Estudio de Suelos -Ejemplo
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ESTUDIO DE SUELOS. _____________________________________________________________________________________ CIRCULAR 4TA No 66B -87 OFICINA 102 TELEFONO 434 27 47 Y CELULAR 311 359 64 60. ES 0430A -2012 V.E.B.O. 05202086807 ANT. [email protected] 1 Medellín, Febrero de 2.012 SEÑORES: INVERSIONES Y CONSTRUCCIONES PRISMA S.A. ING. CARLOS MESA. MEDELLÍN REF: ES0430A-2012 ESTUDIO DE SUELOS, CONDOMINIO PRADOS DE ZUÑIGA. TORRE DE VEINTE PISOS CALLE 20 SUR No 45-40, BARRIO ZÚÑIGA MUNICIPIO DE ENVIGADO. Respetados Ingenieros: Anexo a la presente encontrarán el estudio suelos, el registro de las perforaciones a rotación y las perforaciones a percusión, para la construcción de dos torres del proyecto de referencia. Esperamos nos mantenga informados acerca del desarrollo general del proyecto, durante la ejecución de la pila de prueba, así como en el seguimiento de la construcción de las fundaciones, considerando que es una edificación de categoría especial, para observar que en todo momento se cumplan las hipótesis de diseño Agradecemos la oportunidad que nos brinda de participar en sus proyectos y quedo a sus órdenes para cualquier aclaración del presente estudio u otro de mi especialidad. Atentamente, VICTORIA EUGENIA BEDOYA O. Ingeniera Civil. 05202086807 Ant.
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ESTUDIO DE SUELOS.
_____________________________________________________________________________________ CIRCULAR 4TA No 66B -87 OFICINA 102 TELEFONO 434 27 47 Y CELULAR 311 359 64 60.
ES 0430A -2012 V.E.B.O. 05202086807 ANT.
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Medellín, Febrero de 2.012 SEÑORES: INVERSIONES Y CONSTRUCCIONES PRISMA S.A. ING. CARLOS MESA. MEDELLÍN REF: ES0430A-2012 ESTUDIO DE SUELOS, CONDOMINIO PRADOS DE
ZUÑIGA. TORRE DE VEINTE PISOS CALLE 20 SUR No 45-40, BARRIO
ZÚÑIGA MUNICIPIO DE ENVIGADO.
Respetados Ingenieros: Anexo a la presente encontrarán el estudio suelos, el registro de las
perforaciones a rotación y las perforaciones a percusión, para la construcción
de dos torres del proyecto de referencia.
Esperamos nos mantenga informados acerca del desarrollo general del
proyecto, durante la ejecución de la pila de prueba, así como en el seguimiento
de la construcción de las fundaciones, considerando que es una edificación de
categoría especial, para observar que en todo momento se cumplan las
hipótesis de diseño
Agradecemos la oportunidad que nos brinda de participar en sus proyectos y
quedo a sus órdenes para cualquier aclaración del presente estudio u otro de mi
especialidad.
Atentamente, VICTORIA EUGENIA BEDOYA O. Ingeniera Civil. 05202086807 Ant.
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ESTUDIO DE SUELOS ES0430A-2012.
CONDOMINIO PRADOS DE ZUÑIGA. TORRE VENTE PISOS
CALLE 20 SUR No 45-40
I.C. VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
MEDELLÍN, FEBRERO DE 2.012
ESTUDIO DE SUELOS.
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ÍNDICE.
1. INTRODUCCIÓN 5
2. CARACTERISTICAS DE LA ZONA Y DEL PROYECTO 6
3. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO 7
3.1 CLASIFICACION DE LA COMPLEJIDAD DEL PROYECTO 7
3.2 LOCALIZACION DE LOS SONDEOS 7-12
4. CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DEL SUBSUELO 13
4.1 COEFICIENTES ESPECTRALES PARA LOS SISMOS DE DISEÑO
14
4.1.1 TIPO DE PERFIL DEL SUELO 14-15
4.2 ESTRATIGRAFIA. 16
4.3 NIVEL FREATICO. 19
5. CARACTERISTICAS FISICOMECANICAS DEL TERRENO 20-22
5.1 RESULTADOS DE LABORATORIO 23
6. EVALUACION DE LOS RESULTADOS Y RECOMENDACIONES
26
6.1 RECOMENDACIONES DE CIMENTACION 26
6.1.1 Estimativo de Carga 26
6.1.2 Tipo de Cimentación 27-29 6.2 DISEÑO SISMO RESISTENTE 30
6.3 INVENTARIO DE GRIETAS 30
6.4 EXCAVACIONES 31 6.5 LLENOS ESTRUCTURALES 31
6.6 BOMBEOS DE AGUA 33 6.7 RECINTES 34
6.8 MUROS DE CONTENCIÓN 35
6.9 FILTROS 36
6.10 POTENCIAL DE LICUEFACCION 37
7. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS 40
8. RECOMENDACIONES GENERALES CONSTRUCTIVAS Y DE VERIFICACION
42
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9. VALIDEZ DE LA HIPOTESIS 44
ANEXO 1. REGISTRO DE PERFORACIÓN 45-52
ANEXO 2. CALCULO DE LA CAPACIDAD DE LA PILA
SEGÚN DATOS DE CADA PERFORACION
53-58
ANEXO 2. COMPRESION SIMPLE 59-60
ANEXO 3. GRANULOMETRÍA Y CLASIFICACIÓN 61-63
ANEX0 4. ENSAYOS DURANTE LA EJECUCION DE LA OBRA
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1. INTRODUCCIÓN.
El 5 de Abril del año 2011 se adelanto las perforaciones a percusión y del 10 al
15 de febrero del año 2012, se realizaron las perforaciones a Rotación, para el
estudio de suelos del lote localizado en el barrio Zúñiga, Calle 20 Sur No 45-40
Municipio de Envigado.
El trabajo a seguir es la demolición de las viviendas existentes, excavación de
los semisótanos, la construcción de los recintos, la construcción de los muros
de contención, la construcción de la pila de prueba, pozo de bombeo, filtros
iniciales y la excavación para las fundaciones y la construcción en general.
Para el estudio de suelos se adelantaron trabajos de exploración de campo.
Estos se realizaron con el fin de definir las características físicas mecánicas del
terreno y las características generales del proyecto. Para lo cual se ejecutaron
los siguientes pasos:
Visita de campo (En la cual se observan las construcciones existentes, la
topografía en general y los demás aspectos de interés).
Exploración de campo con taladro a Rotación y taladro de percusión.
Toma de muestras.
Ensayos de laboratorio.
Recomendaciones para el diseño y la construcción.
Todo lo ejecutado cumpliendo el Código de Construcciones Sismo resistentes
N.S.R-2010 en su titulo H.
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2. CARACTERISTICAS DE LA ZONA Y EL PROYECTO El lote tiene un área de 2.549,28 m2, está ubicado en el barrio Zúñiga,
Municipio de Envigado, en zona urbana, con servicio de acueducto y
alcantarillado, zona de pendiente baja, rodeada de edificios de altura y
viviendas.
La vía está en buen estado, no se observan problemas de estabilidad en la
zona en estudio.
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3. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO
El lote está ubicado en una zona de variabilidad del subsuelo baja, donde no
existen importantes algunas variaciones entre el lugar programado para la
perforación y sus vecinas.
3.1 CLASIFICACIÓN DE LA COMPLEJIDAD.
La construcción de la edificación tendrá sótano, semisótano y diez ocho pisos,
se clasifica con categoría de la unidad de construcción Alta, según la Tabla
H.3.1-1
Para la categoría Alta, con una variabilidad del suelo baja como se presenta en
la zona, el N.S.R-2010
Por lo tanto el número mínimo de sondeos sugerido en la tabla H.3.2-1 es de
cuatro unidades.
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3.2 LOCALIZACIÓN DE LOS SONDEOS
Se realizo una visita inicial al lote para recoger la información general, con la
que se estableció la ubicación de las exploraciones de campo (Mirar Figura 2).
Para el estudio se ejecuto:
Seis perforaciones para estudiar las condiciones estratigráficas.
Tres perforación con maquina de rotación, una de ellas penetrando 4 m
en la roca y dos perforaciones penetrando 11 m.l en la roca
En la exploración de campo, se observo la estratigrafía, por lo tanto se tomaron
muestras re moldeadas e inalteradas con tubo Shelby, tomas Standard y Bolsa
plástica. Con las muestras de suelo obtenidas se realizaron los siguientes
ensayos así:
Humedad Natural.
Peso Unitario y Peso Seco.
Resistencia a la compresión simple.
Ensayos de Clasificación (granulometría, límites de Atterberg y peso
Específico).
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FIGURA 2. UBICACIÓN DE LAS EXPLORACIONES
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FOTOGRAFIA 1. Se observa la perforación 1, con maquina de perforación estándar, la cual alcanzo una profundidad hasta el rechazo por choque con bola de roca de 4.20 m
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FOTOGRAFIA 2. Se observa la perforación 4, con maquina de perforación manual, la cual alcanzo una profundidad hasta el rechazo por choque con bola de roca de 4.45 m.
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FOTOGRAFIA 3. Se observa la perforación 5, con maquina de perforación a
rotación, la cual alcanzo una profundidad de 4 m hasta el rechazo y penetro 4 metros en el conglomerado rocoso encontrando un suelo más resistente a medida que aumentaba la profundidad.
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FOTOGRAFIA 4. Se observa la perforación 6, con maquina de perforación a rotación, la cual alcanzo una profundidad de 4.15 m hasta el rechazo y penetro 11 metros en el conglomerado rocoso encontrando un suelo tipo conglomerado aluvial, muy consolidado, suelo cementado.
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4. CARACTERÍSTICAS GEOTECNICAS DEL SUBSUELO.
El lote en estudio está ubicado según los planos de instrumentación y
microzonificación sísmica del municipio de Envigado, en la ZONA DE
TERRAZA ALUVIAL DEL CUATERNARIO. Zona conformada por suelos
residuales de sedimentos aluviales finos que descansan sobre una capa grueso
granular de conglomerado con gravas y arenas.
FIGURA No 3. UBICACIÓN GEOLOGICA DEL LOTE EN ESTUDIO
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4.1 COEFICIENTES ESPECTRALES PARA LOS SISMOS DE DISEÑO.
SEGÚN EL N.S.R. -2010PARA ENVIGADO respectivos son:
Av = 0.20 Aa = 0.15 Ae: 0.13 Ad: 0.07
4.1.1 TIPO DE PERFIL DEL SUELO.
El suelo del lote en estudio, se clasifica como perfil C, perfiles de suelos que
cumple con los criterios de N> 50 Su > 100 Kpa
Según la tabla A.2.4-3 Valores del coeficiente Fa, para la zona de periodos
cortos del espectro Fa =1.2
Según la tabla A.2.4-4 Valores del coeficiente Fv, para la zona de periodos
intermedios del espectro Fv =1.60
Encontrándose los siguientes valores de espectro de diseño, para
Medellín, en suelo tipo C
T Sa
0 0.45
0.17777778 0.45
0.85333333 0.45
0.9 0.42666667
1 0.384
1.5 0.256
2 0.192
2.5 0.1536
3 0.128
3.84 0.10
4 0.09216
5 0.0589824
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FIGURA DEL ESPECTRO ELASTICO DE LAS ACELERACIONES DE
DISEÑO COMO FRACCION DE g.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0 1 2 3 4 5 6
Sa
Sa
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4.2 ESTRATIGRAFIA
Para el estudio del subsuelo, con miras a establecer la viabilidad técnica y
económica del proyecto, se desarrolló un programa exploratorio, se realizaron
cuatro perforaciones con taladro percutor y Tres con taladro a rotación.
ZONA MÁS DESFAVORABLE – PERFORACION 2
la primera capa: COBERTURA VEGETAL, con un espesor de 0,50 m va del
nivel 0 a -0,50m.
la segunda capa: Limo areno arcilloso color amarillo, con zonas negras de
consistencia media a blanda, humedad alta con un espesor de -3,50m va del
nivel -0,5 al -4,0m.
La tercera capa: Grava arenosa con zonas verdosas y zonas amarillas de
humedad alta y consistencia variable de media a fuerte, con un espesor de
2m va del nivel -4,0 m al nivel -6 m.
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FOTOGRAFIA No 4. Conglomerado aluvial, con humedad alta, arenas y rocas
de mediano diámetro, recuperado de la perforación 2.
FOTOGRAFIA 5. Se observa bola de roca del conglomerado aluvial recuperado de la perforación 4.
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La quinta capa: Sedimento aluvial arenoso de consistencia muy fuerte
micácea, color verde y azul conformado por roca de anfibolita con gran
dureza y en sin observarse procesos de meteorización, rocas de gran
diámetro y alta dureza, arenas medias no plástico, se bajo a rotación
fragmentos de rocas de alta calidad, se recupero más del 90% de la muestra
en roca un RQD de 90%. con un espesor observado de 4m va desde el nivel
-6m
FOTOGRAFIA 6. Se observa material recuperado en la perforación 5 a rotación, a una profundidad de 6 m conformado por conglomerado aluvial, con fragmentos de roca de varios diámetros bien gradado.
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FOTOGRAFIA 7. Se observa bola de roca del conglomerado aluvial recuperado de la perforación 5, a una profundidad de 8 m, con una óptima recuperación, donde se observan rocas de anfibolita de gran diámetro con una recuperación del 90%. Material de excelente calidad y dureza.
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FOTOGRAFIA 8. Se observa material recuperado de perforación 6 o
perforación a rotación 2, observándose un sedimento aluvial cementado, por la presión.
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4.3 NIVEL FRÉATICO:
Los ensayos y tomas de las muestras de campo se realizaron Del día 5 al 6 de
abril de 2011 Y Febrero de 2012, se encontró nivel freático a una profundidad
de 4m, hasta 5,60 m se observa mayor cantidad de agua y se presenta menor
recuperación en las muestras de las perforaciones debido al aumento de la
humedad.
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5. CARACTERÍSTICAS FÍSICO MECÁNICAS DEL TERRENO. Los suelos analizados, donde se apoyará la estructura, no presentan dispersión
considerable de las condiciones físico mecánicas, se clasifican, según criterios
de la Clasificación Unificada de suelos U.S.C, que los define como: se clasifica
como un GM (GRAVAS LIMOSAS DE PLASTICIDAD BAJA.), se encuentran
arenas y limos arenosos en la estratigrafía de las primeros metros.
Los resultados de los ensayos realizados a las muestras de suelo y las
características se presentan en los anexos que aparecen al final del informe.
Los cuadros contienen la información correspondiente a: Profundidad,
Humedad natural, porcentaje de suelo que pasa el tamiz No 200, Limite liquido,
limite plástico, Índice plástico, Clasificación U.S.C, capacidad de soporte con el
penetró metro , información de penetración Standard.
DESCRIPCIÓN DE LAS MUESTRAS
TABLA No 1 PROCEDENCIA: PERFORACION 1
PROFUNDIDAD 2 A 2.45m
MUESTRAS TOMADAS POR: VALENTIN PALACIO
DESCRIPCIÓN (SHELBY) SEDIMENTO ALUVIAL LIMO ARCILLOSO, CON ARENAS FINAS Y MICAS, COLOR CAFÉ VERDOSO CON ZONAS AMARILLAS Y GRISES, HUMEDAD MEDIA, CONSISTENCIA BLANDA, RESISTENCIA MEDIA BAJA.
MUESTRAS TRANSPORTADAS POR: VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
FECHA DE INGRESO: ABRIL 2011
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TABLA No 2
PROCEDENCIA: PERFORACION 2
PROFUNDIDAD 4 A 4.45m
MUESTRAS TOMADAS POR: VALENTIN PALACIO
DESCRIPCIÓN (SHELBY) SEDIMENTO ALUVIAL CON GRAVAS Y ARENAS FINAS, DE BAJA PLASTICIDAD, CONSISTENCIA MUY FUERTE, HUMEDAD ALTA, CON ROCAS COLOR AZULES Y VERDES.
MUESTRAS TRANSPORTADAS POR: VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
FECHA DE INGRESO: ABRIL 2011
TABLA No 3 PROCEDENCIA: PERFORACION 3
PROFUNDIDAD 4 A 4.45m
MUESTRAS TOMADAS POR: VALENTIN PALACIO
DESCRIPCIÓN (SHELBY) SEDIMENTO ALUVIAL CON GRAVAS Y ARENAS FINAS, DE PLASTICIDAD MEDIA, CONSISTENCIA MEDIA, HUMEDAD ALTA, CON ROCAS DE MEDIANO DIAMETRO.
MUESTRAS TRANSPORTADAS POR: VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
FECHA DE INGRESO: ABRIL 2011
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TABLA No 4
PROCEDENCIA: PERFORACION 6 a ROTACION
PROFUNDIDAD 10 A 12.0m
MUESTRAS TOMADAS POR: HENRY ISAZA.
DESCRIPCIÓN (SHELBY) SEDIMENTO ALUVIAL CON ARENAS FINAS, ALGO ARCILLOSO CON PLASTICIDAD MEDIA, CONSISTENCIA MEDIA, HUMEDAD ALTA, CON BOLAS ROCAS DE MEDIANO DIAMETRO.
MUESTRAS TRANSPORTADAS POR: VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
FECHA DE INGRESO: FEBRERO 2012
TABLA No 5 PROCEDENCIA: PERFORACION 7 a ROTACION
PROFUNDIDAD 14 A 15m
MUESTRAS TOMADAS POR: HENRY ISAZA.
DESCRIPCIÓN (SHELBY) SEDIMENTO ALUVIAL CON GRAVAS MEDIAS Y BOLAS DE ROCA Y ARENAS FINAS, DE PLASTICIDAD MEDIA - BAJA, CONSISTENCIA FUERTE, HUMEDAD MEDIA, CON ROCAS DE MEDIANO DIAMETRO.
MUESTRAS TRANSPORTADAS POR: VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
FECHA DE INGRESO: FEBRERO 2012
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NORMAS DE LOS ENSAYOS: INV E – 122 Determinación del contenido de humedad de los suelos.
INV E – 123 Análisis granulométrico
INV E – 125
INV E - 126
Límites de Consistencia
Atterberg
INV E – 152 Resistencia a la compresión inconfinada de los suelos.
EQUIPO UTILIZADO
G3 – 019 Balanza triple brazo marca Ohaus 2610 g
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5.1 RESULTADOS DE LABORATORIO.
El resumen de los resultados obtenidos se observan en la tabla No 6
TABLA No 6
Parámetro PERFORACION 1
Profundidad 2 A 2.45M
SEDIMENTO ALUVIAL LIMO ARCILLOSO, CON ARENAS FINAS Y MICAS, COLOR CAFÉ VERDOSO CON ZONAS AMARILLAS Y GRISES, HUMEDAD MEDIA, CONSISTENCIA BLANDA, RESISTENCIA MEDIA BAJA.
CLASIFICACIÓN USC ML
HUMEDAD NATURAL 33.9%
PESO UNITARIO HUMEDO 1.924 kg/m3
PESO UNITARIO SECO 1.436 kg/m3
RESISTENCIA A LA COMPRESION
SIMPLE|
0.72 kg/cm2
RESISTENCIA CON PENETROMETRO 1.50 kg/cm2
Los resultados contenidos en el informe, se relacionan únicamente con la muestra ensayada (PERFORACION 1 a una profundidad de 2 A 2.45m).
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TABLA No 7.
Parámetro PERFORACION 2
Profundidad 4 A 4.45M
SEDIMENTO ALUVIAL CON GRAVAS Y ARENAS FINAS, DE BAJA PLASTICIDAD, CONSISTENCIA MUY FUERTE, HUMEDAD ALTA, CON ROCAS COLOR AZULES Y VERDES.
CLASIFICACIÓN USC SM-SC
(POR DIAMETRO DE MUESTREADOR
CRITERIALMENTE GM-GC)
LIMITE LIQUIDO 23%
LIMITE PLASTICO 17%
INDICE PLASTICO 6%
INDICE DE GRUPO 0
CLASIFICACION AASHTO A-1-b
HUMEDAD NATURAL 21.2%
CAPACIDAD DE SOPORTE CON EL
PENETRÓMETRO QP
Qp: >4.50Kg/cm2
PASA 200 15.8%
Los resultados contenidos en el informe, se relacionan únicamente con la muestra ensayada (perforación 2 a una profundidad de 4 a 4.45m).
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TABLA No 8.
Parámetro PERFORACION 3
Profundidad 4 A 4.45M
SEDIMENTO ALUVIAL CON GRAVAS Y ARENAS FINAS, DE PLASTICIDAD MEDIA, CONSISTENCIAFUERTE, HUMEDAD ALTA, CON ROCAS COLOR AZULES Y VERDES.
CLASIFICACIÓN USC SM-SC
(totalmente saturado)
LIMITE LIQUIDO 51%
LIMITE PLASTICO 33%
INDICE PLASTICO 18%
INDICE DE GRUPO 6
CLASIFICACION AASHTO A-7-5
HUMEDAD NATURAL 38,4%
CAPACIDAD DE SOPORTE CON EL
PENETRÓMETRO QP
Qp: >4.50Kg/cm2
PASA 200 42.2%
Los resultados contenidos en el informe, se relacionan únicamente con la muestra ensayada (perforación 2 a una profundidad de 4 a 4.45m).
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TABLA No 9.
Parámetro PERFORACION 6 ROTACION
Profundidad 10 A 12.M
SEDIMENTO ALUVIAL CON MATRIZ ARENO ARCILLOSA COLOR GRIS Y VERDOSO, CON BOLAS DE ROCA, RECUPERACION 70% EN SUELO Y ROCAS.
CLASIFICACIÓN USC GM
( saturado)
LIMITE LIQUIDO 36%
LIMITE PLASTICO 26%
INDICE PLASTICO 10%
INDICE DE GRUPO 0
CLASIFICACION AASHTO A-2-4
HUMEDAD NATURAL 31.6%
CAPACIDAD DE SOPORTE CON EL
PENETRÓMETRO QP
Qp: >4.50Kg/cm2
PASA 200 19.9%
Los resultados contenidos en el informe, se relacionan únicamente con la muestra ensayada (perforación 6 a una profundidad de 10 a 12m).
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TABLA No 10.
Parámetro PERFORACION 7 ROTACION
Profundidad 14 A 15.M
SEDIMENTO ALUVIAL CON MATRIZ ARENO LIMOSA COLOR GRIS Y VERDOSO, CON BOLAS DE ROCA, RECUPERACION 850% EN SUELO Y ROCAS.
CLASIFICACIÓN USC GW- GM
LIMITE LIQUIDO 39%
LIMITE PLASTICO 28%
INDICE PLASTICO 11%
INDICE DE GRUPO 0
CLASIFICACION AASHTO A-2-6
HUMEDAD NATURAL 22.4%
CAPACIDAD DE SOPORTE CON EL
PENETRÓMETRO QP
Qp: >4.50Kg/cm2
PASA 200 7.7%
Los resultados contenidos en el informe, se relacionan únicamente con la muestra ensayada (perforación 7 a una profundidad de 14 a 15m).
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6. EVALUACIÓN DE RESULTADOS Y RECOMENDACIONES. Las conclusiones y recomendaciones consignadas en este informe, se basan
en las características físico mecánicas del terreno, teniendo como referencia la
magnitud de la obra proyectada.
6.1 RECOMENDACIONES DE CIMENTACION
Dadas las características de los suelos y de la estructura que se proyectan, se
presentan a continuación las consideraciones estructurales generales (Cargas)
y Evaluación de la Cimentación así:
6.1.1 ESTIMATIVO DE CARGA. Las columnas del sistema a porticado, le transmitirán al suelo una carga
máxima de 1.661 tones, considerando una altura de veinte pisos con sótano y
cubierta en losa.
La cimentación deberá llevar un amarre sísmico reticular, utilizando vigas de
concreto reforzado embebidas, capaces de soportar las solicitaciones por
tensión y/o compresión, con base en los requerimientos de las normas de
Diseño y Construcción Sismo Resistentes, Ley 400 del 1.997, Decreto 33 de
1.998 y Decreto 926 de 2.011.
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33
6.1.2 TIPO DE CIMENTACIÓN.
Debido a la magnitud de las cargas, a las cuales estará sometido la Edificación,
la esbeltez de las columnas, y la estratigrafía encontrada una alternativa segura
SON LAS PILAS, PRE EXCAVADAS Y ANILLADAS CADA METRO con un
desplante de 8.m sobre el nivel del sótano, con un estrato de apoyo conformado
por un conglomerado color verde con rocas de basalto y cuarzo, de tipo aluvial,
con humedad alta, consistencia muy fuerte, con una resistencia de diseño de
120tn/m2
K0.3: 198 MN/m3 para una profundidad de 0 a 4.15m.
K0.3 : 972 MN/m3 para una profundidad mayor de 4.15m
Diseño de cimentación, corresponde a pilas con ensanche en la base, pre
excavadas manualmente y vaciadas ínsito,
La figura adjunta permite calcular la capacidad admisible de cualquier pila, con
1,4 metros de fuste, para diversos diámetros de campana.
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34
Figura No 5. Capacidad de carga en función del diámetro de la campana y
asentamientos.
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Debido a nivel freático, el concreto de fundaciones deberá tener un
impermeabilizante integral, tipo toxement polvo, sika 1 o similar.
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6.2 DISEÑO SISMO RESISTENTE. Para efecto del cálculo antisísmico, debe tenerse en cuenta las siguientes
recomendaciones, consideradas por el Código Colombiano de Construcciones
Sismo resistentes:
Zona de Riesgo Sísmico Intermedia: Por lo tanto los coeficientes respectivos son:
Av = 0.20 Aa = 0.15 Ae: 0.13 Ad: 0.07
El edificio está ubicado dentro del grupo de uso II , estructuras de ocupación
Especial, donde el coeficiente de importancia es 1.1
6.3 INVENTARIO DE GRIETAS
Antes de dar inicio a la construcción de las fundaciones, se deberá hacer una
evaluación de las estructuras, las cimentaciones, los muros y pisos de las
estructuras y edificaciones vecinas y consignar en un acta firmada por dos
testigos el inventario de las mismas.
Durante la construcción es necesario llevar un control riguroso de los cambios
en las grietas, fisuras o desplazamientos hallados anteriormente o durante la
construcción, con el objetivo de detectar los cambios con tiempo y hacer los
correctivos que sean necesarios.
Es necesario nivelar el lote con dos BM, colocados a una distancia de 50
metros de la edificación y hacer nivelaciones al principio en fundaciones, en el
segundo piso, y en la losa de cubierta.
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6.4EXCAVACIONES.
Los procesos de movimiento de tierra, principalmente para la excavación de las
explanaciones y fundaciones, es aconsejable realizarla durante las épocas de
verano, que generalmente se presenta durante los meses de Diciembre a
Marzo y de Junio a Agosto.
Es necesario dejar una berma de 0.80 m a cada lado de las edificaciones
continuas.
Debido a que el proyecto contempla la construcción de un sótano y un
semisótano, la excavación se cataloga como de riesgo medio, por lo tanto se
deben tener durante todo el proceso, la vigilancia y supervisión de un ingeniero
constructor de más de 10 años experiencia y el acompañamiento del Ingeniero
de Suelos.
Para calcular la altura máxima de excavación considerando los factores de
seguridad exigidos por el código Colombiano de Construcciones Sismo
resistentes se utilizó el método de la altura crítica.
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Luego el Factor de segurida de diseño va a ser igual a :
Donde:
H: 3.7 m Considerando abatimiento total del nivel freático debajo de la
excavación.
ɣT : 19,24 kN/ m3
W : 35,9%
qu : 72 KPa Luego Cu : Qu /2
Cu : 36 KPa
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Reemplazando en la formula:
El Factor de seguridad para una excavación de 3.7 m en los sótanos es de :
Fs : 144 / 71.188 luego Fs: 2.0 REMITIENDOSE A LA TABLA H.2.4-1
FACTORES DE SEGURIDAD BASICOS MINIMOS DIRECTOS DEL CODIGO
N.S.R-2010, es de 1,50 , por lo tanto se puede hacer la excavación .
En todo momento el terreno deberá tener con zanjas y una pendiente en el
nivel de plataforma del 1,5% mínimo, que faciliten el drenaje del mismo para
evitar que entre EL SUELO en un estado muy cercano al límite líquido y no se
deje compactar adecuadamente.
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6.5 LLENOS ESTRUCTURALES Los llenos estructurales deben realizarse con materiales de buena calidad,
libres de materia orgánica, de arcillas o materiales inadecuados como ceniza
volcánica. Los llenos deben ejecutarse en capas de 20cm y compactarse con
un canguro o un compactador manual.
Los llenos deben ejecutarse en capas de 20cm y compactarse con chencha o
pisón donde el espacio no lo permita.
En la plataforma se podrá realizar un lleno, con material de sub-base granular
en todo el área para mejorar el trabajo durante la obra, luego se deberá
construir un entresuelo de 0,45 m de altura y deberá estar construir encima del
filtro en espina de pescado.
Cuando el terreno base esté satisfactoriamente limpio y drenado, se deberá
escarificar, conformar y compactar, de acuerdo con las exigencias de
compactación definidas en la presente especificación el 98% del proctor
modificado, en una profundidad de quince centímetros (15 cm)
Si se encuentran zonas de turba o suelos blandos, se deberá asegurar la
eliminación total o parcial de estos materiales, su tratamiento previo y
consolidación o la utilización de cualquier otro medio propuesto por el
Constructor y autorizado por el Interventor, que permita mejorar la calidad del
soporte, hasta que éste ofrezca la suficiente estabilidad para resistir esfuerzos
debidos al sótano vehicular.
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En los casos especiales en que la humedad del material sea considerablemente
mayor que la adecuada para obtener la compactación prevista, cuando el
exceso de humedad no pueda ser eliminado por el sistema de aireación, se
deberán hacer surcos, y brechas para eliminar la humedad.
6.6 BOMBEOS DE AGUA
Para la construcción de las fundaciones, es necesaria la realización bombeos,
durante todo el proceso constructivo de las pilas, debido al nivel freático, está
presente desde los 4.50m, por lo tanto se deberá construir un pozo de
bombeo, con una profundidad de 17 m a partir del nivel actual del terreno el
cual servirá como pila de prueba.
El pozo deberá estar colocado en la zona inferior central del lote, para
aprovechar la pendiente natural del terreno y el agua de escorrentía drene hacia
el pozo.
Para el bombeo se deben seguir las siguientes recomendaciones:
Realizar el mínimo bombeo necesario, para evitar el arrastre de finos.
Mantener un caudal de bombeo estabilizado 2”.
Descargar el agua que se retira en el bombeo al alcantarillado, para evitar la
saturación del suelo superficial.
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6.7 RECINTES
La edificación esta retirada de las edificaciones vecinas, en caso de que se
requiera el recinto de las fundaciones, para alcanzar el nivel de explanación del
proyecto, se deberán seguir las siguientes recomendaciones:
Comenzar los movimientos de tierra, una vez se tenga firmada y
organizado el inventario de grietas de las edificaciones vecinas.
En la explanación dejar una berma de 0,80 m, en ambos lados de los
linderos sin excavar, para proteger las fundaciones vecinas
El talud de corte con la plataforma y la berma podrá tener una pendiente
de 1 a 1.
La plataforma deberá tener una pendiente en la base del 1.5%, para
asegurarse que el agua drene fácilmente y evitar encharcamientos que
desestabilicen el terreno.
Comenzar el recinto en la esquina de la edificación y en la zona central.
Hacer la construcción del recinto en forma de ajedrez, es decir en forma
intercalada, con espacios de 1,20 m.
Hacer la excavación lateral únicamente cuando el recinto, tenga mínimo
7 días de fraguado.
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6.8 MUROS DE CONTENCIÓN.
El proyecto deberá contemplar la construcción de un muro cortina para el
sótano, con una altura proyectada de 3.70 m para la zona de parqueaderos.
Estas son las propiedades de resistencia al corte de cohesión (c), ángulo de
suelo.
Resistencia al corte de
cohesión c (ton/m3)
ángulo de fricción
Peso unitario de la masa
de suelo húmedo
3)
0.18 36 1.930
Es necesario construir un filtro lateral para evitar la saturación del material,
hasta una altura de 2/3 de la altura total
La presión que ejerce un líquido sobre las paredes que lo contienen es
proporcional a la profundidad y al peso específico del líquido contenido, la
presión se representa como una carga triangular.
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Donde:
γ: peso específico del líquido o del líquido equivalente que representa al suelo.
γequivalente=ka. γsuelo, donde ka es menor que 1
Se tienen los siguientes coeficientes:
Ko: 0.40 Coeficiente del empuje en reposo
Ka: 0.25 Coeficiente del empuje en activo
Kp: 3.97 Coeficiente del empuje en pasivo
La fundación de los muros de contención se divide en dos formas, debido a la
variabilidad de la capa portante en el terreno.
1. FUNDACION TIPO VIGA DE AMARRE CORRIDA O ZAPATA
CORRIDA: Se podrá construir en donde el conglomerado granular
grueso, aparece en la profundidad de -4.50m (caracterizando el 90% del
lote en estudio), donde se fundara en un conglomerado aluvial grueso
color gris micáceo, con rocas de tamaño medio, de bolas de cuarzo y
basalto, con una resistencia de diseño de 40 ton/m2
2. FUNDACION EN PILAS CORTAS: Se podrá construir en donde el
conglomerado granular grueso, aparece en la profundidad de -6.0m
(caracterizando el 10% del lote en estudio mirar figura ), donde se utilizan
las pilas cortas para llegar al conglomerado aluvial grueso color gris
micáceo, con rocas de tamaño medio, de bolas de cuarzo y basalto, con
una profundidad de 3m y una resistencia de diseño de 40ton/m2
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FIGURA 7. FUNDACION DE MUROS DE CONTENCION, EN PILAS Y
ZAPATA CORRIDA.
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6.9 FILTROS
Dadas las características del suelo y de la estructura (muro pantalla) que se
desean proteger, se presentan a continuación el diseño de los filtros así:
FILTRO DETRÁS DEL MURO CORTINA:
El sótano bajara una profundidad de 2m, debido al contacto con el suelo con
alta humedad, se deberán hacer obras de conducción del agua como filtros.
A lo largo del muro de contención se debe tener un filtro con un ancho de
0,30m, una altura mínima de 1,20 m, se construirá con una cañuela en
concreto en la zona inferior, va protegido con geotextil NT 1600, para evitar el
arrastre de finos de las zonas a drenar, en la zona inferior va con una tubería de
2 ½” para filtro y con material granular de ¾”..
FIGURA No 8. Detalle filtro, muro cortina.
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FIGURA No 9. Esquema filtro horizontal en espina de pescado en la plataforma
de sótano.
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6.10 POTENCIAL DE LICUEFACCION.
El lote en estudio está ubicado en una terraza aluvial del cuaternario, con un
nivel freático alto, por lo tanto el suelo está saturado, lo cual en caso de sismo
puede ocasionar una licuefacción del suelo, para garantizar que el estrato
portante tendrá poco potencial de licuefacción se emplea la siguiente formula.
Utilizando la metodología con la prueba de penetración estándar (SPT)
Se tiene N como el número de golpes obtenido de la prueba, este valor se
corrige, considerando el esfuerzo efectivo a la profundidad donde se midió N,
con la siguiente fórmula:
N1 = N (100/ɤvo)1/2
Donde:
N: Número de golpes medido en el ensayo.
ɤvo: Esfuerzo efectivo en Pa, a la profundidad donde se midió N.
N1 : Número de golpes a una presión de sobrecarga estándar.
Luego se calcula (N1)60
(N1)60 : N1 (E/60)
Donde E : representa la eficiencia usada en la determinación de N, para
Colombia E: 0,50
ɤvo = 0.011 ((N1)60 ) / ح
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En la figura 6, se observa la grafica de la línea del criterio de licuefacción.
Si (N1)60 es menor de 20 golpes el suelo es susceptible a la licuefacción, con N
mayor de 20 el potencial es menor.
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Por lo tanto se puede calcular para el proyecto de PRADOS DE ZUÑIGA, el
suelo por encima de 3.5 m todo es susceptible a la licuefacción y el suelo de
3.5m a 10 m no es susceptible a la licuefacción, por lo tanto la edificación
deberá fundarse en todo momento a una profundidad mayor de 3.5 m.
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7. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS.
Los procesos de excavación deben garantizar la protección de los taludes de
corte, por lo tanto se deberá realizar la explanación dejando una pendiente del
1,5% en la base y corona para que no se presente saturación del suelo por el
agua de escorrentía y adicionalmente se deberán distribuir cunetas
impermeables que descarguen al alcantarillado
La profundidad final del desplante, será determinada en la obra, con la
evaluación del pozo de bombeo.
Todas las pilas o pilotes deberán alcanzar por lo menos la profundidad indicada
en el estudio 8 m por debajo del piso acabado, pero de acuerdo con los
resultados observados durante la construcción de la misma, se podrán
modificar estas cotas por la ingeniera de suelos únicamente.
Para la excavación de las pilas, se requiere de la construcción de anillos de
protección en concreto, con una altura aproximada de 1 m, con hierro en los
mismos y dejando los traslapos entre ellos.
Es importante la continuidad en los procesos de excavación y vaciado de la
cimentación, con el objeto de evitar el remolde en el estrato de apoyo.
Para evitar asentamientos instantáneos se debe evitar dejar durante mucho
tiempo la excavación expuesta a las aguas lluvias y/o escorrentía.
Adicionalmente se debe limpiar el fondo de la excavación previo al vaciado de
las pilas.
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En la zona de soporte de la pila, no se deberá usar dinamita al nivel de
campana, para no deteriorar la capacidad de soporte del suelo.
La pila se debe vibrar en especial los tres últimos metros para garantizar la
buena calidad del concreto en la unión con la columna.
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53
8. RECOMENDACIONES GENERALES CONSTRUCTIVAS Y DE
VERIFICACION
La función de estas recomendaciones son la de garantizar que la cimentación
sea funcional y segura siempre dentro de las hipótesis de diseño y dentro de las
tolerancias aceptables, cumpliendo el N.S.R -2010, en caso de encontrarse
desviaciones excesivas o condiciones no esperadas, se deberá proporcionar las
medidas correctivas oportunamente.
Alternativa 1 PILAS, con un desplante de 8m sobre el nivel del sótano, con un
estrato de apoyo conformado por un conglomerado aluvial color gris con arenas
verdes, micáceo, rocas de basalto y cuarzo, humedad media, consistencia muy
fuerte, con una capacidad portante de diseño de 120tn/m2
Las pilas deberá alcanzar por lo menos la profundidad indicada en el estudio,
de acuerdo con los resultados observados durante la construcción de la misma,
se podrán modificar estas cotas por la ingeniera de suelos únicamente, siempre
y cuando no afecten el cálculo estructural.
En el vaciado de los piso, se deberán construir juntas con el fin de permitir los
movimientos horizontales, verticales y de alabeo, es necesario disponer juntas
de dilatación integrales en todo el perímetro de la losa y alrededor de las
columnas.
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En caso de encontrar variación del extractó encontrado comunicarse con la
ingeniera de suelos para hacer las correcciones necesarias.
Una vez se llegue al desplante de la fundación, se debe consignar en la
bitácora de obra el estrato encontrado, y tomar un registro fotográfico.
Los asentamientos máximos permitidos son de 2,54 cm. Dejar dos BM, a los 50 m de la edificación para medir asentamientos
producidos.
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9. VALIDEZ DE LA HIPÓTESIS.
Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente estudio se
basan en los resultados de las investigaciones de campo y laboratorio, descritas
en los correspondientes capítulos, en la experiencia y criterio de los
profesionales que participaron en el estudio.
En el proyecto se bajo a -15.30 m del nivel actual del terreno, encontrándose
desde el nivel -3.0 m conglomerado aluvial grueso y en buen estado, con
índices de recuperación de la roca de un 80 %, lo cual indica el grado de
estabilidad encontrado, por lo tanto en la obra se deberá luego de excavado el
semisótano y el sótano, realizar la excavación de la pila de prueba con lo
indicado en el anexo 5 , hasta un nivel de -12.0 m contados a partir del nivel del
sótano, luego de ser revisada por la Ingeniera de Suelos, se aprobara la
excavación de las pilas de la estructural, con base en lo indicado en la norma
N.S.R-2010
Si se presentan condiciones reales, diferentes a las aquí descritas, se deberá
dar aviso al Ingeniero de Suelos para proceder con los cambios a que haya
lugar. En la obra deberá permanece una copia del estudio de suelos, con el fin
de verificar las condiciones establecidas con los trabajos de campo y
laboratorio, durante las visitas programadas al Ingeniero de Suelos y la
InterventorIa.
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Todos los procesos constructivos que se relacionen con el estudio de suelos,
deberán consignarse por escrito en la bitácora de obra, con aprobación de la
Interventoria la cual será material de consulta durante las visitas que realice el
Ingeniero de Suelos.
En los planos estructurales deberán indicarse las cotas de cimentación
definitivas y la capacidad de soporte utilizada por el Ingeniero estructural.
Los resultados completos de las nivelaciones periódicas y de lo observado
durante la construcción se deberán enviar oportunamente a esta oficina, con el
fin de mantener el control completo de la edificación, de acuerdo con lo
establecido en el .N.S.R-2010
Atentamente,
VICTORIA EUGENIA BEDOYA O.
Ingeniera Civil – UN
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ANEXO No 1
REGISTRO DE LAS PERFORACIONES
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ANEXO No 2
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE LA PILA SEGÚN DATOS DE CADA PERFORACION.
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ANEXO No 3
COMPRESION SIMPLE
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ANEXO 4.
CLASIFICACION Y GRANULOMETRIA.
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ANEXO 5. DETALLE DE SEGUIMIENTO EN LA OBRA.
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SEGUIMIENTO DEL SUELO Y ENSAYOS
REALIZAR PROYECTO PRADOS DE ZUÑIGA
HACER POZO DE BOMBEO QUE SERVIRA COMO PILA DE PRUEBA A UNA PROFUNDIDAD DE 12 M, CONTADOS A PARTIR DEL PISO ACABADO DEL SOTANO.
En el fondo del pozo tomar una muestra estándar y hacer clasificación completa.
Tomar Humedades: Para cada pila se deberá tomar una muestra inalterada, con la cual se tomara la humedad.
Registro Fotográfico: Luego de llegar al estrato aprobado se deberá tomar una fotografía del fondo de la pila.
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VICTORIA EUGENIA BEDOYA O. INGENIERA CIVIL ESPECIALISTA EN VIAS Y GEOTECNIA.
ESTUDIOS DE SUELOS.
ENSAYOS DE LABORATORIO.
PERFORACIONES Y APIQUES.
DISEÑO DE PAVIMENTOS.
ESTABILIZACION DE TALUDES.
