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RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS MUNICIPIO DE TRUJILLO

CARLOS AVENDAÑO .INGENIERIA GEOTECNICA E INGENIERIA CIVIL. avemonca@gmail.com. Celular. 3113601620.

RECOMENDACIÓN GEOTECNICA DISEÑO MURO CONCRETO REFORZADO Km 2+035 VIA VENECIA- ANDINAPOLIS

MUNICIPIO DE TRUJILLO

Carlos Avendaño M.

Ingeniero Civil-Especialista en Geotecnia.

Cali, Agosto de 2015.

1. INTRODUCCIÓN

Se efectuó, una investigación del subsuelo en la vía que del Corregimiento Andinapolis

conduce al Corregimiento de Venecia, en el Municipio de Trujillo, Departamento del

Valle del Cauca. Dicha investigación está encaminada a conocer información

geotécnica necesaria para la construcción de un muro en concreto reforzado, sobre la

margen derecha en el sentido Andinapolis-Venecia, donde se presenta un proceso de

desplome de material limo arcilloso (MH) y de roca muerta, materiales constitutivos de

la vía, trajo como consecuencia que se generara un desplome del talud, que podría a

futuro traer consecuencias más serias, para el transito e vehículos con productos

agropecuarios de la región.

El estudio consistió, en la etapa de trabajos de campo, constituida por exploraciones

del subsuelo (Tres (3) perforaciones a percusión) y labores de muestreo, seguida de

los ensayos de laboratorio con muestras representativas y, por último, del análisis e

interpretación de los resultados.

En este informe se hace una somera descripción de la totalidad de los trabajos

efectuados y se presentan los resultados de la investigación en conjunción con algunas

recomendaciones pertinentes de cimentación.

2. PROYECTO

El proyecto consiste en la construcción de un muro en concreto reforzado sobre la

margen derecha del corredor vial, que comunica los corregimientos de Andinapolis y

Venecia en el Municipio de Trujillo de Cali. Ver Imagen No.2.1.

Imagen No.2.1. Sitio donde se presenta el esplome de material Km2+035

3. TRABAJOS EN EL TERRENO

El Trabajo de exploración, consistió en tres (3) sondeos a una profundidad promedio

de 8m (P-1, P-2 y P-3), realizadas a percusión hasta rechazo. La ubicación de las

exploraciones se localiza en la Imágenes, que apareen en el Registro Fotográfico No.

3.1, la profundidad se muestra en la tabla No. 3.1. (Anexo No.1).

3.1. Ensayo de penetración estándar (SPT).

Es una prueba dinámica que establece la resistencia del suelo por correlación con la

resistencia que este muestra a ser penetrado por una cuchara partida estándar ( Split

Spoon Sampler ) de diámetro 2”, impulsada por un martillo de 140 libras de peso que

cae en forma libre desde 30” de altura. Se realizaron tres (3) perforaciones de este

tipo, las cual llamaremos SONDEO (S). El valor de la resistencia se da en unidades de

número de golpes por pie lineal de penetración y se denomina N.

Registro Fotográfico Sondeo No.1. En este sondeo se alcanzó a bajar los 9m.

Muestra 3 Muestra 2 Muestra 1

Sondeo No.2. Se alcanzó bajar 8m.

Muestra 3 Muestra 2 Muestra 1

Muestra 4

Sondeo No.3. Se alcanzó bajar 6m

Muestra 2 Muestra 1

Sondeo Profundidad

P1 9.0

P2 8.0

P3 6.0

Tabla No 3.1. Profundidad de sondeos.

3.2. Muestreo.

Se realizó la toma de muestras alteradas del recobro de la cuchara. Además, mediante

la utilización de tubos de pared delgada (shelby), No se obtuvieron las muestras, para

ser sometidas a ensayos de compresión inconfinada (ver Imagen No.3), debido a que

se recuperó una muestra disgregada y poco compacta.

4. ESTRATIGRAFIA

El perfil estratigráfico del suelo, obtenido de los resultados de las perforaciones y los

ensayos realizados, muestran una secuencia de los suelos finos cohesivos,

dispuestos en franjas de gran espesor. Tal como lo describe, para éste caso es más

representativo, la clasificación de Deere and Patton (1971), sobre suelos residuales

tropicales.

Capa A: Corresponde a material orgánico y roca muerta, con un espesor promedio de

0.6m que corresponde a la subbase y base de la estructura de la vía, color del material

café oscuro a un tono pardo oscuro.

Capa B: Corresponde al rango de profundidad de 0.6m-9.0m, el material encontrado

es una limo arcilloso de alta compresibilidad (MH), color naranja con trazas rojizas y

vetas café, Wn>LP. De alta compresibilidad, consistencia que pasa de semidura pasa

a dura entre 0.6-4.5m y de 4.5 a 9.0m pasa de dura a muy dura, recuperación en

cuchara del 60-90%. Clasificación USC (MH).

4.1. PRUEBAS DE LABORATORIO.

Con todas las muestras alteradas, (de la cuchara partida o split-spoon), se llevaron a

cabo pruebas de carácter rutinario, constituidas por gradación completa con lavado

por el tamiz No. 200 (ASTM-D-2487), límites de consistencia (líquido y plástico ASTM-

D-4318) para clasificación según el sistema USCS y determinación del contenido de

humedad natural (ASTM-D-2216). Consistencia del material, (limo arcilloso de alta

compresibilidad MH) (a una p rofund idad de 0 . 6 -9 .0m, reg is t ran l ím i tes

de A t temberg , con un N>20 golpes/pie, a una profundidad de 4.0m, el material

se comporta muy bien al momento de realizar la prueba de compresión inconfinada,

por tanto se pudo realizar dicha prueba. Se extrajeron muestras inalteradas, mediante

los tubos de pared delgada (tubos shelby de la ASTM-D-1587), para someter a

pruebas de compresión inconfinada (ASTM-D-2166) con estimación del peso únitario

húmedo y seco (ASTM-D-2167).

Los resultados de la totalidad de las pruebas de laboratorio se presentan en el Anexo

No. 1. Los formatos correspondientes a las pruebas realizadas se muestran al final del

informe (Ver Anexo No.1). Es de anotar que todos os materiales encontrados, se les

hizo las prueba de Limites de Attemberg.

5. CARACTERÍSTICAS DEL SUBSUELO

5.1. Propiedades de los Suelos- Ensayos de Laboratorio.

Todas las muestras obtenidas durante la etapa de investigación del subsuelo fueron

llevadas al laboratorio de CONCRESUELOS S.A.S. de la Ciudad de Buga. Las

perforaciones y el trabajo de laboratorio fueron supervisados por el Ingeniero Civil,

Especialista en Geotecnia Carlos Avendaño M, donde se determinaron sus

características físicas, propiedades e índices de resistencia.

Es de destacar que en las perforaciones se tomaron muestras y se les determinó, la

granulometría, límites de Attemberg y la humedad natural, donde los suelos son de

características arenosas, por tanto no se registra límites de Attemberg. Igualmente

se registraron los resultados de las pruebas de compresión inconfinada en los

sondeos S1 y S2.

Humedad natural

Como se podrá observar, en las tres (3) perforaciones, la humedad natural en los

suelos es media. Los valores obtenidos variaron, se tiene un valor máximo de 40.4%

y un valor mínimo de 39.1%. Esta característica indica que el suelo se encuentra en

una zona de precipitaciones medias, región medianamente húmeda.

Límite Líquido (LL): Los materiales inicialmente son muy plásticos, por tal razón

poseen, índice e plasticidad, en éste caso se tiene un Límite líquido (LL) máximo del

63.8% y un límite Líquido (LL) mínimo del 51.3%.

Límite Plástico (LP): Los materiales poseen, un Limite Plástico (LP) máximo del

36.4% y un Límite Plástico (LP) mínimo del 31.6%.

Índice de Plasticidad.

El índice de plasticidad (IP) máximo del 28.2% e Índice de Plasticidad mínimo de

19.7%. Éste último corresponde al material limo arcilloso (MH). No hay preocupación

Ninguno de los materiales tiende a ser expansivo ni licuable.

En Conclusión: A las muestras obtenidas se le practicaron ensayos de humedad

natural, granulometría con lavado por el tamiz 200, límites de Attemberg (NP) y

compresión inconfinada, con los cuales se realizó la clasificación mediante el Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos de la USCS, registrando un material limo arcilloso

(MH), entre 0.6-9.0m.

Comprensión Inconfinada.

Para determinar la resistencia cortante no drenada a compresión, del estrato

superficial de suelo, se contó con muestras inalteradas y de un material homogéneo y

que corresponda a un material muy fino. En éste caso se registró un material de

características limosas medianamente húmedo a compacto, por tanto la recuperación

y el tipo de material dieron para realizar la prueba de compresión inconfinada.

Muestra ϒh(Ton/m3) ϒs (Ton/m3) qu (Kg/cm2) qu (kPa) C (kg/cm2)

M1 (Muestra

1.00m)

1.65 1.19 3.55 348.3 1.78

M2 (Muestra

1.73 1.26 2.55 250.3 1.28

Tabla No.5.1. Resultados prueba de compresión inconfinada.

Los resultados muestran un material con características duras.

6. NIVEL FREÁTICO Y DRENAJE

El nivel freático No se encontró a una profundidad de 9.0m en la Perforación No.1 y en

la perforación No.2 y 3.0 a 8.0 m tampoco se encontró el NF. Ver tabla 6.1. Así:

PERFORACION

Nivel freático

PI 0.0

P2 0.0

P3 0.0

Tabla 6.1. Profundidad del nivel Freático.

7. RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO SISMO-RESISTENTE

7.1 SISMICIDAD REGIONAL (Fuente: OSSO-Ingeominas)

Toda la región andina de Colombia está determinada, en términos de fallas geológicas

y sismos, por la convergencia de dos grandes placas tectónicas, la de Nazca

(oceánica) y la de Sudamérica (continental). Entre estas dos, el llamado "Bloque

Norandino" se ha desarrollado como una microplaca, con movimiento en dirección

Dentro del esquema de esfuerzos regionales producidos por la fricción entre estas

placas, se destacan tres tipos de fuentes sísmicas de importancia para la zona:

Figura No 7.1: Estado de esfuerzos-tectónica regional. Fuente OSSO-2008.

a) La "Zona de Subducción", cuya traza superficial corre a unos 150-200 Km de la

Costa Pacífica. Es la más importante de las fuentes sísmicas en Colombia, en términos

de magnitudes máximas (mayores de 8.0) y recurrencias, con sismicidad

superficial hasta profundidades de 40 Km, aproximadamente.

b) Sismicidad de la "Zona de Wadati-Bennioff", en la parte profunda del plano de

fricción entre las placas que convergen. Su sismicidad es la más profunda de la región,

hasta más de 100 Km.

Su actividad se concentra básicamente en la parte norte del departamento del Valle

del Cauca, provenientes de fuentes tales como las Fallas Orientales del Rio Cauca y

el Sistema Frontal de la Cordillera Oriental. Sus magnitudes pueden ser de 7.0, a

profundidades intermedias (cerca de 50 Km)

c) "Sismicidad "Intraplaca". A esta categoría pertenecen fallas del sistema que

atraviesa el País de Sur a Norte y puede generar los sismos más cercanos a la ciudad.

Otros sistemas de fallas activos que eventualmente afectarían por su cercanía a la

zona son la Falla de Trujillo, Falla de Dagua-Calima y algunas fallas transversales.

7.2. CONSIDERACIONES SÍSMICAS

Sismicidad.

La sismicidad es uno de los aspectos ambientales físicos que deben ser tenidos en

cuenta en la planificación urbana, en regiones de altos niveles de sismicidad como lo

es el occidente Colombiano.

Esto es básicamente la caracterización de los movimientos que pueden llegar al área

de interés, que generalmente se realiza en términos de la localización de las fuentes

(fallas geológicas activas), de la estimación de sus probables magnitudes máximas y

sus probables periodos de recurrencia, y del efecto de la distancia entre el foco y área

en riesgo. En Colombia, como en muchos otros países, esto se ha resuelto por ahora

mediante la especificación de zonas de amenaza y parámetros de movimiento sísmico,

contenido en la NSR – 10.

Efectos Locales. Esto es básicamente la caracterización de la modificación que

pueden sufrir los movimientos sísmicos por causa de las condiciones locales

superficiales en el área. Es decir, la caracterización de las condiciones geológicas

superficiales y de la topografía local. La sección A.2.4 NSR 10 — Efectos locales, que

trata sobre la amplificación de las ondas sísmica debida al suelo subyacente de la

edificación fue actualizada y modernizada para el Reglamente NSR-10. Los efectos de

sitio se definen ahora por medio de coeficientes, Fa y Fv, que afectan la zona de

períodos cortos (0.1 s) y períodos medios del espectro (1 s) respectivamente.

En todos estos aspectos existen aún grandes incertidumbres, tanto en la

especificación de las diversas variables (tanto en el modelo básico que rige a cada una

como en el conocimiento de las condiciones regionales y locales que intervienen),

como en la identificación misma de las variables que participan.

Prácticamente todos los códigos en el ámbito global incluyen hoy en día alguna

variable que tiene en cuenta la influencia de las condiciones geológicas locales. Ello

se debe en buena parte a que en muchos desastres sísmicos, el efecto de las

condiciones geológicas superficiales (suelos blandos, expresado de la manera más

simple posible), ha sido dramático y hasta decisivo. En cambio el efecto de la

topografía local solo ha incluido de manera explícita en muy pocos códigos, porque su

contribución a la historia de pérdidas y desastres ha sido menor, lo cual muy

probablemente está relacionado con que hay en el mundo mucho más ciudades sobre

suelos de comportamiento desventajoso que sobre relieves sísmicamente

desfavorables, pero también porque el entendimiento del factor topográfico es más

reciente y menor que el factor geológico. Además, parece ser que en el factor

topográfico inciden otros factores de gran variabilidad, como es la dirección de la

incidencia de las ondas sísmicas.

Según NSR 10 A.3.6.4.2, los elementos de cimentación como zapatas, dados de

pilotes, pilas o caissons, etc., deben amarrarse por medio de elementos capaces de

resistir en tensión o compresión una fuerza no menor que 0.25Aa veces la carga

vertical total del elemento que tenga la mayor carga entre los que interconecta, además

de las fuerzas que le transmita la superestructura. Para efectos del diseño de la

cimentación debe cumplirse lo prescrito en NSR 10 A.3.7

Parámetros para diseño sismo resistente

Basados en la sismicidad del área del proyecto y de acuerdo al estudio de amenaza

sísmica realizado para preparar El Reglamento Colombiano de Diseño y Construcción

Sismo Resistente (NSR-10), se recomienda que el diseño geotécnico (NSR-Título H)

y el diseño sismo resistente de las estructuras a proyectar (NSR-010 Títulos A, B y C)

se lleve a cabo con base en un sismo cuyo coeficiente de aceleración pico efectiva Aa

sea 0.25. A este sismo le corresponde una probabilidad del 10% de ser excedido en

un lapso de 50 años.

Interacción suelo estructura

La interacción suelo estructura durante sismos, se evaluara de acuerdo con la NSR

10 usando los siguientes parámetros.

Figura 7.2. Zonas de Intensidad sísmica. Fuente: NSR-010.

7.3. EFECTOS LOCALES

NUMERO MEDIO DE GOLPES DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTANDAR Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier perfil de suelo

N A .2 .4-1 NSR 10

Donde:

Ni = número de golpes por píe obtenidos en el ensayo de penetración estándar,

realizado in situ de acuerdo con la norma ASTM D1586. Sin hacerle corrección alguna,

correspondiente al estrato i El valor de N, a emplear para obtener el valor medio, no

debe exceder 100.

N = Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier

perfil de suelo

Usando el procedimiento para la definición de los efectos locales tenemos lo siguiente:

N = Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar en cualquier perfil

de suelo

Figura 7.3.1. Coeficiente de amplificación Fa: Fuente NSR-010.

Figura 7.3.2. Coeficiente de amplificación Fv. Fuente: NSR-010.

TIPO DE PERFIL DE SUELO

Figura 7.3.4. Espectro de Diseño. Fuente: NSR-010.

7.4. PERFIL DE SUELO

Al cruzar tanto las informaciones preliminares de orden geológico y geotécnico,

podemos recomendar en la modelación estructural a fin de valorar los efectos locales

de amplificación de ondas sísmicas de acuerdo a la Norma Sismo-Resistente

Colombiana (NSR-2010) lo siguiente:

Siguiendo lo estipulado en el título A de la NSR 2010, se puede asumir como un perfil

tipo D, cuyo espectro de respuesta se puede trazar con los parámetros mostrados en

las tablas Nos 7.2.A y 7.2B. Fa=1.3 y Fv=1.9, para Aa=0,25

Fuente NSR-010 Titulo Ay B.

Tabla No 7.2A Valores del coeficiente Fa para la zona de períodos, cortos del

espectro.

Fuente NSR-010 Titulo A y B.

Tabla No 7.2B Valores del coeficiente Fv para la zona de períodos largos del

espectro.

7.5. LICUACIÓN

La licuación de suelos, es un fenómeno en el que, el incremento de la presión del agua

intersticial de los suelos, hace que la fricción entre los granos se pierda, reduciendo la

resistencia al corte al mínimo, al punto de no poder soportar su propio peso y mucho

menos, el de las cargas impuestas., comportándose mecánicamente el suelo, como

un líquido.

Este incremento de presión lo pueden generar entre otros factores, un flujo de agua

de infiltración con sub-presión excesiva, y en la mayoría de los casos, vibraciones de

alta frecuencia, como la generada por maquinaria y generalmente, los sismos. Las

arenas limpias, relativamente sueltas son los materiales más susceptibles.

El riesgo de licuación de estratos superficiales, inducido por cargas dinámicas, (en este

caso, sísmicas) se puede presentar en suelos con las siguientes características:

Fracción menor que 0.05 mm <= 15%

Contenido de humedad límite líquido

Limite líquido <= 35%

Índice de plasticidad <= 6

D10 0.1 mm y Cu<= 5 para arenas sueltas saturadas

(SPT) N<20 arenas y gravas finas saturadas

De acuerdo a los materiales encontrados en el presente estudio, la posibilidad de

licuación de los suelos de los niveles 0.6-9.0m, que corresponden a limos arcillosos

(MH), no son tan arenosas y N>25 golpes/pie. Es nula la posibilidad de licuación.

7.6. POTENCIAL CONTRACTO EXPANSIVO DEL SUELO.

Los suelos pueden contener minerales arcillosos que, dada su composición química,

pueden causar reacciones físico-químicas al contacto con moléculas de agua. Estas

reacciones se ven reflejadas de manera macroscópica, con incrementos (ante el

exceso de agua) o disminuciones (con la pérdida de agua) del volumen de los

materiales.

Estas variaciones se ven reflejadas en movimientos estacionales ascendentes o

descendientes de la superficie del suelo, que pueden afectar la estabilidad de las

estructuras y pisos apoyados sobre el mismo. Las arcillas y limos de alta plasticidad,

ubicados sobre el nivel freático son los suelos más susceptibles.

En este caso, los materiales de todas las capas, No presentan características que los

hacen susceptibles de sufrir problemas de contracto-expansión. El IPPromedio<35%.

8.0 CAPACIDAD PORTANTE

Ver los resultados de la capacidad portante por los métodos de Terzaghi y Jumikis,

para zapatas a nivel superficial. (Ver Anexos Nos.2 y 3.). Al final del texto.

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

9.1 CIMENTACIÓN MURO.

Dado las características y el tipo de suelos y N, se recomienda, cimentar con

Zapatas a una profundidad de -4.0m, Los materiales encontrados son

conformados por materiales in situ de gran espesor de limos arcillosos de alta

compresibilidad (MH), donde a medida que avancemos N>20 golpes/pie, a partir

de los -3m hasta -4m,. Es de recalcar que para el proyecto sería en el punto

donde N>32golpes/pie.

Inicialmente se recomienda (en caso que los valores de fuerzas y momentos

trasmitidos a la cimentación lo permitan sin que se repercutan en dimensiones

exageradas de las zapatas) acometer un diseño de cimentación profunda tipo

Caissons. El tipo de suelo se presta para que el Ingeniero Estructural elija la

mejor opción de cimentación.

La opción mejor para éste tipo de estructura, son zapatas a una profundidad,

de -5m que es la parte más baja donde se estabilizo el desplome. Es de

recalcar que el estudio de suelos se realizó desde la rasante de la via nivel 0.0m

hasta 9.0m, de la rasante hasta la profundidad del desplome hay 4.5m. Por eso

se recomienda cimentar en el nivel -5m, que es el sector donde N>30

golpes/pie. (Ver Anexo No.3 cálculos).

La mejor opción es cimentar a : 4.00m

Para el Sondeo 1: se toman los valores del Nivel 4.0m: D/B=0, donde

Qa= 1.88kg/cm2, para D/B>0, Qa=1.84 kg/cm2.

En niveles más superficiales, No se tiene la seguridad de las cimentaciones,

dadas las características de los suelos, con un N<10 golpes/pie.

En cuanto a la parte constructiva, se recomienda construir las cimentaciones,

con el apoyo de retroexcavadoras, buscando el nivel de apoyo de la cimentación

y así facilitar el proceso constructivo.

9.2. RECOMENDACIONNES DISEÑO MURO

Resistencia al corte

Angulo de fricción interna en relación con la profundidad

PROFUNDIDAD

f (Según Bowles )

1.0 27

4.0 25

Coeficientes de presión de tierras

Según NSR 10 H.4.2.2, la presión que ejercen las tierras sobre la estructura que las

contiene mantiene una estrecha interacción entre una y otra. Depende en términos

generales del desplazamiento del conjunto, así, en el estado natural se dice que la

presión es la del reposo; si la estructura cede, la presión disminuye hasta un mínimo

que se identifica como el estado activo; si por el contrario, la estructura se desplaza

contra el frente de tierra, la presión sube hasta un máximo que se identifica como el

estado pasivo. Si el desplazamiento de la estructura es vertical o implica un giro sobre

la base, su distribución debe ser lineal o similar a la hidrostática; si el giro se efectúa

alrededor del extremo superior la estructura, la distribución debe adoptar una forma

curvilínea.

Estado activo – Según NSR 10 H.4.2.4 El estado activo se identifica con un

desplazamiento menor de la estructura en el sentido contrario al banco de tierra que

contiene. El valor del coeficiente activo de presión de tierras es entonces KA.

Estado pasivo - Según NSR 10 H.4.2.5 El estado pasivo se identifica con la

resistencia del banco de tierra cuando es empujado por la estructura; al contrario del

caso activo, en este caso el desplazamiento es considerablemente mayor. El valor del

coeficiente pasivo de presión de tierras es entonces KP

Se dan aquí las formulaciones más usadas para dichos coeficientes

Coulomb ( = / 2, ’ = = 0 )

Para el sitio de estudio se obtuvieron los siguientes parámetros

KA 0.38

KP 2.66

KA 0.41

KP 2.46

Gravedad Específica Del Suelos

MH 2.68

TIPO DE SUELO GRAVEDAD ESPECIFICA

Gravas

10. Normas Técnicas.

Se dio cumplimiento a los procedimientos emanados de las Normas Técnicas NTC

del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, De la

Sociedad Americana para ensayos y materiales, ASTM.

NTC 1493 :Suelos Ensayo para determinar el LP y el IP (ASTM D 4318)

NTC 1494 :Suelos Ensayo para determinar el LL (ASTM D 4318)

NTC 1495 :Suelos Ensayo para determinar el contenido de humedad (ASTM

D 2216)

NTC 1504 :Suelos Ensayo para clasificación para propósitos de ingeniería

(ASTM D 2487)

NTC 1527: Suelos Ensayo para determinar la Resistencia a la Compresión

Inconfinada (ASTM D 2166).

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

11.1 Suelos

La zona corresponde a depósitos estables de limos arcillosos, donde hay

plasticidad (LL= Registra), IP>0 de alta compresibilidad contenidos de arenas

finas a media del orden del 5%, humedad natural>LP.

No Se detectó la presencia de NF, durante las exploraciones, a distintas

profundidades, en promedio -9.0m.

Peso unitario húmedo = 1.69 ton/m³. Peso unitario seco = 1.22 ton/m³.

El muro del Sector se debe tener en cuenta que Aa =0.25. Para el diseño

estructural de los muros, los empujes laterales del terreno se podrán calcular

con una distribución de presiones de tipo triangular para la condición de cabeza

libre (presiones activas) o trapezoidal cuando estén restringidos en superficie

(Capítulo H.6.4.6, norma NSR-10), con los coeficientes de presión lateral de

tierras para el estado activo ó reposo y demás parámetros geotécnicos

estimados que se indican a continuación. Si se proyecta un sistema de

contención que permita deformaciones laterales mínimas (0.001 H para relleno

granular denso y 0.01 H para relleno fino firme) esto garantizará que el suelo

desarrolle parte de su resistencia cortante (estado de empuje activo),

obteniéndose así un diseño final más racional y/o económico.

Como medidas para garantizar la estabilidad dinámica de la cimentación del

muro de pata, específicamente se recomienda: aumentar la rugosidad en el

contacto suelo- cimentación para mejorar la adherencia (conformar material

granular de forma angular, bien compacto, o mortero, generar irregularidades

en el terreno, etc.), considerar una pendiente en el nivel de cimentación hacia

el lado del relleno, ó proyectar elementos de anclaje del muro al terreno en su

base ("dientes", "llaves" en concreto). Si es necesario se recomienda colocar

grava en el contacto con el suelo natural de 20 a 30 cm de espesor.

Los diseñadores estructurales deberán considerar todas las presiones que

actúen sobre los elementos de contención durante su vida útil, tales como:

sobrecargas permanentes adyacentes, efectos sísmicos, agua subterránea,

equipo de construcción, tráfico peatonal, etc.

La mejor opción para este muro cimentar el muro en zapatas, debido a las

características del suelo en el 0.0- 8m, donde la arcillas pasan de compactas a

semiduras y después de los 4.00m pasan duras,. Por tanto es más segura la

estructura cimentando con zapatas a una profundidad de -4m.

13. LIMITACIONES

Todas las especificaciones y recomendaciones consignadas en este informe (cuya

variación no debe hacerse sin previa autorización escrita) son fruto de los resultados

obtenidos tanto en los trabajos de campo como en los ensayos de laboratorio, para las

condiciones del suelo en el momento de la perforación.

Por lo tanto, no se anticipa limitación alguna a menos que se cambie la magnitud de

las cargas, sin previo aviso o se ejecuten las labores de diseño y construcción sin la

correspondiente supervisión técnica (interventoría) ni el debido control de calidad en

cada uno de los pasos del proyecto.

BIBLIOGRAFIA.

AIS, INGEOMINAS y UNIANDES. Estudio General de Amenaza Sísmica de Colombia. Publicación Especial. 2ed. Santafé de Bogotá: INGEOMINAS. 1998. 257P Bowles, J.E. (1981). Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil, Editorial Mc Graw Hill. CVC (1999), Mapa de Geología de la unidad de manejo de la cuenca La Paila escala 1:50.000. Cali. Das. Braja M. (2001) Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. Editorial Thomson Learning. Das. Braja M. (2010) Principios de Ingeniería de Cimentaciones Editorial Cengage Learning. MC COURT, MILLWARD Y VERDUGO, G. Mapa geológico preliminar. Plancha 261 Cali.1985 Mc Court; W.J. 1984. La Geología de la Cordillera Central en los departamentos del valle del Cauca, Quindío y Tolima.

Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), 2010. Reglamento

Colombiano de Construcciones Sismorresistentes. NSR-010.

NIVIA, A. (1997, 1999). Mapa geológico del Departamento del Valle. Memoria Explicativa. Ingeominas Unidad Operativa Cali. 111p. TERZAGHI, K Y PECK, R. 1959. “Soil Mechanics in engineering Practice” Segunda

edition, john Wiley and Sons, New York.

Agradeciendo su atención y atento a resolver cualquier inquietud ante la presente.

Atentamente,

CARLOS AVENDAÑO M.

Ingeniero Civil TP: 05202-182816 ANT.

Ingeniero Geólogo T.P: 05223-37833 ANT.

Especialista en Geotecnia-Universidad de Caldas.

ANEXO No 1

RESULTADOS TRABAJO DE LABORATORIO

PROYECTO: Construccion Muro De Contencion ( Km2 + 045 Via Corregimiento Andinapolis - Venecia )

FECHA : Agosto de 2015

CLIENTE : CONSORCIO VENECIA ALTO CRISTALES

1 1/ 2 1 3/4 1/2 3/8 4 10 40 100 200 LL LP IC IP

S1 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.4 89.1 84.9 76.7 58.1 36.4 21.8 40.3 MH

M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 92.5 85.5 80.2 73.4 67.5 62.7 63.8 35.6 28.2 39.1 MH

S2 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 92.0 83.3 72.9 64.7 57.3 57.2 33.9 23.3 39.8 MH

M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 88.7 74.3 64.7 53.3 51.3 31.6 19.7 40.4 MH

S2 M1 1.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 87.9 78.3 67.7 59.0 62.0 35.3 26.7 39.3 MH

M2 4.00 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 98.3 95.4 87.4 81.3 72.0 61.9 36.2 25.6 40.2 MH

Vo Bo Laboratorio

ABSCISAANALISIS GRANULO METRICO % Q UE PASA EN PESO

MUESTRA

PRO FUNDIDAD

(t/m3)

BARRENO

MUNICIPIO DE: Rio Frio - Valle

RESUMEN DE LABO RATO RIO

LIMITES DE ATTERBERG HUM

% USCS

ANEXO No.2. FORMULAS CAPACIDAD PORTANTE

CIMENTACIONES SUPERFICIALES TERZAGHI AND PECK

CAPACIDAD PORTANTE

1.1 Capacidad de carga cimientos superficiales

1.1.1 Método de Terzaghi y Peck ( 1 )

Con base en la limitación de asentamientos, se calcula la capacidad portante admisible

con las siguientes expresiones a partir del ensayo de penetración estándar

.Nqadm Para B 1.2 m

BNqadm

Para B > 1.2 m

En donde

qadm = Capacidad portante admisible

N = Resistencia promedio a la penetración estándar, en un profundidad B por debajo

Cimiento

e = Asentamiento permitido, se toma igual a 2.5 cm

B = Ancho del cimiento en m.

El estimativo se hizo para diferentes profundidades lográndose los siguientes

resultados (Ver resultados).

Tabla No 1. Capacidad portante del suelo cimientos superficiales

D/B = 0 D/B > 0

SONDEO Profundidad ( m ) N q adm ( kg / cm2 ) q adm ( kg / cm

1 1.00 18 2.25 2.21

1 1.50 7 0.88 0.86

1 2.00 4 0.50 0.49

1 2.50 6 0.75 0.74

1 3.00 11 1.38 1.35

1 3.50 9 1.13 1.11

1 4.00 15 1.88 1.84

1 4.50 12 1.50 1.47

1 5.00 9 1.13 1.11

1 5.50 17 2.13 2.09

1 6.00 19 2.38 2.33

Zapatas individuales

D/B = 0 D/B > 0

2 1.00 8 1.00 0.98

2 1.50 11 1.38 1.35

2 2.00 11 1.38 1.35

2 2.50 7 0.88 0.86

2 3.00 15 1.88 1.84

2 3.50 24 3.00 2.95

2 4.00 32 4.00 3.93

2 4.50 30 3.75 3.69

2 5.00 20 2.50 2.46

2 5.50 30 3.75 3.69

2 6.00 31 3.88 3.81

D/B = 0 D/B > 0

3 1.00 40 5.00 4.91

3 1.50 8 1.00 0.98

3 2.00 7 0.88 0.86

3 2.50 7 0.88 0.86

3 3.00 6 0.75 0.74

3 3.50 11 1.38 1.35

3 4.00 13 1.63 1.60

3 4.50 20 2.50 2.46

3 5.00 22 2.75 2.70

3 5.50 24 3.00 2.95

3 6.00 27 3.38 3.32

(1) TERZAGHI, K Y PECK, R. “ Soil Mechanics in engineering Practice” Segunda edición, john Wiley and Sons, New York. 1967.

ANEXO No.3. CALCULO CAPACIDAD PORTANTE METODO DE JUMIKIS

CALCULO Qa Muro K2+045 Andinapolis - Venecia

KpBKpKpqKp

Kpcqult

cos4coscos

SONDEO N Z Z PESO ESP. q N60 Dr cohesión

m cm Kn/m3 Kn/m2 kg-f/cm2

P1 18 1.00 100 17.5 17.50 21.00 71.94 33.00 31.48 38.79 34.42 0.79P1 4 2.00 200 17.5 35.00 4.67 33.14 23.49 26.44 32.97 27.63 0.18

P1 11 3.00 300 17.5 52.50 12.83 50.28 29.07 28.96 35.54 31.19 0.48

P1 15 4.00 400 18.5 74.00 17.50 55.65 31.43 30.40 36.35 32.73 0.66

P1 9 5.00 500 18.5 92.50 10.50 42.83 27.73 28.24 34.42 30.13 0.40

P1 19 6.00 600 18.5 111.00 22.17 59.09 33.49 31.84 36.86 34.07 0.84

P2 8 1.00 100 17.5 17.50 9.33 49.54 27.00 27.88 35.43 30.10 0.35

P2 11 2.00 200 17.5 35.00 12.83 52.78 29.07 28.96 35.92 31.32 0.48

P2 15 3.00 300 17.5 52.50 17.50 57.99 31.43 30.40 36.70 32.84 0.66

P2 32 4.00 400 18.5 74.00 37.33 78.85 39.00 36.52 39.83 38.45 1.41

P2 20 5.00 500 18.5 92.50 23.33 61.84 33.97 32.20 37.28 34.48 0.88

P2 31 6.00 600 18.5 111.00 36.17 74.02 38.62 36.16 39.10 37.96 1.36

P3 40 1.00 100 17.5 17.50 46.67 103.88 41.83 39.40 43.58 41.60 1.76

P3 7 2.00 200 17.5 35.00 8.17 42.87 26.22 27.52 34.43 29.39 0.31

P3 6 3.00 300 17.5 52.50 7.00 38.04 25.39 27.16 33.71 28.75 0.26

P3 13 4.00 400 18.5 74.00 15.17 52.10 30.30 29.68 35.82 31.93 0.57

P3 22 5.00 500 18.5 92.50 25.67 64.61 34.90 32.92 37.69 35.17 0.97

P3 27 6.00 600 18.5 111.00 31.50 69.46 37.05 34.72 38.42 36.73 1.19

Ø1 Ø2 Ø3 Øprom

qadmSondeo Cohesión. PROF. peso esp cim. cos kp^0.5 kp Nc Nq Nn qult qadm cond.no

kg/cm2 cm kg/cm3 cm ang gamma kg/cm2 dren.

P 1 0.79 100 0.00175 100.00 34.42 0.82488 1.898 3.60 6.50 8.28 3.46 7.20 2.40 1.92 P1 0.18 200 0.00175 120.00 27.63 0.88594 1.652 2.73 5.38 5.09 1.69 3.08 1.03 0.43

P1 0.48 300 0.00175 150.00 31.19 0.85545 1.774 3.15 5.92 6.53 2.45 6.94 2.31 1.17

P1 0.66 400 0.00185 180.00 32.73 0.84126 1.831 3.35 6.19 7.30 2.88 10.45 3.48 1.68

P1 0.40 500 0.00185 250.00 30.13 0.86488 1.737 3.02 5.75 6.06 2.20 8.89 2.96 1.10

P1 0.84 600 0.00185 100.00 34.07 0.82840 1.883 3.55 6.43 8.06 3.33 14.94 4.98 2.00

P 2 0.35 100 0.00175 250.00 30.10 0.86512 1.736 3.01 5.75 6.04 2.19 4.04 1.35 0.99

P2 0.48 200 0.00175 100.00 31.32 0.85431 1.779 3.16 5.94 6.59 2.49 5.62 1.87 1.10

P2 0.66 300 0.00175 120.00 32.84 0.84016 1.836 3.37 6.21 7.36 2.92 8.58 2.86 1.57

P2 1.41 400 0.00185 150.00 38.45 0.78316 2.071 4.29 7.36 11.34 5.35 20.24 6.75 3.95

P2 0.88 500 0.00185 180.00 34.48 0.82429 1.900 3.61 6.51 8.32 3.48 14.58 4.86 2.30

P2 1.36 600 0.00185 200.00 37.96 0.78842 2.049 4.20 7.25 10.90 5.07 23.86 7.95 3.92

P 3 1.76 100 0.00175 100.00 41.60 0.74774 2.225 4.95 8.18 14.74 7.64 18.31 6.10 5.24

P3 0.31 200 0.00175 120.00 29.39 0.87128 1.711 2.93 5.64 5.75 2.03 4.18 1.39 0.72

P3 0.26 300 0.00175 150.00 28.75 0.87670 1.689 2.85 5.54 5.50 1.90 4.85 1.62 0.65

P3 0.57 400 0.00185 180.00 31.93 0.84869 1.801 3.25 6.05 6.89 2.65 9.44 3.15 1.45

P3 0.97 500 0.00185 200.00 35.17 0.81744 1.928 3.72 6.65 8.77 3.74 15.93 5.31 2.61

P3 1.19 600 0.00185 250.00 36.73 0.80148 1.994 3.98 6.97 9.89 4.43 21.31 7.10 3.44

P Nivel Qult Qadm Qadnodre

P1 4.00 10.45 3.48 1.68

P2 4.00 20.24 6.75 3.95

P3 4.00 9.44 3.15 1.45

CAPACIDAD PORTANTE (Kg/cm2)

Øprom

Coeficiente de Balasto. Método de Vesic

Es=650N N70 a los 4.00m

Es1 650 15 9750

ESs2 650 32 20800

Es3 650 13 8450

ν 0.35

Ks1 37,037 kN/m³

Ks2 60,840 kN/m³

Ks3 24,716 kN/m³

Yoshida and Yoshinaka, 1972

Se puede tomar Promedio

COEFICIENTE DE BALASTO

Ks= Es/(B*(1-ν²))

40864 kN/m³

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