que dieron origen a las rocas sedimentarias y a los depósitos recientes asociados a la dinámica hidrológica, tectónica o erosiva de las cuencas. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Únicamente se presentan limitaciones en algunos sectores por la recurrencia de eventos fluviotorrenciales. Esta es la zona del municipio que presenta mayor potencial de expansión. Panorámica del relieve existente 2.2.2 Unidades geomorfológicas Desde el punto de vista de unidades fisiográficas, el municipio se ubica dentro de la unidad Cordillera Central. Al descender en el detalle las unidades de paisaje corresponden a la parte norte de la Cordillera Central. La parte norte de la Cordillera Central se divide en las Macrounidades de altiplano, vertiente y piedemonte. La Macrounidad de Vertiente: Se caracteriza por desarrollarse sobre rocas de origen ígneo y metamórfico principalmente, en menor proporción sobre rocas de origen sedimentario. Además los depósitos de vertientes son muy abundantes sobre está macrounidad. Por otro lado es la que presenta mayores alturas relativas; los valles de los ríos son en forma de "V" y encañonados; los suelos presentan espesores no mayores a 15 metros en las rocas ígneas y metamórficas, en las rocas sedimentarias difícilmente se alcanzan profundidades mayores a los 7 metros. Sobre esta macrounidad se concentran la mayoría de los procesos geomorfológicos que ocurren dentro de la subregión, debido a sus condiciones de pendiente, pluviosidad y geología. En general los suelos presentan profundidades efectivas someras y tipos de suelos VI y VII según la clasificación agrológica del IGAC (que va desde I para los suelos de mayor fertilidad, hasta VIII donde no se pueden ejercer actividades productivas). Por otro lado estas características geomorfológicas Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia dificultan la rápida comunicación entre dos puntos, por lo quebrado de la topografía. Esta macrounidad se divide en las Unidades geomorfológicas sedimentitas de San Luis, San Luis, cuchilla la Tebaida y Vertiente, para la zona del municipio de San Luis. La unidad geomorfológica sedimentitas de San Luis: Corresponde a una unidad geomorfológica caracterizada por pendientes de forma plana a cóncava, drenaje paralelo a subparalelo, localmente subdendrítico, con inclinaciones entre medias y altas (Mayores a 20º), con topes agudos y alargados y valles en forma de "V", los suelos son de espesores no mayores a los 7 metros. Dicha unidad se ubica al sur y centro del municipio. Las vías que atraviesan dicha unidad presentan graves problemas de estabilidad en sus taludes, además las alturas relativas son las prominentes de todas las unidades que conforman la macrounidad de pendiente. Especialmente se ubica sobre rocas de origen sedimentario y metamórfico. Esta unidad de manera general es la que presenta características más desfavorables para el desarrollo de infraestructura y desarrollo de cultivos en la subregión, dadas sus condiciones de pendiente, profundidad del suelo, cobertura vegetal, geología, entre otras características. Esta unidad es importante ya que algunos relictos de bosques se ubican sobre ella. La unidad San Luis: Se caracteriza por presentar pendientes de formas convexas a cóncavas, drenaje subdendritico y subparalelo, inclinaciones básicamente entre bajas a medias; muy localmente puede presentar inclinaciones del tipo alto (Mayores a 30); los topes de las colinas son agudos y alargados. Los suelos pueden alcanzar espesores de hasta 15 metros, sobre estos es muy común encontrar depósitos de vertiente; los valles presentan forma de "V" y las alturas relativas son importantes, pero no en la medida de la unidad sedimentitas de San Luis. Esta unidad se desarrolla sobre rocas principalmente ígneas y en menor proporción metamórficas. La alta presencia de depósitos de vertiente, los cuales en cierta medida "suavizan" el relieve, disminuyendo considerablemente la pendiente, permite el desarrollo de algunos centros poblados (caso San Luis) y la adecuación de áreas de cultivo que necesitan pendientes moderadas. Esta unidad se ubica principalmente al nor-occidente del municipio. Además los procesos geomorfológicos que afectan las vías ubicadas sobre esta unidad, son más benévolos que los presentes sobre la unidad sedimentitas de San Luis. Convierten a esta unidad en un área de mejores posibilidades que la unidad sedimentitas de San Luis. Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia La unidad geomorfológica de vertiente: Se ubica principalmente al occidente del municipio, se caracteriza por presentar topes agudos y alargados, pendientes de forma plana a cóncava, con inclinaciones entre bajas a medias y localmente altas, drenaje subparalelo, con valles en forma de "V" y de alturas relativas menores a las unidades sedimentitas de San Luis, pero en algunos sectores pueden ser mayores a la unidad San Luis. Se desarrolla sobre rocas ígneas y metamórficas. Los suelos presentan espesores hasta unos 10 metros, cubiertos principalmente por depósitos de vertiente, que de alguna manera "suavizan" el relieve y favorecen el desarrollo de cierto tipo de cultivos. Sobre esta unidad no se tiene un amplio desarrollo urbanístico y de infraestructura, como para mencionar los principales fenómenos que los afectan, pero de forma general se puede mencionar, que los tipos de suelos presentes y la geología dominante, deben favorecer la ocurrencia de procesos erosivos del tipo concentrado y remociones en masa especialmente deslizamientos sobre esta unidad. La unidad cuchilla La Tebaida: Corresponde a una gran cuchilla de tope redondeado, alargada en el sentido norte - sur. En su extremo sur toma una dirección casi este - oeste, sus pendiente son de forma convexa a plana, con inclinaciones en general de bajas a medias, el drenaje es subdendrítico principalmente, los suelos pueden alcanzar espesores hasta de 15 metros y los valles presentar forma de "V", las alturas relativas son las más bajas de la unidades antes mencionadas. En general se trata de una cuchilla de gran dimensión, pero a su vez se encuentran otras pequeñas cuchillas dentro de ella. Esta unidad presenta una gran importancia porque sobre ella se encuentran algunos relictos de bosque importantes. Además el cerro El Castellón se ubica sobre ella y corresponde a un techo colgado producto del emplazamiento del batolito Antioqueño. La Macrounidad de Piedemonte: Se caracteriza por presentar un amplio sistema colinado, con alturas similares por lo menos en tres niveles distintos; corresponde a lo que JAMES and PAGES, 1984, denominan superficie de erosión de la cordillera central (Altiplano), pero en el presente estudio se caracterizan como unidades de colinas. Las colinas presentan alturas relativas hasta de 80 metros, las pendientes son de forma convexa de tope redondeado, con inclinaciones entre medias y bajas; la forma de los valles es en "V", presentan espesores de suelo hasta de 30 metros y se localizan al oriente del municipio. Sobre esta macrounidad los procesos geomorfológicos son más benévolos, que en la macrounidad de vertiente y en general se reducen a pequeños deslizamientos del tipo golpe de cuchara y procesos erosivos del tipo concentrado. Esta macrounidad se divide en las unidades colinas redondeadas y kárstica. Aunque ambas son colinas Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia redondeadas, la segunda corresponde a las colinas asociadas con los mármoles de la región, que favorecen la presencia de otras formas del paisaje como son las cavernas y los montes pepino, que son de una gran importancia por su singularidad dentro del recurso paisaje. La unidad de colinas redondeadas: Corresponde a la unidad ubicada al oriente del municipio. Como su nombre lo indica, corresponde a una serie de colinas con tope redondeado, con pendientes de formas convexas e inclinaciones entre bajas a medias y los valles presentan forma de "V". Los procesos geomorfológicos predominantes corresponden a remociones en masa, en especial, deslizamientos del tipo golpe de cuchara y procesos erosivos del tipo concentrado, las profundidades efectivas y la fertilidad aumentan un poco con relación a las unidades descritas dentro de la macrounidad de vertiente. Se desarrollan especialmente sobre rocas de origen metamórfico. Dichas colinas se observan con mucha claridad desde Aquitania al mirar hacia el Magdalena. La unidad Escarpe: Corresponde a una franja de fuertes pendientes paralela al cañón del Río Samaná Norte, geológicamente pertenece a las sedimentitas de San Luis; debido a las fuertes pendientes es muy susceptible a presentar procesos erosivos como desprendimientos de roca. Esta franja debe ser considerada como zona de protección, donde no se realice ningún uso del suelo que pueda desestabilizarla. La unidad kárstica: Corresponde a un sistema de colinas similares a las antes descritas, desarrolladas sobre rocas metamórficas denominadas mármoles. Este tipo de rocas son susceptibles al ataque de ácidos en especial del carbónico, el cual se forma fácilmente en la atmósfera; cuando dicho gas se mezcla con el agua y se percola por las fisuras de la roca, este gas, al reaccionar con los minerales de la roca, los diluye, favoreciendo la generación de grietas más grandes, las cuales en algunos miles de años llegan a convertirse en cavernas. Por otro lado es común encontrar una forma de colinas muy particular dentro de esta unidad, la cual se caracteriza por presentar sus laderas casi perpendiculares desprovistas casi en su totalidad de cobertura vegetal y suelo, además su tope es redondeado, está colina presenta semejanza con un pepino, por tal razón se denominan "montes pepinos"; los cuales raras veces se generan en ambientes distintos a los kársticos. Los ambientes kársticos, es decir donde las rocas presentes son mármoles o calizas, generan características en el paisaje únicas de este tipo de rocas, lo que los convierte en recursos de paisaje altamente valorados y conservados en todo el mundo. Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia 2.2.3 Procesos morfodinámicos Existen numerosos fenómenos de remoción en masa a lo largo de las laderas principalmente en los corredores viales, la mayoría asociados a las fuertes pendientes naturales, los cortes de la vía que se realizaron sin ningún tratamiento geotécnico y que continúan presentándose por la falta de mantenimiento en estas vías. Igualmente existen problemas de inestabilidad producida por la socavación lateral en las márgenes de los ríos y metamorfismo dinámico en algunos tributarios cuyo cauce esta probablemente controlado estructuralmente. Los principales fenómenos de remoción cartografiados corresponden a procesos complejos que involucran principalmente derrumbes y caída de bloques, ocasionalmente combinados con deslizamientos planares. Estos procesos están asociados a las fuertes pendientes desarrolladas sobre rocas volcánicas y los depósitos de ladera suprayacentes, sus dimensiones son variadas y pueden llegar hasta 150m de ancho, con longitudes de hasta 300m a lo largo de la pendiente. En general el desarrollo de infraestructura sobre la macrounidad de vertiente, especialmente sobre las unidades sedimentitas de San Luis y vertiente, favorecen la ocurrencia de fenómenos de tipo geomorfológico, en menor escala dentro de esta macrounidad. La unidad San Luis, presenta especialmente procesos erosivos del tipo concentrado (Surcos y Cárcavas) y algunos pequeños deslizamientos del tipo golpe de cuchara. Adicionalmente, las áreas que quedaron desprovistas de vegetación por la acción de los fenómenos de remoción en masa, se ven expuestas a procesos erosivos causados por el impacto directo de las gotas de lluvía y la escorrentía laminar y concentrada que da lugar a la formación de abundantes surcos y cárcavas en las zonas afectadas. 4. EXPLORACIÓN DEL SUELO 4.1 Normatividad Según La Norma NSR-10 – Capítulo H.3: Las unidades de construcción se clasifican en Baja, Media, Alta y Especial, según el número total de niveles y las cargas máximas de servicio. Para las cargas máximas se aplicará la combinación de carga muerta más carga viva debida al uso y ocupación de la edificación. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Tabla 1. CLASIFICACIÓN DE LAS UNIDADES DE CONSTRUCCIÓN POR CATEGORÍAS La edificación a construir se encuentra clasificada en la categoría de unidad de construcción baja hasta tres niveles. Y el número mínimo de sondeos de exploración que deberán efectuarse en el terreno donde se desarrollará el proyecto se definen en la tabla H.3.2-1. Tabla 2. MÍNIMO DE SONDEOS Y PROFUNDIDAD POR CADA UNIDAD DE CONSTRUCCIÓN Para cumplir con la profundidad de sondeo, se perforo hasta una profundidad donde la capacidad de soporte del suelo es mayor a las cargas de diseño a soportar. 4.2 Metodología Esta exploración se llevó a cabo mediante la ejecución de tres perforaciones hasta cuatro con cinco metros de profundidad respectivamente, localizadas en diferentes puntos del lote, buscando la profundidad y capacidad de soporte adecuada según la estructura proyectada, para observar las condiciones del terreno y analizar su estabilidad. Para realizar estas perforaciones se utilizó un taladro de penetración manual, procedimiento que se denomina SPT (Ensayo de Penetración Estándar). A medida que se van haciendo las penetraciones, se extraen las muestras para su posterior ensayo y análisis a diferentes profundidades. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Como actividad complementaria al trabajo de campo, se realizó un reconocimiento visual a toda el área aledaña a los sitios de perforación; se revisó el estado general del lote en cuanto a abombamientos, hundimientos y/o humedades en el terreno. La localización de estas perforaciones se puede observar en la Ilustración 3 - Localización de Perforaciones. Durante la ejecución de las perforaciones se recuperaron muestras remoldeadas (tomadas en una bolsa) e inalteradas (mediante la perforación del penetrómetro utilizando tubos shelby) de los materiales que soportarán las cargas de cada elemento de la estructura que compone el proyecto. De igual manera, de cada perforación se obtiene un perfil estratigráfico con la localización de las muestras tomadas, la descripción de los materiales detectados a lo largo de la perforación y posición del nivel freático si se encuentra. Ilustración 3: Localización de Perforaciones en .el lote P-1 P-2 P-3 Profundidad de perforaciones desde el nivel actual del terreno. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 4.3 Investigación de Laboratorio Las muestras obtenidas durante la exploración de campo fueron llevadas al laboratorio de mecánica de suelos donde se les realizó una inspección visual más detallada, de igual manera se seleccionaron las muestras más representativas para realizar los ensayos de humedad natural, clasificación, límites de Atterberg, granulometría por tamizado, con el fin de obtener los resultados necesarios para este tipo de estudio. (Capacidad portante del suelo, recomendaciones y especificaciones a tener en cuenta para la edificación). Registro Fotográfico Sitio de perforación No.1 Muestra de suelo a 2.50m, Arena limosa de color café claro y rojizo, zonas grises y negras Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Sitio de perforación No.2 Muestra de suelo a 2.50m, Arena limosa de color café claro y rojizo, zonas rojizas y gris pálido. Sitio de perforación No.3 Muestra de suelo a 2.50m, Arena limosa de color café y rojizo, zonas gris pálido Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia 4.5 Características Geomecánicas del Suelo La estratigrafía encontrada en cada perforación y donde se apoyará la estructura, permite clasificar un perfil del subsuelo compuesto principalmente por estratos con presencia de arenas limosas hasta la profundidad alcanzada. Según la Clasificación Unificada de los Suelos U.S.C., se clasifican MH: limos de alta plasticidad, SC: arenas arcillosa y SM: arenas limosas, mezcla de arenas y limos mal gradados, respectivamente. Los suelos observados en los sondeos, corresponden a material de arena combinados con granos de limos y arcillas, de colores variables. Estos materiales gradan rápidamente a roca fracturada, alcanzando solo unos pocos metros de espesor. No se detectó el nivel freático permanente hasta la profundidad total alcanzada de 4.50m, en el sitio donde estará ubicada la construcción. De acuerdo con los resultados obtenidos en el laboratorio, se presentan las características del suelo encontradas según las perforaciones realizadas para el proceso de investigación. La estratigrafía encontrada en la perforación es la siguiente: Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 REGISTRO DE PERFORACIÓN EN CAMPO No.1 Prof. Descripción N SPT Muestra TIPO DE MUESTREADOR RECUPERACIÓN (cm) 15 30 45 1 2 12 14 14 16 17 18 Estándar 20 3 4 27 25 32 34 36 38 Estándar 20 0.00 Lleno en limo arenoso color café 0.50 2.50 4.50 Arena limosa de color café claro y rojizo, zonas grises y negras, húmeda, inolora, homogénea, consistencia muy blanda, cementación débil, partículas de grava sub angulosa de tamaño máximo Arena arcillosa de color café claro y beige, zonas rojizas, húmeda, inolora, homogénea, consistencia muy blanda, cementación débil, partículas de grava sub angulosa de tamaño máximo 3/8”. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 REGISTRO DE PERFORACIÓN EN CAMPO No.2 N SPT Prof. Descripción Muestra TIPO DE MUESTREADOR RECUPERACIÓN (cm) 15 30 45 1 2 10 16 15 22 18 26 Estándar 20 3 5 3 8 Estándar 20 0.00 Lleno en limo arenoso color café oscuro 0.50 2.50 Arena limosa de color café claro y rojizo, zonas rojizas y gris pálido, húmeda, inolora, homogénea, consistencia muy blanda, cementación débil, partículas de grava sub angulosa de tamaño máximo 3/4” Limo elástico arenoso, de color café claro, zonas rojizas, 3.50 húmedo, inoloro, homogéneo, consistencia muy blanda, cementación débil, partículas de grava sub angulosa de tamaño máximo 3/8”. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Limo arenoso color café con vetas blancas 4 7 15 18 Estándar 20 4.50 REGISTRO DE PERFORACIÓN EN CAMPO No.3 N SPT Prof. Descripción Muestra 15 30 45 TIPO DE MUESTREADOR RECUPERACIÓN (cm) 0.00 Lleno en arena limosa color café 1 6 12 18 Estándar 20 Arena limosa de color café y rojizo, zonas gris pálido, húmeda, inolora, homogénea, consistencia muy blanda, cementación débil, partículas de grava sub angulosa de tamaño máximo ¾”. 2 22 33 50 Estándar 20 1.50 2.50 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 5. EVALUACION DE CIMENTACIONES 5.1 Exploración de campo En el área de interés se realizó una exploración directa, consistente en sondeos hasta los 4.50m de profundidad con recuperación de muestras, con el fin de caracterizar el material desde el punto de vista geológico–geotécnico; y la ejecución de los ensayos de laboratorio, con la finalidad de obtener las propiedades índices de los materiales. La exploración de campo partió de un reconocimiento del área de interés, con lo cual se ejecutaron tres (3) perforaciones, donde se obtuvo no sólo un registro estratigráfico típico que caracteriza el sector, sino también una serie de muestras, que sirvieron para la caracterización del suelo. 5.2 Ensayos de laboratorio Los ensayos realizados sobre los estratos del perfil identificado, incluyeron clasificación a partir de la obtención de las propiedades índices de los suelos tales como granulometría, límite líquido y plástico, y porcentaje de humedad. A continuación se anexan los resultados de los ensayos a las muestras tomadas en campo y en la Tabla 1, se presenta un resumen de estos resultados de ensayos de laboratorio realizados sobre las muestras recuperadas de los sondeos exploratorios. Tabla 1 - Resultados ensayos de laboratorio de propiedades índice. ESTRATO SONDEO MUESTRA PROF (m) HUMEDAD (%) L.L. (%) L.P. (%) I.P. (%) Qll - SR P-1 P-1 P-2 P-2 P-3 M-1 M-2 M-1 M-2 M-1 2.50 4.50 2.50 3.50 2.50 34.00 21.00 38.00 43.00 33.00 45.00 32.00 54.00 51.00 45.00 30.00 21.00 37.00 38.00 32.00 15.00 11.00 17.00 13.00 13.00 CLASIFICACIÓN U.S.C.S. SM SC SM MH SC % FINOS 42.10 33.60 42.90 50.30 45.90 Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia 5.3 Capacidad de soporte del lote a partir del ensayo de penetración estándar SPT ejecutado El valor normalizado de penetración N para 12” (30 cms), se enuncia en golpes/pie y es la suma de los dos últimos valores registrados. El ensayo se dice que muestra rechazo si: N es mayor de 50 golpes/15cms N es igual a 100 golpes/pie No hay avance de la tubería luego de 10 golpes. 5.4 Parámetros de Diseño Para definir los parámetros de diseño se utilizaron inicialmente los resultados de los ensayos de laboratorio, las observaciones de campo y los métodos de exploración directa. Para la obtención de los parámetros geo mecánicos de los diferentes materiales que componen la estratigrafía generalizada de la zona, se utilizó además de los resultados de los ensayos de laboratorio, los resultados del ensayo SPT; se emplearon correlaciones técnicas de la bibliografía. En la tabla 2 se presentan los resultados de la corrección del número de golpes SPT a partir de la ecuación propuesta por Bowles que tiene en cuenta correcciones por energía, por confinamiento, por longitud. Las variables empleadas son: CN = Corrección por sobre carga N = Número de golpes n1 = Corrección por energía del martillo (0.4 5≤ n1≤1) n2 = Corrección por longitud de la tubería (L=1.5m), (0.7 5≤ n1≤1) n3 = Corrección por el revestimiento del equipo utilizado (0.8 ≤ n1≤1) n4 = Corrección por diámetro del equipo utilizado (65mm), (>1 para D>5”, =1.15 para D=8”) Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Tabla 2 - Resultados de la corrección del número de golpes SPT RESISTENCIA AL CORTE A PARTIR DE N Perforación P1 P2 P3 Zi Nspt 1,5 31 2,5 34 3,5 68 4,5 72 1,5 33 2,5 48 3,5 11 4,5 33 1,5 30 2,5 83 s/Alvaro Gonz+ales, 1999 ϒ υ σ' Cn Ncorregido N60 φ 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 40 56 72 24 40 56 72 24 40 2,00 1,55 1,31 1,15 2,00 1,55 1,31 1,15 2,00 1,55 62 53 89 83 66 74 14 38 60 128 23 26 51 54 25 36 8 25 23 62 34 34 41 42 34 37 30 34 34 44 5.5 Determinación de la resistencia en ton/m2 Carga admisible para arcillas y suelos cohesivos: Se puede relacionar la resistencia a la compresión simple con el número de golpes N del Standard Penetration Test, a través de la fórmula: σ= 1,33 N ton/m2 A cuyo valor se le aplica un factor de seguridad de 1.8 Como los suelos recuperados en las perforaciones corresponden a suelos clasificados como arenas limosas, se calcula el valor de la resistencia para suelos cohesivos. CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE DEL SUELO HASTA LA PROFUNDIDAD EXPLORADA Perforación P1 P2 P3 Zi Nspt ϒ υ σ' Cn Ncorregido σ(ton/m2) FS σ(ton/m2) 1,5 2,5 3,5 4,5 1,5 2,5 3,5 4,5 1,5 2,5 31 34 68 72 33 48 11 33 30 83 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 40 56 72 24 40 56 72 24 40 2,00 1,55 1,31 1,15 2,00 1,55 1,31 1,15 2,00 1,55 62 53 89 83 66 74 14 38 60 128 82 70 118 110 88 99 19 51 80 171 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 45,75 38,87 65,70 61,35 48,71 54,88 10,63 28,12 44,28 94,89 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 5.6 Parámetros para el análisis sísmico Las características del subsuelo corresponden a un perfil de suelo Tipo D “perfiles de suelos rígidos que cumplan cualquiera de las dos condiciones 50>N prom≥15” y Su≥0,5 kgf/cm2, y de acuerdo a la clasificación de la Norma NSR10, proyectado a partir del Numeral A.2.4.3.2, con un perfil de suelo estimado con base en los 30 primeros metros. Grupo de uso Grupo de Uso: I. Estructuras de ocupación normal. Coeficiente de Importancia: I = 1.0 (Sección A.2.5.2 NRS-10) Zona de amenaza sísmica Intermedia. (Apéndice A-4 NSR10) Aa = 0,15 Fa = 1,5 Av = 0,20 Fv = 2,0 Ae = 0.15 Ad = 0.03 5.7 Análisis de Cimentación 5.7.1 Características de la estructura a cimentar Como ya se manifestó en apartes anteriores de este informe, la principal componente del proyecto a construir consiste en 3 niveles, con cubierta en teja de barro. El sistema estructural a implementar será pórticos en concreto reforzado. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 5.7.2 Tipo de cimentación de las estructuras Para la selección del tipo de cimentación de la estructura se cuenta con que: En la zona existe un lleno combinado con arenas limosas en áreas de aproximadamente 50cms de espesor, el cual debe ser retirado. De acuerdo con lo anterior, el material de cimentación corresponde a un suelo residual y/o saprolito, que según con la exploración del subsuelo, exhibe buenas características geotécnicas. Corresponde a una arena limosa color café de alta resistencia a la penetración, por lo que puede considerarse como compacta, densa, de rigidez media a alta. El terreno natural presenta pendiente suave y no se evidencian problemas de inestabilidad. En el subsuelo del área a intervenir no se observó el nivel freático hasta la profundidad perforada de 4.50mts. Se concluye que la edificación se deberá calcular con los siguientes parámetros: Tipo de Estructura: Definida de acuerdo al diseño arquitectónico y estructural. Alternativa: Consiste en una cimentación superficial, mediante un entramado de zapatas continuas, funcionaría bien y se necesitaría de una viga de amarre debidamente rígida para atender los asentamientos diferenciales que pudieran presentarse. Son cimentaciones económicas, su uso debe evaluarse cimentando a una profundidad mínima de 2.50mts del terreno explanado del bloque correspondiente, se requerirá también complementarse con un reemplazo en concreto ciclópeo. Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Se concluye que la edificación se deberá calcular si se utiliza esta alternativa con los siguientes parámetros: Tipo de Estructura: Sistema en pórticos en concreto Tipo de cimentación: Zapatas aisladas en concreto reforzado apoyadas sobre concreto ciclópeo Profundidad de Cimentación: Se propone 2.50m del nivel explanado del terreno Capacidad admisible: Qadm = 46 Ton/m2 Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia 6. RECOMENDACIONES Referenciación. Durante todo el proceso constructivo del proyecto y después de este, se debe realizar una observación del comportamiento del terreno con el fin de tomar las medidas correctivas pertinentes, a cualquier situación que se presente como grietas, afloramientos de agua, etc., de ahí la necesidad de dejar referencias visibles e identificables fácilmente, lejos de la construcción al inicio de esta, que permitan establecer los asentamientos sufridos por la estructura en cualquier momento. Cimentaciones. El proyecto consiste en la construcción de un edificio con destinación mixta máximo cinco niveles. Según el análisis de las características arquitectónicas y estructurales del proyecto en relación con el perfil geotécnico del suelo, se recomienda según las alternativas de cimentación planteadas anteriormente un sistema de aporticado. Alternativa: Para el sistema de cimentación del tipo zapatas individuales apoyadas directamente sobre el terreno, Las zapatas se apoyarán dentro del horizonte de suelo residual de textura arena limosa, estableciendo un amarre sísmico reticular que una entre sí las cimentaciones por medio de vigas de concreto reforzado, estas zapatas poseerán una profundidad de desplante de 2.50metros, con respecto al nivel actual del terreno. A esta profundidad se debe realizar un lleno estructural en concreto ciclópeo de 0.40 m de espesor y una resistencia aproximada de 145 kg/m2 donde se apoyarán las zapatas de las estructuras en caso de no encontrar el suelo firme a la profundidad especificada. Este concreto ciclópeo soportará las cargas que transmiten las zapatas y las distribuirá al suelo sin que se presenten deformaciones ni afecten la estabilidad de las estructuras. La presión Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia de contacto a esta profundidad es de 46.00 ton/m2, sobre este parámetro se realizará el cálculo estructural del proyecto. Excavaciones La terminación de la excavación en el fondo y las paredes debe tener lugar inmediatamente antes de la colocación de la solera de asiento, sea cual sea la naturaleza del terreno. Especialmente se tendrá en cuenta en terrenos arcillosos. Si la solera de asiento no puede ponerse en obra inmediatamente después de terminada la excavación, debe dejarse ésta de 10 a 15 centímetros por encima de la cota definitiva de cimentación hasta el momento en que todo esté preparado para el vaciado del concreto. La excavación debe hacerse con sumo cuidado para que la alteración de las características mecánicas del suelo sea la mínima inevitable. Una vez hecha la excavación hasta la profundidad necesaria y antes de constituir la solera de asiento, se nivelará bien el fondo para que la superficie quede sensiblemente de acuerdo con el proyecto, y se limpiará y apisonará ligeramente. Las zanjas de cimentación tendrán las dimensiones fijadas en el proyecto. La cota de profundidad de estas excavaciones será la prefijada en los planos, o las que el Director de Obra ordene por escrito o gráficamente a la vista de la naturaleza y condiciones del terreno excavado. Aunque el terreno firme se encuentre muy superficial, es conveniente profundizar de 0,5 a 0,8 m por debajo de la rasante. Siempre que se estime necesario, se realizará el drenaje del terreno de cimentación a través de drenes colocados en el fondo de zanjas, en unas perforaciones inclinadas con suficiente pendiente (por lo menos 5 cm por metro), mediante empedrados, o con otros materiales idóneos. Los empedrados se rellenarán de cantos o grava gruesa, dispuestos en una zanja, cuyo fondo penetrará en la medida necesaria y tendrá una pendiente longitudinal de al menos 3 a 4 cm por metro. Con anterioridad a la colocación de la grava, en su caso se dispondrá un geotextil en la zanja que cumpla las condiciones de filtro Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia necesarias para evitar la migración de materiales finos. Se podrá también emplear un procedimiento mixto, de dren y empedrado, colocando un dren en el fondo del empedrado. En el caso de inundación de las excavaciones durante los trabajos de cimentación, deben adoptarse las disposiciones necesarias de evacuación de las aguas. Estas disposiciones deben ser tales que en ningún momento, durante o después de la terminación de las obras, la acción del agua de lugar a aterramientos, erosión, o puesta en carga imprevista de las obras, que puedan comprometer su estabilidad. Se debe retirar todo el material de lleno y contaminado de orgánico existente en el sitio donde irá la construcción y reemplazar este volumen de tierra con material seleccionado en caso de ser necesario. Bajo ninguna circunstancia se cimentará sobre suelos orgánicos o sobre llenos artificiales. Debe haber continuidad entre las etapas de excavación y construcción de las cimentaciones; las excavaciones deben permanecer abiertas el menor tiempo posible. Manejo de aguas. A medida que se inicien las obras debe disponerse de un sistema de evacuación de aguas superficiales, ya sea mediante zanjas revestidas con lechada, cordones o descoles. Esta sugerencia va encaminada a que las aguas superficiales no se acumulen en las zonas destinadas para la conformación de llenos estructurales. Cualquier detección que muestre presencia de agua, deberán intervenirse en forma inmediata para garantizar que la edificación no sufra alteraciones en cuanto su estabilidad. Llenos estructurales Si es necesario realizar llenos estructurales, deberán realizarse con materiales de buena calidad, libres de lodos, materia orgánica, basura, arcilla, etc, compactarse mecánicamente, utilizando placas vibratorias y controlarse con ensayos de laboratorio. Ing. Amparo Londoño L. Tel. 3137795604 Estudio de Suelos Calle 20 No.22-29, Barrio Fondo Obrero Municipio de San Luis - Antioquia Los llenos por encima de las fundaciones, deberán controlarse rigurosamente, ya que de ellos depende en gran parte el empotramiento y las presiones de confinamiento de la edificación. Por tanto se recomienda utilizar materiales granulares, como: arenilla o similar y compactarse con equipo mecánico. Losas de contrapiso y muros divisorios Las losas de contrapiso tendrán 10 cm de espesor con refuerzo por temperatura y con concreto de 210 kg/cm2 (21 MPa). Se debe realizar un relleno con material seleccionado tipo subbase granular de un mínimo de 15 cm, el cual debe ser compactado al 95% del Proctor modificado. Los muros interiores que no coincidan con vigas de amarre se pueden apoyar sobre la placa de piso, dejando un pequeño sobreancho y usando refuerzo nominal. Recomendaciones de los materiales. Los materiales a utilizar en la obra, deberán previamente ser sometidos a ensayos de laboratorio para su aprobación por parte de la interventoría, además, durante el proceso constructivo se debe realizar el control de calidad con ensayos de campo y/o laboratorio. 10.3 Limitaciones. Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente informe se basan en los resultados de las exploraciones de campo, si durante la etapa de construcción se encuentran condiciones diferentes a las descritas como típicas en el informe, se dará aviso a la ingeniera para complementar las conclusiones y recomendaciones. ___________________ AMPARO LONDOÑO L. Mat. 44398 ANT.
