PROSPECCION GEOFISICA DEL SUBSUELO DEL LOTE DONDE

SE PROYECTA DESARROLLAR UN CONJUNTO HABITACIONAL,

LOCALIZADO EN LA CARRERA 38B- CON DIAGONAL 37 .

MUNICIPIO DE SANTIAGO DE CALI - DEPARTAMENTO DEL

VALLE.-

REVISION: ORIGINAL

FECHA: JULIO DE 2012.

SANTIAGO DE CALI

CARRERA 24 C N° 33C-17 CASA 50 TEL 4488829 CEL 3155067563 CALI

Email: jaimeluis.betancourth@gmail.com

CARLOS H. PARRA & ASOC.

. ROSALES.

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INFORME DE REFRACCION SISMICA.

PROSPECCION GEOFISICA DEL SUBSUELO DEL LOTE DONDE SE PROYECTA DESARROLLAR UN CONJUNTO HABITACIONAL,

LOCALIZADO EN LA CARRERA 38B- CON DIAGONAL 37 . MUNICIPIO DE SANTIAGO DE CALI - DEPARTAMENTO DEL VALLE.-

1. INTRODUCCION.

El presente informe contiene el estudio de la exploración geofísica donde se

proyecta la construcción de un conjunto habitacional en el sector de Santa

Isabel, los datos consignados en este informe y otros de diferentes disciplinas

de la ingeniería, servirán para tomar una decisión respecto al diseño de la

cimentación y estructura del proyecto.

Las recomendaciones consignadas en el presente informe, están basadas en

los resultados obtenidos a partir de trabajos de campo e interpretación de datos

geofísicos provenientes de la realización de 2 líneas de refracción sísmica ,

realizadas en la forma como se muestran en el esquema de localización del

lote explorado adjunto a este informe.

¿PORQUE UTILIZAR TECNICAS GEOFISICAS?.

Los ensayos geotécnicos tradicionales aplicados para materiales granulares

(como son los depósitos aluviales de los ríos y depósitos de ladera) y las rocas

blandas(como son las rocas areniscas del terciario), específicamente en la

utilización del S.P.T y en la determinación del módulo de rigidez tienen algunas

dificultades en su determinación por la presencia de bolos o bloques que se

cruzan en el paso del muestreador y alteran el valor real que se está buscando.

Es por esto, que actualmente para estos materiales se recurre para su estudio ,

a la determinación de la velocidad de onda P y velocidad de onda S . Con este

último valor se entra a gráficas obtenidas de modelos experimentales para

determinar por ejemplo el valor del ángulo de fricción interna ø que de otra

forma está lejos de la realidad , el valor de ø es básico en la obtención de la

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carga última y por supuesto para el dimensionamiento de la estructura.

Igualmente a partir de la onda S, podemos determinar cual es el valor de S.P.T.

que tendríamos en un ensayo normal de penetración estándar.

2. CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DEL AREA DE ESTUDIO.

En sitio objeto del estudio , que corresponde al borde oriental de la Cordillera

Occidental, afloran en algunos sitios , franjas de sedimentos terciarios

(principalmente areniscas).

En general, la formación terciaria en este sitio está constituida por areniscas

blancas a amarillas de grano fino a grueso, subredondeado a redondo, a veces

friables y otras muy compactas. Desde el punto de vista geotécnico este

material es bueno, siempre y cuando la estratificación sea favorable a la

dirección de construcción del proyecto. En este caso es favorable.

En el caso especifico del lugar que estamos prospectando ,en la parte superior

tenemos una capa de finos, conformado por suelo con un espesor variable

entre 1.50 m y 2.50 mtrs. Debajo existe un saprolito de consistencia dura y un

espesor también variable, que detallaremos más adelante, consiste en bloques

o cantos embebidos y rodeados en algunos casos por una matriz limosa o

arenosa no cementada, pero bien consolidada.

Esto es debido a la mecánica de meteorización, que en la mayoría de los casos

el agua se mete por las grietas y esto va alterando el material pétreo, pero ese

material en conjunto tiene buen comportamiento geotécnico. Por ultimo, en el

sitio explorado aparece la roca meteorizada, muy dura y poco fracturada. Los

espesores y profundidades de cada uno de los horizontes enunciados se

pueden ver en los gráficos anexos, resultantes de las pruebas ejecutadas.

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3. REFRACCION SISMICA

3.1 TECNICA DE REFRACION SISMICA

La técnica de refracción sísmica, permite medir la velocidad de propagación de

las ondas elásticas en los diferentes estratos presentes en el subsuelo. Las

características de propagación de las ondas sísmicas en el subsuelo solo

depende de las propiedades elásticas de los suelos y de las rocas que

regularán la velocidad de propagación de los movimientos ondulatorios

generados. Las velocidades obtenidas en este ensayo especifico son las

correspondientes a onda P , a partir de las cuales y por relación obtenemos los

valores de onda S , con las cuales obtenemos los valores de N (numero de

golpes en un ensayo de S.P.T.).

Las ondas son generadas mediante el golpe de un martillo y captadas por

medio de detectores (geófonos) colocados directamente sobre la superficie del

terreno a diferentes distancias de la fuente.

Es actualmente el método más utilizado de la geofísica aplicada por su alta

capacidad de resolución y mínimo nivel de ambigüedad. Con este ensayo se

obtiene la velocidad de onda primaria (Vp) de compresión que representa la

calidad y/o formas de comportamiento geomecánico, donde a mayor velocidad

de onda mejor calidad del subsuelo y viceversa.

El equipo utilizado en estas investigaciones corresponde a un sismógrafo

modelo NIMBUS ES-1210 de 12 canales, diseñado y construido por

GEOMETRICS DE SUNNYVALE CALIFORNIA , y cuyas características más

importantes son:

Un sismógrafo o aparato de registro con amplificador de señales.

12 canales de registro con amplificador de alta sensibilidad, frecuencia

ajustable y ganancia regulable.

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Banda de frecuencia de 5 a 4000 Hz.

Un osciloscópio con pantalla de tubos de rayos catódicos ( CRT ) que

muestra las ondas registradas y permite grabar o leer los tiempos de

llegada directamente.

Floppy disk 3.5 inch.

Una impresora de papel térmico para grabar las ondas registradas.

Selector de tiempos desde 25 hasta 5000 milisegundos.

Una fuente de abastecimiento para el sismógrafo, consistente en una

batería de 12 voltios.

Una fuente de ondas sísmicas consistentes en un martillo de 15 libras.

La líneas tuvieron diferentes longitudes, pero en todos los casos fue posible

prospectar hasta una profundidad de 30 m., suficiente para el caso que nos

ocupa.

El manejo de los datos de campo se realizó con el programa FIRST PIX y el

programa GREMIX para la interpretación geofísica de los datos, ambos

paquetes elaborados por INTERPEX LIMITED de GOLDEN, COLORADO,

USA, ultima versión.

A partir de la velocidad de la onda P se puede correlacionar la velocidad de la

onda secundaria (Vs) causante de los daños en las estructuras durante la

ocurrencia de un sismo; con estos datos se obtiene el coeficiente de sitio según

el capitulo A.2 del código NSR-10 y que permite la clasificación del perfil de

suelo en el apéndice H.1 del mismo código.

No se presentó ninguna interferencia de importancia durante la ejecución de los

ensayos.

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3.2 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE REFRACCION SISMICA.

Como lo enunciamos en el punto anterior, las líneas de refracción sísmica

tuvieron diferentes longitudes, pero logramos prospectar efectivamente hasta

una profundidad de 30 metros, es importante recordar que con esta técnica lo

que logramos es determinar un perfil del subsuelo en base a la velocidad de

propagación de las ondas sísmicas. Por ejemplo, dentro de una misma capa de

una misma naturaleza, pueden existir dos velocidades diferentes, debido a

cambios en densidad o compactación y esto es muy importante, porque

determina cual es el nivel al cual debo cimentar aun siendo la misma capa, con

esta metodología tenemos una información que se entrega en forma de perfil.

Básicamente en el área encontramos el siguiente esquema de velocidades.

Poe ejemplo para la linea sismica Nº 1 tenemos: al primer estrato (superior) le

corresponde una velocidad de onda P de 430 m/seg y de 213 m/seg para

velocidad de onda S y un espesor promedio entre 1.00 metros y 1.50 metros.

Refiriéndonos a la gráfica que relaciona (Vs) versus N (numero de golpes) en

un ensayo de penetración estándar es un suelo de 14 golpes /pie. Digamos es

de una consistencia media. qadm de 1.8 K/Cm² .

Una segunda capa que son sedimentos terciarios ( SAPROLITO) compactos ,

con una Vp = 540 m/seg y para la velocidad de onda S tenemos Vs= 270

m/seg. que correspondería en un ensayo de penetración estándar a 27

golpes/pie , de consistencia media a compacta , este estrato tiene un espesor

de 3 - 4.00 metros donde esta mas espeso. Este estrato tendría un qadm de

3.3 K/Cm² . .

Un tercer estrato conformado por roca meteorizada, consistente, con una

velocidad Vp = 750 m/seg y Vs = 379 m/seg , en un ensayo de penetración

estándar corresponde a más de 45 golpes , se trata de un estrato de

consistencia dura y una qadm de 4.5 K/Cm² .Sobre este horizonte estará

fundado el edificio.

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Los datos de las otras líneas sísmicas están adjuntos a este informe.

4. PARAMETROS GEOTECNICOS.

De acuerdo al diseño arquitectónico, toda la construcción del edificio estará

sobre roca meteorizada , este horizonte tiene una capacidad portante de 4.5

K/Cm²

5. CONSIDERACIONES SISMICAS

5.1 POTENCIAL DE LICUACION

El riesgo de licuación de los estratos superficiales inducido por cargas

dinámicas, preferencialmente sísmicas se presenta en suelos con las

siguientes características:

- Fracción menor que 0.005 mm menor o igual al 15%

- Contenido de humedad igual al límite líquido

- Límite líquido menor o igual al 35%

- Indice de plasticidad menor o igual al 15%

- Ensayo SPT con N menor de 10 en arenas y gravas finas saturadas

Para nuestro caso el estrato propuesto para la cimentación no cumple ninguno

de dichos requisitos.

5.2 CLASIFICACION DEL PERFIL DEL SUELO.

Adjunto a este informe los parámetros con los cuales se realizo la clasificación

del suelo.PARAMETROS DINAMICOS DEL SUBSUELO.

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5.3 COEFICIENTE DE ACELERACION

El area de estudio se enmarca en una zona de alto riesgo sísmico alto, los

valores a emplear de acuerdo al código son los siguientes:

Aa=0.25

Ad=0.04

.

JAIME BETANCOURTH L

Ingeniero Esp. en Geofísica

Mat. 1055 CP del C.