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“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERROANEJO Nº3 ESTUDIO DE SUELOS

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“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL

LOTE EL CERRO”

ANEJO Nº3 ESTUDIO DE SUELOS

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO”

INDICE

1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 5

2 DOCUMENTACIÓN UTILIZADA ............................................................................... 6

3 ESTUDIO GEOLOGICO ............................................................................................ 7

3.1 MARCO GEOLÓGICO GENERAL ..................................................................... 7

3.2 ESTRATIGRAFÍA ............................................................................................. 10

3.2.1 Formación Bayunca (Ngb) ..................................................................... 10

3.2.2 Formación La Popa (Qpp) ...................................................................... 13

3.2.3 Depósitos Coluvio - Aluviales (Qcal) ..................................................... 15

3.2.4 Depósitos antrópicos de plataforma (Qxp) ........................................... 15

3.3 CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES ........................................................ 17

3.4 SISMICIDAD .................................................................................................... 21

3.5 CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLÓGICAS .................................................. 32

3.6 CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS .................................................... 33

3.7 RIESGOS GEOLÓGICOS ................................................................................ 35

3.8 CONDICIONANTES GEOTÉCNICOS .............................................................. 37

4 CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTOS GEOTÉCNICOS .......................................... 38

4.1 INVENTARIOS ................................................................................................. 40

4.2 SONDEOS MECÁNICOS A ROTACIÓN .......................................................... 42

4.3 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR Y TOMA DE MUESTRAS. ......... 45

4.4 ENSAYOS PRESIOMÉTRICOS ....................................................................... 49

4.5 ENSAYOS DE PERMEABILIDAD .................................................................... 52

4.6 ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA ..................................................... 53

4.7 APIQUES MECÁNICOS ................................................................................... 56

4.8 ENSAYOS DE LABORATORIO........................................................................ 60

5 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES ................................ 62

5.1 UNIDAD NGB1 ................................................................................................. 62

5.2 UNIDAD NGB2 ................................................................................................. 75

ANEJO Nº 3

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5.3 UNIDAD QPP1 ................................................................................................. 85

5.4 UNIDAD QPP2 ................................................................................................. 90

6 PARÁMETROS DE CÁLCULO ............................................................................... 96

7 AGRESIVIDAD ........................................................................................................ 97

8 EXPANSIVIDAD ...................................................................................................... 98

9 ESTUDIO DE DESMONTES .................................................................................. 105

9.1 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ......................................................................... 105

9.1.1 Metodología .......................................................................................... 105

9.1.2 Parámetros de cálculo .......................................................................... 110

9.1.3 Análisis de los desmontes de la PTAP ............................................... 110

9.1.4 Análisis de los desmontes de excavaciones temporales de las

instalaciones .................................................................................................... 116

9.2 EXCAVABILIDAD ........................................................................................... 117

9.3 APROVECHAMIENTO ................................................................................... 119

9.3.1 Material para núcleo de terraplén ........................................................ 120

9.3.2 Material para cimiento de terraplén ..................................................... 122

9.3.3 Materiales tipo escollera ...................................................................... 123

10 ESTUDIO DE RELLENOS ..................................................................................... 124

10.1 DESCRIPCIÓN DE LOS RELLENOS ............................................................. 124

10.2 METODOLOGÍA ............................................................................................. 124

10.3 PROPIEDADES DE CÁLCULO EMPLEADAS ............................................... 125

10.4 ANÁLISIS DE LOS RELLENOS ..................................................................... 127

11 ESTUDIO DE MATERIALES ................................................................................. 130

11.1 MATERIALES EXTERNOS A LA OBRA ......................................................... 130

11.2 SOBRANTES DE EXCAVACIÓN. BOTADEROS ........................................... 132

12 GEOTECNIA DE CIMENTACIÓN DE LOS DEPÓSITOS ...................................... 133

12.1 METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL CÁLCULO ............................................ 133

12.1.1 Criterios para la determinación de las tensiones admisibles ............ 133

12.1.2 Criterios para la estimación de asientos ............................................. 136

12.1.3 Criterios para la determinación del coeficiente de balasto vertical .. 137

12.1.4 Criterios para la determinación de pilotes en suelos cohesivos ...... 137

ANEJO Nº 3

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12.2 DEPÓSITOS DE AGUA TRATADA ................................................................ 141

12.2.1 Trabajos realizados .............................................................................. 141

12.2.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 142

12.2.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 142

12.2.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 146

12.2.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 146

12.3 DEPÓSITOS DE AGUA BRUTA..................................................................... 149

12.3.1 Trabajos realizados .............................................................................. 149

12.3.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 149

12.3.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 150

12.3.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 153

12.3.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 153

12.4 TANQUES DE CABECERA ............................................................................ 156

12.4.1 Trabajos realizados .............................................................................. 156

12.4.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 157

12.4.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 157

12.4.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 159

12.4.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 159

12.5 ALMACENAMIENTO DE REACTIVOS........................................................... 161

12.5.1 Trabajos realizados .............................................................................. 161

12.5.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 162

12.5.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 162

12.5.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 164

12.5.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 165

12.6 ESPESADORES, HOMOGENEIZACIÓN DE LODOS, Y EDIFICO DE

DESHIDRATACIÓN ................................................................................................... 167

12.6.1 Trabajos realizados .............................................................................. 167

12.6.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 168

12.6.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 168

12.6.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación. ................................ 172

12.6.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 172

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12.7 MÓDULOS DE TRATAMIENTO ..................................................................... 176

12.7.1 Trabajos realizados .............................................................................. 176

12.7.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 176

12.7.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 177

12.7.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 179

12.7.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 179

12.8 EDIFICIO DE CONTROL ............................................................................... 181

12.8.1 Trabajos realizados .............................................................................. 181

12.8.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 182

12.8.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 182

12.8.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 183

12.8.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 184

12.9 ANCLAJES DE TUBERÍAS ............................................................................ 186

12.9.1 Trabajos realizados .............................................................................. 186

12.9.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 187

12.9.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 187

APENDICES

Apéndice 1. Campaña de reconocimientos geotécnicos

Apéndice 2. Registros de ensayos de laboratorio

Apéndice 3. Cálculo de asientos

PLANOS

PLANO 1. Plancha geológica hoja 29-30, ARJONA. E= 1/100.000. INGEOMINAS

PLANO 2. Campaña de reconocimientos geotécnicos realizados y planta

geológica. E= 1/1.000

PLANO 3. Secciones geológico-geotécnicas. E= 1/1.000

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1 INTRODUCCIÓN

En el presente documento se definen las condiciones geológico-geotécnicas del terreno

para el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “P.T.A.P. El Cerro”. Dicha

planta se ubica en el Distrito de Cartagena, al Sur de las instalaciones industriales de

Mamonal, al este del corregimiento de Pasacaballos.

La siguiente fotografía es una vista del futuro emplazamiento de la P.T.A.P. desde la finca

explanada anexa a la misma. Destaca la importante vegetación arbustiva y arbórea, que

ha limitado en buena medida la ubicación de los reconocimientos geotécnicos a efectuar.

Fotografía 1 Vista de la parcela en la que se ubicará la futura PTAP de “El Cerro”

ANEJO Nº 3

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2 DOCUMENTACIÓN UTILIZADA

Como documentación de partida se ha contado con la Cartografía geológica a Escala

1:100.000 elaborada por el Instituto de Investigación e Información Geocientífica Minero-

Ambiental y Nuclear (INGEOMINAS):

Plancha 29-30 Arjona, Ingeominas 1998

Memoria explicativa, geología de las planchas 23 (Cartagena) y 29-30 (Arjona),

Ingeominas 2001.

Geoamenazas Zona Sur, Escala 1:50.000, Mayo de 2001. Elaborado por la

Secretaría de Planeación Distrital, perteneciente a la Alcaldía de Cartagena de

Indias

En el apéndice de planos se incluye la plancha 29-30 con la localización de la P.T.A.P.

En cuanto a la información de partida existente, cabe destacar el “Estudio geotécnico

en Bitucol en la finca El Cerro en el corregimiento de Pasacaballos” redactado por

EVG en febrero de 2013 a solicitud de Aguas de Cartagena, S.A,

Complementariamente, ACUACAR ha facilitado la siguiente información a IDOM:

Datos sobre analítica de aguas, tanto de las captaciones de Dolores como de

Gambote (datos de 2003 a 2014).

Datos y planos de localización de las bases topográficas de ACUACAR.

Plano cartográfico con CN cada 2 m en el que aparece parte de la parcela de

ubicación de la PTAP y esquema de las aducciones principales desde las tomas

de Dolores y de Gambote.

Documentación “Preliminares” del Plan Maestro de Cartagena.

La documentación base del proyecto, y de cuyo desarrollo surge la presente

actuación es la correspondiente al Plan Maestro de Agua Potable (zonas de

abastecimiento, demandas y sus proyecciones, conexión y coordinación con las

infraestructuras existentes y en proyecto, etc).

ANEJO Nº 3

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3 ESTUDIO GEOLOGICO

En este apartado se aborda la caracterización geológica del emplazamiento de la

P.T.A.P. a nivel local junto con un encuadre preliminar a nivel regional.

3.1 Marco geológico general

La costa Caribe ha tenido gran complejidad por la interacción de las placas tectónicas del

Caribe y Suramérica. La convergencia ha formado, entre otros, los cinturones del Sinú y

el de San Jacinto.

Figura 1 Mapa tectónico del Caribe y norte de Suramérica

ANEJO Nº 3

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Geológicamente, el Distrito de Cartagena se ubica dentro del área tectónica denominada

“Cinturón del Sinú”, el cual se halla limitado hacia el oriente por el lineamiento-falla del

Sinú, al occidente por el Mar Caribe, lineamiento Colombia (limite talud continental y

llanura abisal) y por el sur con la falla Dabeiba (Duque, 1979, INGEOMINAS, 1988).

Figura 2 Localización geográfica de las Planchas 23 Cartagena y 29-30 Arjona

En el área de estudio afloran rocas del Terciario de origen marino - transicional

continental que se extienden en edad desde el Plioceno - Superior - Pleistoceno y que

corresponden a las rocas de la Formación Bayunca, unidad intermedia que se encuadra

en el “Cinturón del Sinú” (DUQUE, 1984). Discordantes sobre estas rocas se encuentran

depósitos Cuaternarios de origen marino y continental (playas, playones, intermareales

aluviales y coluviales.

ANEJO Nº 3

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Figura 3 Formaciones geológicas que comprenden el Cinturón del Sinú

ANEJO Nº 3

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3.2 Estratigrafía

En la zona de estudio se encuentran rocas sedimentarias de origen marino, profundo a

litoral. Sus edades van desde el Paleoceno hasta los depósitos recientes.

En el sector norte del Cinturón del Sinú se ha denominado el Bloque Tectónico de

Turbaco (Reyes & Clavijo, 1996) y se localiza en el costado oriental de la ciudad de

Cartagena.

De más antigua a más moderna, afloran las siguientes formaciones: Arjona, Bayunca,

Arroyo Grande y la Popa.

En el ámbito de la parcela donde se ejecutará el proyecto sólo se encuentra la Formación

Bayunca y parte basal de La Popa.

3.2.1 Formación Bayunca (Ngb)

Esta unidad aflora en toda la superficie de la parcela y por tanto constituirá el terreno de

apoyo para los distintos elementos que constituirán la Planta de Tratamiento (depósitos,

edificios… etc.). La siguiente fotografía muestra el aspecto general de estos niveles en

una excavación próxima

ANEJO Nº 3

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Fotografía 2 Talud en la formación Bayunca, afectada por fracturas

La Fm. Bayunca se encuentra constituida por una secuencia de lodolitas gris oscuras,

claras y negras, con niveles de oxidación de color amarillo, en capas delgadas y medias,

laminación interna ondulosa discontinua. Son frecuentes las lodolitas moteadas

bioturbadas; la secuencia presenta intercalaciones de limolitas grises pasando a pardas,

en capas delgadas; principalmente hacia el techo de la unidad hay intercalaciones de

areniscas de cuarzo, gris claro y amarillo claro, de grano fino hasta conglomeráticas;

estas últimas son líticas, en capas delgadas y gruesas, estratificación inclinada, flaser,

planas paralelas y masivas. Son frecuentes capas de areniscas con cemento calcáreo y

gran contenido de conchas de moluscos y restos de plantas. En toda la secuencia es

común encontrar yeso en láminas que rellenan fracturas con disposición estratiforme.

Fotografía 3 Talud en la formación Bayunca en la finca anexa propiedad de Jaime Leguizamon.

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Fotografía 4. Detalle de los niveles arcillosos de alta plasticidad

ANEJO Nº 3

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Figura 4 Columna estratigráfica de la Formación Bayunca

3.2.2 Formación La Popa (Qpp)

La formación La Popa aparece suprayacente a la formación Bayunca descrita en el

apartado anterior y formada por depósitos de génesis más litoral.

ANEJO Nº 3

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Aparece constituida por dos miembros; el inferior compuesto por arcillas plásticas,

margosas y areniscas de cuarzo y el superior compuesto de calizas margosas coralinas,

con un espesor conjunto que puede llegar a 150m.

En la parcela aparecen restos de las calizas coralinas derrubiados, como los observados

en la siguiente fotografía, y niveles mayoritarios de arcillas y arenas limosas de grano fino

con diverso grado de cementación. Parece por ello corresponder a niveles basales de la

formación.

Fotografía 5 Construcciones arrecifales observadas en la formación La Popa

En ocasiones, en áreas próximas al emplazamiento estudiado, es posible que la

formación Popa apoye sobre las Gravas de Rotinet y no directamente sobre la formación

Bayunca.

En la parcela estudiada no han sido detectados los niveles de las Gravas de Rotinet.

Estas corresponden a un abanico conformado por gravas de cuarzo, chert negro, rocas

volcánicas, gneises y limolitas, en capas muy gruesas, cuneiformes, con estratificación en

artesa y macizas, con intercalaciones de arenitas cuarzosas a sublíticas, de grano fino a

medio, deleznables, en capas cuneiformes delgadas y gruesas, con estratificación

cruzada.

ANEJO Nº 3

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Tanto los niveles de la Formación La Popa como las Gravas de Rotinet apoyan de forma

discordante sobre la formación Bayunca.

3.2.3 Depósitos Coluvio - Aluviales (Qcal)

Los depósitos coluvio-aluviales agrupan la sedimentación fluvial reciente y actual, y la

generada por coluviones igualmente recientes, relacionados con arroyos y con los

piedemontes. Están constituidos por cantos, bloques, arenas y arcillas, mezclados a

gradados, y cubren a las unidades rocosas y a los depósitos cuaternarios más antiguos.

3.2.4 Depósitos antrópicos de plataforma (Qxp)

Se trata de rellenos ejecutados para la nivelación de la parcela anexa a la PTAP. Están

compuestos por materiales compactados procedentes de la propia excavación de la

parcela.

Fotografía 6. Finca explanada anexa a la de la futura PTAP

ANEJO Nº 3

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Fotografía 7 Vistas del talud de borde de la explanación aquejado de regueros-acarcavamientos y

depositación de derrubios a pie.

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3.3 Características estructurales

Esta región constituye la margen norte de la placa Sur Americana y forma parte de una

zona en la que se produce una compleja interacción entre las placas Caribe, Sur

Americana y Nazca. En el norte de Colombia, la convergencia oblicua de la Placa Caribe

da origen a un evento tectónico compresivo de carácter regional que genera deformación

al interior de la placa Sur Americana, generando, entre otros, la deformación observada

en los cinturones del Sinú y San Jacinto.

En el sector norte del Cinturón del Sinú se ha denominado el Bloque Tectónico de

Turbaco (Reyes & Clavijo, 1996) y se localiza en el costado oriental de la ciudad de

Cartagena.

Figura 5 Localización de los cinturones de San Jacinto y del Sinú

ANEJO Nº 3

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La geología y estratigrafía del Cinturón Plegado del Sinú (CPS) está controlada por

procesos estructurales y tectónicos no muy claros. Involucra una muy espesa secuencia

de rocas con edades que van del Oligoceno tardío al Reciente deformada por intenso

diapirismo de lodo, muy marcado en las zonas de falla y sobre las crestas de los

anticlinales. En el área se desarrollan sinclinales amplios y anticlinales estrechos

generalmente mostrando escalonamiento y relaciones de oblicuidad entre pliegues y

fallas.

El bloque tectónico de Turbaco comprende el sector occidental del área, inmediatamente

al occidente del bloque tectónico de Luruaco y hace parte del Cinturón del Sinú (Duque-

Caro, 1984). Presenta un tren estructural N40°E y se extiende por el borde costero y la

región de Turbaná, Arjona y Turbaco; al sur es interrumpido por la depresión del Dique.

Está conformado por rocas de ambiente marino somero.

ANEJO Nº 3

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Figura 6 Mapa estructural del Cinturón de San Jacinto y Sinú Norte

La deformación de las rocas es más evidente cuanto más antiguas son; así, en el área de

estudio se encuentra la “Falla de Pasacaballos”, que consiste en un fallamiento y

plegamiento pronunciado en la Formación Bayunca (Mioceno-Plioceno).

Figura 7 Localización de la Falla Pasacaballos dentro del Mapa tectónico de Arjona (plancha 29-30)

La Falla de Pasacaballos se extiende por 30 km desde la localidad de Pasacaballos hasta

el caserío de Algarrobo. Tiene un rumbo N40°E y buzamiento al este alrededor de 50°.

Se trata de una falla inversa que afecta directamente a la Formación Bayunca y repite

parte de su secuencia. Son frecuentes en el área de Pasacaballos inversiones de

estratos y plegamientos rápidos y pequeños.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 20

Figura 8 Mapa geológico de la Falla de Pasacaballos

La siguiente fotografía corresponde al talud de la excavación existente en la finca anexa

hacia el sur. Se observa una fractura con salto de 1.5m posiblemente relacionada con el

cortejo de fracturas asociadas a la falla de Pasacaballos, la cual parece disponerse en el

límite de la finca El Cerro con las instalaciones de Bitucol.

ANEJO Nº 3

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Fotografía 8 Talud en la formación Bayunca en la finca anexa propiedad de Jaime Leguizamon. Se

observa una fractura posiblemente satélite de la de Pasacaballos

Existen manifestaciones de “diapirismo de Lodo” tales como abombamientos del terreno,

domos y “volcanes de lodo” que determinan en gran medida la morfología actual del área,

tanto en zonas continentales como marinas (DUQUE, 1984) (VERNETTE y otros, 1990)

(VERNETTE y otros, 1992).

3.4 Sismicidad

El Caribe Colombiano es considerado como de sismicidad baja de acuerdo con la

información histórica existente. Como fuentes sismogénicas en el área se destacan las

fallas de Oca, Cuiza, Santa Marta, Urumita, Punta Canoa y Rosario, estas dos últimas

postuladas por (VERNETEE et al., 1994), con dirección E–W. Del mismo modo se

consideran como fuentes sismogénicas de primer orden la falla de Romeral, Mamonal de

dirección NNE y el cinturón deformado del caribe meridional.

ANEJO Nº 3

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La región se caracteriza por el registro histórico de sismos en la mayoría de magnitud

(Ms) entre 4.1 - 5.5 y menores; aunque igualmente se presentan registros de sismos de

magnitudes mayores asociados al cinturón deformado del caribe meridional. Los sismos

cuyo epicentro se ha demarcado en cercanías de la ciudad de Cartagena (Escallón y

otros 1993, Ingeominas 1993) son de magnitudes de 4.1 – 5.5 y por su ubicación podrían

relacionarse con las fallas de Canoas y Mamonal.

En cuanto a la clasificación sísmica para el futuro emplazamiento de la P.T.P.T “El Cerro”

se han seguido los requisitos generales de diseño y construcción sismo-resistente

contenidos en la norma NSR-10.

Las instalaciones para la futura P.T.A.P se localizan dentro de los mapas de zonificación

sísmica incluidos como figuras 9, 10 y 11, los cuales determinan el nivel de amenaza

sísmica del lugar de acuerdo con los parámetros Aa (aceleración horizontal pico

efectiva) y Av (velocidad horizontal pico efectiva) . El nivel de amenaza sísmica se

clasifica como alta, intermedia o baja.

De acuerdo con dichos mapas y el cuadro 1, que estable dichos parámetros para los

diversos municipios colombianos, el área de Pasacaballos (Región nº2, Cartagena) se

localiza en una zona de baja amenaza sísmica, representada por valores de Aa = 0.10

m/s2 y de Av = 0.10 m/s.

ANEJO Nº 3

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,

Tabla 1 Valor de Aa y Av para las ciudades capitales de departamento

ANEJO Nº 3

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Figura 9 Zonas de amenaza sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av . En

rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos

ANEJO Nº 3

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Figura 10 Mapa de valores de Aa . En rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos

ANEJO Nº 3

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Figura 11 Mapa de valores de Av . En rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos

ANEJO Nº 3

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A nivel local, se definen seis tipos de perfil de suelo, siendo los indicados en la figura 12.

Los parámetros utilizados en la clasificación son los correspondientes a los 30m

superiores del perfil de terreno para los de tipo A a E. Aquellos perfiles que tengan

estratos claramente diferenciables deben subdividirse, asignandose un subindice i que va

desde 1 en superficie hasta n en la parte inferior de los 30m . Para el perfil tipo F se

aplican otros criterios y la respuesta no puede limitarse a los 30m superiores del perfil en

los casos de perfil con espesor de suelo significativo.

Para la definición del tipo de perfil de suelo se consideran los siguinetes parámetros:

Vs . Velocidad media de la onda cortante , en m/s

N. Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar.

IP. Índice de plasticidad

W. Contenido en agua, en porcentaje

Cuando se diferencien estratos cohesivos de no cohesivos, se empleara para aquellos la

resistencia media al corte obtenida del ensayo para determinar la resistencia no drenada

su en kPa. Para los no cohesivos se emplará Nch, número medio de golpes del ensayo de

penetración estándar.

Figura 12 Clasificación de los perfiles de suelo.

ANEJO Nº 3

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Figura 13 Criterios para clasificar suelos dentro de los perfiles tipo C, D o E.

El perfil geotécnico tipo en la zona del emplazamiento se caracteriza por la presencia de

suelos cohesivos en los que se distinge un horizonte superficial de alteración hasta 5-6m

de profundidad, y relativamente sano hasta 30 m de profundidad.

En el apartado 5 de Caracterización Geotecnica se determinan los parámetros asociados

a los diversos grupos diferenciados, estableciendose las propiedades de los mismos

según resistencia, humedad y plasticidad.

Grupo geotec.

Plasticidad

Cont. medio finos (%)

Parámetros Ponderado

30m Perfil Terre

no Observaciones

Contenido medio

humedad (%)

N medio (golpes / pie)

Su (kPa)

N (golpes / pie)

Su (kPa)

.

Ngb1 Media a alta: CL-

CH

IP medio=

28 89 22 20 100

36 132 D

Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia

firme

Ngb2

Media a alta: CL-

CH. Ocasional

SC

IP medio=

28 86 22 50 150

Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia

firme dura. Por debajo de 8 m de profundidad

Qpp1 CL - GC IP

medio=26

84 ---- 42 100

63 136 C

Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia

blanda a firme

Qpp2 CH IP

medio=36

63 ---- 72 150

Materiales cohesivos. Consistencia dura

fuertemente consolidada. Por debajo de 6 m de

profundidad

Tabla 2 Parámetros para determinar el tipo de perfil de terreno

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 29

De acuerdo a lo indicado en las figuras anteriores y a la tabla 2, el perfil de terreno, según

los niveles identificados en los 30m más superficiales, podría considerarse como perfil D

para los niveles de la formación Bayunca (Ngb) y de tipo C para los de la formación La

Popa, más compactos y duros.

Las siguientes tablas establecen los valores de Fa, coeficiente de ampliación que afecta a

la aceleración en la zona en periodos cortos y Fv, coeficiente de ampliación que afecta a

la aceleración en la zona en periodos intermedios. Ambos son debidos a efectos de sitio y

adimensionales.

Figura 14 Valores del coeficiente Fa para la zona de periodos cortos del espectro.

Figura 15 Valores del coeficiente FV para la zona de periodos intermedios del espectro.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 30

Figura 16 Coeficiente de ampliación Fa del suelo para la zona de periodos cortos del espectro.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 31

Figura 17 Coeficiente de ampliación FV del suelo para la zona de periodos intermedios del espectro.

Por último debe considerarse el coeficiente de importancia, referido al tipo de uso de la

infraestructura a construir y de la necesidad de su operatividad tras sismos. Se

establecen así cuatro grupos con sus correspondientes coeficientes I.

Grupo de Uso Coeficiente de importancia. I

IV Edificaciones

indispensables Deben funcionar durante y

después del sismo 1,50

III Edificaciones de

atención a la comunidad

Deben atender emergencias surgidas tras sismo

1,25

III Estructuras de

ocupación especial Edificaciones o instalaciones que

albergan grupos numerosos 1,10

I Estructuras de

ocupación normal Resto 1,00

Tabla 3 Coeficiente de importancia

De acuerdo con el anterior conjunto de factores pueden establecerse las aceleraciones

de cálculo para los análisis de estabilidad desarrollados en el presente documento.

Aceleración horizontal de cálculo (Ah)

Se obtiene a partir de la siguiente expresión:

Ah=k × Aa × Fa × I

Donde:

k = Coeficiente adimensional entre 0.5 y 0.8. Se adopta k=0.5

Aa =Aceleración máxima. Aa = 0,1 como se ha justificado

Fa = Coeficiente de ampliación. Función de Aa y tipo de terreno (D). Fa= 1,6 como se ha

justificado (

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 32

I = Coeficiente de importancia. Se considera tipo I, accesos (o estructuras de ocupación

normal). I= 1,00.

Debe por ellos considerarse Ah= 0.5 × 0.1 × 1.6 × 1 = 0.08

Aceleración vertical de cálculo (Av)

Se obtiene a partir de la siguiente expresión:

AV= Ah × 0,10

Debe por ellos considerarse Av= 0.08 × 0.1 = 0.008

3.5 Características geomorfológicas

La zona rural del Distrito de Cartagena, donde se encuadra la parcela objeto de estudio,

está conformada por una morfología suave de amplias planicies interrumpidas por zonas

de colinas o relieves ondulados, limitados al norte por la línea costera.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 33

Figura 18 Geomorfología de la zona de estudio (Ingeominas)

El área de estudio corresponde con una morfología influenciada por procesos exógenos

(agua). Se definen como morfología de Piedemontes, y corresponde aquellas zonas

intermedias entre relieve ondulado y montañoso y las zonas de planicies de inundación;

presentan una morfología plana con leve inclinación, en donde en la parte superior se

evidencian procesos erosivos y en la parte inferior procesos de sedimentación,

denominados “glacis”.

Las zonas de erosión se relacionan donde los arroyos han actuado con energía, mientras

que las zonas de acumulación, contiguas, los arroyos actúan en sentido constructivo

depositando material arrastrado de las partes altas.

3.6 Características hidrogeológicas

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 34

El área de estudio se caracteriza por un gran sistema hidrográfico conformado por

corrientes que canalizan las aguas de la red hidrográfica vertiéndolas directamente al mar

y, en segundo lugar, por las grandes ciénagas.

A través de análisis de fotografías aéreas se identifica en la zona un patrón de drenaje

espaciado que permanece seco la mayor parte del año, y que está relacionado con las

épocas de lluvias.

El clima en general de la región se puede clasificar como tropical semiárido y se pueden

identificar dos periodos climáticos principales conocidos como época seca (diciembre a

marzo) y época húmeda (abril a junio), algunos estudios señalan la existencia de un

tercer periodo denominado época de transición (junio a julio).

Figura 19 Precipitación mensual en Cartagena (2009)

A nivel local, únicamente han sido reconocidos flujos superficiales de agua a base de los

niveles superficiales removilizados y con carácter muy estacional (sobre todo tras

episodios de intensa pluviometría). No han sido reconocidos niveles freáticos en ninguno

de los sondeos realizados (hasta profundidades de 25m).

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 35

3.7 Riesgos geológicos

La susceptibilidad a los fenómenos de remoción en masa en esta área viene asociada a

laderas con pendientes mayores de 20° afectadas por procesos erosivos tipo surcos y

cárcavas o aquellas zonas donde se han presentado procesos de inestabilidad.

Predominan las rocas de constitución arcillosa, localmente cubiertos por depósitos de

coluvión, con discontinuidades a favor de la pendiente. Adicionalmente la erosión en

estos sectores es intensa con presencia de acarcavamiento.

Además está asociado a los procesos erosivos de los cauces de los arroyos que

circundan las unidades geomorfológicas de lomas y cerros y vierten sus aguas hacia el

canal del dique o Bahía de Cartagena (ver mapa de Índice de susceptibilidad a los

fenómenos geológicos).

Las amenazas geológicas en el Distrito de Cartagena son inherentes tanto a las

características del medio físico natural donde la ciudad se encuentra ubicada, como a la

acción antrópica de los pobladores por adaptar el terreno para la vivienda y la industria.

El factor más influyente en la morfología actual de Cartagena lo constituye el diapirismo

de lodos, fenómeno de carácter regional generado por la existencia de material arcilloso

de características plásticas enterrado en profundidad y que tiende a subir a la superficie,

entre otros factores, por su contenido de gas metano.

Al mencionado fenómeno se debe la conformación de las lomas y colinas de la ciudad y

zonas suburbanas y rurales. Igualmente las amenazas naturales de la ciudad se

relacionan con las características friables (sueltas) de las rocas, que son fácilmente

erodables y la ubicación de gran parte de la ciudad en zonas bajas, relacionadas con

terrenos de origen marino que fácilmente pueden ser erodados o inundados por la acción

de los drenajes naturales.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 36

Las áreas a evaluar en este diagnóstico son susceptibles a fenómenos de remoción en

masa, erosión pluvial y fluvial. Al igual que a la presencia de suelos con características

expansivas que es importante conocer para planificar el desarrollo de estas zonas.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 37

3.8 Condicionantes geotécnicos

La caracterización geotécnica de los materiales afectados por el diseño de la Planta de

Tratamiento de Agua Potable “El Cerro”, tendrá su base en las características geológicas

y propiedades índices y geomecánicas de los diferentes tipos de materiales que

constituirán el terreno donde se cimentarán los distintos elementos de la planta de “El

Cerro”.

A priori se puede decir que la parcela donde se ubicará la P.T.A.P corresponde

geológicamente a arcillas productos de la meteorización de la formación Bayunca. Estas

son de consistencia muy firme a dura, y con evidencias de poseer características

expansivas de moderada alta. El potencial expansivo alto se debe a la alta concentración

de vermiculita en la composición de las arcillas. Las propiedades índices y geomecánicas

varían de la siguiente manera: Límites líquido entre el 40% y 60%, límite plástico entre el

18% y 25%, límites de contracción entre el 7% y 20%, resistencias a la compresión

inconfinada entre 1 y 2 kg/cm2.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 38

4 CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTOS GEOTÉCNICOS

La campaña de investigación geotécnica se ha programado acorde al Reglamento

Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, en su título H, “Estudios

Geotécnicos”.

Dicho documento define las recomendaciones geotécnicas de diseño y construcción de

excavaciones y rellenos, así como estructuras de contención y cimentaciones, para

soportar los efectos por sismos y por otras amenazas geotécnicas desfavorables.

En el Capítulo H.3 se definen el número mínimo y la profundidad mínima de los sondeos

exploratorios del subsuelo, los cuales dependen del tamaño de la edificación propuesta

(unidad de construcción).

Las unidades de construcción se clasifican en Baja, Media, Alta y Especial, según el

número total de niveles y las cargas máximas de servicio. Para las cargas máximas se

aplicará la combinación de carga muerta más carga viva debida al uso y ocupación de la

edificación y para la definición del número de niveles se incluirán todos los pisos del

proyecto, sótanos, terrazas y pisos técnicos. En el caso de la Planta de Tratamiento de

Agua Potable El Cerro, se ha considerado una categoría de la unidad de construcción

baja-media, basada en los niveles de construcción.

Tabla 4 Clasificación de las unidades de construcción por categorías

El número mínimo de sondeos de exploración que deberán efectuarse en el terreno

donde se desarrollará el proyecto se definen en la siguiente tabla.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 39

Tabla 5 Número mínimo de sondeos y profundidad por categoría de la U. de Construcción

Conviene indicar que la gran densidad de vegetación y la necesidad de proteger los

ejemplares más desarrollados (ver fotografía) ha aconsejado limitar la construcción de

accesos, razón por la que las prospecciones han sufrido modificaciones en su situación

proyectada. Sin embargo, las situaciones definitivas cubren completamente la finca,

incluso a distintas cotas, por lo que permiten una buena exploración geológico-geotécnica

de la misma.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 40

Fotografía 9 Labores de desbroce con macheteros para replanteo de los puntos de investigación y

planificación de accesos

En cuanto a la información de partida existente, cabe destacar el “Estudio geotécnico

en Bitucol en la finca El Cerro en el corregimiento de Pasacaballos” redactado por

EVG en febrero de 2013 a solicitud de Aguas de Cartagena, S.A,

Dicho estudio se basa en los resultados obtenidos del muestreo realizado en 3 sondeos y

de los correspondientes ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas.

La Tabla 6 incluye las características de los 3 sondeos a percusión realizados para dicho

estudio.

Sondeo Nº

Situación aproximada

Prof.

Perf.

(m)

Nivel agua Nº Ensayos

x y z Pro

f (m)

Cota (m.s.n.

m)

E.P.E. Muestr

a alterad

a)

M.I. Muestra Inalterad

a

M.P. Muestra Parafina

da

Lefranc

Presiométricos

Observaciones

S-1 843913,1

7 1629772,

03 16,5

0 6,00

seco

<10,5 4,00 No No No No

Perforación a percusión

S-2 844017,9

4 1629864,

64 33,5

0 6,00

seco

<27,5 4,00 No No No No

S-3 843979,9

1 1629698,

00 14,9

0 6,00

seco

<8,9 4,00 No No No No

Tabla 6 Sondeos mecánicos a percusión disponibles de estudios anteriores

Se incluye como anexo a este documento la planta con la situación de las prospecciones

realizadas

4.1 Inventarios

Para la caracterización geológico-geotécnica de los materiales afectados por el trazado,

se han efectuado una serie de reconocimientos de campo, resumidos en los siguientes

inventarios:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 41

5 puntos de inventario de taludes y observación geológica (FT), en los que se ha realizado

una descripción geológico-geotécnica del material aflorante, de su estabilidad general y de

la posible problemática asociada a su mantenimiento futuro.

Fotografía 10 Situación de las fichas de taludes

No se han inventariado puntos de agua (PA) en el recinto de la parcela ante la inexistencia

de captaciones o surgencias de agua. PA-1 en el plano se refiere a una fosa séptica. Solo

destacar el fuerte encharcamiento de agua en el límite sur de la finca ante la deficiente

salida de drenaje producido tras moderadas precipitaciones como los ocurridas el

8/08/2015, visible en la fotografía 5.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 42

Fotografía 11 Encharcamientos tras las lluvias del 9/08/2015

No se han realizado estaciones geomecánicas (EG) ya que no se ha podido tomar

medidas de datos estructurales ante la inexistencia de afloramientos rocosos. Este tipo de

inventarios consiste en observaciones puntuales sobre las características litológicas y

geotécnicas de los materiales, aprovechando tanto cortes naturales como artificiales

(laderas y excavaciones), en los que se toman medidas estructurales del macizo rocoso.

4.2 Sondeos mecánicos a rotación

Se han perforado 7 sondeos mecánicos a rotación, ya que uno de los originalmente

programados, el S-7, no pudo ser realizado por las graves dificultades de acceso. La

sonda empleada fue una Rolatec RL-48 propiedad de la empresa G3.

La Fotografía 12 Sonda Rolatec RL-48 perforando en el sondeo S-3 corresponde a la sonda

empleada, perforando en el sondeo S-3.

La localización de los sondeos, profundidad alcanzada y ensayos y tomas de muestra in

situ realizadas, son las indicadas en la Tabla 7 Sondeos mecánicos a rotación, con recuperación

continua de testigos realizados en la campaña actual de reconocimientos.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 43

SONDEO

Coordenadas Cota

Prof. Perf. (m)

Nivel agua Nº Ensayos

Nº x y z Pro

f (m)

Cota (m.s.n.

m)

S.P.T.

M.I. Muestra Inaltera

da

M.P. Muestra Parafina

da

Lefranc

Presiométricos

Observaciones

S-1 843967,

50 1629733,

78 23,50 15,60

seco

<7,9 5 3 2

S-2 844091,

42 1629894,

40 50,30 20,00

seco

<30,3 6 4 1 2

S-3 844033,

68 1629863,

53 37,20 15,00

seco

<22,2 4 4 2

S-4 844009,

19 1629717,

25 16,70 25,50

seco

<-8,8 9 3 5 1 2

S-5 844155,

69 1629718,

59 23,20 20,10

seco

<3,1 6 3 1 2

S-6 844141,

48 1629547,

74 18,50 15,00

seco

<3,5 4 3 1 1

S-7 844243,

39 1629755,

20 29,00 20,00 No accesible

S-8 844253,

33 1629984,

89 69,30 20,10

seco

<49,2 9 1 1 2

TOTAL

131,30

43 21 7 4 13

Tabla 7 Sondeos mecánicos a rotación, con recuperación continua de testigos realizados en la

campaña actual de reconocimientos

Estos sondeos mecánicos totalizan 131,3 ml de perforación a rotación con extracción

continua de testigo.

Las Fotografía 12 y Fotografía 13 corresponden a las labores de perforación y

testificación en El Cerro.

Dado que en ninguno de los sondeos fue detectada la presencia de niveles o flujos de

agua, se optó por no colocar tubo ranurado de PVC en su interior.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 44

Fotografía 12 Sonda Rolatec RL-48 perforando en el sondeo S-3

Fotografía 13 Labores de testificación a pie de máquina

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 45

4.3 Ensayos de penetración estándar y toma de muestras.

Dado que la totalidad de la perforación se ha efectuado en suelos, en la medida de lo

posible se alternó la realización de ensayos SPT (“Standard Penetration Test”) con la de

muestras inalteradas (MI).

El ensayo S.P.T. consiste en la determinación del golpeo para que una cuchara estándar

se introduzca 60 cm en el terreno, registrándose el número de golpes necesario para

penetrar cada tramo de 15 cm. La suma de los golpes necesarios para atravesar los 30

cm intermedios es lo que se denomina como “número de penetración estándar (N30)”.

La zapata utilizada es la normalizada, con una maza de golpeo de 65 Kg de peso, con

una caída libre de 76 cm y velocidad de golpeo inferior a 30 golpes por minuto.

Se ha considerado rechazo en el ensayo de penetración cuando no ha conseguido una

penetración de 15 cm con 50 golpes, anotándose la penetración conseguida con esos 50

golpes.

El número de ensayos SPT ejecutados en cada sondeo aparece en la Tabla 8.

Durante la perforación en sustrato duro en el que no penetraba el tomamuestras, se

procedió al parafinado de muestras de testigo (TP).

En el interior de los sondeos se han ejecutado los siguientes ensayos in situ y toma de

muestras:

Ensayo de golpeos a penetración estándar (EPE/SPT, Standard Penetration

Test). Un ensayo programado cada 3 m perforados en suelos. En total se

realizaron 43 ensayos. Aparecen indicados, junto con los correspondientes

valores de N30 en la Tabla 8.

Toma de muestras inalteradas (en suelos) cada 5 ml de perforación. En total se

tomaron 21 muestras Aparecen indicados, junto con los correspondientes valores

de golpeo en la Tabla 8

Toma de muestras alteradas plastificadas / parafinadas en suelos duros o rocas,

donde no se pueda tomar muestras inalteradas. En total se tomaron 7 muestras.

Aparecen indicadas en la Tabla 8

Sondeo Tipo Profundidad

Tramo N15 N30 Descripción litología campo Agua

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 46

nº ensayo Inicio Fin

(cm)

S-1 M.I.-1 1,80 2,40 60 15 22 31 33 53 Arenas limosas cementadas

pasando a limo arenoso Medianamente

densas No

S-1 S.P.T.-1 5,00 5,60 60 5 6 16 2 22 Limo arenoso con indicios de

arcilla Muy firme No

S-1 M.I.-2 6,00 6,60 60 11 17 23 31 40 Arcilla limosa Muy firme No

S-1 S.P.T.-2 7,50 8,10 60 5 10 14 19 24 Arcilla limosa Muy firme No

S-1 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 5 10 12 17 22 Arcilla limosa Muy firme No

S-1 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 9 12 17 14 29 Arcilla limosa Muy firme No

S-1 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 7 14 19 27 33 Arcilla limosa restos orgánicos Dura No

S-1 M.I.-3 (*) 15,00 15,60 60 16 22 35 40 57 Arcilla limosa restos orgánicos Dura No

S-2 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 3 3 7 11 10 Limo arcilloso Firme No

S-2 M.I.-1 3,00 3,57 57 27 45 48 R 93 Arena limosa Densa No

S-2 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 10 10 10 13 20 Arena limosa Densa No

S-2 M.I.-2 6,00 6,38 38 22 40 R R Limo arenosos con oxidos Dura No

S-2 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 13 18 21 28 39 Limo arenosos con oxidos Dura No

S-2 M.I.-3 9,00 9,60 60 13 24 35 46 59 Arcilla limosa Muy firme No

S-2 S.P.T.-4 10,50 10,83 33 7 22 R R Arcilla limosa Muy firme No

S-2 S.P.T.-5 12,00 12,60 60 20 42 34 36 76 Areanas limosas algo

cementadas Muy firme No

S-2 S.P.T.-6 13,50 14,10 60 8 11 14 22 25 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No

S-2 M.I.-4 15,00 15,60 60 11 22 35 46 57 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No

S-3 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 5 10 7 8 17 Arenas medias indicios de limos Medianamente

densas No

S-3 M.I.-1 4,80 5,37 57 11 34 39 R 73 Limo arcilloso con vetas Dura No

S-3 S.P.T.-2 6,00 6,60 60 7 14 19 25 33 Limo arcilloso con vetas Dura No

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 47

Sondeo nº

Tipo ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 Descripción litología campo Agua

Inicio Fin

S-3 M.I.-2 7,50 8,10 60 13 23 31 49 54 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No

S-3 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 8 13 19 24 32 Arcilla limosa algo arenosa con

nódulos y oxidos Firme No

S-3 M.I.-3 10,50 11,10 60 19 23 30 49 53 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No

S-3 M.I.-4 12,00 12,40 40 24 37 R R Limo arcilloso con vetas de

yesos Duro No

S-3 S.P.T.-4 13,50 14,10 60 12 17 24 31 41 Arcilla limosa con oxidos Duro No

S-4 M.I.-1 3,00 3,60 60 8 15 23 3 38 Limo arcilloso algo arenoso Firme No

S-4 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 5 7 9 10 16 Arcilla limosa con oxidos Firme No

S-4 M.P.-1 5,50 5,80 30 Arcilla limosa con oxidos Firme No

S-4 M.I.-2 6,00 6,60 60 10 15 18 25 33 Arcilla limosa con oxidos Firme No

S-4 S.P.T.-3 7,50 8,08 58 12 35 38 R 73 Arcilla arenosa con vetas y

oxidos Muy firme No

S-4 M.I.-3 9,00 9,38 38 18 27 R R Arcilla arenosa con vetas y

oxidos Muy firme No

S-4 M.P.-2 11,00 11,40 40 Arcilla arenosa Dura No

S-4 S.P.T.-4 12,00 12,60 60 15 22 38 42 60 Arcilla arenosa Dura No

S-4 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 19 30 34 34 64 Arcilla arenosa Dura No

S-4 M.P.-3 15,10 15,60 50 Arena fina arcillosa Dura No

S-4 S.P.T.-6 16,50 16,91 41 22 43 R R Arena fina arcillosa Muy denso No

S-4 M.P.-4 18,20 18,60 40 Arcilla gris con algo de limo y

arena Dura No

S-4 S.P.T.-7 19,50 20,10 60 15 29 38 49 67 Arcilla gris con algo de limo y

arena Dura No

S-4 S.P.T.-8 21,00 21,38 38 19 50 R R Arcilla gris con algo de limo y

arena Dura No

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 48

Sondeo nº

Tipo ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 Descripción litología campo Agua

Inicio Fin

S-4 M.P.-5 22,50 22,80 30 Arcilla gris con algo de limo y

arena Dura No

S-4 S.P.T.-9 24,00 24,15 15 21 R R Arena con indicos de arcilla y

limo Muy denso No

S-5 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 8 11 5 22 16 Limo arenosos con indicos de

arcilla Muy firme No

S-5 M.I.-1 3,00 3,60 60 15 19 25 43 44 Limo arenosos con indicos de

arcilla Muy firme No

S-5 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 6 6 9 9 15 Arcilla limosa con vetas Firme No

S-5 M.I.-2 6,00 6,60 60 2 3 7 14 10 Arcilla limosa con vetas Firme No

S-5 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 4 8 11 15 19 Limo arcilloso con indicios de

arenas Muy firme No

S-5 M.I.-3 (*) 9,00 9,43 43 6 5 R R Limo arcilloso con indicios de

arenas Muy firme No

S-5 S.P.T.-4 12,00 12,41 41 12 27 R R Arenas limosas indicios de

arcilla Muy denso No

S-5 S.P.T.-5 15,00 15,20 20 25 R R Arenas limosas indicios de

arcilla Muy denso No

S-5 M.P.-1 16,40 16,80 40 Arenas limosas indicios de

arcilla Muy denso No

S-5 S.P.T.-6 19,50 19,79 29 28 R R Arenas limosas indicios de

arcilla. Orgánicas Muy denso No

S-6 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 9 12 14 19 26 Arcilla arenosa Muy firme No

S-6 M.I.-1 3,00 3,60 60 3 13 19 30 32 Arcilla arenosa Muy firme No

S-6 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 8 10 9 10 19 Arcilla limosa con algo de arena Muy firme No

S-6 M.I.-2 6,00 6,60 60 8 16 22 25 38 Arcilla gris muy orgánica Muy firme No

S-6 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 14 16 15 19 31 Arcilla gris orgánica Muy firme No

S-6 M.I.-3 (*) 9,00 9,60 60 47 50 R R Arcilla gris orgánica Dura No

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 49

Sondeo nº

Tipo ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 Descripción litología campo Agua

Inicio Fin

S-6 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 15 16 16 18 32 Arcilla gris orgánica Dura No

S-6 M.P.-1 14,50 15,00 50 Arcilla gris orgánica Dura No

S-8 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 21 21 21 36 42 Arenas de grano fino con cantos Densas No

S-8 S.P.T.-2 3,00 3,40 40 13 27 R R Arenas / calcareniras con restos

de corales Densas No

S-8 S.P.T.-3 4,50 4,54 4 R R Arenas / calcareniras con restos

de corales Densas No

S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R Arenas limosas / calcareniras

con restos de corales Densas No

S-8 M.I.-1 7,80 8,23 43 33 38 R R Arenas limosas cementadas Densas No

S-8 S.P.T.-5 10,50 11,10 60 21 17 14 25 31 Arenas / calcareniras con restos

de corales Densas No

S-8 S.P.T.-6 12,00 12,05 5 R R Arenas / calcareniras con restos

de corales Densas No

S-8 S.P.T.-7 15,00 15,28 28 24 R R Arenas limosas cementadas Densas No

S-8 S.P.T.-8 18,00 18,12 12 R R Arenas limosas cementadas Densas No

S-8 S.P.T.-9 19,5 20,1 60 20 33 26 49 59 Arenas limosas cementadas Densas No

M.I.-x (*) Muestra no recuperada

Tabla 8 Listado de las muestras y ensayos S.P.T. realizados en los sondeos. Se indican los valores del

índice N30 y naturaleza de los horizontes investigados.

4.4 Ensayos presiométricos

El ensayo presiométrico es un ensayo de esfuerzo-deformación, consistente en aplicar

una carga lateral progresiva al terreno por medio de una sonda cilíndrica, dilatable

radialmente, introducida en el sondeo. Durante la realización del ensayo, se mide la

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 50

deformación que se produce en la membrana expansible (camisa), inflada con gas, para

las cargas aplicadas.

Para la realización de estos ensayos se ha utilizado un presiómetro Oyo Elastometer HQ

Model-4180, con una camisa de diámetro 72 mm y longitud 520 mm.

En total se han realizado 13 ensayos presiométricos (con ciclos de carga y descarga) en

7 sondeos, con el fin de definir las características elásticas y plásticas de los materiales.

La Fotografía 14 Ejecución de ensayos presiométricos . Equipo OYO Elasmeter HQ, modelo 4180

identifica el equipo empleado durante la realización de los ensayos

Fotografía 14 Ejecución de ensayos presiométricos . Equipo OYO Elasmeter HQ, modelo 4180

En la

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 51

Tabla 9 se muestran las principales características de los ensayos presiométricos

realizados.

Sondeo nº

Denom. ensayo

Profundidad

(estimado)

Resultados

Litología Agua

Inicio Fin Pfn

(Mpa) Pln

(Mpa) Ep

(Mpa)

S-1 PRES-1 5,50 6,00 0,3 0,80 1,60 25,68 Limo arenoso con indicios de arcilla

Muy firme No

S-1 PRES-2 10,00 10,50 0,3 1,17 2,05 33,99 Arcilla limosa Muy firme No

S-2 PRES-1 8,50 9,00 0,3 0,69 1,90 32,75 Arcilla limosa con

oxidos Muy firme No

S-2 PRES-2 13,50 14,00 0,3 1,19 2,50 62,31 Arcilla limosa Muy firme No

S-3 PRES-1 2,50 3,00 0,3 >0,92 106,89 Arenas medias indicios

de limos Medianamente

densas No

S-3 PRES-2 14,50 15,00 0,3 1,46 5,10 102,02 Arcilla limosa con

oxidos Duro No

S-4 PRES-1 8,50 9,00 0,3 3,15 5,70 77,61 Arcilla arenosa con

vetas y oxidos Muy firme No

S-4 PRES-2 24,50 25,00 0,3 4,39 >16 105,51 Arena con indicos de

arcilla y limo Muy denso No

S-5 PRES-1 9,00 9,50 0,3 1,28 3,60 35,20 Limo arcilloso con indicios de arenas

Muy firme No

S-5 PRES-2 13,00 13,50 0,3 3,37 10,00 95,21 Arenas limosas indicios

de arcilla Muy denso No

S-6 PRES-1 11,50 12,00 0,3 0,44 1,50 8,31 Arcilla gris orgánica Dura No

S-8 PRES-1 7,00 7,50 0,3 1,33 3,10 25,63 Arenas limosas

cementadas Densas No

S-8 PRES-2 11,50 12,00 0,3 2,46 5,50 94,58 Arenas / calcareniras con restos de corales

Densas No

Tabla 9 Resultados de los ensayos presiométricos realizados en los sondeos

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 52

4.5 Ensayos de permeabilidad

Con el objeto de determinar la permeabilidad del terreno, se han realizado en los sondeos

3 ensayos de permeabilidad de tipo Lefranc a carga constante.

El ensayo Lefranc se utiliza para medir el coeficiente de permeabilidad en suelos

permeables o semipermeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel freático, y

en rocas muy fracturadas. El ensayo a carga constante consiste en rellenar de agua el

sondeo y medir el caudal necesario para mantener el nivel de agua constante. La longitud

del tramo de sondeo a ensayar queda siempre definida entre el final de la tubería de

revestimiento del sondeo y el fondo del mismo.

En la

Tabla 10 se asignan al terreno grados relativos de permeabilidad en función del

coeficiente de permeabilidad obtenido en el ensayo.

Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)

Muy permeable Superior a 10 -1

Moderadamente permeable 10 -1 a 10 -3

Poco permeable 10 -3 a 10 -5

Muy poco permeable 10 -5 a 10 -7

Impermeable Menor de 10 -7

Tabla 10. Valores relativos de permeabilidad (Terzaghi K. y Peck R., 1980).

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 53

Tabla 11 recoge los resultados de los ensayos de permeabilidad realizados de tipo

Lefranc. Dado que no se han reconocido niveles de agua en las profundidades

investigadas, los ensayos no están normalizados, adoptándose los siguientes valores de

permeabilidad.

Sondeo nº

Denom. ensayo

Profundidad Tramo ensayo

(m)

K. Permeabilidad Litología Prof. Agua (m) Observaciones

Inicio Fin cm/s m/s

S-2 Lefranc-1 1,50 2,50 1,00 3,1E-08 3,1E-06 Arenas limosas de grano fino

No detectada. Ensayo no normativo

Prácticamente impermeable

S-4 Lefranc-1 1,50 2,50 1,00 1,2E-08 1,2E-06 Limo arcilloso No detectada.

Ensayo no normativo Prácticamente impermeable

S-6 Lefranc-1 1,00 1,50 0,50 4,8E-08 4,8E-06 Limo arenoso No detectada.

Ensayo no normativo Prácticamente impermeable

S-8 Lefranc-1 2,50 3,00 0,50 1,8E-07 1,8E-05 Limo arenoso No detectada.

Ensayo no normativo Permeabilidad muy

baja

Tabla 11. Valores de permeabilidad en base a ensayos

4.6 Ensayos de penetración dinámica

Con objeto de definir, al menos indirectamente, la resistencia o deformabilidad del

terreno, ha sido programada una campaña de penetraciones dinámicas de tipo DPSH

(Dynamic Probing Super Heavy).

Este tipo de prospecciones se suelen utilizar para el seguimiento de capas conocidas por

sondeos, calicatas, o experiencia local y determinación in situ de su resistencia a la

penetración.

El ensayo consiste en la determinación del golpeo para que una puntaza estandarizada

penetre en el terreno, registrándose el número de golpes necesarios para penetrar cada

tramo de 20 cm. El peso de la maza de golpeo es de 65 Kg, con una caída libre de 76

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 54

cm. Se considera rechazo cuando no se ha conseguido una penetración de 20 cm por

100 golpes, anotándose la penetración conseguida para esos 100 golpes.

Para estudiar la capacidad portante de los niveles superficiales de alteración de la Fm.

Bayunca, se han realizado10 ensayos de penetración dinámica tipo DPSH, con objeto de

tener un registro continuo desde la superficie, especialmente en los puntos donde se

ejecutará un relleno de nivelación en la parcela.

La Tabla 12 incluye las gráficas de todos los ensayos DPSH realizados, con rechazos

entre 6.5 a 15.0m de profundidad.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 55

Tabla 12 Gráficas de los ensayos DPSH

.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

11.000

12.000

13.000

14.000

15.000

16.000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Pro

fun

did

ad (

m)

Indice N20

DPSH1

DPSH2

DPSH2b

DPSH3

DPSH3b

DPSH4

DPSH5

DPSH6

DPSH7

DPSH8

DPSH9

DPSH10

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 56

4.7 Apiques mecánicos

Con objetivo de estudiar la excavabilidad y estabilidad de la superficie del terreno en la

Formación Bayunca, de evaluar los espesores de las capas superficiales del terreno, así

como de estimar las condiciones de puesta en obra como material de relleno; se han

excavado 14 calicatas o apiques mecánicos, realizados con una retroexcavadora JBC

C3X, capaz de alcanzar los 4,00 m de profundidad.

La Fotografía 15 corresponde a las labores de excavación de los apiques en la finca El

Cerro.

La Fotografía 16 corresponde a la única excavación en la que fue detectado un flujo de

agua (a 3m de profundidad), sin duda relacionado con la fuerte precipitación en días

anteriores a su realización.

La

Tabla 13 indica la localización y profundidad alcanzada en los apiques, incluyendo la

localización y descripción litológica de las muestras obtenidas.

Nº Prof (m)

Prof. Agua (m)

Coordenadas Cota Muestras.

Profundidad Descripción litología

campo Observaciones

x y z Inicio Fin

A-1 3,10 Seco 843953,83 1629738,31 20,50 1,20 1,50 Arcilla limosa algo

arenosa

A-2 3,20 Seco 844068,21 1629882,62 45,50 1,80 2,10 Arenas limosas

A-3 3,20 Seco 843937,37 1629707,85 14,90 1,80 2,10 Arcillas arenosas

A-4 2,40 Seco 844103,23 1629874,19 52,40 Sin muestra

A-5 3,60 Seco 843895,71 1629752,51 14,80 0,90 1,20 Arenas limosas

A-6 3,20 Seco 844162,15 1629742,14 27,20 0,90 1,20 Arcillas limosas algo

arena

A-7 3,10 Seco 844042,21 1629603,38 19,40 1,60 1,90 Arenas limosas

A-8 3,35 Seco 844073,64 1629574,36 16,50 1,20 1,50 Arcillas limosas

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 57

Nº Prof (m)

Prof. Agua (m)

Coordenadas Cota Muestras.

Profundidad Descripción litología

campo Observaciones

x y z Inicio Fin

A-9 3,40 Seco 844139,56 1629541,44 17,55 1,80 2,10 Arcillas limosas

A-10

3,40 3,00 843961,97 1629689,49 14,60 1,80 2,10 Arcillas limo-arenosas

A-11

3,40 Seco 844037,84 1629706,96 17,50 1,80 2,10 Arcillas limosas algo

arena

A-12

3,10 Seco 844082,00 1629705,54 21,90 2,00 2,30 Arcillas limosas

A-13

3,50 Seco 844183,67 1629966,99 67,40 1,25 1,55 Limo arenoso

A-14

3,10 Seco 844098,13 1629887,93 51,50 Sin muestra

Tabla 13 Situación y características de los apiques realizados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 58

Fotografía 15. Ejecución de apique con retroexcavadora JCB 3CX

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 59

Fotografía 16 Ejecución del apique A-10 en el que se observa la presencia de flujo de agua a 3m

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 60

4.8 Ensayos de laboratorio

Sobre las muestras tomadas en el interior de los sondeos así como en las calicatas

excavadas, se han solicitado los siguientes ensayos de laboratorio, con sus respectivas

normativas.

Ensayo Norma

Determinación de humedad natural. I.N.V. E – 122 – 07

Determinación de densidad aparente. ASTM D-7263

Determinación de peso específico del suelo. ASTM D-4254

Determinación de Límites Atterberg. ASTM D-4218

Granulometría por tamizado de suelos. I.N.V. E- 123- 07

Comprensión Simple en suelos. I.N.V. E – 152 – 07

Corte directo en suelos. I.N.V. E – 154 – 07

Triaxial estático en suelos I.N.V. E – 153 – 07

Consolidación unidimensional ASTM D-2438

Expansión libre, en muestra inalterada o remodelada en edómetro. ASTM D-3877

Proctor modificado. ASTM D-1557

CBR de laboratorio I.N.V. E – 148 – 07

Compresión simple en roca, incluso tallado y refrentado. ASTM D-938

Carbonatos (cuantitativo) ASTM D-4373

Determinación del contenido de sulfatos solubles ASTM C-1580

Determinación de la materia orgánica ASTM D-2974

Perforación con Brocas y Muestreo para Investigaciones en el Sitio I.N.V. E – 108 – 07

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 61

En la Tabla 14 se presentan las muestras obtenidas, y los ensayos solicitados en la

campaña geotécnica para el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “El

Cerro” en Cartagena. En el apéndice de ensayos de laboratorio se justifica las muestras

sobre las que no se han podido realizar algunos de los ensayos solicitados.

Tabla 14 Relación de ensayos de laboratorio solicitados

HU

ME

DA

D N

AT

UR

AL

(%)

DE

NS

IDA

D S

EC

A

(g

/cm

3)

PE

SO

ES

PE

CÍF

ICO

PA

RT

ÍCU

LA

S (

g/c

m3)

Gra

va (

%)

Are

na (

%)

Fin

os (

%)

# 2

0 (

%)

# 5

(%

)

# 2

(%

)

# 0

,4 (

%)

# 0

,08 (

%)

Lím

ite L

íqu

ido

Lím

ite P

lásti

co

Ín

dic

e d

e p

lasti

cid

ad

qu

(k

g/c

m2)

% D

efo

rmació

n

Co

hesió

n (

kg

/cm

2)

Fic

ció

n (

º)

Co

hesió

n (

kg

/cm

2)

Fic

ció

n (

º)

e0

CC/1

+e

0

Cr/1+e

0

M.O

. (

%)

CA

RB

ON

AT

OS

(%

)

SU

LF

AT

OS

SO

LU

BL

ES

(mg

/kg

)

A-1 HUMEDAD X X X

A-1 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X X X X X X

A-2 HUMEDAD X X X

A-2 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X X X X X X

A-3 HUMEDAD X X X

A-3 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X

A-5 HUMEDAD X X X

A-5 SACO 0,90 X X X X X X X X X X X

A-6 HUMEDAD X X X

A-6 SACO 0,90 X X X X X X X X X X X X X

A-7 HUMEDAD X X X

A-7 SACO 1,75 X X X X X X X X X X X X X X X X

A-8 HUMEDAD X X X

A-8 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X

A-9 HUMEDAD X X X

A-9 SACO 2,80 X X X X X X X X X X X

A-10 HUMEDAD X X X

A-10 SACO 2,80 X X X X X X X X X X X

A-11 HUMEDAD X X X

A-11 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X X X

A-12 HUMEDAD X X X

A-12 SACO 2,00 X X X X X X X X X X X X X X X X

A-13 HUMEDAD X X X

A-13 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X X X X X X

A-14 HUMEDAD X X X

A-14 SACO X X X X X X X X X X X X X

S-1 MI-1 1,80 2,40ARENA LIMOSA SEMENTADA CON VETAS DE YESO

(MEDIANAMENTE DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-1 MI-2 6,00 6,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON VETAS DE

ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-1 MI-3 15,00 15,60ARCILL DE COLOR CAFÉ OSCURA. CON PRESENCIA DE

MATERIA ORGÁNICA. MUESTRA NO RECUPERADA. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-2 MI-1 3,00 3,60ARENA DE GRANO FINO DE COLOR CAFÉ CON ALGO DE

LIMO (DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-2 MI-2 6,00 6,60LIMO ARENOSO DE COLOR CAFÉ CON VETAS DE ÓXIDO DE

HIERRO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-2 MI-3 9,00 9,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON ÓXIDO DE HIERRO

(MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-2 MI-4 15,00 15,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON VETAS DE ÓXIDO DE

HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-3 MI-1 4,80 5,30 LIMO DE COLOR CAFÉ CON BASTANTE ARCILLA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X

S-3 MI-2 7,50 8,10ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON PRESENCIA DE

ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-3 MI-3 10,50 11,10ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON PRESENCIA DE

ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X

S-3 MI-4 12,00 12,60 LIMO ARCILLOSO CON VETAS DE YESO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MI-1 3,00 3,60

LIMO ARCILLOSO DE COLOR VERDE CON INDICIOS DE

ARENA CON VETAS DE CARBONO Y ÓXIDO FERROSO (MUY

FIRME)X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MP-1 5,50 5,80 ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE LIMO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MI-2 6,00 6,60 ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE LIMO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MI-3 9,00 9,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE ARENA CON

VETAS DE CARBONO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MP-2 11,00 11,40 ARCILLA ARENOSA DE COLOR GRIS (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MP-3 15,10 15,60ARENA DE GRANO FINO DE COLOR GRIS CON BASTANTE

ARCILLA (MUY DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MP-4 18,20 18,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON ALGO DE LIMO E INDICIOS

DE ARENA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-4 MP-5 22,50 22,80ARCILLA DE COLOR GRIS CON ALGO DE LIMO E INDICIOS

DE ARENA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-5 MI-1 3,00 3,60LIMO ARENOSO DE COLOR AMARILLO CON INDICIOS DE

ARCILLA CON PRESENCIA DE CARBONATOS (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-5 MI-2 6,00 6,60 ARCILLA LIMOSA DE COLOR AMARILLO (FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X

S-5 MI-3 9,00 9,60LIMO ARCILLOSO DE COLOR CAFÉ CON INDICIOS DE ARENA

(MUY FIRME). MUESTRA NO RECUPERADA X X X X X X X X X X X X X X X X

S-5 MP-1 16,40 16,80ARENA LIMOSA CON INDICIOS DE ARCILLA CON PRESENCIA

DE MATERIA ORGÁNICA (MUY DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X

S-6 MI-1 3,00 3,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON BASTANTE

ARENA (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X

S-6 MI-2 6,00 6,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA

ORGÁNICA (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X

S-6 MI-3 9,00 9,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA

ORGÁNICA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-6 MP-1 14,50 15,00ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA

ORGÁNICA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X

S-8 MI-1 7,80 8,40 ARENA LIMOSA DE COLOR AMARILLO (DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

54 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 28 0 5 5 4 4 8 0 0 5 5 0 8 8 8 8 8 0

LA

MB

E

PARÁMETROS QUÍMICOS

AN

ÁL

ISIS

DE

AG

UA

TIP

O D

E M

UE

ST

RA

COMPRESIÓN

SIMPLE

(SUELO O ROCA)

CORTE DIRECTO

C.D.ESTADO

TRIAXIAL

C.U.

HIN

CH

AM

IEN

TO

LIB

RE

(%

)

GRANULOMETRÍA

DESCRIPCIÓN

EDÓMETRO

CB

R

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

O

FECHA

PETICIÓN

ENSAYOS

PR

OF

UN

DID

AD

FIN

AL

(m

)

PR

ES

IÓN

DE

HIN

CH

AM

IEN

TO

(kg

/cm

2)

SO

ND

EO

/ C

AL

ICA

TA

LÍMITES DE ATTERBERG

PR

OF

UN

DID

AD

INIC

IAL

(m

)

ARCILLA LIMOSA DE COLOR GRIS CON ALGO DE ARENA

ARENAS LIMOSAS DE GRANO FINO DE COLOR CAFÉ

ARCILLA ARENOSA DE COLOR GRIS

ARENAS LIMOSAS DE COLOR CAFÉ

ARCILLAS LIMOSAS DE COLOR VERDE

ARENA LIMOSA DE COLOR CAFÉ

ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ

ARENA LIMOSA DE COLOR CAFÉ

ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON ÓXIDOS DE

HIERRO

ARENA DE GRANO FINO CON BASTANTE ARCILLA-LIMOSA

GRIS

ARENAS LIMOSAS DE COLOR VERDE

ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ

LIMO ARENOSO AMARILLO SEMENTADO POR CARBONATOS

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 62

5 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES

A continuación se va a proceder a describir e interpretar los ensayos in situ y de

laboratorio realizados y usados en la caracterización geotécnica de los materiales

afectados por el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “El Cerro”.

5.1 Unidad Ngb1

Esta unidad aflora a lo largo de casi toda superficie de la parcela y por tanto constituirá

parte del apoyo para los distintos elementos que constituirán la Planta de tratamiento

(depósitos, edificios… etc.).

En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por una

secuencia de lodolitas, limolitas e intercalaciones de areniscas de cuarzo.

A efectos geotécnicos la unidad geológica Bayunca ha sido diferenciada según dos

grupos geotécnicos por su grado de alteración, establecidos de acuerdo

fundamentalmente a los valores obtenidos de los registros continuos de penetración de

los ensayos DPSH, verificado por los correspondientes ensayos SPT.

La unidad Ngb1 incluye los horizontes de alteración hasta profundidades entre 5-6 m

Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 15.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 63

Tabla 15 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb1 (Sondeos)

Tip

o

S1 (2013) 1,2 0,53 2,2 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 100 100 100 100 99,2 97,9 91,5 52,0 25,0 27,0 A-7-6 CH 0

S1 (2013) 3 4 4,5 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris clara 100 100 100 100 99,1 97,5 95,7 55,0 25,0 30,0 A-7-6 CH 0

S1 (2013) 4 5,55 6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris oscura 100 100 100 100 100,0 991,0 92,3 51,0 25,0 26,0 A-7-6 CH 0

S2 (2013) 1,2,3 0,45 4,11 Ngb1 Arcilla baja plasticidad parda 100 100 100 100 98,1 95,8 79,7 37,0 23,0 14,0 A-6 CL 0

S2 (2013) 4 5,55 6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda-gris 100 100 100 100 99,9 99,0 95 53,0 25,0 28,0 A-7-6 CH 0

S3 (2013) 1,2 0,5 2,3 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda oscura 100 100 100 100 99,9 99,4 95,5 52,0 25,0 27,0 A-7-6 CH 0

S3 (2013) 3 3,7 4,15 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda amarillenta 100 100 100 100 99,8 98,8 91,5 49,0 23,0 26,0 A-7-6 CL 0

S1 MI1 1,8 2,4 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,693 1,910 2,662 12,8 100 100 100 100 100,0 98,0 73,4 40,0 19,0 21,0 CU 87,49 20,54 0,0247 3,9 1706,4 A-7-5 CL 14

S1 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 1,559 1,957 2,656 25,5 100 100 100 100 100 100,0 99,5 60,0 28,0 33,0 241,6 A-7-6 CH 39

S2 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,616 1,820 2,659 12,6 100 100 100 100 100,0 96,0 67,8 29,0 18,0 11,0 CU 57,37 19,74 A-6 CL 5

S3 MI1 4,8 5,3 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,719 2,012 2,649 17,1 100 100 100 100 100 100,0 98,5 48,0 23,0 25,0 A-7-5 CL 28

S4 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,707 2,036 2,651 19,3 100 100 100 100 100 100,0 98,1 48,0 24,0 25,0 CU 162,5 14,01 398,5 A-7-5 CL 27

S4 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris 1,501 1,931 2,682 28,6 100 100 100 100 100 100 98,2 71,0 26,0 45,0 CD 113,7 14,26 281,5 A-7-5 CH 51

S4 MP1 5,5 5,8 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris 1,567 1,969 2,693 25,7 100 100 100 100 100 100,0 99,5 73,0 27,0 46,0 379,3 90 A-7-5 CH 54

S5 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 1,645 1,969 2,690 19,7 100 100 100 100 100,0 99,0 96,5 61,0 28,0 33,0 319,9 A-7-5 CH 38

S6 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,663 1,970 2,713 18,5 100 100 100 100 100,0 97,0 55,7 35,0 19,0 16,0 140,1 A-6 CL 6

S6 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,304 1,870 2,682 43,4 100 100 100 100 100,0 91,0 87 82,0 41,0 41,0 CD 46,5 15,91 117,2 112 A-7-6 MH 43

Nº DE DATOS 10 10 10 10 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 3 3 7 0 2 2 1 1 1 2

VALOR MAX 1,72 2,04 2,71 43,40 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 991,00 99,50 82,00 41,00 46,00 162,50 15,91 398,50 87,49 20,54 0,02 3,90 1706,40 112,00

VALOR MIN 1,30 1,82 2,65 12,60 100,00 100,00 100,00 100,00 98,10 91,00 55,70 29,00 18,00 11,00 46,50 14,01 117,20 57,37 19,74 0,02 3,90 1706,40 90,00

MEDIA 1,60 1,94 2,67 22,32 100,00 100,00 100,00 100,00 99,76 150,61 89,14 52,71 24,94 27,88 107,57 14,73 268,30 72,43 20,14 0,02 3,90 1706,40 101,00

MEDIANA 1,60 1,94 2,67 22,32 100,00 100,00 100,00 100,00 99,76 150,61 89,14 52,71 24,94 27,88 107,57 14,73 268,30 72,43 20,14 0,02 3,90 1706,40 101,00

DESVIACIÓN TÍPICA 0,12 0,06 0,02 8,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 210,11 12,30 13,45 4,93 9,52 47,55 0,84 101,48 15,06 0,40 0,00 0,00 0,00 11,00

INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA

PLASTICIDAD CORTE DIRECTO RESISTENCIA

Límites de Atterberg Tipo de corte TotalesCompresión

Simple

Triaxial

Efectivas

Descripción Litológica

D.S

ec. (k

N/m

3)

D.A

pa. (k

N/m

³)

Peso

esp

. P

art

.

lid

as(k

N/m

³)

Hu

med

ad

(%

)

# 6

3m

m

EXPANSIVIDAD CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Pre

sió

n d

e h

inch

am

ien

to

(Kp

a)

AS

ST

HO

U.S

.C.S

IG

ID S

on

deo

/Cata

Tip

o

Z in

icio

(m

)

Z f

in (

m)

ID G

rup

o

L.L

.

L.P

.

I.P

.

Tip

o

# 5

0m

m

# 2

0m

m

# 5

mm

# 2

mm

# 0

,4m

m

# 0

,0740m

m

Tip

o**

C (

kP

a)

Fri

c. (º

)

C (

kP

a)

Fri

c. (º

)

sc (

kP

a)

M.O

. (%

)

CaC

O3 (

%)

(S

O4)

(mg

/Kg

)

PARAMETROS QUÍMICOS

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 64

Tabla 16 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb1 (Apiques mecánicos)

A-1 M.A. 1,2 1,4 Arcilla baja plasticidad café 1,623 1,883 2,637 16,0 100 100 100 100 100 96,0 93,1 62,0 17,0 45,0 2,9 1,5 17,8 15,2 0,4487 3,9 1605,7 A-7-5 CH 45

A-2 M.A. 1,8 2 Arcilla alta plasticidad café 1,525 1,901 2,653 24,6 100 100 100 100 100 100 96,6 61,0 24,0 37,0 2,7 0,7 18,19 15,3 0,0487 3,9 91,5 A-7-5 CH 40

A-3 M.A. 1,8 2 Arcilla baja plasticidad café 1,611 1,880 2,612 16,7 100 100 100 100 100 99,0 52 32,0 17,0 15,0 A-6 CL 5

A-5 M.A. 0,9 1,1 Arcilla baja plasticidad café 1,675 1,975 2,628 17,9 100 100 100 100 100 97,0 64,1 39,0 17,0 22,0 A-6 CL 11

A-6 M.A. 0,9 1,1 Arcilla alta plasticidad café 1,464 1,772 2,692 21,0 100 100 100 100 100 99,0 97,2 61,0 22,0 39,0 3,8 2,6 18,11 15 A-7-5 CH 43

A-7 M.A. 1,75 2 Arcilla baja plasticidad café 1,514 1,767 2,673 19,7 100 100 100 100 100 99,0 93,3 37,0 18,0 19,0 3,4 1,2 18,49 10,9 0,0693 17,97 107,8 A-7-5 CL 18

A-8 M.A. 1,2 1,4 Arcilla baja plasticidad café 1,630 1,902 2,685 20,5 100 100 100 100 100 99,0 90,9 47,0 20,0 27,0 A-7-5 CL 26

A-9 M.A. 2,8 3 Arcilla alta plasticidad café 1,506 1,747 2,658 29,4 100 100 100 100 100 92,0 84 68,0 28,0 40,0 A-7-5 CH 38

A-10 M.A. 2,8 3 Arcilla limosa café 1,665 1,963 2,572 15,9 100 100 92 76,0 73,0 61,0 16,6 X A-2-4 SM 0

A-11 M.A. 1,8 2 Arcilla baja plasticidad café 1,367 1,612 2,619 13,6 100 100 100 100 100 95,0 81,5 47,0 20,0 27,0 2,4 0,7 18,66 11,5 A-7-5 CL 22

A-12 M.A. 2 2,2 Arcilla baja plasticidad café 1,423 1,656 2,633 16,3 100 100 100 100 100 98,0 94,3 48,0 24,0 24,0 3,6 1,1 18,63 11,6 0,8637 3,9 115,5 A-7-5 CL 22

11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 0,00 10,00 10,00 10,00 6,00 6,00 6,00 6,00 4,00 4,00 4,00 0,00 0,00 11,00

1,68 1,98 2,69 29,40 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 97,20 0,00 68,00 28,00 45,00 3,80 2,60 18,66 15,30 0,86 17,97 1605,70 0,00 0,00 45,00

1,37 1,61 2,57 13,60 100,00 100,00 92,00 76,00 73,00 61,00 16,60 0,00 32,00 17,00 15,00 2,40 0,70 17,80 10,90 0,05 3,90 91,50 0,00 0,00 0,00

1,55 1,82 2,64 19,24 100,00 100,00 99,27 97,82 97,55 94,09 78,51 50,20 20,70 29,50 3,13 1,30 18,31 13,25 0,36 7,42 480,13 24,55

1,53 1,88 2,64 17,90 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,00 90,90 47,50 20,00 27,00 3,15 1,15 18,34 13,30 0,26 3,90 111,65 22,00

2,44 2,37 2,16 5,41 22,98 22,98 22,84 23,58 23,87 24,61 31,87 16,39 4,84 11,51 1,05 1,62 3,90 2,96 1,32 6,35 689,27 16,01DESVIACIÓN TÍPICA

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Nº DE DATOS

VALOR MAX

VALOR MIN

MEDIA

MEDIANA

AS

ST

HO

U.S

.C.S

IG

% H

inch

a.

D.M

ax (

kP

a)

Ho

pt

(%)

L.L

.

L.P

.

I.P

.

CB

R a

l 95%

# 2

0m

m

# 5

mm

# 2

mm

# 0

,4m

m

# 0

,0740m

m

No

plá

st.

D.S

ec. (k

N/m

3)

D.A

pa. (k

N/m

³)

Peso

esp

. P

art

. S

ólid

as(k

N/m

³)

Hu

med

ad

(%

)

# 6

3m

m

# 5

0m

m

Límites de Atterberg

ID S

on

deo

/Cata

Tip

o

Z in

icio

(m

)

Z f

in (

m)

Descripción Litológica

PARAMETROS QUÍMICOS

M.O

. (%

)

CaC

O3 (

%)

(S

O4)

(mg

/Kg

)

INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS Granulometrias

PLASTICIDAD

C.B.R. PROCTOR MODIFICADO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 65

Clasificación de las muestras

Las muestras han sido clasificadas como CH y CL según Casagrande (arcillas de alta y

baja plasticidad respectivamente). Exceptuando dos muestras que se clasifican como SM

y MH. La muestra clasificada como SM podría ser procedente del aluvial, debido a su

localización.

Propiedades físicas

El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de las muestras de los sondeos oscilan

entre 55,70 y 99,50%, tomando valores medios de 89,14%, superior al 50 %, lo que

indica que se trata de un material de comportamiento cohesivo.

La plasticidad es elevada, oscilando entre 29 % y 82 % para el límite líquido y 27,88%

como valor medio del índice de plasticidad en las muestras inalteradas de los sondeos.

Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.

La densidad seca es reducida, oscilando entre 13 y 17 kN/m3 y la humedad varía entre

12,60 y 43,40 %, tomando valores medios de 16 kN/m3 y 22 % respectivamente. Estos

valores son coherentes con la naturaleza arcillosa de baja consistencia del material. La

densidad natural toma un valor medio de 19,5 kN/m3.

Ensayos químicos

Se han hecho ensayos para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. Los

resultados obtenidos oscilan entre 3,90 y 17,97 % con un valor medio inferior a 4 % en

muestras inalteradas y un valor medio de 7% en muestras alteradas.

Por otro lado se han realizado ensayos para conocer el porcentaje de materia orgánica

presente en la unidad. El valor medio de muestras inalteradas es de 0,02 % y 0,36 % en

muestras alteradas.

Propiedades de resistencia

Para tener una idea de la resistencia de esta unidad se dispone de los ensayos de

resistencia a compresión simple realizados sobre las muestras extraídas en sondeos y

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 66

los golpeos de los SPT y el tomamuestras. A continuación se adjunta un resumen con

dichos golpeos:

Sondeo nº Tipo ensayo Profundidad

Tramo (cm) N15 N30 Inicio Fin

S-1 M.I.-1 1,80 2,40 60 15 22 31 33 53

S-1 S.P.T.-1 5,00 5,60 60 5 6 16 2 22

S-1 M.I.-2 6,00 6,60 60 11 17 23 31 40

S-2 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 3 3 7 11 10

S-2 M.I.-1 3,00 3,57 57 27 45 48 R 93

S-2 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 10 10 10 13 20

S-3 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 5 10 7 8 17

S-3 M.I.-1 4,80 5,37 57 11 34 39 R 73

S-4 M.I.-1 3,00 3,60 60 8 15 23 3 38

S-4 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 5 7 9 10 16

S-4 M.P.-1 5,50 5,80 30

S-4 M.I.-2 6,00 6,60 60 10 15 18 25 33

S-5 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 8 11 5 22 16

S-5 M.I.-1 3,00 3,60 60 15 19 25 43 44

S-5 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 6 6 9 9 15

S-6 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 9 12 14 19 26

S-6 M.I.-1 3,00 3,60 60 3 13 19 30 32

S-6 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 8 10 9 10 19

S-6 M.I.-2 6,00 6,60 60 8 16 22 25 38

Tabla 17 Unidad Ngb1: golpes de los SPT y MI

Tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras son bastante

homogéneos; los SPT varían entre 10 y 26 golpes (18 golpes de media), y los golpeos de

los tomamuestras oscilan entre 32 y 93 golpes (valor promedio de 49 golpes).

La Figura 20 muestra los golpeos en función de la profundidad donde se puede observar

que el valor medio, es representativo.

Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha

empleado la correlación habitualmente utilizada:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 67

SPTIM NN 25.1..

La unidad se caracteriza por unos golpeos homogéneos, su valor de NSPT más

representativo se sitúa en torno a 20.

Figura 20 Representación de Golpeos SPT y MI en función de la profundidad

La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:

Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión

simple del nivel se encuentra en torno a 225 kPa.

8

SPTu

Nq

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 68

Figura 21 Resistencia a compresión simple vs Profundidad

Los ensayos de resistencia a la compresión simple varían entre 117,2 y 397 kPa. Como

se muestra en la Figura 21, todos estos valores son coherentes con los obtenidos a partir

de los golpeos y muestran una gran concordancia.

Se ha representado en la Figura 22, los valores de los golpeos N30 procedente de las

muestras inalteradas (MI/2) frente a las resistencias a compresión simple obtenidas en

las muestras inalteradas.

Los valores de resistencia se han obtenido principalmente de las muestras que se

caracterizan por un golpeo de 20, correspondiente al nivel de apoyo de las

cimentaciones, por tanto no va asociado de manera general un golpeo alto a una

resistencia alta.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 69

Figura 22 Golpeos MI/2 vs Resistencia a compresión simple

Se tienen tres ensayos de corte directo, dos de ellos de tipo CD y uno CU, cuyos

resultados en tensiones efectivas se pueden ver a continuación:

Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C’(kPa) ´

S4 MI1 3 3,6 CU 162,5 14,01

S4 MI2 6 6,6 CD 113,7 14,26

S6 MI2 6 6,6 CD 46,5 15,91

Tabla 18 Ensayos de Corte Directo

Los valores medios de fricción son valores en torno a 15º para el ángulo de rozamiento

interno y de 100 kPa para la cohesión. Estos valores de fricción resultan muy bajos y

excesivamente altos los valores de cohesión, si se comparan con el resto de las

características de esta unidad.

Se tienen dos ensayos triaxiales, de tipo CU, cuyos resultados en tensiones efectivas se

pueden ver a continuación:

Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C´(kPa) ´

S1 MI1 1,8 2,4 CU 87,49 20,54

S2 MI1 3 3,6 CU 57,37 19,74

Tabla 19 Ensayos Triaxiales

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 70

Los valores obtenidos de ángulo de fricción son valores en torno a 15º y de 100 kPa para

la cohesión. Son valores poco consonantes con el resto de las características de esta

unidad.

Por tanto se han tomado unos valores de cálculo de cohesión efectiva de 20 kPa y un

ángulo de fricción de 25º.

El valor del ángulo de fricción se ha estimado teniendo en cuenta el valor de IP , según

Jiménez Salas y Justo Alpañes, de acuerdo a la siguiente formulación para suelos

cohesivos.

∅ = 34,9 − 0.338 𝐼𝑃

El índice de plasticidad para estos suelos cohesivos es de 29,5.

El valor de la cohesión efectiva (20 kPa) se considera un valor conservador teniendo en

cuenta que se trata de materiales cohesivos, no obstante se ha tomado el valor de 20

kPa según Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables,2007.

Se han realizado edómetros, cuyos módulos de deformación resultan excesivamente

bajos, por lo que se han descartado para la caracterización, ya que no se consideran

representativos del material, Tabla 20.

Sondeo Prof (m) Poisson e0 Cc 10% CC Cr Em (kp/cm2) E(MPa)

S1 6 0,3 0,672 0,151 0,015 0,029 73,92 7,24416

S3 7,5 0,3 0,623 0,144 0,014 0,027 75,24 7,37352

S4 6 0,3 0,429 0,134 0,013 0,026 86,13 8,44074

S5 3 0,3 0,647 0,152 0,015 0,03 154,66 15,15668

Tabla 20 Ensayos Edométricos

Además, sobre esos niveles arcillosos bajos y medios se han realizado ensayos

presiométricos, para caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se

adjunta un resumen de dichos ensayos:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 71

Sondeo Profundidad

inicial(m) Profundidad

final(m)

Presión Límite

Módulo presiométrico

EP/ PLM

Módulo Edométrico

Módulo elastico

equivalente

Coeficiente de

Poisson (Asignado)

PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ

S-1 5,50 6,00 1,60 25,68 16 0,67 38 28 0,3

S-1 10,00 10,50 2,05 33,99 17 0,67 51 38 0,3

S-2 8,50 9,00 1,90 32,75 17 0,67 49 36 0,3

S-3 2,50 3,00 106,89 0,67 160 119 0,3

S-5 9,00 9,50 3,60 35,20 10 0,67 53 39 0,3

S-6 11,50 12,00 1,50 8,31 6 0,67 12 9 0,3

Máximo 3,60 106,89 17,24 0,67 159,54 118,51 0,30

Mínimo 1,50 8,31 5,54 0,67 12,40 9,21 0,30

Media 2,13 40,47 13,04 0,67 60,40 44,87 0,30

Mediana 1,90 33,37 16,05 0,67 49,81 37,00 0,30

Número de ensayos 5,00 6,00 5,00 6,00 6,00 6,00 6,00

Desv típica 0,85 34,04 5,15 0,00 50,81 37,74 0,00

Tabla 21 ensayos presiométricos

La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad de los ensayos de manera general

pues en una perforación donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser

inferior a 5.

Existe un ensayo realizado en el sondeo 6 a 11,50 m donde se han registrado unos

valores anómalos para esta unidad y cuya relación presiométrica es 6, muy cercana a 5,

lo que hace pensar que el ensayo ha sido alterado no ofreciendo credibilidad a sus

resultados.

El resto de ensayos han registrado valores del módulo presiométrico como de presión

límite nada despreciables. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas en las

Tabla 22 y Tabla 23, se corresponderían con una arcilla de consistencia firme.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 72

Tabla 22 Valores indicativos de EP y PL para distintos tipos de suelos basados en ensayos empíricos

(Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)

Tabla 23 Valores típico aproximados de Presión Límite y Módulo Presiométrico para arenas y arcillas. (J.M. Briaud,

1992). (Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)

El valor de la relación presiométrica (EP/PL = 13,04) también indica que se trata de una

arcilla de consistencia firme.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 73

Tipo de Terreno Em /PL

Arena Floja 4-7

Arena de compacidad media densa 7-10

Arcilla blanda saturada (fango) 8-10

Arcilla de consistencia blanda a firme 8-10

Arcilla de consistencia firme a muy firme 10-20

Loess 12-15

Roca fracturada 8-40

Tabla 24 Valores típicos de la relación EP/PL en función del tipo de terreno. B.G: Clarke, 1995

(Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)

Tabla 25 Valores típicos de la relación EP/PL

De acuerdo con los ensayos presiómetricos que han registrados presiones limite y

módulos presiométricos en torno a 2 MPa de PL y 30 MPa de EP respectivamente se

corresponden con una arcilla de consistencia firme.

A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una

consistencia firme y normalmente consolidada.

Resumen de parámetros adoptados

A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes

parámetros geotécnicos:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 74

UNIDAD Ngb1

DENSIDAD ( kN/m3)

SECA 16

APARENTE 19

C´(kPa) 20

25

Cu(kPa) 100

E(MPa) 40

Tabla 26 Resumen de parámetros adoptados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 75

5.2 Unidad Ngb2

Como se ha indicado anteriormente, la unidad geológica Bayunca se ha subdividido en

dos unidades geotécnicas por su grado de alteración, siendo la unidad Ngb2 la

correspondiente al sustrato firme no alterado. Esta unidad constituye el sustrato de casi

toda la superficie de la parcela y por tanto constituirá el terreno de apoyo para los

distintos elementos que conformarán la Planta de Tratamiento (depósitos, edificios…

etc.).

En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por una

secuencia de lodolitas en capas delgadas y medias, con intercalaciones de limolitas

grises en capas delgadas. Son frecuentes capas de areniscas con cemento calcáreo y

gran contenido de conchas de moluscos y restos de plantas. En toda la secuencia es

común encontrar yeso en láminas que rellenan fracturas con disposición estratiforme.

Los niveles del sustrato Ngb2 de la unidad Bayunca, suelen aparecer a profundidades

entre 5-6 m.

Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 27:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 76

Tabla 27 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb2

Tip

o**

S1 MI3 15 15,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,653 2,002 2,712 21,1 100 100 100 100 100 100 100 57,0 26,0 33,0 1,912 3,9 1197,9 50 A-7-5 CH 38

S2 MI2 6 6,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,668 2,003 2,674 20,1 100 100 100 100 100,0 98,0 86,4 57,0 24,0 33,0 A-7-5 CH 31

S2 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad café 1,600 1,995 2,702 24,7 100 100 100 100 100 100,0 99,8 62,0 28,0 34,0 478,3 1,2 A-7-5 CH 40

S2 MI4 15 15,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,392 1,783 2,701 28,1 100 100 100 100 100,0 97,0 91,7 47,0 21,0 26,0 CU 94,07 20,65 39 A-7-5 CL 26

S3 MI2 7,5 8,1 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,578 1,930 2,693 22,3 100 100 100 100 100 100 100 70,0 26,0 44,0 0,95 A-7-5 CH 51

S3 MI3 10,5 11,1 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,591 1,981 2,679 24,5 100 100 100 100 100 100,0 99,1 70,0 26,0 44,0 260 A-7-5 CH 51

S3 MI4 12 12,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,753 2,019 2,688 15,2 100 100 100 100 100 100,0 80,6 46,0 21,0 25,0 323,3 A-7-5 CL 21

S4 MI3 9 9,6 Ngb2 Arema arcillosa café 1,595 1,963 2,577 23,0 100 100 100 100 100,0 99,0 49,7 34,0 18,0 16,0 58,9 A-6 SC 4

S4 MP2 11 11,4 Ngb2 Arcilla baja plasticidad gris 1,692 2,001 2,670 18,3 100 100 100 100 100 100,0 66,1 32,0 24,0 8,0 181,5 0,7 A-4 CL 4

S4 MP3 15,1 15,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad gris 1,652 2,008 2,687 21,5 100 100 100 100 100 100,0 79,9 40,0 21,0 19,0 CD 115,3 15,92 A-6 CL 15

S4 MP4 18,2 18,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,605 1,972 2,656 22,9 100 100 100 100 100 100,0 98,9 60,0 25,0 35,0 409,1 A-7-5 CH 40

S4 MP5 22,5 22,8 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,661 2,017 2,709 21,4 100 100 100 100 100 100,0 98,2 57,0 25,0 32,0 378,7 CU 132,13 19,16 44 A-7-5 CH 37

S5 MI2 6 6,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad café 1,456 1,932 2,663 32,7 100 100 100 100 100 100,0 99 71,0 27,0 44,0 299,2 CU 115,44 18,89 A-7-6 CH 51

S5 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 2,149* 2,447* 2,676 13,9 100 100 88 73,0 67,0 59,0 52,2 25,0 13,0 12,0 0,1 A-6 CL 3

S5 MP1 16,4 16,8 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,719 2,010 2,682 17,0 100 100 100 100 100,0 99,0 78,9 29,0 18,0 11,0 165,9 A-6 CL 7

S6 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,504 1,914 2,691 27,2 100 100 100 100 100,0 99,0 95,8 58,0 24,0 34,0 A-7-5 CH 37

S6 MP1 14,5 15 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,787 2,102 2,598 17,7 100 100 100 100 100,0 99,0 94,5 60,0 26,0 34,0 510,4 0,55 A-7-5 CH 37

Nº DE DATOS 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 1 1 10 0 3 3 1 1 1 3 5

VALOR MAX 1,79 2,10 2,71 32,70 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 71,00 28,00 44,00 115,30 15,92 510,40 132,13 20,65 1,91 3,90 1197,90 50,00 1,20

VALOR MIN 1,39 1,78 2,58 13,90 100,00 100,00 88,00 73,00 67,00 59,00 49,70 25,00 13,00 8,00 115,30 15,92 58,90 94,07 18,89 1,91 3,90 1197,90 39,00 0,10

MEDIA 1,62 1,98 2,67 21,86 100,00 100,00 99,29 98,41 98,06 97,06 86,52 51,47 23,12 28,47 115,30 15,92 306,53 113,88 19,57 1,91 3,90 1197,90 44,33 0,70

MEDIANA 1,62 1,98 2,67 21,86 100,00 100,00 99,29 98,41 98,06 97,06 86,52 51,47 23,12 28,47 115,30 15,92 306,53 113,88 19,57 1,91 3,90 1197,90 44,33 0,70

DESVIACIÓN TÍPICA 0,10 0,07 0,04 4,65 0,00 0,00 2,82 6,35 7,76 9,55 16,10 14,41 3,83 11,30 0,00 0,00 136,39 15,58 0,77 0,00 0,00 0,00 4,50 0,37

INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA

CORTE DIRECTO RESISTENCIA

Tipo de corte TotalesCompresión

Simple

Triaxial

Efectivas

Descripción Litológica

D.S

ec. (k

N/m

3)

D.A

pa. (k

N/m

³)

Peso

esp

. P

art

.

lid

as(k

N/m

³)

Hu

med

ad

(%

)

# 6

3m

m

EXPANSIVIDAD CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Pre

sió

n d

e h

inch

am

ien

to

(Kp

a)

H. L

IBR

E (

%)

AS

ST

HO

U.S

.C.S

IG

ID S

on

deo

/Cata

Tip

o

Z in

icio

(m

)

Z f

in (

m)

ID G

rup

o

L.L

.

L.P

.

I.P

.

Tip

o

# 5

0m

m

# 2

0m

m

# 5

mm

# 2

mm

# 0

,4m

m

# 0

,0740m

m

Tip

o**

C (

kP

a)

Fri

c. (º

)

C (

kP

a)

Fri

c. (º

)

sc (

kP

a)

M.O

. (%

)

CaC

O3 (

%)

(S

O4)

(mg

/Kg

)

PARAMETROS QUÍMICOS

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 77

Clasificación de las muestras

Las muestras han sido clasificadas como CH y CL según Casagrande (arcillas de alta y

baja plasticidad respectivamente). Exceptuando una muestra que se ha clasificado como

SC, arena arcillosa.

Propiedades físicas

El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de las muestras de los sondeos oscilan

entre 49,7 y 100%, tomando valores medios de 86,52%, superior al 50 %, lo que indica

que se trata de un material de comportamiento cohesivo.

La plasticidad es elevada, oscilando entre 25 y 71 % para el límite líquido y 28,47% como

valor medio del índice de plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.

La densidad seca es reducida, oscilando entre 13,9 y 17,9 kN/m3 y la humedad varía

entre 13,90 y 32,70 %, tomando valores medios de 16 kN/m3 y 22 % respectivamente.

Estos valores son coherentes con la naturaleza arcillosa de baja consistencia del

material. La densidad natural toma un valor medio de 19,8 kN/m3.

Ensayos químicos

Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El

resultado obtenido es de 3,90 %.

Por otro lado se ha realizado un ensayo para conocer el porcentaje de materia orgánica

presente en la unidad, con un valor de 1,91 %.

Propiedades de resistencia

Para tener una idea de la resistencia de esta unidad se dispone de los ensayos de

resistencia a compresión simple realizados sobre las muestras extraídas en sondeos y

los golpeos de los SPT y tomamuestras. A continuación se adjunta un resumen con

dichos golpeos:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 78

Sondeo nº Tipo

ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 Inicio Fin

S-1 S.P.T.-2 7,50 8,10 60 5 10 14 19 24

S-1 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 5 10 12 17 22

S-1 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 9 12 17 14 29

S-1 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 7 14 19 27 33

S-1 M.I.-3 15,00 15,60 60 16 22 35 40 57

S-2 M.I.-2 6,00 6,38 38 22 40 R R

S-2 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 13 18 21 28 39

S-2 M.I.-3 9,00 9,60 60 13 24 35 46 59

S-2 S.P.T.-4 10,50 10,83 33 7 22 R R

S-2 S.P.T.-5 12,00 12,60 60 20 42 34 36 76

S-2 S.P.T.-6 13,50 14,10 60 8 11 14 22 25

S-2 M.I.-4 15,00 15,60 60 11 22 35 46 57

S-3 S.P.T.-2 6,00 6,60 60 7 14 19 25 33

S-3 M.I.-2 7,50 8,10 60 13 23 31 49 54

S-3 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 8 13 19 24 32

S-3 M.I.-3 10,50 11,10 60 19 23 30 49 53

S-3 M.I.-4 12,00 12,40 40 24 37 R R

S-3 S.P.T.-4 13,50 14,10 60 12 17 24 31 41

S-4 S.P.T.-3 7,50 8,08 58 12 35 38 R 73

S-4 M.I.-3 9,00 9,38 38 18 27 R R

S-4 M.P.-2 11,00 11,40 40

S-4 S.P.T.-4 12,00 12,60 60 15 22 38 42 60

S-4 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 19 30 34 34 64

S-4 M.P.-3 15,10 15,60 50

S-4 S.P.T.-6 16,50 16,91 41 22 43 R R

S-4 M.P.-4 18,20 18,60 40

S-4 S.P.T.-7 19,50 20,10 60 15 29 38 49 67

S-4 S.P.T.-8 21,00 21,38 38 19 50 R R

S-4 M.P.-5 22,50 22,80 30

S-4 S.P.T.-9 24,00 24,15 15 21 R R

S-5 M.I.-2 6,00 6,60 60 2 3 7 14 10

S-5 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 4 8 11 15 19

S-5 M.I.-3 9,00 9,43 43 6 5 R R

S-5 S.P.T.-4 12,00 12,41 41 12 27 R R

S-5 S.P.T.-5 15,00 15,20 20 25 R R

S-5 M.P.-1 16,40 16,80 40

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 79

Sondeo nº Tipo ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30

S-5 S.P.T.-6 19,50 19,79 29 28 R R

S-6 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 14 16 15 19 31

S-6 M.I.-3 9,00 9,60 60 47 50 R R

S-6 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 15 16 16 18 32

S-6 M.P.-1 14,50 15,00 50

Tabla 28 Unidad Ngb2: golpes de los SPT y MI

Tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras son bastante

homogéneos; los SPT varían entre 9 y 100 golpes (49 golpes de media), y los golpeos de

los tomamuestras oscilan entre 10 y 100 golpes, con un valor promedio de 73 golpes.

La Figura 23 muestra los golpeos en función de la profundidad donde se muestra que el

valor medio, es representativo.

Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha

empleado la correlación habitualmente utilizada:

SPTIM NN 25.1..

A partir de los 6-8 m de profundidad, el rango de golpeos se encuentra entre los 25 y 100,

estando su media más representativa entre los 30-50 golpeos.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 80

Figura 23 Representación de Golpeos SPT y MI en función de la profundidad

La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:

Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión

simple del nivel a partir de los 6-8 m se estima una resistencia en torno a los 375 kPa, en

función del valor de SPT representativo más bajo (30).

Los ensayos de resistencia a compresión simple varían entre 58 y 510,40 kPa. Como se

muestra en la Figura 24, todos estos valores son coherentes con los obtenidos a partir de

los golpeos y muestran una gran concordancia.

8

SPTu

Nq

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 81

Figura 24 Resistencia a compresión simple vs Profundidad

Se ha representado en la Figura 25, los valores de los golpeos N30 procedente de las

muestras inalteradas (MI/2) frente a las resistencias a compresión simple obtenidas en

las muestras inalteradas. Los valores de resistencia se han obtenido principalmente de

las muestras que se caracterizan por un golpeo de 50, correspondiente al nivel de apoyo

de las cimentaciones, por tanto va asociado de manera general, un golpeo alto a una

resistencia alta.

Figura 25 Golpeos MI/2 vs Resistencia a compresión simple

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 82

Se tiene un ensayo de corte directo, de tipo CD, cuyos resultados en tensiones efectivas

se pueden ver a continuación:

Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C(kPa)

S4 MP3 15,1 15,6 CD 115,3 15,92

Tabla 29 Ensayos de Corte Directo

Los valores medios de fricción se situan en torno a 15º para el ángulo de rozamiento

interno y de 100 kPa para la cohesión. Son valores bajos de fricción y excesivamente

altos para la cohesión respecto con el resto de las características de esta unidad.

Se tiene tres ensayos triaxiales, de tipo CU, cuyos resultados en tensiones efectivas se

pueden ver a continuación:

Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C(kPa)

S2 MI4 15 15,6 CU 94,07 20,65

S4 MP5 22,5 22,8 CU 132,13 19,16

S5 MI2 6 6,6 CU 115,44 18,89

Tabla 30 Ensayos triaxiales

Los valores medios de fricción se situan en torno a 19º para el ángulo de rozamiento

interno y de 100 kPa para la cohesión. Son valores bajos de fricción y excesivamente

altos para la cohesión respecto con el resto de las características de esta unidad.

Por tanto, para los cálculos se han tomado unos valores medios de cohesión efectiva de

20 kPa y un ángulo de fricción de 25º, más característicos de este tipo de materiales.

El valor del ángulo de fricción se ha estimado teniendo en cuenta el valor de IP, según

Jiménez Salas y Justo Alpañes, de acuerdo a la siguiente formulación para suelos

cohesivos.

∅ = 34,9 − 0.338 𝐼𝑃

El índice de plasticidad para estos suelos cohesivos es de 28,5.

El valor de la cohesión efectiva se considera un valor conservador teniendo en cuenta

que se trata de materiales cohesivos, no obstante se ha tomado el valor de 20 kPa según

Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables,2007.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 83

Además, sobre esos niveles arcillosos se han realizado ensayos presiométricos, para

caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de

dicho ensayo:

Sondeo Profundidad

inicial(m) Profundidad

final(m)

Presión de

Fluencia

Presión Límite

Módulo presiométrico

EP/ PLM a

Módulo Edométrico

Módulo elastico

equivalente

Coeficiente de

Poisson (Asignado)

PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ

S-2 13,50 14,00 1,19 2,50 62,31 25 0,67 93 69 0,3

S-3 14,50 15,00 1,46 5,10 102,02 20 0,67 152 113 0,3

S-4 8,50 9,00 3,15 5,70 77,61 14 0,50 155 115 0,3

S-4 24,50 25,00 4,39 16,00 105,51 7 0,67 157 117 0,3

S-5 13,00 13,50 3,37 10,00 95,21 10 0,67 142 106 0,3

Máximo 4,39 16,00 105,51 24,92 0,67 157,48 116,98 0,30

Mínimo 1,19 2,50 62,31 6,59 0,50 93,00 69,09 0,30

Media 2,71 7,86 88,53 14,93 0,64 140,01 104,01 0,30

Mediana 3,15 5,70 95,21 13,62 0,67 152,27 113,11 0,30

Número de ensayos 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00

Desv típica 1,35 5,29 18,18 7,52 0,08 26,93 20,01 0,00

Tabla 31 Ensayos presiométricos

La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad de los ensayos de manera general

pues en una perforación donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser

inferior a 5.

Los ensayos realizados han registrado una relación presiométrica superior a 5, ofreciendo

credibilidad a sus resultados.

El valor medio de la relación presiométrica (EP/PL = 14,93) también indica que se trata de

una arcilla de consistencia firme a muy firme.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 84

Los ensayos han registrado valores del módulo presiométrico como de presión límite

nada despreciables. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas

anteriormente (Tabla 22-Tabla 25), se corresponderían con una arcilla sobreconsolidada.

De acuerdo a los ensayos a partir de los 6-8 m de profundidad el material se caracteriza

por una presión límite entre 5-16 MPa y un módulo presiométrico entre 62 y 105.

A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una

consistencia firme a muy firme y está sobreconsolidado.

Resumen de parámetros adoptados

A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes

parámetros geotécnicos:

UNIDAD

DENSIDAD ( kN/m3)

SECA 16

APARENTE 20

C´(kPa) 20

25

Cu(kPa) 150

E(MPa) 100

Tabla 32 Resumen de parámetros adoptados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 85

5.3 Unidad Qpp1

La formación La Popa aparece suprayacente a la formación Bayunca descrita en el

apartado anterior y formada por depósitos de génesis más litoral.

En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por niveles

mayoritarios de arcillas y arenas limosas de grano fino con diverso grado de

cementación.

A efectos geotécnicos la unidad geológica La Popa ha sido diferenciada según dos

grupos geotécnicos por su grado de alteración, establecidos de acuerdo

fundamentalmente a los valores obtenidos de los registros continuos de penetración de

los ensayos DPSH, verificado por los correspondientes ensayos SPT.

La unidad Qpp1 incluye los horizontes de alteración hasta profundidades de 6 m

Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 33.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 86

Tabla 33 Ensayos de laboratorio para la unidad Qpp1

A-13 M.A. 1,2 1,4 Qpp Grava arcillosa habano claro 2,558 5,2 74 65 55 38,0 33,0 28,0 22,8 26,0 18,0 8,0 37,0 0,7 19,83 8,1 0,2564 85,75 79 A-2-4 GC 0

A-14 M.A. 1,2 1,4 Qpp Arcilla baja plasticidad café 1,685 1,984 2,642 100 100 100 100 100 99,0 84,3 47,0 21,0 26,0 2,4 1,9 18,69 11,7 A-7-5 CL 23

CLASIFICACIÓN DE SUELOSPROCTOR MODIFICADOINFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS Identificacion Granulometrias

PLASTICIDAD

C.B.R.

M.O

. (%

)

CaC

O3 (

%)

(S

O4)

(mg

/Kg

)

PARAMETROS QUÍMICOS

Límites de Atterberg

ID S

on

deo

/Cata

Tip

o

Z in

icio

(m

)

Z f

in (

m)

ID G

rup

o

Descripción Litológica

D.S

ec. (k

N/m

3)

D.A

pa. (k

N/m

³)

Peso

esp

. P

art

. S

ólid

as(k

N/m

³)

Hu

med

ad

(%

)

# 6

3m

m

# 5

0m

m

# 2

0m

m

# 5

mm

# 2

mm

# 0

,4m

m

# 0

,0740m

m

L.L

.

L.P

.

I.P

.

CB

R a

l 95%

AS

ST

HO

U.S

.C.S

IG

% H

inch

a.

D.M

ax (

kP

a)

Ho

pt

(%)

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 87

Clasificación de las muestras

Se han realizado dos ensayos cuyas muestras han sido clasificadas como CL según

Casagrande (arcillas de baja plasticidad ) y GC ( Gravas arcillosas).

Debido a que solo se dispone de dos muestras se considera más representativo la

muestra clasificada como CL.

Propiedades físicas

El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de la muestra arcillosa supera el 84%,

superior al 50 %, lo que indica que se trata de un material de comportamiento cohesivo.

La plasticidad es elevada, 42,6 % para el límite líquido y 26% como valor medio del índice

de plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.

La densidad seca es reducida, 16,9 kN/m3. Estos valores son coherentes con la

naturaleza arcillosa de baja consistencia del material. La densidad natural toma un valor

medio de 19,8 kN/m3.

Ensayos químicos

Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El

resultado obtenido es de 84,75 %.

Por otro lado se ha realizado un ensayo para conocer el porcentaje de materia orgánica

presente en la unidad, cuyo valor ha resultado de 0,25 % .

Propiedades de resistencia

Para tener una idea de la resistencia de esta unidad, se adjunta un resumen con dichos

golpeos:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 88

Sondeo nº Tipo

ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 Inicio Fin

S-8 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 21 21 21 36 42

S-8 S.P.T.-2 3,00 3,40 40 13 27 R R

S-8 S.P.T.-3 4,50 4,54 4 R R

S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R

Tabla 34 Unidad Qpp1: golpes de los SPT y MI

Los valores NSPT obtenidos para esta unidad,Qpp1 son bastante homogéneos en torno al

rechazo con un valor de 42.

La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:

Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión

simple del nivel más superficial, hasta unos 6m se sitúa en torno a 525 kPa. Para la

correlación se usado el valor más bajo obtenido, 42 golpeos, para situarse del lado de la

seguridad.

No obstante para los cálculos se va a tener en cuenta un valor más bajo de resistencia

debido a la falta de ensayos de resistencia a compresión simple y situarnos del lado de la

seguridad.

Debido a que no se dispone de ensayos de resistencia o ensayos de corte en los

primeros metros del material, se ha optado por dar valores de corte similares a los de la

unidad Ngb1, cuya naturaleza es similar.

Por tanto los valores medios de fricción asignados son valores en torno a 25º para el

ángulo de rozamiento interno y de 20 kPa para la cohesión.

Además, sobre esos niveles se han realizado un ensayo presiométrico, para caracterizar

sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de dicho

ensayo:

8

SPTu

Nq

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 89

Tabla 35 Ensayos presiométricos

La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad del ensayo pues en una perforación

donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser inferior a 5.

Por lo que el resultado del presiometro, cuya relación es 8, ofreciendo credibilidad a su

resultado.

El ensayo ha registrado valores del módulo presiométrico de 26 MPa y 3 MPa de presión

límite. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas en las Tabla 22 -Tabla 25,

se corresponderían con una arcilla firme-dura.

El valor de la relación presiométrica (EP/PL = 8) indica que se trata de una arcilla de

consistencia firme.

A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una

consistencia blanda a firme normalmente consolidada.

Resumen de parámetros adoptados

A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes

parámetros geotécnicos:

UNIDAD

DENSIDAD ( kN/m3)

SECA 17

APARENTE 20

C´(kPa) 20

25

Cu(kPa) 100-500

E(MPa) 100

Tabla 36 Resumen de parámetros adoptados

Sondeo Profundidad

inicial(m) Profundidad

final(m) ID

PRESIÓN DE FLUENCIA

PRESIÓN LÍMITE

MÓDULO PRESIOMÉTRICO

EP/ PLM

MÓDULO EDOMÉTRICO

MÓDULO ELÁSTICO EQUIVALENTE

Coeficiente de Poisson

(Asignado)

PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ

S-8 7,00 7,50 Qpp 1,33 3,10 25,63 8 0,67 38 28 0,3

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 90

5.4 Unidad Qpp2

En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por dos

miembros; el inferior compuesto por arcillas plásticas, margosas y areniscas de cuarzo y

el superior compuesto de calizas margosas coralinas, con un espesor conjunto que

puede llegar a 150m.

En la parcela aparecen restos de las calizas coralinas derrubiados y niveles mayoritarios

de arcillas y arenas limosas de grano fino con diverso grado de cementación. Parece por

ello corresponder a niveles basales de la formación.

Los niveles del sustrato, Qpp2 de la unidad La Popa, suelen aparecer a profundidades de

6m.

Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 37.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 91

Tabla 37 Ensayos de laboratorio para la unidad Qpp2

S8 MI1 7,8 8,4 Qpp Arcilla alta plasticidad café 1,438 1,733 2,664 20,5 100 100 100 100 100,0 97,0 63,9 64,0 28,0 36,0 CU 46,36 22,67 0,1172 6,57 64,2 A-7-6 CH 22

INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA

PLASTICIDAD RESISTENCIA

Límites de Atterberg

Triaxial

Efectivas

Descripción Litológica

D.S

ec. (k

N/m

3)

D.A

pa. (k

N/m

³)

Peso

esp

. P

art

.

lid

as(k

N/m

³)

Hu

med

ad

(%

)

# 6

3m

m

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

AS

ST

HO

U.S

.C.S

IG

ID S

on

deo

/Cata

Tip

o

Z in

icio

(m

)

Z f

in (

m)

ID G

rup

o

L.L

.

L.P

.

I.P

.

# 5

0m

m

# 2

0m

m

# 5

mm

# 2

mm

# 0

,4m

m

# 0

,0740m

m

Tip

o**

C (

kP

a)

Fri

c. (º

)

M.O

. (%

)

CaC

O3 (

%)

(S

O4)

(mg

/Kg

)

PARAMETROS QUÍMICOS

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 92

Clasificación de las muestras

La muestra realizada en esta unidad ha sido clasificada como CH según Casagrande

(arcillas de alta plasticidad).

Propiedades físicas

El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de la muestra del sondeo tiene un valor de

63,9%, superior al 50 %, lo que indica que se trata de un material de comportamiento

cohesivo.

La plasticidad es elevada, 64% para el límite líquido y 36% como valor del índice de

plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.

La densidad seca es reducida, 14,3 kN/m3 y la humedad alcanza un valor de 20,50 %.

Estos valores son ligeramente bajos para la naturaleza arcillosa de este material por lo

que se va a tomar un valor de 16 kN/m3. La densidad natural toma un valor de 19 kN/m3.

Ensayos químicos

Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El

resultado obtenido es de 6,57 %.

Por otro lado se ha realizado un ensayos para conocer el porcentaje de materia orgánica

presente en la unidad, con un valor de 0,12 % .

Propiedades de resistencia

Para tener una idea de la resistencia de esta unidad, se adjunta un resumen con los

golpeos NSPT de los sondeos y NMI de las muestras inalteradas:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 93

Sondeo nº Tipo

ensayo

Profundidad Tramo (cm)

N15 N30 MI Inicio Fin

S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R

S-8 M.I.-1 7,80 8,23 43 33 38 R R

S-8 S.P.T.-5 10,50 11,10 60 21 17 14 25 31

S-8 S.P.T.-6 12,00 12,05 5 R

S-8 S.P.T.-7 15,00 15,28 28 24 R R

S-8 S.P.T.-8 18,00 18,12 12 R

S-8 S.P.T.-9 19,5 20,1 60 20 33 26 49 59

Tabla 38 Unidad Qpp2: golpes de los SPT y MI

Los valores obtenidos tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras

son medio-altos; los SPT varían entre 31 y 100 golpes (72 golpes de media), y el golpeo

del tomamuestras ha obtenido un valor de rechazo.

Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha

empleado la correlación habitualmente utilizada:

SPTIM NN 25.1..

A partir de los 6-8 m de profundidad, el rango de golpeos se encuentra entre un valor de

72 golpeos obtenidos con el SPT y 50 obtenido a partir de la correlación mencionada a

partir de la MI.

La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión, con

el golpeo medio de NSPT=72

Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión

simple del nivel a partir de los 6 m se estima una resistencia en torno a los 625 kPa.

No obstante debido a que no se dispone de ensayos a resistencia a compresión simple

se ha tenido en cuenta un valor más conservador en los cálculos , de unos150 kPa.

8

SPTu

Nq

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 94

Se tiene un ensayo triaxial de tipo CU, cuyo resultado en tensiones efectivas se puede

ver a continuación:

Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C´(kPa) ´

S8 MI1 7,8 8,4 CU 46,36 22,67

Tabla 39 Ensayos triaxiales

El valor obtenido para el ángulo de rozamiento interno es de 23º y de 45 kPa para la

cohesión. Son valores característicos de este tipo de materiales, no obstante se ha

optado por tomar una cohesión más baja en los cálculos, de en torno a 20 kPa de

cohesión efectiva y un ángulo de 25º, valores más característicos de este tipo de

materiales.

Además, sobre esos niveles arcillosos se ha realizado un ensayo presiométrico, para

caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de

dicho ensayo:

Sondeo Profundidad

inicial(m) Profundidad

final(m) ID

PRESIÓN DE FLUENCIA

PRESIÓN LÍMITE

MÓDULO PRESIOMÉTRICO

EP/ PLM

MÓDULO EDOMÉTRICO

MÓDULO ELÁSTICO EQUIVALENTE

Coeficiente de Poisson

(Asignado)

PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ

S-8 11,50 12,00 Qpp 2,46 5,50 94,58 17 0,67 141 105 0,3

Tabla 40 Ensayos presiométricos

El ensayo realizado presenta una relación presiométrica EP/PL de 17, ofreciendo

credibilidad a sus resultados, debido a que la relación EP/PL es mayor a 5

El ensayo ha registrado un valor del módulo presiométrico como de presión límite nada

despreciable.

De acuerdo con los ensayos,a partir de los 6m de profundidad el material se caracteriza

por una presión límite de 5MPa y un módulo presiométrico de 95 MPa.

A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una

consistencia firme a muy firme fuertemente consolidada.

Resumen de parámetros adoptados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 95

A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes

parámetros geotécnicos:

UNIDAD

DENSIDAD ( kN/m3)

SECA 16

APARENTE 19

C´(kPa) 20

25

Cu(kPa) 150

E(MPa) 100

Tabla 41 Resumen de parámetros adoptados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 96

6 PARÁMETROS DE CÁLCULO

UNIDAD Ngb1 Ngb2 Qpp1 Qpp2

DENSIDAD SECA 16 16 17 16

( kN/m3) APARENTE 19 20 20 19

C´(kPa) 20 20 20 20

25 25 25 25

Cu(kPa) 100 150 100-500 150-600

E(MPa) 40 100 38 100

Tabla 42 Parámetros de cálculo

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 97

7 AGRESIVIDAD

Para definir el grado de agresividad del subsuelo frente al concreto se ha aplica la

instrucción EHE Art. 8º punto 8.2.3. establece lo siguiente respecto a los sulfatos

(normativa Española) ya que no se contempla este aspecto en la normativa Colombiana.

Agresividad del subsuelo

Grado de Agresividad

Art. 8º punto 8.2.3. de la EHE-08

Débil Medio Fuerte

Ión Sulfato (mg SO24/Kg de suelo seco) 2000-3000 3000-12000 >12000

Tabla 43 Grado de Agresividad (EHE Art. 8º punto 8.2.3.)

Se han realizado ensayos de contenido en sulfatos en algunas muestras de los sondeos

realizados. En la siguiente tabla se indican los resultados obtenidos:

MUESTRA S

O4

(mg/k

g)

Localiz. TIPO Prof.

(m)

S1 MI1 1,8-2,4 1706,4

S1 MI3 15-15,6 1197,9

S8 MI1 7,8-8,4 64,2

A-1 MA 1,2 1605,7

A-2 MA 1,8 91,5

A-7 MA 1,75 107,8

A-12 MA 2 115,5

A-13 MA 1,2 79

Tabla 44 Agresividad de las muestras de suelo

El contenido en sulfatos es insignificante, por lo que el suelo puede ser clasificado como

no agresivo.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 98

8 EXPANSIVIDAD

Todos los suelos arcillosos experimentan variaciones de volumen según el grado de

humedad, correlativas con variaciones de la tensión capilar y la presión efectiva. La

importancia de estas variaciones dependerá de la naturaleza de la arcilla y del clima.

Así para que existan realmente problemas de expansividad es necesario que se den tres

circunstancias:

- Cambios de humedad

- Grado de desecación

- Cambio potencial de volumen

Los cambios de humedad se limitan a la zona más superficial del terreno, denominada

zona activa. El espesor de la zona activa varía según el clima y la naturaleza de la arcilla.

Se identifica la zona activa, en relación con los suelos expansivos, como la máxima

profundidad a la que se observan fluctuaciones estacionales de humedad. La zona activa

y su extensión se presentan esquemáticamente en la figura

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 99

Figura 26 Profundidad de la zona activa y variaciones estacionales de humedad.

Así para que existan realmente problemas de expansividad es necesario que se den tres

circunstancias

Cambios de humedad

No es necesario que el suelo se sature completamente para que produzca expansión del

mismo.

En general en los climas áridos se dan las condiciones más favorables para fenómenos

de expansividad en los suelos arcillosos, ya que el terreno tiene un grado de saturación

muy bajo oscilando con los cambios estacionales que pueden incrementarse fuertemente,

al ser impedida la evaporación por la cobertura suministrada por edificios o pavimentos.

Grado de desecación

El grado de desecación, se mide por el índice de desecación que es el cociente entre la

humedad natural y el límite plástico,… que en este caso varía entre 0,73 y 0,94 lo que

indica un grado de peligrosidad medio.

Cambio potencial de volumen

El cambio potencial de volumen de los suelos puede determinarse cualitativamente

mediante el límite líquido, el índice de plasticidad, actividad de la arcilla e hinchamiento

Lambe y cuantitativamente mediante los ensayos de doble edómetro, presión de

hinchamiento e hinchamiento libre.

El potencial expansivo del terreno puede afectar a la integridad de la construcción del

PTAP por lo que es de vital importancia detectarlo en las fases de diseño del proyecto

para su correcta evaluación. Los daños se ocasionan por movimientos (variaciones de

volumen) en el terreno que se transmiten a los elementos en los que se apoyan, los

cuales reaccionan deformando las estructuras.

En función de lo descrito, es de vital importancia evaluar el riesgo del emplazamiento,

teniendo en cuenta varios factores simultáneos como son: el estado físico químico del

suelo, la expansividad del terreno, la cota del nivel freático y su oscilación (magnitud y

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 100

frecuencia) y el tipo de construcción; para así poder predecir el comportamiento que va a

tener el terreno.

A continuación se analiza el potencial expansivo de estos materiales, para lo que se

cuenta con ensayos de laboratorio. En la siguiente tabla se resumen los ensayos de

laboratorio realizados, donde se estudia el potencial expansivo del suelo, depende como

mínimo las siguientes variables

Grupo geotécnico

Finos (%) Limite Liquido

Presión de hinchamiento

(kPa)

Hinchamiento libre (%)

Grado Expansividad

Parámetros de hinchamiento

<30 <35 <25 <1 I Baja

30-60 35-50 25-125 1-4 II Baja a Media

60-90 50-65 125-300 4-10 III Media a Alta

90-95 >65 >300 >10 IV Alta

Figura 27: Parámetros para definir el Hinchamiento

El porcentaje de finos del terreno está también relacionadas con la mineralogía (y con la

proporción de minerales arcillosos) por lo que constituyen una propiedad índice para

evaluar el potencial de expansión del terreno.

Las propiedades plásticas del suelo juegan un importante papel en el fenómeno

expansivo. Las muestras presentan un límite líquido entre 25 y 82, lo que indica una

dispersión muy alta en las muestras. Según la clasificación se encuentra en un intervalo

de expansividad entre baja y alta.

El elemento “catalizador” del fenómeno de la expansión, es precisamente, la variación en

el contenido de humedad del suelo. Por más montmorillonita que esté compuesta una

arcilla, si no hay variación en el contenido de humedad del suelo, no habrá cambios

volumétricos.

Se tienen 5 ensayos de presión de hinchamiento y otros cinco de hinchamiento libre,

todos los resultados se encuentran en el rango de expansividad baja a media, como se

puede ver en las figuras siguientes.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 101

Figura 28: Presión de hinchamiento /Hinchamiento libre vs Profundidad

Se ha analizado en el fenómeno de la expansividad en la parcela del PTAP, concluye que

el terreno presenta un potencial expansivo variable, pero en conjunto entre bajo y alto. No

condiciona la idoneidad del emplazamiento aunque, con los datos aportados en este

estudio, el proyecto evaluará los movimientos que puedan sufrir los edificios y las

medidas a tomar para evitar que superen los valores admisibles.

Dadas las características del terreno natural, se debe asegurar el aislamiento de las

cimentaciones de la humedad, ya que se deben siempre de mantener las condiciones de

humedad actuales durante la construcción, concreto de limpieza bajo la losa y láminas de

impermeabilización de las cimentaciones.

Los daños que presentan las edificaciones cimentadas superficialmente en estos suelos

se manifiestan progresivamente mediante fisuramientos, agrietamientos y giros de

conjunto de los muros y elementos estructurales, a causa de movimientos desiguales de

sus cimientos, especialmente en los años de prolongados períodos de verano e invierno,

como los causados por los fenómenos del Niño y de la Niña.

Como medidas preventivas y con el fin de alterar lo menos posible el equilibrio dinámico

del subsuelo y reducir los potenciales cambios de humedad/sequedad, y por tanto las

expansiones/contracciones del subsuelo las siguientes acciones preventivas son útiles

las siguientes recomendaciones

La superficie de excavación de las cimentaciones no se prevé que vaya a estar expuesta

un largo periodo de tiempo, no obstante se debe proteger dicha superficie

convenientemente para evitar cambios de humedad.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 102

La excavación se deberá realizar en dos fases, dejando sin excavar el último medio metro

hasta el final, para excavar justo antes del vertido. Evitando así la producción de una

capa activa bajo la cimentación.

A continuación se puede ver la solución para el caso del PTAP.

Con objeto de proteger el terreno ubicado bajo la plataforma de trabajo se propone

realizar un pavimento de concreto en toda al Área Protegida de la instalación.

El relleno para formar la explanada estará formado por un suelo con características equilibradas de impermeabilidad y resistencia.

Aceras lo suficientemente resistentes para que no se agrieten.

Buen dimensionado del alcantarillado. Los alcantarillados en suelos expansivos, deben ser estancos; así mismo los rellenos deben hacerse con materiales inertes de baja permeabilidad y compactados según la especificación compatible.

Se dimensionarán las estructuras de manera que éstas sean rígidas o semirrígidas, esto es, que puedan “flotar” sobre las irregularidades del terreno sin romperse.

El espesor mínimo de la solera de asiento será de 30 cm, para evitar que la lechada del concreto estructural penetre en el terreno o que queden los áridos de la parte inferior mal recubiertos.

Drenaje de las aguas de escorrentía — Debe proveerse un adecuado drenaje alrededor de las estructuras por medio de pendientes perimetrales (2-10%), cunetas revestidas, áreas pavimentadas y canalizaciones de las aguas lluvias.

Además para eludir cimentar en terrenos expansivos, es necesario realizar unos

tratamientos al terreno.

Los rellenos previstos en la construcción del PTAP, serán suelos de la propia excavación

estabilizados con cal hidratados, con un contenido del 2,5 % al 4%, con tongadas de

hasta 30 cm y compactados al 95% del proctor normal.

Como consecuencia de la aplicación de cal a un suelo arcilloso origina una modificación

en las propiedades físicas características de su comportamiento inicial.

El conjunto de reacciones entre la cal y las partículas de arcilla sirven no sólo para reducir

el nivel de humedad en las mismas, sino incluso para fijar en este nivel de humedad de

una manera más estable y evitar su reducción o aumento ante aportes externos. Con ello

se reduce el riesgo que esta reducción o incremento puede tener en el volumen del suelo,

y que en caso contrario se traducirían en expansiones o retracciones del mismo.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 103

Este efecto conlleva que el tratamiento con cal de un suelo potencialmente expansivo

sirve para conseguir importantes reducciones del riesgo de hinchamiento y retracción del

mismo. Estas reducciones son casi inmediatas y sus efectos son drásticos: Se elimina en

su casi totalidad el riesgo en la masa de suelo tratada con poca cantidad de cal.

La utilidad de este efecto es clara y de gran espectro dada la importante magnitud de los

daños ocasionados en la construcción por las arcillas expansivas. No obstante, su

limitación es clara, ya que sólo se mejora aquélla parte del suelo que es sometida al

tratamiento y que ello supone la manipulación y mezclado de la masa a tratar.

A continuación se muestran las secciones tipo que se han previsto para cimentaciones de

losas y zapatas.

Figura 29 Sección bajo solera con losas

Se ha previsto un tratamiento con cal. El espesor de material tratado es de 70cm, los 40

cm más profundos tratados in situ, Figura 29.

Para drenar las filtraciones que se puedan producir bajo la losa, se ha previsto un

espesor de 0,3 m de material granular.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 104

Figura 30 Sección bajo solera con zapatas

Se ha previsto la realización de un pozo de concreto de 2,5 m por debajo de la zapata,

Figura 30.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 105

9 ESTUDIO DE DESMONTES

En este apartado se exponen los criterios generales de aplicación a desmontes

proyectados.

9.1 Análisis de estabilidad

En este apartado se realiza el análisis de estabilidad de los desmontes proyectados, para

rotura global de taludes.

9.1.1 Metodología

En este apartado se describe la metodología aplicada para el análisis de estabilidad de

los desmontes proyectados, para rotura global de taludes.

Este análisis se refiere a la posibilidad de que se produzca la rotura global del talud en

forma circular.

En este subapartado se presenta la metodología y los fundamentos de cálculo utilizados

para el estudio de la estabilidad de las excavaciones a realizar para los desmontes y para

la del propio relleno, así como las hipótesis completas asumidas para rotura global de los

taludes.

Se denominan así aquellos que cumplen todas las ecuaciones de equilibrio y permiten

considerar cualquier forma de la superficie de rotura.

Con el fin de explicar conceptualmente este tipo de métodos, supóngase para simplificar

que la superficie de deslizamiento considerada es circular.

Adoptando la hipótesis habitual de que las fuerzas normales Ni´ se localizan en el centro

de la base de cada rebanada y empleando la notación siguiente:

RRxWn

l

n

l

imii ,

Las condiciones en las que se da normalmente la rotura circular son aquellas en que el

tamaño de las partículas del suelo o la masa rocosa es muy pequeño en comparación

con las dimensiones del talud.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 106

Para analizar la estabilidad de un talud determinado, excavado en un material de

características resistentes conocidas, se necesita determinar la posición del centro y el

diámetro del círculo por donde se va a producir el deslizamiento.

Este círculo conocido como círculo crítico, debe satisfacer la condición de que la relación

entre la resistencia al corte del suelo a lo largo de la superficie de deslizamiento y los

esfuerzos tangenciales que tienden a producirlo sea mínima. Excepto en casos simples,

en que el círculo crítico puede determinarse por métodos analíticos, en general su

posición se obtiene mediante tanteos.

Como se observa en la las fuerzas que actúan sobre una masa deslizante son: su peso,

W, la resultante de las fuerzas exteriores que gravitan sobre ella, A, la resultante de las

fuerzas efectivas normales a la línea de rotura, Ñ, la resultante de las tensiones

tangenciales a lo largo de la línea de rotura, T, y la resultante de las presiones

intersticiales sobre dicha línea, U.

Existen una serie de métodos generales para estudiar este tipo de rotura de taludes.

Uno de ellos es el método de las fajas basado en la hipótesis de que los esfuerzos

normales se concentran en un punto único del arco de deslizamiento.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 107

Figura 31 Esquema de las fuerzas resultantes que actúan sobre una masa deslizante

En aquellos casos en que la superficie del talud es muy irregular o las superficies de

rotura intersectan materiales con características geotécnicas diferentes, es necesario

analizar la estabilidad del talud mediante otros métodos que se basan todos ellos en el

denominado método de las fajas.

En el método de las fajas, la masa deslizante se divide en un determinado número de

rebanadas verticales y se considera el equilibrio de cada una de ellas.

La Figura 32 muestra una faja con el sistema de fuerzas actuantes.

El análisis de la rotura global de los taludes se ha realizado siguiendo el método de

Morgenstern-Price.

Según el método de Morgenstern-Price el factor de seguridad del círculo analizado se

define en función de los momentos de las fuerzas resistentes y volcadoras respecto del

centro del círculo de deslizamiento.

volcadorasfuerzaslasdeMomento

arcodelolloasresistentefuerzaslasdeMomentoF

arg

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 108

Figura 32 Sistema de fuerzas actuantes en una rebanada.

Aceptando que el coeficiente de seguridad Fm respecto al equilibrio de momentos es

constante a lo largo de todo el talud:

íiiiiin

l

ii

luNlc

xW

RFm tan´

Resolviendo ahora el equilibrio horizontal en todo el talud al realizar el sumatorio las

fuerzas entre rebanadas se desaparecen.

n

liimi

n

li

RsenN cos,

Sustituyendo la expresión Rm, i y aceptando que el coeficiente de seguridad con respecto

al equilibrio de fuerzas horizontales Ff es constante a lo largo de toda la superficie de

deslizamiento:

i

n

l

iiiiiii

n

l

i lNlcFf

senN u cos´tan)(´1

Y por lo tanto:

n

lii

i

n

l

iiiiií

senN

luNc

Ffl

cos´tan

La fuerza normal en la base de la rebanada se determina, mediante el equilibrio vertical.

Donde f en la ecuación es Fm o Ff dependiendo de si considera el equilibrio de

momentos o de fuerzas.

F

sen

senusencF

XXW

Nii

i

iiiiii

iii

i ´tancos

´tan´(1

1

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 109

Para resolver el problema se necesita realizar alguna hipótesis adicional con respecto a

las fuerzas entre rebanadas, siendo precisamente esta hipótesis la que diferencia los

diversos métodos completos.

En este caso se supone que la relación entre las fuerzas de las rebanadas pueden

expresarse mediante la función:

)(xfEi

ix

Donde f(x) describe de alguna manera la forma en que Xi/Ei varia a lo largo del talud y el

coeficiente (0< <1) es un factor de corrección a determinar (incógnita) para que se

cumplan las condiciones de equilibrio horizontal y de momentos (Fm=Ff).

El análisis de los desmontes y rellenos más altos, se ha realizado con ayuda del

programa SLIDE, versión 2.05, realizado por el Departamento de Ingeniería Civil de la

Universidad de Toronto.

Este programa calcula el equilibrio plástico que se da en un círculo de rotura

predeterminado. Los datos que requiere el programa son:

Cohesión, ángulo de rozamiento y peso específico de los terrenos.

Geometría del talud. Es posible adaptar la geometría prácticamente sin

limitaciones, así como considerar distintos terrenos, cada uno de ellos con su

geometría y propiedades.

Es posible considerar un nivel freático de geometría libre.

El programa SLIDE calcula en una malla de centros dada por el usuario, el factor de

seguridad de los posibles círculos que resultan de variar el radio en cada uno de los

centros. Así es posible disponer de los contornos de factores de seguridad (lugar

geométrico de los centros de los círculos de rotura), solventándose en parte la limitación

del método de Morgestern-Price de tener que prefijar el círculo de rotura “a priori”. No

obstante, también es posible analizar un círculo determinado.

Los Factores de seguridad requeridos, se han tomado de la normativa NSR-10.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 110

Tabla 45 Factores de seguridad requeridos

9.1.2 Parámetros de cálculo

Los parámetros de cálculo usados se muestran en el apartado 6.

9.1.3 Análisis de los desmontes de la PTAP

Los desmontes a realizar para viales corresponden a taludes permanentes y a taludes de

servicio, no permanentes. A continuación se realiza un resumen de los desmontes más

desfavorables para viales:

EJE p.k. Altura máxima Permanente Temporal Observaciones

5 0+172 20 x

Se trata de un talud con un muro de escollera, recogido en el anejo

13 “Urbanización y drenaje”, Apartado 4.

5 0+335 7 x

18 0+160 12 x

Se trata de un talud temporal, pero se ha requerido un factor de seguridad de talud permanente ya

que se espera que permanezca abierto durante una fase del

proyecto.

Tabla 46. Desmontes más desfavorables proyectados para viales

Como se muestra en la tabla, la altura máxima de estas obras será de unos 7 metros

para taludes permanentes, y casi unos 12 m en taludes temporales, ya que la obra se va

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 111

a llevar a cabo en periodos, aunque sean taludes temporales transcurrirá un cierto tiempo

con el talud abierto.

Además se ha realizado un cálculo de la estabilidad global de la sección 10, considerada

la más desfavorable en su conjunto.

Tabla 47. Sección 10

Para el estudio de estabilidad se ha realizado un estudio de sensibilidad para roturas

circulares utilizando el programa Slide.

Se han considerado para ello cuatro unidades geotécnicas, representativos de la totalidad

de los afectados por la obra en estudio. En la práctica estas cuatro unidades son dos, ya

que sus parámetros geotécnicos a efectos de estabilidad son similares.

Las aceleraciones sísmicas de cálculo consideradas son Ah=0,08 - Av=0,008 obtenidos

en el apartado 3.4.

Estos suelos corresponden a niveles cohesivos que puedan originar suelos blandos

(arcillas y limos de baja consistencia, pero sin detectar el nivel freático en ningún caso),

por ello se han usado taludes 2H/1V. Además como protección contra la degradación de

las arcillas con el paso del tiempo, se deberán proteger los desmontes con una capa de

zahorra de unos 20-25 cm.

La revegetación en el caso de arcillas expansivas no suele ser suficiente, ya que no es

suficiente protección y permite los cambios de humedad del terreno hasta que esta está

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 112

muy desarrollada. Por tanto es necesario la capa de zahorra que además facilita el

desarrollo de la revegetación.

Si la capa de zahorra se coloca en desmontes altos se realizara mediante buldozer de

orugas que se tiran por el desmonte, pero si los desmontes son bajos se puede hacer con

una retro de brazo largo desde arriba y abajo.

Ya que solo es un extendido de protección. No es necesario ni compactarla ni refinarla.

Además se ha optado por una protección a base de un manto geosintético con siembra

de gramíneas específico, tal y como se presenta en el Plan de Revegetación

A continuación se muestran los estudios realizados:

9.1.3.1 Talud Permanente EJE 5, p.k. 0+335

El talud estudiado presenta una altura máxima de 7,01 metros.

Figura 33 Análisis en eje 5, p.k. 0+335 por Morgenstern Price Largo Plazo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,50

para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 113

Figura 34 Análisis en eje 5, p.k. 0+335 por Morgenstern Price Largo Plazo con sismo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,05

para un tipo de talud 2H/1V con el efecto sísmico. De acuerdo a este análisis el talud es

estable.

9.1.3.2 Talud Temporal EJE 18, p.k. 0+160

El talud estudiado presenta una altura máxima de 11,90 metros, se trata de un talud

temporal, pero debido a que puede estar abierto un cierto tiempo se ha considerado

como un talud permanente.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 114

Figura 35 Análisis en eje 18, p.k. 0+160 por Morgenstern Price Largo Plazo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5

para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.

Figura 36 Análisis en eje 18, p.k. 0+160 por Morgenstern Price Plazo sismo

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 115

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,05

para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo con sismo. De acuerdo a este análisis el talud

es estable.

9.1.3.3 Talud Permanente Sección 10 (Movimiento de tierras)

Figura 37 Análisis sección 10 Morgenstern Price Largo Plazo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5 . De

acuerdo a este análisis el talud es estable.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 116

Figura 38 Análisis sección 10 Morgenstern Price Largo Plazo sismo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5 . De

acuerdo a este análisis el talud es estable.

9.1.4 Análisis de los desmontes de excavaciones temporales de las instalaciones

Los taludes a realizar para la construcción de las instalaciones corresponden a taludes no

permanentes, correspondientes a excavaciones temporales.

La altura máxima de estas obras será de unos 9 metros en taludes temporales.

Para el estudio de estabilidad se ha realizado un estudio de sensibilidad para roturas

circulares utilizando el programa Slide.

Se han considerado para ello cuatro unidades geotécnicas, representativos de la totalidad

de los afectados por la obra en estudio. En la práctica estas cuatro unidades son dos, ya

que sus parámetros geotécnicos a efectos de estabilidad son similares

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

Figura 39 Análisis temporal tipo por Morgenstern Price con parámetros a Largo plazo

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 117

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,25

para un tipo de talud 1H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.

Figura 40 Análisis temporal tipo por Morgenstern Price con parámetros a largo plazo con sismo

El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,0 para

un tipo de talud 1H/1V a largo plazo con sismo. De acuerdo a este análisis el talud es

estable.

9.2 Excavabilidad

La totalidad de los litotipos afectados por las excavaciones para la explanación y trazado

de la conducción son excavables con medios mecánicos convencionales, excavación

sin clasificar, tal y como se confirma de las excavaciones realizadas en la finca anexa

de Manuel Sedán (identificada en la siguiente fotografía). Corresponde a excavación en

terreno suelto o tierra.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 118

Fotografía 17 Excavación en terreno suelto o tierra con altos rendimientos

Determinadas intercalaciones de paquetes más cementados, sobre todo en niveles de la

formación La Popa, pueden requerir medios más enérgicos para la excavación (incluso el

empleo, muy puntual, de martillo neumático). La siguiente fotografía corresponde a la

excavación en niveles más cementados de la formación Bayunca en la finca anexa. Se

observa las huellas dejadas por los dientes de la máquina de excavación por la mayor

dureza de los materiales.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 119

Fotografía 18 Excavación en terreno más cementados con rendimientos medios-altos

9.3 Aprovechamiento

Se relaciona a continuación las especificaciones técnicas de los diferentes materiales a

emplear y en su caso el posible aprovechamiento a partir de los materiales procedentes

de las excavaciones a realizar para las explanaciones.

A la vista de la siguiente tabla, debe considerarse un excedente de tierras procedente de

las excavaciones a realizar, el cual será transportado a los botaderos considerados en el

apartado 11.2

Desmonte (m3)

Suelos tratado con cal (m3)

Relleno Excavación.

Descapote (m3) Sobrante (m3)

TOTAL 339.618,3

90.909,2 23.434,7 22.244,1

224.083,8

Tabla 48 Volúmenes del movimiento de tierras

Las unidades con prescripciones más restrictivas procederán de suministro externo, a

partir de las canteras inventariadas en el apartado 11.1.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 120

9.3.1 Material para núcleo de terraplén

Corresponde al material involucrado en la conformación de los terraplenes para generar

una superficie apta para la implantación de las instalaciones.

Según la normativa, el material del relleno se colocará en capas sensiblemente paralelas

y de espesor uniforme, el cual será lo suficientemente reducido para que, con los equipos

disponibles, se obtenga el grado de compactación exigido. Los materiales de cada capa

serán de características uniformes. No se extenderá ninguna capa, mientras no se haya

comprobado que la subyacente cumple las condiciones de compactación exigidas. Se

deberá garantizar que las capas presenten adherencia y homogeneidad entre sí y

extender y compactar el relleno a todo lo ancho de la sección transversal. Será

responsabilidad del Constructor asegurar un contenido de humedad que garantice el

grado de compactación exigido en todas las capas del cuerpo del relleno.

El material usado como núcleo puede ser cualquiera de los enumerados en la tabla 41,

tanto los definidos como seleccionados, adecuados y tolerables son aptos para la

conformación de los terraplenes.

Tipo de Material Norma de Ensayo Seleccionados Adecuados Tolerables

Tamaño máximo INV-E-123-07 75 mm 100 mm 150 mm

Pasa tamiz de 75 µm (No.200) INV-E-123-07 ≤ 25% en peso ≤ 35% en peso ≤35% en peso

Pasa tamiz de 2 mm ( No 10) INV-E-123-07 ≤ 80% en peso ≤ 80% en peso -

C.B.R. de laboratorio INV-E-148-07 ≥10 % ≥ 5 % ≥ 3%

Expansión en prueba C.B.R INV-E-148-07 0 < 2% <2%

Contenido de materia orgánica INV-E-121-07 0 < 1% <2%

Límite líquido INV-E-125-07 < 30 <40 <40

Índice plástico INV-E-126-07 <10 <15 -

Índice de colapso* INV-E-157-07 ≤ 2% ≤ 2% ≤ 2%

Contenido de sales solubles* INV-E-158-07 ≤ 0,2% ≤ 0,2% -

Tabla 49. Requisitos de los materiales empleados en la construcción de Rellenos

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 121

El material procedente de las excavaciones, de acuerdo a la caracterización geotécnica

efectuada en el apartado 5 podría considerarse en general como tolerable. Sin embargo,

su potencial expansividad, analizada en el apartado 8, desaconseja su empleo en

rellenos sobre los que se dispongan depósitos y tuberías, si no se efectúa un tratamiento

previo con cal. Se ha considerado la necesidad de dosificaciones de cal entre el 2 -4 %

del peso seco del material.

Las siguientes fotografías permiten distinguir la presencia de niveles intercalados de alta

plasticidad en los que se observan patologías relacionadas con desmoronamiento por

hinchamiento del material, provocado por sucesivos ciclos de humectación / desecación

que acaban disgregando el material, dejando un aspecto grumoso como el que se

observa en la fotografía 20.

Fotografía 19 Niveles más arcillosos potencialmente expansivos

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 122

Fotografía 20 Detalle del desmoronamiento por ciclos de hinchamiento/desecación en niveles

arcillosos

Estos materiales podrán ser empleados sin tratar para regularización de huecos entre

rellenos de la explanación, indicado en el documento como Relleno de material de

excavación. Estos materiales irán compactados al 95% de la densidad Proctor Normal.

9.3.2 Material para cimiento de terraplén

Utilizado para la adecuación y compactación del cimiento para la estructura del terraplén,

mejorando las características en terrenos blandos con capacidades de soporte bajas o

cuando se encuentren rellenos y/o suelos indeseables que sea necesario reemplazar,

con el fin de mitigar problemas de hundimientos y/o de deformaciones plásticas.

En el caso de la finca sobre la que se proyecta la PTAP la presencia de materiales

arcillosos con potencial expansividad recomienda con carácter general la necesidad de

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 123

un saneo de 1m superficial del sustrato de la formación Bayunca, y su sustitución por

material de mejor calidad geotécnica, por lo que cimiento del terraplén aparecerá también

constituido por material tratado con cal con dosificaciones del 2-4 %

9.3.3 Materiales tipo escollera

Corresponde a los materiales usados para la conformación de escolleras para la

contención de taludes de excavación o terraplenes y la protección de las paredes y bases

de estos en las áreas susceptibles a inundación o deslizamiento.

Se definen como fragmentos de rocas sanas de forma aproximada a la rectangular de

diferentes tamaños según vaya a ser su ubicación dentro del cuerpo de escolleras. En la

norma UNE EN 13383-1 se definen tres tipos de granulometrías para la escollera:

Escollera gruesa.

Escollera media.

Escollera fina.

Dado el tamaño de los bloques de las escolleras media y gruesa, su granulometría se

establece por distribución de masas, según el procedimiento descrito en la norma UNE

EN 13383-2.

Las escolleras tienen ciertas ventajas frente a un muro rígido; por un lado presentan una

gran facilidad de drenaje a través de los intersticios existentes entre los bloques pétreos y

la posibilidad de adaptarse a los movimientos diferenciales del terreno, admitiendo hasta

cierto punto deformaciones sin sufrir grandes cambios o daños estructurales.

La ubicación de cada uno de los bloques se debe llevar a cabo de manera individual y

precisa, teniendo en cuenta la forma y tamaño de los inmediatamente aledaños,

consiguiendo que el conjunto presente el menor volumen de huecos posible, obteniendo

valores altos del peso específico aparente de la escollera colocada y una buena

estabilidad del muro.

El material requerido para escolleras deberá proceder de suministro externo a la obra, de

algunas de las canteras inventariadas en el apartado 11.1.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 124

10 ESTUDIO DE RELLENOS

La estabilidad de los rellenos se ha estudiado mediante el programa SLIDE, utilizando el

método de Morgestern Price simplificado. Se ha considerado un ángulo de talud del tipo

3H/2V en los que se emplea para el relleno el material de la excavación estabilizado con

cal.

10.1 Descripción de los rellenos

Los rellenos proyectados corresponden a taludes de viales, donde el relleno alcanza

alturas máximas cercanas a 6,0 m con un talud 3H/2V.

10.2 Metodología

La metodología empleada en el análisis de estabilidad de los taludes adoptados para los

rellenos es la metodología presentada en el apartado 9.1.1., Metodología para roturas

circulares.

Por lo que respecta al cálculo de asientos, se analizará el caso más representativo y

desfavorable.

El cálculo de los asientos se ha realizado mediante el método elástico con ayuda de una

hoja de cálculo, de acuerdo con la expresión:

E

eS

'

Donde:

S = asiento (cm)

e = espesor de la capa deformable (m)

Δσ = incremento de la tensión (kg/cm2)

E = Módulo de deformación (kg/cm2)

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 125

El asiento se calcula sumando los que se producen en cada una de las capas que

conforman el perfil estratigráfico sobre el que se apoya el relleno. Por lo tanto, hay que

calcular hasta qué profundidad se nota la influencia del incremento de tensión sobre el

terreno que significa la ejecución del terraplén. Dicha profundidad viene dada por la

expresión:

Siendo:

’= incremento de tensión efectiva

o’= tensión efectiva inicial

Y, por tanto, depende de la altura de tierras de cada terraplén.

El ’ se calcula suponiendo el suelo como un sólido elástico, de acuerdo con la teoría de

Bousinesq.

En este caso no se puede establecer la posible existencia de un estrato indeformable a

cierta profundidad, que implicaría que los asientos sólo tendrían lugar en las capas

superiores.

Para la obtención de los módulos de deformación superficiales se ha partido de los

parámetros obtenidos en la caracterización geotécnica de los materiales y resumidos en

el apartado 6.

10.3 Propiedades de cálculo empleadas

Los materiales arcillosos de baja densidad presentan unas características geotécnicas de

problemática calidad cuando son compactados y, además, encierran el riesgo de

0'2,0'

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 126

expansividad, ya que la infiltración del agua puede dar lugar a fenómenos de

hinchamiento.

Debido al carácter expansivo de los suelos arcillosos del propio emplazamiento, es

necesario su estabilización con cal para su reutilización.

Mediante el tratamiento de los suelos arcillosos con cal se logra una reducción de su

plasticidad, una disminución de su hinchamiento potencial y un aumento de su capacidad

de soporte.

La estabilización propiamente dicha consiste en una mejora a largo plazo por

cementación, en función de la temperatura ambiente y de la naturaleza del suelo,

aumentando progresivamente la capacidad de soporte y la resistencia mecánica del

mismo, a la vez que hace insensible la capa estabilizada al agua y a los ciclos hielo-

deshielo como consecuencia de la disminución de la permeabilidad.

Además de lograr mejorar sus características resistentes, la razón principal de la

estabilización de estas arcillas es que presentan valores de hinchamiento, que suponen

riesgos de movimientos de la capa una vez construida la instalación. La mezcla con cal

puede reducir e, incluso, eliminar estos hinchamientos como consecuencia de la

disminución de la plasticidad.

La adición de cal a un suelo con una fracción de partículas finas relevante modifica su

comportamiento por una conjunción de sus propiedades que se resume

fundamentalmente en dos manifestaciones típicas:

a) Una modificación de la textura del suelo, que produce una reducción de la cantidad de

agua adsorbida por la arcilla

b) Un incremento de su resistencia a medio largo plazo.

Así algunos autores establecen la diferencia en una ganancia mínima de resistencia a la

compresión simple sobre el valor inicial del suelo de 100 a 350 kPa con aportaciones

altas de cal de 2,5 %, llegando incluso a valores del 8 y 10 %.

Por tanto las propiedades del material de relleno pueden mejorar considerablemente las

características resistentes y por tanto las cohesivas del material de la excavación.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 127

No obstante para situarnos del lado de la seguridad, a la hora de realizar los cálculos, no

se ha tenido en cuenta esta mejora en la cohesión. Por tanto los factores de seguridad

serán superiores a los obtenidos en los cálculos. Cumpliendo con los factores de

seguridad requeridos por la NSR-10 con un amplio margen.

Las propiedades mecánicas de los materiales de apoyo de los rellenos se muestran en el

apartado 6.

10.4 Análisis de los rellenos

El análisis de estabilidad del relleno más desfavorable se ha realizado entorno del p.k.

0+303 del eje 11, donde el relleno alcanza alturas cercanas a 6,0 m con un talud 3H/2V.

A continuación se muestra el análisis de estabilidad efectuado en el relleno, con los

parámetros utilizados, una sobrecarga de 20 kPa, para la situación a largo plazo y a largo

plazo en condicionas de sismo, puede verse que el relleno es estable.

Las aceleraciones sísmicas de cálculo consideradas son Ah=0,08 - Av=0,008 obtenidos

en el apartado 3.4.

Figura 41 Cálculo efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303. Largo plazo

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 128

Figura 42 Cálculo efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303. Largo plazo sismo

Como se observa en la Figura 41 y Figura 42, los taludes son estables. El factor de

seguridad obtenido para la situación a largo plazo es 2,04 y para la situación a largo

plazo con sismo es 1,80.

La estimación del análisis de asientos realizada puede verse en la Figura 44.

El asiento se calcula sumando los que se producen en cada una de las capas que

conforman el perfil estratigráfico sobre el que se apoya el relleno. Por lo tanto, hay que

calcular hasta qué profundidad se nota la influencia del incremento de tensión sobre el

terreno que significa la ejecución del terraplén. Dicha profundidad viene dada por la

expresión:

En este caso la zona de influencia alcanza los 23 m de profundidad.

0'2,0'

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 129

Figura 43 Representación de la profundidad del estrato deformable

El asiento total obtenido es de 3,38 cm en materiales cohesivos. Por lo tanto, valor que se

considera admisible.

Figura 44 Cálculo de asientos efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303

02

4

6

8

10

12

1416

18

20

22

24

26

2830

32

34

36

38

4042

44

46

48

50

52

5456

58

60

62

64

66

6870

72

74

76

78

80

8284

86

88

90

92

94

96

0 5 10 15 20

Pro

fun

did

ad

(m

)

T/m2

0,2*so Incremento de Tensión Ds (t/m2)

Ancho Coronación Terraplén 5,40 (m)

Altura Terraplén 6,00 (m)

Densidad Terraplen 1,90 t/m³

Talud Terraplen (mH:1V) 1,5

6,00 6,00 400 10,86 1,6323,00 17,00 1000 6,99 1,19

CIMIENTO 3,38

Asiento en

esta capa (cm)

ASIENTO TOTAL cm

ASIENTOS TERRAPLENESP.K 0+303

METODO ELASTICO

Profundidad Muro

(m)Espesor e (m)

Modulo de Deformación E

(Kg/cm2)

Incremento de Tensión

(T/m2)

E

es

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 130

11 ESTUDIO DE MATERIALES

En el apartado 9.1.3 se ha analizado el aprovechamiento de los materiales excavados y

su posible aprovechamiento para las explanaciones a ejecutar.

En este apartado se indican las fuentes de suministro de materiales próximas a la obra en

proyecto, fundamentalmente canteras, y las posibles áreas de vertido del material

excedentario, o no aprovechable, del movimiento de tierras a realizar.

11.1 Materiales externos a la obra

En la tabla se listan la totalidad de empresas suministradoras consultadas. Se indican los

principales datos de contacto. En la Tabla 50 se indican los precios y producción

alcanzada para diversas unidades de obra.

Nombre

Dirección Página Web / correo-e Ciudad Teléfono Comentarios

CANTECO S.A.

Tubarco Km. 1 Vía Arjona Troncal de Occidente

[email protected]

Cartagena - Bolívar

(57 5) 661 9913 Envían datos

MELODÍAZ

Centro

Comercial Plaza Colón

L-17

www.melodiaz.com.co , [email protected],

[email protected]

Cartagena - Bolívar

(57 5) 667 4381 Tel: +57

312.671.8269 o +57.301.684.6625

Envían datos

CIMACO S.A.S.

Turbaco Km. 8 Sector

Loma Piedra [email protected]

Cartagena - Bolívar

(57 5) 673 1617 (57) 3225689581

Sin información

CANTERA BONANZA

Ternera Centro

Empresarial Ternera L-

101

Cartagena -

Bolívar (57 5) 652 2729

Es la misma que Canteco

Agregados La

Constancia

Cl 5 A 9-64 Edif Larissa

Ap 701 [email protected]

Cartagena, Colombia

(57) (5) 6653973 Envían datos

Colon Planta De Triturados

Km 2 Vía Coloncito, Turbaco

http://agmdesarrollos.com/ [email protected]

Cartagena, Colombia

Tel: (57) 3166913529

Teléfonos: (57) 3166913529

Sin contestación

Tabla 50 Listado de empresas suministradoras consultadas

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 131

Material de Cantera

EMPRESAS SUMINISTRADORAS

CANTECO AGREGADOS LA

CONSTANCIA MELODIAZ CIMECO

Precio m3 Produc.

m3 / mes Precio m3

Produc. m3 / mes

Precio m3 Produc.

m3 / mes Precio m3

Produc. m3 / mes

Arena Cernida $ 8.000,00 25000 - - - - - -

Arena Lavada $ 22.000,00 6000 - - - - - -

Arena de Barranco (con china)

$ 15.000,00 30000 - - - - - -

Arena de repello $ 10.000,00 30000 - - - - - -

Arena caliza (Polvillo) $ 10.000,00 1500 - - - - - -

China lisa de a/2" $ 42.000,00 3000 - - - - - -

China lisa de 3/4"-2" $ 35.000,00 1000 - - - - - -

China triturada de 1/2" $ 50.000,00 500 - - - - - -

Triturado de caliza de 1/2" (Max 35% de

desgaste) $ 43.000,00 1500 - - - - - -

Triturado de caliza de 3/4" (Max 35% de

desgaste) $ 43.000,00 1500 - - - - - -

Triturado de caliza de 1-1/2"-3" /max 35% de

desgaste) $ 43.000,00 2000 - - - - - -

Piedra cimiento aprox 10" - 15" (max 35% de

desgaste) $ 30.000,00 2000 $ 35.000,00 - - - $ 34.104,00 -

Piedra malecon 500kg a 100 kg

$ 35.000,00 1000 - - - - - -

Piedra malecon 1000kg a 3000 kg

$ 45.000,00 1000 - - - - - -

Piedra para corte de coralina

$ 200.000,00 50 - - - - - -

Material de relleno $ 2.000,00 60000 - - - - - -

Zahorra normal B-200 Invias

$ 5.000,00 50000 $ 5.500,00 - - - $ 5.880,00 -

Zahorra Extra B-400 Invias Cernida

$ 12.000,00 3000 - - - - - -

Zahorra Extra B-400 Invias Gruesa

$ 12.000,00 10000 - - - - - -

Base B-600 Invias $ 38.000,00 1000 - - - - - -

Tierra negra $ 15.000,00 1000 - - - - - -

Polvillo - - $ 6.000,00 - - - - -

Gravas - - $ 40.000,00 - - - - -

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 132

Material de Cantera

EMPRESAS SUMINISTRADORAS

CANTECO AGREGADOS LA

CONSTANCIA MELODIAZ CIMECO

Precio m3 Produc.

m3 / mes Precio m3

Produc. m3 / mes

Precio m3 Produc.

m3 / mes Precio m3

Produc. m3 / mes

SUB-BASE - - - - $ 24.000,00 - - -

BASE - - - - $ 36.000,00 - - -

TRITURADO - - - - $ 55.000,00 - - -

ARENA DE TRITURACION

- - - - $ 30.000,00 - - -

AFIRMADO O RECEBO - - - - $ 7.000,00 - - -

Triturado 1”, 2” - - - - - - $ 40.600,56 -

Gravilla 1/2 - - - - - - $ 43.119,72 -

Tabla 51 Material suministrado por las canteras

11.2 Sobrantes de excavación. Botaderos

En cuanto a la localización de sitio para disposición de sobrantes de excavación, El

Parque Ambiental Loma de Los Cocos (operado por la empresa Caribe Verde S.A.

E.S.P.), ubicado en El Corregimiento de Pasacaballos, por la variante Mamonal –

Gambote, se encuentra certificado y con licencia ambiental vigente otorgada por

CARDIQUE para operar como Escombrera Distrital (realizando valoración y disposición

final de escombros).

Como apéndice al presente estudio se adjuntan los documentos que se deben aportar

para realizar la disposición de los residuos, así como las normas de seguridad para

clientes y la licencia ambiental.

El costo considerado de la disposición final de escombros es el siguiente:

Viajes sencillos (de 6 a 9 M3): $56.000/viaje.

Viaje doble (de 14 a 17 M3): $112.000/viaje.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 133

12 GEOTECNIA DE CIMENTACIÓN DE LOS DEPÓSITOS

12.1 Metodología empleada en el cálculo

12.1.1 Criterios para la determinación de las tensiones admisibles

Históricamente, los estudios teóricos de la presión de hundimiento se han basado en la hipótesis

de un modelo bidimensional de rotura que, junto con una ley de resistencia del terreno, permite

establecer las condiciones límite de equilibrio entre las fuerzas externas y las desarrolladas en el

terreno para contrarrestarlas.

En un primer momento, las fórmulas propuestas partían de excesivas simplificaciones y no

contemplaban diferentes situaciones que, en la realidad, se dan con relativa frecuencia. Tal es el

caso del cálculo de la presión de hundimiento considerado por Terzaghi en 1943 para una zapata

corrida en la que la razón anchura/longitud sea próxima a 0.

Posteriormente, autores como Meyerhoff (1963), Hansen (1970) y Vesic (1975) propusieron

diversas ecuaciones generales de capacidad de carga, que contemplaban la posibilidad de

distintas geometrías para las zapatas, cargas aplicadas con una determinada inclinación, la

influencia de la profundidad de la cimentación, etc.

La forma general de estas ecuaciones es:

qqDHcch NNBNcq '''

2

1

Donde:

qh: presión de hundimiento

c: cohesión del terreno

B’: anchura efectiva de la cimentación

’H: peso específico del terreno bajo la zapata

’D: sobrecarga del terreno a nivel de la cimentación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 134

Nc, N, Nq: factores adimensionales de capacidad de carga dependientes del ángulo de fricción

interna

c, , q: factores adimensionales de corrección dependientes de la inclinación de la carga, la

geometría de la zapata y la profundidad de cimentación.

En cimentaciones sobre terrenos granulares, el exceso de presión intersticial que se genera en el

suelo de cimentación se disipa con rapidez, de manera que el material granular se encuentra

totalmente drenado al final de la construcción.

No existe entonces diferencia entre la estabilidad a corto plazo y a largo plazo. Por consiguiente,

se deben considerar términos de esfuerzos efectivos en el análisis de estabilidad. Deberá

considerarse, además, la posición relativa del nivel freático respecto a la zapata.

En el caso de una cimentación sobre un suelo arcilloso, el exceso de presión intersticial que se

genera se disipa con lentitud, lo cual conlleva un aumento lento del esfuerzo efectivo y, por tanto,

un aumento también lento de la resistencia al corte.

El periodo crítico para la estabilidad de la cimentación en este caso se presenta al final de la

construcción, cuando la arcilla aún no está drenada. El análisis para esta condición debe llevarse a

cabo en términos de esfuerzos totales.

Tanto en las fórmulas de Terzaghi como en la ecuación general de capacidad portante se supone

que el nivel freático se encuentra, cuando menos a una distancia por debajo de la base de la

zapata mayor que la anchura de esta. En ese caso se considera que el efecto del agua se puede

despreciar. En caso contrario, pueden ocurrir diversas situaciones:

Cuando el nivel freático se sitúa entre la superficie y la base de la zapata la sobrecarga sobre el

nivel de cimentación será:

)(21 WsatDDq

Donde:

D1= Profundidad del nivel freático

D2= Distancia del nivel freático a la base de la zapata

= Peso específico del terreno seco

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 135

sat= Peso específico del terreno saturado

w= Peso específico del agua

Además el valor de ’h en la ecuación general de capacidad portante debe sustituirse por:

Wsat '

Cuando el nivel freático se sitúa por debajo de la zapata pero a una distancia menor o igual a B

(ancho de zapata) la sobrecarga será:

Dq

Donde:

D= Profundidad de la zapata y

= Peso específico del terreno seco.

Además el valor de ’ debe sustituirse por

)(/' satsat Bd

Donde:

d= Distancia entre la base de la zapata y el nivel freático.

La carga de hundimiento neta se define como aquella presión que puede ser soportada por el

terreno adicionalmente a la presión generada por el terreno sobre el nivel de cimentación.

Suponiendo despreciable la diferencia entre los pesos específicos del concreto de cimentación y

del relleno, la carga de hundimiento neta media vendrá dada por:

qqQ hneth ..

Una vez conocida la presión de hundimiento o rotura del terreno, se establece la presión de

trabajo o admisible dividiendo aquella por un coeficiente de seguridad global:

../ SFqq hadm

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 136

El factor de seguridad debe ser como mínimo 3, si bien en los casos en que se conoce con

precisión la resistencia del terreno y las cargas a aplicar pueden justificarse valores algo menores.

12.1.2 Criterios para la estimación de asientos

En cuanto a los asientos, se calcularán con la ayuda de una hoja de cálculo empleando el método

elástico de Steinbrenner, según la expresión:

21

NME

BKqS

Donde:

S = asiento (cm)

Q = presión uniforme sobre la zapata. Esta presión se obtiene del coeficiente entre el axil máximo

y la superficie total de la zapata.

B = ancho de la cimentación

1, 2 = funciones que dependen de las dimensiones de la zapata y de la profundidad de la capa

(z). Su valor se obtiene en tablas.

M = 1-2

N = 1--2

= coeficiente de Poisson

E = módulo de deformación (Kg/cm2)

K = coeficiente de minoración.

Los asientos diferenciales siempre deben de cumplir los valores máximos mostrados en

la Tabla 52 según la tabla(H.4.9) de la NSR-10.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 137

Tabla 52 Valores máximos de asentamientos diferenciales (NSR)

12.1.3 Criterios para la determinación del coeficiente de balasto vertical

Cuando se trata de analizar las condiciones de apoyo, se requiere de la caracterización del

sustrato de apoyo mediante el módulo de balasto; factor de proporcionabilidad entre la carga

aplicada (p) y el asiento del terreno (s) y que permite evaluar las deformaciones del conjunto

cimiento-estructura así como las solicitaciones.

s

pK

12.1.4 Criterios para la determinación de pilotes en suelos cohesivos

La metodología empleada en el cálculo de la resistencia nominal de compresión axial de

ejes perforados individuales de la mencionada CCP-2014. Se formula de la siguiente

manera:

𝑅𝑅 = 𝜑 · 𝑅𝑛 = 𝜑𝑞𝑝 · 𝑅𝑝 + 𝜑𝑞𝑠 · 𝑅𝑠

Donde: 𝑅𝑝 = 𝑞𝑝 · 𝐴𝑝

𝑅𝑠 = 𝑞𝑠 · 𝐴𝑠

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 138

Rp = Resistencia de punta nominal del eje

Rs = Resistencia lateral nominal del eje

fqp = factor de resistencia para la resistencia

fqs = factor de resistencia para la resistencia lateral del eje especificada

qp = unidad de resistencia de punta

qs = unidad de resistencia lateral

Ap = área de la punta del eje

As = área de la superficie lateral del eje

Las resistencias unitarias para suelos cohesivos.

Estimación de la resistencia lateral

Resistencia lateral sin drenaje, en suelos cohesivos (a corto plazo)

Se adoptará una resistencia lateral unitaria, según lo indicado en el Código Colombiano

de Construcción Sismorresistente (NSR-10), de:

uFL s

Donde α toma el siguiente valor:

𝛼 = 0.2 + 0.8𝑒(0.35−

2𝑆𝑢𝑃𝐴

)≤ 1

PA: Presión atmosférica.

Estimación de la resistencia por punta

En suelos cohesivos

Para ejes cargados axialmente en suelos cohesivos, según el CCP14, la unidad de

resistencia nominal de punta qp, debe tomarse como:

qp = Nc · Su ≤ 4

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 139

En la cual:

𝑁𝑐 = 6 [1 + 0.2 · (𝑍

𝐷)] ≤ 9

Donde

D = diámetro del eje perforado (mm)

Z = penetración del eje (mm)

Su = resistencia al corte sin drenaje (MPa)

Para evaluar la resistencia del terreno en la punta del pilote se considera la zona de

influencia de la punta compuesta por una zona pasiva, en los 6 diámetros superiores a

partir de la cota de la punta, y una zona activa de 3 diámetros bajo la punta.

Figura 45. Zona de influencia de la punta del pilote

En la tabla del CCP-14 se recogen los factores de resistencia para la resistencia

geotécnica de pilotes perforados:

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 140

Método / suelo / condición Factor de

resistencia

La resistencia nominal

a la compresión simple

de pilotes perforados

individuales

Resistencia por fuste en

arcilla

Método a

(O´Neill and Reese,

1999)

0.45

Resistencia por punta en

arcilla

Esfuerzo total

(O´Neill and Reese,

1999)

0.40

Tabla 53. CCP-14. Factores de resistencia para la resistencia geotécnica de pilotes perforados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 141

12.2 Depósitos de Agua tratada

Los depósitos de agua tratada se encuentran situados en la zona más meridional del

emplazamiento.

Figura 46 Localización depósitos de agua tratada

12.2.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los depósitos

de agua tratada para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 142

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

12.2.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los depósitos de

agua tratada es el siguiente:

Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.2.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

solera.

El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes

columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el

movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados

ligeramente distintos en los asientos calculados.

Para definir las condiciones de cimentación de los depósitos de agua tratada se divide en

dos zonas, el que se sitúa al norte y el del sur tal y como se representa en la Figura 46.

A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 143

Según el dimensionamiento estructural del depósito de agua tratada se realizará una

cimentación mediante una losa según la Figura 46 a muro de este metro de espesor se

encuentra la unidad Ngb1 o Ngb2 según sección.

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 60 m x 120 m para apoyar el depósito.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 54 Calculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para

cada una de las secciones.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

60 120 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,3 1,3 0,85 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 423,36 14,11

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

60 120 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95125 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,85 0,9996 1 1 1,0 1,0 1,0 58,90 1,96

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 144

Tabla 55 Calculo de asientos para Depósito de agua tratada W

Tabla 56 Calculo de asientos para Depósito de agua tratada E

B= 60 m A= 0,91

L= 120 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45

Botton 2 25000 0,03 2 2,2363 1,53 0,02 0,16620804 16,62 0,06666667 2 2,2371 1,53 0,03 0,330225471 33,02

Top 2 35000 0,03 2 2,2363 1,53 0,02 0,11872003 11,87 0,06666667 2 2,2371 1,53 0,03 0,235875336 23,59

Botton 6 35000 0,10 2 2,2383 1,53 0,05 0,11712937 11,71 0,2 2 2,2450 1,52 0,09 0,229111607 22,91

Top 6 100000 0,10 2 2,2383 1,53 0,05 0,04099528 4,10 0,2 2 2,2450 1,52 0,09 0,080189063 8,02

Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74

STOTAL (m) 2,08 6,39

B= 60 m A= 0,91

L= 120 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45

Botton 4 25000 0,07 2 2,2371 1,53 0,03 0,16511274 16,51 0,13333333 2 2,2400 1,53 0,06 0,325628018 32,56

Top 4 35000 0,07 2 2,2371 1,53 0,03 0,11793767 11,79 0,13333333 2 2,2400 1,53 0,06 0,232591441 23,26

Botton 8 35000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,11629572 11,63 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,225453279 22,55

Top 8 100000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,0407035 4,07 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,078908648 7,89

Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74

STOTAL (m) 2,17 6,76

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 8 izq

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

Relleno 2 0,110,43

Nbg1 4 0,160,68

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

Nbg2 90 1,423,58

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Nbg2 14 0,220,98

Nbg2 10 0,180,72

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

4,31

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 8dcha

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

Relleno 4 0,220,89

Nbg1 4 0,160,71

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

4,59

Nbg2 90 1,423,58

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Nbg2 12 0,190,85

Nbg2 10 0,180,72

B= 60 m A= 0,91

L= 120 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45

Botton 1 25000 0,02 2 2,2361 1,53 0,01 0,16674191 16,67 0,03333333 2 2,2363 1,53 0,02 0,332416084 33,24

Top 1 100000 0,02 2 2,2361 1,53 0,01 0,04168548 4,17 0,03333333 2 2,2363 1,53 0,02 0,083104021 8,31

Botton 5 100000 0,08 2 2,2376 1,53 0,04 0,04113786 4,11 0,16666667 2 2,2423 1,52 0,07 0,080806271 8,08

Top 5 100000 0,08 2 2,2376 1,53 0,04 0,04113786 4,11 0,16666667 2 2,2423 1,52 0,07 0,080806271 8,08

Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74

STOTAL (m) 1,94 5,79

B= 60 m A= 0,91

L= 120 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45

Botton 3,5 25000 0,06 2 2,2368 1,53 0,03 0,16538999 16,54 0,11666667 2 2,2391 1,53 0,05 0,32680387 32,68

Top 3,5 35000 0,06 2 2,2368 1,53 0,03 0,11813571 11,81 0,11666667 2 2,2391 1,53 0,05 0,233431335 23,34

Botton 8 35000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,11629572 11,63 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,225453279 22,55

Top 8 100000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,0407035 4,07 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,078908648 7,89

Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04

Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32

Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74

STOTAL (m) 2,16 6,73

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 17 izq

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,050,21

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

Ngb2 10 0,180,72

Ngb2 90 1,423,58

Ngb2 4 0,050,23

Ngb2 15 0,241,04

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

3,85

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 17 dcha

STRATA LEVELS (m)

Relleno 3,5 0,190,77

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

0,72

Ngb2 90 1,423,58

Ngb1 4,5 0,180,80

Ngb2 12 0,190,85

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

4,57

Ngb2 10 0,18

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 145

Para definir el asiento admisible para los tanques se ha aplicado las recomendaciones de

la norma británica “ Bristish Standard BS 7777, 3rd part Recommendations for the design

and construction of prestressed and reinforced concrete tanks and tank foundations, and

for the design and insulation, tank liners and tank coatings “.

En la tabla siguiente, se muestran los valores obtenidos de L/S, donde L (longitud entre el

centro y la esquina) y S (asiento máximo estimado). Los valores siempre se encuentran

por debajo de los valores definidos en la norma británica (1/300).

Tabla 57 Asientos admisibles

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a

partir de la tensión y asiento calculados.

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

100 6,76 1479,29

100 6.73 1485,88

Tabla 58 Coeficiente de balasto

S esquina S centro S diferencial LS L/S L/S

B(m) L(m) (cm) (cm) (cm)

Deposito de agua tratada W 60 120 2,17 6,76 4,59 6000/4,59 1/1307 1307,189542

Deposito de agua tratada E 60 120 1,94 6,73 4,79 6000/4,79 1/1252 1252,609603

Instalaciones

Dimensiones

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 146

12.2.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la

instalación, Tabla 64.

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

Tabla 59 Depósitos de agua tratada

12.2.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado como mínimo un

metro de terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado

según sección mostrada.

Excavación Relleno

m m

SW Nbg1-Nbg2 6 7

SE Nbg1-Nbg2 4 5

Depositos de agua tratada Unidad de cimentación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 147

Figura 47 Sección depósito de agua tratada

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Bajo la zapata es necesario un espesor de 0,6 m de material de la excavación

estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de material estabilizado con cal

in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua no pueda alcanzar el material

subyacente debido a su carácter expansivo.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 148

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 149

12.3 Depósitos de Agua bruta

Los depósitos de agua bruta se encuentran situados en la central de la parcela.

Figura 48 Localización depósitos de agua bruta

12.3.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los depósitos

de agua bruta para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

12.3.2 Geología y geotecnia

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 150

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los depósitos de

agua bruta es el siguiente:

Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.3.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

solera.

El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes

columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el

movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados

ligeramente distintos en los asientos calculados.

Para definir las condiciones de cimentación de los depósitos de agua bruta se divide en

dos zonas, el que se sitúa al norte y el del sur tal y como se representa en la Figura 48

Localización depósitos de agua bruta.

A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.

Según el dimensionamiento estructural del depósito de agua bruta se realizará una

cimentación mediante una losa según la Figura 48 a muro de este metro de espesor se

encuentra la unidad Ngb1 o Ngb2 según sección.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 151

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 30 m x 65 m para apoyar el depósito.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 60 Cálculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación para cada uno de los depósitos.

No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para cada una de las

secciones.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

30 65 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,2 1,2 0,86 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 252,57 8,42

Arcillas saturadas

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

30 65 1 1,95 0 10,0 1,95 1,951 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,86 0,9992 1 1 1,0 1,0 1,0 58,85 1,96

CORTO PLAZO

LARGO PLAZO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 152

Tabla 61 Cálculo de asientos depósito agua bruta W

Tabla 62 Cálculo de asientos depósito agua bruta E

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a

partir de la tensión y asiento calculados.

B= 30 m A= 0,91

L= 65 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26

Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05

Top 1 100000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,02144728 2,14 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,04262093 4,26

Botton 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01

Top 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01

Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47

STOTAL (m) 0,99 3,01

B= 30 m A= 0,91

L= 65 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26

Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05

Top 1 35000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,06127793 6,13 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,121774087 12,18

Botton 2 35000 0,07 2,1667 2,3872 1,58 0,03 0,06088704 6,09 0,13333333 2,16666667 2,3900 1,57 0,06 0,120134467 12,01

Top 2 100000 0,07 2,1667 2,3872 1,58 0,03 0,02131047 2,13 0,13333333 2,16666667 2,3900 1,57 0,06 0,042047063 4,20

Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47

STOTAL (m) 1,02 3,12

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

SECCIÓN 5 izqA=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,050,22

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

Ngb 10 0,180,55

Ngb 30 0,440,95

Ngb 4 0,060,25

Ngb 15 0,261,05

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

2,02

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

SECCIÓN 5dchaA=1-v2

Length of foundation

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,050,22

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

Ngb 10 0,180,55

Ngb 30 0,440,95

Ngb 1 0,040,16

Ngb 18 0,301,24

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

2,10

B= 30 m A= 0,91

L= 65 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26

Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05

Top 1 35000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,06127793 6,13 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,121774087 12,18

Botton 5 35000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,059639 5,96 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,114673271 11,47

Top 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01

Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96

Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41

Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47

STOTAL (m) 1,10 3,47

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

2,38

Limestone 10 0,180,55

Limestone 30 0,440,95

Quaternary 4 0,160,71

Marl 15 0,261,05

STRATA LEVELS (m)

Fill 1 0,050,22

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

SECCIÓN 16A=1-v2

Length of foundation

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 153

Depósitos Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

W 100 3,01 3322,26

E 100 3,47 2881,84

Tabla 63 Cálculo de coeficiente de balasto

12.3.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la

instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento, Tabla 64.

Tabla 64 Depósitos de agua bruta

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

12.3.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un metro de

material debido a sus características expansivas y una vez rellenado según sección

mostrada.

Excavación Relleno

m m

SW Nbg1-Nbg2 9 9

SE Nbg1-Nbg2 9 9

Depositos de agua bruta Unidad de cimentación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 154

Figura 49 Sección depósito de agua bruta

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Bajo la zapata es necesario un espesor de 0,6 m de material de la excavación

estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de material estabilizado con cal

in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua no pueda alcanzar el material

subyacente debido a su carácter expansivo.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 155

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 156

12.4 Tanques de cabecera

Los tanques de cabecera se encuentran situados en la zona más septentrional del

emplazamiento.

Figura 50 Localización Tanques de cabecera

12.4.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los tanques

de cabecera para estudiar los materiales existentes.

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 157

12.4.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación edificio es el

siguiente:

Bajo el edificio se encuentra la unidad Qpp1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Qpp2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.4.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

solera.

El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de la columna de

cálculo más desfavorable, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Qpp1 con unos

5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Qpp2

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de 22m de

diámetro y dimensiones equivalentes de 19,5 m x 19,5 m para apoyar cada depósito.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 65 Cálculo de tensión admisible

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

19,5 19,5 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,5 1,5 0,7 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 188,16 6,27

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

19,5 19,5 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95075 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,2 1,2 0,7 0,9974 1 1 1,0 1,0 1,0 64,83 2,16

CORTO PLAZO

LARGO PLAZO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 158

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 200 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para

cada una de las secciones.

Tabla 66 Cálculo de asientos

Para definir el asiento admisible para los tanques se ha aplicado las recomendaciones de

la norma británica “ Bristish Standard BS 7777, 3rd part Recommendations for the design

and construction of prestressed and reinforced concrete tanks and tank foundations, and

for the design and insulation, tank liners and tank coatings “.

En la tabla siguiente, se muestran los valores obtenidos de L/S, donde L (longitud entre el

centro y la esquina) y S (asiento máximo estimado). Los valores siempre se encuentran

por debajo de los valores definidos en la norma británica (1/300).

B= 19,5 m A= 0,91

L= 19,5 m B= 0,52

Q= 200 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(cm) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(cm)

Top 0 15000 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,13275623 13,28 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,26551245 26,55

Botton 1 15000 0,05 1 1,4151 1,12 0,02 0,13096301 13,10 0,1025641 1 1,4179 1,12 0,05 0,258103472 25,81

Top 1 28000 0,05 1 1,4151 1,12 0,02 0,07015876 7,02 0,1025641 1 1,4179 1,12 0,05 0,138269717 13,83

Botton 5 28000 0,26 1 1,4373 1,09 0,10 0,06571814 6,57 0,51282051 1 1,5043 1,02 0,15 0,118510186 11,85

Top 5 100000 0,26 1 1,4373 1,09 0,10 0,01840108 1,84 0,51282051 1 1,5043 1,02 0,15 0,033182852 3,32

Botton 20 100000 1,03 1 1,7470 0,83 0,17 0,01302577 1,30 2,05128205 1 2,4915 0,54 0,13 0,016658097 1,67

Top 20 100000 1,03 1 1,7470 0,83 0,17 0,01302577 1,30 2,05128205 1 2,4915 0,54 0,13 0,016658097 1,67

Botton 30 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,01027575 1,03 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,011852972 1,19

Top 30 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,01027575 1,03 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,011852972 1,19

Botton 39 100000 2,00 1 2,4495 0,55 0,13 0,00849468 0,85 4 1 4,2426 0,31 0,07 0,009335048 0,93

STOTAL (m) 1,61 5,10

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

3,49

Limestone 9 0,180,25

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Marl 15 0,541,65

Limestone 10 0,280,48

Fill 1 0,180,74

Quaternary 4 0,441,98

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 159

Tabla 67 Asientos admisibles

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a

partir de la tensión y asiento calculados.

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

200 5,10 3921,57

Tabla 68 Cálculo de coeficiente de balasto vertical

12.4.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la

instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento,Tabla 69.

Tabla 69 Tanques de cabecera

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

12.4.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un metro de

material debido a sus características expansivas y una vez rellenado según sección

mostrada.

S centro S diferencial LS L/S L/S

B(m) L(m) Diámetro (m) (cm) (cm)

Tanques de cabecera 19,5 19,5 22 5,1 3,49 1100/3,49 1/315 279,3696275

Instalaciones

Dimensiones

Excavación Relleno

m m

Qpp1-Qpp2 2 2

Tanques de cabecera Unidad de cimentación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 160

Figura 51 Sección tanque de cabecera

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,9 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 161

12.5 Almacenamiento de reactivos

Las instalaciones de almacenamiento de reactivos se encuentran situados en la zona

central-meridional del emplazamiento.

Figura 52 Localización Almacenamiento de reactivos

12.5.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los

almacenes para reactivos para estudiar los materiales existentes.

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 162

12.5.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los

almacenamiento de reactivos es el siguiente:

Bajo la instalación se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona la columna de cálculo será variable, ya que el emplazamiento

presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.5.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

cimentación.

Se ha realizado un cálculo conservador, estimando la tensión admisible y asientos para

unas dimensiones de 10 x 75.

El estudio de asientos producido, se ha estudiado a partir de las diferentes columnas de

cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el movimiento de

tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados

ligeramente distintos en los asientos calculados.

Para definir las condiciones de cimentación se divide en dos, el que se sitúa al este y el

del oeste tal y como se representa en la Figura 52.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 163

Según el dimensionamiento estructural la instalación de almacenamiento de reactivos

consta de un edificio cimentado mediante zapatas (2,10m2) y unos depósitos cimentados

mediante losas (10,75 x 52,10), inferiores en cualquier caso a 10m x 75m (huella de toda

la instalación de almacenamiento de reactivos).

Como se ha comentado, se ha presentado un cálculo conservador con dimensiones de

cimentación máximas de 10 m x 75 m, con una tensión de 100 kPa.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 70 Cálculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación. No obstante en el apéndice 3se presentan los cálculos realizados para cada

una de las secciones.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

10 75 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,03 1,03 1,00 1,1 1,1 0,96 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 133,66 4,46

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

10 75 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,04 1,0 1 1,0 1 0,96 0,9993 1 1 1,0 1,0 1,0 56,82 1,89

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 164

Tabla 71 Cálculo de asientos almacenamiento de reactivos W

Tabla 72 Cálculo de asientos almacenamiento de reactivos E

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estas instalaciones

a partir de la tensión y asiento calculados.

Instalaciones

Dimensiones Tensión de

trabajo S centro Coeficiente de

balasto(P/S)

B(m) L(m) (KPa) (cm) (kN/m3)

Almacenamiento de reactivos W 10 75 100 0,99 10101,01

Almacenamiento de reactivos E 10 75 100 1,35 7407,41

Tabla 73 Coeficiente de almacenamiento de reactivos W y E

12.5.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

B= 10 m A= 0,91

L= 75 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 100000 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,01074509 1,07 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,02149017 2,15

Botton 1 100000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,01060887 1,06 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,02092147 2,09

Top 1 100000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,01060887 1,06 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,02092147 2,09

Botton 5 100000 0,50 7,5 7,5829 2,29 0,18 0,0099624 1,00 1 7,5 7,6322 2,14 0,25 0,01817171 1,82

Top 5 100000 0,50 7,5 7,5829 2,29 0,18 0,0099624 1,00 1 7,5 7,6322 2,14 0,25 0,01817171 1,82

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

STOTAL (m) 0,31 0,99

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

Sección 8-9-10

A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,010,06

Ngb 4 0,060,27

0,00

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Ngb 15 0,230,66

Ngb 0 0,000,00

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

0,68

Ngb 0 0,00

B= 10 m A= 0,91

L= 75 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 35000 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,03070025 3,07 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,06140049 6,14

Botton 1 35000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,03031105 3,03 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,05977564 5,98

Top 1 35000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,03031105 3,03 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,05977564 5,98

Botton 3 35000 0,30 7,5 7,5723 2,33 0,12 0,0294347 2,94 0,6 7,5 7,5901 2,26 0,20 0,05592085 5,59

Top 3 100000 0,30 7,5 7,5723 2,33 0,12 0,01030214 1,03 0,6 7,5 7,5901 2,26 0,20 0,0195723 1,96

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15

STOTAL (m) 0,39 1,35

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

Sección 20-21

A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,040,16

Ngb 2 0,090,39

0,00

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Ngb 17 0,270,80

Ngb 0 0,000,00

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

0,96

Ngb 0 0,00

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 165

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la construcción de la instalación, a partir de la cota de excavación general del

emplazamiento,Tabla 74.

Almacenamiento de reactivos

Unidad de cimentación Excavación Relleno

m m

SW Nbg1-Nbg2 - -

SE Nbg1-Nbg2 1 3

Tabla 74 Almacenamiento de reactivos

Las excavaciones para las zapatas se realizaran verticalmente.

12.5.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de

terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según

secciones mostradas.

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 166

Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base

la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3

m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor

de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el

agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Figura 53 Edificio de la instalación de almacenamiento de reactivos

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 167

12.6 Espesadores, Homogeneización de lodos, y edifico de deshidratación

Los espesadores, homogeneización de lodos y edifico de deshidratación se encuentran

situados en la zona más meridional del emplazamiento, junto a los depósitos de agua

tratada.

Figura 54 Localización de espesadores, homogeneización de lodos y edifico de deshidratación.

12.6.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los módulos

de tratamiento para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 168

12.6.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de las instalaciones

( espesadores, homogeneización de lodos y edificio de deshidratación) se encuentra la

unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.6.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

solera.

El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes

columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el

movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta, lo que conllevara resultados ligeramente

distintos en los asientos calculados.

Para definir las condiciones de cimentación de las instalaciones, Figura 46 se han

utilizado las secciones del movimiento de tierras.

A continuación se especifica para cada instalación sus recomendaciones de cimentación.

o Espesadores

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 7,5 m de diámetro y 6,5m x 6,5m de dimensiones equivalentes para apoyar

cada uno de los espesadores.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 169

Tabla 75 Calculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión

de 120 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a

dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos

realizados.

Tabla 76 Calculo de asientos para espesadores

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a

partir de la tensión y asiento calculados.

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

120 1,63 7361,96

Tabla 77 Coeficiente de balasto

o Homogeneización de lodos

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 6,5m x 6,5m para apoyar cada uno de los homogeneizadores de lodos.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

6,5 6,5 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,05 1,05 1,00 1,5 1,5 0,7 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 129,94 4,33

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

6,5 6,5 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,06 1,1 1 1,2 1,2 0,7 0,9928 1 1 1,0 1,0 1,0 67,05 2,23

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

B= 6,5 m A= 0,91

L= 6,5 m B= 0,52

Q= 120 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa)m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 15000 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,02655125 2,66 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,05310249 5,31

Botton 1 15000 0,15 1 1,4226 1,11 0,07 0,02540547 2,54 0,30769231 1 1,4473 1,08 0,11 0,04814711 4,81

Top 1 35000 0,15 1 1,4226 1,11 0,07 0,01088806 1,09 0,30769231 1 1,4473 1,08 0,11 0,02063447 2,06

Botton 5 35000 0,77 1 1,6099 0,93 0,17 0,00842096 0,84 1,53846154 1 2,0897 0,66 0,15 0,01174371 1,17

Top 5 100000 0,77 1 1,6099 0,93 0,17 0,00294734 0,29 1,53846154 1 2,0897 0,66 0,15 0,0041103 0,41

Botton 10 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,00205515 0,21 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,00237059 0,24

Top 10 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,00205515 0,21 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,00237059 0,24

Botton 12 100000 1,85 1 2,3256 0,59 0,13 0,00180544 0,18 3,69230769 1 3,9539 0,33 0,08 0,0020104 0,20

Top 12 100000 1,85 1 2,3256 0,59 0,13 0,00180544 0,18 3,69230769 1 3,9539 0,33 0,08 0,0020104 0,20

Botton 15 100000 2,31 1 2,7066 0,49 0,12 0,00151592 0,15 4,61538462 1 4,8272 0,27 0,07 0,00163241 0,16

STOTAL (m) 0,50 1,63

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus sección mas desfavorable

0,50

Ngb 4 0,250,89

Rellno 1 0,11

0,04

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Ngb 5 0,090,17

Ngb 2 0,020,04

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

1,13

Ngb 3 0,03

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 170

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 78 Calculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión

de 100 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a

dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos

realizados.

Tabla 79 Calculo de asientos para homogeneizador de lodos

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a

partir de la tensión y asiento calculados.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

17,5 22,3 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,4 1,4 0,76 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 179,50 5,98

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

17,5 22,3 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95035294 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,2 1,2 0,76 0,9978 1 1 1,0 1,0 1,0 62,73 2,09

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

B= 17,5 m A= 0,91

L= 22,3 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 1,27428571 1,6198 1,26 0,00 0,04016897 4,02 0 1,27428571 1,6198 1,26 0,00 0,08033793 8,03

Botton 1 25000 0,06 1,27428571 1,6208 1,26 0,03 0,03963098 3,96 0,11428571 1,27428571 1,6238 1,26 0,05 0,07811507 7,81

Top 1 35000 0,06 1,27428571 1,6208 1,26 0,03 0,02830784 2,83 0,11428571 1,27428571 1,6238 1,26 0,05 0,05579648 5,58

Botton 5 35000 0,29 1,27428571 1,6448 1,23 0,11 0,02653174 2,65 0,57142857 1,27428571 1,7177 1,15 0,17 0,04790192 4,79

Top 5 100000 0,29 1,27428571 1,6448 1,23 0,11 0,00928611 0,93 0,57142857 1,27428571 1,7177 1,15 0,17 0,01676567 1,68

Botton 20 100000 1,14 1,27428571 1,9824 0,94 0,19 0,00660586 0,66 2,28571429 1,27428571 2,8015 0,62 0,14 0,00849918 0,85

Top 20 100000 1,14 1,27428571 1,9824 0,94 0,19 0,00660586 0,66 2,28571429 1,27428571 2,8015 0,62 0,14 0,00849918 0,85

Botton 30 100000 1,71 1,27428571 2,3585 0,75 0,17 0,00522982 0,52 3,42857143 1,27428571 3,7920 0,44 0,11 0,00606371 0,61

Top 30 100000 1,71 1,27428571 2,3585 0,75 0,17 0,00522982 0,52 3,42857143 1,27428571 3,7920 0,44 0,11 0,00606371 0,61

Botton 35 100000 2,00 1,27428571 2,5737 0,68 0,15 0,00469763 0,47 4 1,27428571 4,3155 0,39 0,09 0,00528065 0,53

STOTAL (m) 0,69 2,16

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

Sección 9

A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

Relleno 1 0,050,22

Ngb 4 0,180,79

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

Ngb 5 0,050,08

AVERAGE SETTLEMENT (m)

Ngb 15 0,270,83

Ngb 10 0,140,24

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

1,47

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 171

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

100 2,16 4329,63

Tabla 80 Coeficiente de balasto

o Edificio de deshidratación

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 16,4 m x 22,4 m para apoyar cada módulo.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 81 Calculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión

de 100 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a

dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos

realizados para cada una de las secciones.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

16,4 22,4 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,4 1,4 0,78 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 173,96 5,80

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

16,4 22,4 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95035294 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,1 1,1 0,78 0,9977 1 1 1,0 1,0 1,0 62,25 2,08

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 172

Tabla 82 Calculo de asientos para edificios de deshidratación

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos edificios a

partir de la tensión y asiento calculados.

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

100 2,34 4273,50

Tabla 83 Coeficiente de balasto

12.6.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación.

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de cada

instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento.

Unidad de cimentación Excavación Relleno

m m

Espesadores Nbg1-Nbg2 3 4

Decantación de lavados Nbg1-Nbg2 8 8

Edificio de deshidratación Nbg1-Nbg2 1 1

Tabla 84 Espesadores, Decantación de lavados y edificio de deshidratación

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

12.6.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

B= 16,4 m A= 0,91

L= 22,4 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 1,3659 1,6928 1,30 0,00 0,03886092 3,89 0 1,36585366 1,6928 1,30 0,00 0,077721846 7,77

Botton 2 25000 0,12 1,3659 1,6972 1,30 0,06 0,03774668 3,77 0,24390244 1,36585366 1,7103 1,28 0,10 0,072986569 7,30

Top 2 35000 0,12 1,3659 1,6972 1,30 0,06 0,02696191 2,70 0,24390244 1,36585366 1,7103 1,28 0,10 0,052133264 5,21

Botton 6 35000 0,37 1,3659 1,7319 1,25 0,13 0,02509018 2,51 0,73170732 1,36585366 1,8442 1,13 0,18 0,043865862 4,39

Top 6 100000 0,37 1,3659 1,7319 1,25 0,13 0,00878156 0,88 0,73170732 1,36585366 1,8442 1,13 0,18 0,015353052 1,54

Botton 20 100000 1,22 1,3659 2,0863 0,95 0,19 0,00629369 0,63 2,43902439 1,36585366 2,9689 0,62 0,14 0,008039688 0,80

Top 20 100000 1,22 1,3659 2,0863 0,95 0,19 0,00629369 0,63 2,43902439 1,36585366 2,9689 0,62 0,14 0,008039688 0,80

Botton 30 100000 1,83 1,3659 2,4923 0,76 0,17 0,00495975 0,50 3,65853659 1,36585366 4,0312 0,44 0,11 0,005722121 0,57

Top 30 100000 1,83 1,3659 2,4923 0,76 0,17 0,00495975 0,50 3,65853659 1,36585366 4,0312 0,44 0,11 0,005722121 0,57

Botton 35 100000 2,13 1,3659 2,7240 0,69 0,16 0,00444854 0,44 4,26829268 1,36585366 4,5917 0,39 0,09 0,004980199 0,50

STOTAL (m) 0,73 2,34

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

SECCIÓN 11A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER SETTLEMENT AT CENTRE

STRATA LEVELS (m)

Relleno 2 0,110,47

At the centre

Nbg 4 0,190,83

Nbg 14 0,250,73

0,23

Nbg 5 0,050,07

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

1,61

Nbg 10 0,13

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 173

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de

terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según

secciones mostradas.

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 174

Figura 55 Decantación de lavados

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 175

Figura 56 Espesadores

Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base

la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3

m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor

de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el

agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Figura 57 Edificio de deshidratación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 176

12.7 Módulos de tratamiento

Los módulos de tratamiento se encuentran situados en la zona más meridional del

emplazamiento.

Figura 58 Localización de módulos de tratamiento.

12.7.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los módulos

de tratamiento para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

12.7.2 Geología y geotecnia

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 177

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los módulos de

tratamiento es el siguiente:

Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.7.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

solera.

El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes

columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el

movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta de los módulos, lo que conllevara resultados

ligeramente distintos en los asientos calculados.

A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.

Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de

dimensiones 40 m x 65 m para apoyar cada módulo.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 178

Tabla 85 Calculo de tensión admisible

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para

cada una de las secciones.

Tabla 86 Calculo de asientos para Módulos de tratamiento

A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a

partir de la tensión y asiento calculados.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

40 65 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,3 1,3 0,82 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 303,07 10,10

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

40 65 1 1,95 0 10,0 1,95 1,9515 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,82 0,9992 1 1 1,0 1,0 1,0 60,27 2,01

LARGO PLAZO

CORTO PLAZO

B= 40 m A= 0,91

L= 65 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,1023255 10,23 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,204650994 20,47

Botton 1 25000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,10179821 10,18 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,202512791 20,25

Top 1 35000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,07271301 7,27 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,144651993 14,47

Botton 2 35000 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,072326 7,23 0,1 1,625 1,9107 1,40 0,05 0,143042422 14,30

Top 2 100000 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,0253141 2,53 0,1 1,625 1,9107 1,40 0,05 0,050064848 5,01

Botton 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74

Top 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74

Botton 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11

Top 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11

Botton 80 100000 2,00 1,625 2,7642 0,82 0,18 0,01305573 1,31 4 1,625 4,4318 0,48 0,12 0,015136353 1,51

STOTAL (m) 1,32 3,87

B= 40 m A= 0,91

L= 65 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 25000 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,1023255 10,23 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,204650994 20,47

Botton 1 25000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,10179821 10,18 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,202512791 20,25

Top 1 35000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,07271301 7,27 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,144651993 14,47

Botton 5 35000 0,13 1,625 1,9121 1,40 0,06 0,07110376 7,11 0,25 1,625 1,9244 1,38 0,10 0,137753171 13,78

Top 5 100000 0,13 1,625 1,9121 1,40 0,06 0,02488631 2,49 0,25 1,625 1,9244 1,38 0,10 0,04821361 4,82

Botton 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74

Top 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74

Botton 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11

Top 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11

Botton 80 100000 2,00 1,625 2,7642 0,82 0,18 0,01305573 1,31 4 1,625 4,4318 0,48 0,12 0,015136353 1,51

STOTAL (m) 1,40 4,21

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 13-14 izq

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,050,21

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

Ngb 10 0,180,63

Ngb 50 0,751,60

Ngb 1 0,040,16

Ngb 18 0,301,26

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

2,55

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation A=1-v2

Length of foundationSECCIÓN 13-14 dcha

STRATA LEVELS (m)

Relleno 1 0,050,21

B=1-v-2v2

Surcharge

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

Ngb 10 0,180,63

Ngb 50 0,751,60

Ngb 4 0,160,69

Ngb 15 0,251,08

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

2,81

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 179

Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)

(KPa) (cm) (kN/m3)

100 4,21 2375,3

Tabla 87 Coeficiente de balasto

12.7.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la

instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento.

Tabla 88 Depósitos de agua bruta

Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.

12.7.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado como mínimo un

metro de terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado

según sección mostrada.

Excavación Relleno

m m

Nbg1-Nbg2 7 7

Módulos de tratamiento Unidad de cimentación

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 180

Figura 59 Sección depósito de agua tratada

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar

las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m

de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de

material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua

no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 181

12.8 Edificio de control

El edificio de control se encuentra situado en la zona meridional del emplazamiento.

Figura 60 Localización Edificio de control

12.8.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento del edificio de

control para estudiar los materiales existentes.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 182

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

12.8.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación del edificio de

control es el siguiente:

Bajo el edificio se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta

unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas

de baja y alta plasticidad.

Dependiendo de la zona del edificio la columna de cálculo será variable, ya que el

emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.8.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la

cimentación.

El estudio de asientos producidos se ha estudiado a partir de las diferentes columnas de

cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el movimiento de

tierras, tanto en el centro como en la esquina.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será

ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados

ligeramente distintos en los asientos calculados.

A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.

Según el dimensionamiento estructural se emplearán zapatas de cimentación de

dimensiones entre (1x1) m y (2,9 x5,1) para apoyar el edificio de control.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 183

A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial

proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.

Tabla 89 Cálculo de tensión admisible, edificio de control

Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se

ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de

las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el

resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la

cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para

cada una de las secciones.

Tabla 90 Cálculo de asientos, edificio de control

Se ha obtenido un asiento diferencial entre centro y esquina de 0,42 cm para una tensión

de 100 kPa.

12.8.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación

A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y

relleno para la construcción de la instalación, a partir de la cota de excavación general del

emplazamiento, Tabla 91.

Presión de hundimiento metodos analiticos

B(m) L(m) D(m) qOK C

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

2,9 5,1 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,11 1,11 1,00 1,3 1,3 0,83 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 105,86 3,53

B(m) L(m) D(m) qOK Cu

(t/m2)

1

(t/m3)

k

(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty

Qh

(t/m2)

Qadm

(kg/cm2)

2,9 5,1 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,13 1,1 1 1,1 1,1 0,83 0,965 1 1 1,0 1,0 1,0 64,65 2,15

CORTO PLAZO

LARGO PLAZO

B= 2,9 m A= 0,91

L= 5,1 m B= 0,52

Q= 100 kPa

v= 0,3 -

D=

THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)

Top 0 35000 0 1,75862069 2,0231 1,45 0,00 0,00547904 0,55 0 1,75862069 2,0231 1,45 0,00 0,01095807 1,10

Botton 2,5 35000 0,86 1,75862069 2,1991 1,25 0,21 0,00426365 0,43 1,72413793 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00629275 0,63

Top 2,5 100000 0,86 1,75862069 2,1991 1,25 0,21 0,00149228 0,15 1,72413793 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00220246 0,22

Botton 5 100000 1,72 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00110123 0,11 3,44827586 1,75862069 3,9979 0,59 0,14 0,00133815 0,13

Top 5 100000 1,72 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00110123 0,11 3,44827586 1,75862069 3,9979 0,59 0,14 0,00133815 0,13

Botton 20 100000 6,90 1,75862069 7,1872 0,32 0,08 0,00035798 0,04 13,7931034 1,75862069 13,9407 0,16 0,04 0,00036482 0,04

Top 20 100000 6,90 1,75862069 7,1872 0,32 0,08 0,00035798 0,04 13,7931034 1,75862069 13,9407 0,16 0,04 0,00036482 0,04

Botton 30 100000 10,34 1,75862069 10,5408 0,21 0,05 0,000242 0,02 20,6896552 1,75862069 20,7883 0,11 0,03 0,00024409 0,02

Top 30 100000 10,34 1,75862069 10,5408 0,21 0,05 0,000242 0,02 20,6896552 1,75862069 20,7883 0,11 0,03 0,00024409 0,02

Botton 35 100000 12,07 1,75862069 12,2373 0,18 0,05 0,00020806 0,02 24,137931 1,75862069 24,2226 0,09 0,02 0,00020938 0,02

STOTAL (m) 0,25 0,67

AVERAGE SETTLEMENT (m)

AVERAGE SETTLEMENT (cm)

0,42

Ngb 10 0,010,01

Ngb 5 0,000,00

Ngb 2,5 0,040,09

Ngb 15 0,070,10

STRATA LEVELS (m)

Relleno 2,5 0,120,47

Poisson modulus

At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE

CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD

INPUT DATA

Width of foundation

Sección 3 dcha

A=1-v2

Length of foundation B=1-v-2v2

Surcharge

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 184

Edificio de control Unidad de

cimentación

Excavación Relleno

m m

Nbg1-Nbg2 2 2

Tabla 91 Edificio de control

Las excavaciones para las zapatas se realizaran verticalmente.

12.8.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas

Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento

estructural.

El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de

terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según

secciones mostradas.

Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se

incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.

Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para

drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con

cal.

En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al

1H:1V, para evitar inestabilidades.

Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base

la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3

m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor

de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el

agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 185

Figura 61 Edificio de control

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 186

12.9 Anclajes de tuberías

Algunos anclajes de tuberías de los ejes (14 y 15) que se encuentran situados en la

Figura 62 es necesario cimentarlos mediantes pilotes.

Figura 62 Localización de los ejes 14 y 15

12.9.1 Trabajos realizados

Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento del PTAP para

estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 187

Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han

realizado en el emplazamiento del PTAP.

12.9.2 Geología y geotecnia

El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los módulos de

tratamiento es el siguiente:

Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1/Qpp1 con un espesor de unos 6m. Bajo

esta unidad se encuentra la unidad Ngb2/Qpp2. Ambas unidades tienen la misma

naturaleza, arcillas de baja y alta plasticidad.

No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.

12.9.3 Condiciones de Cimentación

Se ha estudiado la solución de cimentación profunda, para el anclaje de las tuberías en

diferentes puntos.

La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos

5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.

A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.

Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la

caracterización geotécnica definida en apartado 6.

A continuación se muestran las principales características de la cimentación profunda,

para unos diámetros de 0,6 m de diámetro, para distintas profundidades de pilote hasta

tope estructural.

El empotramiento mínimo necesario es de 4 diámetros a pesar de alcanzar el valor de

carga con menor longitud.

ANEJO Nº 3

“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 188

Tabla 92 Cálculo de pilotes de 0,6m de diámetro hasta tope estructura.

El Ingeniero Autor del Estudio de Suelos

Edwin Rojas Toledo

Ingeniero Civil.

Matrícula Nº 19202092227CAU

diámetro 0,6 m

encepado 1 m

Area punta 0,28 m2

Resist hormigón 4000,00 kN/m2

Tope estructural 1130,97 kN

Coeficiente de seguridad 0,45

cu (kPa)Unidad

geotecnicaNc alfa

Q punta unit

(kPa)

Q fuste unit

(kPa)

Q total

(kN)

2 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 174,50

3 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 204,50

4 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 234,50

5 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 264,50

6 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 367,60

7 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 400,23

8 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 432,87

9 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 465,51

10 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 498,15

11 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 530,79

12 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 563,43

13 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 596,06

14 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 628,70

15 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 661,34

16 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 693,98

17 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 726,62

18 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 759,26

19 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 791,89

20 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 824,53

21 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 857,17

22 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 889,81

23 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 922,45

24 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 955,09

25 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 987,72

26 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1020,36

27 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1053,00

28 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1085,64

29 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1118,28

30 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1150,92

Lo

ng

itu

d d

el

pil

ote

(m

)

Longitud de pilote mínimo =4diámetros