MEDELLÍN, JULIO 03 DE 2012 MEDELLÍN, JULIO 03 DE...

ESTUDIO DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN ESTUDIO DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN ESTUDIO DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN ESTUDIO DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN

PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA

CON ALTURA MÁXIMA DE DOS NIVELESCON ALTURA MÁXIMA DE DOS NIVELESCON ALTURA MÁXIMA DE DOS NIVELESCON ALTURA MÁXIMA DE DOS NIVELES

PARA LA CAFETERÍA DE LAPARA LA CAFETERÍA DE LAPARA LA CAFETERÍA DE LAPARA LA CAFETERÍA DE LA

FACULTAD DE MINASFACULTAD DE MINASFACULTAD DE MINASFACULTAD DE MINAS

UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONAL

CARRERA 80 ENTRE CALLES 65 A CARRERA 80 ENTRE CALLES 65 A CARRERA 80 ENTRE CALLES 65 A CARRERA 80 ENTRE CALLES 65 A 66BB66BB66BB66BB

MUNICIPIO DE MEDELLÍNMUNICIPIO DE MEDELLÍNMUNICIPIO DE MEDELLÍNMUNICIPIO DE MEDELLÍN

DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA

MEDELLÍN, MEDELLÍN, MEDELLÍN, MEDELLÍN, JULIO 03 DE 2012JULIO 03 DE 2012JULIO 03 DE 2012JULIO 03 DE 2012

Medellín, Julio 03 de 2012 S034-2012 Doctora GLORIA PUERTA Jefe Planeación Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín A continuación, me permito presentarle el estudio de suelos y las recomendaciones de cimentación para la construcción de una estructura con altura máxima de dos niveles, donde funcionará la cafetería de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional, ubicada en el barrio Robledo más concretamente en la carrera 80 con las calles 65 a 66B, del Municipio de Medellín – Departamento de Antioquia. En este informe, nos permitimos hacerle entrega de los resultados de la investigación de campo y laboratorio con sus respectivos análisis y las recomendaciones de cimentación y constructivas inherentes al proyecto.

Así mismo, esperamos se nos mantenga informados sobre el desarrollo de la obra con el fin de poder colaborar con las inquietudes que se puedan presentar; al igual, que contribuir en la correcta aplicación de las recomendaciones presentadas en este informe. Cordialmente, FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civil – M.Sc. Mat. 05202-07502

Elaboró: Natalia Ramírez Restrepo Auxiliar de Ingeniería

Revisó: Magdalena Cárdenas Soto Administradora

Aprobó: FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civ il – M.Sc. Mat. 05202-07502

Cafetería Facultad de Minas – Universidad Nacional S034-2012-2

1.1 ANTECEDENTES Con el fin de conocer la litología del suelo presente en la zona, al igual que sus características físico-mecánicas y la capacidad de soporte del estrato de apoyo y después de su aprobación, se procedió a la realización del presente estudio de suelos y recomendaciones de cimentación para la estructura proyectada. 1.2 OBJETIVO Conocer las características físico – mecánicas del suelo, donde se proyecta construir una estructura con altura de dos niveles, en la cual funcionará una cafetería de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional, con base en la que se pueda recomendar el sistema de cimentación más adecuado de acuerdo tanto a las características del suelo como a las condiciones económicas. 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El proyecto a desarrollarse presenta las siguientes características: No. de niveles: Dos niveles. Sistema estructural: Aporticada. Cubierta: Verde

1. ASPECTOS GENERALES.


Figuras Nos. 1 a 3. Plantas y f Fachada estructura a proyectarse.


1.4 LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO La cafetería se localizará al interior de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional, sede Medellín, la cual se ubica en la carrera 80 entre las calles 65 a 66B, sector perteneciente al barrio Robledo del Municipio de Medellín – Departamento de Antioquia.

Foto No. 1 y Figura No. 4. Ubicación de la zona en estudio en Google Earth como en plano de la Facultad de Minas


1.5 ASPECTOS GEOLÓGICOS

En el aspecto geológico, la ladera occidental de Medellín, se caracteriza por presentar una serie de depósitos sin diferenciar de flujos de lodos y escombros, conformados por fragmentos de rocas provenientes de las laderas que se localizan en la parte superior.

Subyaciendo estos depósitos, se encuentran los suelos residuales asociados a la Anfibolita de Medellín, recientemente diferenciada de la Anfibolita que se localiza en el costado oriental del valle (Rendón G. 1999).

Depósitos de vertiente (Qvd): Las manzanas en estudio se encuentran en ubicadas sobre una serie de depósitos de vertiente, los cuales se encuentran sin diferenciar conformados por flujos de lodos y en especial flujos de escombros. Flujos de lodos orgánicos. Se encuentran distribuidos en la zona de manera aleatoria, siendo difícil su demarcación exacta, en general se encuentra por encima del flujo de lodos y escombros que cubre la zona en general. Este material, se encuentra mezclado con depósitos de vertiente, lo cual hace bastante difícil su detección, así mismo, la alta intervención antrópica en la zona, ha llevado a la generación de estratos de lleno, efectuados en el material que conforma este flujo, por lo que comúnmente son confundidos. Este flujo se caracteriza por presentar una matriz que varía desde limo arcillosa (MH), hasta arcillo arenosa o limo arenosa (CL o ML). Flujos de Lodos y Escombros Desde el punto de vista estratigráfico, el flujo de lodos se encuentra por encima del flujo de escombros y se caracteriza por presentar un color amarillo y gris. Este flujo se encuentra conformado por materiales básicamente fino granulares, los cuales hacían parte del perfil de meteorización de la anfibolita que sirve de basamento a estos depósitos. En cuanto al flujo de escombros, se tiene que dentro de la zona de estudio se encuentra en la parte inferior del perfil estratigráfico; sin embargo, en la ladera inmediatamente superior (por encima de la escuela Fe y Alegría), se encuentran en la parte superior del perfil. Este depósito, se caracteriza por presentar una alta resistencia al ensayo de penetración debido a la presencia de rocas en estado medio de meteorización. En la zona este depósito no se observa claramente en la superficie sino que es detectado con base en los sondeos realizados.

La matriz que compone estos materiales es básicamente limosa (MH o ML), llegando a ser arcillosa (CL) o arenosa (SM).


Depósitos de Talud. Dentro de la zona se encuentran numerosos depósitos de talud; sin embargo, la intervención antrópica que se lleva a cabo en el lugar no permite su clara diferenciación llegando a ser confundidos con los llenos, debido al carácter de heterogeneidad de los materiales que lo conforman.

Llenos Antrópicos. Se localizan en la zona en general y son asociados con la conformación de cortes y terrazas que se dio y que en la actualidad se presenta en la zona, debido a la construcción de las viviendas. Estos llenos se encuentran ubicados en la zona, a lo largo de las vías, en especial las carreras que se encuentran en la zona, así como el relleno de vaguadas o cicatrices de antiguos deslizamientos en la zona. Estos llenos en general están conformados con materiales de la zona y se caracterizan por su disposición caótica en las manzanas.

Figura No. 4 Formaciones superficiales presentes en la zona en estudio.


En el momento de la exploración de campo, la zona en estudio presentaba las siguientes características: 2.1 Morfología de la zona.

� Corresponde a un lote con pendientes entre suave a alta en sentidos norte – sur y oriente –

occidente y con direcciones de drenaje en los mismos sentidos.

2. RECONOCIMIENTO DEL SITIO.


Mosaico No. 1 y Fotos Nos. 2 a 5. Panorámicas de la zona de estudio y se observa la pendiente que posee la zona en estudio.

� Hacia el costado norte del lote en estudio se encuentran las canchas de tenis del campus universitario. Así mismo, se apreciaron varios drenajes de las canchas hacia el lote.


2.2 Vegetación presente en la zona de estudio. � Este lote se encuentra cubierto por pasto, además cuenta con la presencia de algunos árboles

frutales y hacia el costado occidental, se ubican unas escalas de acceso.

Fotos Nos. 9 y 10. Cobertura vegetal presente en la zona de estudio.

Fotos Nos. 6 a 8. Se aprecian las canchas de tenis al costado norte del lote en estudio, y el desagüe de éstas hacia el lote.


El día 14 de Junio del presente año, se llevó a cabo la ejecución del trabajo de campo mediante la realización de cuatro perforaciones mecánicas a percusión, dos de las cuales fueron realizadas mediante el ensayo de penetración normal SPT (Norma ASTM D1586 y D420) y las restantes efectuadas mediante el ensayo de penetración con cono CPT. En los sondeos, se realizó el ensayo de Penetración Normal – SPT a cada metro, del cual se obtuvieron muestras alteradas, obtenidas por medio de la penetración y avance del tubo estándar, así como el valor “N“; así mismo, se obtuvieron muestras inalteradas, con la penetración de tubos de pared delgada de 2” y 3” de diámetro.

TABLA No. 1 – PROFUNDIDAD SONDEOS PRESENCIA DE AGUA

SONDEO No.

TIPO DE ENSAYO

PROFUND. ( m. )

PRESENCIA DE AGUA

(m.) 1 CPT 7.20 Seco 2 SPT 5.00 Seco 3 CPT 6.75 Seco 4 SPT 6.00 Seco

Los sondeos, se ubicaron adecuadamente en la zona donde se desarrollará la estructura. Los registros de estratigrafía y propiedades del subsuelo de los sondeos, se presentan en el anexo; se incluye la descripción de los estratos de suelo, la localización de las muestras, los resultados de humedad natural, límite líquido, límite plástico, porcentaje de finos, clasificación por el Sistema de Clasificación Unificado de Suelos, índice de liquidez, compacidad relativa, gravedad específica, densidad húmeda y relación de vacíos.

3. TRABAJO DE CAMPO.


Las coordenadas del lote se midieron mediante el siguiente equipo: GPS GARMIN ETREX

Formato de posición: hdddº mm’ ss.s’’ Datos de mapa: WGS84 Distancia/velocidad: métrico Altura: metros Velocidad vertical: m/min Profundidad: métrico Presión: Pulgadas (Hg).

TABLA No. 2 – COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LOS SONDEOS

SONDEO No.

COORDENADA NORTE

COORDENADA OCCIDENTAL

1 06° 16’ 27.9’’ 75° 35’ 30.7’’ 2 06° 16’ 27.1’’ 75° 35’ 30.4’’ 3 06° 16’ 27.2’’ 75° 35’ 29.8’’ 4 06° 16’ 27.8’’ 75° 35’ 29.9’’


FIGURA No. 5. Localización aproximada de perforaciones.


A las muestras obtenidas, se les realizaron los siguientes ensayos de laboratorio:

� Contenido de Humedad Natural Norma INV E-122-07

� Límites de Atterberg Norma INV E-125-07 Y E-126-07

� Ensayo de Compresión Simple Norma INV E-152-07

� Ensayo de Consolidación Norma INV E-151-07

� Gravedad Específica Norma INV E-128-07

� Lavado Tamiz No. 200 Norma INV E-123-07

Antes de la realización de estos ensayos, se procede a la inspección visual y comparación con la descripción realizada en el campo. Por otro lado, las muestras tanto alteradas como inalteradas, se clasifican de acuerdo a los límites de consistencia y/o gradación; teniendo en cuenta para ambas el lavado sobre tamiz No. 200. Los resultados de dichos ensayos, se presentan en los registros de estratigrafía que se anexan en la parte posterior del informe. En el laboratorio permanecerán las muestras por un lapso de dos meses, para el caso de que se requiera de alguna aclaración. En las siguientes tablas, se presentan los resultados de los ensayos de Humedad Natural, Clasificación por el Sistema Unificado de Suelos U.S.C.S, el porcentaje de finos, limites líquidos y plásticos, índice de liquidez y los ensayos de gradación, compresión simple y consolidación.

4. TRABAJO DE LABORATORIO


TABLA No. 3 – CLASIFICACIÓN DEL SUELO

SONDEO No.

MUESTRA No.

PROFUN. (m)

HUMEDAD NATURAL

%

LIMITE LÍQUIDO

%

LIMITE PLÁSTICO

%

ÍNDICE PLÁSTICO

%

ÍNDICE DE

LIQUIDEZ

COMPAC. RELATIV.

% DE FINOS

CLASIFIC. U.S.C.S

2 1 0.20-0.50 20 48 35 13 -1.15 89.14 ML 2 0.50-1.00 21 3 1.55-2.00 20 48 38 10 53 43.00 SM 4 2.55-3.10 19 46 35 11 -1.45 57.74 ML 5 3.65-4.10 19 6 4.55-5.00 --- 4 1 0.60-1.05 23 2 1.65-2.10 30 3 2.65-3.10 33 50 34 16 -0.06 60.63 MH 4 3.65-4.10 26 5 4.65-5.10 36 61 41 20 -0.25 93.76 MH 6 5.55-6.00 37 51 35 16 0.13 92.38 MH


TABLA No. 4 – ENSAYOS DE GRADACIÓN

MALLA No.

% PASA P2 – M3

¾ ’’ 80.27 ½ ’’ 73.98 3/8 70.71 4 63.61 10 54.13 40 44.90 200 43.00

TABLA No. 5 – RESULTADOS ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN

SONDEO No.

PROFUNDIDAD ( metros )

VALORES Mv ( cm2 / kgf )

PRESIÓN MEDIA ( kgf / cm2 )

2 0.45 – 0.50 0,0635 0,0315 0,0648 0,0940 0,0405 0,1885 0,0447 0,3755 0,0606 0,7570 0,0270 1,5150 0,0279 3,0485 0,0157 6,0325 0,0044 12,7755 0,0046 19,5175


TABLA No. 6 – RESULTADOS DE COMPRESIÓN SIMPLE

SONDEO No.

PROFUND. (m)

DENSIDAD HÚMEDA gf/cm3

DENSIDAD SECA gf/cm3

RESISTENCIA COMPRESIÓN

Kgf/cm2*

CONDICIÓN DE FALLA

2 0.90 – 1.00 1.650 1.365 4.29 Abombamiento y Grietas Verticales

∗ EL VALOR INDICADO COMO RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN, ESTABLECE LA CONSISTENCIA DEL

SUELO Y NO LA CAPACIDAD DE SOPORTE DEL MISMO.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 2 4 6 8 10 12

ES

FU

ER

ZO

(K

gf/

cm2)

DEFORMACION UNITARIA %


El suelo en general, se encuentra conformado como se indica a continuación:

CAPA VEGETAL Detectada en zona del sondeo 2 con un espesor de 0.20 metros. ESTRATO DE LLENO ANTRÓPICO Compuesto por un limo de alta plasticidad de color amarillo, con presencia de escombros, detectado en zona del sondeo 4 hasta una profundidad de 0.60 metros. ESTRATO FINO – GRANULAR Formado por un limo de alta y baja plasticidad de color amarillo, rojizo, café y gris, con motas blancas y presencia de gravas y raíces, detectado hasta la máxima profundidad muestreada de 7.20 metros. Este limo, presentó contenidos de humedad natural variables entre 19 y 37%, con una resistencia a la penetración normal entre 12 y 79 golpes por pie, con rechazo, y sus clasificaciones según el Sistema de Clasificación Unificado de Suelos U.S.C.S, corresponden a: MH LL*= Entre 50 y 61% LP*= Entre 34 y 41% %F*= Entre 60.63 y 93.76% ML LL*= Entre 46 y 48% LP*= 35% %F*= Entre 57.74 y 89.14% * LL = Límite líquido LP = Límite Plástico %F = Porcentaje de Finos Este estrato fino granular, presentó grados de plasticidad medios (10 < Ip < 20), con valores del índice de liquidez menores que 0, que determinan el estado de semisólido a sólido en que se encuentra este estrato de limo en general. Del ensayo de compresión simple realizado en el sondeo 2 a la profundidad de 1.00 metro, se obtuvo un valor de la resistencia de 4.29 Kgf/cm2, que evidencia una consistencia muy dura de este suelo a dicha profundidad. Del ensayo de consolidación, efectuado en zona del mismo sondeo a la profundidad de 0.50 metros, se obtuvieron valores del Módulo de Compresibilidad Volumétrica Mv, variables en un rango entre 0.0279 y 0.0648 cm2/Kgf, que evidencian una compresibilidad alta de este suelo. Con base en este mismo ensayo, se pudo establecer que el suelo fue preconsolidado, ya que al calcular la presión efectiva inicial (Po), su promedio fue de 0.10 Kg/cm2 de la muestra en el sitio donde se tomó y de la gráfica del ensayo de consolidación (ver anexo), se determinó por el método de Casagrande el valor de la Presión de Preconsolidación Pc = 2.00 Kg/cm2, de donde se tiene que Po es menor que Pc. Igualmente de estos ensayos se obtuvieron valores de la densidad húmeda de 1.650 y 1.952 gr/cm3 y de la densidad seca de 1.365 y 1.633 gr/cm3.

5. CARACTERÍSTICAS FÍSICO – MECÁNICAS E HIDRAULICAS.


ESTRATO GRUESO – GRANULAR Constituido por una arena limosa de color amarillo y café, con presencia de gravas, raíces y motas negras, detectado en el sondeo 2 entre 1.00 a 2.00 metros de profundidad. Esta arena, presentó un contenido de humedad natural del 20%, con una resistencia a la penetración normal que osciló entre 23 y 56 golpes por pie y su clasificación según el Sistema de Clasificación Unificado de Suelos U.S.C.S, corresponde a: SM LL*= 48% LP*= 38% %F*= 43.00% * LL = Límite líquido LP = Límite Plástico %F = Porcentaje de Finos Este estrato grueso granular, presentó un grado de plasticidad bajo (0 < Ip < 10), con valores de la compacidad relativa medios, que indican el estado semicompacto en que se encuentra esta arena. PRESENCIA DE AGUA. No se detectó presencia de agua en los sondeos realizados hasta las profundidades muestreadas.


De acuerdo al reconocimiento del sitio, así como de los trabajos de campo y laboratorio, se presentan las siguientes características: 6.1 Morfología del terreno Este presenta una pendiente media, la cual desciende en sentido nororiente – suroriente y donde entre la parte superior y la zona inferior, se tiene un desnivel de aproximadamente 15 metros, donde hacia los costados superior e inferior, este presenta pendiente suave, mientras que hacia la parte intermedia, su pendiente es más inclinada.

Figura No. 6. Topografía al interior de la zona en estudio ♦ La zona en general corresponde a un lomo, el cual desciende en sentido nororiente –

suroccidente, al igual que su dirección de drenaje. Al interior del lote, se pueden observar las expresiones morfológicas de una vaguada hacia el costado occidental y un lomo hacia el costado norte.

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES


Figura No. 7. Expresiones morfológicas al interior de la zona en estudio 6.2 Trabajo de campo y laboratorio 6.2.1 Presencia de agua. No se detectó la presencia de agua en ninguno de los sondeos realizados hasta las profundidades muestreadas.


6.2.2 Litología del suelo. En cuanto a la estratigrafía que poseen los sondeos, se detectó en el sondeo 4 un lleno antrópico hasta una profundidad de 0.60 metros. A continuación, se halló un suelo fino granular correspondiente a un limo de alta y baja plasticidad y el cual se encuentra en estado de plástico a semisólido, esto de acuerdo al valor obtenido del índice de liquidez. Por último e intercalado con el estrato fino granular en el sondeo 1, entre 1.00 a 2.00 metros, se encuentra un suelo grueso granular conformado por una arena limosa, el cual se encuentra en estado de semicompacto a compacto.

Figura No. 8. Estratigrafía de la zona de estudio.


6.2.3 Análisis ensayo de penetración.

� Del ensayo de penetración normal SPT realizado en zona de las perforaciones 2 y 4, se obtuvieron los siguientes resultados:

El sondeo 2 presenta valores entre medios y altos a lo largo de toda la profundidad muestreada, con reducciones en dicho ensayo a profundidades de 2.65, 3.65 y 4.55 metros, siendo la segunda la más representativa donde se pasó de 64 a 40 golpes por pie.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Cota (m)

"N" "N45" "N60" S.P.T. (golpes/pie)

RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN

N

N45

N60

P-2

Figura No. 9. Profundidad Vs. Penetración normal - N


En la perforación 4 se presentan valores medios y altos en toda la profundidad, con reducciones a 1.65 y 5.10 metros de profundidad.

Figura No. 10. Profundidad Vs. Penetración normal - N


� Del ensayo de penetración con cono CPT – sin recuperación de muestra realizado en los sondeos 1

y 3, se obtuvieron los siguientes resultados: En el sondeo 1 se observan reducciones a 3.30 y 3.60 metros, así como entre 5.10 y 5.40 metros de profundidad. La perforación 3 presenta reducciones importantes entre 1.80 y 3.75 metros, y de 5.40 a 5.70 metros de profundidad.

Figura No. 11. Resultado ensayo de penetración sin recuperación de muestra.


6.3 Conclusiones. ♦ No se detectó la presencia de agua en los sondeos realizados.

♦ Geomorfológicamente, el terreno presenta pendientes suaves hacia los costados oriental y

occidental y con una pendiente alta entre ambos costados.

♦ Litológicamente, el suelo se encuentra compuesto por un lleno antrópico de 0.60 metros de espesor en zona del sondeo 4, al que lo subyace un estrato fino granular correpondiente a un limo de alta y baja plasticidad, el cual se encuentra en estado de plástico a semisólido en general. En zona del sondeo 2, entre 1.00 y 2.00 metros, se halla un suelo grueso granular comprendido por una arena limosa en estado de semicompacto, esto de acuerdo al valor obtenido de la compacidad relativa.

♦ Del ensayo de penetración, se observa como los sondeos 2 y 3 localizados hacia el costado sur, poseen valores altos en dicho ensayo, lo que determina las buenas propiedades físico mecánicas del suelo, mientras que los sondeos 1 y 4, poseen valores medios hasta profundidades entre 3.00 y 3.10 metros, que luego de ser sobrepasados se tiene un aumento rápido con la profundidad.

Teniendo presente los anteriores resultados y dadas las buenas propiedades físico mecánicas del suelo a partir de 3.00 metros, apoyar la estructura sobre un sistema de cimentación directo del tipo zapatas individuales apoyadas directamente sobre el terreno, sin que se presenten asentamientos mayores a los máximos permisibles y fatigas excesivas en el estrato de apoyo.


7.1 PARAMETROS DEL SUELO PARA EL CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN. A continuación, se presentan los parámetros del suelo empleados para el cálculo de la cimentación.

Tabla No. 7. Parámetros del suelo utilizado para el cálculo de la cimentación. 7.2 CIMENTACIÓN. Luego de analizar los resultados del trabajo de campo, los resultados de los ensayos realizados en el laboratorio y las propiedades mecánicas del suelo encontrado, y de acuerdo al nivel en que quedará ubicada la estructura con respecto al nivel del terreno en el momento de la exploración y de estudiar las diferentes posibilidades de cimentación, se consideró como solución más adecuada desde el punto de vista económico e ingenieril, apoyar la estructura empleando la siguiente alternativa de cimentación:

7. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN.


Para el diseño de la cimentación, se utilizó las siguientes fórmulas.

ZAPATAS INDIVIDUALES

ZAPATA CUADRADA METODO DE KARL VON TERZAGHI

FALLA GENERAL: qc = 1.3 c Nc + q Nq + 0.4 γγγγ B Nγγγγ qadm = (qc/FS)

FALLA LOCAL: q'c = 1.3 c N'c + q N'q + 0.4 γγγγ B N'γγγγ q'adm = (q'c/FS) FACTOR DE SEGURIDAD: 3,0

donde;

C : Cohesión

q : esfuerzo efectivo a nivel del fondo de la cimentación

γγγγ : peso específico del suelo

Nc, Nq, N γ γ γ γ : factores de capacidad portante

Cálculo ancho de la zapata:

Y la fórmula propuesta por Braja M. Das.

, son los factores de capacidad de carga modificada Éstos se pueden calcular usando las ecuaciones para el factor de capacidad de carga (para , respectivamente remplazando φ’

por .

2

2:;,*;

B

PqentoncesqBBBA

A

Padmadm ===== σσ


ZAPATAS INDIVIDUALES APOYADAS DIRECTAMENTE SOBRE EL TERRENO, estas zapatas poseerán una profundidad de desplante de 2.00 metros, luego de efectuados los cortes que poseerá el proyecto, donde el mayor será de 3.65 metros y calculadas para transmitir una presión máxima de 15.00 ton/m2. DESCRIPCIÓN DEL ESTRATO PORTANTE Las zapatas se apoyarán sobre un limo de alta plasticidad de color gris amarillento con motas blancas de consistencia dura.

7.1.2 CALCULO ASENTAMIENTOS

Asentamiento por Consolidación primaria

Donde

Asentamiento por Consolidación secundaria

Donde

Para estas condiciones se esperan asentamientos del orden de 2.50 cms, calculados con valores del Módulo de Compresibilidad Volumétrica Mv, obtenidos del ensayo de consolidación para estratos intermedios y profundos. Este asentamiento, es menor que el máximo permisible para este tipo de cimentación que es de 2.54 cms. SIN EMBARGO ESTAS PROFUNDIDADES DEBERÁN DE SER REVISADAS Y APROBADAS POR EL INGENIERO DE SUELOS EN EL MOMENTO DE LA CONSTRUCCIÓN, SIN ESTE AVAL ESTE ESTUDIO NO TENDRÁ VALIDEZ.


7.2 DISEÑO SISMO-RESISTENTE.

DESCRIPCIÓN

Parametro Aa 0,15

Parámetro Av 0,20

Nivel de Amenaza Sísmica Intermedia

Perfil del Suelo C

Coeficiente de amplificación Fa 1,20

* Para Medellín Además y de acuerdo a las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo- Resistente, todas las cimentaciones deberán ir amarradas para efectos sísmicos.


El proceso constructivo se realizará en etapas considerando para ellas las recomendaciones que se presentan a continuación. 8.1 ETAPA 1 – INVENTARIO DE GRIETAS

Antes de efectuarse la excavación para las cimentaciones, se deberá realizar un inventario de grietas en las estructuras vecinas. Si existiesen grietas, deben marcarse tal que se pueda identificar si hubo cambio en ellas por las excavaciones realizadas.

8.2 ETAPA 2 – CONSTRUCCIÓN DE LA CIMENTACIÓN.

8.2.1 CONTROL DE AGUAS.

No se detectó la presencia de agua en los sondeos realizados, en caso de llegar a detectarse durante el proceso constructivo de la cimentación, se deberá de dar aviso a nuestra oficina con el fin de proceder a establecer las recomendaciones pertinentes para su control.

8.2.2 PROCESO CONSTRUCTIVO PARA LAS ZAPATAS.

Se deberá un entibado permanente, para evitar el desconfinamiento de las paredes laterales del suelo adyacente a las zapatas. Para esto se excava una parte de la zanja y las paredes se pulen para dejarlas relativamente lisas, se colocan tablones verticales y horizontalmente un marco.

8. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS


8.2.3 RECOMENDACIONES PARA LA EXCAVACIÓN DE LA CIMENTACIÓN Y GENERALES. � Deberá tenerse continuidad en el proceso de la excavación y el vaciado de la cimentación, con el

objeto de evitar el remoldeo del suelo de cimentación. Además, se recomienda no permitir el ingreso de agua de escorrentía al sitio excavado.

� Se recomienda no dejar durante mucho tiempo las excavaciones a merced de las aguas lluvias,

ya que pueden saturarse y presentar asentamientos instantáneos de magnitud considerable dentro de la estructura al ir avanzando el proceso constructivo.

� Antes de vaciar las cimentaciones, se deberá limpiar todo el material del fondo de la excavación,

con el fin de evitar que estos materiales puedan ocasionar asentamientos mayores a la estructura.

� Se deberá impermeabilizar los muros al nivel de sobrecimiento, con el fin de evitar el ascenso del

agua por capilaridad.

� Para las redes de acueducto y alcantarillado se deberán utilizar tuberías flexibles de PVC que resistan las deformaciones en el terreno. Así mismo, se deberá dotar a la red de alcantarillado de cajas de inspección, con el objeto de verificar su correcto funcionamiento.

� Ninguna cimentación se podrá apoyar directamente sobre llenos mal conformados.

� Se recomienda en caso de llegar a detectarse rocas de gran tamaño y sea difícil su remoción por métodos manuales, se recomienda la utilización de CRASH O CRAC, para la destrucción química de estas, ya que si se utiliza voladura, se podrán desestabilizar los terrenos aledaños – canchas de tenis.

� Se deberán de reubicar los drenajes de las canchas de tenis ya que estas vierten sus aguas al lote

en estudio.

8.2.4 CONFORMACION DE LLENOS. Como el proyecto contempla la conformación de llenos, estos se realizarán siguiendo las siguientes especificaciones: El lleno se realizará con material seleccionado del tipo arenilla que según la Clasificación Unificada de Suelos corresponde a un SM o SC y deberá de poseer las siguientes especificaciones:

Límite líquido menor del 30%. Indice de plasticidad menor del 4%. Porcentaje que pasa el tamiz No. 200 menor del 35%.


Esta arenilla, se deberá de compactar al 95% de la densidad seca máxima del ensayo proctor modificado. Pero antes de la conformación de dicho lleno, el terreno sobre el cual se realizará dicho lleno deberá de estar libre de materiales contaminantes del tipo escombros, capa vegetal, basuras, entre otros.

8.2.5 CONSTRUCCION MURO DE CONTENCION.

Como el lote en estudio proyecta un muro de contención contra las canchas de tenis, se recomienda que este sea del tipo cortina, el cual se apoyará en la viga de amarre de la cimentación y la losa del segundo nivel.

Para su construcción, se deberán de tener presente las siguientes especificaciones.

∗ Estos deberán de ir acompañados de un filtro, que capte las aguas provenientes de las zonas

aledañas y que evite el ingreso de éstas al interior de la construcción.

∗ Este filtro tendrá un ancho de 0.40 metros en la parte inferior y de 0.20 metros en la parte superior. Además, deberá tener una pendiente mínima del 1% para que el agua fluya normalmente por efecto de la gravedad. Todas las aguas recolectadas por este filtro serán recogidas por medio de una tubería de PVC con un diámetro que deberá ser consultado al Ingeniero Sanitario y que será conectado a la red de alcantarillado de aguas lluvias.

∗ El filtro deberá ir revestido por un geotextil permeable del tipo NT 3000 hacia la zona del terreno

con el fin de no permitir el lavado de los finos y con polietileno grueso hacia el muro de contención para impedir el paso del agua al interior de la estructura.

∗ En la parte inferior de este filtro, se construirá una cañuela reforzada con el fin de que no se

fracture éste y evitar la fuga del agua.

El empuje activo se calculará de esta manera:

Ea =1

2 γo H

2 donde: Ea = Empuje activo.

γo = Densidad del Líquido equivalente para el suelo tipo III. según la tabla propuesta por el doctor Terzaghi 0.70 Ton/m3.


Figura No. 23. Especificación filtro muros de contención.

Figura No. 13. Especificación muro de contención 8.3 ETAPA 3 - ASENTAMIENTOS.

Es importante llevar una medida de los asentamientos, a medida que se vaya avanzando en el proceso de construcción, con el fin de verificar que no se presenten asentamientos mayores que los permisibles y/o estimados.


En la obra debe permanecer una copia del estudio de suelos, para reconfirmar la información en él suministrada. Las recomendaciones dadas en el informe se basan en la exploración de campo y en los ensayos de laboratorio realizados. Si durante la construcción de la estructura, se encuentra un suelo con características diferentes a las anotadas en el informe o se produce alguna situación que pueda variar las recomendaciones iniciales, se deberá avisar al ingeniero de suelos para proceder a la revisión pertinente. Es importante establecer, que en caso de que este proyecto no se desarrolle en los próximos 5 años, se deberá reevaluar el estudio de suelos, ya que, durante este período, el lote en estudio estará sometido a diferentes procesos, los cuales pueden alterar notablemente las condiciones actuales del suelo. Tendré el mayor gusto en colaborar con usted en todo lo referente a este informe. Cordialmente, FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civil – M.Sc. Mat. 05202-07502

9. LIMITACIONES DEL ESTUDIO.

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