geotecnia km22+400 granadavr1.1 mayo 2013

DISEÑOS VIAS Y PAVIMENTOS S.A.S.

SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM 22+400 DE LA VIA GRANADA – SAN CARLOS

Diseños Vías y Pavimentos S.A.S. Carrera 82 A No. 34 – 34 telefax 444-2539 Medellín Página 1

CONTRATO No. 2013-OO-20-0023

“MEJORAMIENTO, REHABILITACIÓN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIÓN

ORIENTE DEL DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA”

ESTUDIO Y DISEÑO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRÍTICO DEL KM22+400 DE LA VIA GRANADA – SAN CARLOS

ORI-DIS-GEO-K22+400-V1

MEDELLIN ENERO DE 2014




ÍNDICE DE MODIFICACIONES

Índice de Revisión Fecha de Modificación Observaciones

REVISIÓN Y APROBACIÓN

Contrato No.: 2013-OO-20-0023

Título del documento:

ESTUDIO Y DISEÑO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRÍTICO DEL KM22+400 DE LA VIA

GRANADA – SAN CARLOS.

Fecha: Octubre de 2013

Documento No.: ORI-DIS-GEO-K22+400-V1

Control Interno

Especialista JOSE JOAQUIN LARA RUIZ

Vo. Bo. Director de Consultoría

Vo. Bo. Ingeniera de Calidad

LINA MARIA GUTIERREZ M.

Vo. Bo. Director de obra CARLOS MAURICIO ARANGO D.

Interventoría

Director de Interventoría

Especialista Interventoría




Contenido

1 INTRODUCCION 8

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 9

3 OBJETIVOS 14

3.1 OBJETIVO GENERAL 14

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 14

4 MARCO TEORICO 15

5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS 16

5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD 17

5.2 PLAN DE CONTIGENCIA 26

6 METODOLOGÍA O PLAN DE TRABAJO 28

6.1 FUENTES DE INFORMACIÓN 28

6.2 ENSAYOS 29

6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 31

7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 32

7.1 Localización en Suramérica 32

7.2 Localización en Colombia 33

7.3 Localización en el Departamento 36

7.4 Geomorfología 38

8 GEOLOGÍA LOCAL 39

8.1 Geomorfología 40

1 TRABAJOS DE CAMPO 41

1.1 EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA 41

9 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE 52

9.1 HIDROGEOLOGÍA 54

10 RESULTADO DE ESTUDIOS 55




10.1 METÓDO DE EXPLORACIÓN 55

10.2 RESULTADOS DEL SPT 56

10.3 FACTOR DE CORRECCIÓN POR SOBRECARGA Ó CONFINAMIENTO 57

10.4 CORRELACIONES ENTRE N Y RESISTENCIA EFECTIVA DE LOS SUELOS 64

10.5 RELACIONES ENTRE EL NÚMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA

69

10.6 ESTIMACIÓN DEL MÓDULO DE DEFORMACIÓN EDOMÉTRICO 80

10.7 PARÁMETROS GEOMECÁNICOS (COMPRESION INCONFINADA) 81

10.8 PESO ESPECÍFICO SATURADO DE SUELOS ARENOSOS 83

10.9 COEFICIENTE DE BALASTO O MÓDULO DE REACCIÓN KS 87

10.10 RESULTADO DE ESTUDIOS 93

10.10.1 ESTADO DEL MATERIAL 94

10.10.2 ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES DE HUMEDADES 109

10.10.3 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS 114

11 FUERZAS SISMICAS 117

12 CAPACIDAD DE CARGA CIMENTACION OBRA HIDRAULICA 121

13 DESCRIPCION DE LA FALLA - MODELO GEOTECNICO 144

13.1 Contención de talud encole y descole de Box Coulvert. 149

13.2 ESTABILIDAD DE LA LADERA 149

13.2.1 MODELO GEOTECNICO SIN FUERZA SISMICA - RETROCALCULO 151

13.2.2 MODELO CON SOBRE CARGA VEHICULAR Y NIVEL FREATICO 152

13.2.3 CON EFECTO SISMICO 157

13.2.4 MODELO CON ABATIMIENTO DEL NIVEL FRETICO 159

13.3 CALIBRACION DE MODELO CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PHASE 2

161

13.4 SOLUCION DE ESTABILIDAD PROPUETA 169

13.4.1 SOLUCIONES HIDRAULICAS 170

13.4.2 SOLUCION ESTRUCTURAL 175




13.5 VALIDACION SOLUCION CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PHASE 2. 180

13.5.1 SOLUCION DE GEOMETRIA VIAL 183

13.5.2 SOLUCION DE BIOINGENIERIA. 184

13.6 VERIFICACION CAPACIDAD DE LOS PERNOS ACTIVOS 184

14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 188

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Parametro por inclinacion del talud .................................................................................................... 19 Tabla 2 Parámetro por fractura ....................................................................................................................... 20 Tabla 3 Parametro por vegetacion ................................................................................................................... 21 Tabla 4 Parámetro por volumen del movimiento ............................................................................................. 21 Tabla 5 Parámetro por afectación .................................................................................................................... 22 Tabla 6 Parametro por pablacion ..................................................................................................................... 23 Tabla 7 Estimación Susceptibilidad.................................................................................................................. 23 Tabla 8 Estiamcion Vulnerabilidad .................................................................................................................. 24 Tabla 9 Estimación del Riesgo .......................................................................................................................... 24 Tabla 10 Calificación de grado de riesgo. ......................................................................................................... 25 Tabla 11 Registro perforación sondeo No.1 ..................................................................................................... 46 Tabla 12 registro sondeo No.2.......................................................................................................................... 48 Tabla 13 Registro perforación sondeo No. 3 .................................................................................................... 50 Tabla 14 Los factores de corrección comúnmente usados ..................................................................... 58 Tabla 15 Corrección por Energía (CE)......................................................................................................... 60 Tabla 16 FACTOR DE CORRECION POR LONGITUD DE BARRAS CR ............................................ 61 Tabla 17 FACTOR DE CORRECION POR EL DIAMETRO DE LA PERFORACIÓN CB ................... 61 Tabla 18 Modulo edométrico en arenas ........................................................................................................... 80 Tabla 19 Módulos edométrico .......................................................................................................................... 81 Tabla 20 Parámetros de Resistencia de acuerdo al NSPT ..................................................................... 82 Tabla 21Compresion simple sondeos ............................................................................................................... 83 Tabla 22 Peso unitario seco sondeos ................................................................................................................ 87 Tabla 23 Coeficiente de balasto sondeos ......................................................................................................... 89 Tabla 24 Resumen caracterización sondeo 1 ................................................................................................... 90 Tabla 25 Resumen caracterización sondeo 2 ................................................................................................... 91 Tabla 26 Resumen caracterización sondeo 3 ................................................................................................... 92 Tabla 27 Resumen caracterización sección tipica ............................................................................................ 93 Tabla 28. Clasificación de suelos sondeo 1 ...................................................................................................... 95 Tabla 29 Resumen clasificación y otras características sondeo 1FUENTE: PROPIA .......................................... 96 Tabla 30 Clasificación de suelos sondeo 2 ...................................................................................................... 97 Tabla 31 Resumen clasificación y otras características sondeo 2 .................................................................... 98 Tabla 32 Clasificación de suelos sondeo 3 ....................................................................................................... 99 Tabla 33 Resumen clasificación y otras características sondeo 3FUENTE: PROPIA ........................................ 100




Tabla 34 Compresibilidad de los suelos ................................................................................................... 110 Tabla 35 Plasticidad de los suelos ............................................................................................................. 110 Tabla 36 Característica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento ................................... 110 Tabla 37 Análisis cuantitativo suelos sondeo 1 .............................................................................................. 111 Tabla 38 Análisis cuantitativo suelos sondeo 2 .............................................................................................. 112 Tabla 39 Análisis cuantitativo suelos sondeo 3 .............................................................................................. 113 Tabla 40 Características de los suelos según clasificación U.S.C. ...................................................... 114 Tabla 41 Sondeo no 1 lado derecho, sentido granada – San Carlos – compresión simple ............. 115 Tabla 42 Sondeo no 2 lado izquierdo, sentido granada – San Carlos – compresión simple ........... 115 Tabla 43 Consistencia y Resistencia a la compresión inconfinada de los suelos ............................... 116 Tabla 44 Coeficientes sísmico zona en estudio ............................................................................................... 118 Tabla 45 Factores de seguridad Básicos mínimos. ........................................................................................ 119 Tabla 46 Datos para constitución espectro de aceleración sísmica de diseño. .............................................. 120 Tabla 47 Resumen cálculo de capacidad portante box coulvert .................................................................... 143 Tabla 48 Parametros geoetcnicos en inminencia de falla. ............................................................................. 152 Tabla 49 Valore de parámetros geotécnicos modelos FEM ........................................................................... 162

INDICE DE FOTOGRAFIAS

Fotografía 1 Estado de la via. Se observa la magitud de la depresion en la via. .............................................. 10 Fotografía 2 Fractura trasversal por efecto de las escorrentía y perdida de cobertura vegetal ..................... 13 Fotografía 3 Vista frontal y parcial de la falla ................................................................................................. 25 Fotografía 5 Deformación de calzada de la vía .......................................................................................... 52 Fotografía 6. Alcantarilla parte baja perdida de Descole. Socavación hídrica. Daños en la zona. ................... 54 Fotografía 7. Extracción de Material y Ensayo de compresión simple ........................................................... 116 Fotografía 8 Socavacio itensa en el talud inferior como cosecuencia del inadecuado manejo de las aguas . 147

INDICE DE GRAFICAS Grafica 1 Perfil longitudinal del sector ............................................................................................................... 9 Grafica 2 Área afectada por deslizamiento e inestabilidad .............................................................................. 13 Grafica 3 Geometria tipca del talud ................................................................................................................. 18 Grafica 4 Trincho en madera ............................................................................................................................ 26 Grafica 5 Señalización mínima para desvíos .................................................................................................... 27 Grafica 6 Cuneta saco suelo - cemento ............................................................................................................ 28 Grafica 7 Metodologia de diseño .................................................................................................................... 30 Grafica 8 Colombia en Suramérica ............................................................................................................... 32 Grafica 9 Localización de Antioquia en Colombia ...................................................................................... 33 Grafica 10 Corredor vial Granada – San Carlos ................................................................................................ 36 Grafica 11. Localización en el Departamento de Antioquia ..................................................................... 37 Grafica 12 Levantamiento topográfico y ubicación sondeos ............................................................................ 42 Grafica 13 Geomorfología general de la zona del proyecto ............................................................................. 43 Grafica 14 Exploración Roto Percusión ....................................................................................................... 55 Grafica 15 FACTOR DE CORRECION POR ENERGÍA .......................................................................... 59




Grafica 16 FACTOR DE CORRECION POR EL USO DE CUCHARA NORMAL (CS) ....................... 60 Grafica 17 NSPT corregido sondeo 1 ................................................................................................................ 62 Grafica 18 NSPT corregido sondeo 2 ................................................................................................................ 63 Grafica 19 NSPT sondeo 3 ................................................................................................................................ 64 Grafica 20Angulo de fricción sondeo 1 ............................................................................................................. 66 Grafica 21 Angulo de fricción sondeo 2 ............................................................................................................ 67 Grafica 22 Angulo de fricción sondeo 3 ............................................................................................................ 68 Grafica 23 Correlación Número de Golpes y Densidad relativa .............................................................. 70 Grafica 24 Densidad relativa sondeo 1 ............................................................................................................. 73 Grafica 25 Densidad relativa sondeo 2 ............................................................................................................. 74 Grafica 26 Densidad relativa sondeo 3 ............................................................................................................. 75 Grafica 27 Modulo de Young sondeo 1 ............................................................................................................. 77 Grafica 28 Modulo de Young sondeo 2 ............................................................................................................. 78 Grafica 29 Modulo de Young sondeo 3 ............................................................................................................. 79 Grafica 30 Peso específico saturado de sondeo 1 ............................................................................................ 84 Grafica 31 Peso específico saturado de sondeo 2 ............................................................................................ 85 Grafica 32 Peso específico saturado de sondeo 3 ............................................................................................ 86 Grafica 33 Clasificación de suelos sondeo 1 ................................................................................................... 101 Grafica 34 Clasificación de suelos sondeo 2 ................................................................................................... 101 Grafica 35 Clasificación de suelos sondeo 3 ................................................................................................... 102 Grafica 36 Gradaciones sondeo 1 .................................................................................................................. 103 Grafica 37 Gradaciones sondeo 2 .................................................................................................................. 103 Grafica 38 Gradaciones sondeo 3 .................................................................................................................. 104 Grafica 39 Plasticidad sondeo 1 .................................................................................................................... 104 Grafica 40 Plasticidad sondeo 1 .................................................................................................................... 105 Grafica 41 Plasticidad sondeo 1 .................................................................................................................... 105 Grafica 42 Abaco de Casagrande ................................................................................................................... 106 Grafica 43 colapsibilidad sondeo 1 ............................................................................................................... 107 Grafica 44 colapsibilidad sondeo 1 ............................................................................................................... 108 Grafica 45 colapsibilidad sondeo 1 ............................................................................................................... 108 Grafica 46 Ubicación de zona sísmica. ........................................................................................................... 117 Grafica 47 Espectro elástico de aceleración San Carlos ................................................................................. 120 Grafica 48 Modelo cargas para cimentación box coulvertFUENTE: PROPIA .................................................. 121 Grafica 49 Graficacion bulbo de presiones y cuña de rotura .......................................................................... 122 Grafica 50 Factor K de erodabilidad ............................................................................................................... 145 Grafica 51 Modelos tipicos de fallas ............................................................................................................... 146 Grafica 52Modelo básico de la sección a estudiar. ........................................................................................ 149 Grafica 53 Superficies de falla en modelo básico ........................................................................................... 150 Grafica 54 Modelo geoetcnico. Retrocalculo FS minimo 1.0 .......................................................................... 151 Grafica 55. Efecto de carga puntual en talud ................................................................................................. 153 Grafica 56. Simulación de carga vehicular en el talud. ............................................................................ 154 Grafica 57 Modelo con sobrecarga vehicular ................................................................................................. 155 Grafica 58 Círculos de fallas modelo con sobrecarga ..................................................................................... 156 Grafica 59 Modelo con cargas sismica .......................................................................................................... 157 Grafica 60 Círculos de falla con cargas sísmicas ............................................................................................ 158 Grafica 61 Modelo abatimiento del nivel freatico .......................................................................................... 159




Grafica 62 Falla con nivel freático abatido .................................................................................................... 160 Grafica 63 Modelo de FEM basico .................................................................................................................. 161 Grafica 64Desplazamientos totales con modelo basico FEM ......................................................................... 162 Grafica 65 Deformada modelo básico FEM .................................................................................................... 163 Grafica 66 SRF semejante a FS modelo basico ............................................................................................... 164 Grafica 67 Modelo con sobrecarga y sismo FEM ............................................................................................ 165 Grafica 68 Esfuerzos cortantes máximos modelo sismo y sobrecarga FEM ................................................... 166 Grafica 69 Deformada modelo sismo y sobrecarga FEM ............................................................................... 167 Grafica 70 Modelo abatimiento nivel freático FEM ....................................................................................... 168 Grafica 71 Factor de seguridad y deformada modelo sismo y abatimiento nivel freatico ............................. 169 Grafica 72 Estimación previa de separación entre drenes. ............................................................................ 172 Grafica 73 Esquema de subdrenaje subhorizontales. ..................................................................................... 173 Grafica 74 Drenes subhorizontales como solución de estabilidad. ................................................................ 174 Grafica 75 Solucion de muros y adecuacion de banca ................................................................................... 176 Grafica 76 Círculos de falla son solución de muros y abatimiento nivel freatico ........................................... 177 Grafica 77 Efecto estabilizador de los anclajes .............................................................................................. 178 Grafica 78 Modelo con pernos y concreto lanzado e=0.15m ......................................................................... 178 Grafica 79 Capa de hormigón lanzado – recubrimiento de talud superior ..................................................... 179 Grafica 80 La sola bateria de pilas y muro en talud inferior no es solucion total ........................................... 179 Grafica 81 Solución planteada FEM ............................................................................................................... 180 Grafica 82 Factor de seguridad en la superficie o frontera del modelo ......................................................... 181 Grafica 83 Desplazamientos totales FEM ....................................................................................................... 182 Grafica 84 Linea azul, rasante reconstruccion del terraplen .......................................................................... 183 Grafica 85 Seccion transversal reconstruccion de banca................................................................................ 183 Grafica 86 sección para análisis de capacidad de los pernos. ........................................................................ 184

1 INTRODUCCION

La Gobernación de Antioquia ha adjudicado el contrato de obra pública, a la

empresa PAVCOL S.A.S. cuyo objeto es el “MEJORAMIENTO,

REHABILITACIÓN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS

COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIÓN ORIENTE DEL

DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA” todo esto con el fin de garantizar corredores

viales estratégicos, con mejoramientos significativos en sus especificaciones

técnicas y un adecuado servicio hacia la población en general, para lo cual se

adelantarán las obras prioritarias que tengan mayor impacto en el mejoramiento

del servicio, acorde con el tráfico actual y proyectado que garantice una operación




segura, contribuyendo así a la generación de empleo y a la dinámica de

comercialización de los productos a través del transporte adecuado de los mismos

y en definitiva mejorar la calidad de vida de la población.

El objeto del contrato tiene como propósito atender de manera eficiente, la

mayoría de los sitios críticos de inestabilidad existentes dentro del corredor vial,

los cuales ponen en constante riesgo de cierres. Igualmente se pretende mejorar

la transitabilidad en dichos sitios críticos y la integración y competitividad de los

corredores mediante la mejora de la infraestructura de transporte y

comunicaciones, optimizando de esta forma la conectividad de los municipios con

la capital del departamento como con el resto del país para la distribución de los

diferentes productos agrícolas generados en el campo, por tal motivo se ha

contratado a la empresa Diseños Vías y Pavimentos, con el fin de realizar los

estudios y diseños del punto crítico KM22+400 de la Vía que comunica los

municipio de Granada y San Carlos, y realizar las recomendaciones geotécnicas

que pueden generar las posibles soluciones al problema.

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El proyecto se basa en realizar el estudio Geotécnico del punto Crítico ubicado

sobre el Km22+400 de la vía que comunica a los municipio de Granada y San

Carlos de modo que se evalúen todos los agentes detonantes que generaron

estos problemas de movilidad y se estimen de esta forma las soluciones

estructurales, hidráulicas, hidrológicos y de suelos capaces de garantizar una

adecuada estabilidad y seguridad en material vial para todos los transeúntes que

circundan la zona.

Grafica 1 Perfil longitudinal del sector




FUENTE: PAVCOL

El sitio, en cuanto su problemática, es altamente complejo dado que la

deformación en la banca, producto de los fenómenos hidrogeológicos, ocasiona

una movilidad vehicular deficiente y con potencialidad de alta accidentabilidad. Los

efectos sobre el talud superior e inferior afecta la banca, con taponamiento por

desprendimientos y flujos de lodos y detritos, así como deslizamientos que

produce una concavidad de más de 8m, que disminuye la visibilidad en la

operación vehicular y, además, obliga a la disminución de la velocidad y operación

inadecuada debido a las altas pendientes que se generan en los accesos de

entrada y salida a la zona cóncava,

Fotografía 1 Estado de la via. Se observa la magitud de la depresion en la via.

Perfil

actual

(línea roja)

Perfil

proyectado

(línea azul)




Dentro de esta zona se presenta una importante recarga potencial debida a la

precipitación durante el año. En la región del Oriente antioqueño se han

inventariado alrededor de 1.927 puntos de agua, 1837 aljibes, 86 pozos y 43

manantiales.

En la región del Oriente Antioqueño1 el agua subterránea se usa para consumo

doméstico, abastecimiento público, en la ganadería y para riego de los productos

agrícolas y se estima que la cantidad de agua extraída anualmente es del orden

de 26 millones de metros cúbicos.

Estimaciones y diferentes estudios afirman que el volumen de agua subterránea

que podría estar almacenado los acuíferos libres sería del orden de 3.300 mm, los

1 PLAN DE GESTIÓN AMBIENTAL REGIONAL - Corantioquia

Rellenos antrópico

sucesivos para

renivelación




cuales se convierten en generados de grandes presiones de poros sobre las

diferentes laderas que asociado a los diferentes movimientos tectónicos forman

los desplazamientos y diferentes hundimientos sobre el tramo.

Este sector se caracteriza por un paisaje con pendientes muy fuertes a

escarpadas que siguen el patrón de fallas geológicas regionales como son la de

Romeral y la Falla del Espíritu Santo coincidentes con los planos de foliación de

las rocas saproliticas, a veces con contenido de cuarzo y de pizarras altamente

fracturadas, que afloran en la región generando un complejo geomorfológico frágil

con restricciones geotécnicas evidentes que afectan la infraestructura vial regional,

asentamientos urbanos y la oferta natural de suelos de ladera utilizados para

producción agropecuaria. En esta unidad se presenta amenaza muy alta por

movimiento en masa.

Las áreas afectadas, son superior a 4900 m2.




Grafica 2 Área afectada por deslizamiento e inestabilidad

FUNTE: PAVCOL

Fotografía 2 Fractura trasversal por efecto de las escorrentía y perdida de cobertura vegetal

FUNTE: PROPIA

Factura de

gran

magnitud




3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar el estudio geotécnico y geológico del punto crítico ubicado sobre el

Km22+400 de la vía que comunica a Granada – San Carlos.

Plantear medidas de mitigación a efecto de disminuir los adversos efectos del

movimiento de la ladera, particularmente sobre la circulación vehicular.

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO

Identificar las amenazas y los riesgos que presentan el punto crítico estipulado

para estudio partiendo para ello de la visión regional del problema.

Elaborar planes de contingencia para la prevención y la atención de cada uno

de los riesgos identificados en este tramo, bajo los principios de la mecánica

de suelos, estabilidad de taludes, la geología e hidrogeología, socavación y

modelación con software.

Estudiar y ensayar con detalle el punto crítico, para conocer afondo la

dinámica geológica-geotécnica del área, utilizando para esto métodos basados

en programas de modelación de alto grado de confiabilidad y sobre todo que

genere bajo índice de error, elementos finitos, y algunos que proporcionan

información sobre las propiedades físicas y mecánicas de las rocas y suelos

según las características encontrada en los sondeos, así como sus

extensiones horizontales y verticales, identificación de los materiales arcillosos

y arenosos presentes en el subsuelo, generando un modelo de falla que sea

concorde a lo presentado en la zona.




Proporcionar conclusiones y recomendaciones.

4 MARCO TEORICO

Considerando el alcance de los trabajos, que corresponden a obras de

emergencia en un contrato de mantenimiento y/o mejoramiento, con plazos y

términos definido, se presenta los estudio de un sitio inestable, en base a

auscultación directa con equipos convencionales, para recuperar muestras que

permitan caracterizar los diferentes estratos que conforman el subsuelos; en base

a la procedimientos aceptados por normas nacionales e internacionales se

realizan los ensayos correspondientes y su interpretación. Apoyado en concepto

de la literatura técnica se realiza la conceptualización de la falla, que se modela a

esfuerzos último y por elementos finitos a efecto de obtener una compresión del

fenómeno y plantear una solución que sea construible en el corto plazo y su

magnitud sea económicamente viable en el marco del tipo de contrato ya

mencionado.

A lo largo del estudio se van desarrollando conceptos, métodos y sistemas a fin de

lograr los objetivos propuestos.

Softwares licenciados básicos:

Slide de Rocscience

Phase 2 de Rocscience

Roclab de Rocscience

Spreat Footing de Bentley

Strater 4 de Golden Software

NovoSPT de Novo Tech




Se consideran como bibliografía básica, además de los códigos y normas

vigentes que aplican a este tipo de estudios los siguientes textos:

Suarez, J (1998) Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas

Tropicales. Ediciones UIS.

Bowles, J (1996) “Foundation Analysis and Desing” 5th Edition,

McGraw-Hill

Estabilidad de Taludes , E Hoek, 1980

Suarez, J (2009) Deslizamientos Análisis Geotécnico. División de

Publicaciones UIS.

Suarez, J (2009) Deslizamientos Técnicas de Remediación. División de

Publicaciones UIS.

Gonzales de Vallejo, L (2206) Ingeniería Geológica. Pearson Prentice

Hall.

5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS

La situación actual presenta, de hecho una amenaza considerable para el

patrimonio vial de la nación y el patrimonio económico de los particulares.

La amenaza, como un hecho que puede producir un daño provocado por un

evento natural o antrópico, estaría representado por eventos naturales como los

excesos de lluvias y/o eventos sísmicos que podrían generar variación en las

condiciones de estabilidad de los taludes, en el estado actual que es, en sí, un

estado de latente estabilidad dado la pendiente y las características propias de los

suelos constituyentes. Los agentes antrópicos serían las vibraciones producidas

por la movilidad vehicular, la malas prácticas de uso del suelos y la inadecuada

solución a situaciones de manejo de aguas superficiales y subterráneas. De

http://es.wikipedia.org/wiki/Antr%C3%B3pico




hecho, este último tópico es, tal vez, el de mayor influencia dado las velocidades

que adquieren las aguas superficiales por las altas pendientes longitudinales y

transversales y las muy escasas áreas o secciones para evacuar esas aguas en

forma adecuada. Estas amenazas podrían desencadenar la inestabilidad de la

ladera y la consiguiente pérdida de la banca.

El riesgo, normalmente, está definido como como el producto entre una amenaza

y una vulnerabilidad.

En este tipo de análisis no se hace caso a las llamadas vulnerabilidades de tipo

social. Siendo la vulnerabilidad la fragilidad del sistema. Una sociedad es

vulnerable cuando está o queda expuesta a los efectos de un fenómeno de origen

natural, socio - natural o humano, sin tener la capacidad de recuperarse por sí

misma de los efectos de éste. La vulnerabilidad, aquí, puede clasificarse en:

Vulnerabilidad económica. Tanto la ausencia de recursos económicos de

los miembros de la comunidad así como también la mala utilización de los

recursos disponibles por parte de las entidades responsables.

Vulnerabilidad física. Asociada a la ubicación física de los asentamientos y

la calidad de materiales y de los tipos de suelos.

5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD2

SUCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO

2 Universidad Politécnica de Cataluña.




PENDIENTE

La pendiente del talud la obtenemos a partir del ángulo de talud. Con el ángulo de

talud obtenido y teniendo en cuenta el tipo de cohesión de cada tipo de suelo

hemos dado parámetros según el razonamiento que aparece en la siguiente tabla.

Los parámetros van del 1 al 4 siendo los que tienen menor importancia por lo que

respecta al riesgo geológico aquellos que tengan una numeración menor. Se le ha

dado parámetros más elevados a los mayores valores de pendiente y a los suelos

menos cohesivos. Sabemos que un suelo cohesivo tiene menores probabilidades

a ser deslizado que los suelos no cohesivos. Igualmente el mayor riesgo a ser

deslizado un suelo existe en los taludes de mayor pendiente (mayor ángulo de

talud).

Grafica 3 Geometria tipca del talud

FUENTE: PAVCOL




Tabla 1 Parametro por inclinacion del talud

FUENTE: Universidad Politécnica de Cataluña.

En este caso el valor del parámetro es 4.

LITOLOGIA

Conociendo las propiedades geomecánicas de los materiales litológicos que

conforman cada talud a analizar se han dado parámetros a cada uno de los

taludes partiendo de que hay litologías más propensas a los deslizamientos que

otras. Los parámetros más elevados son aquellos que tienen mayor probabilidad a

deslizar. En este tópico se dan valores de 1 a 4 donde los suelos recientes (del

cuaternario) o próximos) tendrían el mayor riesgo de deslizamiento y donde los

depósitos sedimentarios de zonas costeras presentan el menor riesgo; en este

caso se asumen un valor típico de 3, dadas las condiciones superficiales de los

suelos, y su estado de exposición.

FRACTURACION

La fracturación en los suelos es un indicador que define muy bien la probabilidad

de que un suelo pueda deslizar. Un suelo muy fracturado es más propenso a

caerse que un suelo no fracturado, por lo cual se han dado parámetros a todos los

taludes según el número y el tipo de fracturas que contenían. También se ha




tenido en cuenta el espaciado, largo y profundidad de las fracturas para poder

clasificarlas según están pocos o muy fracturadas.

Atendiendo a todo eso los parámetros fijados han sido los que refleja la tabla

siguiente.

Tabla 2 Parámetro por fractura


En este caso el valor del parámetro es 3, debido al alto número de fracturas que

presenta la zona a estudiar.

VEGETACION

La vegetación es un elemento fundamental en los aspectos de conservación de

suelos, ya que al sustentarse sobre él ejerce con las raíces una acción de sujeción

importante. Por otra parte, la masa forestal actúa como amortiguador del agua de

las lluvias, disminuyendo su capacidad erosiva antes de llegar al suelo y

disminuyendo la escorrentía superficial.




Tabla 3 Parametro por vegetacion


En este caso el valor de los parámetros son 4 (semidesnudo en el cuerpo) y 3

(poblado en la cabeza del talud).

VOLUMEN DEL TALUD

Un factor muy importante para valorar la magnitud de un desastre e incluso el

grado de riesgo que conlleva un talud susceptible a ser deslizado es su volumen.

Aquellos deslizamientos que comporten la caída de mayor masa serán los que

tengan el riesgo más elevado, por eso en la tabla se dan valores más elevados a

aquellos taludes que tengan mayor masa o volumen. El hecho que un talud sea

voluminoso comporta alcances a mayores distancias así que las afectaciones de

ese desprendimiento serán mayores.

Tabla 4 Parámetro por volumen del movimiento





En este caso el volumen previsto del deslizamiento fue superior a los 10,600 m3,

por lo que el parámetro de vulnerabilidad por este tópico tiene un valor de 4.

VULNERABILIDAD

AFECTACIONES

Un hecho a tener en cuenta para analizar el grado de riesgo que conlleva un

deslizamiento de un talud en una comunidad es el tipo de afectación que pueda acarrear.

Los tipos de afectaciones y que se les ha dado parámetros en la siguiente tabla, se

refieren a las comunicaciones y a las infraestructuras de servicios que puedan ser

dañadas en caso de desprendimiento. Según la menor o mayor importancia de la

afectación se le ha dado un valor distinto de parámetro.

Tabla 5 Parámetro por afectación


En este caso se afecta la vía principal (carretera) Medellín – San Carlos y la

secundaria de acceso al poblado de San Luis. El valor del parámetro es 4.

PROXIMIDAD RIESGOS – POBLACION

Los parámetros que aparecen en la tabla siguiente han sido dados según la

distancia a que se encuentran los taludes de cualquier vivienda o núcleo habitado.




La proximidad del riesgo a la población es un factor que hace incrementar la

vulnerabilidad de los que habitan cerca. Así los mayores parámetros reflejan

mayor vulnerabilidad o mayor riesgo.

Tabla 6 Parametro por pablacion


En este caso, existen en la proximidad del fallo, elementos patrimoniales a menor

de 150m de la inestabilidad, por lo que el valor del parámetro es de 4.

Se determina, la susceptibilidad y vulnerabilidad del sistema.

Tabla 7 Estimación Susceptibilidad

FUENTE: PROPIA

UBICACIÓN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

PEN

DIE

NTE

VO

LUM

EN

FRA

CTU

RA

CIO

N

LITO

LOG

IA

TOTA

L P

AR

AM

ETR

OS

Via Granada - San Carlos Granada - San Carlos 1 4 4 3 3 14




Tabla 8 Estiamcion Vulnerabilidad

FUENTE: PROPIA

Tabla 9 Estimación del Riesgo

FUENTE: PROPIA

El valor máximo del riesgo es de 128, en este caso se obtiene un porcentaje de

riesgo del 88%, RIESGO MUY ALTO, según la tabla de calificación.


ID. T

ALU

D

AFE

CTA

CIO

N

PR

OX

IMID

AD

RIE

SGO

- P

OB

LAC

ION

TOTA

L P

AR

AM

ETR

OS

Via Granada - San Carlos Granada - San Carlos 1 4 4 8


ID. T

ALU

D

SUSC

EPTI

BIL

IDA

D

VU

LNER

AB

ILID

AD

RIE

SGO

EST

IMA

DO

Via Granada - San Carlos Granada - San Carlos 1 14 8 112




Tabla 10 Calificación de grado de riesgo.


Fotografía 3 Vista frontal y parcial de la falla

FUENTE: PROPIA

Rellenos

antrópicos para

renivelación




5.2 PLAN DE CONTIGENCIA

Los planes de contingencias, se deben desarrollar ampliamente por los

encargados del ámbito de la Seguridad Social y/o salud ocupacional; aquí el nivel

es II y III, dada la perdida de banca y la potencial afectación a la Vía que comunica

al Municipio de San Carlos con Granada y Medellín.

Aquí se recomienda las siguientes acciones mínimas:

Señalización preventiva y obligatoria.

Iluminación de la zona.

Desvíos de las aguas superficiales que afectan la zona expuesta.

Construcción de trinchos en maderas.

Construcción de cunetas en suelo – cemento.

Construcción de subdrenajes.

Disponer de controladores de tráfico y señalización.

Grafica 4 Trincho en madera

FUENTE; UNAD




Grafica 5 Señalización mínima para desvíos

FUENTE; FOVIAL




Grafica 6 Cuneta saco suelo - cemento

FUENTE; PROPIA

Como obra definitiva se plantea la restitución de la banca, construcción de muros

rígidos y la construcción de las obras de drenaje y subdrenaje necesarias y

suficientes.

6 METODOLOGÍA O PLAN DE TRABAJO

Para la elaboración del proyecto y todas las recomendaciones que en él se

plantean se siguieron los siguientes puntos:

6.1 FUENTES DE INFORMACIÓN

En la elaboración de este plan se analizaron dos tipos de fuentes de

informaciones; información primaria y secundaria




PRIMARIA: Un reconocimiento directo de la zona por parte de los especialistas en

vía, geotecnia, geología, estructuras e Hidráulica, para estimar los problemas

presentes.

Hacen parte de esta información la obtenida directamente de ensayos, exploraciones, topografías

SECUNDARIA: Todos los estudios realizados con anterioridad para apoyarnos en

conceptos, memorias de cálculos, estudio de suelos, estimaciones geológicas y

geotécnicas, bibliografía técnica numerada en a pie de página o como referencia

de citas, etc.

6.2 ENSAYOS

Elaboración de un programa de exploración en campo utilizando el equipo de

roto-percusión con profundidades hasta de 30 m, con el objeto de estipular y

realizar el respectivo análisis de muestras en laboratorio.

Implantar sistemas provisionales de lectura de movimientos de la masa en el

sitio, con el fin de conocer el tipo de movimiento presente, la falla que se

evidencia es latente y las condiciones podrían cambiar dependiendo de la

velocidad con que se desplaza.

Los ensayos se realizan cumpliendo la metodología descrita en las siguientes

normas Colombianas, las cuales tienen su símil internacional, como se

menciona en las mismas:

Manual de diseño de cimentaciones superficiales y profundas para

carreteras INVIAS.

Normas de ensayo para materiales de carreteras de INVIAS.

http://www.invias.gov.co/index.php/hechos-de-transparencia/informacion-financiera-y-contable/doc_download/1020-manual-de-diseno-de-comentaciones-superficiales-y-profundas-para-carreteras

http://www.invias.gov.co/index.php/hechos-de-transparencia/informacion-financiera-y-contable/doc_download/1020-manual-de-diseno-de-comentaciones-superficiales-y-profundas-para-carreteras

http://www.invias.gov.co/index.php/hechos-de-transparencia/informacion-financiera-y-contable/doc_download/2232-especificaciones-generales-de-construccion-de-carreteras-y-normas-de-ensayo-para-materiales-de-carreteras




Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes adoptado en 1996.

Reglamento Colombiano de Construcciones Sismorresistente NSR-10.

Normas de la American Society for Testing and Materials” (ASTM)

Manual Para La Estabilización de Obras de Estabilización INVIAS - 2006

En resumen la metodología aplicar se muestra esquemáticamente.

Grafica 7 Metodologia de diseño

FUENTE: MANUAL DE INGENIERIA DE TALUDES IGME 1987




6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

Los datos se procesan en concordancia con los lineamientos y directrices

del proyecto para estimar en profundidad los agentes generados de todos los

problemas de la zona de estudio. Para todo esto se planeta el diagnóstico de

amenazas y riesgos, en referencia, movimientos de masas, los posibles planes

de contingencia. Aquí se incluyen la obtención de cada uno de los suelos que

conforman los estratos estudiados y el tipo de roca que yace en lo más profundo

de los estratos.

Modelación de taludes de todos los puntos críticos utilizando el software

Slide v6.0, Geostructural Analysis y NOVO SPT, para lo cual se incluye la

influencia de las presiones de poros presentes en las diferentes laderas, tipos de

suelo y roca, además de un respectivo análisis pseudoestatico para determinar la

criticidad del sitio en un eventual movimiento telúrico o placas tectónicas




7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

7.1 Localización en Suramérica

En la gráfica No. 1 se muestra la

localización de Colombia en el ámbito

Suramericano.

Colombia, de 1.141.748 km2 de

extensión, está situada al Noroeste de

América del Sur, es el cuarto país en

tamaño de la región, limita al norte con

aguas jurisdiccionales de Honduras,

Jamaica y Haití, al este con Venezuela y

Brasil, al sur con Perú y Ecuador, al oeste

con aguas jurisdiccionales de Costa Rica

y Panamá, y al noroeste con Panamá.

Las coordenadas geográficas generales del País son: Latitud 4º 35’ 56” al Norte y

Longitud 72º 04’ 51.30” al Oeste.

Grafica 8 Colombia en Suramérica

FUENTE: IGAC




7.2 Localización en Colombia

Grafica 9 Localización de Antioquia en Colombia

FUENTE: IGAC

Ubicación y localización geográfica:

El Departamento de Antioquia está situado al noreste del país, localizado entre los

05º26’20’’ y 08º52’23’’ de latitud Norte, y los 73º53’11’’ y 77º07’16’’ de longitud

Oeste.




Extensión y límites:

Cuenta con una superficie de 63.612 km2 lo que representa el 5.6 % del territorio

nacional. Limita por el Norte con el mar Caribe y los departamentos de Córdoba

(franja de territorio en litigio) y Bolívar; por el Este con Bolívar, Santander y

Boyacá; por el Sur con Caldas y Risaralda y por el Oeste con el departamento

del Chocó.

Geografía física:

El territorio del departamento de Antioquia se caracteriza por un relieve variado,

representado por áreas planas localizadas en el valle del Magdalena y las zonas

próximas al Chocó y el Urabá y una extensa área montañosa que hace parte de

las cordilleras Central y Occidental, en donde se resaltan 202 altos importantes,

con alturas que oscilan entre los 1.000 y los 4.080 metros sobre el nivel del mar. El

mayor accidente es el Páramo de Frontino en el municipio de Urrao con 4.080

metros, también aquí encontramos el Morro Campana con 3.950 metros. En

Dabeiba encontramos el alto del Paramillo con 3.960 metros y en el municipio de

Andes tenemos el Cerro Caramanta que tiene 3.900 metros de altura.

Clima:

El clima del Departamento de Antioquia es muy variado, debido principalmente a

factores como la latitud, altitud, orientación de los relieves montañosos, los

vientos, etc. En la región de Urabá, al noroeste del departamento, las lluvias tienen

un régimen bimodal; existe un período seco de diciembre a marzo, refrescado por

los vientos del noreste, y una estación de lluvias de abril a noviembre, con




máximas en mayo y noviembre. En la parte norte, hacia los departamentos de

Córdoba, Sucre y Bolívar, los meses más secos son diciembre, enero y febrero, y

los de mayor precipitación agosto y septiembre.

En la región central del departamento se presenta un período seco dentro de la

estación lluviosa que va de junio a septiembre; los meses más lluviosos son los de

mayo y octubre; en el valle del río Magdalena se cumple la misma distribución de

lluvias, siendo los meses más secos diciembre, enero, febrero y julio. Sus pisos

térmicos se distribuyen en cálido (35.550 km2), templado (16.430 km2), frío (10.900

km2) y Páramo (732 km2).

Actividades Económicas:

La economía del departamento de Antioquia está sustentada en la prestación de

servicios, la industria, el comercio, la agricultura, la ganadería y la minería.

Actualmente el departamento ocupa el segundo renglón en el ámbito nacional en

cuanto a industria se refiere, la producción textil, de tejidos y la confección, junto

con la elaboración de productos químicos, farmacéuticos, maquinaria, cemento,

abonos, concentrados, metalmecánica y papel representan los mayores ingresos

al departamento.

El sector de servicios se especializa en la finca raíz, servicios bancarios,

transportes y comunicaciones. En cuanto a la agricultura, Antioquia ocupa el

primer lugar en la producción de café y banano tipo exportación, productos como

la caña, algunos cereales, cacao, yuca y tabaco junto a algunos frutales

contribuyen en menor proporción a la economía regional.




Durante las últimas décadas la ganadería ha presentado un importante desarrollo,

principalmente en el Magdalena Medio, el río Cauca y Urabá. La minería

representó el soporte de la economía durante el siglo XIX, producto de estos

ingresos se creó parte de la infraestructura industrial; actualmente produce oro,

plata, hierro, cobre y otros minerales.

Grafica 10 Corredor vial Granada – San Carlos

FUENTE: GOOGLE EART

7.3 Localización en el Departamento

Granada: un municipio de Colombia, localizado en la subregión Oriente del

departamento de Antioquia. Limita por el norte con los municipios de Guatapé y

San Carlos, por el este con los municipios de San Carlos y San Luis, por el sur con

Sitio de Estudio

http://es.wikipedia.org/wiki/Municipios_de_Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Oriente_Antioque%C3%B1o

http://es.wikipedia.org/wiki/Antioquia

http://es.wikipedia.org/wiki/Guatap%C3%A9

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Carlos_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Carlos_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Luis_(Antioquia)




el municipio de Cocorná, y por el este con el municipio de Santuario. En el casco

urbano de este municipio se encuentra localizado el punto kilométrico de arranque

(K0+000).

Latitud: 06°09’ N

Longitud: 75°11’ W

Temperatura: 18°C

Altimetría: 2050 m.s.n.m

Población: 17,326 hab.

Grafica 11. Localización en el Departamento de Antioquia

FUENTE: PAGINA WEB GRANADA - ANTIOQUIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Cocorn%C3%A1

http://es.wikipedia.org/wiki/El_Santuario




San Carlos: es un municipio de Colombia, localizado en la subregión Oriente del

departamento de Antioquia. Limita por el norte con los municipios de San Rafael,

San Roque y Caracolí, por el este con el municipio de Puerto Nare, por el sur con

los municipios de Puerto Nare y San Luis y por el oeste con los municipios de

Granada y San Rafael. En este Municipio se encuentra el K31+000 o punto final

del proyecto.

Latitud: 06°11’23’’ N

Longitud: 74°59’23’’ W

Temperatura: 23°C

Altimetría: 1000 m.s.n.m

Población: 22,678 hab

7.4 Geomorfología

La Vía Granada – San Carlos, se desarrolla sobre un corredor topográficamente

montañoso, con pendientes, entre el 4% y 8%. Su estado actual, en lo que

corresponde a superficie de rodadura, es un afirmado en mal estado. La geología

de la zona, corresponde a suelos residuales, propios del Batolito Antioqueño, lo

cual, en muchos eventos, es muy susceptible a los movimientos de masa como

reptación y derrumbes. En el aspecto hidrológico, la vía es atravesada por

diversas corrientes con un alto flujo, cabe mencionar las siguientes: Quebrada La

Cascada, Quebrada La Honda, el Río Tafetanes, la Quebrada La Aguada, la

Quebrada Caldera, el Río Caldera, la Quebrada La Arenosa, la Quebrada La

Tupiada. La pluviografía promedio de la zona es de aproximadamente de 3.200

mm/año, lo cual representa un alto valor. Las obras de drenaje transversal se

encuentran en regular estado. El ancho de la vía se encuentra entre 4.0m con

http://es.wikipedia.org/wiki/Municipios_de_Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Oriente_Antioque%C3%B1o

http://es.wikipedia.org/wiki/Antioquia

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Rafael_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Roque_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Caracol%C3%AD

http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_Nare

http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_Nare

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Luis_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Granada_(Antioquia)

http://es.wikipedia.org/wiki/San_Rafael_(Antioquia)




anchos máximos próximos a los 6.5.0m, pero en términos generales deficientes

para la operación vehicular cómoda y segura.

8 GEOLOGÍA LOCAL

En la comunidad geológica local existe la idea no fundamentada en estudios

detallados, acerca de una baja actividad sísmica en la parte más septentrional del

eje de la Cordillera Central en Antioquia. Sin embargo, varios estudios han

reportado indicios de actividad tectónica reciente en los alrededores de la zona

estudiada (Woodward Clyde Consultans 1979, Page 1986) quienes señalaron la

existencia de niveles diferenciales de la actividad sísmica y de sismos esperados

para las diferentes zonas del departamento de Antioquia.

Las formaciones superficiales en la zona de estudio se componen de dos tipos de

materiales: saprolitos producto de la descomposición de rocas ígneas y

metafóricas con espesores variables y diferentes clases de depósitos detríticos,

dentro de los cuales se tienen depósitos de vertiente asociados a los escarpes

regionales y al altiplano de Santa Elena; depósitos lacustres conocidos como Las

Sedimentitas de La Fe; depósitos aluviales y varios niveles de terrazas localizados

en las diferentes superficies de erosión, principalmente a lo largo del Valle del Río

Negro. Igualmente se encuentran horizontes continuos que siguen la

paleotopografía como la línea de piedra y los depósitos de ceniza volcánica que

recubren las unidades superficiales anteriormente descritas. Desde el punto de

vista de la neotectónica estos depósitos son los mejores marcadores de la posible

actividad tectónica reciente en el Oriente Cercano a Medellín.




8.1 Geomorfología

Los principales relieves de primer orden que conforman la zona de estudio son las

superficies de erosión, los escarpes que las separan y los cañones que las

degradan o las segmentan. A su vez estos, cada uno de estos muestran un

conjunto de relieves de segundo orden que se pueden agrupar a partir de los

relieves de primer orden.

En la zona de estudio las superficies de erosión encontradas se describen a

continuación con base al estudio realizado por Gallego (2011):

Superficie de Erosión Santa Elena–La Unión. Se caracteriza por encontrarse entre

2400 y 2700 msnm, está modelada en rocas metamórficas y en la Dunita de

Medellín. Dentro de las unidades de segundo orden se destacan, las superficies

modeladas en roca, cadena de cerros y un sistema colinado de varios niveles.

Este altiplano se encuentra dividido en dos por el valle de la quebrada La Mosca,

dejando un remanente al oriente del municipio de Guarne, conocido como Alto

Mejía; igualmente existe otro remanente denominado Las Frías al oriente de la

superficie de Erosión de San Ignacio. Debido al avanzado estado de erosión que

presenta esta superficie es común encontrar relictos erosivos como los cerros El

Órgano, El Capiro y El Corcovado.

Superficie de Erosión San Ignacio. Se ubica entre las superficies de Santa Elena y

Rionegro entre los 2220 y 2350 msnm. Esta superficie de erosión se encuentra

modelada en rocas del Batolito Antioqueño y rocas metamórficas y de ella sólo

quedan tres remanentes, El Morro, localizado en el municipio de El Santuario, El

Chuscal, al occidente de La Ceja y San Ignacio, al norte de San Vicente, siendo




éste el remanente mejor conservado, donde prevalece un sistema colinado de tres

niveles y un nivel de terraza aluvial en la cuenca de la quebrada Ovejas.

Superficie de Erosión Rionegro. Se encuentra entre 2000 y 2200 msnm, está

dividida en dos remanentes principales que muestran tres niveles diferentes de

colinas. El remanente Rionegro tiene una forma irregular de características

erosivas que es afectado por diferentes entrantes perimetrales. El remanente

Piedra Gorda, localizado al este del municipio de San Vicente, este se caracteriza

por mostrar mayor incisión de la fuente hídrica y en él se resaltan varios

lineamientos estructurales e inselbergs aislados.

Superficie de Erosión Peñol – Guatapé. Se encuentra ubicada entre 1890 y 1910

msnm, es la superficie mas reciente y de menor altura en la zona de estudio, se

encuentra a la altura del embalse del Peñol, presenta regionalmente una forma

ovalada, en la que se evidencian diferentes entrantes erosivas perimetrales.

1 TRABAJOS DE CAMPO

1.1 EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA

La exploración de campo fue programada para cubrir el área geotécnica a

muestrear con sondeos con profundidades hasta de 20.0 m en los tres (3)

puntos, uno localizado en el talud superior, otro en la banca de la vía y un último

en el talud inferior.




Grafica 12 Levantamiento topográfico y ubicación sondeos

FUENTE: PAVCOL S.A.S

Sondeo 1

Sondeo 2

Sondeo 3

A San Carlos N




Grafica 13 Geomorfología general de la zona del proyecto

FUENTE: GOOGLE EART

La altura geográfica del sondeo No. 1 es de 1502 msnm, la del sondeo 2 1493 y la

del sondeo 3 1491, en la ruta Granada – San Carlos próximo a las coordenadas

geográficas 06°08’59.92” N, 75°04’23.99”W.

La localización de los sondeos y/o sondeo se determina con la finalidad de poder

establecer un perfil, en la zona de falla, que permitan realizar un modelo

geotécnico que se encuentre dentro de los parámetros aceptados en la Ingeniería

de Fundación, El Manual del INVIAS para cimentaciones establece en este tópico

(3.3.1.1.1. Profundidad de la exploración) “Para el caso de estructuras de

contención se puede seguir la siguiente pauta: Las perforaciones se sitúan a lo

largo de la alineación propuesta para la estructura de contención, tan cerca como

sea posible. Las perforaciones adicionales se realizan detrás del muro, procurando

ubicarlas dentro del área definida como derecho de vía, u otra área según lo

Sitio de la

falla




determine el ingeniero geotecnista, en una distancia suficiente para definir el perfil

del subsuelo, en dirección transversal al muro.”

Dado el carácter de muro vial las normas aplicables para el diseño son El Manual

Colombiano de Puentes Sismo resistentes de 1995, y en el tópico de fundación el

Capitulo A.6. Capitulo A.13 Tierra Armada y el “Manual de Diseño de

Cimentaciones Superficiales y Profundas para Carreteras” de INVIAS del 2013.

Se plantea como solución preliminar un sistema de muros y/o baterías de pilas

que corte la línea de falla y a la vez sirvan de contención a efecto de garantizar la

restitución de la banca, la cual se encuentra deprimida en más de 2 m de su nivel

original, y la construcción de una obra hidráulica de suficiente capacidad para

evacuar todas las posibles avalanchas y las aguas que se recolectan en el sector.

La profundidad de las pilas se estima en 15m

La profundidad recomendada de perforación está dada por la formula (Manual del

INVIAS)

Dónde:

Zmin: profundidad de perforación en m.

: diámetro del pilote (m)

L: Longitud del pilote (m).

Proponiendo un diámetro de pilas de 1.20m la profundidad mínima de perforación

es de 21m.




Para la recuperación de los materiales a utilizar en los ensayos se empleó tubos

de cuchara partida cada 1.5m en los estratos más blandos y para estratos más

densos se utilizó las barras NQ y el Muestreado: tipo NQ (Barreno).

Sobre las muestras recuperadas se realizaron ensayos de caracterización, y se

correlacionaron los datos geotécnicos y de respuestas estructurales con las

fórmulas aceptadas por la literatura especializada sobre el tipo de suelo

encontrado y la característica del equipo. Los ensayos se realizaron según las

Normas de Ensayo para Materiales de Carreteras del INVIAS del 2007.

Para los suelos encontrados dentro de las 2 perforaciones se realizaron los

siguientes ensayos:

Gradación o Granulometría

Límite líquido

Límite plástico

Humedad Natural

Compresión Inconfinada

Corte directo

Y los resultados de los mismos se muestran en las siguientes tablas (se anexa

reporte de laboratorio).




Tabla 11 Registro perforación sondeo No.1

Hojas: 1

1 29/10/2013

Terminación:30/10/2013

Pro

fun

did

ad

(m

)

Dia

metr

o I

nt.

Tu

bo

de P

erf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/N

sp

t

Mu

estr

ead

or

Dia

metr

o E

xt.

Tu

bo

de

Perf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el

freáti

co

(m

)

Estr

ato

s

56

1.45 101011

2.45 121213

3.45 138

134.45 13

810

5.45 121110

6.45 108

107.45 13

1213

8.45 131213

9.45 148

1310.45 15

1014

11.45 182428

12.45 293131

13.45 323131

14.45 32

1 de2 Muestra:

Apique y/o sondeo No: Fechas: Iniciación:

Profundidad: 20.45

Equipo Sondeo: Tripode Localizacion (km): 22+400 Lado Derecho de la Falla

DESCRIPCIÓN CONSISTENCIA

AW 1 SPT 45

Limo Arcilloso color café

zonas negras y blancas

con cuarcitas

Muy firme



con cuarcitas

Muy firme

AW 3 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 2 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 5 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 4 Shelby 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 7 Shelby 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 6 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 9 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 8 SPT 45



con cuarcitas

Muy firme

AW 11 SPT 45



con cuarcitas

Dura

AW 10 Shelby 45



con cuarcitas

Dura

AW 13 Shelby 45Arena Limoso Color Gris

Con Betas Café y NegraDura

AW 12 SPT 45

Arena Limoso Color Gris

Con Betas Café y NegraDuraAW 14 SPT 45




FUENTE: PROPIA

Hojas: 1

1 29/10/2013


Pro

fun

did

ad

(m

)

Dia

metr

o I

nt.

Tu

bo

de P

erf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/N

sp

t

Mu

estr

ead

or

Dia

metr

o E

xt.

Tu

bo

de

Perf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el

freáti

co

(m

)

Estr

ato

s

3232

15.45 343435

16.45 363638

17.45 383840

18.45 414142

19.45 424243

20.45 44

2 de2 Muestra:


Profundidad: 20.45

Equipo Sondeo: Tripode Localizacion (km): 22+400 Lado Derecho de la Falla


AW 1 SPT 45Arena Limoso Color Gris






AW 2 SPT 45





AW 4 Shelby 45


Con Betas Café y NegraDuraAW 6 SPT 45




Tabla 12 registro sondeo No.2

Hojas: 1

2 31/10/2013


Pro

fun

did

ad

(m

)

Dia

metr

o I

nt.

Tu

bo

de P

erf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/N

sp

t

Mu

estr

ead

or

Dia

metr

o E

xt.

Tu

bo

de

Perf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el

freáti

co

(m

)

Estr

ato

s11

1.45 112

2.45 211

3.45 222

4.45 222

5.45 546

6.45 556

7.45 656

8.45 776

9.45 777

10.45 89

1111.45 10

1114

12.45 141314

13.45 161118

14.45 20

Proyecto y Obra: Mantenimiento de las vias del Oriente Antioqueño Sitio Km22+400 Granada -

Sancarlos

1 de2 Muestra:


Profundidad: 20.45

Equipo Sondeo: Tripode Localizacion (km): 22+400 Lado Izquierdo de la Falla


AW 1 SPT 45 Limo Arcilloso color café Blanda

Limo Arcilloso color café Blanda

AW 3 SPT 45Limo Arcilloso Café con

Betas NegrasBlanda

AW 2 SPT 45

Limo Arcilloso Café con

Betas NegrasBlanda

AW 5 Shelby 45

Arena Limoso Color

Oscura Con Piscas

Blancas Cuarcita y betas

Media

AW 4 SPT 45


Betas NegrasFirme


Betas NegrasFirme

AW 6 SPT 45


Betas NegrasFirme


Betas NegrasFirme

AW 8 SPT 45


Betas NegrasMuy firme

AW 11 SPT 45

Limo Areno Arcilloso Color

Café con Piscas Blancas y

betas negras

Muy firme

AW 10 SPT 45



betas negras

Muy firme

AW 13 Shelby 45



betas negras

Muy firme

AW 12 SPT 45



betas negras

Muy firme

OBSERVACIONES: Nivel Freatico a 1 m

AW 14 SPT 45




FUENTE: PROPIA

Hojas: 1

2 31/10/2013


Pro

fun

did

ad

(m

)

Dia

metr

o I

nt.

Tu

bo

de P

erf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/N

sp

t

Mu

estr

ead

or

Dia

metr

o E

xt.

Tu

bo

de

Perf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el

freáti

co

(m

)

Estr

ato

s

1520

15.45 212122

16.45 222223

17.45 242325

18.45 262626

19.45 262628

20.45 29

2 de2 Muestra:


Profundidad: 20.45



AW 1 SPT 45



betas negras

Dura



betas negras

Dura

AW 3 SPT 45



betas negras

Dura

AW 2 SPT 45



betas negras

Dura

AW 5 SPT 45



betas negras

Dura

AW 4 SPT 45



betas negras

DuraAW 6 SPT 45




Tabla 13 Registro perforación sondeo No. 3

Hojas: 1

3 01/11/2013


Pro

fun

did

ad (

m)

Dia

met

ro I

nt.

Tu

bo

de

Per

fora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/

N s

pt

Mu

estr

ead

or

Dia

met

ro E

xt.

Tu

bo

de

Per

fora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el f

reát

ico

(m

)

Est

rato

s

54

1.45 332

2.45 2144

3.45 566

4.45 678

5.45 99

106.45 9

1010

7.45 101110

8.45 111111

9.45 121313

10.45 131314

11.45 151415

12.45 151617

13.45 161717

14.45 18

Proyecto y Obra: Mantenimiento de las vias del Oriente Antioqueño Sitio Km22+400 Granada -

Sancarlos

1 de2 Muestra:


Profundidad: 20.45

Equipo Sondeo:Tripode

Localizacion (km): 22+400 Ladera baja Grieta

Despues de Alcantarilla


AW 1 SPT 45 Limo Arcillo arenoso Café Media

Limo Arcillo arenoso Café Blanda

AW 3 SPT 45

Arena Limo Arcilloso Café

Zonas negras y piscas

cuarcita

Firme

AW 2 SPT 45

Limo Arcillo Arenoso Café

Piscas blancas y betas

negras

Firme

AW 5 SPT 45

Limo Arcillo Arenoso Café

Piscas blancas y betas

negras

Muy firme

AW 4 SPT 45





AW 6 SPT 45





AW 8 SPT 45





AW 10 SPT 45



AW 13 Shelby 45Limo Arcilloso Café con

Betas NegrasDura

AW 12 SPT 45


Betas NegrasDura

OBSERVACIONES: Nivel Freatico a 3 m

AW 14 SPT 45




FUENTE: PROPIA

Hojas: 1

2 31/10/2013


Pro

fun

did

ad

(m

)

Dia

metr

o I

nt.

Tu

bo

de P

erf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Mu

estr

a N

o

Mu

estr

ead

or

Go

lpe/N

sp

t

Mu

estr

ead

or

Dia

metr

o E

xt.

Tu

bo

de

Perf

ora

cio

n A

W

(mm

)

Niv

el

freáti

co

(m

)

Estr

ato

s

1818

15.45 161718

16.45 181820

17.45 202223

18.45 242426

19.45 283036

20.45 38

2 de2 Muestra:


Profundidad: 20.45




Betas NegrasDura


Betas NegrasDura


Betas NegrasDura

AW 2 SPT 45

Arena Limosa Gris Betas

negra y piscas blancaDura

AW 5 SPT 45Arena Limosa Gris Betas

negra y piscas blancaDura

AW 4 SPT 45

Arena Limosa Gris Betas

negra y piscas blancaDuraAW 6 SPT 45




9 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE

Al realizar el recorrido sobre el tramo se observa una vía en terreno montañoso,

ubicado principalmente en la parte alta de la ladera, donde se muestra una

topografía abrupta e importantes fuentes de agua, las cuales afectan el

comportamiento de la vía.

Fotografía 4 Deformación de calzada de la vía

FUENTE: PROPIA

Morfológicamente, el sitio corresponde a una cuenca con alta pendiente y

conectada a sitios que presentan un alto grado de erosión en su parte inferior y

que suministran todos los materiales depositados en la parte baja; además, por las

características geológicas de los suelos que constituyen el entorno, las cuencas

Zona falla talud

inferior




en sí, está en proceso de crecimiento por los efectos abrasivos o erosivos que

produce los suelos en movimiento descendente.

La zona presenta topografía moderada en el sentido longitudinal de la vía y

montañosa en el sentido transversal, con talud superior de inclinación entre 45° y

60°de vegetación boscosa, con zonas de sembrados.

Igualmente son de fácil identificación fracturas o discontinuidades que generan

escalonamientos pronunciados en el sentido longitudinal de la vía, con

movimientos brucos hacia los valles o cauces en formación de las distintas

quebradas que se identifican en el sector.

Por lo tanto, el sector presenta una alta complejidad en el aspecto de manejo de

obras de contención y/o estabilización.

La falla corresponde a una perdida súbita de la banca (carriles), por efectos de las

sobrepresiones del sitio y abultamientos severos que impiden el normal

desplazamiento de los vehículos de la zona. Además de la afectación directa que

genera la alcantarilla que recoge las aguas de la vertiente aledaña sobre este

punto, puesto que este choca directamente sobre el lugar generando fuerzas

hidrostáticas de gran magnitud que muy fácilmente hacen colapsa la poca

estabilidad que queda sobre este sitio.




Fotografía 5. Alcantarilla parte baja perdida de Descole. Socavación hídrica. Daños en la zona.

FUENTE: PROPIA

9.1 HIDROGEOLOGÍA

Otros factores que incidieron en la inestabilidad de la banca de la vía y estructural

de los suelos, y que puede comprometer a corto plazo la poca estabilidad que

presenta el sitio, son las actuales condiciones hidrogeológicas desfavorables del

sitio, representadas en:

- Afloramiento de un flujo de agua permanente, es decir, una tubería que

coincide en el punto del falló y que presenta presiones altas y que

Alcantarilla

Fallada




posiblemente unos de los factores que ayudo al volcamiento del muro

cabezote que existía.

- Aporte de aguas de escorrentía de obras de drenaje de la vía que descolan

directamente a la zona inestable.

- Corriente al pie del deslizamiento y que erosiona todo el sistema.

10 RESULTADO DE ESTUDIOS

10.1 METÓDO DE EXPLORACIÓN

Grafica 14 Exploración Roto Percusión

FUENTE: Mecánica de Suelos en Obras Viales y de Fundación -Espinace, R



formulas aceptadas por la literatura especializada sobre el tipo de suelo

encontrado y la característica del equipo.




10.2 RESULTADOS DEL SPT

A partir del ensayo del SPT se plantean todos los registros en base a este. Los

cálculos de los parámetros geotécnicos se realizaran en base a las correcciones

del NSPT considerando parámetros como el sistema de maniobra del equipo, por

presión efectiva del suelos y por ubicación del nivel freático, además se tomara el

valor correspondiente al 60% de la eficiencia de la energía de hinca.

El tubo se debe penetrar 45 cm donde los golpes de los primeros 15 cm (N1), no

se toman en cuenta para el ensayo. Los golpes correspondientes a los siguientes

30 cm, son los considerados como los representativos del ensayo, es decir N2 y

N3.

El SPT es la suma del número de golpes de N2 y N3

El resultado será N insitu = N2 + N3

Correcciones al ensayo.

Se modifican los valores reales de SPT mediante la aplicación de ciertos factores

de corrección de campo. Las variaciones o imprecisiones del valor de NSPT

tomado en campo (N), pueden ser parcialmente compensadas y transferidas a un

N60 corregido siguiendo las siguientes expresiones, de las cuales se toma la

menor:

1.

2.

Nmedido= Índice de Penetración medido

CN = factor corrector por confinamiento




CE= factor corrector por energía

CR= factor corrector por longitud de barras

CS= corrección por el uso de una Cuchara Normal sin tubo muestreador en su

interior (“liner”)

CB= corrección de acuerdo al diámetro de la perforación

CW = corrección por nivel freático

10.3 FACTOR DE CORRECCIÓN POR SOBRECARGA O CONFINAMIENTO

El factor de corrección del S.P.T. (CN) está definido como la relación entre la

resistencia medida del S.P.T. para una presión vertical efectiva dada (σv), a la

resistencia medida a un esfuerzo vertical standard (σv) REF, normalmente 1T/pie2

o 1Kg/cm2.

En la práctica el valor del número de golpes corregido (N1), se obtiene usando la

siguiente relación:

N1 = CN.N. Donde N representa el número de golpes medidos.




Tabla 14 Los factores de corrección comúnmente usados


En general se recomienda que Cn ≤ 2.0, por lo cual la formulación de Skempton

es la única que cumple exactamente esta recomendación para σv =0.




Grafica 15 FACTOR DE CORRECION POR ENERGÍA


En cualquier caso, para el cálculo de correlaciones de los otros parámetros

geotécnicos se aplica el 60% de la energía de la hinca.

Resulta pues evidente que, si los SPT modernos dan mayor energía, el golpeo N

resultante debe corregirse por un factor de energía, de manera que se obtenga un

valor SPT normalizado, denominado N60

De este modo: N60= N • Er/60,

Siendo Er el porcentaje de energía de golpeo obtenida con los métodos

automáticos y N el valor SPT medido en campo.




Tabla 15 Corrección por Energía (CE)


Siendo

Grafica 16 FACTOR DE CORRECION POR EL USO DE CUCHARA NORMAL (CS)





Tabla 16 FACTOR DE CORRECION POR LONGITUD DE BARRAS CR


Tabla 17 FACTOR DE CORRECION POR EL DIAMETRO DE LA PERFORACIÓN CB


Los resultados de los ensayos realizados son.




Grafica 17 NSPT corregido sondeo 1

FUENTE: PROPIA




Grafica 18 NSPT corregido sondeo 2

FUENTE: PROPIA




Grafica 19 NSPT sondeo 3

FUENTE: PROPIA

10.4 CORRELACIONES ENTRE N Y RESISTENCIA EFECTIVA DE LOS

SUELOS

Existen numerosas correlaciones entre N y f', pero, antes de mencionar algunas

de ellas, es conveniente discutir cual valor de f' es el que se está obteniendo.




Dado que la mayor parte de estas correlaciones fueron obtenidas con materiales

granulares, para los cuales usualmente c' = 0, lo que realmente se obtiene es la

relación entre esfuerzos cortantes y esfuerzos normales efectivos, es decir:

Angulo de fricción real (ϕ') y equivalente (ϕ 'eq)

Con lo anterior, algunas de las relaciones entre ϕ'eq y N1, son las siguientes

Estas relaciones, para su uso en Colombia, se transforman a una energía e = 45%

con el anterior resultado.

Los resultados de la exploración realizada se muestran en las siguientes gráficas,

considerando para cálculo las formulaciones propuestas por Peck y Terzaghi.




Grafica 20Angulo de fricción sondeo 1

FUENTE: PROPIA




Grafica 21 Angulo de fricción sondeo 2

FUENTE: PROPIA




Grafica 22 Angulo de fricción sondeo 3

FUENTE: PROPIA




10.5 RELACIONES ENTRE EL NÚMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSID

AD RELATIVA

La densidad relativa es una de las maneras de indicar el grado de compacidad

(compactación) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado

natural como para rellenos compactados artificialmente. El uso de la densidad

relativa es importante en mecánica de suelos debido a la correlación directa que

ella tiene con otros parámetros como por ejemplo:

El ensayo Proctor, El ensayo C.B.R. Y otros. Relacionados con la capacidad de

soporte del suelo.

Conceptualmente la densidad relativa indica el estado de compacidad decualquier

tipo de suelo.

El ensaye es aplicable a suelos que contengan hasta un 12% de partículas finas y

un tamaño máximo nominal de 80 mm.

Los métodos más utilizados son los siguientes:

Una correlación muy utilizada que relaciona el, valor N, Dr., y sobrecarga efectiva,

es la familia de curvas desarrolladas y estudiadas por Gibbs y Holtz, (ref. 13, 23)

basadas en una serie de ensayos de laboratorio, según se indica en la Grafica 8.

Esta correlación la utilizaron muchos ingenieros en todo el mundo para estudios

de rutina in situ y otros lo hicieron para predecir la potencial licuefacción en suelos

no cohesivos.




La grafica 10 es un gráfico de doble alcance: por un lado se indican las curvas de

diversos autores que correlacionan los valores de N con Dr y por otro la que

relaciona N con los valores del ángulo de fricción interna (Φ).

Grafica 23 Correlación Número de Golpes y Densidad relativa

FUENTE: Geología para Ingenieros Geotécnicos

Meyerhof En investigaciones realizadas entre 1953, 1954 y 1955 estableció una

correlación entre N, Dr y φ

Φ = 25 + 0.15 Dr (más de 5% de arena fina)

Φ = 30 + 0.15 Dr (menos de 5% de arena fina)




Otros autores estiman que para determinar la densidad relativa, es preciso tener

en cuenta la presión efectiva del suelo del ensayo. Es así como Schultze y

Menzenbach dan la relación siguiente:

LogeDr = 0.478 Loge N – 0.262 Loge p´o + 2.84

Donde p´o designa la presión efectiva expresada en barias

Aporte de Peck y Bazaraa Relacionan la densidad relativa de la arena con el índice de

penetración standard "N" y la presión de sobrecarga en el nivel donde se efectúa el ensayo, por

medio de las siguientes relaciones:

Skemoton, 1986:

α=0.92 para arenas finas

α=1.08 para arenas gruesas

α=1 para arenas con partículas de tamaño medio.

Marcuson y Bieganousky, proporcionaron la relación empírica para obtener la

densidad relativa.

Dónde:




Dr, Densidad relativa

NF Número de penetración estándar en el campo

σ′v Esfuerzo efectivo vertical

Cubrinovski e Ishihara, 1999:

[D50=1.25 mm] ≡ [α = 1]

De todas estas fórmulas se tomará la densidad relativa propuesta por Meyerhof

puesto que es más conservadora que las demás.




Grafica 24 Densidad relativa sondeo 1

FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA




PARA EL MODULO ELÁSTICO DE YOUNG E, es usual utilizar la fórmula propuesta

por Tornaghi et al.

Donde Nspt es el número medio de disparos de la capa;

B es una constante igual a 7 MPa.

En este estudio se tomará la fórmula propuesta por Bowles3 para arenas

normalmente consolidados.

Dónde:

Cu: cohesión no drenada en suelos cohesivos

N: número de SPT en suelos no cohesivos.

3 A Realistic Way to Obtain Equivalent Young’s Modulus of Layered Soil - Brahma, P. et al - 2010




Grafica 27 Modulo de Young sondeo 1

FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA




10.6 ESTIMACIÓN DEL MÓDULO DE DEFORMACIÓN EDOMÉTRICO

A través de correlaciones directas con los valores de Nspt:

Farrent

El método es válido para arenas generalmente se basa en el informe:

Eed (Kg / cm2) = 7.1x Nspt

Cuando Nspt es el número de golpes.

Menzebache y Malcev proponen las siguientes ecuaciones:

Tabla 18 Modulo edométrico en arenas Módulo Edométrico

(kg/m2)

Litología

e = 3.54NSPT +38 Arenas finas

e =4.46NSPT+38 Arenas medias

e = 10.46NSPT+38 Arena + grava

e =11.84NSPT+38 Arena gravosa

FUENTE: Prove SPT & Modulo Edometrico, Formule di correlazione




Tabla 19 Módulos edométrico

FUENTE: PROPIA

10.7 PARÁMETROS GEOMECÁNICOS (COMPRESION INCONFINADA)

Parámetros de Resistencia

En suelos cohesivos la resistencia al corte no drenada fue obtenida a partir de

ensayos con penetrómetro manual, compresión inconfinada o por correlaciones

entre la resistencia a la penetración estándar (N) y la resistencia a la compresión.

Se utilizó la siguiente expresión:

qu = 0.162 * N (Bowles,1988)

Dónde:

qu = resistencia a la compresión inconfinada en kg/cm²

N = Número de golpes por pie (SPT)

O

PROFUNDIDAD (m) SONDEO 1 SONDEO 2 SONDEO 3

1.45 145.0 55.84 82.6

2.45 140.6 51.38 55.84

3.45 140.6 46.92 73.68

4.45 140.6 51.38 82.6

5.45 131.7 64.76 104.9

6.45 113.8 82.6 109.36

7.45 131.7 82.6 118.28

8.45 140.6 87.06 118.28

9.45 145.0 91.52 131.66

10.45 145.0 95.98 136.12

11.45 158.4 118.28 145.04

12.45 252.1 145.04 145.04

13.45 261.0 149.5 171.8

14.45 265.5 176.26 162.88

15.45 274.4 180.72 162.88

16.45 287.8 189.64 162.88

17.45 301.1 198.56 171.8

18.45 314.5 207.48 180.72

19.45 314.5 207.48 216.4

20.45 323.4 220.86 274.38

MODULO EDOMETRICO (kg/cm2)




qu (KPa)4 = 4.24 * N

qu (KPa) = 186.3-172.5LI+24.2LI2

Dónde:

LI: Índice de liquidez

= Humedad natura

p: humedad del límite líquido

IP: Índice de plasticidad.

O

qu (KPa) = 0.186IPxN

Algunos valores típicos se muestran en la tabla 20

Tabla 20 Parámetros de Resistencia de acuerdo al NSPT

FUENTE: Geología para Ingenieros Geotécnicos

En la siguiente tabla se muestran los valores medidos y correlacionados en el

proyecto.

4 Correlations between physical and mechanical properties of al-ammarah soil - Rana Mohammed Al-Kahdaar




Tabla 21Compresion simple sondeos

FUENTE: PROPIA

10.8 PESO ESPECÍFICO SATURADO DE SUELOS ARENOSOS

Se utiliza la ecuación de Kulhawy y Mayne (1990) para correlacionar los pesos

unitarios saturados (bajo el nivel freático) de los suelos en KN/m3


1.45 1.0 0.2 0.4

2.45 1.0 0.1 0.2

3.45 1.0 0.1 0.3

4.45 1.0 0.1 0.4

5.45 0.9 0.3 0.6

6.45 0.7 0.4 0.7

7.45 0.9 0.4 0.8

8.45 1.0 0.5 0.8

9.45 1.0 0.5 0.9

10.45 1.0 0.6 1.0

11.45 1.2 0.8 1.0

12.45 2.1 1.0 1.0

13.45 2.2 1.1 1.3

14.45 2.2 1.3 1.2

15.45 2.3 1.4 1.2

16.45 2.4 1.5 1.2

17.45 2.6 1.6 1.3

18.45 2.7 1.6 1.4

19.45 2.7 1.6 1.7

20.45 2.8 1.8 2.3

COMPRESION NO CONFINADA(kg/cm2)




Grafica 30 Peso específico saturado de sondeo 1

FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA

La relación de los pesos unitarios no saturado y saturados con respecto a la

densidad relativa se expresa, para arenas, como5:

5 Validation of empirical formulas to derive model parameters for sand R.B.J Brinkgreve et al - 2010




Tabla 22 Peso unitario seco sondeos

FUENTE: PROPIA

10.9 COEFICIENTE DE BALASTO O MÓDULO DE REACCIÓN KS

El coeficiente de balasto o módulo de reacción corresponde a la acción tipo

“resorte” que ejerce el suelo sobre la estructura; se consideran dos tipos de

módulo de reacción, uno vertical (Ks) para efecto de diseño de cimentaciones tipo

losas y otro horizontal (Kh) para el diseño de cimentaciones profundas sobre

caissons o pilotes.


1.45 18.3 16.2 17.2

2.45 18.3 16.1 16.5

3.45 18.2 16.2 17.1

4.45 18.1 16.4 17.4

5.45 18.0 16.7 17.6

6.45 17.7 17.1 17.6

7.45 17.8 17.2 17.6

8.45 17.8 17.2 17.6

9.45 17.8 17.1 17.6

10.45 17.7 17.2 17.6

11.45 17.8 17.4 17.6

12.45 18.4 17.6 17.6

13.45 18.4 17.6 17.7

14.45 18.3 17.7 17.6

15.45 18.4 17.7 17.6

16.45 18.4 17.8 17.6

17.45 18.4 17.8 17.6

18.45 18.5 17.8 17.6

19.45 18.4 17.8 17.8

20.45 18.4 17.8 18.2

PESO UNITARIO NO SATURADO(kN/m3)




COEFICIENTE DE BALASTO VERTICAL (Ks)

Para tal efecto se supone una zapata de 1.0x1.0 de superficie horizontal

Dado que los suelos reportados son todos granulares (SM) se puede aplicar la

fórmula propuesta por Terzaghi para plato de carga cuadrado de lado 30 cm.

[

]

(

)

Dónde:

N: varía entre 2 y 3

B: ancho de la fundación (cuadrada) (m)

D: profundidad del estrato de fundación (m)

(

)

E: Modulo elástico secante (Kg/cm2)

COEFICIENTE DE BALASTO HORIZONTAL (Kh)

Para la determinación del Kh, se utilizara la formula propuestas por Biot, dado los

parámetros que involucra.




Dónde:

Es: Modulo de elasticidad del suelo

: Coeficiente de Poisson del suelo

D: Diámetro o ancho del pilote

Ep: Modulo de elasticidad del pilote

Ip: Momento de inercia de la sección

Tabla 23 Coeficiente de balasto sondeos

FUENTE: PROPIA

Ks (kg/cm3) Kh(kg/cm3) Ks (kg/cm3) Kh(kg/cm3) Ks (kg/cm3) Kh(kg/cm3)

1.45 5.7 2.3 0.6 0.2 2.0 0.8

2.45 5.3 2.1 0.4 0.2 0.6 0.2

3.45 5.3 2.1 0.4 0.1 1.5 0.6

4.45 5.2 2.2 0.6 0.2 2.0 0.8

5.45 4.8 2.0 1.1 0.4 3.3 1.3

6.45 3.8 1.5 2.1 0.8 3.5 1.4

7.45 4.8 2.0 2.1 0.8 4.1 1.7

8.45 5.4 2.2 2.4 1.0 4.1 1.7

9.45 5.6 2.4 2.7 1.1 4.9 2.0

10.45 5.7 2.4 3.0 1.2 5.2 2.2

11.45 6.5 2.8 4.2 1.8 5.7 2.4

12.45 11.0 4.8 5.8 2.5 5.8 2.5

13.45 11.5 5.0 6.1 2.6 7.3 3.1

14.45 11.7 5.2 7.6 3.3 6.9 3.0

15.45 12.2 5.4 7.9 3.4 6.9 3.0

16.45 12.8 5.7 8.4 3.7 7.0 3.0

17.45 13.4 6.0 8.9 3.9 7.5 3.3

18.45 14.0 6.3 9.4 4.1 8.0 3.5

19.45 14.1 6.3 9.5 4.2 9.9 4.4

20.45 14.5 6.5 10.2 4.5 12.6 5.7

PROFUNDIDAD

(m)

SONDEO 1 SONDEO 2 SONDEO 3




Tabla 24 Resumen caracterización sondeo 1

FUENTE: PROPIA

1 1.45 24 ML 23.4 36.8 9.1 35.2 55.6 29.9 18.27 18.5

2 2.45 23 SM 25.3 38.0 8.0 36.2 51.7 29.0 18.28 18.8

3 3.45 23 SM 24.7 38.0 8.0 36.8 48.3 29.0 18.22 18.9

4 4.45 23 SM 23.8 37.0 7.0 36.8 45.9 29.0 18.12 18.8

5 5.45 21 SM 2.7 36.8 9.1 36.5 43.3 27.0 17.96 17.8

6 6.45 17 SM 23.4 36.0 6.0 35.8 40.7 22.3 17.72 17.8

7 7.45 21 SM 23.3 37.0 7.0 36.3 41.9 27.0 17.76 17.8

8 8.45 23 SM 23.4 30.0 3.0 36.8 43 29.0 17.80 18.1

9 9.45 24 SM 22.0 30.0 3.0 37 43.1 29.9 17.76 18.1

10 10.45 24 SM 21.8 36.8 9.1 37.2 43.2 29.9 17.72 18.1

11 11.45 27 SM 21.3 35.0 8.0 37.8 44.7 32.5 17.78 18.1

12 12.45 48 SM 18.6 29.0 2.0 42 56 45.2 18.37 18.9

13 13.45 50 SM 19.3 NL NP 42.7 57.2 46.1 18.39 18.9

14 14.45 51 SM 20.8 NL NP 42.8 57 46.5 18.34 18.9

15 15.45 53 SW SM 12.5 NL NP 43.5 58.1 47.3 18.36 19.6

16 16.45 56 SM 19.3 NL NP 44.3 59.6 48.6 18.39 19.6

17 17.45 59 SM 19.8 NL NP 45 61 49.7 18.42 19.6

18 18.45 62 SW SM 12.4 NL NP 45 62.4 50.8 18.45 19.6

19 19.45 62 SW SM 12.8 NL NP 45 62.1 50.8 18.41 19.6

20 20.45 64 SM 21.1 NL NP 45 63.4 51.5 18.44 19.6

° E (Mpa) C(kPa)gunsat

(KN/m3)

gsat

(KN/m3)ID NSP60

CLASIFICACION

USCwnat(%) LL(%) IP(%)

PROFUNDIDAD

(m)





FUENTE: PROPIA

1 1.45 4 ML 46.5 49.0 13.0 30.7 26.2 0 16.16 16.7

2 2.45 3 SM 37.1 42.0 8.0 30.7 25.1 0 16.07 16.7

3 3.45 2 SM 32.1 42.0 8.0 31 25.7 0 16.22 16.7

4 4.45 3 SM 33.1 41.0 8.0 31.3 26.5 0 16.37 16.7

5 5.45 6 SM 29.3 37.0 10.0 32.3 29.6 0 16.75 17.2

6 6.45 10 SC 25.8 34.0 11.0 33.7 33.6 10.7 17.13 17.8

7 7.45 10 SM 12.3 42.0 7.0 34 34.4 10.7 17.16 17.8

8 8.45 11 SM 32.1 40.0 7.0 34.3 35.1 12.8 17.19 17.8

9 9.45 12 SM 29.8 42.0 8.0 34.3 34.9 14.7 17.13 17.8

10 10.45 13 SM 29.8 40.0 5.0 35 36.5 16.4 17.23 17.8

11 11.45 18 SM 27.6 NP NP 36 39.1 23.6 17.39 17.8

12 12.45 24 SM 33.8 NP NP 37.2 42 29.9 17.55 18.1

13 13.45 25 SM 27.1 NP NP 37.5 42.5 30.8 17.56 18.1

14 14.45 31 SM 27.0 NP NP 38.8 45.6 35.5 17.72 18.1

15 15.45 32 SM 27.2 NP NP 39.3 46.5 36.2 17.74 18.1

16 16.45 34 SM 27.5 NP NP 39.8 47.3 37.6 17.76 18.1

17 17.45 36 SM 28.0 NP NP 40.3 48.1 38.8 17.77 18.9

18 18.45 38 SM 27.9 NP NP 41 49.3 40.0 17.81 18.9

19 19.45 38 SM 27.5 NP NP 41.2 49.2 40.0 17.78 18.9

20 20.45 41 SM 27.0 NP NP 42 50.7 41.7 17.84 18.9

gunsat

(KN/m3)

gsat

(KN/m3)ID

PROFUNDIDAD

(m)NSP60

CLASIFICACION

USCwnat(%) LL(%) IP(%) ° E (Mpa) C(kPa)





FUENTE: PROPIA

1 1.45 10 SM 23.5 32.0 5.0 32.3 36.7 10.7 17.18 17.5

2 2.45 4 SM 24.4 30.0 5.0 31.3 28.2 0.0 16.51 16.7

3 3.45 8 SM 17.0 31.0 6.0 33 33.2 5.7 17.12 17.5

4 4.45 10 SM 26.5 33.0 4.0 34 35.6 10.7 17.37 17.8

5 5.45 15 SM 30.0 32.0 4.0 35.3 39.3 19.6 17.64 17.8

6 6.45 16 SM 23.6 31.0 4.0 35.7 40 21.0 17.64 17.8

7 7.45 18 SM 27.6 31.0 5.0 35.8 40.1 23.6 17.61 17.8

8 8.45 18 SM 22.8 30.0 4.0 36 40.2 23.6 17.57 17.9

9 9.45 21 SM 31.5 NL NP 36.5 41.3 27.0 17.61 17.9

10 10.45 22 SM 30.0 NL NP 36.8 41.8 28.0 17.61 18.3

11 11.45 24 SM 28.8 NL NP 37.3 42.9 29.9 17.64 18.3

12 12.45 24 SM 31.0 NL NP 37.5 42.9 29.9 17.61 18.3

13 13.45 30 SM 17.5 NL NP 38.7 45.6 34.8 17.75 18.3

14 14.45 28 SM 29.2 NL NP 38.3 44.3 33.3 17.64 18.3

15 15.45 28 SM 29.4 NL NP 38.5 44.3 33.3 17.61 18.3

16 16.45 28 SM 29.0 NL NP 38.5 43.9 33.3 17.56 18.3

17 17.45 30 SM 30.9 NL NP 39.2 45.1 34.8 17.61 18.3

18 18.45 32 SM 39.5 NL NP 39.7 46 36.2 17.64 18.3

19 19.45 40 SM 29.5 NL NP 41.5 50 41.2 17.82 18.9

20 20.45 53 SM 29.4 NL NP 44.8 57.4 47.3 18.16 19.6

gunsat

(KN/m3)

gsat

(KN/m3)ID

PROFUNDIDAD

(m)NSP60

CLASIFICACION

USCwnat(%) LL(%) IP(%) ° E (Mpa) C(kPa)




En base a las condiciones de comparación de los parámetros geotécnicos, a la

representatividad de los mismos, de tal manera que produzcan respuestas

confiable en los modelos, a condiciones de similitud en clasificación se obtiene los

estaros representativos a efecto de hacer el modelo geotécnico.

Tabla 27 Resumen caracterización sección tipica

FUENTE: PROPIA

10.10 RESULTADO DE ESTUDIOS

La exploración de campo fue programada para cubrir el área geotécnica a

muestrear con sondeos o sondeos con profundidades hasta de 21 m en los

diferentes puntos de estudio, en donde se definieron los distintos estratos

constituyentes de las estructuras actuales de soporte.

Para la recuperación de los suelos granulares a utilizar en los ensayos se empleó

tubos shelbys y de cuchara partida cada 1.5m y muestreador de barreno con

recuperador de material para el caso de las rocas.



formulas aceptadas por la literatura especializada sobre el tipo de suelo y rocas

1 1.45 4 ML 46.5 49.0 13.0 30.7 26.2 0.0 16.16 16.7

9 9.45 12 SM 29.8 42.0 8.0 34.3 34.9 14.7 17.13 17.8

12 12.45 24 SM 33.8 NP NP 37.2 42 29.9 17.55 18.1

14 14.45 51 SM 20.8 NL NP 42.8 57 46.5 18.34 18.9

15 15.45 32 SM 27.2 NP NP 39.3 46.5 36.2 17.74 18.1

18 18.45 38 SM 27.9 NP NP 41 49.3 40.0 17.81 18.9

20 20.45 41 SM 27.0 NP NP 42 50.7 41.7 17.84 18.9

IP(%) ° E (Mpa) C(kPa)gunsat

(KN/m3)

gsat

(KN/m3)ID

PROFUNDIDAD

(m)NSP60

CLASIFICACION

USCwnat(%) LL(%)




De cada estrato se realizaron ensayos para clasificación de los suelos:

Gradación o Granulometría

Límite líquido

Límite plástico

Humedad Natural

Compresión Inconfinada de suelos.

Compresión simple en rocas

10.10.1 ESTADO DEL MATERIAL

La variable estado del material se define a partir de las correlaciones que existen

entre los diferentes ensayos de campo o parámetros conocidos del material y la

compacidad (Densidad) para materiales granulares y la consistencia para el caso

de materiales finos. Las categorías contempladas dentro de la variable se

identifican según estos estados y se definen como de densidad media, densa y

muy densa para el caso de los materiales granulares, y de consistencia Muy floja,

floja y media para el caso de materiales finos.

El material en esta perforación se comporta de una manera más regular que va

desde consistencia Densa hasta consistencia Muy densa en toda su

estratificación.

Después de tener todas las muestras y realizar todos los respectivos ensayos

dentro del proyecto y las diferentes apiques se plantea las tablas de resúmenes de

apiques dentro de las cuales están los valores de humedad natural, gradaciones,

limite líquido, limite plástico, índice de plasticidad, el sistema unificado

de clasificación de suelos (S.U.C.S.) y clasificación de suelos por los métodos

AASHTO.




Tabla 28. Clasificación de suelos sondeo 1

FUENTE: PROPIA

Seccion ABSCISA PROFUNDIDAD (m)Humedad.

Natural (%)

%Pasa Tamiz

No 10

%Pasa

Tamiz No 40

%Pasa Tamiz

No 200

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

SPT

CORREGIDO

NEVEL

FREATICO

Indice de

GrupoA.A.S.H.T.O U.S.C

1 K22+400 1.5 23.4 99.6 86.2 51.8 36.8 9.1 24 0 A-4 ML

2 K22+400 2.5 25.3 99.6 82.6 46.4 38.0 8.0 23 0 A-4 SM

3 K22+400 3.5 24.7 100.0 83.8 49.0 38.0 8.0 23 0 A-4 SM

4 K22+400 4.5 23.8 99.7 80.7 43.9 37.0 7.0 23 0 A-4 SM

5 K22+400 5.5 23.7 87.0 50.5 22.0 36.8 9.1 21 0 A-2-4 SM

6 K22+400 6.5 23.4 99.6 78.4 41.8 36.0 6.0 17 0 A-4 SM

7 K22+400 7.5 23.3 99.9 87.5 32.9 37.0 7.0 21 0 A-2-4 SM

8 K22+400 8.5 23.4 99.9 87.3 49.9 30.0 3.0 23 0 A-4 SM

9 K22+400 9.5 22.0 100.0 81.8 46.0 30.0 3.0 24 0 A-4 SM

10 K22+400 10.5 21.8 100.0 83.5 48.1 36.8 9.1 24 0 A-4 SM

11 K22+400 11.5 21.3 99.7 83.4 49.1 35.0 8.0 27 0 A-4 SM

12 K22+400 12.5 18.6 98.8 83.1 45.5 29.0 2.0 48 0 A-4 SM

13 K22+400 13.5 19.3 100.0 76.4 33.7 NL NP 50 0 A-2-4 SM

14 K22+400 14.5 20.8 75.9 38.3 16.7 NL NP 51 0 A-1-b SM

15 K22+400 15.5 12.5 99.6 21.2 5.6 NL NP 53 0 A-1-a SW SM

16 K22+400 16.5 19.3 99.6 33.4 12.1 NL NP 56 0 A-1-b SM

17 K22+400 17.5 19.8 99.6 35.2 12.2 NL NP 59 0 A-1-b SM

18 K22+400 18.5 12.4 99.6 20.9 6.1 NL NP 62 0 A-1-a SW SM

19 K22+400 19.5 12.8 99.6 24.4 6.8 NL NP 62 0 A-1-b SW SM

20 K22+400 20.5 21.1 99.6 40.0 16.2 NL NP 64 0 A-1-b SM

A los 11.0 m

Arena Limoso Color Gris Con Betas

Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra

Limo arenosos color café con vetas

blancas


Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra

Limo Arcilloso color café zonas negras y

blancas con cuarcitas























LOCALIZACION CARACTERIZACION CLASIFICACION

DESCRIPCION




Tabla 29 Resumen clasificación y otras características sondeo 1

FUENTE: PROPIA

Sondeo / cata: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Profundidad inicial (m): 0.95 1.95 2.95 3.95 4.95 5.95 6.95 7.95 8.95 9.95 10.95 11.95 12.95 13.95 14.95 15.95 17.55 17.95 19.55 19.95

Profundidad final (m): 1.95 2.95 3.95 4.95 5.95 6.95 7.95 8.95 9.95 10.95 11.95 12.95 13.95 14.95 15.95 17.55 17.95 19.55 19.95 21.55

Profundidad media (m): 1.45 2.45 3.45 4.45 5.45 6.45 7.45 8.45 9.45 10.45 11.45 12.45 13.45 14.45 15.45 16.75 17.75 18.75 19.75 20.75

Tamiz Granulometría 1 Granulometría 2 Granulometría 3 Granulometría 4 Granulometría 5 Granulometría 6 Granulometría 7 Granulometría 8 Granulometría 9 Granulometría 10 Granulometría 11 Granulometría 12 Granulometría 13 Granulometría 14 Granulometría 15 Granulometría 16 Granulometría 17 Granulometría 18 Granulometría 19 Granulometría 20

(mm) Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%): Pasa (%):

100 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

80 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

63 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

50 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

40 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

25 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

20 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

12.5 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

6.3 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

5 100.00 100.00 100.00 100.00 97.50 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.50 100.00 96.10 77.40 94.20 94.80 76.20 85.80 97.60

2 99.60 99.60 100.00 99.70 87.00 99.60 99.90 99.90 100.00 100.00 99.70 98.80 100.00 75.90 50.40 72.20 74.40 48.50 58.90 79.80

1.25 92.90 84.85 91.90 90.20 68.75 89.00 93.70 93.60 90.90 91.75 91.55 90.95 88.20 57.10 35.80 52.80 54.80 34.70 41.65 59.90

0.4 86.20 82.60 83.80 80.70 50.50 78.40 87.50 87.30 81.80 83.50 83.40 83.10 76.40 38.30 21.20 33.40 35.20 20.90 24.40 40.00

0.160 69.00 52.55 66.40 62.30 36.25 60.10 70.05 68.60 63.90 65.80 66.25 64.30 55.05 27.50 13.40 22.75 23.70 13.50 15.60 28.10

0.080 51.80 46.40 49.00 43.90 22.00 41.80 32.90 49.90 46.00 48.10 49.10 45.50 33.70 16.70 5.60 12.10 12.20 6.10 6.80 16.20

16.00 17.00 18.00 19.00 20.00

LL (%) 36.77 38.00 38.00 37.00 36.77 36.00 37.00 30.00 30.00 36.77 35.00 29.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

LP (%) 27.71 30.00 30.00 30.00 27.71 30.00 30.00 27.00 27.00 27.71 27.00 27.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

IP (%) 9.06 8.00 8.00 7.00 9.06 6.00 7.00 3.00 3.00 9.06 8.00 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Humedad natural (%) 23.39 25.29 24.65 23.76 2.65 23.44 23.32 23.38 21.99 21.80 21.30 18.64 19.31 20.82 12.49 19.28 19.83 12.41 12.76 21.12

Densidad seca (gr/cm3) 1.81 1.84 1.78 1.83 1.79 1.85 1.83 1.79 1.75 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76

H/LL 0.64 0.67 0.65 0.64 0.07 0.65 0.63 0.78 0.73 0.59 0.61 0.64

H/LP 0.84 0.84 0.82 0.79 0.10 0.78 0.78 0.87 0.81 0.79 0.79 0.69

No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable

1.33 1.31 1.31 1.33 1.33 1.34 1.33 1.46 1.46 1.33 1.36 1.48 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60

Marcador

Indice de consistencia

Ic (C.R.)= 1.477 1.589 1.669 1.891 3.767 2.093 1.954 2.207 2.670 1.653 1.713 5.180

Indice de liquidez

IL= -0.477 -0.589 -0.669 -0.891 -2.767 -1.093 -0.954 -1.207 -1.670 -0.653 -0.713 -4.180

Indice de compresión

Cc= 0.241 0.252 0.252 0.243 0.241 0.234 0.243 0.180 0.180 0.241 0.225 0.171 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090

Contracción lineal

CL (%)= 4.252 3.756 3.756 3.286 4.252 2.817 3.286 1.408 1.408 4.252 3.756 0.939 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Indice de Grupo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Clasificacion AASHTO A-4 A-4 A-4 A-4 A-2-4 A-4 A-2-4 A-4 A-4 A-4 A-4 A-4 A-2-4 A-1-b A-1-a A-1-b A-1-b A-1-a A-1-b A-1-b

Clasificacion USCS ML SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SW SM SM SM SW SM SW SM SM

Descripcion

Suelo de

partículas

finas.

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas.(

Nomenclatura

con símbolo

doble).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas.(

Nomenclatura

con símbolo

doble).

Suelo de

partículas

gruesas.(

Nomenclatura

con símbolo

doble).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Colapsabilidad




Tabla 30 Clasificación de suelos sondeo 2

FUENTE: PROPIA


Natural (%)

%Pasa Tamiz

No 10

%Pasa

Tamiz No 40

%Pasa Tamiz

No 200

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

SPT

CORREGIDO

NEVEL

FREATICO

Indice de


1 K22+400 1.5 23.4 99.6 86.2 51.8 36.8 9.1 24 0 A-4 ML

2 K22+400 2.5 25.3 99.6 82.6 46.4 38.0 8.0 23 0 A-4 SM

3 K22+400 3.5 24.7 100.0 83.8 49.0 38.0 8.0 23 0 A-4 SM

4 K22+400 4.5 23.8 99.7 80.7 43.9 37.0 7.0 23 0 A-4 SM

5 K22+400 5.5 23.7 87.0 50.5 22.0 36.8 9.1 21 0 A-2-4 SM

6 K22+400 6.5 23.4 99.6 78.4 41.8 36.0 6.0 17 0 A-4 SM

7 K22+400 7.5 23.3 99.9 87.5 32.9 37.0 7.0 21 0 A-2-4 SM

8 K22+400 8.5 23.4 99.9 87.3 49.9 30.0 3.0 23 0 A-4 SM

9 K22+400 9.5 22.0 100.0 81.8 46.0 30.0 3.0 24 0 A-4 SM

10 K22+400 10.5 21.8 100.0 83.5 48.1 36.8 9.1 24 0 A-4 SM

11 K22+400 11.5 21.3 99.7 83.4 49.1 35.0 8.0 27 0 A-4 SM

12 K22+400 12.5 18.6 98.8 83.1 45.5 29.0 2.0 48 0 A-4 SM

13 K22+400 13.5 19.3 100.0 76.4 33.7 NL NP 50 0 A-2-4 SM

14 K22+400 14.5 20.8 75.9 38.3 16.7 NL NP 51 0 A-1-b SM

15 K22+400 15.5 12.5 99.6 21.2 5.6 NL NP 53 0 A-1-a SW SM

16 K22+400 16.5 19.3 99.6 33.4 12.1 NL NP 56 0 A-1-b SM

17 K22+400 17.5 19.8 99.6 35.2 12.2 NL NP 59 0 A-1-b SM

18 K22+400 18.5 12.4 99.6 20.9 6.1 NL NP 62 0 A-1-a SW SM

19 K22+400 19.5 12.8 99.6 24.4 6.8 NL NP 62 0 A-1-b SW SM

20 K22+400 20.5 21.1 99.6 40.0 16.2 NL NP 64 0 A-1-b SM

A los 11.0 m


Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra

Limo arenosos color café con vetas

blancas


Café y Negra


Café y Negra


Café y Negra


























DESCRIPCION





FUENTE: PROPIA

Sondeo / cata: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20






100 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

80 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

63 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

50 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

40 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

25 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

20 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

12.5 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

6.3 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

5 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 97.40 97.40 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

2 99.60 99.00 99.70 99.70 97.20 88.80 88.80 99.50 99.50 100.00 98.40 97.90 96.00 98.30 98.60 97.90 98.50 98.70 98.40 98.50

1.25 91.65 84.85 85.95 87.75 87.75 71.85 71.85 88.85 89.50 91.05 75.40 77.70 77.55 80.30 80.90 78.35 80.75 82.20 81.20 77.65

0.4 83.70 71.80 72.20 75.80 71.20 54.90 66.30 78.20 79.50 82.10 52.40 57.50 59.10 62.30 63.20 58.80 63.00 65.70 64.00 56.80

0.160 72.75 52.55 55.30 59.15 59.15 39.80 39.80 62.00 62.60 65.60 33.70 40.55 42.45 45.00 42.85 40.10 46.20 46.75 45.25 39.05

0.080 61.80 43.00 38.40 42.50 35.60 24.70 32.90 45.80 45.70 49.10 15.00 23.60 25.80 27.70 22.50 21.40 29.40 27.80 26.50 21.30

LL (%) 49.00 42.00 42.00 41.00 37.00 34.00 42.00 40.00 42.00 40.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

LP (%) 36.00 34.00 34.00 33.00 27.00 23.00 35.00 33.00 34.00 35.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

IP (%) 13.00 8.00 8.00 8.00 10.00 11.00 7.00 7.00 8.00 5.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Humedad natural (%) 46.54 37.07 32.13 33.06 29.30 25.81 12.31 32.11 29.84 29.75 27.58 33.79 27.07 27.01 27.16 27.54 27.96 27.90 27.50 27.00


H/LL 0.95 0.88 0.77 0.81 0.79 0.76 0.29 0.80 0.71 0.74

H/LP 1.29 1.09 0.95 1.00 1.09 1.12 0.35 0.97 0.88 0.85

No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable

1.14 1.24 1.24 1.26 1.33 1.38 1.24 1.27 1.24 1.27 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60

Marcador


Ic (C.R.)= 0.189 0.616 1.234 0.993 0.770 0.745 4.241 1.127 1.520 2.050

Indice de liquidez

IL= 0.811 0.384 -0.234 0.008 0.230 0.255 -3.241 -0.127 -0.520 -1.050


Cc= 0.351 0.288 0.288 0.279 0.243 0.216 0.288 0.270 0.288 0.270 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090

Contracción lineal

CL (%)= 6.103 3.756 3.756 3.756 4.695 5.164 3.286 3.286 3.756 2.347 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Indice de Grupo 8 1 0 1 0 0 0 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Clasificacion AASHTO A-7-5 A-5 A-5 A-5 A-4 A-2-6 A-2-5 A-4 A-5 A-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4

Clasificacion USCS ML SM SM SM SM SC SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM

Descripcion

Suelo de

partículas

finas.

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Colapsabilidad




Tabla 32 Clasificación de suelos sondeo 3

FUENTE: PROPIA


Natural (%)

%Pasa Tamiz

No 10

%Pasa

Tamiz No 40

%Pasa Tamiz

No 200

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

SPT

CORREGIDO

NEVEL

FREATICO

Indice de


1 K22+400 1.5 23.5 67.0 41.2 23.6 32.0 5.0 10 0 A-1-b SM

2 K22+400 2.5 24.4 72.3 42.4 22.0 30.0 5.0 4 0 A-1-b SM

3 K22+400 3.5 17.0 72.3 42.4 22.0 31.0 6.0 8 0 A-1-b SM

4 K22+400 4.5 26.5 87.4 57.6 19.1 33.0 4.0 10 0 A-2-4 SM

5 K22+400 5.5 30.0 100.0 77.4 42.0 32.0 4.0 15 0 A-4 SM

6 K22+400 6.5 23.6 88.8 72.0 39.4 31.0 4.0 16 0 A-4 SM

7 K22+400 7.5 27.6 100.0 82.4 44.6 31.0 5.0 18 0 A-2-4 SM

8 K22+400 8.5 22.8 100.0 83.0 49.9 30.0 4.0 18 0 A-4 SM

9 K22+400 9.5 31.5 97.1 60.3 26.0 NL NP 21 0 A-2-4 SM

10 K22+400 10.5 30.0 97.5 60.0 26.2 NL NP 22 0 A-2-4 SM

11 K22+400 11.5 28.8 96.8 62.0 29.4 NL NP 24 0 A-2-4 SM

12 K22+400 12.5 31.0 97.2 60.6 27.3 NL NP 24 0 A-2-4 SM

13 K22+400 13.5 17.5 97.0 63.3 33.1 NL NP 30 0 A-2-4 SM

14 K22+400 14.5 29.2 97.2 60.5 27.4 NL NP 28 0 A-2-4 SM

15 K22+400 15.5 29.4 96.9 63.6 30.0 NL NP 28 0 A-2-4 SM

16 K22+400 16.5 29.0 97.8 60.4 27.3 NL NP 28 0 A-2-4 SM

17 K22+400 17.5 30.9 97.8 62.6 29.5 NL NP 30 0 A-2-4 SM

18 K22+400 18.5 39.5 98.7 65.7 27.8 NL NP 32 0 A-2-4 SM

19 K22+400 19.5 29.5 93.5 37.4 12.8 NL NP 40 0 A-1-b SM

20 K22+400 20.5 29.4 94.7 44.3 19.6 NL NP 53 0 A-1-b SM

A los 3.0 m

Arena Limosa Gris Betas negra y piscas

blanca


blanca

Limo Arcilloso Café con Betas Negras






blanca







Limo Arcillo arenoso Café

Limo Arcillo arenoso Café

Arena Limo Arcilloso Café Zonas negras

y piscas cuarcita

Limo Arcillo Arenoso Café Piscas

blancas y betas negras

Limo Arcillo Arenoso Café Piscas

blancas y betas negras



DESCRIPCION





FUENTE: PROPIA

Sondeo / cata: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20






100 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

80 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

63 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

50 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

40 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

25 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

20 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 89.30 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

12.5 84.20 93.60 93.60 100.00 100.00 89.10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

10 82.30 88.70 88.70 98.40 100.00 89.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

6.3 79.35 85.60 85.60 96.15 100.00 88.95 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

5 76.40 82.50 82.50 93.90 100.00 88.90 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

2 67.00 72.30 72.30 87.40 100.00 88.80 100.00 100.00 97.10 97.50 96.80 97.20 97.00 97.20 96.90 97.80 97.80 98.70 93.50 94.70

1.25 54.10 84.85 57.35 72.50 87.75 80.40 91.20 91.70 78.70 78.75 79.40 78.90 80.15 78.85 80.25 79.10 80.20 82.20 65.45 69.50

0.4 41.20 42.40 42.40 57.60 77.40 72.00 66.30 83.00 60.30 60.00 62.00 60.60 63.30 60.50 63.60 60.40 62.60 65.70 37.40 44.30

0.160 32.40 52.55 32.20 38.35 59.15 55.70 63.50 66.45 43.15 43.10 45.70 43.95 48.20 43.95 46.80 43.85 46.05 46.75 25.10 31.95

0.080 23.60 22.00 22.00 19.10 42.00 39.40 32.90 49.90 26.00 26.20 29.40 27.30 33.10 27.40 30.00 27.30 29.50 27.80 12.80 19.60

LL (%) 32.00 30.00 31.00 33.00 32.00 31.00 31.00 30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

LP (%) 27.00 25.00 25.00 29.00 28.00 27.00 26.00 26.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

IP (%) 5.00 5.00 6.00 4.00 4.00 4.00 5.00 4.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Humedad natural (%) 23.50 24.40 16.99 26.52 29.95 23.61 27.59 22.82 31.53 29.96 28.84 30.97 17.53 29.17 29.36 28.96 30.89 39.49 29.49 29.36


H/LL 0.73 0.81 0.55 0.80 0.94 0.76 0.89 0.76

H/LP 0.87 0.98 0.68 0.91 1.07 0.87 1.06 0.88

No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable No colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable Suelo colapsable

1.42 1.46 1.44 1.40 1.42 1.44 1.44 1.46 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60

Marcador


Ic (C.R.)= 1.700 1.120 2.335 1.620 0.513 1.848 0.682 1.795

Indice de liquidez

IL= -0.700 -0.120 -1.335 -0.620 0.488 -0.848 0.318 -0.795


Cc= 0.198 0.180 0.189 0.207 0.198 0.189 0.189 0.180 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090 -0.090

Contracción lineal

CL (%)= 2.347 2.347 2.817 1.878 1.878 1.878 2.347 1.878 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Indice de Grupo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Clasificacion AASHTO A-1-b A-1-b A-1-b A-2-4 A-4 A-4 A-2-4 A-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-2-4 A-1-b A-1-b

Clasificacion USCS SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM

Descripcion

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Suelo de

partículas

gruesas. Suelo

de partículas

gruesas con

finos (suelo

sucio).

Colapsabilidad




Grafica 33 Clasificación de suelos sondeo 1

FUENTE: PROPIA


FUENTE: PROPIA

5% 5%

90%

ML

SC

SM





FUENTE: PROPIA

Los suelos en un muy alto porcentaje son arenas limosas, se identifican pocos suelos

cohesivos, situación que propende a que los fenómenos erosivos de arrastres de suelos

por acción de las aguas de escorrentía y subterránea, afecten significativamente la

ladera.

Los suelos tipo arena limosa que se encontraron pudieron haberse originado por la

desintegración de las rocas o de su trituración artificial. Las arenas limosas poseen

baja plasticidad, son mucho menos compresibles que la arcilla y si se aplica una carga

en su superficie, se comprimen casi de manera instantánea. El suelo SM (limo-

arenoso), en estado natural, resulta altamente deformable al ser sometido a las

condiciones de solicitación que debe resistir durante la vida útil de la carretera.




Grafica 36 Gradaciones sondeo 1

FUENTE: PROPIA


FUENTE: PROPIA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

% p

asa

Luz de malla

Granulometría





FUENTE: PROPIA

Los suelos, en cuanto a gradación, presentan un tamaño intermedio, con pocos

porcentajes de finos.

Grafica 39 Plasticidad sondeo 1

FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA


FUENTE: PROPIA




En todos los sondeos los suelos se ubican bajo la línea A lo que los identifican como de

baja plasticidad.

Grafica 42 Abaco de Casagrande

FUENTE: PROPIA

El límite líquido (LL) del suelo que se define como el contenido de humedad expresado

en por ciento con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del

estado líquido al plástico presenta las siguientes consideraciones:

Baja plasticidad LL < 35%

Plasticidad intermedia LL = 35- 50%

Alta plasticidad LL = 50 – 70%

Plasticidad muy alta LL = 70 – 90%

Plasticidad extremadamente alta LL > 90%

Según Atterberg, cuando un suelo tiene un índice plástico (IP) igual a cero, el suelo es

no plástico, cuando el índice plástico es menor de 7, el suelo presenta baja plasticidad,




cuando el índice plástico está comprendido entre 7 y 17 se dice que el suelo es

medianamente plástico y cuando el suelo presenta un índice plástico mayor que 17 se

dice que es altamente plástico.

Grafica 43 colapsibilidad sondeo 1

FUENTE: PROPIA





FUENTE: PROPIA


FUENTE: PROPIA




Dadas las condiciones de humedad y compacidad los suelos son no colapsables. Zur y

Wisemam (1973) definen como colapso a cualquier disminución rápida de volumen del

suelo, producida por el aumento de cualquiera de los siguientes factores6:

‰ Contenido de humedad (w)

‰ Grado de saturación (Sr)

‰ Tensión media actuante (τ)

‰ Tensión de corte (σ)

‰ Presión de poros (u)

Reconociendo por lo tanto que el colapso de la estructura del suelo puede producirse

por una variedad de procesos diferentes de la saturación. Reginatto (1977) sugiere que,

a esta lista de factores puede agregarse la interacción química entre el líquido saturante

y la fracción arcillosa.

10.10.2 ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES DE HUMEDADES

Tomando todas las humedades naturales de los sondeos se observa que el mínimo

rango es de 18% hasta el máximo de 21%. En este mismo aspecto se puede concluir

que las humedades naturales de las muestras de los suelos ensayados poseen un

contenido de humedad medianamente bajo, lo que nos lleva a decir que en estos

estratos la mayor parte de su contenido es sólido y solo un poco más de la primera

parte si se toman como un total 4 partes (100%) es agua, esto puede indicar que las

infiltraciones de agua son de media capacidad.

Con los resultados anteriores se puede analizar que estos estratos se comportan de

forma estructural media, debido a que sus límites líquidos y contenidos de humedades

6 Suelos Colapsables – Dr- Ing. Emilio R. Rodolfi – Universidad Nacional de Córdoba (Argentina).




naturales son bajos y dan idea de que se pueden presentar considerables infiltraciones

de agua debido a las precipitaciones, hay que tener presente el lavado de finos

arenosos ocurriendo erosión en este tipo de suelos por presencia de agua.

Teniendo en cuenta otras consideraciones tenemos:

Tabla 34 Compresibilidad de los suelos

Término utilizado Limite Liquido (LL)

Ligera a baja compresibilidad 0 a 30

Moderada a intermedia 31 a 50

Alta compresibilidad 51 y mayor FUENTE: MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERIA PRACTICA – K TERSAGHI

Igualmente se determina la plasticidad y resistencia en estado seco:

Tabla 35 Plasticidad de los suelos

Término utilizado Índice de plasticidad (IP) Resistencia en estado seco

No plástico 0 - 3 Muy baja

Ligeramente plástico 4 -15 Ligera

Medianamente plástico 15 – 30 Mediana

Muy plástico 31 o mayor Alta FUENTE: MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERIA PRACTICA – K TERSAGHI

Otros términos utilizados comúnmente para determinar el grado de actividad del suelo

es con respecto al contenido de arcillas, como se muestra en la tabla siguiente:

Tabla 36 Característica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento

FUENTE: MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERIA PRACTICA – K TERSAGHI




Tabla 37 Análisis cuantitativo suelos sondeo 1

FUENTE: PROPIA


Natural (%)

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

Indice de

GrupoA.A.S.H.T.O U.S.C PLASTICIDAD COMPRESIBILIDAD

RESITENCIA SUELO

SECO

1 K22+400 1.5 23.4 36.8 9.1 0 A-4 MLPoco arcilloso Moderada Ligera

2 K22+400 2.5 25.3 38.0 8.0 0 A-4 SMPoco arcilloso Moderada Ligera



5 K22+400 5.5 23.7 36.8 9.1 0 A-2-4 SMPoco arcilloso Moderada Ligera


7 K22+400 7.5 23.3 37.0 7.0 0 A-2-4 SMPoco arcilloso Moderada Ligera

8 K22+400 8.5 23.4 30.0 3.0 0 A-4 SMPoco arcilloso Ligera Ligera





13 K22+400 13.5 19.3 NL NP 0 A-2-4 SMNo arcilloso Baja Muy baja

14 K22+400 14.5 20.8 NL NP 0 A-1-b SMNo arcilloso Baja Muy baja

15 K22+400 15.5 12.5 NL NP 0 A-1-a SW SMNo arcilloso Baja Muy baja



18 K22+400 18.5 12.4 NL NP 0 A-1-a SW SMNo arcilloso Baja Muy baja

19 K22+400 19.5 12.8 NL NP 0 A-1-b SW SMNo arcilloso Baja Muy baja

20 K22+400 20.5 21.1 NL NP 0 A-1-b SM No arcilloso Baja Muy baja

LOCALIZACION HUMEDAD CLASIFICACION CARACTERISTICA





FUENTE: PROPIA


Natural (%)

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

Indice de


RESITENCIA SUELO

SECO

1 K22+400 1.5 46.5 49.0 13.0 8 A-7-5 MLArcilloso Intermedia Ligera

2 K22+400 2.5 37.1 42.0 8.0 1 A-5 SMPoco arcilloso Intermedia Ligera




6 K22+400 6.5 25.8 34.0 11.0 0 A-2-6 SCArcilloso Moderada Ligera

7 K22+400 7.5 12.3 42.0 7.0 0 A-2-5 SMPoco arcilloso Intermedia Ligera




11 K22+400 11.5 27.6 NP NP 0 A-2-4 SMNo arcilloso Baja Muy baja









20 K22+400 20.5 27.0 NP NP 0 A-2-4 SM No arcilloso Baja Muy baja






FUENTE: PROPIA

Las tablas anteriores nos indican que los suelos de los estratos presentan una

intermedia compresibilidad, son en su mayoría poco plásticos y con una resistencia en

estado seco que se caracteriza en general por ser baja en suelos arenosos.


Natural (%)

Limite

Liquido

Indice de

Plasticidad

Indice de


RESITENCIA SUELO

SECO

1 K22+400 1.5 46.5 49.0 13.0 8 A-7-5 MLArcilloso Intermedia Ligera





6 K22+400 6.5 25.8 34.0 11.0 0 A-2-6 SCArcilloso Moderada Ligera

7 K22+400 7.5 12.3 42.0 7.0 0 A-2-5 SMPoco arcilloso Intermedia Ligera













20 K22+400 20.5 27.0 NP NP 0 A-2-4 SM No arcilloso Baja Muy baja





10.10.3 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

Características cualitativas

Tabla 40 Características de los suelos según clasificación U.S.C.

FUENTE: INGENIERIA GEOLOGICA

De acuerdo a lo establecido en la tabla anterior:

Los suelos estudiados se presentan como ML (aceptable o mala), SM (Aceptable, Mala

e impermeable) GM (aceptable o mala).

El comportamiento mecánico de los suelos ML presentan un comportamiento mecánico

(Malo – Aceptable).

Y los suelos SM y GM exhiben comportamiento mecánico (Aceptable, bueno)

Adicional a todo lo anterior se realizan los ensayos de compresión para suelos.




Todas las muestras de tubo shelby tomadas en el momento de realizar el ensayo SPT,

fueron manejadas con gran cuidado tanto en el campo como en el laboratorio para

evitar su alteración, cambios en la sección transversal o la pérdida de humedad, es

decir, muestras de forma inalteradas. Todas las relaciones de altura - diámetro o al lado

de la base se encuentran entre 2 a 2.5.

En casos donde tuvimos arcillas no duras, cuando fue posible, tallamos la muestra para

eliminar las zonas alteradas próximas a las paredes del tubo. En general, se

desecharon las partes alteradas de la muestra. En últimas se siguieron todos los

procedimientos estipulados dentro de la norma de ensayo “COMPRESIÓN

INCONFINADA EN MUESTRAS DE SUELOS” I.N.V. E – 152 – 07.

Para el Km22+400 Se obtuvo los siguientes resultados a ensayos de Compresión

Tabla 41 Sondeo no 1 lado derecho, sentido granada – San Carlos – compresión simple

MUESTRA No PROFUNDIDAD ESFUERZO ÚLTIMO (kg/cm2)

7 7.45 0.850

4 4.45 0.780

10 10.45 1.010 FUENTE: PROPIA

Tabla 42 Sondeo no 2 lado izquierdo, sentido granada – San Carlos – compresión simple 5 5.45 0.220

FUENTE: PROPIA




Fotografía 6. Extracción de Material y Ensayo de compresión simple

Después de tener los resultados de la resistencia a la compresión inconfinada de los

suelos ensayados, se califica la consistencia del suelo como muy blanda en la

perforación 2 y mediana y dura en la perforación 1 de acuerdo con el valor obtenido en

la siguiente forma, de acuerdo a lo estipulado a la norma I.N.V. E – 152 – 07.

Tabla 43 Consistencia y Resistencia a la compresión inconfinada de los suelos

FUENTE: INGENIERIA DE CIMENTACION - PECK




11 FUERZAS SISMICAS

MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO

Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico

efectiva, representada por el parámetro Aa, y de la velocidad pico efectiva,

representado por el parámetro Av., para una probabilidad del diez por ciento de ser

excedidos en un lapso de cincuenta años. Los valores de estos coeficientes, para

efectos de este Reglamento, deben determinarse de acuerdo con al grafico 36

—Se determina el número de la región en donde está localizada la construcción usando

para Aa el mapa de la gráfica y el número de la región donde está localizada la

construcción para Av, en el mapa de la Grafica 36

Grafica 46 Ubicación de zona sísmica.

FUENTE: MANUAL DE DISEÑOS DE ESTRUCTURAS SISMORESISTENTES




Tabla 44 Coeficientes sísmico zona en estudio

FUENTE: NSR-10

Según el código el coeficiente Aa, por la tabla donde se especifica la región y la, se

emplea una aceleración pico (Aa) de 0.15g, con este valor se analizara el

comportamiento de la contención, para efectos producidos por un sismo, considerando

que se permite utilizar la aceleración en un valor entre 1/3 y 2/3 de la aceleración pico,

en este estudios se asume un valor de 0.14g, basado en los concepto de Elms y Martín

(1979) que demostraron que este valor es adecuado para la mayoría de los propósitos

de diseño, debido a que la aceleración pico solo se presenta en periodos de tiempo

muy pequeños no suficientes para producir la falla tal como lo han analizado

investigadores del área sísmica como Seed y Marcurson. El anterior concepto es válido

si se tiene en cuenta que en los análisis pseudoestatico que se hacen para simular el

efecto de un sismo sobre el talud, se utilizan parámetros geotécnicos estáticos, cuando

Ishihara (1989) mostró que la resistencia al corte se incrementaba en un sismo. La

aceleración vertical tiene un efecto menos importante en la estabilidad del talud, pero

en el análisis de sensibilidad se considera la misma, dada la capacidad de variación de

dirección de la aceleración sísmica tanto horizontal como vertical.

.Para el estudios de estabilidad de laderas la norma es clara en el numeral H.2.2.4,

donde prescribe, ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE LADERAS Y TALUDES — Deberá

estar incluido en el estudio geotécnico preliminar o en el definitivo; se debe hacer de

acuerdo con lo exigido en el capítulo H.5, y debe considerar las características

geológicas, hidráulicas y de pendiente del terreno local y regionalmente, por lo cual




deberán analizarse los efectos de procesos de inestabilidad aledaños o regionales que

puedan tener incidencia en el terreno objeto de estudio.

Por norma los factores de seguridad que se deben tener en cuenta, para la estabilidad

del terreno se presentan en la tabla siguiente;

Tabla 45 Factores de seguridad Básicos mínimos.

FUENTE: MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES SISMORESISTENTES 1995

Para el presente proyecto tomares los valores relacionas en taludes, condición

pseudoestatico con agua subterránea normal y coeficiente sísmico de diseño, el cual

será de 1.05.

De acuerdo a estas características, tomadas de la Norma sismo Resistente colombiana

NSR-10, se analiza el talud, con diferentes características, hasta llegar a una

estabilidad total del sitio.

Los valores para constituir el espectro de aceleración sísmica se muestran a

continuación.




Tabla 46 Datos para constitución espectro de aceleración sísmica de diseño.

FUENTE: PROPIA

Grafica 47 Espectro elástico de aceleración San Carlos

FUENTE: PROPIA

Datos Unidad Página

Ubicación de la Estructura Ciudad San Carlos (Ant) Planos

Número de la Región: 3 Título A

Zona de Amenaza Sísmica: Intermedia Título A

Coeficiente de Aceleracion (Aa): 0.15 Título A

Coeficiente de Velocidad (Av): 0.15 Título A

Tipo de Perfil del Suelo: D Título A

Coeficiente de Amplificación de Sitio (Fa): 1.5 Título A

Coeficiente de Amplificación de Sitio (Fv): 2.2 Título A

Grupo de Uso Edificación: IV Título A

Coeficiente de Importancia (I): 1.5 Título A

Espectro de Diseño (Sa): Gráfico Título A

Período de Vibración Inicial (To): 0.15 seg Título A

Período de Vibración Corto (Tc): 0.70 seg Título A

Período de Vibración Largo (TL): 5.28 seg Título A

CÁLCULO DEL ESPECTRO ELASTICO DE ACELERACION DE DISEÑO (Sa) SEGÚN NSR-10




12 CAPACIDAD DE CARGA CIMENTACION OBRA HIDRAULICA

Para poder diseñar esta se deberá tener la capacidad de soporte del suelo la cual con

los parámetros obtenidos en los diferentes ensayos se analiza de acuerdo a tablas

generadas por las formulaciones de Meyerhof, tomando esta caja como una zapata

corrida o como una losa de fundación, empotrada en un estrato competente para este

tipo de obra, tomando como referencia los sondeos se empotra a tres metros de

profundidad, como línea base de la perforación 2. Estos cálculos se hacen asistidos por

el software

Se considera a efecto de cargas, el sobre carga vehicular en cualquiera de los lados de

la caja de la alcantarilla, carga distribuida sobre la tapa del box, que se distribuye en el

fondo.

Grafica 48 Modelo cargas para cimentación box coulvert

FUENTE: PROPIA




Con las hipótesis de carga y la resistencia del suelo se obtiene un factor de seguridad

de a 4.7, con la metodología propuesta por Terzaghi. La carga ultima obtenida es de

1106.38 KN/m2, para una resistencia de trabajo de 235.4 KN/m2 (2.4 kg/cm2).

El bulbo de tensiones previsto y cuñas de falla, se muestra en la siguiente gráfica.

Grafica 49 Graficacion bulbo de presiones y cuña de rotura

FUENTE: PROPIA




El reporte de salida de software de asistencia de diseño LoadCap es el siguiente:

“La carga última de una cimentación superficial se puede definir como el valor máximo de la carga con el

cual en ningún punto del subsuelo se alcanza la condición de rotura (método de Frolich), o también como

aquel valor de carga, mayor que el anterior, con el cual el fenómeno de rotura se extiende a un amplio

volumen del suelo (método de Prandtl y sucesivos).

Prandtl ha estudiado el problema de la rotura de un semiespacio elástico por efecto de una carga aplicada

sobre su superficie con referencia al acero, caracterizando la resistencia a la rotura con una ley del tipo:

= c + tg válida también para suelos.

Las hipótesis y las condiciones dictadas por Prandtl son las siguientes:

Material carente de peso y por lo tanto g=0

Comportamiento rígido - plástico

Resistencia a la rotura del material expresada con la relación =c + tg

Carga uniforme, vertical y aplicada en una franja de longitud infinita y de ancho 2b (estado de deformación

plana)

Tensiones tangenciales nulas al contacto entre la franja de carga y la superficie límite del semiespacio.

En el acto de la rotura se verifica la plasticidad del material contenido entre la superficie límite del semiespacio

y la superficie GFBCD.

En el triángulo AEB la rotura se da según dos familias de segmentos rectilíneos e inclinados en 45°+/2 con

respecto al horizontal.

En las zonas ABF y EBC la rotura se produce a lo largo de dos familias de líneas, una constituida por segmentos

rectilíneos que pasan respectivamente por los puntos A y E y la otra por arcos de familias de espirales

logarítmicas.

Los polos de éstas son los puntos A y E. En los triángulos AFG y ECD la rotura se da en segmentos inclinados

en ±(45°+ /2) con respecto a la vertical.

Mecanismo de rotura de Prandtl

Identificado así el volumen de terreno que experimenta rotura con la carga última, ésta se puede calcular

escribiendo la condición de equilibrio entre las fuerzas que actúan en cualquier volumen de terreno delimitado

bajo cualquiera de las superficies de deslizamiento.




Se llega por lo tanto a una ecuación q =B c, donde el coeficiente B depende solo del ángulo de rozamiento

del terreno.

1245

2)/(tge

tggcotB

Para =0 el coeficiente B es igual a 5.14, por lo tanto q=5.14 c.

En el otro caso particular de terreno sin cohesión (c=0, g0) resulta q=0. Según la teoría de Prandtl, no sería

entonces posible aplicar ninguna carga en la superficie límite de un terreno incoherente.

Si bien no se puede aplicar prácticamente, en esta teoría se han basado todas las investigaciones y los métodos

de cálculo sucesivos.

En efecto Caquot se puso en las mismas condiciones de Prandtl, a excepción del hecho que la franja de carga

no se aplica sobre la superficie límite del semiespacio, sino a una profundidad h, con h 2b; el terreno

comprendido entre la superficie y la profundidad h tiene las siguientes características: g0, =0, c=0 es decir

un medio dotado de peso pero sin resistencia.

Resolviendo las ecuaciones de equilibrio se llega a la expresión:

q = A g1 + B c

que de seguro es un paso adelante con respecto a Prandtl, pero que aún no refleja la realidad.

Método de Terzaghi (1955)

Terzaghi, prosiguiendo el estudio de Caquot, ha aportado algunos cambios para tener en cuenta las

características efectivas de toda la obra de cimentación - terreno.

Bajo la acción de la carga transmitida por la cimentación, el terreno que se encuentra en contacto con la

cimentación misma tiende a irse lateralmente, pero resulta impedido por las resistencias tangenciales que se

desarrollan entre la cimentación y el terreno.

Esto comporta un cambio del estado tensional en el terreno puesto directamente por debajo de la cimentación;

para tenerlo en cuenta, Terzaghi asigna a los lados AB y EB de la cuña de Prandtl una inclinación respecto

a la horizontal, seleccionando el valor de en función de las características mecánicas del terreno al contacto

terreno-obra de cimentación.

De esta manera se supera la hipótesis g2 =0 para el terreno por debajo de la cimentación admitiendo que las

superficies de rotura quedan inalteradas, la expresión de la carga última entonces es:

q =A g h + B c + C g b

Donde C es un coeficiente que resulta función del ángulo de rozamiento interno del terreno puesto por

debajo del nivel de cimentación y del ángulo antes definido; b es la semianchura de la franja.

Además, basándose en datos experimentales, Terzaghi pasa del problema plano al problema espacial

introduciendo algunos factores de forma.

Una sucesiva contribución sobre el efectivo comportamiento del terreno ha sido aportada por Terzaghi.




En el método de Prandtl se da la hipótesis de un comportamiento del terreno rígido-plástico, en cambio

Terzaghi admite este comportamiento en los terrenos muy compactos.

En éstos, de hecho, la curva cargas-asentamientos presenta un primer tracto rectilíneo, seguido por un breve

tracto curvilíneo (comportamiento elástico-plástico); la rotura es instantánea y el valor de la carga límite resulta

claramente individuado (rotura general).

En un terreno muy suelto en cambio la relación cargas-asentamientos presenta un tramo curvilíneo acentuado

desde las cargas más bajas por efecto de una rotura progresiva del terreno (rotura local). Como consecuencia la

individualización de la carga límite no es tan clara y evidente como en el caso de los terrenos compactos.

Para los terrenos muy sueltos, Terzaghi aconseja tener en consideración la carga última; el valor que se calcula

con la fórmula anterior pero introduciendo valores reducidos de las características mecánicas del terreno y

precisamente:

tgrid = 2/3 tg e crid= 2/3c

Haciendo explícitos los coeficientes de la fórmula anterior, la fórmula de Terzaghi se puede escribir así:

qult = c Nc sc + g D Nq + 0.5 g B Ng sg Dónde:

122

1

2750

24522

2

gg

cos

pKtanN

cot)qN(cN

tan)/.(ea

)/(cos

aNq

Fórmula de Meyerhof (1963)

Meyerhof propuso una fórmula para calcular la carga última parecida a la de Terzaghi. Las diferencias

consisten en la introducción de nuevos coeficientes de forma.

Introdujo un coeficiente sq que multiplica el factor Nq, factores de profundidad di y de pendencia ii para el

caso en que la carga trasmitida a la cimentación sea inclinada en la vertical.

Los valores de los coeficientes N se obtuvieron de Meyerhof suponiendo varios arcos de prueba BF (v.

mecanismo Prandtl), mientras que el corte a lo largo de los planos AF tenía valores aproximados.

A continuación se presentan los factores de forma tomados de Meyerhof, junto con la expresión de la fórmula.

Carga vertical qult = c Nc sc dc+ g D Nq sq dq+ 0.5gBNg sg dg




Carga inclinada qul t=c Nc ic dc+ g D Nq iq dq + 0.5g B Ngigdg

g

411

1

2452

.tanqNN

cot)qN(cN

/tantan

eNq

Factor de forma:

0 para L

Bpk.sqs

10 para L

Bpk.cs

g

101

201

Factor de profundidad:

0 para dqd

10 para B

Dpk.dqd

B

Dpk.cd

g

g

1

101

201

inclinación:

0 para i

0 para i

ici

g

g

g

0

1

901

2

2

Dónde:

Kp = tan2(45°+/2)

= Inclinación de la resultante en la vertical.

Fórmula de Hansen (1970)

Es una extensión ulterior de la fórmula de Meyerhof; las extensiones consisten en la introducción de bi que

tiene en cuenta la eventual inclinación en la horizontal del nivel de cimentación y un factor gi para terreno en

pendencia.

La fórmula de Hansen vale para cualquier relación D/B, ya sean cimentaciones superficiales o profundas; sin

embargo el mismo autor introdujo algunos coeficientes para poder interpretar mejor el comportamiento real

de la cimentación; sin éstos, de hecho, se tendría un aumento demasiado fuerte de la carga última con la




profundidad.

Para valores de D/B <1

B

Dqd

B

Dcd

2)sin1(tan21

4.01

Para valores D/B>1:

B

Dqd

B

Dcd

1tan

2)sin1(tan21

1tan4.01

En el caso = 0

--------------------------------------------------------------------------------------------

D/B 0 1 1.1 2 5 10 20 100

--------------------------------------------------------------------------------------------

d'c 0 0.40 0.33 0.44 0.55 0.59 0.61 0.62

--------------------------------------------------------------------------------------------

En los factores siguientes las expresiones con ápices (') valen cuando =0.

Factor de forma:

L

B.s

tanL

Bqs

continuas nescimentacio para cs

L

B

cN

qNcs

L

B.'

c's

401

1

1

1

20

g

Factores de inclinación de la carga




0)( cotac

fAV

H)/.(i

0)( cotac

fAV

H.i

cotacf

AV

H.qi

qN

qiqici

acf

A

H..'

ci

g

g

5

450701

5

701

5

501

1

1

15050

Factores de inclinación del terreno (cimentación sobre talud):

5501

1471

147

)tan.(gqg

cg

'cg

g

Factores de inclinación del nivel de cimentación (base inclinada)

)tan.exp(qb

)tanexp(qb

cb

'cb

72

2

1471

147

Fórmula de Vesic (1975)

La fórmula de Vesic es análoga a la fórmula de Hansen, con Nq y Nc como en la fórmula de Meyerhof y Ng

como se indica a continuación:

Ng=2(Nq+1) x tan()




Los factores de forma y de profundidad que aparecen en las fórmulas del cálculo de la capacidad portante son

iguales a los propuestos por Hansen; en cambio se dan algunas diferencias en los factores de inclinación de la

carga, del terreno (cimentación en talud) y del plano de cimentación (base inclinada).

Fórmula Brinch-Hansen (EC 7 - EC 8)

Para que una cimentación pueda resistir la carga de proyecto en seguridad con respecto a la rotura

general, para todas las combinaciones de carga relativas al ELU (Estado límite último), se debe dar la

siguiente desigualdad:

dónde: Vd es la carga de proyecto al ELU, normal en la base de la cimentación, que incluye también el peso de la

cimentación misma; mientras Rd es la carga última de proyecto de la cimentación con respecto a las cargas

normales, teniendo en cuenta también el efecto de cargas inclinadas o excéntricas.

En la evaluación analítica de la carga última de proyecto Rd se deben considerar las situaciones a corto y

a largo plazo en los terrenos de grano fino.

La carga última de proyecto en condiciones no drenadas se calcula como:

R/A’ = (2 + ) cu sc ic +q

Dónde:

A’ = B’ L’ área de la cimentación efectiva de proyecto, entendida, en caso de carga excéntrica, como

el área reducida en cuyo centro se aplica la resultante de la carga.

cu cohesión no drenada.

q presión litostática total en el plano de cimentación.

sc Factor de forma

sc = 1 + 0,2 (B’/L’) para cimentaciones rectangulares

sc = 1,2 para cimentaciones cuadradas o circulares.

ic factor de corrección de la inclinación de la carga debida a una carga H.

uc c'A/H115,0i

En condiciones drenadas la carga última de proyecto se calcula como sigue:

R/A’ = c’ Nc sc ic + q’ Nq sq iq + 0,5 g’ B’ Ng sg ig

Dónde:

'tanNN

'cotNN

/'taneN

q

qc

'tan

q

g

12

1

2452




Factores de forma

'sen'L/'B1sq para forma rectangular

'sen1sq para forma cuadrada o circular

'L/'B3,01s g para forma rectangular

7,0s g para forma cuadrada o circular

1N/1Nss qqqc para forma rectangular, cuadrada o circular.

Factores inclinación resultante debido a una carga horizontal H

11

1

1

1

qqqc

m

m

q

N/Nii

'cot'c'AV/Hi

'cot'c'AV/Hi

g

Dónde:

H//L' con

'B

'L

'B

'L

mm

H//B' con

'L

'B

'L

'B

mm

L

B

1

2

1

2

Además de los factores correctivos de la tabla anterior, se consideran los complementarios de la profundidad

del plano de cimentación y de la inclinación y de la inclinación del plano de cimentación y del plano terreno

(Hansen).

Método de et. Al.

Richards, Helm y Budhu (1993) desarrollaron un procedimiento que permite, en condiciones sísmicas, calcular

ya sea la carga última que los asientos derivados y por ende verificar ambos estados límite (último y de daño). El

cálculo de la carga última se obtiene mediante una simple extensión del problema de la carga última al caso de la

presencia de fuerzas de inercia en el terreno de cimentación debidas al sismo, mientras la estimación de los

asientos se obtiene haciendo referencia a Newmark (Apéndice H de “Aspetti geotecnici della progettazione in

zona sísmica”–Associazione Geotecnica Italiana/"Aspectos geotécnicos del proyecto en zona sísmica"-

Asociación Geotécnica Italiana). Los autores han alargado el trinomio de la fórmula de la carga última:

BN.cNqNq cqL gg50

Donde los factores de capacidad de carga se calculan con las siguientes fórmulas:




cotNN qc 1

AE

pE

qK

KN

AE

AE

pEtan

K

KN g

1

Examinando con el enfoque de equilibrio límite un mecanismo a la Coulomb y teniendo en cuenta las

fuerzas de inercia agentes en el volumen de terreno a rotura. De hecho, en campo estático, el clásico

mecanismo de Prandtl se puede aproximar, como se muestra en la siguiente figura, eliminando la zona

de transición (abanico de Prandtl) y reduciéndola a la línea AC, que viene vista como una pared ideal en

equilibrio bajo la acción del empuje activo y del empuje pasivo que recibe de las cuñas I y III:

Esquema de cálculo de la carga última (qL)

Los autores han extraído las expresiones de los ángulos A y P que definen las zonas de empuje activo y pasivo

y de los coeficientes de empuje activo y pasivo KA y KP en función del ángulo de rozamiento interno φ del

terreno y del ángulo de rozamiento d terreno – pared ideal:

cottantan

tancottancottantantanA

1

11

cottantan

tancottancottantantanP

1

11

2

2

1

cos

sinsincos

cosK A




2

2

1

cos

sinsincos

cosKP

Es de observar que el empleo de las fórmulas anteriores asumiendo =0.5, conduce a valores de coeficientes de

carga última muy cercanos a los basados en un análisis a la Prandtl. Por lo tanto Richards et. Al. extendieron la

aplicación del mecanismo de Coulomb al caso sísmico, teniendo en cuenta las fuerzas de inercia agentes en el

volumen de terreno a rotura. Tales fuerzas de masa, debidas a aceleraciones kh g y kv g, agentes respectivamente

en dirección horizontal y vertical, son a su vez iguales a kh g e kv g. Se obtienen así las extensiones de las

expresiones de a y p, además de KA y KP, respectivamente indicadas como AE y rPE y como KAE

y KPE

para denotar las condiciones sísmicas:

cottantan

tancottantantanAE

1

11 2

1

cottantan

tancottantantanPE

1

11 2

1

2

2

1

cos

sinsincoscos

cosK AE

2

2

1

cos

sinsincoscos

cosKPE

Los valores de Nq y Ngse determinan también valiéndose de las fórmulas precedentes, empleando

obviamente las expresiones de los ángulos AE y PE y de los coeficientes KAE y KPE relativas al caso

sísmico. En tales expresiones aparece el ángulo definido como:

v

h

k

ktan

1

En la siguiente tabla se muestran los factores de capacidad de carga calculados para los siguientes valores de los

parámetros:

= 30° = 15°

Para diferentes valores de los coeficientes de empuje sísmico:




kh/(1-kv) Nq Ng Nc

0 16.51037 23.75643 26.86476

0.087 13.11944 15.88906 20.9915

0.176 9.851541 9.465466 15.33132

0.268 7.297657 5.357472 10.90786

0.364 5.122904 2.604404 7.141079

0.466 3.216145 0.879102 3.838476

0.577 1.066982 1.103E-03 0.1160159

Tabla de los Factores de capacidad de carga para =30°

Verificación del deslizamiento

De acuerdo con los criterios de cálculo en ELU, se debe comprobar la estabilidad de una zapata aislada

con respecto al colapso por deslizamiento y al colapso por rotura general. Con el primero, la resistencia

se estima como la suma de un componente debido a la adhesión más otro debido al rozamiento

cimentación-terreno; la resistencia lateral derivada del empuje pasivo del terreno se puede tener en

cuenta como un porcentaje cuyo valor será indicado por el usuario.

La resistencia de cálculo por rozamiento y adhesión se calcula mediante la expresión:

FRd = Nsd tan+ca A’

Dónde:

Nsd = valor de cálculo de la fuerza vertical;

= ángulo de resistencia al corte en la base de la cimentación;

ca = adhesión zapata -terreno;

A' = área de la cimentación efectiva, entendida, en caso de cargas excéntricas, como área reducida al

centro de la cual se aplica el resultado.

CARGA LÍMITE DE CIMENTACIÓN EN ROCA Para valorar la capacidad de carga admisible de las rocas se deben tener en cuenta algunos parámetros

significativos como las características geológicas, el tipo y calidad de roca, medida con RQD. En la capacidad

portante de las rocas se utilizan normalmente factores de seguridad muy altos y legados de todas maneras al valor

del coeficiente RQD: por ejemplo, para una roca con RQD igual al máximo de 0.75 el factor de seguridad varía

entre 6 y 10. Para determinar la capacidad de carga de una roca se pueden usar las fórmulas de Terzaghi, usando

ángulo de rozamiento y cohesión de la roca, o las propuestas por Stagg y Zienkiewicz (1968) donde los

coeficientes de la fórmula de la capacidad portante valen:

1

2455

245

4

6

q

c

q

NN

tanN

tanN

g

Con tales coeficientes se usan los factores de forma utilizados en la fórmula de Terzaghi.




La capacidad de carga última calculada es de todas formas función del coeficiente RQD según la siguiente

expresión:

2RQDqq ult

'

Si el sondeo en roca no suministra piezas intactas (RQD tiende a 0), la roca se trata como un terreno, estimando

mejor los parámetros c y

FACTORES DE CORRECCIÓN SÍSMICA: PAOLUCCI & PECKER

Para tener en cuenta los efectos inerciales del sisma en la determinación del qlim se introducen los factores

de corrección z:

q

hc

,

hq

zz

k,z

tg

kz

g

3201

1

350

Donde kh es el coeficiente sísmico horizontal

ASIENTOS ELÁSTICOS

Los asentamientos de una cimentación rectangular de dimensiones BL puesta en la superficie de un

semiespacio elástico se pueden calcular con base en una ecuación basada en la teoría de la elasticidad

(Timoshenko e Goodier (1951)):

(1) F

IIIsE

'BqH

21

211

210

Dónde:

q0 = Intensidad de la presión de contacto

B' = Mínima dimensión del área reactiva,

E e = Parámetros elásticos del terreno.

Ii = Coeficientes de influencia dependientes de: L'/B', espesor del estrato H, coeficiente de Poisson ,

profundidad del nivel de cimentación D;

Los coeficientes I1 y I2 se pueden calcular utilizando las ecuaciones de Steinbrenner (1934) (V. Bowles), en

función de la relación L'/B' y H/B, utilizando B'=B/2 y L'=L/2 para los coeficientes relativos al centro y B'=B

y L'=L para los coeficientes relativos al borde.

El coeficiente de influencia IF deriva de las ecuaciones de Fox (1948), que indican el asiento se reduce con la

profundidad en función del coeficiente de Poisson y de la relación L/B.

Para simplificar la ecuación (1) se introduce el coeficiente IS:




21

211

IIS

I

El asentamiento del estrato de espesor H vale:

FI

SI

SE

'BqH21

0

Para aproximar mejor los asientos se subdivide la base de apoyo de manera que el punto se encuentre en

correspondencia con un ángulo externo común a varios rectángulos. En práctica se multiplica por un factor

igual a 4 para el cálculo de los asentamientos en el centro y por un factor igual a 1 para los asentamientos en

el borde.

En el cálculo de los asientos se considera una profundidad del bulbo tensiones igual a 5B, si el substrato

rocoso se encuentra a una profundidad mayor.

A tal propósito se considera substrato rocoso el estrato que tiene un valor de E igual a 10 veces el del estrato

que está por encima.

El módulo elástico para terrenos estratificados se calcula como promedio ponderado de los módulos elásticos

de los estratos interesados en el asiento inmediato.

ASIENTOS EDOMÉTRICOS

El cálculo de los asientos con el método edométrico permite valorar un asiento de consolidación de tipo

unidimensional, producto de las tensiones inducidas por una carga aplicada en condiciones de expansión lateral

impedida. Por lo tanto la estimación efectuada con este método se debe considerar como empírica, en vez de

teórica.

Sin embargo la simplicidad de uso y la facilidad de controlar la influencia de los varios parámetros que

intervienen en el cálculo, lo hacen un método muy difuso.

El procedimiento edométrico en el cálculo de los asientos pasa esencialmente a través de dos fases:

a) El cálculo de las tensiones verticales inducidas a las diferentes profundidades con la aplicación de la teoría

de la elasticidad;

b) La valoración de los parámetros de compresibilidad con la prueba edométrica.

En referencia a los resultados de la prueba edométrica, el asentamiento se valora como:

'v

v'vlogRR

0

00

Si se trata de un terreno súper consolidado (OCR>1), o sea si el incremento de tensión debido a la aplicación de

la carga no hace superar la presión de preconsolidación ’p ( <’p).

Si en cambio el terreno es consolidado normal ('

0v =’p) las deformaciones se dan en el tracto de compresión y

el asiento se valora como:

'v

v'vlogCR

0

00

vv '

0




Dónde:

RR Relación de recompresión;

CR Relación de compresión;

H0 espesor inicial del estrato;

’v0 tensión vertical eficaz antes de la aplicación de la carga;

v incremento de tensión vertical debido a la aplicación de la carga.

Como alternativa a los parámetros RR y CR se hace referencia al módulo edométrico M; pero en tal caso se debe

seleccionar oportunamente el valor del módulo a utilizar, teniendo en cuenta el intervalo tensional ( )

significativo para el problema en examen.

Para la aplicación correcta de este tipo de método es necesario:

la subdivisión de los estratos compresibles en una serie de pequeños estratos de modesto espesor (< 2.00

m);

la estimación del módulo edométrico en el ámbito de cada estrato;

el cálculo del asiento como suma de las contribuciones para cada pequeño estrato

Muchos usan las expresiones antes indicadas para el cálculo del asentamiento de consolidación tanto para las

arcillas como para las arenas de granulometría de fina a media, porque el módulo de elasticidad usado viene

tomado directamente de pruebas de consolidación. Sin embargo, para terrenos con grano más grueso las

dimensiones de las pruebas edométricas son poco significativas del comportamiento global del estrato y, para las

arenas, es preferible utilizar pruebas penetrométricas estáticas y dinámicas.

Asiento secundario El asiento secundario se calcula con referencia a la relación:

100T

TlogCcs

Dónde:

Hc es la altura del estrato en fase de consolidación;

C es el coeficiente de consolidación secundaria como pendencia en el tracto secundario de la curva asiento-

logaritmo tiempo;

T tiempo en que se desea el asiento secundario;

T100 tiempo necesario para terminar el proceso de consolidación primaria.

ASIENTOS de Schmertmann

Un método alternativo para calcular los asientos es el propuesto por Schmertmann (1970), el cual ha correlaciona

la variación del bulbo tensiones a la deformación. Schmertmann por lo tanto propone considerar un diagrama de

las deformaciones de forma triangular donde la profundidad a la cual se tienen deformaciones significativas se

toma como igual a 4B, en el caso de cimentaciones corridas, para cimentaciones cuadradas o circulares es igual a

2B.

Según este acercamiento el asiento se expresa con la siguiente ecuación:

E

zzIqCCw

21

vv '

0




En la cual:

q representa la carga neta aplicada a la cimentación;

Iz es un factor de deformación cuyo valor es nulo a la profundidad de 2B, para cimentaciones circulares o

cuadradas, y a profundidad 4B, para cimentaciones corridas (lineales).

El valor máximo de Iz se verifica a una profundidad respectivamente igual a:

B/2 para cimentaciones circulares o cuadradas

B para cimentaciones corridas

y vale

50

1050

.

'vi

q..maxzI

donde ’vi representa la tensión vertical eficaz a la profundidad B/2 para cimentaciones circulares o cuadradas, y

a profundidad B para cimentaciones corridas.

Ei representa el módulo de deformación del terreno correspondiente al estrato i-ésimo considerado en el cálculo;

zi representa el espesor del estrato i-ésimo;

C1 e C2 son dos coeficientes correctores.

El módulo E se considera igual a 2.5 qc para cimentaciones circulares o cuadradas e igual a 3.5 qc para

cimentaciones corridas. En los casos intermedios, se interpola en función del valor de L/B.

El término qc que interviene en la determinación de E representa la resistencia a la puntaza obtenida con la

prueba CPT.

Las expresiones de los dos coeficientes C1 y C2 son:

5005011

.q

'v.C

que toma en cuenta la profundidad del plano de cimentación.

10201

2 .

tlog.C

que toma en cuenta las deformaciones diferidas en el tiempo por efecto secundario.

En la expresión t representa el tiempo, expresado en años después de haber terminado la construcción, de acuerdo

con el cual se calcula el asentamiento.

ASIENTOS DE BURLAND Y BURBIDGE

Si acaso se dispone de datos obtenidos de pruebas penetrométricas dinámicas para calcular los

asentamientos, es posible fiarse del método de Burland y Burbidge (1985), en el cual se correlaciona un

índice de compresibilidad Ic al resultado N de la prueba penetrométrica dinámica. La expresión del

asiento propuesta por los autores es la siguiente:

C

.'

v

'

C

.'

vtHS IBq/IBfffS 70

0

70

0 3

Dónde:




q' = presión eficaz bruta;

s'vo = tensión vertical eficaz a la cota de impuesto de la cimentación;

B = ancho de la cimentación;

Ic = índice de compresibilidad;

fs, fH, ft = factores correctores que toman en cuenta respectivamente la forma, el espesor del estrato

comprensible y el tiempo, para el componente viscoso.

El índice de compresibilidad Ic está legado al valor medio Nav de Nspt al interno de una profundidad

significativa z:

41

7061.

AV

CN

.I

Por cuanto respecta a los valores de Nspt a utilizar en el cálculo del valor medio NAV, hay que precisar

que los valores se deben corregir para arenas con componentes limosos debajo del nivel freático y

Nspt>15, según la indicación de Terzaghi y Peck (1948)

Nc = 15 + 0.5 (Nspt -15)

Donde Nc es el valor correcto a usar en los cálculos.

Para depósitos gravosos arenosos-gravosos el valor corregido es igual a:

Nc = 1.25 Nspt

Las expresiones de los factores correctores fS, fH y ft son respectivamente:

31

2

250

251

3

2

tlogRRf

z

H

z

Hf

.B/L

B/L.f

t

ii

H

S

Con

t = tiempo en años > 3;

R3 = constante igual a 0.3 para cargas estáticas y 0.7 para cargas dinámicas; R = 0.2 en el caso de cargas estáticas

y 0.8 para cargas dinámicas.

DATOS GENERALES

======================================================

Acción sísmica NTC 2008

Anchura cimentación 3.4 m

Longitud cimentación 9.0 m

Profundidad plano de cimentación 4.5 m

Altura de empotramiento 2.0 m

Profundidad nivel freático 4.0

===================================================== =




ESTRATIGRAFÍA TERRENO

Corr: Parámetros con factor de corrección (TERZAGHI)

DH: Espesor del estrato; Gam: Peso específico; Gams:Peso específico saturado; Fi: Ángulo de rozamiento interno;

Ficorr: Ángulo de rozamiento interno corregido según Terzaghi; c: Cohesión; c Corr: Cohesión corregida según

Terzaghi; Ey: Módulo elástico; Ed: Módulo edométrico; Ni: Poisson; Cv: Coef. consolidac. primaria; Cs: Coef.

consolidación secundaria; cu: Cohesión sin drenar

DH

[m]

Gam

[kN/m³]

Gams

[kN/m³]

Fi

[°]

Fi Corr.

[°]

c

[kN/m²]

c Corr.

[kN/m²]

cu

[kN/m²]

Ey

[kN/m²]

Ed

[kN/m²]

Ni Cv

[cmq/s]

Cs

4.7 16.2 16.7 30.7 21.69 0.0 0.0 0.0 26200.0 5486.0 0.45 0.0 0.0

4.95 17.2 17.8 34.3 24.56 13.0 8.71 13.0 34900.0 91520.0 0.45 0.0 0.0

3.5 17.55 18.1 37.2 26.96 15.0 10.05 15.0 42000.0 145000.

0

0.45 0.0 0.0

2.8 18.34 18.9 42.8 31.82 20.0 13.4 20.0 57000.0 150000.

0

0.0 0.0 0.0

2.8 17.74 18.1 39.3 28.74 30.0 20.1 30.0 46500.0 155000.

0

0.0 0.0 0.0

18.0 17.84 18.9 41.0 30.22 40.0 26.8 40.0 49300.0 180000.

0

0.0 0.0 0.0

Cargas de proyecto actuantes en cimentación

Nr. Nombre

combinación

Presión

normal de

proyecto

[kN/m²]

N

[kN]

Mx

[kN·m]

My

[kN·m]

Hx

[kN]

Hy

[kN]

Tipo

1 A1+M1+R3 235.36 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Proyecto

2 S.L.E. 196.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Servicio

Sismo + Coef. parciales parámetros geotécnicos terrenos + Resistencias

Nr Corrección

sísmica

Tangente

ángulo de

resistencia

al corte

Cohesión

efectiva

Cohesión

sin drenaje

Peso

específico

en

cimentación

Peso

específico

cobertura

Coef. Red.

Cap. de

carga

vertical

Coef. Red.

Cap. de

carga

horizontal

1 Sí 0 1 1 0 0 2.3 1.1

2 Sí 0 1 1 0 0 2.3 1.1

CARGA ÚLTIMA CIMENTACIÓN COMBINACIÓN…A1+M1+R3

Autor: TERZAGHI (1955)

Carga última [Qult] 1106.38 kN/m²

Resistencia de proyecto[Rd] 481.03 kN/m²

Tensión [Ed] 235.36 kN/m²

Factor de seguridad [Fs=Qult/Ed] 4.7

Condición de comprobación [Ed<=Rd] Comprobado

COEFICIENTE DE ASENTAMIENTO BOWLES (1982)

Costante di Winkler 44255.04 kN/m³




A1+M1+R3

Autor: HANSEN (1970) (Condición drenada)

======================================================

Factor [Nq] 9.98

Factor [Nc] 19.83

Factor [Ng] 6.1

Factor forma [Sc] 1.19

Factor profundidad [Dc] 1.37

Factor inclinación cargas [Ic] 1.0

Factor inclinación talud [Gc] 1.0

Factor inclinación base [Bc] 1.0

Factor forma [Sq] 1.17

Factor profundidad [Dq] 1.29

Factor inclinación cargas [Iq] 1.0

Factor inclinación talud [Gq] 1.0

Factor inclinación base [Bq] 1.0

Factor forma [Sg] 0.85

Factor profundidad [Dg] 1.0

Factor inclinación cargas [Ig] 1.0

Factor inclinación talud [Gg] 1.0

Factor inclinación base [Bg] 1.0

Factor corrección sísmico inercial [zq] 1.0

Factor corrección sísmico inercial [zg] 0.84

Factor corrección sísmico inercial [zc] 1.0

======================================================

Carga última 1349.01 kN/m²

Resistencia de proyecto 586.53 kN/m²


======================================================

Autor: TERZAGHI (1955) (Condición drenada)

======================================================

Factor [Nq] 11.87

Factor [Nc] 24.0

Factor [Ng] 8.98






======================================================




======================================================




Autor: MEYERHOF (1963) (Condición drenada)

======================================================

Factor [Nq] 9.98

Factor [Nc] 19.83

Factor [Ng] 6.08













======================================================




======================================================

Autor: VESIC (1975) (Condición drenada)

======================================================

Factor [Nq] 9.98

Factor [Nc] 19.83

Factor [Ng] 9.95



















======================================================







======================================================

Autor: Brinch - Hansen 1970 (Condición drenada)

======================================================

Factor [Nq] 9.98

Factor [Nc] 19.83

Factor [Ng] 8.14



















======================================================




======================================================




RESUMEN:

Tabla 47 Resumen cálculo de capacidad portante box coulvert

FUENTE: PROPIA

Cargas de proyecto actuantes en cimentación

Nr. Nombre

combinaci

ón

Presión

normal de

proyecto

(kN/m²)

N

(kN)

Mx

(kN·m)

My

(kN·m)

Hx

(kN)

Hy

(kN)

Tipo ID

1 A1+M1+

R3

235.3596 0 0 0 0 0 Proyecto 0

2 S.L.E. 196.133 0 0 0 0 0 Servicio 1

Sismo + Coef. parciales parámetros geotécnicos terrenos + Resistencias

Nr Corrección

sísmica

(NTC 2008

(C7.11.5.3.

1))

Tangente

ángulo de

resistencia

al corte

Cohesión

efectiva

Cohesión

sin drenaje

Peso

específico

en

cimentació

n

Peso

específico

cobertura

Coef. Red.

Cap. de

carga

vertical

Coef. Red.

Cap. de

carga

horizontal

1 SI 0 1 1 0 0 2.3 1.1

2 SI 0 1 1 0 0 2.3 1.1

Carga última vertical

Nombre

combinació

n

Autor Carga

última

[Qult]

(kN/m²)

Resistencia

de proyecto

[Rd]

(kN/m²)

Tensión

[Ed]

(kN/m²)

Factor de

seguridad

[Fs=Qult/E

d]

Condición

de

comprobaci

ón

[Ed<Rd]

Tipo

ruptura

Constante

subsuelo

(kN/m³)

A1+M1+R

3

HANSEN

(1970)

1360.39 591.47 235.36 5.78 Comprobad

o

* Rotura

por

punzonami

ento;

Ir=175.83;

Icrit=181.4

24

54415.64

* TERZAGH

I (1955)

1126.11 489.61 235.36 4.78 Comprobad

o

* Rotura

por

punzonami

ento;

Ir=175.83;

Icrit=181.4

24

45044.43

MEYERH

OF (1963)

1271.79 552.95 235.36 5.4 Comprobad

o

* Rotura

por

punzonami

ento;

Ir=175.83;

Icrit=181.4

24

50871.70

VESIC

(1975)

2107.84 916.45 235.36 8.96 Comprobad

o

* Rotura

por

punzonami

ento;

Ir=175.83;

Icrit=181.4

24

84313.64

Brinch -

Hansen

1970

1361.46 591.94 235.36 5.78 Comprobad

o

* Rotura

por

punzonami

ento;

Ir=175.83;

54458.50




13 DESCRIPCION DE LA FALLA - MODELO GEOTECNICO

En base a las características estimadas en el área geotécnica y a la configuración

geomorfológica del sector, obtenida por toma directa de mediciones topográficas,

se realiza el modelo del talud para análisis del tipo de falla.

De acuerdo al sistema de clasificación de Barnes, la falla principal se puede

clasificar como un flujo, estando está asociada, además, a procesos erosivos por

situaciones de la alta pluviografía de la zona y las aguas naturales. Este tipo de

falla se evidencia tanto en talud superior, como en el talud inferior, teniendo como

principal agente detonante las aguas de escorrentías y subterráneas que utilizan la

depresión o vaguada, cerca al centro de la falla, como vía de conducción,

arrastrando consigo suelos superficiales y degradando su estructura física y

química.

La pérdida de soporte del talud inferior, por efecto de la erosión, y los sobrepesos

por saturación, con el efecto lubricante del agua infiltrada y subterránea, generan

movimientos hacia el cauce del Rio Caldera.

Los suelos de la zona son altamente erodables, considerando el factor superficial

que genera las lluvias: Los suelos generalmente llegan a ser menos erosivos con

una reducción en la fracción de limo a pesar del correspondiente incremento de la

fracción de arcilla o arena.

Suelos de baja permeabilidad, alto contenido de finos y baja cohesión presentan

una mayor potencialidad a la erosión, según el monograma de Wischmeier




Grafica 50 Factor K de erodabilidad

FUENTE: ECUACION UNIVERSAL DE PERDIDA DE SUELOS - RUSLE




Grafica 51 Modelos tipicos de fallas

Lan jlide & Slope Instability Geohazards: Classification Schemes - Varnes

Las fallas son evidenciadas desde el talud frontal, notando unas cárcavas

provocadas por la socavación en los suelos por las aguas de escorrentía no

controladas y los suelos del horizonte A siendo arenas limosas sufren lavados




continuamente hasta perder el equilibrio entre los estratos, en la fotografía se nota

la gran magnitud de estas.

Fotografía 7 Socavacio itensa en el talud inferior como cosecuencia del inadecuado manejo de las aguas

FUENTE: PROPIA

Las fallas son típicas de socavación de los suelos, La socavación es la remoción

de materiales del lecho y de las bancas de un cauce debido a la acción erosiva del

flujo de agua alrededor de una estructura hidráulica. La socavación del fondo de

un cauce definido es el producto del desequilibrio entre el aporte sólido que trae el

agua a una cierta sección y la mayor cantidad de material que es removido por el

agua en esa sección.




Los materiales se socavan en diferentes formas: suelos granulares sueltos se

erosionan rápidamente mientras que los suelos arcillosos son más resistentes a la

erosión. Sin embargo, la socavación final de suelos cohesivos o cementados

puede ser tan profunda como la socavación en suelos arenosos, variando el

tiempo en el cual se produce. La profundidad máxima de socavación se alcanza

en horas para suelos arenosos, en tanto que puede tardar días en suelos

cohesivos, meses en piedras areniscas, años en piedras calizas, y siglos en rocas

tipo granito. Es posible que varias crecientes se requieran para que se produzca

máxima profundidad de socavación dependiendo del tipo de material.

La posibilidad de arrastre de los materiales de fondo en cada punto se considera

dependiente de la velocidad media del agua y de la velocidad media requerida

para arrastrar las partículas de sedimento. Para suelos sueltos, esta velocidad es

la que mantiene un movimiento generalizado de partículas; para suelos cohesivos,

es la velocidad capaz de ponerlos en suspensión.

Para solucionar este tipo de problemática es necesaria realizar obras hidráulicas

que abarquen la totalidad de las aguas de escorrentía presentes en tiempo de

precipitación, teniendo en cuenta que la zona es denomina con un alto valor en las

precipitaciones anuales, la obra que se encuentra en el sitio es una tubería de 36”

totalmente colmatada, la cual se deberá cambiar por una cajón de tamaño

considerable según lo que arroje el estudio hidráulico.




13.1 Contención de talud encole y descole de Box Coulvert.

En el encole y descole de la obra hidráulica, se requiere de algún tipo de

contención y/o disipación, dado el carácter erodable de los suelos.

13.2 ESTABILIDAD DE LA LADERA

En base a los ensayos de campo, a la geomorfología del sector y a otras

consideraciones particulares del movimiento, se hace el modelo geotécnico que

nos indique la falla probable del sistema.

Grafica 52Modelo básico de la sección a estudiar.

FUENTE: PROPIA




Bajos las condiciones de falla, con los parámetros iniciales, se observan en el

talud superior, en el talud inferior y algunas líneas de fallas con factor de seguridad

inadecuado (menor a 1.5) que envuelve todo el talud.

Grafica 53 Superficies de falla en modelo básico

FUENTE: PROPIA




13.2.1 MODELO GEOTECNICO SIN FUERZA SISMICA -

RETROCALCULO

Inicialmente se presenta el modelo sin fuerzas sísmico, a fin de evaluar el estado

normal del talud y retro calcular los valores de parámetros de resistencia en el

estado latente de equilibrio.

Grafica 54 Modelo geoetcnico. Retrocalculo FS minimo 1.0

FUENTE: PROPIA

Se evidencia movimientos de toda la ladera, con mayor intensidad en el talud

superior, el cual genera empujes que ven evidenciados con los hundimientos ya




señalados, debido al flujo de los suelos saturados y menos competentes sobre el

estrato más duro y permeable.

Los valores probables de parámetros de resistencia se retro calculan a obtener un

factor de seguridad próximo a 1.00.

Los parámetros de diseños ajustados por retro cálculo son:

Tabla 48 Parametros geoetcnicos en inminencia de falla.

FUENTE: PROPIA

13.2.2 MODELO CON SOBRE CARGA VEHICULAR Y NIVEL FREATICO

12.2.2.1 SOBRECARGAS VEHICULAR

El Código Colombiano de Diseño de Puentes Sismo – Resistentes de Colombia

establece en el numeral A.5.7.2.1 literal b) Otras Cargas que “Cuando dentro de

una distancia igual a la mitad del muro se pueda presentar tráfico de vehículos, se




debe considerar un empuje adicional de tierra equivalente a una sobrecarga

uniforme de 0.60 m de suelo.

En el texto “Muros de Contención de Suelo Reforzado con Cintas Metálicas y

Geosintéticos” del Ing. Luciano Rivera Caicedo comenta: “El efecto del tráfico en

muros viales se lo considera semejante al de una carga repartida de ancho

infinito”.

Otro tipo de consideración y en el evento de que se modelara en tres dimensiones

es aplicar directamente en forma puntual o distribuida en el radio de carga; en el

caso de análisis en dos dimensiones se debe hacer algunos ajustes para

considerar el efecto de las llantas fuera del plano analizado, en el texto antes

mencionado se plantea la solución modificada de Boussinesq por NAVFAC en

1982.

Grafica 55. Efecto de carga puntual en talud

FUENTE: PROPIA




En el caso de una configuración de carga vehicular tipo eje tándem, se tiene.

Grafica 56. Simulación de carga vehicular en el talud.

FUENTE: PROPIA

La carga equivalente de Q1 y Q2 (en planta) seria:

Qeq= (Q1+Q2*cos2(1.1Ɵ))

En este ejercicio académico y siguiendo la recomendación de Código Colombiano

de Puentes se utilizara una sobre carga de:

q= 0.60*19.0 KN/m2 = 11.40 kN/m2.

Se muestra el comportamiento de la masa de suelo, con la sobrecarga vehicular.




Grafica 57 Modelo con sobrecarga vehicular

FUENTE: PROPIA




Grafica 58 Círculos de fallas modelo con sobrecarga

FUENTE: PROPIA

Es evidente el alto nivel de falla de masa de suelo con la incidencia de la

sobrecarga vehicular, en un estado latente de inestabilidad.

Las condiciones de inestabilidad se conservan tanto en el talud inferior, talud

superior y a lo largo del talud.




13.2.3 CON EFECTO SISMICO

Se aplican las cargas sísmicas previstas y se analiza el comportamiento del

modelo.

Grafica 59 Modelo con cargas sísmica

FUENTE: PROPIA




Grafica 60 Círculos de falla con cargas sísmicas

FUENTE: PROPIA

Los factores de seguridad disminuyen y se evidencia una potencia falla general

hasta una profundidad de 18 m de la banca. El talud superior, es potencialmente

más activo que el talud inferior, y será en el primero en donde se debe central las

acciones remediales más competentes.




13.2.4 MODELO CON ABATIMIENTO DEL NIVEL FRETICO

Se baja el nivel freático, a efecto de evaluar la posible construcción de filtros

subhorizontales y la longitud de los mismos.

Grafica 61 Modelo abatimiento del nivel freatico

FUENTE: PROPIA




Grafica 62 Falla con nivel freático abatido

FUENTE: PROPIA

Con el simple abatimiento del nivel freático, se gana en estabilidad,

particularmente en el talud inferior, por lo que la acción de mejorar las condiciones

de manejo de aguas en la superficie y las subterráneas es una de las tareas más

relevantes a realizar.




13.3 CALIBRACION DE MODELO CON PROGRAMA DE ELEMENTOS

FINITOS PHASE 2

A efecto de calibrar los modelos de falla propuesto se utilizara el programa Phase

2 de Rocscience, para, si es del caso, hacer los ajustes necesarios.

El modelo básico, producto de los valores de retrocalculo, con las mallas y

condiciones de fronteras establecidas se muestran a continuación.

Grafica 63 Modelo de FEM basico

FUENTE: PROPIA




Las características de los materiales se muestran:

Tabla 49 Valore de parámetros geotécnicos modelos FEM

FUENTE: PROPIA

Grafica 64Desplazamientos totales con modelo basico FEM

FUENTE: PROPIA




Se muestra los movimientos principales en el talud superior y el factor de

seguridad reportado es de 0.92 (0.99 con equilibrio limite). La superficie

deformada (exagerada) se muestra:

Grafica 65 Deformada modelo básico FEM

FUENTE: PROPIA

La grafica de reducción de resistencia muestra que el modelo está en estado

latente de falla y el factor de seguridad es próximo a 1.0, con los parámetros

establecidos, por lo tanto valido para análisis de falla probable.




Grafica 66 SRF semejante a FS modelo basico

FUENTE: PROPIA




El modelo con sismo y sobrecargas se muestra:

Grafica 67 Modelo con sobrecarga y sismo FEM

FUENTE: PROPIA




Grafica 68 Esfuerzos cortantes máximos modelo sismo y sobrecarga FEM

FUENTE: PROPIA

La línea de máximos esfuerzos constantes muestra una tendencia circular,

coincidente con los análisis de Equilibrio Limite.

La deformada de desplazamientos máximos muestra evidencia potencial de

movimientos en el talud inferior y superior.

Línea de

máxima

esfuerzos

cortantes




Grafica 69 Deformada modelo sismo y sobrecarga FEM

FUENTE: PROPIA




Se plantea la colocación de drenes subhorizontales a efecto de disminuir las

presiones. Estos drenes son de una longitud aproximada a 20 m.

Grafica 70 Modelo abatimiento nivel freático FEM

FUENTE: PROPIA

Se muestra unas mejores condiciones de estabilidad, con factor de seguridad

mínimo de 0.71 (en método de Equilibrio Limite FS = 0.76), pero con evidentes

mejoras en el talud inferior y aumento del nivel de la falla más profunda,




Grafica 71 Factor de seguridad y deformada modelo sismo y abatimiento nivel freatico

FUENTE: PROPIA

En base a los modelos de falla comprobados se planetan las soluciones

tendientes a disminuir la pobabilidad de falla.

13.4 SOLUCION DE ESTABILIDAD PROPUETA

El diseño de solución contempla varios aspectos a consideras, en el aspecto

hidráulico, estructural, geométrico y de mitigación con prácticas de bioingeniería:




13.4.1 SOLUCIONES HIDRAULICAS

Consiste en:

(1) la construcción de baterías de drenes subhorizontales, de tal manera que

las aguas en exceso en los poros de los primeros estratos sea evacuada,

en forma expedita evitando la sobresaturación y la acción lubricante y de

sobrepeso de los suelos.

(2) Construcción de canales y cunetas para conducción de las aguas

superficiales y de recolección de las aguas de los subdrenajes.

(3) Obra transversal tipo box coulvert a efecto de conducir las aguas y evacuar.

(4) Disipador de energía, para conducir las aguas a suelos más competentes y

menos erodables

El diseño técnico de subdrenes de penetración subhorizontales es complejo e

incierto dado las variantes geotécnicas, hidráulica que hay que considerar en base

a exploraciones puntuales del subsuelos: “El efecto práctico de un sistema de

drenes horizontales es introducir dentro del terreno una frontera con presión nula.

Si la presión del agua en la zona donde se instalan los drenes es superior a la

atmosférica, se crea entre la fila de drenes y su zona aledaña un gradiente

hidráulico que hace fluir el agua hacia los drenes, los cuales la trasladan luego

hacia el exterior por el efecto gravitacional.

El diseño técnico de subdrenes de penetración subhorizontales es complejo e

incierto dado las variantes geotécnicas, hidráulica que hay que considerar en base

a exploraciones puntuales del subsuelos: “El diseño de un sistema adecuado de

subdrenaje en carreteras no puede seguir normas fijas predeterminadas y se




apoya más en la práctica, experiencia y aun el instinto, que en estudios amplios y

detallados

Los drenes (sub)horizontales no constituyen una solución universal para los

problemas de estabilidad de taludes. La mayoría de las veces es necesario

emplearlos en conjunto con otras medidas, como el anclaje, la construcción de

estructuras de contención o la reconformación del talud.

Profundidad de abatimiento del nivel freático. Se menciona que una fila de drenes

horizontales no puede, por lo general, abatir más de 5 metros. 7.

En forma práctica, el diseño se hace por observación considerando, inicialmente,

una separación entre subdrenes entre 1/3 y ½ la profundidad del geodren, en

época de construcción y en base a mediciones de piezómetros o de abatimiento

del nivel freático se hacen los ajuste correspondientes. Se anota en algunos

textos que las fórmulas como la de Kozeny generan poca confiabilidad. En base al

software Sepaden y datos estimados de caudal y de las características hidráulicas

homogénea de un suelos con granos de diferentes tamaños (2.3x10-3m/s) y las

características geométricas del sitio, se estima una separación entre drenes.

7 Manual de Obras de Drenaje del INVIAS.




Grafica 72 Estimación previa de separación entre drenes.

FUENTE: PROPIA

La tubería a utilizar, en este caso, será de 3.0”, perforada cubierta por un geotextil

no tejido. El tubo será en PVC, con ranuras transversales en la parte alta del tubo.

La pendiente de los subdrenes será mayor al 5% y menor al 8%.

La separación entre los subdrenes será de máximo de 6m dada la permeabilidad

de los suelos y la longitud del mismo de 20 m. La instalación es en paralelo y en

dos hileras separadas a máximo 3m en vertical. Ubicados en la parte inferior del

talud superior, colocando la primera fila a máximo 1.0m de la superficie actual.




Grafica 73 Esquema de subdrenaje subhorizontales.

FUENTE: CONTROL DE AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRANEAS

En el talud superior se debe adecuar el sistema de cunetas, de tal manera que no

se permita la descarga directa de aguas de escorrentía de cunetas o alcantarillas

al talud.




Grafica 74 Drenes subhorizontales como solución de estabilidad.

FUENTE: PROPIA

Drenes subhorizontales con pendiente de máximo 8° con la horizontal

Longitud drenes superior: 20m

Separación horizontal entre drenes: 3.0m

Separación vertical entre drenes: 6.0 m

Longitud mínima drenes talud inferior. 15 m.

Diámetro drenes: 3”




Como solución de obra transversal de paso, se propone utilizar un box coulvert de

capacidad suficiente para evacuar no solo el agua de escorrentía y subsuperficial,

sino para permitir el paso de caídos de considerable magnitud, por lo tanto se

considera que su capacidad combinada hidráulica y de evacuación de solidos o de

material de flujo de suelos debe tener dimensión del mínimo 3x3m

Las cunetas deben permitir que las aguas captadas en los drenes subhorizontales

sean evacuada en forma segura y sin que se infiltre nuevamente, en otro punto, en

la masa a estabilizar. Estas cunetas se pueden realizar con geomembranas en el

fondo y bolsas de polietileno llenas de suelo – cemento

La salida o entrega final de las aguas se debe realizar por medio de disipadores

de energía, ubicados mínimo a 20 m de la banca de la vía y en suelos

competentes o a fuentes de aguas perenne.

13.4.2 SOLUCION ESTRUCTURAL

(1) Construcción de batería de pilas en el pie del talud superior a efecto de

contener el mayor movimiento potencial de la ladera.

(2) Construcción de muros de contención en el talud inferior, muro rígido,

apoyado en pilas, que garantiza la estabilidad de la banca y ayuda a la

construcción y conformación de la misma.

(3) Construcción de anclajes en el talud superior.

Se analiza, primero, el abatimiento del nivel freático y la construcción de la batería

de pilas en el pie del talud superior y los muros en la corona del talud inferior.




Grafica 75 Solucion de muros y adecuacion de banca

FUENTE: PROPIA

La solución es efectiva, en disminuir el movimiento de la banca, pero persisten

situaciones de inestabilidad en el cuerpo del talud superior (FS menor a 1.0 con

condiciones sísmicas).




Grafica 76 Círculos de falla son solución de muros y abatimiento nivel freatico

FUENTE: PROPIA

A efecto de disminuir los efectos adversos en el cuerpo del talud superior se

propone la construcción de anclajes activos con muro pantalla de concreto

lanzado de 15 cm de espesor.




Grafica 77 Efecto estabilizador de los anclajes

FUENTE: CANMET 1977

Grafica 78 Modelo con pernos y concreto lanzado e=0.15m

FUENTE: PROPIA




Grafica 79 Capa de hormigón lanzado – recubrimiento de talud superior

FUENTE: PROPIA

Grafica 80 La sola bateria de pilas y muro en talud inferior no es solucion total

FUENTE: PROPIA

Recubrimiento

de hormigón




La solución combinada es satisfactoria a efecto de controlar los procesos de

inestabilidad de la zona.

13.5 VALIDACION SOLUCION CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS

PHASE 2.

A efecto de validar la solución se utilizara el programa Phase 2 de Rocscience,

para, si es del caso, hacer los ajustes necesarios.

Grafica 81 Solución planteada FEM

FUENTE: PROPIA




Grafica 82 Factor de seguridad en la superficie o frontera del modelo

FUENTE: PROPIA

Se prevé desplazamiento en la zona más crítica de 0.18m, pero en el talud

superior en la zona tratada los desplazamientos son previsto será máximo de 8

cm.




Grafica 83 Desplazamientos totales FEM

FUENTE: PROPIA

Dada las condiciones anteriores se encuentra valida la solución planteada.




13.5.1 SOLUCION DE GEOMETRIA VIAL

(1) Reconstrucción de banca de la vía, con rellenos en materiales aptos.

Grafica 84 Linea azul, rasante reconstruccion del terraplen

FUENTE: PROPIA

Grafica 85 Seccion transversal reconstruccion de banca.

FUENTE: PROPIA




Se debe reconstruir la calzada en el sentido longitudinal y transversal.

13.5.2 SOLUCION DE BIOINGENIERIA.

(1) Construcción de trinchos en cercas vivas.

(2) Reforestación.

(3) Revegetación.

(4) Conformación geomorfológica de los taludes, eliminando zonas de recargas

y de difícil drenaje o altas pendiente.

El modelo de la solución planteada se muestra, considerando los aspectos ya

señalados.

13.6 VERIFICACION CAPACIDAD DE LOS PERNOS ACTIVOS

Se estima la capacidad de los pernos activos.

Grafica 86 sección para análisis de capacidad de los pernos.

FUENTE: PROPIA




Se adopta como longitud de los anclajes mínimo 15 ml, con una longitud mínima

de empotramiento de 7.5 m.

14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Este sector es de mucha importancia puesto que permite la

intercomunicación entre los municipios de Granada y San Carlos, en el

sector existen una FALLA COMPLEJA, asociada a procesos erosivos, y

perdida de banca por hundimiento debido al flujo de los suelos saturados

que migran al cañón del Rio Calderas.

Los suelos constituyentes del talud, son de poca cohesión y en los

horizontes superiores extremadamente erodables, la situación de

sobresaturación y mala conducción y disipación de las aguas superficiales y

subterráneas, son agentes detonantes de esta situación.

En este estudio se plantea soluciones de manejo, conducción y evacuación

de las aguas, contención de la ladera, y estabilización del talud, sumado a

obras de mitigación como trinchos y disipadores.

En resumen se pretende pernear el talud superior a efecto de evitar el

desprendimiento de las más superior. Contener el movimiento rotacional de

este talud, con una batería de pilas que atraviesa la línea de falla teórica,

disminuir las presión de poros con subdrenajes, evacuar las aguas por

medio de un box coulvert cuya capacidad permite además evacuar

partículas sólidas de mediano tamaño; reconstruir geométrica y

geomorfológicamente la zona recuperando el nivel de rasante lo que




requiere de un muro de contención. Las obras de mitigación como trinchos,

revetalizacion y empradizacion, permitirán conservar y recuperar la

cobertura vegetal, mitigando los efectos de la erosión actual y futura.

En la etapa de construcción se deben programar la ejecución de las obras,

de tal manera que se cumpla en forma rigurosa todos los aspectos de

SEGURIDAD INDUSTRIAL, dada la sensibilidad de los suelos y su estado

de saturación, evitando los derrumbes de las excavaciones de las pilas, y

evacuando en forma permanente el agua en los taludes y en las

excavaciones.

Para la ubicación definitiva de las obras, dado el constante movimiento de

la ladera, se debe consultar con el ingeniero de geotecnia a fin de actualizar

la información y sugerir cambios si a ello diera lugar.

Se deben cumplir todas las especificaciones de construcción vigente, se

debe disponer en el frente de obra de personal de control y seguimiento

capacitado y se deben seguir los lineamientos de la buena práctica de la

Ingeniería.

Los métodos constructivos deberían ser bien planeados por el constructor,

se deberá tener en cuenta que la banca está prácticamente perdida y por

esta zona transita flujo vehicular de los campesinos para sacar sus

productos o del personal que se traslada de Medellín a San Carlos, por lo

tanto se deberán construir los muros como parte inicial del proyecto, se

realizaran llenos al finalizar estos ya cumpliendo con todos los parámetros

para aguantar los empujes de la vía, se deberá construir en dos etapas el

box excavando por mitades..




Se recomiendan obras de mitigación para bajar los riesgos hasta cuando se

implementen la obra definitiva hidráulica, tales como;

1. Realizar sacos suelos en la socavación realizada en los lados de la

vía en la zona de pendiente aledaña, con el fin de bajar velocidad a

las aguas de escorrentía y lleguen con menos fuerza a la garganta

donde esta descargando.

2. Descargara estas aguas con una obra de 36” en el lado granada

aproximadamente a 50 metros de la falla, para que las aguas que

lleguen al punto sean mínima.

3. Realizar accesos de entrada y salida del sitio fallado con el fin de

que los vehículos tengan transitabilidad.

4. Tener mediciones de los movimientos producidos en el talud y

entregar a esta firma para determinar si la falla se ha pronunciado

aún con estas mitigaciones

geotecnia km22+400 granadavr1.1 mayo 2013

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