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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA

IV ENCUENTRO DE INGENIEROS DE SUELOS Y ESTRUCTURAS

FORO INTERNACIONAL SOBRE MICROZONIFICACIÓN SISMICA

EL PUENTE BARRANCABERMEJA – YONDÓ SOBRE EL RÍO MAGDALENA

Darío Farías y Julio Moya

BOGOTÁ D. C. Mayo 3, 4 Y 5 de 2006

BOLÍVAR

COLOMBIARÍO MAGDALENA

FERROCARRIL

ANTIOQUIA

ANTIOQUIA

RÍ O

MA

GD

AL

EN

A

RÍO

CA

UC

A

SANTANDER

YONDÓ

BUCARAMANGA

PUENTE BARRANCA - YONDÓ

SANTANDER

A YO

NDÓ

RÍOMAGDALENA

YONDÓ

A BARRANCA

LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

Figura 1

Figura 2

DINAMICA FLUVIAL

12 PILOTES Ø2.00 mL= 35.00 m

12 PILOTESØ2.00 m

L= 35.00 mN+74.20 AGUAS MAXIMAS

N+68.55 AGUAS MÍNIMAS

ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO

200.00

L= 151.05 m. GÁLIBO ≥15.50 m

PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m

93.00091.2486.559

71.000

99.60

8 7

91.24 86.559

71.000

99.60

6 5

8 PILOTES Ø2.00 m

L= 35.00 m

8 PILOTES Ø2.00 mL= 35.00 m

N+74.20 AGUAS MAXIMAS


ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO

200.00

L= 127.53 m. GÁLIBO ≥15.50 m


87.696

71.000

99.60

8

94.170

7

97.10087.696

71.000

99.60

94.170

6 5

Figura 3

EJE LONG. PUENTE

EJE LONG. PUENTE

SECCIÓN TRANSVERSAL COLUMNA

SECCIÓN TRANSVERSAL TABLERO

2.50

67.50

27.00

23.127

2.50

2.502.50

4.00

.28

12.70

4.10

6.35

2.00 4.10 .50

.28

6.35

2.00

ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO

Figura 4

VAR.

.24

.18

1.00

6.00

9.00

.30

1.00

SECCIÓN TRANSVERSAL

ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO

Figura 5

(3x5) PILOTESØ2.00 m

L= 35.00 mN+74.20 AGUAS MAXIMAS


(3x5) PILOTESØ2.00 mL= 35.00 m

ALTERNATIVA 3. PUENTE EN CONCRETO


L= 137.74 m. GÁLIBO ≥15.50 m

200.00

87.696

71.000

99.60

8 7

94.170 97.10087.696

71.000

56

99.60

94.170

�Peso de superestructura mayor

�Mayor número de pilotes

�Mayores requerimientos sísmicos

�Disposición en pórtico continuo que elimina conexiones con infraestructura y favorece el

comportamiento sísmico

�Menores requerimientos de mantenimiento

�Mejor comportamiento ante vibraciones y deflexiones por

carga viva

�Participación total de ingeniería nacional y mano de obra nacional

Figura 6

RÍO

MA

GD

AL

EN

A

AP

. 1AP

. 2

AP

. 3

AP

. 4

AP

. 5

AP

. 6

AP

. 7

AP

. 8

AP

. 9

AP

. 10

AP

. 11

AP

. 12

40.4540.0039.50 40.00 99.60

CURVA VERTICAL PARÁBOLICA

DE 90.00 m


DE 90.00 mTRAMO HORIZONTAL

DE 20.00 m 99.60

A BARRANCA

A YONDÓ

CURVA CIRCULARr = 420.00 mL = 281.99 m

CURVA ESPIRAL

39.5040.00

40.0040.45

AP

. 17

AP

. 16

AP

. 15

AP

. 13

AP

. 14

40.00 40.0040.00 40.0040.00

77.100 80.240 83.400 86.560 95.25289.720 94.17085.067 79.867


N+74.20 AGUAS MÁXIMAS

97.100

87.696 82.467 77.29991.31888.14084.98081.82078.660

VOLADIZO 1


VOLADIZO 4

AP

. 12

AP

. 11

AP

. 10

AP

. 9

AP

. 8

AP

. 7

AP

. 6

AP

. 5

AP

. 4

AP

. 3

AP

. 2

AP

. 1

AP

. 14

AP

. 15

AP

. 16

AP

. 13

AP

. 17

9 LUCES DE ~40.00 m 4 LUCES DE ~40.00 m

A BARRANCAA YONDÓ

VOLADIZO 2 VOLADIZO 3

LONGITUD TOTAL = 919.10 m

VIADUCTO DE ACCESO M.I. L= 359.95 m

VIADUCTO DE ACCESO M.D. L= 159.95 m

BAJA 6.5%BAJA 3.95%

Figura 7

Figura 8 (a)

GEOLOGÍA LOCAL

Figura 8 (b)

Figura 8 (c)

PERFIL GEOTÉCNICO

Figura 9

Figura 10

Figura 11

95.252 97.100 94.170 A BARRANCA

VOLADIZO 4VOLADIZO 1 VOLADIZO 3VOLADIZO 2


AP

. 6

AP

. 5

AP

. 8

AP

. 7

A YONDÓ


N+74.20 AGUAS MÁXIMAS

6 PILOTES Ø1.50 mL= 35.00 m15 PILOTES Ø2.00 m

L= 35.00 m15 PILOTES Ø2.00 m

L= 47.00 m

6 PILOTES Ø2.00 m

L= 40.00 m

BAJA 3.95 % BAJA 6.5%

99.6099.60

TRAMOHORIZONTAL

DE 20.00 m


DE 90.00 m


DE 90.00 m

SECCION LONGITUDINAL PUENTE PRINCIPAL

77.100 80.240 83.400 86.560 89.720

78.660 81.820 84.980 88.140 91.318

A YONDÓ

VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA L= 359.95 m

40.4540.0040.0040.0040.00 40.00 40.00 40.0039.50

AP

. 17

AP

. 16

AP

. 14

AP

. 13

AP

. 15

AP

. 11

AP

. 10

AP

. 12

AP

. 9

AP

. 8

4 PILOTES Ø1.50 m, L= 35.00 m3 PILOTES Ø1.50 m, L= 35.00 m

BAJA 3.95 %

VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA

Figura 12

3 PILOTES Ø1.20 m L= 35.20 m

4 PILOTES Ø1.20 m, L= 33.50 m

VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA L= 159.95 m

40.00

85.06787.696

40.45

77.29982.467 79.867

39.5040.00

A BARRANCA

AP

. 3

AP

. 4

AP

. 5

AP

. 2

AP

. 1

BAJA 6.5%

VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA

Figura 13

Figura 14

9.50

2.80

2.50 6.00 2.50

5.50

11.00

BAJA 2%

5.50

BAJA 2%

SECCION TRANSVERSAL PUENTE PRINCIPAL

Figura 14

10 DOVELAS DE 4.00 m

100.00

VOLADIZO 2 (VOLADIZO 3)

ZONA SOBRE CIMBRA

5.50

EJE APOYO 7 ó 6

9 DOVELAS DE 3.50 m7 DOVELAS DE 3.00 m

DOVELACENTRAL

2.00

C.L.

SECCIÓN LONGITUDINAL TABLERO VOLADIZOS 2 ó 3

Figura 15

68 CABLES 19 Ø5/8"LONGITUD MÍNIMA = 11.23 mLONGITUD MÁXIMA = 196.36 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 395 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 18700 t

2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA INFERIORTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 350 t

2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA SUPERIORTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 350 t

4 CABLES Ø12 5/8" LONGITUD MÍNIMA = 36.15 m

LONGITUD MÁXIMA = 44.15 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable

TENSIÓN EFECTIVA 700 t

20 CABLES 12 Ø5/8"LONGITUD MÍNIMA = 28.15 m

LONGITUD MÁXIMA = 91.15 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable

TENSIÓN EFECTIVA 3500 t

99.60 100.00

VOLADIZO 2 ó 3VOLADIZO 1 ó 4

EJE DOVELA EXTREMA

C.L.

EJE APOYO 7ó EJE APOYO 6

EJE APOYO 8ó EJE APOYO 5

ESQUEMA GENERAL DE TENSIONAMIENTO VOLADIZOS 1 A 4

Figura 16

2.40

5.50

11.00

5.50

.20

3.50 3.50 2.002.00

.70

2.40

.55

BAJA 2%BAJA 2%

SECCIÓN TRANSVERSAL VIADUCTOS

Figura 17

SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL

5.095

7.895

27.00

10.00

(5x3) PILOTES Ø2.00 mL= 47.00 m (APOYO 7)L= 35.00 m (APOYO 6)

2.50

JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN

6.00

1.00

10

.60

2.50

JUNTA DECONSTRUCCIÓN

1.05 1.40

3.50

24.00 (APOYO 7)36.00 (APOYO 6)

71.000

10

10.0

08

74.500

6.002.50

.60

73.500

1.05

84.508

1.40

EJE LONG. PUENTE

94.170

ACCESO (EN APOYO 6)

10.0

08.

80EJE LONG. PUENTE

5.00

CORTE TRANSVERSALCOLUMNA

4.00.50

.80

.50

.60

.80

ACCESO (EN APOYO 7)

EJE APOYO 6 ó 7

.60

PILAS PRINCIPALES

Figura 18

SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO

VA

R.

VAR.VAR. VAR.

4 PILOTES

.35 .35

71.0001.50

72.500

8.00

2.30

1.50

.35

2.50

1.50

.352.50

3.50

EJE LONG. PUENTE

EJE VIGAEJE VIGA.50

EJE VIGA

3.50 .50

VAR.

VAR.

VA

R.

VA

R.

.35

1.80

.35

EJE LONG.PUENTE

.35

EJE APOYOS11, 10 ó 9

4, 3 ó 2

CORTE TRANSVERSAL COLUMNA

PILAS VIADUCTOS DE ACCESO

Figura 19

Figura 20. Modelo de análisis puente principal

Figura 21. Modelo de análisis viaducto margen derecha

Figura 22. Modelo de análisis viaducto margen izquierda

Figura 23. Modelo de análisis estribo margen derecha (elementos SHELL)

Figura 24. Modelo de análisis estribo margen izquierda (elementos SHELL)

Figura 25. Modelo Tridimensional Zapata Apoyo 7 (elementos SOLID)

PERFIL GEOTÉCNICO

Figura 26

C D V ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO

CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN DERECHA)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de gravas (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de arenas (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de finos (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

Figura 27

VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD( MARGEN DERECHA )

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100 120 140

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

Wn: Humedad natural (%)

LL: Límite líquido

LP: Límite plástico

Figura 28

Figura 29

Figura 30

VARIACION DEL PESO UNITARIO EN FUNCION DE LA PROFUNDIDAD( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80

Peso unitario, γγγγt (ton/m3)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

MARGEN DERECHA

MARGEN IZQUIERDA

Figura 31

VARIACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA CON LA PROFUNDIDAD( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60

Resistencia al corte no drenada, Cu (ton/m²)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

MARGEN DERECHA

MARGEN IZQUIERDA

Figura 32

VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU0 y EU50 CON LA PROFUNDIDAD

( MARGEN DERECHA )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 200 400 600 800 1000 1200

Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

MODULO EUO

MODULO EU50

VALORES CALCULADOS A PARTIR DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN INCONFINADA

Figura 33

PERFORACION N°: P - 1

MUESTRA N°: M - 1

PROFUNDIDAD (m): 2.95 - 3.55 m

DESCRIPCION:

LIMO arcilloso gris verdoso

HUMEDAD NATURAL (%): 53,4

LIMITE LIQUIDO : 63

LIMITE PLASTICO: 32

INDICE DE LIQUIDEZ: 0,54

PESO UNITARIO (ton/m³): 1,73

REL. DE VACIOS eo: 1,35

PESO ESPECIFICO Gs: 2,66

ESF. EFECTIVO VERTICAL

INICIAL σ'o (ton/m²) 4,6

ESF. DE PRECONSOLID.

σ'p (ton/m²) 15,9

RELACION DE

SOBRECONSOLID. RSC: 3,43

INDICE DE

COMPRESION Cc: 0,595

INDICE DE

RECOMPRESION Cr: 0,111

INDICE DE

EXPANSION Ce: 0,111

RESISTENCIA AL

CORTE NO DRENADA

Cu (ton/m²) (penetrómetro): 1,9

ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONALCURVA DE COMPRESIBILIDAD

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0

Esfuerzo efectivo, σσσσv' (ton/m²)

Rel

ació

n d

e va

cío

s, e

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Cv

(cm

²/d

ía)

Curva de compresibilidad

Cv (cm²/día)

Figura 34


MUESTRA N°: M - 2


DESCRIPCION:

ARCILLA gris, plástica


LIMITE LIQUIDO : 55

LIMITE PLASTICO: 28








σ'p (ton/m²) 19,4

RELACION DE


INDICE DE


INDICE DE


INDICE DE

EXPANSION Ce: 0,063

RESISTENCIA AL

CORTE NO DRENADA



0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0


Rel

ació

n d

e va

cío

s, e

0

20

40

60

80

100

120

140

Cv

(cm

²/d

ía)


Cv (cm²/día)

Figura 35


MUESTRA N°: M - 1


DESCRIPCION:

ARCILLA limosa gris verdosa


LIMITE LIQUIDO : 67

LIMITE PLASTICO: 28








σ'p (ton/m²) 12,9

RELACION DE


INDICE DE


INDICE DE


INDICE DE

EXPANSION Ce: 0,075

RESISTENCIA AL

CORTE NO DRENADA



0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0


Rel

ació

n d

e va

cío

s, e

100

110

120

130

140

150

160

170

Cv

(cm

²/d

ía)


Cv (cm²/día)

Figura 36

VARIACION DE LOS INDICES DE COMPRESION Y DE RECOMPRESION CON LA PROFUNDIDAD

(MARGEN DERECHA)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80

Indices de Consolidación

Pro

fun

did

ad, (

met

ros)

Indice de compresión Cc

Indice de recompresión Cr

1,36

Figura 37

VARIACION DE LOS ESFUERZOS VERTICALES(MARGEN DERECHA)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 60 70

Esfuerzo vertical (ton/m²)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

ESFUERZO VERTICALTOTAL INICIAL

PRESION DE POROS

(Curva piezométrica)

ESFUERZO VERTICAL

EFECTIVO INICIAL

ESFUERZO DE

PRECONSOLIDACION(Ensayos de laboratorio)

Figura 38

C D V ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO

CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN IZQUIERDA)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de gravas (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de arenas (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Contenido de finos (%)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

Figura 39

VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD( MARGEN IZQUIERDA )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 20 40 60 80 100 120

Pro

fun

did

ad (m

etro

s)

Wn: Humedad natural (%)

LL: Límite líquido

LP: Límite plástico

Figura 40

NOTA:

Valores calculados

a partir de ensayos

de compresión

inconfinada

VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU0 y EU50 CON LA PROFUNDIDAD

( MARGEN IZQUIERDA )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²)

Pro

fun

did

ad (

met

ros)

MODULO EUO

MODULO EU50

Figura 41

Figura 42

C D V B ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

PERFORACION P - 9 HUMEDAD INICIAL (%) 13,3

MUESTRA - HUMEDAD FINAL (%) -

PROFUNDIDAD 59.45 - 60.00 m PESO UNITARIO SECO (ton/m3) 1,61

DESCRIPCION ARCILLA gris clara PESO UNITARIO TOTAL (ton/m3) 1,83

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Desplazamiento horizontal / ancho (%)

Esf

uer

zo d

e co

rte

(kg

/cm

²)

ENSAYO 1

ENSAYO 2

ENSAYO3

-2,00

-1,75

-1,50

-1,25

-1,00

-0,75

-0,50

-0,25

0,00

0,25

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Desplazamiento horizontal / ancho (%)

Def

orm

ació

n v

olu

mét

rica

(%

)

ENSAYO 1

ENSAYO 2

ENSAYO 3

Figura 43

PERFORACION P - 9 PARAMETROS DE RESISTENCIA

MUESTRA - RESISTENCIA PICO

PROFUNDIDAD 59.45 - 60.00 m c (kg/cm²)= 0,72

DESCRIPCION ARCILLA gris clara ΦΦΦΦ (°) = 21,4

C D V B ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

TRAYECTORIAS NATURALES DE ESFUERZOS

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

Esfuerzo normal, (kg/cm²)

Esf

uer

zo c

ort

ante

, (k

g/c

m²)

ENSAYO 1

ENSAYO 2

ENSAYO 3

ENV-PICO

Figura 44

VARIACION DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) CON LA PROFUNDIDAD

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ensayo de penetración estándar (golpes/pie)

Pro

fun

did

ad, z

(m)

Ncampo P-7

Ncampo P-8

Ncampo P-9

Ncampo P-10

Ncampo P-11

Ncampo P-12

Ncampo K1+860

Ncampo K2+060

Ncampo K2+200

Ncampo K2+371

Ncampo S-3

Ncampo S-4

Ncampo S-6

Ncampo S-7

Figura 45

74

72 (S.M.: Socavación máxima)7170

68

66

64

62

60

58

56

5554

52

50

48

47464544

42

40

39383736

34

32

30

28

26

24 422

2120

18

16

3

5

CONGLOMERADO

ARCILLOLITA

ARENISCA DURA A FRIABLE

2,0 m

25,0 m

9,0 m

17,0 m

PILOTE 1 (De= 35m)

PILOTE 2 (De= 40m)

PILOTE 3 (De= 45m)

PILOTE 4 (De= 50m)

Cu= 50,0 ton / m2

fsu= 10,0 ton / m2

fsu= 10,0 ton / m2

73,0

71,0

46,0

37,0

20,0

PILOTE 5 (De= 55m)

AGUA

16,0 4,0 mfsu= 10,0 ton / m2

Cu= 50,0 ton / m2

CAPACIDAD PORTANTE - COMPRESION AXIAL

PILA No. 7 (S.M.: Socavación máxima)

PF1= 0,0 (ton)

PF2= 0,0 (ton)

PF3= ππππ x B x 10,0 x 9,0 = 282,7 B (ton)

PF4= ππππ x B x D4 x 10,0 = 31,4 x D4 x B (ton) (D4 = variable entre 1 y 17 m)

PF5= ππππ x B x 4,0 x 10,0 = 125,7 B (ton)

σσσσBU4= ( 9 x 50 ) + ( 1 x 27 + 2 x 9 + 2 x D4 ) = 450 + ( 45 + 2 x D4 ) (ton / m2)

PBU4= ππππ x B2 x ( 450 + ( 45 + 2 x D4) ) / 4 = 353,4 x B2 + ( 35,3 + 1,6 x D4 ) x B2 (ton)

σσσσBU5= ( 450 ) + ( 1 x 27 + 2 x 30 ) = 537 ton / m2

PBU5= ππππ x B2 x ( 450 + 87 ) / 4 = 353,4 x B2 + 68,3 x B2 = 421,7 x B2 (ton)

Figura 46

NOTA:Ps: Carga de seguridad del pilote (sin descontar el peso propio del pilote.

PILA No. 7- SOCAVACION HASTA LA COTA 46 m.VARIACION DE LA CARGA DE DISEÑO EN FUNCION DEL DIAMETRO DEL PILOTE

0

500

1000

1500

2000

2500

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Diámetro del pilote, B (m)

Car

ga

de

dis

eño

, Ps

(to

n)

Pilote 1, De= 35m

Pilote 2, De= 40m

Pilote 3, De= 45m

Pilote 4, De= 50m

Pilote 5, De= 55m

De= longitud efectiva del pilote (m)

Figura 47

Figura 48

Figura 49

Figura 50

Figura 51

Figura 52

Figura 53

Figura 54

Figura 55

COEFICIENTE DE REACCION DE SUBRASANTE

PILA No. 7 - S.M. Máxima profundidad de socavación a partirde los estudios de hidráulica del río.

Cota superficie del terreno: 73,0 mCota base cabezal del grupo de pilas de cimentación: 71,0 mCota máxima del nivel del agua: 73,0 m

74

7271

70

68

66

64

62

60

58

565554

52

50

4847464544

42

4039383736

34

32

30

28

26

24

22 42120

18

165

3 CONGLOMERADO

ARCILLOLITA


2,0 m

25,0 m

9,0 m

17,0 m

PILOTE 1 (De= 35m)

PILOTE 2 (De= 40m)

PILOTE 3 (De= 45m)

PILOTE 4 (De= 50m)

73,0

46,0

37,0

20,0

PILOTE 5 (De= 55m)16,0

Kh en ton / m3

Kh= 7623 / B

Kh= 10800 / B

Kh= 31800 / B

Kh= 2152 / B a

Kh= 10000 / B

AGUA

71,0

Figura 56

Figura 57

Figura 58

Figura 59

PRESIONES PASIVAS

(S.M.: Socavación máxima)

Máxima profundidad de socavación a partirde los estudios de hidráulica del río.

PILA No. 7 - S.M.

74

72

7170

68

66

64

62

60

58

56

5554

52

50

48

47464544

42

40 339383736

34

32

30

28

26

24

22 42120

18

165

CONGLOMERADO

ARCILLOLITA


2,0 m

25,0 m

9,0 m

17,0 m

PILOTE 1 (De= 35m)

PILOTE 2 (De= 40m)

PILOTE 3 (De= 45m)

PILOTE 4 (De= 50m)

73,0

71,0

46,0

37,0

20,0

PILOTE 5 (De= 55m)

AGUA

16,0 4,0 m

sHP= 124 ton / m2

sHP= 124 ton / m2

sHP= 359 ton / m2

sHP= 400 ton / m2

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

APOYO 6Y

ondó

Río

Magda

len

a

12-feb/14-feb

18-feb/19-feb

24-feb/25-feb

15-feb/17-feb

20-feb/23-feb

04-feb/05-feb

29-ene/31-ene

10-feb/12-feb

1-feb/3-feb

7-feb/9-feb

21-ene/22-ene

16-ene/17ene

25-ene/27-ene

19-ene/20-ene

22-ene/24-ene

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

APOYO 7

Barr

anca

berm

eja

21-ene/22-ene

16-ene/17ene

25-ene/27-ene

19-ene/20-ene

22-ene/24-ene

K0+745.40 K0+846.00

Figura 60

SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL

5.095

7.895

27.00

10.00

(5x3) PILOTES Ø2.00 mL= 47.00 m (APOYO 7)L= 35.00 m (APOYO 6)

2.50

JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN

6.00

1.00

10

.60

2.50

JUNTA DECONSTRUCCIÓN

1.05 1.40

3.50

24.00 (APOYO 7)36.00 (APOYO 6)

71.000

10

10.0

08

74.500

6.002.50

.60

73.500

1.05

84.508

1.40

EJE LONG. PUENTE

94.170

ACCESO (EN APOYO 6)

10.0

08.

80EJE LONG. PUENTE

5.00

CORTE TRANSVERSALCOLUMNA

4.00.50

.80

.50

.60

.80

ACCESO (EN APOYO 7)

EJE APOYO 6 ó 7

.60

PILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALES

Figura 61

APOYO 4

Río

Magda

len

a

21

20

19

18

17

16

APOYO 5

Barr

anca

berm

eja

20-ene/21-ene

26-ene/26ene

18-ene/19-ene

24-ene/25-ene

13-ene/16ene

19-ene/23-ene

K0+745.40

K0+709.95

15

14

13

12

2-feb/2-feb

31-ene/1-feb

22-feb/23feb

20-feb/21-feb

APOYO 3K0+665.95

11

10

9

8

10-feb/11-feb

3-feb/4-feb

6-feb/6-feb

1-feb/2-feb

APOYO 2K0+625.95

7

6

5

4

14-feb/14-feb

5-feb/6-feb

11-feb/13feb

10-feb/11-feb

APOYO 1K0+586.00

2

1

11-feb/13-feb

15-feb/16-feb

316-feb/16-feb

Figura 62

SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO

VA

R.

VAR.VAR. VAR.

4 PILOTES

.35 .35

71.0001.50

72.500

8.00

2.30

1.50

.35

2.50

1.50

.352.50

3.50

EJE LONG. PUENTE

EJE VIGAEJE VIGA.50

EJE VIGA

3.50 .50

VAR.

VAR.

VA

R.

VA

R.

.35

1.80

.35

EJE LONG.PUENTE

.35

EJE APOYOS11, 10 ó 9

4, 3 ó 2

CORTE TRANSVERSAL COLUMNA

PILAS VIADUCTOS DE ACCESO

Figura 63

Figura 64

Figura 65

Figura 66

PILA: 7 PILOTE: 44 Cota máxima camisa = 75.50 msnm Longitud camisa = 14.81 m

Diámetro = 2.00 m Cota mínima camisa = 60.69 msnm Peso del trépano = 6 ton

MUESTRACOTA msnm

DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil

resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO

1 73,00

Lámina de agua. En la

fotografía se señala el

pilote número 44. Al

fondo la camisa sin

hincar del pilote 46. A la

derecha se ve la primera

hilera de pilotes ya

construidos.

Lámina de agua.

2 66,00

Arena fina de color gris,

suelta. Material de

arrastre del río, no

plástico y sin materia

orgánica.

Dificultad media.

Presión hidráulica

del equipo = 120 -

150 bar

Limos arenosos a

arenas limosas

sueltos.

14:30

3 63,50

Arcilla color gris oscuro,

con algo de arcilla. Salen

en bloques de baja

resistencia que se

deshacen con un leve

golpe. Alto contenido de

materia orgánica. Se ven

pedazos de troncos

antiguos, y ramas de

color amarillo embebidos

en el material.

Dificultad media.

Presión hidráulica

del equipo = 120 -

150 bar

Arcillas de

consistencia blanda a

media de origen

reciente.

15:52

PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDÓREGISTRO DE EXCAVACIÓN

Figura 67 (a)

MUESTRACOTA msnm



4 59,50

Arcilla gris de alta

plasticidad sin materia

orgánica, ni arena ni

grava. Baja consistencia.

Fácil de cortar.

Fácil de excavar

con el balde.

Presión = 50 - 80

bar

Arcillas de


media de origen

reciente.

16:09

5 58,50Arena fina arcillosa o limo

arcilloso.

Fácil de excavar

con el balde.

Presión = 50 - 80

bar

Arcillas de


media de origen

reciente

14:23

6 55,20

Arcilla color gris claro a

blanco de alta plasticidad

y muy baja resistencia.

Presenta un leve

contenido de arena en su

interior pero nada

representativo.

Fácil de excavar

con el balde.

Presión = 50-80

bar

Arcillas de


media de origen

reciente

14:48

7 50,50

Conglomerado de grava

en matriz arenosa

gruesa, de plasticidad

nula. Muy resistente y

difícil de excavar. Grava

de tamaño máximo 10

cm y mínimo de 3 cm,

conformada por

partículas aplanadas de

forma ovalada, con

aristas redondeadas.

Difícil de excavar

con el balde.

Material muy duro.

Presión = 220 bar

Conglomerado gravas

en matriz de arenas

con finos.

15:20

Figura 67 (b)

MUESTRACOTA msnm



8 47,00

Conglomerado arenoso

con algo de plasticidad.

Contiene grava de

tamaño máximo igual a

5.0 cm.

Difícil de excavar

con el balde.

Material muy duro.

Presión = 220 bar

Conglomerado gravas

en matriz de arenas

con finos.

15:23

9 45,00

Conglomerado areno

arcilloso. La matriz

arenosa es de color

pardo, mientras que la

fracción arcillosa de la

matriz es de color gris

claro. Gravilla de tamaño

promedio de 4.0 cm.

Difícil de excavar

con el balde.

Material muy duro.

Presión = 220 bar

Conglomerado gravas

en matriz de arenas

con finos.

15:29

10 43,50

Conglomerado areno

arcilloso, de matriz

verdosa. Contenido de

grava y gravilla Tmáx= 5

cm. Ligeramente plástico.

Difícil de excavar

con el balde.

Material muy duro.

Presión = 220 bar

Conglomerado gravas

en matriz de arenas

con finos.

15:39

Figura 67 (c)

MUESTRACOTA msnm



11 40,00

Arena fina, densa,

identificada como

arenisca friable. Pueden

obtenerse bloques

compactos de material,

pero que se puede

romper o separar con las

manos haciendo poca

fuerza.

Muy difícil de

excavar. Presión >

200 bar. Sin

embargo el

material se deja

cortar con el

balde.

Arenisca friable. 16:05

12 35,35

Arcilla gris con arena muy

fina. Es uno de los

estratos arcillosos

intercalados dentro de la

arenisca friable. Pueden

aparecer eventuales

cantos rodados de

Tmáx= 5 cm.

Muy difícil de

excavar. Presión >

200 bar. Sin

embargo el

material se deja

cortar con el

balde.


13 34,00

Arenisca friable con

bloques de arcillolita

medianamente

resistentes, que se

rompen con un golpe

contra un elemento rígido

o el piso del planchón. La

fracción arenosa está

conformada por granos

gruesos.

Muy difícil de

excavar. Presión >

200 bar. Sin

embargo el

material se deja

cortar con el

balde.


Figura 67 (d)

MUESTRACOTA msnm



14 22,00

Estrato de transición

entre la arenisca friable y

la arcillolita. Alto

contenido de gravilla

redondeada. Las vetas

blancas son altamente

arcillosas y plásticas.

Trépano Arenisca friable. 07:25

15 19,00

Fin del pilote. Arcillolita

de alta resistencia.

Prácticamente imposible

de excavar con balde y

trépano. Se obtenían

baldados con 20 cm de

material. Muy bajo

rendimiento.

Trépano Arcillolita. 07:56

Figura 67 (e)

de a de a de a de a

74,2 66,0 Agua

66,0 63,5 Arenas limosas sueltas 14:30 16:09 68,5 59,5 01:39 01:39 9,00 5,45 5,45

63,5 50,5 Arcilla 15:52 16:09 63,5 59,5 00:17 00:17 4,00 14,12 14,12

50,5 40,0 Conglomerado 10:14 11:40 48,50 40,00 01:26 01:26 8,50 5,93 5,93

40,0 22,0 Arenisca friable 11:40 18:12 40,00 22,00 12:00 13:00 06:32 05:32 18,00 2,76 3,25

22,0 10,0 Arcillolita 16:35 19:02 21,60 20,60 02:27 02:27 1,00 0,41 0,41

DATOS PARA GRAFICAS DE RENDIMIENTO

Estrato Penetración acumulada

Agua

Arenas limosas sueltas 5,45

Xi Yi Xf Yf Arcilla 19,57

Agua 0,0 74,2 50,0 74,2 Conglomerado 25,50

Arenas limosas sueltas 0,0 66,0 50,0 66,0 Arenisca friable 28,26

Arcilla 0,0 63,5 50,0 63,5 Arcillolita 28,67

Conglomerado 0,0 50,5 50,0 50,5

Arenisca friable 0,0 40,0 50,0 40,0

Arcillolita 0,0 22,0 50,0 22,0

Socavación 0,0 41,4 50,0 41,4

Pilote 24,0 73,0 24,0 19,0

24,0 19,0 26,0 19,0

26,0 19,0 26,0 73,0

26,0 73,0 24,0 73,0

Nota: La detención fue la hora de almuerzo. No hubo más detenciones.

CotaEstrato

Hora Rendimiento sin detenciones (m/h)

DIBUJO DE ESTRATOS Y PILOTE

RENDIMIENTO DE LA EXCAVACIÓN Y ESQUEMA GENERAL DE LA CIMENTACIÓN

Tiempo total

Rendimiento con detenciones (m/h)

Avance perforación Detenciones Tiempo efectivo

Penetración (m)

ESQUEMA DEL PILOTE

Agua

Arenas limosas sueltas

Conglomerado

Arenisca friable

Arcillolita

Socavación

Arcilla

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

Cot

a (m

.s.n

.m.)

RENDIMIENTO DE LA EXCAVACIÓN DE GALANTE

5,5

14,1

5,9

2,8

0,4

5,5

14,1

5,9

3,3

0,4

0,00

5,00

10,00

15,00

Arenas limosas

sueltas

Arcilla Conglomerado Arenisca friable Arcillolita

Tipo de material

Ren

dim

ient

o (m

/h)

Rendimiento con detenciones (m/h) Rendimiento sin detenciones (m/h)

Figura 68

Tabla 1: Características promedio de los pilotes de cada apoyo

13,604,30Conglomerado443,43693,7315,6535,9252,7373,001,5017

22,604,30Conglomerado611,64858,0525,6445,9152,7373,001,5016

12,5012,50Conglomerado518,81663,6120,7341,0052,7373,001,5015

13,6013,60Conglomerado598,41767,1221,9842,2552,7373,001,5014

18,2013,42Conglomerado543,96754,4620,2240,5052,7273,001,509

3,000,08Arcillolita1131,651346,2022,0953,6941,4073,002,007

9,300,40Arcillolita o

Arenisca friable1028,091028,6738,8337,3874,4573,002,006

3,050,47Arcillolita692,89692,8937,9837,2373,7473,001,505

15,204,00Conglomerado497,09497,0935,9035,8873,0273,001,204

5,503,10Conglomerado463,79463,7936,3936,4972,9073,001,203

7,281,60Arcillolita o

Conglomerado476,56476,5235,6335,8072,8373,001,202

3,500,19Arcillolita448,12448,1235,5535,7172,8473,001,201

MáximoMínimoCon

socavaciónSin

socavación

Empotramiento en último estrato (m)Estrato en la

punta

Capacidad portante de trabajo según socavación

(toneladas)Lefec

(m)

Lprom

(m)

Cota socavación

(msnm)

Cota cabezal (msnm)

Diámetro (m)

Apoyo

Figura 69

Figura 70

Figura 71

Gato

Placa

Pistón

Manguera de aceite a alta

presión.

Tubería de acero que encamisa la

guaya.

Guaya para registro de

desplazamientos de la placa de fondo.

Contrapeso para tensionamiento

de la guaya.

Bomba de aceite a alta presión.

Suelo: Arenisca friable ligeramente cementada,

Referencia o “punto cero” de

desplazamiento de la guaya.

NOTA: Cualquier desplazamiento de la placa de fondo deberá generar en la guaya un desplazamiento vertical en sentido descendente que se registraría como un descenso del “punto cero”.

Figura 72

11 22

(1) Parte de la guaya de acero que está amarrada a la placa de carga al fondo del pilote. (2) Parte de la guaya que está amarrada al contrapeso identificado como 3. (3) Contrapeso de no más de 80 kg. (4) Armazón de acero para conformación del sistema de medición de deformaciones.

33

44

Figura 73

Bomba de aceite para incremento de presión en el gato.

Detalle del manómetro de la bomba. Escala externa: PSI, escala interna: Bar.

Figura 74

Figura 75

RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTES

PILA No. 7

Pilotes de prueba

Diámetro, B: 2,00 m

Longitud total, Lt: 54,00 m

Longitud efectiva total, Lefec: 45,00 m (aproximadamente)

CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL

Máxima presión aplicada a la celda de carga: 1128,0 ton/m²

Carga por fricción lateral: 3127,2 ton

Fricción lateral unitaria promedio: 11,1 ton/m²

En este ensayo no se suministró información sobre las deformaciones del pilote.

CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE

Área del gato: 71,3 cm²

Área de la placa: 490,9 cm²

Máxima presión aplicada: 703 kg/cm²

Carga aplicada por el gato: 50,1 ton

Presión transmitida al suelo: 1021 ton/m²

Capacidad portante movilizada por la base del pilote: 3205,9 ton

Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto.

Figura 76

CURVA ESFUERZO - DEFORMACION EN LA BASE DEL PILOTE ( PILA No. 12 )

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

DEFORMACION, (cm)

ES

FU

ER

ZO

(K

g/c

m²)

Figura 77

RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTESPILA No. 12

Pilotes de prueba

Diámetro, B: 1,50 m

Longitud total, Lt: 40,00 m

Longitud efectiva total, Lefec: 40,00 m (aproximadamente)

CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL

Máxima presión aplicada a la celda de carga: 703,0 ton/m²

Carga por fricción lateral: 1074,4 ton

Fricción lateral unitaria promedio: 5,7 ton/m²

Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto.

CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE

Área del gato: 71,3 cm²

Área de la placa: 490,9 cm²

Máxima presión aplicada: 457 kg/cm²

Carga aplicada por el gato: 32,6 ton

Presión transmitida al suelo: 663,6 ton/m²

Capacidad portante última por la base del pilote: 1174,6 ton

Presión crítica (fluencia) para una deformación de 4 a 6 cm: 35,0 kg/cm²

Capacidad crítica: 619,5 ton

Figura 78

Figura 79

Figura 80

Figura 81

Figura 82

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